[发明专利]用于控制内燃机的方法和控制系统

说明书

本发明涉及一种通过内燃机(112)中的燃料喷射控制将排气加热到所选的特定温度的方法，该发动机包括控制单元(115)，该控制单元记录当前请求的负载并且响应于所请求的负载来确定所需的燃料量。该方法涉及：记录内燃机的低负载运行；记录来自至少一个排气后处理系统(121)传感器的指示所检测的条件的输入；确定所检测的条件的排气温度要求并且计算目标排气温度；选择要调节的汽缸组，以实现目标排气温度；为所选的汽缸组计算在连续进气冲程中待交替喷射的期望的第一燃料量和第二燃料量的比率，以实现目标排气温度；其中，该比率限定了对于每隔一个进气冲程而言待喷射到所选的汽缸组中的汽缸中的增加的第一燃料量与对于中间进气冲程而言待喷射的减少的第二燃料量之间的偏差。

技术领域

本发明涉及一种用于控制载具中的内燃机的方法和控制系统。

本发明可应用于重型载具，诸如卡车、铰接式卡车、公共汽车和建筑设备，这些载具可以有人驾驶或自主驾驶。尽管将针对重型陆地载具描述本发明，但本发明不限于这种特定载具，而是也可以用于其它载具，诸如包括具有排气后处理系统的内燃机的公共汽车、铰接式卡车、轮式装载机和其它工作机械或船舶。

背景技术

在一些内燃机(ICE)应用中，排气后处理系统(EATS)在长时间空转和/或低负载运行期间可能会遇到问题。在这种情况下，包括柴油微粒过滤器(DPF)和选择性催化还原(SCR)单元(也称为催化转化器)的EATS可能会由于相对较低的排气温度而遇到问题。

在冷起动运行期间，常见的策略是使用浓空气燃料混合物运行发动机，直到EATS达到其运行温度或点火。然而，这种运行模式对燃料消耗和发动机排放有不利影响。

在低负载运行期间，排气温度可以降低到运行SCR单元和用于再生DPF所需的温度以下。这对DPF来说可能是一个问题，因为过度填充的过滤器会增加排气系统的背压，并且可能触发“跛行回家(limp-home)”功能，该功能限制发动机的输出。此外，必须移除不能再生的过度填充的微粒过滤器以进行清洁或更换。克服此问题的一种方法是执行定期且耗时的驻车再生。这需要载具在再生期间保持静止，并且导致燃料消耗量增加以及载具拥有者的停机时间增加。此外，频繁的再生循环也会缩短DPF和SCR装置的使用寿命。

克服这个问题的另一种方法是使用热排气再循环(EGR)和发动机的进气节流，这在燃料消耗和排放方面成本很高。当检测到堵塞的DPF时，发动机控制单元(ECU)会激活再生过程以将DPF温度升高到期望水平。然后将发动机设置为EGR运行，并且每冲程可以喷射多达八倍的燃料以产生大量的NO₂，这将有助于氧化DPF中的微粒，并且在排气穿过DPF和SCR单元时提高温度。

本发明提供一种用于控制ICE的改进方法和控制系统，以维持EATS的功能，并且旨在解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种控制ICE的方法和控制系统，该方法和控制系统解决上述问题。

该目的通过根据权利要求1的方法实现。

在随后的文本中，将在随后的文本中使用如上所示的缩写ICE、EATS、DPF和SCR。术语“发动机控制单元”被称为ECU或“控制单元”。发动机控制单元是连接到传感器的电子控制器，所述传感器测量控制和/或监测ICE运行所需的多个变量。在所附文本中将仅描述执行根据本发明的方法所需的被测变量。发动机控制单元能够响应于检测到的发动机条件，通过各种电气、液压和/或气动致动器来启动和控制发动机运行。