用于控制发动机系统的操作的方法技术方案

本发明专利技术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。式。式。

【技术实现步骤摘要】
用于控制发动机系统的操作的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于控制车辆中的发动机系统的操作的方法。本专利技术特别涉及包括发动机和排气后处理系统EATS的发动机系统。本专利技术还涉及一种车辆、一种计算机程序、一种计算可读介质和一种控制单元。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。

技术实现思路

[0006]本专利技术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。
[0007]根据本专利技术的第一方面，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：
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估计或预测该EATS的温度；
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估计或预测该EATS中出去的排放；
[0010]‑
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；
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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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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，对至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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：
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估计或预测(S10、S35、S38)所述EATS的温度；
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估计或预测(S20、S36、S39)所述EATS中出去的排放；
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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；
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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：
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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：
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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：
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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EAT...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：