[发明专利]具有后处理再生循环控制的排气系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种排气系统，更具体地涉及一种具有后处理再生循环控制的排气系统。

背景技术

发动机——包括柴油发动机、汽油发动机、气态燃料动力的发动机和本领域中已知的其它发动机——排出空气污染物的复杂混合物。这些空气污染物可以包括气态化合物，例如氮氧化物、烃和已知为颗粒物质或烟灰的固体材料。由于对环境越来越高的关注度，排气排放标准已变得越来越严格并且根据发动机的类型、发动机的尺寸和/或发动机的等级来规定从发动机排放的气态化合物和固体材料的量。

发动机制造商为了遵守对向环境排出的污染物的规定而实行的一种方法是利用诸如催化剂和过滤器的后处理装置还原、转化或以其它方式除去来自发动机的排气流的气态化合物、烃和颗粒物质。然而，这些后处理装置仅可在特定运转条件下有效地工作。例如，一些催化剂仅在暴露于升高的温度时有效地工作。因而，在低排气温度运转期间，例如在长时间怠速运转和/或低温运转期间，催化剂将吸附烃，因为点燃温度曲线不具有足以使烃彻底氧化的温度。为了使来自排气流的烃和被吸附到催化剂中的烃完全氧化，必须使排气温度上升到充分的温度。然而，如果发动机系统的加载利用包含被吸附的烃的后处理系统发生，则烃会点燃，从而导致会潜在地损伤或毁损催化剂的放热事件。另外，如果被吸附的烃未点燃，则烃将呈白色烟羽的形式释放，这是不希望有的。因此，一些发动机排气系统配备有用于人工地使经过催化剂和过滤器的排气升温以便以受控方式使被吸附的烃氧化的装置。

2008年1月24日公布的Zhang等人的美国专利7,788,911(“’911专利”)中公开了一种构造成用于减少物质积聚的示例性排气系统。具体地，’911专利公开了一种发动机和排气系统，该发动机和排气系统监视排气温度低于吸附温度和高于吸附温度的时间，并且如果低于吸附温度的累计时间超过最大临界值，则控制单元进入解吸附或热管理模式。热管理模式使得控制单元引导发动机在较高的温度水平下产生排气，由此使积聚在排气系统内的物质氧化。

尽管’911专利的系统可充分用来再生氧化催化剂，但它可能仍不是最佳的。具体地，该系统在确定用于开始再生的临界值时可能未考虑重要的输入并且在再生期间可能未考虑可提高再生过程的效率的发动机的运转状态。

所公开的系统和方法解决了上述问题和/或本领域的其它问题中的一个或多个问题。

发明内容

本发明的一方面涉及一种排气系统。该排气系统可包括构造成将来自发动机的排气引导到大气的排气通路。该排气系统还可包括布置在排气通路内的后处理构件。该排气系统还可包括配置成产生指示发动机的油门位置的油门位置信号的油门和配置成产生指示排气温度的温度信号的温度传感器。该排气系统还可包括与发动机、油门、传感器和后处理系统通信的控制器。该控制器可配置成监视温度信号并跟踪温度信号低于临界温度的总持续时间。该控制器还可配置成在总持续时间大于临界持续时间时开始发动机的负荷上升以使离开发动机的排气升温。临界温度和临界持续时间在发动机运转期间变化并由控制器基于至少包括油门位置的一个或多个输入来确定。

本发明的另一方面涉及一种控制用于发动机的排气系统的方法。该方法可包括接收指示排气温度的温度信号并接收指示发动机的油门位置的油门位置信号。该方法还可包括监视温度信号并跟踪温度信号低于临界温度的总持续时间。该方法还可包括在总持续时间大于临界持续时间时开始使发动机的负荷上升以使离开发动机的排气升温。临界温度和临界持续时间在发动机运转期间变化并基于至少包括油门位置的一个或多个输入来确定。

本发明的另一个方面涉及一种发动机系统。该发动机系统可包括发动机、从发动机延伸的排气歧管和与排气歧管连接的涡轮增压器。该发动机系统还可包括构造成将排气引导到大气的与涡轮增压器的出口连接的至少一个排气通路和布置在排气通路内的后处理构件。该发动机系统还可包括配置成产生指示发动机的油门位置的油门位置信号的油门和配置成产生指示排气温度的温度信号的温度传感器。该发动机系统还可包括与发动机、油门、传感器和后处理系统通信的控制器。该控制器可配置成监视温度信号并跟踪温度信号低于温度临界值的总持续时间。该控制器还可配置成在总持续时间大于临界持续时间时开始发动机的负荷上升以使离开发动机的排气升温。临界温度和临界持续时间在发动机运转期间变化并基于至少包括油门位置的一个或多个变量来确定。

附图说明

图1是示例性公开的发动机系统的示意性和概略性的图示。

图2是示出运转图1的发动机系统的示例性公开的方法的流程图。