CN116971882A - 用于控制发动机系统的操作的方法 - Google Patents

用于控制发动机系统的操作的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116971882A
CN116971882A CN202310453253.3A CN202310453253A CN116971882A CN 116971882 A CN116971882 A CN 116971882A CN 202310453253 A CN202310453253 A CN 202310453253A CN 116971882 A CN116971882 A CN 116971882A
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
eats
emissions
combustion mode
stroke combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310453253.3A
Other languages
English (en)
Inventor
约翰·达尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo Truck Corp
Original Assignee
Volvo Truck Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo Truck Corp filed Critical Volvo Truck Corp
Publication of CN116971882A publication Critical patent/CN116971882A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3058—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used the engine working with a variable number of cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F01N11/005—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus the temperature or pressure being estimated, e.g. by means of a theoretical model
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/008—Mounting or arrangement of exhaust sensors in or on exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
    • F02B69/06—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different cycles, e.g. convertible from two-stroke to four stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0242—Variable control of the exhaust valves only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/04—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation using engine as brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02—Cutting-out
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0245—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0255—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • F02D41/1463—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases downstream of exhaust gas treatment apparatus
    • F02D41/1465—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases downstream of exhaust gas treatment apparatus with determination means using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/02—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by cutting out a part of engine cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/08—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/10—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying inlet or exhaust valve timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/18—Ammonia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402—Exhaust gas composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F02D2041/0012—Controlling intake air for engines with variable valve actuation with selective deactivation of cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1412—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a predictive controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • F02D2200/0804—Estimation of the temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/36—Control for minimising NOx emissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/02—Four-stroke combustion engines with electronic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/04—Two-stroke combustion engines with electronic control

Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆中的发动机系统的操作的方法，该发动机系统包括发动机和排气后处理系统，该发动机被配置为至少以二冲程燃烧模式和四冲程燃烧模式操作，该排气后处理系统被配置为减少来自发动机排气的排放。该方法包括：估计或预测该排气后处理系统的温度；估计或预测该排气后处理系统中出去的排放；响应于排气后处理系统的温度低于预定温度阈值并且排气后处理系统中出去的排放高于预定排放阈值，通过以二冲程燃烧模式操作发动机来执行主要NOx减排活动；在发起发动机以二冲程燃烧模式操作之后并且响应于排气后处理系统中出去的排放低于所述预定排放阈值，将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。

Description

用于控制发动机系统的操作的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制车辆中的发动机系统的操作的方法。本发明特别涉及包括发动机和排气后处理系统EATS的发动机系统。本发明还涉及一种车辆、一种计算机程序、一种计算可读介质和一种控制单元。
背景技术
车辆通常包括用于推进车辆的发动机。发动机可以是由例如液体或气态燃料提供动力的内燃发动机，或者它可以是由电力供电的电机。此外，存在混合动力解决方案，其中车辆由内燃发动机和电机两者驱动。
如果发动机是燃烧发动机，诸如柴油发动机，则通常为车辆提供排气后处理系统EATS，以处理来自发动机的排放。用于柴油发动机的EATS通常包括以下部件中的一种或多种：柴油氧化催化器DOC、柴油微粒过滤器DPF和选择性催化还原SCR催化器。通常在SCR催化器的上游注入还原剂，诸如尿素或含氨物质，以辅助将氮氧化物(也称为NOx)借助催化器转化为双原子氮N2和水，以及可能还有二氧化碳CO2(取决于还原剂的选择)。清洁后的或至少减少排放的排气然后通过车辆的排气尾管离开EATS和车辆。与柴油发动机一样产生至少部分类似排放的其他类型的发动机可能利用相同或类似的EATS。发动机和EATS通常可以被称为发动机系统。
政府法规以及对提高车辆燃料经济性的持续需求意味着需要更有效地操作EATS。例如，EATS必须在非常低的负载下以及在排气温度较低时的发动机冷起动下快速升温并具有高转换效率。为了满足严格的CO2要求而需要非常高效的发动机还导致排气温度较低和发动机排出的NOx水平较高，这需要在SCR催化器上游注入大量还原剂。此外，当使用尿素作为还原剂时，尿素需要热量才能蒸发并水解成氨。如果温度为低，例如在发动机冷起动期间，则有很大风险会产生结晶和沉积物，从而降低EATS的效果。冷起动排放可以例如通过EATS的热预调节来缓解。
热预调节需要能量，尤其是发动机和/或EATS的预调节，因为此类系统构成了车辆的大型热缓冲器。此外，存在与冷起动操作无关但仍会导致EATS的不令人满意的低温的发动机操作(例如，发动机在低负载下的操作)。因此，工业上需要改进对发动机系统的操作的控制，以减少车辆的至少一些排放。
发明内容
本发明的目的是至少部分地缓解上面讨论的关于已知发动机系统的缺点，并提供一种用于控制发动机系统的操作的改进方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制车辆中的发动机系统的操作的方法，该发动机系统包括发动机和排气后处理系统EATS，该发动机被配置为至少以二冲程燃烧模式和四冲程燃烧模式操作，该EATS被配置为减少来自发动机排气的排放。该方法包括：
-估计或预测该EATS的温度；
-估计或预测该EATS中出去的排放；
-响应于该EATS的温度低于预定温度阈值并且该EATS中出去的排放高于预定排放阈值，通过以二冲程燃烧模式操作该发动机来执行主要NOx减排活动；
-在发起该发动机以二冲程燃烧模式操作之后并且响应于该EATS中出去的排放低于该预定排放阈值，将发动机操作从该二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。
因此，通过以二冲程燃烧模式操作发动机来加热EATS，并且减少EATS中出去的NOx排放，但是仅在需要满足预定排放阈值时才减少。即，通过响应于EATS的温度低于预定温度阈值而发起发动机以二冲程燃烧模式操作并响应于EATS中出去的排放低于预定排放阈值而将发动机的操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式，实现了通过二冲程燃烧模式加热EATS与二冲程燃烧模式可能带来的任何负面影响之间的良好平衡。将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式的步骤通常在以二冲程燃烧模式操作发动机的步骤期间发起。因此，可以实现改进在非常低的负载下以及在排气温度低时的发动机冷起动下的减排。由于通过以二冲程燃烧模式操作发动机来加热EATS而改进的排放通常在一定时间段内实现，例如，在2分钟至10分钟内实现。
根据至少一个示例性实施方案，该发动机包括多个发动机气缸，诸如例如四个或六个发动机气缸。根据至少一个示例性实施方案，以二冲程燃烧模式操作发动机包括以二冲程燃烧模式操作发动机的发动机气缸中的一者或多者。根据至少一个示例性实施方案，以二冲程燃烧模式操作发动机包括以二冲程燃烧模式操作发动机的所有发动机气缸。根据至少一个示例性实施方案，以二冲程燃烧模式操作发动机包括以二冲程燃烧模式操作发动机的一半发动机气缸。
应当理解，在发动机的四冲程燃烧模式下，完整的燃烧循环是在活塞的四个冲程和曲轴的两转中完成的，而在二冲程燃烧模式下，完整的燃烧循环是在活塞的两个冲程和曲轴的一转中完成的。因此，在二冲程燃烧模式下，发动机排气的加热功率或至少质量流量通常更高，这是与发动机以四冲程燃烧模式操作相比该模式可以用于更快地加热EATS的原因。然而，以二冲程燃烧模式操作发动机通常会导致燃烧效率下降和CO2排放增加(即，负面影响)。更详细地，与四冲程燃烧模式相比由于二冲程燃烧模式而增加的发动机排气的加热功率可以通过根据以下标准操作发动机来实现。在二冲程燃烧模式期间，发动机气缸的进气门和排气门打开的频率可以是四冲程燃烧模式的两倍。此外，燃料可以在二冲程燃烧模式期间以四冲程燃烧模式期间两倍的频率输送到发动机。例如，在二冲程燃烧模式中，气缸大约每360度曲柄转角加一次燃料，而在四冲程燃烧模式中，大约每720度曲柄转角加一次燃料。更进一步地，在二冲程燃烧模式中，发动机气缸内的空气和燃料充气的点火可以在每个上止点TDC(例如，大约每360度曲柄转角)附近执行，而在四冲程燃烧模式中，可以在每隔一个TDC(例如，大约每720度曲柄转角)附近执行。
根据至少一个示例性实施方案，连续地执行估计或预测EATS的温度的步骤和估计或预测EATS中出去的排放的步骤中的至少一者或每一者。然而，根据至少一个示例性实施方案，离散地执行估计或预测EATS的温度的步骤和估计或预测EATS中出去的排放的步骤中的至少一者或每一者。例如，在以二冲程燃烧模式操作发动机之前，执行估计或预测EATS的温度的步骤和估计或预测EATS中出去的排放的步骤。此外，在发起发动机以二冲程燃烧模式操作之后，可以再次执行估计或预测EATS中出去的排放的步骤。另外或替代地，估计或预测EATS的温度的步骤可以在发起发动机以二冲程燃烧模式操作之后再次执行。
例如，在以二冲程燃烧模式操作发动机的步骤之前，执行对EATS的温度和EATS中出去的排放的第一次估计或预测。不需要(但可以)同时执行对EATS的温度和EATS中出去的排放的第一次估计或预测。响应于此类第一次估计或预测并且由于EATS的温度(估计或预测的温度)低于预定温度阈值并且EATS中出去的排放(估计或预测的排放)高于预定排放阈值，通过以二冲程燃烧模式操作发动机来执行主要NOx减排活动。随后，对至少EATS中出去的排放执行第二次估计或预测。响应于此类第二次估计或预测并且由于EATS中出去的排放低于预定排放阈值，发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。然而，如上所述，代替第一次和第二次估计或预测事件，可以连续地估计或预测EATS的温度和EATS中出去的排放。
估计EATS的温度可以通过测量EATS的温度或者响应于一些温度表征参数而估计该温度来实现。例如，EATS的温度可以通过已知的温度模型使用例如发动机排气温度、发动机排气的质量流量和发动机排气中的碳氢化合物的质量流量来估计。估计EATS的温度的行为可以被称为确定EATS的温度。相应地，估计EATS中出去的排放可以通过测量EATS中出去的排放或响应于一些排放表征参数而估计该排放来实现。例如，可以通过已知的排放模型使用例如发动机排气温度、发动机排气的质量流量、NOx的质量流量、发动机排气中的还原剂(例如，尿素)和碳氢化合物来估计EATS中出去的排放。估计EATS中出去的排放的行为可以被称为确定EATS中出去的排放。
预测EATS的温度可以通过响应于EATS的已知热模型和预测的车辆操作而对EATS的温度进行建模来实现。相应地，预测EATS中出去的排放可以通过响应于已知排放模型和预测的车辆操作而对EATS中出去的排放进行建模来实现。
例如，估计EATS的温度或估计EATS中出去的排放可以指代对当前时间(即，当前条件下)的对应参数(温度或排放)的估计，而预测EATS的温度或预测EATS中出去的排放可以指代对未来某个时间点(例如，在接下来的10分钟期间的某个时间点)的对应参数(温度或排放)的预测。EATS中出去的排放可以指代某个时间跨度内(例如，10秒至1分钟或1分钟至10分钟)的累积排放。因此，EATS中出去的排放可以是当前排放、该时间跨度内的当前排放、预测排放或该时间跨度内的预测排放。
根据至少一个示例性实施方案，该方法包括：
-在以二冲程燃烧模式操作发动机之前以四冲程燃烧模式操作发动机。
因此，发动机可以以四冲程燃烧模式操作，例如，作为在发动机起动之后(例如，在前几秒或前几分钟期间)的发动机初始操作，同时执行对EATS的温度和EATS中出去的排放的(第一次)估计或预测。
根据至少一个示例性实施方案，该方法还包括：
-在该发动机以二冲程燃烧模式操作期间停用该发动机的至少一个发动机气缸。
因此，在二冲程燃烧模式下，并非需要所有发动机气缸都操作。例如，一半的发动机气缸停用，而另一半以二冲程燃烧模式操作。停用的发动机气缸不需要是被动的，但是术语“停用的”应当被理解为不参与燃料的燃烧。
根据至少一个示例性实施方案，停用的发动机气缸被控制以执行发动机压缩制动，作为二冲程或四冲程发动机压缩制动。
因此，二冲程燃烧模式可以与至少一个发动机气缸的停用和发动机压缩制动一起使用。
例如，当EATS需要加热时，一些发动机气缸可以被停用，并且停用的气缸可能凭借通过在停用的发动机气缸的上止点(TDC)处打开排气门而排出压缩空气来充当压缩制动(二冲程或四冲程)。例如，一半的发动机气缸可以被停用，而另一半以二冲程燃烧模式操作。这导致显著的损失，从而需要以二冲程燃烧模式操作的发动机气缸中的燃烧产生更大扭矩。发动机气缸中的燃烧导致更高的发动机排气温度和更高的质量流量(因为更多燃料被喷射到发动机)，前提是相应地监测和控制发动机中存在的任何涡轮的效率。通过压缩制动操作的发动机气缸中出去的排气的温度和质量流量低于以二冲程燃烧模式操作的发动机气缸中出去的排气的温度和质量流量，但是来自所有发动机气缸的组合排气的总排气温度和质量流量与所有发动机气缸都以二冲程燃烧模式操作的情况相比仍然提供EATS的变暖。
任何停用的发动机气缸都可以被布置成进气门和排气门关闭而不是执行压缩制动(二冲程或四冲程)，这导致没有流量通过停用的气缸，从而导致较低的排气流量，但是由于在燃烧模式下操作的气缸(即，活动气缸)中的每一者中产生更多扭矩，排气温度更高。
根据至少一个示例性实施方案，该方法还包括：
-在将发动机操作从该二冲程燃烧模式改变为该四冲程燃烧模式之前并且响应于该EATS的温度低于该预定温度阈值并且该EATS中出去的排放高于该预定排放阈值，以与以二冲程燃烧模式操作该发动机不同的方式执行补偿性NOx减排活动。
因此，主要NOx减排活动是发动机在二冲程燃烧模式下的操作可以用一种或多种补偿性NOx减排活动来补充。因此，EATS的加热和由此改进的NOx减排可以通过发动机在二冲程燃烧模式下的操作以及补偿性NOx减排活动一起来实现。例如，补偿性NOx减排活动可以减少主要NOx减排活动的操作时间(即，减少发动机以二冲程燃烧模式操作的时间)，因为与不执行补偿性NOx减排活动的场景相比更早地满足预定排放阈值。替代地，EATS可以以可接受方式操作，即使EATS的温度低于预定温度阈值也是如此，因为补偿性NOx减排活动减少了NOx排放。
根据至少一个示例性实施方案，补偿性NOx减排活动包括以下至少一项：使用废气门、延迟燃料喷射、EATS的至少部分的电加热、改变发动机气门打开/关闭、减少通过发动机和EATS的排气流(例如，通过控制进气节气门)。
此类补偿性NOx减排活动是众所周知的，并且很容易通过发动机控制系统获得。例如，废气门是控制到达涡轮增压发动机系统中的涡轮叶轮的排气流的阀。因此，对于其中发动机系统包括废气门阀和涡轮增压器的实施方案，可以使用废气门。延迟燃料喷射和改变发动机气门(通常是进气门和排气门)的打开和关闭通常由发动机控制系统控制。对于其中EATS被配备有电加热器的实施方案，使用这样的电加热器来加热EATS导致由于EATS的温度升高而减少NOx排放。减少通过发动机和EATS的排气流的活动可以使用节气门(诸如发动机系统的进气节气门，或排气节气门)来实现。
对于其中发动机系统包括排气再循环EGR装置的实施方案，EGR装置的不同活动可以被包括作为补偿性NOx减排活动的替代方案，例如使用热EGR阀、使用冷EGR阀，或操作EGR泵，使得EATS的温度升高。作为另一种替代方案，对车辆电池的充电的激活可以被包括作为补偿性NOx减排活动的替代方案，因为这样的充电增加了发动机的扭矩负载，从而导致更高的质量流量和更高的排气温度。
根据至少一个示例性实施方案，EATS包括用于为发动机排气提供流体通路的流体通道、EATS出口以及被布置在流体通道中并选自以下各项的至少一种减排部件：选择性催化还原SCR催化器、氧化催化器和微粒过滤器，其中EATS的温度对应于至少一种减排部件的温度或EATS出口的温度。
因此，提供了用于测量EATS的温度的容易获得的替代方案。换句话说，EATS的估计或预测温度对应于至少一种减排部件的温度或EATS出口的温度。通常，EATS的测量温度反映EATS例如关于减少NOx排放的能力的可操作性。因此，优选地，EATS的温度是SCR催化器的温度。
根据至少一个示例性实施方案，EATS包括用于将还原剂喷射到SCR催化器的还原剂喷射装置，其中EATS的温度对应于还原剂喷射装置中的还原剂的温度。通常，还原剂是尿素。
根据至少一个示例性实施方案，估计或预测的EATS中出去的排放包括NOx的量。
即，估计或预测的EATS中出去的排放可以包括估计或预测的NOx排放。换句话说，该方法可以包括以下步骤：估计或预测EATS中出去的NOx排放，并且响应于EATS的温度低于预定温度阈值并且EATS中出去的NOx排放高于预定排放阈值，通过以二冲程燃烧模式操作发动机来执行主要NOx减排活动；以及在发起发动机以二冲程燃烧模式操作之后并且响应于EATS中出去的NOx排放低于预定排放阈值，将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。因此，并且根据至少一个示例性实施方案，响应于预测的EATS中出去的NOx排放低于预定排放阈值而将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。
根据至少一个示例性实施方案，估计或预测的EATS中出去的排放还包括NO2的量和/或N2O的量和/或NH3的量。此外，还可以预测或估计CO2排放的量，并且该量可以包括在估计或预测的EATS中出去的排放中。
根据至少一个示例性实施方案，预定温度阈值与EATS的操作温度(或正常操作温度)相关，并且预定排放阈值与排放合法化相关。
根据至少一个示例性实施方案，预定温度阈值对应于140℃至250℃之间的温度。
因此，在这样的温度以下，EATS通常需要加热以便令人满意地操作。EATS在其操作温度(或正常操作温度)以下操作导致EATS减少发动机排气排放、尤其是NOx排放的能力较差。在其中还原剂注入装置预热的实施方案中，EATS的温度可以在上面给出的较高区间内，例如，在200℃至250℃之间，因为注入的还原剂被预热并因此更容易水解变成NH3。
根据至少一个示例性实施方案，该方法还包括：
-确定预测的车辆操作信息，该车辆操作信息至少包括预测的即将到来的道路事件和与该即将到来的道路事件相关联的预测的发动机操作，其中该EATS中出去的排放是与该预测的发动机操作相关联的计算的排放。
即，可以基于预测的发动机操作来预测EATS中出去的排放。因此，预测的车辆操作信息可以用于改进发动机系统的操作，使得EATS以改进的方式操作。
根据至少一个示例性实施方案，EATS中出去的排放是与预测的发动机操作相关联的预测的冷起动排放。
因此，预测的车辆操作信息可以包括冷起动操作，因此，预测的EATS中出去的排放可以是冷起动排放(响应于预测的发动机操作而确定)。因此，可以响应于车辆操作信息基于预测的发动机操作的冷起动排放高于预定排放阈值而执行通过以二冲程燃烧模式操作发动机执行主要NOx减排活动的步骤。因此，冷起动排放可以通过主要(和补偿性)NOx减排活动来减少。可以估计从发动机操作初始化时间到发动机系统已经达到其操作温度或正常操作温度的时间的预测的发动机操作的冷起动排放。
根据至少一个示例性实施方案，预测的车辆操作信息是基于车辆操作的历史或统计数据，或者是基于预定的计划车辆操作的预定的车辆操作信息。
因此，各种类型的车辆信息可以用作输入数据以确定预测的车辆操作信息。即，车辆操作的历史或统计数据用作输入数据以确定预测的车辆操作信息，或者预定的计划车辆操作用作输入以确定预定的车辆操作信息。换句话说，预测的车辆操作信息是响应于车辆操作的历史或统计数据而确定的，或者是响应于预定的计划车辆操作而确定的预定的车辆操作信息。例如，车辆操作的历史时间跨度和/或车辆操作的历史工作日(例如，与历史车辆路线相关)可以在统计上用作预测的车辆操作信息的输入数据。另外或替代地，诸如针对预测的车辆操作信息的预测的道路、交通和/或天气条件的外部参数可以用于确定例如发动机操作初始化时间和/或预测的发动机操作。对于预定的车辆操作信息，预定的车辆初始化时间可以对应于发动机操作初始化时间，并且预定的发动机操作负载可以对应于预测的发动机操作。例如，车辆或交通规划系统可以用作预定的计划车辆操作和预定的车辆操作信息的输入数据。另外或替代地，诸如针对预定的车辆操作信息的预测道路、交通和/或天气条件的外部参数可以用于确定例如预定的发动机初始化时间和/或预定的发动机操作负载。根据至少一个示例性实施方案，预定的车辆操作信息包括车辆的预定路线，以及在预定路线的至少一部分期间执行工作的可能预定的辅助动作。
根据至少一个示例性实施方案，预测的车辆操作信息表示车辆的未来、预期或预定的操作(即，至少未来、预期或预定的车辆初始化时间和未来、预期或预定的发动机操作)。根据至少一个示例性实施方案，预测的车辆操作信息可以对应于预测的车辆初始操作，例如，直到已经达到发动机系统的(正常)操作温度。例如，在发动机系统的冷起动操作的情况下，预测的车辆操作信息可以对应于预测的车辆操作，直到不再从车辆排放任何冷起动排放物的时间点(即，不执行任何主要或补偿性NOx减排活动，例如，通过以四冲程燃烧模式操作发动机)。然而，根据至少一个示例性实施方案，持续地监测预测的车辆操作。
根据至少一个示例性实施方案，预测的车辆操作信息可以是在例如0秒或1秒至30分钟、或0秒或1秒至20分钟、或0秒或1秒至15分钟、或0秒或1秒至10分钟、或1秒至5分钟、或0秒或1秒至2分钟、或0秒或1秒至1分钟的时间跨度内的不久的将来(例如，发动机操作初始化时间的不久的将来)的预测信息。根据至少一个示例性实施方案，预测的发动机操作可以针对初始车辆操作来确定，例如，通过在车辆在所述时间跨度内的这种初始操作期间确定发动机操作负载来确定。根据至少一个示例性实施方案，预测的发动机操作的冷起动排放是在车辆的这种初始操作期间预测的。
根据至少一个示例性实施方案，预测的发动机操作包括响应于预测的道路事件的预测的发动机转速和/或预测的发动机扭矩。根据至少一个示例性实施方案，EATS中出去的排放(例如，预测的发动机操作的冷起动排放)是基于与预测的发动机转速和/或预测的发动机扭矩相关联的排放。
因此，可以更准确地预测该预测的发动机操作的EATS中出去的排放。如前所述，可以至少响应于车辆操作的历史或统计数据或预定的计划车辆操作而确定预测的发动机操作。此外，诸如如前所述的预测道路、交通和/或天气条件的任何外部参数都可以包括在预测的发动机操作中。预测的发动机转速和/或预测的发动机扭矩是发动机操作的重要参数，这些参数影响例如燃料消耗、车辆速度、发动机中出去的排放和/或EATS中出去的排放(诸如冷起动排放)。因此，通过预测的发动机转速和/或预测的发动机扭矩，EATS的操作可以通过响应于这样的信息而行动来改进。
根据至少一个示例性实施方案，预测的道路事件包括地图数据。这样的地图数据可以例如包括预测的或即将到来的道路拓扑结构(例如，下坡或上坡)和/或预测的或即将到来的道路曲线和/或预测的或即将到来的路况的信息。地图数据可以例如通过GPS或其他车辆定位装置与位置数据相关。预测的道路事件可以另外或替代地包括预测的或即将到来的停车场或预测的或即将到来的交通信号灯或预期的交通堵塞，即，至少部分地由先前描述的外部参数确定。对于任何这样的预测道路事件，车辆的操作通常与对应的发动机操作相关联，即，响应于预测的道路事件的未来的、预期的或预定的发动机操作。例如，如果预测的道路事件包括车辆将要停放的停车场，则与这种即将到来的停车场相关联的发动机操作可以例如是预测的发动机怠速，因为车辆将至少暂时停在停车场(与这种即将到来的停车场相关联的其他发动机操作可以是预测的发动机怠速之前的预测的降低发动机转速和预测的降挡)。预测的道路事件的另一个示例是预测的或即将到来的上坡。与这种上坡相关联的发动机操作可以例如是预测的降挡和/或预测的增加发动机扭矩，因为车辆要以例如维持的速度或以导致车辆速度与燃料消耗之间的期望平衡的速度上坡行驶。预测的道路事件的第三示例是在高速公路上连续行驶，通常先快速加速以达到高速公路的车辆速度。任何这样的预测的车辆操作都可以用于确定预测的发动机转速和/或预测的发动机扭矩，并因此确定EATS的相关温度和EATS中出去的排放。预测的道路事件可以另外包括车辆目的地，即，车辆将停止并执行发动机关闭的道路位置。
参考前面对EATS的估计或预测温度的描述。根据至少一个示例性实施方案，可以响应于预测的发动机操作而预测EATS的温度。更详细地，该方法可以包括：确定与预测的发动机操作相关联的EATS的预测温度，其中响应于EATS的预测温度低于预定温度阈值而执行通过以二冲程燃烧模式操作发动机来执行主要NOx减排活动。
根据至少一个示例性实施方案，不管EATS的温度是低于还是高于预定温度阈值，都执行将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。
例如，在EATS的温度低于预定温度阈值时，可以执行将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。
根据至少一个示例性实施方案，响应于EATS的温度高于来自发动机的排气的温度(即，发动机排出温度)而执行将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。因此，该方法可以包括估计(例如，测量)和/或预测发动机排气。
根据本发明的第二方面，提供了一种车辆的发动机系统，该发动机系统包括发动机和排气后处理系统EATS，该发动机被配置为至少以二冲程燃烧模式和四冲程燃烧模式操作，该EATS被配置为减少来自发动机排气的排放。该EATS包括控制单元，该控制单元被配置为：
-估计或预测EATS的温度；
-估计或预测EATS中出去的排放；
-响应于EATS的温度低于预定温度阈值并且EATS中出去的排放高于预定排放阈值，命令发动机系统通过以二冲程燃烧模式操作发动机来执行主要NOx减排活动；
-在发起发动机以二冲程燃烧模式操作之后并且响应于EATS中出去的排放低于预定排放阈值，命令发动机将其发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。
因此，并且根据本发明的至少一个示例性实施方案，发动机系统的控制单元被配置为执行参考本发明的第一方面描述的方法。
本发明的第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上面结合本发明的第一方面描述的那些。关于本发明的第一方面提到的实施方案在很大程度上与本发明的第二方面兼容，该第二方面中的一些在下面举例说明。控制单元通常还被配置为响应于EATS的温度和EATS中出去的排放而操作发动机或EATS的任何阀或致动器。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括根据本发明的第二方面的发动机系统的车辆。
根据本发明的第四方面，提供了一种包括程序代码装置的计算机程序，该程序代码装置包括当所述程序在计算机上运行时使本发明的第二方面的发动机系统执行本发明的第一方面的方法的步骤的指令。
根据本发明的第五方面，提供了一种承载包括程序代码装置的计算机程序的计算机可读介质，该程序代码装置包括当所述计算机程序在计算机上运行时使本发明的第二方面的发动机系统执行本发明的第一方面的方法的步骤的指令。
根据本发明的第六方面，提供了一种用于控制车辆中的发动机系统的操作的控制单元，该控制单元被配置为执行本发明的第一方面的方法的步骤。
本发明的第三方面至第六方面的效果和特征在很大程度上类似于上面结合本发明的第一方面和第二方面描述的那些。关于本发明的第一方面和第二方面提到的实施方案在很大程度上与本发明的第三方面至第六方面兼容。
对于本发明的所有第一方面至第六方面，SCR催化器可以包括在车辆的主消音器中。另外或替代地，EATS可以包括氧化催化器(例如，柴油氧化催化器(缩写为DOC))和/或微粒过滤器(例如，柴油微粒过滤器(缩写为DPF))。氧化催化器和/或微粒过滤器有利地布置在SCR催化器的上游。另外或替代地，EATS可以包括预SCR催化器和布置在预SCR催化器上游用于向预SCR催化器提供还原剂的预喷射器。发动机系统可以包括选自各种类型的发动机的发动机，诸如例如使用柴油、汽油、氢或气态燃料作为燃料的发动机。例如，本EATS可以用于通过转化来自使用柴油、汽油、CNG(压缩天然气)、LPG(液化加压气体)、DME(二甲醚)和/或H2(氢)作为燃料的内燃发动机的排气的NOx排放来清洁排气。
本发明的第一方面所描述的方法的步骤的顺序不限于本公开所描述的顺序。除非明确说明，否则在不脱离本发明的范围的情况下，一个或几个步骤可以交换位置，或者以不同的顺序发生。然而，根据至少一个示例性实施方案，方法步骤以在本发明的第一方面中描述的顺序执行。
在下面的描述和附图中公开和讨论了本公开的另外的优点和特征。
附图说明
下文将参考附图更详细地描述作为示例引用的本发明的实施方案。在附图中：
图1是根据本发明的示例性实施方案的包括发动机系统和发动机系统的排气后处理系统的车辆的示意性侧视图，
图2是根据本发明的示例性实施方案的车辆的发动机系统和发动机系统的排气后处理系统的示意图；以及
图3是示出根据本发明的示例性实施方案的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
参考图1，公开了一种车辆1，在这里被体现为重型卡车1，该车辆包括发动机系统10，本公开中公开的那种控制单元17对于该发动机系统是有利的。然而，控制单元17也可以在其他类型的交通工具中实施，诸如在具有类似发动机系统的公共汽车、轻型卡车、乘用车、船舶应用等中实施。图1的车辆1是混合动力车辆1，该混合动力车辆包括发动机15和电机22，该发动机在该实施方案中是柴油发动机15。柴油发动机15由通常包括在燃料箱(未示出)中的柴油燃料提供动力，并且电机22由从至少一个能量存储或变换装置(例如，电池或燃料电池)供应的电力供电。柴油发动机15和电机22通常被布置和配置为通过单独地联接到车辆1的动力传动系统的其他部分(诸如变速器、驱动轴和车轮(未详细示出))来单独地推进车辆1。即，车辆1可以单独由柴油发动机15推进，单独由电机22推进，或者由柴油发动机15和电机22一起推进。
在图1中，至少柴油发动机15包括在发动机系统10中，发动机系统10还包括排气后处理系统EATS 20，该EATS至少具有SCR催化器32、呈DOC形式的氧化催化器30和呈DPF 31形式的微粒过滤器。DPF 31被布置在SCR催化器32的上游，并且被布置和配置为从柴油发动机15的排气中去除颗粒，例如，柴油微粒物质或烟粒。SCR催化器32被布置和配置为借助催化器将氮氧化物(也称为NOx)转化为双原子氮(N2)和水(H2O)(以及可能的二氧化碳CO2)。还原剂(通常是无水氨、氨水或尿素溶液(在本公开中通常称为尿素))被添加到发动机排气装置并被吸收到SCR催化器32中的催化器上。DOC 30被布置在DPF 31的上游并且被配置为将一氧化碳和碳氢化合物转化为二氧化碳。SCR催化器32、DOC 30和DPF 31是EATS 20的减排部件的示例，它们都不需要包括在本发明中。参考图2更详细地描述发动机系统10。
图2更详细地公开了图1的车辆1的发动机系统10。如已参考图1所述，发动机系统10包括柴油发动机15和EATS 20，该EATS具有用于为发动机排气到达EATS出口26b提供流体通路的流体通道26、已经参考图1提及的三个减排部件，即，SCR催化器32、DOC 30和DPF 31。如图2所示，温度传感器33联接到SCR催化器32以用于测量EATS 20的温度、特别是SCR催化器32的温度。然而，应当注意，温度传感器可以被布置在EATS 20中的别处，并且不一定在SCR催化器32处。此外，NOx传感器35被布置在EATS出口26b处以用于测量EATS 20中出去的排放中的NOx(也称为排气尾管NOx)。
控制单元17被配置为控制发动机系统10和/或EATS 20的操作的至少部分。然而，应当提及，控制单元17可以设置在EATS 20和/或发动机系统10之外，并且替代地包括在车辆1的另一部分中。此外，作为另外的示例，氨泄漏催化器ASC可以被布置在SCR催化器32的下游以用于处理从SCR催化器32泄漏的任何氨。此外，EATS 20可以包括被布置在DOC 30的上游的预SCR催化器。
在图2的实施方案中，还原剂喷射器34被布置在SCR催化器32的上游以用于向SCR催化器32提供还原剂。还原剂喷射器34通常流体地连接到还原剂配量系统，该还原剂配量系统包括用于还原剂的储罐和用于在喷射之前对还原剂加压的加压装置，通常是泵。
EATS 20可以包括用于提供对柴油发动机15中出去的排放(例如，发动机排出的NOx)、SCR催化器32的氨存储量、SCR催化器32的温度(例如，先前提到的温度传感器33)、EATS出口26b处的温度、EATS出口26b处的排放(例如，NOx排放，或排气尾管NOx排放)的确定/测量的装置。出于此类目的，EATS 20可以包括合适的温度传感器和/或氨传感器和/或NOx传感器。
同样如图2指示，控制单元17可通信地连接到柴油发动机15。因此，控制单元17可以命令柴油发动机15执行各种发动机操作，诸如例如将燃烧模式设置为二冲程或四冲程，和/或发动机气缸的单独设置。
如参考图1所述，发动机系统10可以包括电机22，该电机由从至少一个能量存储或变换装置(例如，电池或燃料电池)供应的电力来供电。在图2中，电机22被示为可由包括至少一个电池的可再充电能量存储系统RESS 12操作。柴油发动机15可以联接到RESS 12以对电池充电。
例如，在车辆的初始操作期间，例如，直到达到发动机系统的(正常)操作温度的时间点，EATS中出去的排放(例如，单位行驶距离排放、或单位操作时间排放或单位能量排放g/kWh)与达到发动机系统的操作温度时相比通常更高。此类排放被称为冷起动排放，并且它们通常包括由于发动机系统冷起动而从EATS出去的排气中的非期望化合物(诸如NOx、颗粒和CO或未燃烧的HC)。车辆的初始操作可以例如跨越发动机操作初始化时间的不久的将来，例如，跨越例如0秒或1秒至30分钟、或0秒或1秒至20分钟、或0秒或1秒至15分钟、或0秒或1秒至10分钟的时间跨度。因此，车辆的冷起动排放是在车辆的这种初始操作期间从EATS20出去的排气中的排放。还有其他车辆工况导致未达到发动机系统的操作温度(或正常操作温度)或至少EATS的操作温度。此类车辆工况也可能增加排放，或者至少导致不必要的高排放。
为了避免或至少减少增加的NOx排放，可以应用至少一种NOx减排活动。即，发动机系统10的至少一部分可以以减少在发动机系统中遭受低温的车辆操作期间的NOx排放的方式来操作。
现在将参考图3的流程图描述用于通过至少执行主要NOx减排活动来控制车辆中的发动机系统的操作的方法，该图示意性地示出了这种方法的步骤。发动机系统(诸如图1和图2的发动机系统10)包括：发动机(诸如例如图1和图2的柴油发动机15)以及排气后处理系统EATS(诸如图1和图2的EATS 20)，该发动机被配置为以至少二冲程燃烧模式和四冲程燃烧模式操作。
在任选的步骤S5(其可以在下文描述的步骤S10和S20中的任一者之前(或同时)执行)中，确定预测的车辆操作信息，该车辆操作信息至少包括预测的即将到来的道路事件和与即将到来的道路事件相关联的预测的发动机操作。预测的车辆操作信息可以基于车辆操作的历史或统计数据，或者可以是基于预定的计划车辆操作的预定的车辆操作信息。通常，这种预定的计划车辆操作是基于地图数据。预测的车辆操作信息还可以包括发动机或车辆操作初始化时间(即，在发动机起动或车辆起动的时间点)。此外，与即将到来的道路事件相关联的预测的发动机操作通常包括响应于即将到来的道路事件的预测的发动机转速和/或预测的发动机扭矩。预测的车辆操作信息还可以包括至少一个外部参数，诸如与即将到来的道路事件相关联或包括在其中的预测的交通和/或天气条件。
在步骤S10中，例如作为第一步骤S10，估计或预测EATS 20的温度。例如，可以基于温度测量来估计EATS的温度。例如，可以使用温度传感器测量EATS的至少一个前述减排部件的温度。如图2中举例说明，SCR催化器32的温度可以由温度传感器33测量，但是应当提及，其他减排部件中的任一者(诸如DOC 30和DPF 31)可以联接到用于测量其温度的温度传感器。作为另外的替代方案，可以使用被布置在EATS出口26b处的温度传感器来估计温度。预测EATS 20的温度可以替代地通过响应于EATS 20的已知热模型和预测的车辆操作而使用来自步骤S5的预测的车辆操作信息对EATS 20的温度进行建模来实现。即，在步骤S15中，可以确定与预测的发动机操作相关联的EATS 20的预测温度。
在步骤S20中，例如作为第二步骤S20，估计或预测EATS 20中出去的排放。通常，估计或预测的EATS 20中出去的排放包括估计或预测的NOx排放的量。例如，EATS 20中出去的排放可以根据基于NOx传感器的测量进行估计，例如，如图2所示，该NOx传感器被布置在EATS出口26b处。对应于温度预测，可以通过响应于已知的排放模型和预测的车辆操作而使用预测的车辆操作信息对EATS中出去的排放进行建模来预测(计算)EATS中出去的排放。EATS 20中出去的排放例如可以是与和预测的发动机操作信息的即将到来的道路事件相关联的预测的发动机操作相关联的预测的冷起动排放。即，在步骤S25中，可以确定与预测的发动机操作相关联的EATS 20中出去的预测排放。
例如，预测的发动机操作的冷起动排放可以基于与预测的发动机转速和/或预测的发动机扭矩相关联的冷起动排放。可以估计例如从发动机操作初始化时间到发动机系统已经达到(或被预测已经达到)其(正常)操作温度的时间的预测的发动机操作的冷起动排放。
应当注意，可以连续执行步骤S10和S20中的至少一个或者每一者。因此，可以连续地估计(或测量)或连续地预测EATS 20的温度和/或EATS 20中出去的排放。步骤S10和S20可以同时或以任何顺序连续执行。在离散地执行步骤S10和S20的情况下，通常重复估计或预测EATS 20的温度和/或EATS 20中出去的排放的后续步骤，这将在下文中描述。
在至少在步骤S10和S20之后执行的步骤S27中，将EATS 20的估计或预测温度与预定温度阈值进行比较，并且将估计或预测的EATS 20中出去的排放与预定排放阈值进行比较。
响应于步骤S27的结果为EATS的温度(例如通过在步骤S10期间测量EATS 20的温度来估计该温度)低于预定温度阈值并且EATS 20中出去的排放(例如通过在步骤S20期间测量EATS 20中出去的NOx排放来估计该排放)高于预定排放阈值，在步骤S30中通过以二冲程燃烧模式操作发动机15来执行主要NOx减排活动。如前文提及，步骤S30可以响应于在步骤S10中预测EAST 20的温度而执行，因此执行步骤S30可以响应于EATS 20的预测温度低于预定温度阈值而执行。另外或替代地，步骤S30可以响应于在步骤S20中预测EATS 20中出去的排放而执行，因此执行步骤S30可以响应于预测的EATS 20中出去的排放高于预定排放阈值而执行。
因此，发动机15以二冲程燃烧模式操作以便增加EATS 20的加热。发动机15在二冲程燃烧模式下的操作可以持续一定时间段直到满足新标准，该新标准使得发动机15能够以四冲程燃烧模式操作。
在发动机15以二冲程燃烧模式操作期间，至少一个发动机气缸可以在步骤S31中停用。因此，在二冲程燃烧模式下，并非需要发动机15的所有发动机气缸都操作。例如，一半的发动机气缸可以被停用，而另一半以二冲程燃烧模式操作。停用的发动机气缸不需要是被动的，但是术语“停用的”应当被理解为不参与燃料的燃烧。
在随后的步骤S32中，停用的发动机气缸可以被控制以执行发动机压缩制动，作为二冲程或四冲程发动机压缩制动。因此，二冲程燃烧模式可以与至少一个发动机气缸的停用和发动机压缩制动一起使用。
在发起发动机15以二冲程燃烧模式操作之前，发动机15可以以四冲程燃烧模式操作。因此，发动机15可以以四冲程燃烧模式操作，例如，作为在发动机起动之后(例如，在前几秒或前几分钟期间)的发动机15的初始操作，同时执行在步骤S10和S20中对EATS的温度和EATS中出去的排放的(第一次)估计或预测。此外，响应于步骤S27的结果为EATS的温度(例如通过在步骤S10期间测量EATS 20的温度来估计该温度)高于预定温度阈值并且EATS20中出去的排放(例如通过在步骤S20期间测量EATS 20中出去的NOx排放来估计该排放)低于预定排放阈值，可以执行以四冲程燃烧模式操作发动机15的步骤S40。因此，发动机15可以继续以四冲程燃烧模式操作，或者在发动机15以二冲程燃烧模式操作的情况下，改变为四冲程燃烧模式的发动机操作。
在发动机15以二冲程燃烧模式操作期间并在将发动机操作从该二冲程燃烧模式改变为该四冲程燃烧模式之前并且响应于EATS 20的温度低于该预定温度阈值并且EATS20中出去的排放高于该预定排放阈值，可以在步骤S34中执行补偿性NOx减排活动。补偿性NOx减排活动不同于以二冲程燃烧模式操作发动机15的主要NOx减排活动。可以如前所述连续估计或预测EATS 20的温度和EATS 20中出去的排放。在替代方案中，估计或预测EATS 20的温度的单独步骤S35作为步骤S34的子步骤执行，和/或估计或预测EATS 20中出去的排放的单独步骤S36作为步骤S34的子步骤执行(通常在补偿性NOx减排活动的实际激活之前)。
暂时返回到图2的发动机系统10，发动机系统10通常包括各种阀，诸如废气门、进气节气门、进气门和排气门(未示出)。例如，废气门可以以通过改变到达发动机系统的涡轮增压器中的涡轮叶轮的排气流的方式来操作。此外，发动机系统10可以包括电加热器，该电加热器被布置在EATS 20的一个或多个位置中，例如，被布置成加热减排部件中的至少一者。例如并且如图2所示，加热器50、52可以被布置在发动机系统10的不同位置。在图2的示例性实施方案中，两个加热器50、52在这里是被布置成加热DOC 30(或进入DOC 30的排气)的第一加热器50和被布置成加热喷射的还原剂和/或SCR催化器32(通过加热还原剂喷射器34的喷射点上游和/或SCR催化器32上游的排气)的第二加热器52。然而，两个加热器50、52中的仅一者可以设置在发动机系统10中，并且加热器可以被布置在发动机系统10中的别处。第一加热器50和第二加热器52可以是电加热元件，或者被配置用于燃烧例如HC以产生热量的燃烧单元。加热器50、52中的每一者可以例如包括格子或格栅，或者线圈或板，该加热器被配置为由通过格子、格栅、线圈或板引导的电力来加热。
补偿性NOx减排活动可以选自以下至少一项：使用废气门、延迟燃料喷射、EATS的至少部分的电加热、改变发动机气门打开/关闭、减少通过发动机和EATS的排气流。补偿性NOx减排活动的另一个示例可以是例如通过对RESS 12的电池充电来增加负载，导致排气温度升高和EATS 20温度升高。
在步骤S37中，在发动机15以二冲程燃烧操作期间并且任选地在执行补偿性NOx减少活动中的一者时，并且响应于EATS中出去的排放低于预定排放阈值，发动机操作在步骤S37中从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。同样，可以如前所述连续估计或预测EATS20中出去的排放。在替代方案中，估计或预测EATS 20中出去的排放的单独步骤S39作为步骤S37的子步骤执行(通常在发动机操作实际改变为四冲程燃烧模式之前)。不管EATS 20的温度是低于还是高于预定温度阈值，都可以执行将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式的步骤S37。然而，作为替代实施方案，如前所述连续地估计或预测EATS 20的温度，或者估计或预测EATS 20的温度的单独步骤S38作为步骤S37的子步骤执行(通常在将发动机操作实际改变为四冲程燃烧模式之前)。因此，可以进一步响应于EATS 20的温度高于预定温度阈值而执行将发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式的步骤S37。作为另外的替代方案，并且响应于EATS 20的温度高于来自发动机的排气的温度(即，发动机排出的温度)，发动机操作从二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。
例如，车辆1的控制单元17可以被配置为执行、发起或者至少命令发动机系统10的部件通过以二冲程燃烧模式操作柴油发动机15来实现所述至少一种主要NOx减少活动，以及参考图3的流程图描述的其他步骤中的任一者。
应当理解，本发明不限于上述和附图中所示的实施方案；而是，本领域技术人员将认识到可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和修改。本发明不限于特定类型的发动机系统和/或EATS。例如，EATS 20或类似物可以用于清洁除柴油发动机以外的其他发动机的排气。例如，EATS可以用于通过转化来自使用CNG(压缩天然气)、LPG(液化加压气体)、DME(二甲醚)和/或H2(氢)作为燃料的内燃发动机的排气的NOx排放来清洁排气。因此，发动机系统可以包括与柴油发动机不同的另一种燃烧发动机，例如，氢发动机。
应当注意，对图3的步骤的命名不是必须的，而是根据至少一个示例性实施方案，可能与执行步骤的顺序有关。因此，除非明确彼此依赖，否则步骤的顺序可能与这里解释的顺序不同。此外，可以省略一个或多个步骤，和/或可以同时执行步骤中的两者。
另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明构思时可以理解和实现对所公开实施方案的变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个”并不排除多个。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的这种单纯事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种用于控制车辆(1)中的发动机系统(10)的操作的方法，所述发动机系统包括发动机(15)和排气后处理系统EATS(20)，所述发动机被配置为至少以二冲程燃烧模式和四冲程燃烧模式操作，所述EATS被配置为减少来自发动机排气的排放，所述方法包括：
-估计或预测(S10、S35、S38)所述EATS的温度；
-估计或预测(S20、S36、S39)所述EATS中出去的排放；
-响应于所述EATS的所述温度低于预定温度阈值并且所述EATS中出去的所述排放高于预定排放阈值，通过以二冲程燃烧模式操作(S30)所述发动机来执行主要NOx减排活动；
-在发起所述发动机以二冲程燃烧模式操作之后并且响应于所述EATS中出去的所述排放低于所述预定排放阈值，将发动机操作从所述二冲程燃烧模式改变(S37)为四冲程燃烧模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
-在所述发动机以二冲程燃烧模式操作期间停用所述发动机的至少一个发动机气缸。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述停用的发动机气缸被控制以执行发动机压缩制动，作为二冲程或四冲程发动机压缩制动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：
-在将发动机操作从所述二冲程燃烧模式改变为所述四冲程燃烧模式之前并且响应于所述EATS(20)的所述温度低于所述预定温度阈值并且所述EATS(20)中出去的所述排放高于所述预定排放阈值，以与以二冲程燃烧模式操作所述发动机不同的方式执行(S34)补偿性NOx减排活动。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述补偿性NOx减排活动包括以下至少一种：使用废气门、延迟燃料喷射、所述EATS的至少部分的电加热、改变发动机气门打开/关闭、减少通过所述发动机和EATS的排气流。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述估计或预测的所述EATS(20)中出去的排放包括NOx的量。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：
-确定(S5)预测的车辆操作信息，所述预测的车辆操作信息至少包括预测的即将到来的道路事件和与所述即将到来的道路事件相关联的预测的发动机操作，其中所述EATS(20)中出去的所述排放是与所述预测的发动机操作相关联的计算的排放。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述EATS(20)中出去的所述排放是与所述预测的发动机操作相关联的预测的冷起动排放。
9.根据权利要求7至8任一项所述的方法，其中所述预测的车辆操作信息是基于所述车辆操作的历史或统计数据，或者是基于预定的计划车辆操作的预定的车辆操作信息。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中不管所述EATS(20)的所述温度是低于还是高于所述预定温度阈值，都执行将发动机操作从所述二冲程燃烧模式改变为所述四冲程燃烧模式。
11.一种车辆(1)的发动机系统(10)，所述发动机系统包括发动机(15)和排气后处理系统EATS(20)，所述发动机被配置为至少以二冲程燃烧模式和四冲程燃烧模式操作，所述EATS被配置为减少来自发动机排气的排放，所述EATS包括控制单元(17)，所述控制单元被配置为：
-估计或预测所述EATS的温度；
-估计或预测所述EATS中出去的排放；
-响应于所述EATS的所述温度低于预定温度阈值并且所述EATS中出去的所述排放高于预定排放阈值，命令所述发动机系统通过以二冲程燃烧模式操作所述发动机来执行主要NOx减排活动；
-在发起所述发动机以二冲程燃烧模式操作之后并且响应于所述EATS中出去的所述排放低于所述预定排放阈值，命令所述发动机将其发动机操作从所述二冲程燃烧模式改变为四冲程燃烧模式。
12.一种车辆(1)，其包括根据权利要求11所述的发动机系统(10)。
13.一种计算机程序，其包括程序代码装置，所述程序代码装置包括当所述程序在计算机上运行时使根据权利要求11所述的发动机系统(10)执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤的指令。
14.一种承载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码装置，所述程序代码装置包括当所述计算机程序在计算机上运行时使根据权利要求11所述的发动机系统(10)执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤的指令。
15.一种用于控制车辆(1)中的发动机系统(10)的操作的控制单元(17)，所述控制单元被配置为执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
CN202310453253.3A 2022-04-28 2023-04-25 用于控制发动机系统的操作的方法 Pending CN116971882A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22170620.3A EP4269774A1 (en) 2022-04-28 2022-04-28 A method for controlling the operation of an engine system
EP22170620.3 2022-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116971882A true CN116971882A (zh) 2023-10-31

Family

ID=81392598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310453253.3A Pending CN116971882A (zh) 2022-04-28 2023-04-25 用于控制发动机系统的操作的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11946427B2 (zh)
EP (1) EP4269774A1 (zh)
CN (1) CN116971882A (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004346853A (ja) 2003-05-23 2004-12-09 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
US7377236B2 (en) * 2005-09-09 2008-05-27 Ford Global Technologies, Llc System and method for exhaust heat generation using electrically actuated cylinder valves and variable stroke combustion cycles
US8132546B2 (en) * 2008-05-08 2012-03-13 Ford Global Technologies, Llc Control strategy for multi-stroke engine system
US8109092B2 (en) * 2009-05-28 2012-02-07 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for engine control
US8439002B2 (en) 2009-05-28 2013-05-14 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for engine control
US11466634B1 (en) * 2022-01-26 2022-10-11 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for starting an engine

Also Published As

Publication number Publication date
US11946427B2 (en) 2024-04-02
EP4269774A1 (en) 2023-11-01
US20230349337A1 (en) 2023-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11149614B2 (en) Systems and method for exhaust warm-up strategy
RU2716098C2 (ru) Система и способ (варианты) для адаптивной регенерации сажевых фильтров в дизельных двигателях
US20240003309A1 (en) Powertrain Control to Optimize CO2 and Criteria Pollutants
KR102371252B1 (ko) 냉시동 시 차량 제어 시스템 및 방법
US11428133B2 (en) Systems and methods for managing catalyst temperature based on location
EP2661546A1 (en) Internal combustion engine with exhaust after treatment and its method of operation
CN102953868A (zh) 用于具有减少的排放物的排气后处理的方法
US20120023910A1 (en) Particulate Filter Regeneration Control System and Method
US11873750B2 (en) Method for preconditioning at least a part of an engine system of a vehicle
CN104819036B (zh) 用于内燃机的后处理系统
US10968805B2 (en) Motor vehicle and a method for operating a motor vehicle
GB2503725A (en) Hybrid powertrain control to split power between a combustion engine and motor generator based on the temperature upstream of an SCR
CN110219720A (zh) 用于后处理装置的方法和系统
CN109209588A (zh) 用于调整燃烧以缓解排气过温的系统和方法
US10710572B2 (en) Method for operating a drive train of a motor vehicle having a combustion engine and a further machine
WO2017204805A1 (en) Engine stop/start enablement based on combustion parameters
CN116971882A (zh) 用于控制发动机系统的操作的方法
Karamitros et al. Model-based comparison of passive SCR aftertreatment systems for electrified diesel applications
Gao et al. Comparative Urban Drive Cycle Simulations of Light-Duty Hybrid Vehicles with Gasoline or Diesel Engines and Emissions Controls
Karim et al. Supervisory Control for NO $ _\text {x} $ Emission Compliance of Heavy-Duty Vehicles
Buckland et al. Automotive emissions control
Ebner et al. Study of possible range extender concepts with respect to future emission limits
US20230193803A1 (en) A method for controlling the operation of an exhaust aftertreatment system
US11859569B2 (en) Systems and methods to minimize emissions spikes when reactivating or deactivating a combustion cylinder
US11815002B2 (en) Systems and methods for modelling aftertreatment temperature of a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination