[发明专利]运行柴油发动机的方法和具有多个运行模式的柴油发动机设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及运行柴油发动机的方法和柴油发动机设备，更具体地，涉及这样的方法和具有多个运行模式的柴油发动机设备。

背景技术

柴油发动机经常在多个离散的运行模式下运行，对于基础发动机促动器的一个或多个不同的设定点，所述多个离散的运行模式彼此不同。例如，在一个运行模式中，包括EGR管线的发动机设备可具有其中EGR阀被打开的设定点，而在另一个运行模式中，EGR阀可被关闭。

一些发动机被控制为使得各个不同的基础促动器针对不同的运行模式被以特定的方式设定。例如，基础促动器的一个设定可产生“燃料经济性模式”，其目的是节约燃料，而不考虑例如从发动机设备输出的NOx水平。基础促动器的另一个设定可产生“低热模式”，其目的是产生处于特定温度的发动机温度或排气。基础促动器的又一个设定可产生“高热模式”，其目的是产生比在低热模式下产生的更高的发动机温度或排气温度，例如用于柴油微粒过滤器(DPF)的主动再生。

许多国家的空气质量法规目前限制多种排放物，例如，来自例如车辆的氮氧化物(NOx)。已经开发了各种排气后处理系统和部件来满足这些法规。为了符合这些要求，通常专注于在给定的运行条件下是否满足排放极限。本发明人已认识到，基本尚未有人考虑过满足排放要求的一组基础促动器控制设定点的运行相对于也满足排放要求的另一组基础促动器控制设定点的运行的相对燃料经济性。本发明人已认识到可能存在如下情形：其中，即使在当前模式下的运行满足排放要求，也可能希望从当前的运行模式切换到另一运行模式，以实现更好的燃料经济性。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于运行柴油发动机的方法，该柴油发动机具有排气后处理系统(EATS)，该排气后处理系统包括用于控制排气NOx水平的一个或多个设备，该发动机包括多个系统和部件，所述系统和部件中的至少一些适于被设定到用于发动机的一个或多个基础促动器的一个或多个控制设定点。所述方法包括：建立多个发动机运行模式，对于至少一个控制设定点，每个运行模式均不同于任何其他运行模式；对于每个运行模式，将燃料经济性与离开EATS的NOx水平之间的关系进行映射；从所述多个运行模式中选择一个运行模式，使得离开EATS的排气含有不超过预定NOx水平的NOx且每单位能量消耗最少量的燃料；以及，使发动机在所选择的运行模式下运行。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于运行柴油发动机的方法，该柴油发动机具有排气后处理系统(EATS)，该排气后处理系统包括用于控制排气NOx水平的一个或多个设备。所述方法包括：使发动机在具有用于发动机的多个基础促动器的第一系列控制设定点的第一模式下运行；使发动机在具有用于多个基础促动器的第二系列控制设定点的第二模式下运行，所述第一系列和第二系列控制设定点中的至少一个控制设定点是不同的；在第一模式和第二模式中在多个发动机转速和负荷下对发动机跟踪通过EATS的排气质量流量或体积流量、离开EATS的NOx水平和EATS中的温度；以及选择第一模式和第二模式中的一个模式，使得对于给定的发动机转速和负荷，离开EATS的排气含有不超过预定NOx水平的NOx且每单位能量消耗最少量的燃料。

根据本发明的另一个方面，柴油发动机设备包括：柴油发动机，该柴油发动机具有排气后处理系统(EATS)；NOx传感器，所述NOx传感器被布置为感测离开EATS的NOx水平；和控制器，所述控制器被布置为接收来自NOx传感器的信号，该控制器包括针对多个发动机运行模式的、燃料经济性与离开EATS的NOx水平之间的映射，对于发动机的至少一个基础促动器，每个发动机运行模式均不同于任何其他发动机运行模式，所述控制器被编程为选择所述多个运行模式中的一个运行模式并使发动机在所选择的运行模式下运行，使得：对于给定的发动机转速和负荷，离开EATS的排气含有不超过预定NOx水平的NOx且每单位能量消耗最少量的燃料。

附图说明

通过结合附图阅读如下的详细描述，可很好地理解本发明的特征和优点，在这些附图中，相同的附图标记指示相同元件，且其中：

图1是根据本发明一个方面的发动机设备的示意图；

图2是示出了示意性的发动机在特定的发动机负荷和转速下所经历的时间百分比的记录图表；并且

图3是示出了根据本发明一个方面的发动机的燃料经济性与离开系统的NOx水平之间的关系的曲线图。

具体实施方式