用于控制内燃发动机的启动的方法和设备技术

鉴于发动机(10)的操作条件，启动内燃发动机(10)可能是困难的。即使在发动机(10)启动之后，发动机(10)可能也要花很长时间才能达到操作温度。在本公开中，预计具有排气再循环系统的发动机(10)有启动困难，在启动发动机(10)之前，排气后处理装置(60)被加热以温热排气系统内的残留空气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制内燃发动机的启动的方法和设备
本公开涉及用于控制内燃发动机的启动的方法和设备。
技术介绍
在不使用启动辅助物，诸如，电热塞的情况下，在低环境空气温度下，例如，在0°C 以下启动内燃发动机常常很困难。当冷空气被吸入冷发动机的气缸中时，活塞速度需要很 高，以升高活塞循环的上止点处的温度，并且帮助气缸中的燃料点燃。对于柴油发动机而 言，尤其如此。然而，启动发动机时的活塞速度仅取决于启动电动机，而启动电动机又是由 电池供电的。因此，启动电动机通常不会产生足够高的活塞速度来启动发动机且电池可能 会在发动机能点火之前耗尽。 因此，在低环境空气温度下，有时不能启动内燃发动机，甚至当发动机将启动时， 可能需要相当长的时间将发动机预热到操作温度。 类似的问题可能发生在空气中的氧气的浓度低于海平面处的高海拔，以及环境空 气温度也低的地方，在此，问题可能更为严重。 如果发动机上有任何寄生负载，则问题可能会更加恶化。例如，如果将柴油发动机 装配在一台机器，诸如，建筑或农业型机器中，则机器可利用使用液压装置起作用的工具或 吊杆。液压装置需要液压泵运行，这增加了发动机启动时发动机上的寄生负载。 美国专利号7426922描述了一种具有排气再循环系统（EGR)的发动机排气净化 器。有两个EGR通道，从柴油机氧化催化剂（DOC)下游以及柴油机微粒过滤器（DPF)到发 动机的进气通道上游的一点的第一再循环排气，以及从DOC以及DPF的上游到进气通道上 游的点的第二再循环排气。每个通道具有可控制穿过通道的气体的体积的节流阀。还在第 一 EGR通道的中途设置EGR冷却器。 发动机的进气口处的空气的温度通过控制第一 EGR通道和第二EGR通道中的节流 阀来调节流经第二EGR通道中的冷却器的EGR气体的量来控制。节流阀受控，以使进气温 度保持在特定的目标范围内，特定的目标范围是预定的，用于使DOC和DPF保持在有效的操 作温度。目标温度往往随着发动机负载的增加而降低。 因为这个系统试图仅通过使一部分EGR气体在进入发动机的进气流之前穿过冷 却器来控制DOC和DPF的温度，所以，与使100 %的EGR气体穿过第二EGR通道相比，不能更 快地加热DOC和DPF，在第二EGR通道中，气体将不会被冷却。因此，与具有不会被冷却的单 个EGR通道的发动机相比,这不能改进发动机的冷启动,或者使发动机更快速地达到操作 温度。
技术实现思路
本公开提供：一种用于启动具有排气系统的内燃发动机的方法，该排气系统包含 排气路径、在该排气路径中的排气后处理装置，以及排气再循环路径，该排气再循环路径是 这样的，当该发动机被接通时，排气可离开该发动机进入该排气路径且穿过该后处理装置 的排气的至少一部分可经由该排气再循环路径再循环到发动机进气口，该方法包含以下步 骤：当需要发动机启动时，由一或多个测得参数确定是否预计发动机启动困难；若预计发 动机启动困难，则在启动发动机之前加热排气后处理装置，使得该排气系统中的残留空气 被该排气后处理装置温热；以及启动该发动机。 本公开还提供：一种用于控制具有排气系统的内燃发动机的启动的控制器，该排 气系统包含排气路径、在该排气路径中的排气后处理装置，以及排气再循环路径，该排气再 循环路径是这样的，当该发动机被接通时，排气可离开该发动机进入该排气路径且穿过该 后处理装置的排气的至少一部分可经由该排气再循环路径再循环到发动机进气口，该控制 器被配置成：当需要发动机启动时，由一个或多个测得参数确定是否预计发动机启动困难； 若预计发动机启动困难，则在启动该发动机之前开启该排气后处理装置的加热，使得该排 气系统中的残留空气被该排气后处理装置温热；以及启动该发动机。 【附图说明】 图1示出具有微粒过滤器以及排气再循环路径的内燃发动机的示意图； 图2示出用于启动图1所示类型的发动机配置的方法步骤； 图3示出具有电动辅助涡轮增压器和微粒过滤器以及排气再循环路径的涡轮增 压内燃发动机的示意图； 图4示出用于启动图3所示类型的发动机配置的方法步骤； 图5示出可使用图1或3的发动机组的示例车辆。 【具体实施方式】 图1示出内燃发动机10的配置，其可以是柴油发动机或汽油（petrol)/汽油 (gasoline)发动机。排气后处理装置60,诸如，微粒过滤器60,可定位在排气路径中，发动 机10的排气歧管的下游，使得当发动机启动时，排气路径中的排气可穿过微粒过滤器60。 微粒过滤器60可包括，但并不限于，柴油机氧化催化剂、柴油机微粒过滤器或选择性催化 还原（SCR)系统中的至少一个。微粒过滤器的选择可取决于，例如，在排气被释放到大气中 之前需要将哪些废气排放物还原和/或发动机10的类型。 微粒过滤器60下游的排气可继续通过排气路径到达下游部件30,例如，其他的微 粒过滤器，或直接排放到大气中，或经由排气再循环路径至少部分地再循环到发动机10的 进气歧管中。再循环阀70可位于再循环路径中，且当其打开时，该再循环路径可以是开放 的，以允许排气再循环。当再循环阀70关闭时，该再循环路径可被关闭，且排气可能不进行 再循环。 微粒过滤器60可被配置成使其可在发动机10运行之前和/或发动机10运行过 程中被加热。可通过许多不同的方法对微粒过滤器60进行加热，所述方法可包括，但不限 于，电加热和燃烧加热。 当电线被布置在微粒过滤器60内和/或周围时，可进行电加热。例如，细导线可被 嵌入到微粒过滤器60中的催化剂的蜂窝结构中，且当电流经过导线时，催化剂可被加热。 可通过直接将燃料注入过滤器60,并用火花塞点燃它来进行燃烧加热。可选地，燃 料可在过滤器60上游的一点处注入到排气流中并通过过滤器60内或上游的火花塞点燃。 此外，如果在启动发动机10后仍然需要加热过滤器60,则因为发动机10中的燃料-空气比 较高，未燃烧的发动机燃料可直接从发动机排气口进入排气流中，并通过过滤器60内或上 游的火花塞点燃。 再循环阀70的控制以及微粒过滤器60的加热可通过控制器40来执行。控制器 40还可控制启动电动机50的运行，该启动电动机50可运行以启动发动机10。 图2示出一种控制根据本公开的模式的发动机10的启动的方法的流程图。 该启动发动机10的方法通过发动机启动需求信号45来触发。该发动机启动需求 信号45可被触发，例如，由操作者转动车辆的点火钥匙，由操作者按下启动按钮，或者由本 领域技术人员显而易见的一些其他手段来触发。 在检测到发动机启动需求信号45时，控制器40开始图2所示的发动机启动控制 方法。如果预计（多个）测得参数指示发动机启动困难，则应考虑该方法的第一个步骤 S210。 所述（多个）测得参数可包括，但并不限于，环境空气温度1\、发动机冷却液温度 41、海拔42,以及燃料温度44中的至少一个。 上述（多个）测得参数可通过直接或间接测量技术来确定。例如，海拔42的测量 值可直接使用海拔计，或一些其它合适的直接测量装置获得，或者可使用，例如，数学模型， 由其他传感器测量值推导出来。 同样，有多种不同的方式可获得环境空气温度Ta、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于启动具有排气系统的内燃发动机的方法，该排气系统包含排气路径、在该排气路径中的排气后处理装置、以及排气再循环路径，当该发动机被接通时，排气离开该发动机进入该排气路径且穿过该后处理装置的排气的至少一部分经由该排气再循环路径再循环到发动机进气口，该方法包含以下步骤：当需要发动机启动时，由一或多个测得参数确定是否预计发动机启动困难；若预计发动机启动困难，则在启动发动机之前加热排气后处理装置，使得该排气系统中的残留空气被该排气后处理装置温热；以及启动该发动机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.21 GB 1208911.61. 一种用于启动具有排气系统的内燃发动机的方法，该排气系统包含排气路径、在该 排气路径中的排气后处理装置、以及排气再循环路径，当该发动机被接通时，排气离开该发 动机进入该排气路径且穿过该后处理装置的排气的至少一部分经由该排气再循环路径再 循环到发动机进气口，该方法包含以下步骤： 当需要发动机启动时，由一或多个测得参数确定是否预计发动机启动困难； 若预计发动机启动困难，则在启动发动机之前加热排气后处理装置，使得该排气系统 中的残留空气被该排气后处理装置温热；以及 启动该发动机。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，该排气系统进一步包含该排气再循环路径中的 再循环阀，该方法进一步包含以下步骤： 在启动该发动机之前打开该再循环阀；以及 当该发动机超过第一预定性能阈值时，或当该排气后处理装置的加热时间段超过第一 预定时间段时，关闭该再循环阀，以防止温热的排气再循环到发动机进气口。3. 根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述发动机是具有压缩机辅助装置的 强制性进气内燃发动机，该方法进一步包含以下步骤： 若预计发动机启动困难，则在启动该发动机之前接通该压缩机辅助装置，以驱动强制 性进气压缩机，从而增大发动机进气压强。4. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述温热的残留空气再循环到该强制性进气压 缩机上游的位置，使得该温热的残留空气在进入该发动机进气口之前被该强制性进气压缩 机压缩。5. 根据权利要求3或4中任一项所述的方法，进一步包含以下步骤：当该发动机超过 第二预定性能阈值时，或当该强制性进气装置的接通时间段超过第二预定时间段时，使该 压缩机辅助装置返回到正常操作。6. 根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述一个或多个测得参数包含环境空 气温度、发动机海拔、发动机冷却液温度、以及燃料温度中的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·R·德塞，
申请(专利权)人：珀金斯发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB