CN201818395U - 内燃发动机排气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管理内燃发动机排气系统。一个示例排气系统可包括配置用于选定量排气从发动机排气道引导至发动机进气道的EGR管道。气体成分减少元件可位于EGR通道上，且可配置用于从选定量排气中减少一种或多种选定成分的量。处理后排气道可连接至EGR管道，且可配置用于引导来自气体成分减少元件的选定量排气的第一部分进入发动机进气道，并允许选定量排气的第二部分进入大气。

Description

内燃发动机排气系统 

技术领域

本实用新型总体上涉及用于内燃发动机的排气处理系统，更为具体地，涉及在冷起动期间以排气再循环(EGR)回路中的气体成分保留系统控制排放，其中基于工况控制再循环气体的浓度。 

背景技术

内燃发动机在冷起动期间可能经历排放增加。由于催化剂尚未起燃，催化转化器可能未充分转化发动机的初始排放。一些在冷起动期间减少排入大气的初始排放的尝试包括为催化转化器加载较为大量的贵金属，或提供可集成在发动机控制单元(ECU)中的替代冷起动策略。 

美国专利US 5,497,619中公开了一个这种冷起动策略，其中将排气歧管连接至排气管道的排气道弯曲90度。排气道上的催化剂单元位于弯曲的下游。HC吸附剂设置在弯曲附近从排气歧管起直的移动方向的延伸部分中。HC吸附剂设置用于捕集起动时从排气歧管释放并由于惯性而与HC吸附剂相碰撞的碳氢化合物。EGR管道连接在HC吸附剂下游。EGR管道通过EGR控制阀连接至进气歧管。当发动机工况满足类似于常规情况的EGR条件时，EGR控制阀打开，且进气歧管和HC吸附剂彼此连通。结果，部分排气开始流动穿过HC吸附剂，导致HC吸附剂被排气的热量加热，且被捕集在吸附剂中的HC开始脱附。 

本实用新型的发明人认识到该方法的几个问题。例如，仅在发动机满足EGR气流启动条件之后排气流过HC捕集器。在此之前，在催化剂仍然太冷而没有效率时引导排气流穿过催化剂进入大气。HC吸附剂所吸附的碳氢化合物的量受到排气在前往催化剂的路上弯曲附近与吸附剂相互接触的量的限制，特别是对于初始燃烧事件其可能相对较低。 

发明内容

为了至少部分解决这些缺点，本实用新型提供了管理来自内燃发动机的排气的方法和系统。一个实例排气系统可包括配置用于将选定量的排气从发动机排气道引导向发动机进气道的EGR管道。气体成分减少元件可位于EGR管道中，且可配置用于从选定量的排气中减少一些一种或多种选定成分。处理过的排气管道可与EGR管道相连接，且可配置用于引导来自气体成分减少元件的选定量的排气的第一部分进入发动机的进气道，并允许选定量的排气的第二部分进入大气。 

优选地，该排气系统进一步包括EGR比例阀，该比例阀根据至少一个选定发动机工况选择性地控制选定量的排气传递至进气道的第一部分和传递至大气的第二部分的相对量。 

这样，在催化剂仍然较冷时，更多排气可在进入大气之前穿过气体成分减少元件，其中选定的成分(例如碳氢化合物)可在催化剂处被吸收。这样，还可以通过选择性地仅允许第一部分进入进气道及允许在初始发动机起动期间控制EGR比例来将发动机性能保持在预定范围内。 

应理解，上述实用新型内容提供用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式中进一步描述。其并非意味着确定了所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围仅由详细说明之后的权利要求限定。另外，所要求保护的主题并未限定于解决任何上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方案。 

附图说明

图1显示了发动机和关联排气系统的示意图。 

图2显示了发动机排气系统的控制系统的高级示意图。 

图3-5显示了发动机的一部分和多个实例关联排气系统的示意图。 

图6-8显示了可在内燃发动机冷起动状况期间实施用于管理排气的程序的高级流程图。 

图9为说明了内燃发动机的发动机排气系统中相关排气流相对于时间的图表。 

图10为说明了示例发动机工况相对于图9中所示相同时间框架的图表。 

图11为示意地说明了喷射入发动机的汽缸的示例燃料量的图表。 

具体实施方式

图1显示了示例车辆系统6的示意图，包括发动机系统8。发动机系统8可包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机系统8可包括配置用于控制发动机10的排气系统7。发动机10可包括发动机进气管路23和发动机排气管路25。发动机进气管路23可包括通过进气道42与发动机进气歧管44流体连通的节气门62。发动机排气管路25可包括通向排气道35的排气歧管48，排气道35将排气引导至大气。排气道35可具有位于阀门24上游的上游部分33和位于阀门24下游的下游部分34。发动机排气25可包括一个或多个排放控制装置70，其可安装在排气通路中紧密连接的位置。一个或多个排放控制装置70可包括例如三元催化剂、稀NOx捕集器、微粒过滤器、氧化催化剂等。 

排气系统7可包括EGR管道28。EGR管道28可配置用于将来自发动机10的排气道35的选定量的排气引导向发动机10的进气道42。排气系统7还可包括EGR管道28上保留系统22中的气体成分减少元件。气体成分减少元件可包括排放控制装置，且可配置用于从选定量的排气中减少一些一种或多种选定成分。气体成分减少元件可包括例如碳氢化合物保留装置或碳氢化合物捕集器等，且要减少的气体成分可为一种或多种碳氢化合物。作为碳氢化合物保留装置等，气体成分减少元件可配置用于基于工况(例如温度、排气空燃比、排气碳氢化合物浓度等)从选定量的排气中至少暂时保留至少一些碳氢化合物。 

在一些工况(例如当排放控制装置70尚未达到其起燃温度(即装置对于特定排气成分达到指定的、足够高的转化效率的温度)时的发动机起动期间，包括冷起动运转期间)下，可从发动机排气管路25将所有排气或仅一部分排气通过EGR管道28引导至HC保留系统22，而将所有剩余的排气通过排气道35的下游部分34引导至大气。这样，可将可选择性调节的 排气量从排气系统转移至HC保留系统22。类似的，可将所有穿过HC保留系统22的气体或其一部分引导至发动机进气管路，而将剩余的排气引导至大气。这样，可将可选择性地调节的排气部分从大气转移至HC保留系统22。 

在排气系统7的运转的一个示例中，可将较多量的冷起动HC排放至少部分存储在HC保留系统22中或至少部分在其中氧化，同时排气仍然加热排放控制装置70。随后，一旦装置70达到足够的运转温度或HC保留系统达到其HC存储容量，可将所有的排气引导穿过管道35进入大气。另外，如下文所述，一旦排放控制装置70已经达到其运转温度或HC保留系统达到其HC存储容量，保留在系统22中的碳氢化合物可通过发动机进气管路23排放(purge)至发动机。 

现在参考图2，其显示了宽泛地说明图1中所说明的示例系统6的示意图。车辆系统6可进一步包括控制系统14。控制系统14显示为从多个传感器16(本文中描述了多个其示例)接收信息并向多个驱动器81(本文中描述了多个其示例)发送控制信号。控制系统14可包括控制器12。控制器12可从多个传感器16接收输入数据、处理输入数据、并响应于处理的输入数据基于在驱动器81中编程的对应于一个或多个控制程序的指令或代码来触发驱动器81。本说明书中参考图6-8描述了示例控制程序。 

如图1及图3中另外的细节所示，示例传感器16可包括位于例如排放控制装置70上游的排气传感器123。温度传感器125和压力传感器129可位于例如排放控制装置70的下游。EGR比例传感器127可位于例如燃烧室30的上游(例如进气道44中)，且可配置用于测量再循环至进气的气体的百分比或比例。下文更为详细地讨论了EGR比例传感器127。一个或多个其它传感器可用于补充或替代EGR比例传感器127收集发动机工况以便向控制器12提供EGR比例值。其它传感器(例如压力、温度、空燃比、及组成传感器)可连接至车辆系统6中的多个位置。 

示例驱动器81或驱动元件可包括燃料喷射器66、第一阀门24、第二阀门29、和节气门62。阀门可代表多个示例控制类型的阀门以及封盖。第一阀门24可为例如2-3向阀门，且可作为排气系统7的一部分。在一些例 子中第一阀门24可位于管道35内部。在其它例子中，第一阀门24可位于管道26的开口处。第一阀门24可配置用于在冷起动状况期间选择性地将选定量的排气引导至位于EGR管道28上的碳氢化合物保留装置22。第一阀门24可进一步配置用于引导热排气穿过碳氢化合物保留装置22以从碳氢化合物保留装置22排出所保留的碳氢化合物。 

第一阀门24的驱动可依赖于一个或多个发动机工况，例如排气温度、排放控制装置70的温度、估算或测量的HC保留装置的HC负载、和/或发动机10中是否存在冷起动状况。可通过一个或多个上文所讨论的传感器16监测工况。可通过来自控制器12的信号影响第一阀门24的驱动。 

可配置系统7使得阀门24可与气体成分减少元件22的多个工况相协调来将第一量126的排气通过管道26或旁通27引导至气体成分减少元件22，并将第二量135的排气通过阀门24和管道35引导至大气。例如，如果气体成分减少元件22在存储阶段期间达到最大负载，系统7可向其引导相对较少的排气。又例如，如果排气温度上升，系统7可将较少的排气引导至气体成分减少元件22。这样，可减少较早释放碳氢化合物。再例如，额外排放控制装置(未显示)可位于阀门24下游。在这种情况下，系统7可基于第二排放控制装置的温度调节将多少排气引导至EGR管道28。 

另外，还可调节位于排气管路中EGR管道下游的阀门(例如阀门24)以产生背压辅助抽取(purge)气体成分减少元件22。例如，在碳氢化合物抽取运转期间，在进气歧管中的真空低于阈值量时或歧管压力大于排气压力时，阀门24可调节地限制穿过排气道35的流量从而调节(例如增加)排气压力并调节(例如增加)穿过通道28的抽取气流或使之开始。这样，可在没有歧管真空的情况下和/或减小的歧管真空的情况下(例如节流板62充分打开的未节流状况期间)排出碳氢化合物。此外，可通过改变限制量及背压量来调节抽取量。 

排气系统7还可包括与EGR管道28相连的处理后排气管道31。排气系统7可配置用于允许来自气体成分减少元件22的选定量排气的第一部分128进入发动机10的进气道44，且配置用于将选定量排气的第二部分131引导至大气。这样，多种示例实施例可减少将过多再循环气体引导入燃烧 室30，这样例如可减少发动机性能劣化(例如失火)。过多再循环气体状况可在由一个或多个传感器16(其可包括EGR比例传感器127)所测量的EGR比例上有所反映。除失火之外，当EGR比例超出预定范围时，可能产生增加的排放，例如碳氢化合物(HC)。 

第二阀门29可配置用于根据至少一个选定发动机工况选择性地控制发送至进气道44的选定量的排气的第一部分128的相对量和发送至大气44的选定量的排气的第二部分131的相对量。该至少一个选定的发动机工况可包括EGR比例。当EGR比例高于特定阈值时，可驱动第二阀门29以将所有或一部分再循环气体通过处理的排气管道31引导至大气。第二阀门29的驱动可受到来自控制器12的信号的影响。第二阀门29的驱动可响应于发动机燃烧稳定性。例如，如果通过例如发动机转速下降或发动机变化确定发动机稳定性下降，则可驱动第二阀门29以增加通过处理的排气管道31进入大气的EGR气体的量，并从而减少到进气歧管的量。另外，可响应于保留系统22调节阀门29，因为当保留系统22的温度达到阈值之上时可增加流至进气歧管的气流。额外地或可替代地，可响应于测量的湿度或HC浓度调节阀门29。在另一实施例中，阀门29可为位于管道28中的单输入单输出阀门，且另外的切断阀门(未显示)可位于管道131中，其中也可如上文参考阀门29所示的那样调节并控制这些可替代阀门。 

其它发动机工况也可用作或替代地用作输入以控制分别引导至进气道和大气的排气的第一部分128和第二部分131的相对量。其它发动机工况可包括在排气流中探测到的多种气体的浓度、排气温度、和排气压力。这些阀门可通过例如排气传感器123、温度传感器125、或压力传感器129进行测量。 

在一些示例中，将气体成分减少元件22定位在EGR管道上可使气体成分减少元件22与排气系统热分离。这样，可允许选定量的排气在冷起动状况期间冷却，其会允许一种或多种选定成分冷凝。EGR管道28可进一步配置用于在加热的发动机状况期间接收热排气以导致一种或多种选定成分蒸发并与加热的排气一起穿过进气道44被发动机10所燃烧。在其它示例中，例如当气体成分减少元件22为碳氢化合物捕集器时，即使排气温度 上升超过系统22的释放温度但仍然低于装置70的起燃温度，也可在冷起动状况期间通过对穿过冷却器(见下文)的气流的选择性控制来存储碳氢化合物。随后当排放控制装置70正确起燃时，可使用清洁的排气抽取存储的碳氢化合物。 

冷却器150可位于与管道26选择性流体连通的旁通27上。冷却器可位于气体成分减少元件的上游或下游。阀门152可配置用于选择性地将EGR气流引导至管道26或旁通27。可以连续方式调节气流的相对量，或将基本上全部气流引导至一处，而另一处基本上没有气流。在扩展的第一运转模式下，例如冷起动之外的期间，可引导EGR气流穿过冷却器以在传递至进气歧管44之前冷却EGR气流(即增加流至冷却器的气流)。在抽取阶段准备期间和/或抽取阶段期间，EGR气流可穿过管道26而不被冷却器150冷却(即减少流至冷却器的气流)。这样，在抽取阶段排气可处于足够高的抽取温度。这样，还可实现更好地抽取/释放存储的碳氢化合物，因为在冷起动期间冷却器150可保持气体成分减少元件22相对较冷，这样HC捕集器的捕集能力可在较长持续时间的冷起动中保持相对较高。 

请注意，在发动机10包括涡轮增压器的情况下，控制系统可在发动机暖机增压状况期间将EGR引导至冷却器以向发动机提供冷却的EGR并减少发动机爆震的可能性。例如，可响应于发动机爆震调节阀门152以增加流至冷却器的EGR气流。 

继续参考图3，图3示意性说明了多缸发动机10的一个汽缸。虚线用于说明与控制器12相连的多个组件。可至少部分地通过包括控制器12的控制系统并通过来自车辆驾驶员132经由输入装置130的输入来控制发动机10。在本示例中，输入装置130包括加速踏板和踏板位置传感器134用于产生比例踏板位置信号PP。发动机10的燃烧室或汽缸30可包括燃烧室壁32及位于其中的活塞36。活塞36可连接至曲轴40使得将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可通过中间传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。另外，起动马达可通过飞轮连接至曲轴40以启动发动机10的起动运转。 

燃烧室30可通过进气道42从进气歧管44接收进气，并通过排气歧管 48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48可分别通过各自的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30相连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多进气门和/或两个或更多排气门。 

尽管该示例显示了EGR管道28在节气门下游进入进气流以使得能够在气体中抽取真空，也可使用多种其它配置。例如，在涡轮增压发动机的情况中，排出管道可通向涡轮增压器压缩机入口的上游。 

在本示例中，可经由各自的凸轮驱动系统51、53通过凸轮驱动控制进气门52和排气门54。凸轮驱动系统51、53可各自包括一个或多个凸轮，并可利用可通过控制器12运转的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统、和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门运转。进气门52和排气门54的位置可由位置传感器55、57分别确定。在可替代实施例中，进气门52和/或排气门54可通过电动气门驱动进行控制。例如，汽缸30可替代地包括通过电动气门驱动控制的进气门和通过凸轮驱动(包括CPS和/或VCT系统)控制的排气门。 

燃料喷射器66显示为直接地连接至燃烧室30用于通过电子驱动器68直接地将燃料与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地喷射进燃烧室30内。这样，燃料喷射器66以称为直接喷射的方式将燃料提供进燃烧室30内。燃料喷射器可安装在例如燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。可从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未显示)将燃料输送至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可替代地或额外地包括以将燃料提供至燃烧室30上游的进气道内的方式(称为进气道喷射)设置在进气道44中的燃料喷射器。 

进气道42可包括具有节流板64的节气门62。在本特定示例中，控制器12可通过提供给节气门62所带的电动马达或驱动器的节气门位置信号TP改变节流板64的位置，这种配置通常称为电动节气门控制(ETC，或电子节气门控制)。这样，可运转节气门62以改变提供给燃烧室30及其它发动机汽缸的的进气。进气道42可包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122用于向控制器12分别提供信号MAF和MAP。 

在选定运转模式下，点火系统88能够响应来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92将点火火花提供至燃烧室30。尽管显示了火花点火组件，在一些实施例中燃烧室30或者发动机10的一个或多个其它燃烧室可通过带有或不带有点火火花的压缩点火模式运转。 

排气传感器123显示为连接至排放控制装置70上游的排气道48。传感器123可为用于提供排气空燃比指示的任意适合的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)，双态氧传感器或EGO(排气氧传感器)，HEGO(加热型EGO)，NOx、HC或CO传感器。排放控制装置70可为三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、多种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10运转期间，可通过以特定空燃比运转至少一个发动机10的汽缸来周期性地复原排放控制装置70。 

图3中控制器12显示为微型计算机，包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行的程序和检定值的电子存储介质(在本具体示例中显示为只读存储器芯片106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。可通过由处理器102可执行用于执行下面描述的方法以及可以预期的但没有具体列出的其它变量的指令表示的计算机可读数据对存储介质只读存储器106进行编程。控制器12可从连接至发动机10的传感器接收多种信号，除了上述信号外还包括：引入质量空气流量(MAF)测量值、来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴40的霍尔效应传感器118(或其它类型)的脉冲点火感测信号(PIP，profile ignition pickup signal)、来自节气门位置传感器的节气门位置信号(TP)、和来自传感器122的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可由控制器12从脉冲点火感测信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管内的真空或压力指示。 

如上所述，图3仅显示了多缸发动机10的一个汽缸，然而，各个汽缸可类似地包括其自有组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。 

根据本实用新型的排气系统7可以多种方式配置。附图中说明了多种示例。例如，图3显示了EGR管道28具有排放控制装置70下游的入口 302和与节气门62下游的进气道44流体连通的出口34。也可能是其它设置。 

图4说明了EGR管道28具有排放控制装置70下游的第一入口302和与进气道44流体连通的出口304。该说明的示例还包括具有排放控制装置上游的第二入口308的额外EGR通道306。这样，可将所有或一部分来自排气道48的排气引导至进气道44而不会首先穿过排放控制装置70。该示例中还说明了气体成分减少元件22设置在额外EGR通道306和第二入口下游的EGR管道28上。 

图5说明了另一示例排气配置7。在该示例中气体成分减少元件22可位于额外EGR通道306和第二入口308的上游。这样，可以直接通过额外EGR通道306引导自排气道48的排气净化气体成分减少元件22。 

现在参考图6，显示了运转发动机的示例方法或程序600。程序600可用于排气排放管理，特别是用于从内燃发动机排气流中减少一种或多种气体成分的量。该方法可在排放控制装置低于启动(例如起燃)温度且不大可能移除一些预选的气体成分时实施。程序600可在冷起动状况、再起动状况、或暖机状况期间(例如当发动机或排气从环境温度加热至更有效的运转温度范围肉时)运转。可使用本说明书中所描述的系统、组件和装置实施程序600，但可替代地，也可使用其它合适的系统、组件和装置实施程序600。 

首先，在602处，说明的程序确定是否出现冷起动状况和/或排放控制装置70的温度是否低于阈值温度。在一些情况下，如果发动机正在从休止起动且组件温度与环境温度相当，则可探测到冷起动状况。额外地或可选地，程序可确定是否已经通过发动机转动起动运转起动发动机。 

随后，在604处，如果冷起动状况不存在或不再存在，则可将排气引导至大气，且程序可在606处结束。在一些示例中，可在运转604之后或运转602之后当不存在冷起动状况时，在多个时间(包括例如响应于发动机转速和负载控制EGR的EGR运转期间)将排气引导至EGR管道。另一方面，如果602处确定存在冷起动状况的起动，则608处程序可继续将排气从发动机引导至位于EGR管道上的气体成分减少元件(例如碳氢化合物 保留系统)以将碳氢化合物存储在碳氢化合物保留系统中。接下来，在610处，程序600可继续，将排气的第一部分从碳氢化合物保留系统引导至进气道。程序600还可继续在612处将排气的第二部分从碳氢化合物保留系统引导至大气。可通过将处理后排气管道与碳氢化合物保留系统下游的EGR管道相连以协助将排气的第二部分从碳氢化合物保留系统引导至大气。 

随后，在614处，程序600可确定一个或多个预选发动机工况是否在预选值内。如616处所示，如果预选发动机工况在预选值内，则第一部分和第二部分的相对量可保持相同。程序600可随后循环至决定框602以再次确定是否存在冷起动状况，且可随后如上所述继续。这可以预选间隔发生。另一方面，如果预选发动机工况超出预定值，则在618处可相对于彼此减少第一部分并增加第二部分。另外，为了实施程序600，可以预定量更新第一部分和第二部分的相对值，且程序可循环回决定框602并如上所述继续。此外，如果冷起动状况持续，则程序600可以第一部分和第二部分的更新值继续直至冷起动状况不再持续。这样，可在捕获气体成分(例如碳氢化合物)时减少由过多再循环空气所引起的发动机性能的劣化，且同时其它成分(例如催化剂)可低于有效温度。 

在一些示例中，当冷起动状况不再持续时(例如当排气温度高于预定温度时)，可通过引导来自排气道的排气穿过碳氢化合物保留系统来净化(purge)碳氢化合物保留系统。 

在多个示例实施例中，可至少部分通过可运转地设置在排气道中的第一阀门(例如阀门24)控制相对部分。第一阀门可配置用于取决于排气温度和自发动机停止状况起的时间长短中的一个或两者选择性地将排气从发动机引导至碳氢化合物保留系统。 

多个示例实施例还可包括或可替代地包括可运转地设置在EGR管道上的第二阀门(例如阀门29)。第二阀门可配置用于选择性地调节排气第一部分和排气第二部分的相对量。在一些示例中，例如上文参考图6所述的示例中，第二阀门可配置用于以变化量来调节选定量的排气的第一部分128和第二部分131的相对量。在其它示例中，第二阀门可仅具有两个状 态。在第一状态，所有选定量的排气可传递至进气道，而在第二状态所有选定量的排气可传递至大气。 

图7为说明了另一示例方法700或程序的流程图，其可用于排气排放管理。方法700可包括在702处确定是否存在冷起动状况。如果不存在冷起动状况，则如果需要的话程序可在704处调节第一阀门以将排气引导至大气。程序700可随后在706处结束。在一些示例中，类似地，如上文参考图6所述，可在运转704之后或运转702之后当不存在冷起动状况时，在多个时间(包括EGR运转期间)将排气引导至EGR管道。然而，如702处确定的，如果存在冷起动状况，程序700可继续在708处调节第一阀门以将选定量的排气引导至EGR管道并穿过EGR管道上的气体成分减少元件。程序700可继续在710处将选定量的排气引导至发动机进气道。随后，在712处，程序700可确定一个或多个预选发动机工况是否在预选值内。如果预选发动机工况在预选值内，则如714处所示可保持第二阀门打开。程序700可随后循环回710并继续将选定量的排气引导至发动机进气道。另一方面，如果预选发动机工况超过预选值，则在716处可关闭第二阀门并在718处可将选定量的排气通过处理后排气管道引导至大气。程序700可随后循环回决定框702并如上所述继续。 

另外，在一些与上文参考图6所示的程序600所描述的相似或相同的示例中，程序700可在冷起动状况不再存在时继续并抽取气体成分减少元件。这可能在排气温度足够高时通过将加热排气经由EGR管道引导至进气道和/或大气而发生。 

图8为说明了抽取气体成分减少元件22的一个示例方法800或程序的流程图。可包括方法800作为根据本实用新型的排气排放管理技术的一部分。方法800可从例如图6中的运转604或图7中的运转704继续，并可形成抽取阶段。在一些示例中，抽取阶段可在排气温度达到预定最小温度(其可称为抽取温度)时开始。在其它示例中，抽取阶段可在气体成分减少元件22达到预定程度的饱和之后开始。可通过例如在气体成分减少元件22下游测量排气的特定成分(例如碳氢化合物)的浓度来测量饱和的程度。也可使用其它确定饱和程度的方法。 

图8说明了一个示例，其中在802处监测排气温度。随后，如决定框804所说明的，方法可确定排气温度是否高于或等于抽取温度。如果否，则方法可返回802并继续监测排气温度。可持续进行监测或以预定增量进行监测。如果确定排气高于或等于抽取温度，则如806所示，在一些情况下可引导排气流离开旁通27上的冷却器150(图1)。这可通过调节阀门152实现。其它示例可不包括该运转(或操作)。再接下来，在808处，可将抽取流量的排气引导至气体成分减少元件22。这可通过例如调节第一阀门24实现。这样，气体成分减少元件22可与冷却器150保持相对冷却以在抽取循环开始之前改进气体成分减少元件22的吸收并且一旦抽取循环开始则通过使用未由冷却器150主动冷却的排气改进气体成分减少元件22的解吸。 

方法800可继续在810处以另一决定框确定发动机工况是否处于一个或多个预选值内。如果否，则方法可在812处通过例如调节第一阀门29减少抽取气流量。这样，如果抽取气流的量产生不利的发动机性能则可修正发动机性能。然而，如果发动机工况处于一个或多个预选值内，则方法800可继续在814处确定燃烧室30内的空燃比的值。如果空燃比高于或等于第一预选值，则在816处方法可减少燃料喷射器流量。这样，可通过从空气燃料混合物中减少喷射的燃料成分来平衡从气体成分减少元件22脱离并从而增加空气燃料混合物的燃料成分的气体(例如碳氢化合物)。程序800可随后循环回决定框814以继续监测并确定空燃比。 

另一方面，如果空燃比小于第二预选值，则方法800可继续在818处增加燃料喷射器流量。这样，可通过增加空气燃料混合物的喷射燃料成分来平衡从气体成分减少元件22脱附的总体气体量的减少。随着时间流逝，可向着正常值或初始值调节喷射量。第一预选值和第二预选值可为相同值或不同值。不同的值可形成公差带，其中当喷射值处于其中时可不进行调节。 

随后在820处，方法800可验证是否通过反复调节将喷射流量值设定或重新设定为预定正常值或初始值。这样，方法800可配置用于确定抽取循环是否充分完成。在其它例子中，抽取循环的完成可以其它方式确定， 例如直接应用测量的空燃比值、或在预定持续时间之后、或其它技术。随后，为了确保逐渐调节的值未过度调节，方法可在822处更为干脆地将喷射值调节至正常值。 

在一些示例中，决定操作810、814及相关操作可发生颠倒。在其它示例中，方法800中可不包括运转810、814中的一个或另一个运转。 

还可以多种控制程序调节其它发动机系统。例如，当将较多地EGR量引导至进气歧管时，可提前发动机的点火正时。 

现在参考图1、图9，图9为说明了发动机系统(例如图1中所说明的发动机系统8)中示例排气流量的图表900。可通过例如调节图1中所示的第一气门24和第二气门29来改变气流量。其它配置也可用于实现示例气流量。出于简化考虑，来自发动机10的排气歧管48的总体排气流902以虚线示出为恒量。在许多例子中，总排气流902可随着时间而变化。总排气流902下方以粗实线说明了总EGR气流904(例如本说明书中所称的选定量的排气126)，以说明总排气流902的一部分，该部分可通过阀门24引导进入管道26并穿过气体成分减少元件22。如图所示，总体EGR气流904可为变量且可根据多个发动机事件和发动机运转阶段进行调节。总排气流902线条下方和总EGR气流线条904上方的区域可代表从发动机10直接进入大气的排气量。在一些情况下，在一些发动机运转期间，直接进入大气的气流可减少至基本为零。 

图表900中第一部分曲线928和第二部分曲线931也显示在总EGR气流线条904下方以分别说明选定量排气通过EGR管道28进入进气道的第一部分128和选定量排气通过处理后排气管道31(图1)进入大气的第二部分131。图表900通过曲线928、931说明了第一部分128和第二部分131可作为互补气流量共同构成总EGE气流904。为清楚起见，图表显示了一些相邻线条之间的微小间隔。应理解，在一些例子中，这些气流量的值可相同。 

如上所述，可基于一个或多个发动机事件和/或在一个或多个发动机运转阶段期间通过调节第一阀门24和第二阀门29来改变排气流。在一个示例中，在发动机起动期间910，可通过调节第一阀门24和调节第二阀门29 来以预定低气流流速开始总EGR气流904以引导起动气流911穿过气体成分减少元件22。可调节第二阀门29以将所有起动气流911引导至大气以使流至进气歧管44的总EGR气流在该期间基本保持为零。发动机起动的持续时间910可基于例如预定数目的燃烧事件(例如首先四个冲程燃烧事件)或低温怠速(例如催化剂加热)期间。随后，一旦发动机转速达到预定转速(例如800RPM)，可通过在时间913处部分打开阀门24开始一些EGR气流。最初，可将相对较小量的气流引导至发动机进气歧管44。随后可增加EGR气流的量(例如第二部分131)直至例如达到预定EGR比例。 

图10为通过曲线1002示意性说明了随时间变化的相对于预选运转范围1004的示例发动机性能。图9、10中的图表代表了相同的时间框架。时间1008处显示了示例不良发动机状况事件1006，在该处发动机性能移动超过预定运转范围1004。根据本实用新型，为了使发动机性能回到预选运转范围1004，可进行一次或多次调节和/或可执行一个或多个减轻程序。说明的示例调节910显示为各个曲线928、931，其中可减少第一气流128且第二气流131可增加对应的量。这样，可在气体成分减少元件22中捕获并存储多种成分(例如碳氢化合物)同时仍然维持预定发动机工况。 

图9还说明了根据本实用新型的示例抽取阶段。在一些示例中，排气高于抽取温度时，抽取阶段940可紧随着存储阶段942。在一些示例中，可执行多个控制程序以提供改进的发动机性能。例如，除了或代替调节第一阀门24和/或第二阀门29，可如本说明书中所述调节燃料喷射器喷射的燃料量。图11为示意说明了喷射入发动机10的汽缸30的示例燃料量1102的图表1100。在本示例中，可在抽取阶段840开始时减少燃料量1102以允许碳氢化合物可从气体成分减少元件22释放，并从而添加至空气燃料混合物中在汽缸中燃烧。 

另一示例方法可包括设置EGR管道以将选定量的排气从发动机的排气道传递至发动机的进气道，EGR管道可连接至排放控制装置下游的排气道。该方法可继续将碳氢化合物保留器设置在EGR管道上以至少在冷起动状况期间吸收来自发动机的排气中的碳氢化合物。该方法还可包括设置第一气流引导元件以将选定量的排气引导至EGR管道。该方法还可包括设置 从碳氢化合物保留器上游的EGR管道至大气的处理后排气管道。该方法还可包括在EGR管道上设置第二气流引导元件以选择性地将排气的第一部分引导至进气道以及将排气的第二部分引导至大气。 

在一些示例中，该方法可包括设置一个或多个发动机工况传感器以感应一个或多个发动机工况。该方法还可包括设置控制系统以控制第二气流引导元件以基于由一个或多个发动机工况传感器感应的发动机工况控制流至进气道的排气的第一部分和流至大气的排气的第二部分的相对量。 

在一些示例中，该方法可包括设置温度传感器以感应排气道中排气流的温度，并设置控制系统以控制第一气流引导元件。 

请注意，本实用新型书中所包括的示例控制和估算程序可与多种发动机和/或车辆系统配置一同使用。本实用新型描述的具体程序可代表任意数量的处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样，可以以所说明的顺序执行、并行执行所说明的各种步骤、操作或功能，或在一些情况下有所省略。同样地，处理的顺序也并非实现此处所描述的实施例的特征和优点所必需的，而只是为了说明和描述的方便。可根据使用的具体策略，可重复执行一个或多个说明的步骤或功能。此外，所述的步骤用图形表示了编程入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的代码。 

应了解，此处公开的配置与程序实际上为示例性，且这些具体实施例不应认定为是限制性的，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸、和其它发动机类型。本实用新型的主题包括多种系统与配置以及其它特征、功能和/或此处公开的性质的所有新颖和非显而易见的组合与子组合。 

Claims (5)

1.一种内燃发动机排气系统，其特征在于，包括：

EGR管道，将选定量的排气从发动机排气道引导向发动机进气道；

所述EGR管道中的气体成分减少元件，从所述选定量的排气减少一种或多种选择的成分的量；以及

排气管道，与所述EGR管道连接，所述排气管道将所述选定量的排气的第一部分引导至所述发动机进气道，并将所述选定量的排气的第二部分从所述气体成分减少元件引导至大气同时将所述第一部分引导至所述进气道。

2.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，进一步包括EGR比例阀，所述EGR比例阀根据至少一个选定发动机工况选择性地控制所述选定量的排气传递至所述进气道的所述第一部分和传递至大气的所述第二部分的相对量。

3.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，进一步包括连接在所述气体成分减少元件上游或下游的所述EGR管道中的EGR冷却器。

4.根据权利要求3所述的排气系统，其特征在于，所述气体成分减少元件为碳氢化合物保留装置，所述气体成分减少元件至少部分地至少暂时地保留和/或氧化至少一些来自所述选定量排气的碳氢化合物。

5.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述EGR管道具有排放控制装置下游的第一入口，并进一步包括具有所述排放控制装置上游的第二入口的额外EGR通道，且其中所述气体成分减少元件位于所述第二入口的上游。 

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