專利名稱：內(nèi)燃機的換氣系統(tǒng)、其部件以及操作和控制的方法
技術領域：
本披露總體上涉及的領域包括內(nèi)燃機換氣系統(tǒng)、其部件以及對其進行才喿作和控制的方法。
背景技術：
在多數(shù)國家，控制車輛排氣排放是一種強制性要求。氮氧化物(NOx)以及微粒物質是必須得到控制的發(fā)動機排氣排放物的兩種成分。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施方案包括一種方法，該方法包括獲得代表由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值以及樣i粒物質的量值的信息；并且對由該內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值以及微粒物質的量值進行調整，包括使用該信息控制經(jīng)過一個EGR冷卻器以及經(jīng)過一個EGR冷卻器旁通管線循環(huán)的內(nèi)燃機排氣的量值。
本發(fā)明的其他示例性實施方案將從下文中提供的詳細說明變得清楚。應該理解，詳細的說明和具體的實例雖然披露了本發(fā)明的示例性實施方案，但僅旨在用于說明的目的而并非旨在限定本發(fā)明的范圍。
從詳細的說明以及這些附圖中將會更加全面地理解本發(fā)明的示例性實施方案，在附圖中
圖1示出了本發(fā)明的一個實施方案。圖2示出了本發(fā)明的另一個實施方案。圖3示出了本發(fā)明的另一個實施方案。圖4示出了本發(fā)明的另一個實施方案。圖5示出了本發(fā)明的另一個實施方案。圖6示出了本發(fā)明的另一個實施方案。圖7示出了本發(fā)明的另一個實施方案。
具體實施例方式
這個或者這些實施方案的以下說明在本質上僅是示例性的而決非旨在限制本發(fā)明、其應用或用途。
本發(fā)明的一個實施方案可以包括以下這些系統(tǒng)、部件或者對它們進行梯:作或控制的方法中的一個或多個。圖l是本發(fā)明的一個實施方案的示意圖，它包括一種產(chǎn)品或一個系統(tǒng)10,該產(chǎn)品或系統(tǒng)包括一個內(nèi)燃機換氣系統(tǒng)。系統(tǒng)IO可以包括一臺內(nèi)燃機12，該內(nèi)燃機—皮構造和安排為燃燒一種燃料，如(但不限于)汽油燃料、柴油燃料、生物柴油燃料、或者在有氧化劑(例如
空氣)存在的情況下可燃的任何其他燃料。系統(tǒng)10可以進一步包括一個空氣進氣側14,該空氣進氣側可以包括一個空氣進氣歧管18,該空氣進氣歧管連接到內(nèi)燃機上以將空氣送入內(nèi)燃機12的多個汽缸中?？梢蕴峁┮粋€主空氣進氣管路20并且在一端22處連接到空氣進氣歧管18上(或者與其分離)，并且可以包括用于通過該主空氣進氣管路吸入空氣的一個開口端24?？梢允挂粋€空氣過濾器26位于或者接近空氣進氣管路20的開口端24。
系統(tǒng)10可以包括一個燃燒排氣側16,該燃燒排氣側可以包括連才妾到內(nèi)燃機12上以從其排出燃燒氣體的一個排氣歧管28。排氣側16可以進一步包括一個主排氣管路30，該主排氣管路具有一個第一端32，該第一端連接到排氣歧管28上(或者與其分離)并且具有用于將排氣排放到大氣中的一個開口端34。
這樣一個系統(tǒng)10可以進一步包括一個第一排氣再循環(huán)(EGR)組件40，該組件從燃燒排氣側16延伸到空氣進氣側14。 一個第一EGR閥門46可以被提供為與主排氣管路30流體連通并且可以被構造和安排為控制從排氣側16到空氣進氣側并且進入在一個高壓EGR環(huán)路中的內(nèi)燃機12內(nèi)的排氣流動。第一EGR組件40可以進一步包括一個主EGR管線42，該管線具有連接到主排氣管路30上的一個第一端41以及連接到空氣進氣管路20上的一個第二端43。 一個冷卻器44可以纟皮提供為與主EGR管線42流體連通，以冷卻經(jīng)其中流過的排氣。任選地，系統(tǒng)10可以進一步包括一臺渦輪增壓器48,該渦輪增壓器具有與主排氣管路30流體連通的一臺渦輪機50并且具有一臺壓縮機52，該壓縮機可操作地連接成由渦4侖機50驅動并且與主空氣進氣管路20流體連通以壓縮流過其中的氣體。在壓縮機52的下游可以將一個空氣增壓的冷卻器56提供在主空氣進氣管路20中。在壓縮機52的下游并且在一個主EGR管線42與空氣進氣管路20的結合處的上游可以將一個節(jié)流閥58提供在主空氣進氣管路20中。
典型地在渦輪才幾50的下游(若存在的話)或者在第一 EGR組件40的上游可以將多個排;改物控制部件提供在主排氣管路30中。例如，可以將一個微粒過濾器54提供在渦輪機50的下游。典型地將其他排放物控制部件(例如一個催化轉換器36 )提供在纟鼓粒過濾器54的上游。也可以將一個消聲器38提供在渦輪機50的下游。還可以纟是供多個額外的排氣處理裝置，例如稀燃NOx收集器。
任選地，可以才是供一個第二EGR組件70用于低壓排氣再循環(huán)。如果希望的話，第二EGR組件70可以被構造為與第一EGR組件40 (此后將更詳細地對它進行說明)完全相同。第二 EGR組件70可以包括一個第二 EGR管線71，該管線具有連接到主排氣管路30上的一個第一端72以及連接到主空氣進氣管路20上的一個第二端74?？梢蕴峁┮粋€第二 EGR閥門76與主EGR管路30處于流體連通或者可以提供在第二 EGR管線70中?？梢詫⒁粋€第二冷卻器78提供為與第二 EGR管線71處于流體連通，以冷卻流經(jīng)過其的排氣。 一個主4非氣管^各30還可以包4舌一個節(jié)流閥120，以控制經(jīng)過開口端34排出的排氣的量值并且迫使排氣流過第二 EGR管線71。
在本發(fā)明的一個實施方案中，第一 EGR組件40可以包括一個旁通管線11,該旁通管線被構造和安排為允許排氣繞過冷卻器44。旁通管線ll可以具有在冷卻器44上游的一個位置處連接到EGR管線42上的一個第一端13以及在冷卻器44下游并且在EGR閥門46、 46，上游的一個位置處連接到主EGR管線42上的一個第二端15?？梢蕴峁┮粋€第一控制閥門17來控制流過旁通管線11以及圍繞冷卻器44的排氣的量值。在一個實施方案中，第一控制閥門17可以是一個三通閥，該三通閥被定位在旁通管線11與在冷卻器44上游的位置處的主EGR管線42的接合處。第一控制閥門17可以由一個致動器Al移動。如果希望的話，可以提供一個位置傳感器P1并且被操作性地連接到控制器系統(tǒng)86上，以提供關于閥門17的實際位置的反饋信息并且控制器系統(tǒng)86可以對其進行響應而給致動器Al發(fā)送一個信號以進一步調整該閥門的位置。
可以使用圖1 (連同圖2至圖7)所示的系統(tǒng)來平衡由燃料在發(fā)動機12中的燃燒所產(chǎn)生的NOx以及微粒物質的量值。N0X、樣吏粒物質以及其他排放物成分的量值是可以通過多種傳感器來測量，這些傳感器例如是在催化轉換器36的下游定位的一個NOx或氧傳感器El、微粒過濾器54中的一個傳感器E2，以直接地或間接地測量該過濾器中的微粒隨時間的量值，或者在微
粒過濾器54的下游定位的NOx、；微粒物質或氧傳感器E3?？商鎊a地，NOx和微粒物質的量值可以使用多種裝置從不同運行條件和參數(shù)來間接估算，這些裝置例如是在主EGR組件40、空氣進氣管線20、空氣進氣歧管18、排氣歧管28、主排氣管路30或者第二EGR組件70中的不同位置處定位的溫度傳感器T1、 T2、 T3和/或T4。在不同的實施方案中，可以將這些溫度傳感器定位在多個管路中或者岡門17、 46、 46，、 76之一當中。
如將會認識到，在一個替代實施方案中，可以將一個三通EGR閥門46，提供在主EGR管線42與空氣進氣管線20的接合處。可以將一個溫度傳感器T3提供在三通閥46，中。如果希望的話，第二EGR組件70還可以包括一個旁通管線11以及一個第一控制閥門17 (未示出)。
現(xiàn)在參見圖2,在本發(fā)明的另一個實施方案中，旁通管線11可以包括在冷卻器44上游的一個位置處連接到主EGR管線42上的一個第一端13,并且一個第二端15可以在主EGR管線42與主空氣進氣管線20的連接下游的一個位置處直接連接到主空氣進氣管線20上。如圖2所示，可以將一個溫度傳感器Tl定位在旁通管線11中?？梢詫⒌谝豢刂崎y門17定位在旁通管線11中。
現(xiàn)在參見圖3,在本發(fā)明的另一個實施方案中，旁通管線11可以包括在冷卻器44上游的一個位置處連接到主EGR管線42上的一個第一端13并且可以包括在EGR閥門46下游的一個位置處連接到主EGR管線42上的一個第二端15。第一控制閥門17可以位于旁通管線11中。如圖3所示，在一個實施方案中， 一個溫度傳感器T2可以結合在EGR閥門46中。
現(xiàn)在參見圖4，在本發(fā)明的另一個實施方案中，旁通管線11可以包括連接到主EGR管線42上的一個第一端13并且可以將一個三通閥門17提供在第一端13與主EGR管線42的接合處。旁通管線11的一個第二端15可以在冷卻器44下游并且在EGR閥門46上游的一個位置處連^^姿到主EGR管線42上?？商娲兀谥鱁GR管線42與空氣進氣管線20連接之前，第二端15可以在EGR閥門46下游的一個位置處連接到主EGR管線42上。在又一個實施方案中，第二端15可以在主EGR管線42與主空氣進氣管線20的連接處下游的一個位置上直接連接到主空氣進氣管線20上。
現(xiàn)在參見圖5,在本發(fā)明的另一個實施方案中，主EGR管線42的一部分與旁通管線ll形成一個Y形的管路結構并且可以將一個第一控制閥門17提供在旁通管線11中。旁通管線11的第二端15是在EGR閥門46下游的 一個位置處連接到主EGR管線42上。
如從圖1至圖7將會認識到，EGR閥門46還可以包括可操作地連4姿到 控制器系統(tǒng)86上的一個位置傳感器P2并且可以使用該傳感器來提供用來移 動EGR閥門46的致動器A2的反饋控制。類似地，替代三通EGR閥門46， 可以包括一個致動器以及以類似方式的一個位置傳感器?？刂破飨到y(tǒng)86可 以使用來自溫度傳感器T1、 T2、 T3和/或T4的信號來直接或間接地確定排 氣的溫度以及空氣進氣與排氣溫度的組合的溫度。還可以使用或者測量溫度 或者指示溫度的其他傳感器，例如NOx傳感器或者與微粒過濾器結合使用的 壓力傳感器。這些傳感器可以確定將表示排氣溫度的NOx或者微粒物質的水 平，反之亦然。可以使用這個信息來確定如何定位第一控制閥門17以實現(xiàn) 所希望的用于控制排放物以及適當?shù)陌l(fā)動機操作的溫度。
再次參見圖1和圖4,控制器系統(tǒng)86可以提供一個致動器控制信號，以 控制致動器A1以及第一控制閥門17來定位閥門17，從而將排氣的多個部 分傳送到EGR冷卻器44和EGR閥門46、 46，?？刂破飨到y(tǒng)86使用來自位 置傳感器P1的反4赍來控制和監(jiān)測第一控制閥門17的位置。該排氣和進來的 空氣將流到空氣進氣歧管18并且進入發(fā)動機的這些汽缸中。控制器系統(tǒng)86 也可以給致動器A2提供用來控制EGR闊門46 (或者可替代地是46，)的一 個控制信號，以控制該閥門的位置，以便將排氣的一部分傳送到空氣進氣歧 管18?？刂破飨到y(tǒng)86可以接收來自溫度傳感器T3或者T4 (它指示與進來 的空氣結合的排氣的溫度)的一個反饋信號?？刂破飨到y(tǒng)86可以從這些測 量的溫度以及排氣與進來的空氣的相對流動中推斷排氣的溫度。
控制器系統(tǒng)86可以使用來自溫度傳感器T2、 T3或T4的信號來將該排 氣溫度與用于當前發(fā)動機搡作條件的一個所希望的溫度進行比較。如果來自 溫度傳感器T2、 T3或T4的信號是在一個所希望的信號的可接受的限度之 內(nèi)，則控制器系統(tǒng)86將不對第一控制閥門17的位置做任何改變。控制器系 統(tǒng)86可以具有其他功能，例如，對其他部件(包括但不限于冷卻器44、 78、 56)進行控制和/或監(jiān)測。
如果來自溫度傳感器T2、 T3或者T4的信號表明進入發(fā)動機的排氣溫 度在一個所希望的溫度以下，則該控制器系統(tǒng)將調整到達第一控制閥門17 的致動器控制信號，以增加直接進到EGR閥門46的排氣部分并且減少流過 冷卻器44的排氣部分。直接進到EGR閥門46或者通過旁通管路11進到空氣進氣管路20的溫度較高的排氣的增加部分與通過冷卻器44的溫度較低的 排氣的減少部分的組合將導致進入空氣進氣歧管18的排氣溫度的總體性增 力口。溫度傳感器T2、 T3或T4將感測溫度的增加，并且當感測的排氣的溫 度是在可接受的范圍內(nèi)的一個所希望的溫度時，控制器系統(tǒng)86將使用來自 位置傳感器P1的致動器控制信號和反饋來維持第一控制閥門17的位置。
如果來自溫度傳感器T2、 T3或T4的信號表明進入發(fā)動機的排氣溫度 在所希望的溫度以上，則控制器系統(tǒng)86將調整到達第一控制閥門17的致動 器控制信號，以增加進到EGR冷卻器44的排氣部分并且減少流過旁通管路 11以及直接地流到EGR閥門46或者空氣進氣管路20的排氣部分。直接進 到EGR閥門46或者空氣進氣管路20的溫度較高的排氣的減少的部分與通 過冷卻器44的溫度較低的排氣的增加的部分的組合將導致通過EGR閥門46 并且進入空氣進氣歧管18的排氣的總體上的降低。溫度傳感器T2、 T3或 T4將感測溫度的降低。當感測的排氣的溫度是在可接受的范圍內(nèi)的一個所 希望的溫度時，控制器系統(tǒng)86將使用來自溫度控制閥門17的一個致動器控 制信號和反饋來維持閥門17的新位置，以此使傳感器Pl定位。
對再循環(huán)到空氣進氣歧管18的排氣溫度進行控制將有助于對NOx和微 粒物質的排放進行控制。 一般而言，NOx的形成將在較高的發(fā)動機燃燒溫度 下發(fā)生，并且微粒物質將在較低的燃燒溫度下形成。
如將會理解的，可以用以上說明的方法來控制將流入空氣進氣歧管18 中的排氣與進入空氣的組合溫度。這是通過控制器系統(tǒng)86對位于空氣進氣 歧管18的流動路徑中的溫度傳感器T3或T4進行監(jiān)測以及使用這個輸入來 確定第一控制閥門17的位置以達到排氣以及進入空氣進氣歧管18中的氣流 的所希望的溫度來實現(xiàn)的。排氣與空氣進氣的組合溫度的控制也可以通過監(jiān) 測排氣歧管28、主排氣管路30、主空氣進氣管路20、主EGR管線42、旁 通管線11以及第二EGR管線71中的一個或多個中的排氣或空氣的溫度來 實現(xiàn)。
現(xiàn)在參見圖2、圖3和圖5,將閥門17提供在旁通管線11中并且將旁 通管線11的第二端15連接到EGR閥門46的下游的主EGR管線42上或者 將該旁通管線連接到主EGR管線42與空氣進氣管線20的連接下游的一個 位置處的空氣進氣管線20上。利用EGR閥門46來控制流過冷卻器44的排 氣的量值并且利用閥門17來控制繞過冷卻器44并直接流入空氣進氣歧管18 中的排氣的量值。直接流過旁通閥17以及旁通管線11的氣體將具有高于流
12過EGR冷卻器44的排氣的溫度。流入空氣進氣歧管18的排氣的溫度將是 流過冷卻器44的第一部分以及流過旁通管線11的第二部分的溫度和質量流 速的一個函數(shù)。閥門17和EGR閥門46是單獨地受控制的?？刂破飨到y(tǒng)86 可以接收來自溫度傳感器Tl、 T2、 T3和/或T4的輸入，并且閥門17、 46 或46，響應于這些輸入而受到控制?？刂破飨到y(tǒng)86可以使用溫度傳感器反々貴 和所希望的溫度來確定用于EGR閥門46、 46，和閥門17的致動器控制信號。 可以分別使用閥門17和46的位置傳感器Pl和P2來給控制器系統(tǒng)86提供 反饋，這種反饋將表示這些閥門是否已經(jīng)達到所希望的位置和相關的流動。 控制器系統(tǒng)86可以調整該控制信號，以達到或者維持閥門17、 46、 46，的所 希望的位置?？梢允褂脤γ總€閥門的位置傳感器的反饋來提供流過主EGR 管線42和旁通管線11的排氣的所希望的第一部分和第二部分。
本發(fā)明的一個替代實施方案包括一種控制排氣溫度的方法，其中T2傳 感器被結合在EGR閥門46中或者溫度傳感器T3被結合在三通EGR閥門 46，中?？梢允褂每刂破飨到y(tǒng)86來監(jiān)測溫度傳感器T2或者T3，并且可以使 用該溫度傳感器輸入來確定第一控制閥門17的位置，以實現(xiàn)流過EGR閥門 46、 46，的排氣的所希望的溫度。
本發(fā)明的另 一個實施方案包括一種用于控制排氣溫度和車輛排放物的 方法，該方法使用其他輸入或者多個輸入的一種組合，例如(但不限于)可 以包括Na傳感器、氧傳感器的排放物傳感器E1、 E2或E3，或者用來確定 微粒物質的水平的一種傳感器?？刂破飨到y(tǒng)86可以監(jiān)測來自傳感器E1、 E2 和/或E3的輸入，以確定車輛排放物的水平和類型并且確定為了控制它們所 要求的希望的排氣溫度?？刂破飨到y(tǒng)86可以提供用來控制第一閥門17的一 個致動器控制信號，以實現(xiàn)所希望的溫度并且降低一種排放物成分的所希望 的排放水平或者平衡兩個或更多排放物成分的相對排放水平。例如，可以利 用該系統(tǒng)來平衡與微粒物質排放物的量值相比的NOx排放物的量值，反之亦 然?？梢允褂每刂破飨到y(tǒng)86來監(jiān)測來自傳感器El、 E2和/或E3、或者與Tl、 T2、 T3或者T4中的一個或多個組合的El、 E2或者E3中的一個或者多個 的輸入。當確定這些排放物是在排放物的可接受的范圍之內(nèi)時，或者兩個或 者更多的成分是處于相互之間的一個可接受的范圍之內(nèi)時，控制器系統(tǒng)86 利用一個致動器控制信號來維持溫度控制閥門17的位置并且可以使用來自 閥門17的位置傳感器P1的反饋。可以調整閥門17、 46、 46，以平衡NOx相 對于不同的發(fā)動機操作條件下的微 物質的排放水平。本發(fā)明的一個實施方案包括一種內(nèi)燃機換氣系統(tǒng)，該換氣系統(tǒng)具有從排 氣側延伸到空氣進氣側的 一個冷卻的排氣再循環(huán)管線以及從排氣側延伸到
空氣進氣側的一個未冷卻的排氣再循環(huán)管線。例如，如圖6中所示，本發(fā)明 的一個實施方案可以包括一個第一排氣再循環(huán)管線42，該排氣再循環(huán)管線具 有與其相連通的、從主排氣管路30延伸到主空氣進氣管路20的一個冷卻器 44,并且包括在其中的一個排氣再循環(huán)閥門46以控制流經(jīng)此的氣體。可以 提供一個分離的旁通管線11，該旁通管線從主排氣管路30延伸到空氣進氣 管路20。旁通EGR管線11可以包括在其中的一個第一控制閥17,以控制 經(jīng)過其的排氣的流動。第一 EGR管線42以及旁通管線11的位置可以如所 希望的進行改變，使一個在另一個的上游或下游。
圖7示出了本發(fā)明的另一個實施方案，其中提供了從主排氣管路30延 伸到主空氣管路20的一個主EGR管線42,并且該主EGR管線可以包括與 其處于流體連通的一個冷卻器，以冷卻流經(jīng)其中的排氣?？梢蕴峁闹髋艢?管路30延伸到主空氣進氣管路20的一個分離的旁通管線11 。流過第一 EGR 管線42以及旁通EGR管線11的氣體的控制可以通過位于主排氣管路30、 第一EGR管線42以及旁通管線11的接合處的一個四通閥門46來實現(xiàn)。可 以使用對于本領域普通的技術人員所知的任何四通閥門。本受讓人的共同待 審的申請，美國序號11/527,089披露了可以被修改為包括四個端口的一種多 端口閥門，這四個端口包括用來從排氣歧管28接收排氣的一個進氣端口 、 用來經(jīng)過主排氣管路30的開口端34排放氣體的一個第一排氣端口 、用來經(jīng) 過第一EGR管線42排放氣體的一個第二排氣端口以及用來經(jīng)過旁通管線11 排放氣體的一個第三排氣端口 。
本發(fā)明的另 一 個實施方案包括控制燃燒空氣換氣系統(tǒng)的 一 種方法，該換 氣系統(tǒng)包括具有一個主排氣管路30的一個排氣側以及一個空氣進氣側14, 該空氣進氣側包括一個主空氣進氣管路20以及從主排氣管路30延伸到主空 氣進氣管路20的一個第一 EGR管線42,并且該第一 EGR管線在其中具有 一個冷卻器44，以冷卻流過其中的排氣?？梢蕴峁┮粋€旁通管線，該旁通管 線被構造和安排為使排氣在該第一 EGR管線中圍繞該冷卻器流動?？梢蕴?供多個傳感器，以給一個控制器系統(tǒng)提供輸入，該輸入包括一個代表或指示 第一和第二成分的排放的信號或數(shù)據(jù)。該控制器系統(tǒng)對用于第一和第二成分 中的每一個的感測的排放水平進行比較并且將每一個與一個預定的可接受 的范圍進行比較。如果這些成分中的一個是處于一個預定的可接受的范圍之
14外或者接近其外部極限，且另一個成分是在用于這個成分的預定的可接受的
范圍之內(nèi)，則該控制器選^^性地啟動閥門17、 46或者46，中的一個或多個， 以調整流過主EGR管線42以及通過冷卻器44的氣體的比例以及流過旁通 管線11的排氣的量值，從而使該第一和第二成分的排放量值在用于每種成 分的預定的可接受的范圍之內(nèi)。例如，如果來自傳感器E1、 E3、 Tl、 T2、 T3或者T4的輸入指示了 NOx排放是在一個預定的可接受的范圍之外或者接 近其外部極限，則可以致動閥門17以減少或者阻止流過旁通管線11的排氣 的量值并且使更多的EGR氣體流過冷卻器44，以降低進入內(nèi)燃機的排氣與 充氣的混合物的溫度，以便由此減少由內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值。類似地， 如果來自傳感器E1、 E2、 E3、 Tl、 T2、 T3或者T4的輸入指示了孩i粒的量 值是在一個預定的可接受的范圍之外或者接近其外部極限，則控制器系統(tǒng)86 可以〗吏閥門46、 46，減少或者阻止流過主EGR管線42以及通過冷卻器和開 放閥門17的排氣的量值，以使得更多的排氣流過旁通管線11，從而提高進 入內(nèi)燃機的排氣與充氣的混合物的溫度，以減少由內(nèi)燃機所產(chǎn)生的微粒的量 值。
本發(fā)明的另一個實施方案包括一種方法，該方法包括獲得代表排放物成
分的信息，該信息包括由內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值以及微粒物質的量值；并
且將正在產(chǎn)生的NOx的量值與一個第一預定的可接受的范圍進行比較，并且
將正在產(chǎn)生的微粒物質的量值與一個第二預定的可接受的范圍進行比較；并
且如果NOx的量值以及^:粒物質的量值中的一個是在相應的第一或第二預
定的可接受的范圍之外或者接近其外部極的信息，估算是否可以對流過一個
第一EGR管線(帶有與其處于流體連通的一個冷卻器)的排氣的量值或者
流過圍繞該冷卻器的一個旁通管線的排氣的量值進行調整以減少處于該預
定的可接受的范圍之外或者接近其外部極限的排放物成分的量值，而不會使 另一種排放物成分處于一個第二預定的可接受的范圍之外。這可以通過使用
多個查找表格或者進行基于與在不同的發(fā)動機和換氣系統(tǒng)操作條件下的發(fā) 動機、閥門、溫度(Tl至T4 )、排放物(El至E3 )有關的數(shù)據(jù)進行估算計 算來實現(xiàn)。如果適當?shù)脑?，可以改變?jīng)過該第一 EGR管線(帶有與其處于 流體連通的冷卻器)的排氣的流速并且可以改變經(jīng)過圍繞該冷卻器的旁通管 線的流速的量值。
本發(fā)明的另一個實施方案包括一種方法，該方法包括獲得代表由內(nèi)燃機 產(chǎn)生的NOx的量值以及孩i粒物質的量值的信息；將獲得的信息與用于NOx的量值的 一個第 一預定的可接受的范圍并且與用于微粒物質的量值的 一個 第二預定的可接受的范圍進行比較，并且如果所產(chǎn)生的^f殷粒物質的量值可以 增加或者仍保持在該第二預定的可接受的范圍之內(nèi)，則通過增加流過一個第 一主排氣管線(其中具有用于減少流過此的排氣的溫度的一個冷卻器)的排 氣的量值來減少所產(chǎn)生的NOx的量值，并且減少流過環(huán)繞該冷卻器的一個旁 通管線的氣體的量值。
本發(fā)明的實施方案的以上說明在本質上僅僅是示例性的，因此，不得將 其變體認為是脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種方法，包括獲得代表由一臺內(nèi)燃機所產(chǎn)生的NOx的量值以及微粒物質的量值的信息；并且對由該內(nèi)燃機所產(chǎn)生的NOx的量值以及微粒物質的量值進行調整，包括使用該信息控制經(jīng)過一個EGR冷卻器以及經(jīng)過一個EGR冷卻器旁通管線的進行循環(huán)的內(nèi)燃機排氣的量值。
2. —種方法，包括提供一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺內(nèi)燃機、 一個內(nèi)燃機換氣系統(tǒng)，該換氣 系統(tǒng)包括被構造和安排為該發(fā)動機傳送燃燒空氣的 一個空氣進氣側、被構造 和安排為從該發(fā)動機獲取燃燒排氣的一個燃燒排氣側、從該空氣進氣側延伸 到該燃燒排氣側的一個第一排氣再循環(huán)組件，該第一排氣再循環(huán)組件包括一 個主排氣再循環(huán)管線以及與其處于流體連通并且被構造和安排為冷卻流過 該冷卻器的流體的一個冷卻器，以及一個旁通管線，該旁通管線被構造和安 排為使通過該冷卻器的排氣進行流動并且這樣使流過該旁通管線的氣體基 本上未一皮該冷卻器冷卻；獲得代表由一臺內(nèi)燃機所產(chǎn)生的NOx的量值以及微粒物質的量值的信 息；并且對由該內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值以及微粒物質的量值進行調整，包括使 用該信息控制經(jīng)過一個排氣再循環(huán)氣體冷卻器以及經(jīng)過一個排氣再循環(huán)氣 體冷卻器進行再循環(huán)的內(nèi)燃機排氣的量值。
3. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個控制 器系統(tǒng)，并且其中該獲得信息包括該控制器從一個排^L物傳感器或者一個溫 度傳感器中的至少一個上接收關于由該內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值的信息。
4. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個控制 器系統(tǒng)，并且其中該獲得信息包括該控制器從一個排放物傳感器、 一個溫度 傳感器或者一個微粒過濾器負載傳感器中的至少一個上接收關于由該內(nèi)燃 機產(chǎn)生的微粒物質的量值的信息。
5. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個控制 器系統(tǒng)，并且其中該獲得信息包括該控制器從該第一排氣再循環(huán)管線中的一 個溫度傳感器上接收信息。
6. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個控制器系統(tǒng)，并且其中該獲得信息包括該控制器從該旁通管線中的 一個溫度傳感 器上接收信息。
7. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個控制 器系統(tǒng)并且該空氣進氣側包括連接到該發(fā)動機上的 一個空氣進氣歧管，并且 其中該獲得信息包括該控制器從該空氣進氣歧管中的一個溫度傳感器上接 收信息。
8. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個控制 器系統(tǒng)，并且其中該獲得信息包括該控制器從該排氣再循環(huán)管線或者該旁通 管線中的一個閥門內(nèi)的一個溫度傳感器上接收信息。
9. 如權利要求2所述的一種方法，其中對由該內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的 量值以及微粒物質的量值進行的調整進一步包括使所產(chǎn)生的NOx的量值與 微粒物質的量值彼此相對地進行平衡。
10. 如權利要求2所述的一種方法，其中對NOx的量值以及微粒物質 的量值進行的調整使得所產(chǎn)生的NOx的量值是在一個第一預定的可接受的 范圍之內(nèi)并且所產(chǎn)生的微粒物質的量值是在一個第二預定的可接受的范圍 之內(nèi)。
11. 如權利要求2所述的一種方法，其中該旁通管線包括與該冷卻器 上游的該主排氣再循環(huán)管線相連接的一個第一端以及與該冷卻器下游的該 主排氣再循環(huán)管線相連接的一個第二端。
12. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括在該冷卻 器下游的該排氣再循環(huán)管線中的 一個排氣再循環(huán)閥門，并且其中該旁通管線 具有連接到該冷卻器下游并且到該排氣再循環(huán)閥門的上游或下游的 一個第<formula>formula see original document page 3</formula>。
13. 如權利要求2所述的一種方法，其中該空氣進氣側包括一個空氣 進氣管路并且其中該旁通管線具有連4妄到該空氣進氣管路上的一個第一端。
14. 如權利要求2所述的一種方法，其中該燃燒排氣側包括一個主排 氣管路并且其中該旁通管線具有連接到該主排氣管路上的一個第二端。
15. 如權利要求2所述的一種方法，其中燃燒排氣側包括一個主排氣 管路并且該系統(tǒng)進一步包括一個四通閥門，該四通閥門包括連接到主排氣管 路上的一個入口、連接到該主排氣管路上的一個第一出口、連接到該第一排 氣再循環(huán)管線上的一個第二出口 、以及連接到該旁通管線上的一個第三出 n 。
16. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個三通閥門，該三通閥門包括連接到第一排氣再循環(huán)管線上的一個入口、連接到該第一排氣再循環(huán)管線上的一個第一出口 、連接到該旁通管線上的一個第二出 口 。
17. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個三通 閥門，該三通閥門包括連接到第一排氣再循環(huán)管線上的一個入口、連接到該 旁通管線上的一個第二入口 、以及連接到第一排氣再循環(huán)管線上的一個第一 出o。
18. 如權利要求2所述的一種方法，其中該系統(tǒng)進一步包括一個控制 器系統(tǒng)并且其中該獲得信息包括該控制器從在該空氣進氣側的 一個主空氣 進氣管路中、該空氣進氣側的一個空氣進氣歧管中、該排氣側的一個排氣歧 管中、該排氣側的一個主排氣管路中、該主排氣再循環(huán)管線中、該旁通管線 中、或者從該排氣側延伸到該空氣進氣側的一個第二排氣再循環(huán)組件中的一 個溫度傳感器上接收信息。
19. 一種方法，包括提供一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺內(nèi)燃機、 一個內(nèi)燃機換氣系統(tǒng)，該換氣 系統(tǒng)包括被構造和安排為對該發(fā)動機傳送燃燒空氣的一個空氣進氣側、被構 造和安排為從該發(fā)動機獲取燃燒排氣的一個燃燒排氣側、從該空氣進氣側延 伸到該燃燒排氣側的一個第一排氣再循環(huán)組件，該第一排氣再循環(huán)組件包括 一個主排氣再循環(huán)管線以及與其處于流體連通并且被構造和安排為對流過 該冷卻器的流體進行冷卻的一個冷卻器，以及一皮構造和安排為使排氣流動通 過該冷卻器的一個旁通管線，并且這樣使流過該旁通管線的氣體基本上未被 該冷卻器冷卻；獲得代表由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值以及孩"立物質的量值的信息；并且對于由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值是否是在一個第一預定的可接受 的范圍之外或者接近其外部極限做出一個第一決定，并且對于由一臺內(nèi)燃機 產(chǎn)生的微粒物質的量值是否在一個第二預定的可接受的范圍之外或者接近 其外部極限做出一個第二決定；響應于該第一決定以及該第二決定對由該內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值以 及微粒物質的量值進行調整，包括對經(jīng)過一個排氣再循環(huán)氣體冷卻器以及經(jīng) 過一個排氣再循環(huán)氣體冷卻器旁路而再循環(huán)的內(nèi)燃機排氣的量值進行控制。
20. —種方法，包括提供一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺內(nèi)燃機、 一個內(nèi)燃機換氣系統(tǒng)，該換氣 系統(tǒng)包括被構造和安排為對該發(fā)動機傳送燃燒空氣的一個空氣進氣側、被構 造和安排為從該發(fā)動機獲取燃燒排氣的一個燃燒排氣側、從該空氣進氣側延 伸到該燃燒排氣側的一個第 一排氣再循環(huán)組件，該第 一排氣再循環(huán)組件包括 一個主排氣再循環(huán)管線以及與其處于流體連通并且被構造和安排為對流過 該冷卻器的流體進行冷卻的一個冷卻器，以及被構造和安排為使排氣流動通 過該冷卻器的一個旁通管線，并且這樣使流過該旁通管線的氣體基本上未被 該冷卻器冷卻；獲得代表由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NC^的量值以及微粒物質的量值的信息；并且對于由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值是否是在一個第一預定的可接受 的范圍之外或者接近其外部極限做出一個第一決定，并且對于由一臺內(nèi)燃機 產(chǎn)生的微粒物質的量值是否在一個第二預定的可接受的范圍之外或者接近 其外部極限做出一個第二決定；如果由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值是在該第一預定的可接受的范圍 之外或者接近其外部極限，對于可對該發(fā)動機所產(chǎn)生的微粒物質的量值作出 變化并且仍然保持在該第二預定的可接受的范圍內(nèi)做出一個第一估算；響應于該第一決定、該第二決定以及該第一估算對由該內(nèi)燃才幾產(chǎn)生的 NOx的量值以及微粒物質的量值進行調整，包括對經(jīng)過一個排氣再循環(huán)氣體 冷卻器以及經(jīng)過一個排氣再循環(huán)氣體冷卻器旁路而再循環(huán)的內(nèi)燃機排氣的 量值進行控制。
21. —種方法，包括提供一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺內(nèi)燃^L、 一個內(nèi)燃才幾換氣系統(tǒng)，該換氣 系統(tǒng)包括被構造和安排為對該發(fā)動機傳送燃燒空氣的一個空氣進氣側、被構 造和安排為從該發(fā)動機獲取燃燒排氣的一個燃燒排氣側、從該空氣進氣側延 伸到該燃燒排氣側的一個第一排氣再循環(huán)組件，該第一排氣再循環(huán)組件包括 一個主排氣再循環(huán)管線以及與其處于流體連通并且被構造和安排為對流過 該冷卻器的流體進行冷卻的一個冷卻器，以及被構造和安排為使排氣流動通 過該冷卻器的 一個旁通管線，并且這樣使流過該旁通管線的氣體基本上未被 該冷卻器冷卻；獲得代表由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值以及微粒物質的量值的信息；并且對于由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值是否是在一個第一預定的可接受 的范圍之外或者接近其外部極限做出一個第一決定，并且對于由一臺內(nèi)燃機 產(chǎn)生的微粒物質的量值是否在一個第二預定的可接受的范圍之外或者接近 其外部極限做出一個第二決定；如果由 一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的微粒物質的量值是在該第二預定的可接受的 范圍之外或者接近其外部極P艮，對于可對該發(fā)動機所產(chǎn)生的NOx的量值作出 變化并且仍然保持在該第一預定的可接受的范圍內(nèi)做出一個第一估算；響應于該第一決定、該第二決定以及該第一估算對由該內(nèi)燃機產(chǎn)生的 NOx的量值以及^:粒物質的量值進行調整，包括對經(jīng)過一個排氣再循環(huán)氣體 冷卻器以及經(jīng)過一個排氣再循環(huán)氣體冷卻器旁路而再循環(huán)的內(nèi)燃機排氣的 量值進行控制。
22.—種方法，包4舌獲得代表由一臺內(nèi)燃機產(chǎn)生的NOx的量值或者微粒物質的量值中的至 少一項的信息；并且對由該內(nèi)燃機所產(chǎn)生的NOx的量值或者微粒物質的量值 中的至少一項進行調整，包括使用該信息對經(jīng)過一個EGR冷卻器以及經(jīng)過 一個EGR冷卻器旁通管線而循環(huán)的內(nèi)燃機排氣的量值進行控制。
全文摘要
一種方法，該方法包括獲得代表由一臺內(nèi)燃機所產(chǎn)生的氮氧化物的量值以及微粒物質的量值的信息，并且使用該信息、通過對經(jīng)過一個EGR冷卻器以及經(jīng)過一個EGR冷卻器旁通管線而再循環(huán)的內(nèi)燃機排氣的量值進行控制來對由該內(nèi)燃機所產(chǎn)生的氮氧化物的量值以及微粒物質的量值進行調整。
文檔編號F02D41/00GK101657623SQ200780052689
公開日2010年2月24日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權日2007年5月21日
發(fā)明者M·布薩托, M·德拉萬, R·基弗沃 申請人:博格華納公司