CN113614351B - 用于控制内燃机的方法和控制*** - Google Patents

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Abstract

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***(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。

Description

用于控制内燃机的方法和控制***
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***。
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***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***(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***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***，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***，该方法和控制***解决上述问题。
该目的通过根据本发明的如下方法实现。
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。
传统的排气后处理***或EATS包括布置在ICE下游的DPF单元、布置在所述DPF单元下游的SCR单元以及喷射器，所述喷射器用于将还原剂(例如，尿素)供给到SCR单元紧上游的排气中。EATS还可以包括NO2还原催化剂，诸如布置在DPF单元上游或DPF单元下游并且在SCR单元上游的柴油氧催化剂(DOC)。可以提供另外的喷射器用于将还原剂(例如燃料)供给到所述NO2还原催化剂上游的排气中。DOC在SCR之前提供排气的NO氧化和HC氧化，并且可以控制NO2向SCR单元的供应。上述条款将在后续文本中遵守。
根据本发明的一个方面，该目的是通过一种为了维持EATS的功能而执行的方法来实现的。该方法涉及通过在四冲程循环中运行的内燃机(ICE)中的燃料喷射控制将排气加热到所选的特定温度，其中该ICE包括控制单元，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。
该方法涉及执行以下步骤：
记录内燃机的低负载运行；
记录来自至少一个排气后处理***(EATS)传感器的指示所检测的预定条件的输入；
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；
选择要调节以实现目标排气温度的汽缸组；
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。
初始步骤涉及监测和记录内燃机是否在低负载下运行，即空转或在低速和低负载下运行。当记录到低负载运行时，该方法继续检查是否已在EATS中记录到已经检测到预定条件。此类条件的示例的非详尽列表包括检测歧管中的背压或DPF单元两端的压降已经超过预定极限，指示需要DPF单元的再生。另一种情况是离开发动机的排气温度或任何一个EATS单元中的温度已降至低于期望值。可替代地，可以检测到测量的温度以高于预期或期望的速率下降。
取决于所检测的条件，ECU可以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。计算出的目标排气温度值取决于必须修正的条件。通常，再生DPF单元所需的排气温度高于运行SCR单元所需的排气温度。
然后，ECU可以从要调节的汽缸总数中选择汽缸组，以实现目标排气温度。相对较小的温度升高可能需要数量小于可用汽缸的一半的组，而较大的温度升高可能需要数量为可用汽缸的至少一半的组。根据本发明，所选的汽缸组不能包括所有可用的汽缸。所选的汽缸组优选地在发动机的点火顺序序列上均匀分布。
在V6发动机的情况下，发动机有两排汽缸，其中相应的汽缸排按连续顺序编号为1-3和4-6。点火顺序是1-5-3-6-2-4。例如，如果在V6发动机中使用六个汽缸中的两个，那么汽缸1和6将被调节，而汽缸2、3、4和5在当前请求的负载下正常运行。类似地，如果在V6发动机中使用六个汽缸中的三个，则调节汽缸1、2和3，而汽缸4、5和6在当前请求的负载下正常运行。类似的汽缸分布可以用于直列式发动机和V型发动机。如果在V6发动机中使用六个汽缸中的四个，则调节汽缸1、2、5和6，而汽缸3和4在当前请求的负载下正常运行。类似的汽缸分布可以用于直列式发动机和V型发动机。上述示例仅应被认为是非限制性的，因为可以在本发明的范围内自由选择汽缸组，
应当注意，在该示例和任何后续示例中，未选汽缸在当前请求的负载下正常运行。这可能意味着需要增加这些汽缸的功率输出，这取决于所选的汽缸组的调节。例如，当目标排气温度相对较高时，限定增加的第一燃料量和减少的第二燃料量之间的偏差的比率将会相对大。如果第二燃料量已经减少到零，那么在随后的做功冲程中的功率输出也将为零。此外，此时第一燃料量将会包括所请求的负载的燃料量的至少两倍。这将导致在随后的动力冲程中燃烧不完全，功率输出显著降低。因此，将控制未选汽缸以补偿这种功率输出损失并且在请求的负载下维持发动机运行。来自经调节的汽缸的未燃烧燃料将在排气歧管中氧化，导致实现目标排气温度所需的排气温度和压力升高。
ECU还将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。通过增加在所选的汽缸组中的一个经调节的汽缸中待喷射的第一燃料量并且减少在随后的经调节的汽缸中为中间进气冲程待喷射的第二燃料量，离开发动机的排气被加热至目标排气温度。
使用上述示例，如果使用V6发动机中六个汽缸中的两个，则调节汽缸1和6，而汽缸2、3、4和5在当前请求的负载下正常运行。在这种情况下，增加的第一燃料量将被喷射到汽缸1，而减少的第二燃料量将被喷射到汽缸6。因此，汽缸1将持续接收增加的燃料量，而汽缸6将持续接收减少的燃料量。
另一方面，如果使用V6发动机中六个汽缸中的三个，则调节汽缸1、2和3，而汽缸4、5和6在当前请求的负载下正常运行。在这种情况下，增加的第一燃料量将被喷射到汽缸1中，而减少的第二燃料量将被喷射到汽缸2中。随后增加的第一燃料量将被喷射到汽缸3中，而随后减少的第二燃料量将被喷射到汽缸1中，依此类推。因此，增加和减少的燃料量的分配将遵循经调节的汽缸1-3的点火顺序。
根据本发明，未被选择用于调节的汽缸替代地在当前请求的负载下正常运行。为请求的负载喷射的燃料量要么在空转情况下由ECU确定，要么在行驶中的载具的低负载运行的情况下由驾驶员控制加速踏板或类似的发动机控制装置确定。这种操作的一个优点是正常运行的汽缸将帮助发动机平稳运转，特别是当减少的第二燃料量接近零时。
根据一个示例，该方法涉及使用可用的传感器监测排气温度并且调整待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。从而可以通过控制待喷射的第一和第二燃料量之间的相对体积差来调节递送到EATS的热量。
根据进一步的示例，该方法涉及监测排气温度并且调整要调节的所选的汽缸的数量以实现目标排气温度。从而可以通过增加或减少要调节的所选的汽缸的数量来调节递送到EATS的热量。
根据另一示例，排气温度可以通过调节待喷射的第一燃料量和第二燃料量之间的相对体积差以及增加和减少被调节的所选的汽缸的数量的组合来调节。
为控制排气温度而选择的策略可以根据检测到的条件、载具或ICE的运行状态或其它因素(诸如环境条件)而变化。环境条件的示例可以是空气温度、湿度或大气压力。根据一个示例，ECU可以检测到DPF单元在其期望的运行参数范围内，但排气温度不足以将SCR单元维持在期望的温度。作为响应，ECU检查载具是否在低负载下运行，如果是，则计算目标排气温度并且基于存储的值、查找表或类似物选择汽缸组。然后，ECU将根据本发明的方法控制ICE，直到实现目标排气温度。如果ECU检测到无法实现目标排气温度，则校正待喷射的第一和第二燃料量的比率和/或增加所选的组中的汽缸数。以这种方式控制ICE直到实现目标排气温度或直到检测到低负载运行被中断为止。
如上所述，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。特别地，通过第二燃料量的对应减少来平衡第一燃料量的增加。当第二燃料量减小到零时，第一燃料量可以增加到等于或超过组合的第一燃料量和第二燃料量的量。根据替代示例，当第二燃料量减小到零时，第一燃料量可以增加到组合的第一燃料量和第二燃料量的130％。后一种情况的增加可以用于补偿汽缸中不产生正扭矩输出的摩擦损失。
根据本发明，针对期望的第一燃料量和第二燃料量计算的比率随着排气温度要求的增加而增加。以这种方式，由所述比率限定的偏差量改变，使得增加的第一燃料量通过第二燃料量的对应减少来平衡，直到第二燃料量达到零。在上述所有示例中，当计算期望的第一燃料量和第二燃料量之间的比率时，起点是在调节开始时响应于请求的负载的两个燃料量等于所需燃料量。
根据第二方面，本发明涉及一种通过燃料喷射控制将排气加热到所选的特定温度的控制***，其中使用如上所述的方法操作该控制***。
根据第二方面，本发明涉及一种包括程序代码组件的计算机程序，当所述程序在计算机上运行时，该程序代码组件用于执行上述方法的所有步骤。
根据第二方面，本发明涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的程序代码组件，当所述程序产品在计算机上运行时，该程序代码组件用于执行上述任何方法的所有步骤。
上述运行方法的优点是可以使排气温度平衡到特定的目标排气温度并且在ICE的低负载运行期间保持DPF和SCR工作。这种运行模式还将减少低负载和空转运行期间的燃料消耗和排放。在冷起动期间，该方法的效果是减少了SCR开始运行的时间。所描述的功能还将最小化或防止驻车再生，驻车再生对于驾驶员来说是不期望的且耗时的事件。减少驻车再生次数也将增加DPF和SCR的使用寿命。该方法的一个副作用是由该运行模式提供的较高排气温度可以用于加热载具舱，从而减少了对外部加热器的需求。
在以下描述中公开了本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
参考附图，以下是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。在这些附图中：
图1示出了包括能够根据本发明运行的内燃机(ICE)的示意性指示的载具；
图2示出了能够根据本发明运行的示意性指示的ICE；
图3示出了图示单个汽缸的喷射燃料比率的变化的示意图；
图4示出了图示用于加热SCR单元的发动机运行的示意图；
图5A示出了图示用于以低热再生DPF单元的发动机运行的示意图；
图5B示出了图示用于以高热再生DPF单元的发动机运行的示意图；
图6示出了用于执行方法的过程的图示；并且
图7示出了用于实施根据本发明的方法的计算机***的示意性布局。
具体实施方式
图1示出了示意性指示的载具111的侧视图，该载具111包括内燃机(ICE)112，该内燃机112连接到传动装置113，诸如自动手动传动装置(AMT)，用于将扭矩传输到由后驱动轴(未示出)驱动的一对从动轮116。ICE 112连接到冷却布置114，用于冷却来自ICE 112的排气再循环(EGR)***(未示出)中的发动机冷却剂、油和排气。ICE 112进一步连接到排气后处理***或者EATS121，该排气后处理***或EATS 121位于排气歧管和消音器单元126之间延伸的排气导管中。EATS 121包括布置在ICE下游的DPF单元122、布置在所述DPF单元下游的SCR123单元。DPF单元122设置有喷射器(未示出)，用于将还原剂例如尿素供给到SCR单元123的紧上游的排气中。EATS还可以包括可选的NO2还原催化剂125(以虚线表示)，诸如柴油氧催化剂(DOC)。在图1中，可选的NO2还原催化剂125布置在DPF单元121的下游并且在SCR单元122的上游，但它也可以替代地布置在DPF单元的上游或下游。注意，图1中仅示意性地指示了EATS 121的位置。例如在发动机空转期间，ICE 112由驾驶员控制或经由发动机控制单元(ECU)115自动控制。ECU 115设置有用于独立地或响应于驾驶员请求的油门踏板输入来控制ICE 112的控制算法。ICE 112进一步由ECU 115响应于来自EATS 121中的多个传感器(见图2)的输入信号而控制。
图2示出了示意性指示的ICE 212，该ICE 212被布置成执行根据本发明的方法。ICE 212具有进气导管，该进气导管包括用于环境空气的进气口201，该环境空气穿过压缩机单元202，该压缩机单元202是涡轮增压器单元203的一部分。加压进气被供应到增压空气冷却(CAC)单元204和可控节气门单元205，然后到连接到ICE 212的进气歧管206中。在该示例中，ICE 212是具有两排汽缸的V6发动机，其中各个汽缸排以连续顺序被编号为1-3和4-6。在这种情况下，点火顺序是1-5-3-6-2-4。ICE 212还具有排气导管，该排气导管包括连接到ICE 212的排气歧管220、涡轮单元219和位于涡轮单元219和消音器单元226之间的排气导管中的排气后处理***或EATS 221。EATS 221包括布置在ICE 212下游的DPF单元222、布置在所述DPF单元下游的SCR 223单元、以及用于将还原剂供给到SCR单元223紧上游的排气中的喷射器224。EATS还可以包括可选的NO2还原催化剂225(以虚线表示)，诸如布置在DPF单元221下游并且在SCR单元222上游的柴油氧催化剂(DOC)。
ICE 212进一步连接到排气再循环(EGR)***230，该排气再循环***230被布置成将排气从排气歧管220返回到进气歧管206。(EGR)***230包括第一导管231和第二导管232，其中第一导管经由用于冷却再循环排气的冷却布置233通向可控阀234。第二导管232是旁通导管，通过冷却布置233直接通向可控阀234。可控阀234由ECU 215操作以选择性地打开第一阀235或第二阀236，以便经由流量调节单元237(flow modulating unit 237)将再循环排气从第一导管231或第二导管232分别供应到进气歧管206，其中该流量调节单元237调节供应到进气歧管206的再循环排气的量。
ICE 212由驾驶员控制或经由发动机控制单元(ECU)215自动控制，例如在发动机空转期间。ECU 215设置有用于独立地或响应于驾驶员请求的油门踏板输入来控制ICE 212的控制算法。ICE 212进一步由ECU 215控制，该ECU 215响应于来自检测ICE和EATS相关参数的多个传感器的输入信号向多个致动器发出命令。监测的ICE相关参数的非详尽列表包括进气温度、CAC温度、发动机冷却剂温度、进气歧管压力、节气门传感器、燃料喷射器压力、EGR冷却器温度、EGR气体压力等。类似地，监测的EATS相关参数可以包括排气歧管压力、DPF入口和/或出口压力、DPF温度、SCR压力、SCR温度、排气NH3-/NOx-/O2-水平等。响应于来自上述传感器的输入，ECU向致动器发出控制进气流速、燃料喷射量和正时、进气门正时和排气门正时、EGR流速等的命令。压燃式发动机的标准运行被认为是众所周知的，这里将不再详细讨论。
在运行中，可以根据本发明控制ICE 212以执行一种方法以维持EATS 221的功能。该方法涉及通过燃料喷射控制将离开ICE的排气加热到所选的特定温度，其中ECU 215最初记录当前请求的负载并且响应于请求的负载而确定所需的燃料量。
该方法涉及记录ICE 212当前正在低负载条件下运行，即，ICE正在空转或以低速和低负载运行。为了记录低负载运行，可以在空转期间使用指示无驱动扭矩请求或加速踏板致动的空转信号。可以使用指示来自驾驶员的低驱动扭矩请求的信号或使用指示加速踏板致动在当前发动机负载下低于预定角度的信号来记录高于空转速度的低负载运行。ECU215然后记录来自至少一个EATS传感器的输入，该输入指示所检测的预定条件。例如，可以从涡轮增压器涡轮单元219下游的排气温度传感器240，DPF单元222的入口和出口处的压力传感器241、243，DPF温度传感器242和SCR温度传感器接收EATS传感器信号244。检测到的预定条件可以是DPF单元222两端的压差已经超过期望值，指示需要再生序列来烧掉和去除收集的微粒。可替代地，预定条件可以是SCR温度以超过期望速率的速率降低，或者SCR温度低于SCR单元223的运行温度。
当检测到这种预定条件时，ECU 215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。作为SCR单元223的运行温度的目标排气温度在250℃-450℃的范围内，这取决于例如催化剂材料，而再生DPF单元222所需的温度可以超过600℃。取决于所需的目标排气温度，ECU 215选择要调节的汽缸组以实现该温度。汽缸数可以从给出适合于实现目标排气温度的最小汽缸数的存储值表中选择。所选的汽缸数将随着目标温度的升高而增加。例如，SCR单元相对较小的温度升高可能需要数量少于可用汽缸的一半的组，而DPF单元再生的较大温度升高可能需要数量至少为可用汽缸的一半的组。根据本发明，所选的汽缸组不能包括所有可用的汽缸。所选的汽缸组优选地在发动机的点火顺序序列上均匀分布。
ECU 215然后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。该比率限定了每隔一个进气冲程待喷射到所选的汽缸组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小的第二燃料量之间的偏差。可以计算或从存储值表中选择初始比率，给出适合于实现目标排气温度的最小比率。通过监测排气温度，ECU 215然后可以重新计算和校正该比率以升高或降低排气温度。增加该比率将导致第一燃料量的进一步增加和第二燃料量的同时对应减少，以及排气质量流量的增加，导致排气温度升高。
图3示出了图示单个汽缸的喷射燃料比率的可能变化的示意图。如上所述，ECU将会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。从图的右侧开始，比率为1/1，汽缸正常运行，其中当前负载的请求燃料量每720度曲柄角(CAD)(如x轴所示)喷射一次。此时，燃料量之间没有偏差，燃料平衡为50/50，如y轴所示。通过增加待喷射在经调节的汽缸中的第一燃料量(在图中用“HP”表示)并且减少在连续进气冲程中待喷射的第二燃料量(在图中用“LP”表示)，离开汽缸的排气被朝向目标排气温度加热。在图中向左移动，随着燃料量之间的偏差增加，第一燃料量HP的增加通过随后的第二燃料量LP的对应减少来平衡。
如果需要达到目标排气温度，则该比率的调节可以继续，直到当第二燃料量减少到零时，第一燃料量可以增加到达到或超过组合的第一燃料量和第二燃料量。当第二燃料量达到零时，燃料平衡为100/0，因此汽缸在λ0.5的做功冲程和跳过做功冲程之间交替。如果需要，当第二燃料量减少到零时，可以通过将第一燃料量增加至初始组合的第一燃料量和第二燃料量的130％来补偿扭矩输出的减少。当汽缸不产生正扭矩输出时，这可用于补偿摩擦和泵送损失。
图4示出了图示用于加热SCR单元的发动机运行的示意图。
如上所述，排气温度可以降低至接近或低于运行SCR单元所需的温度。例如，当发动机空转时，这可能发生在低负载运行期间。
当前示例涉及具有两排汽缸的V6发动机，其中各个汽缸排按连续顺序被编号为1-3和4-6，如图2所示。该发动机的点火顺序为1-5-3-6-2-4。在检测到发动机空转后，ECU已经检测到DPF单元在其期望的工作参数范围内，但排气温度不足以将SCR单元维持在期望的运行温度。在监测载具在低负载下运行的同时，ECU计算目标排气温度并且基于存储的值、查找表或类似内容选择汽缸组。在该示例中，使用了V6发动机中六个汽缸中的三个，其中汽缸1、2和3被调节，而汽缸4、5和6在当前请求的负载下正常运行，即空转。然后，ECU将通过控制第一和第二燃料量来控制ICE，直到实现目标排气温度。这在图4中进行了说明，其中点火顺序显示在x轴上，而输出扭矩(Nm)显示在y轴上。因此，经调节的汽缸1、2和3运行，使得计算出的第一燃料量和第二燃料量在连续的进气冲程中为所选的汽缸组交替喷射，以实现目标排气温度。在这种情况下，增加的第一燃料量将被喷射到汽缸1中，而减少的第二燃料量将被喷射到汽缸2中。随后增加的第一燃料量将被喷射到汽缸3中，而随后减少的第二燃料量将被喷射到汽缸1中，依此类推。因此，增加和减少的燃料量的分配将遵循经调节的汽缸1-3的点火顺序。从图4可以看出，当前的燃料平衡至少为100/0，其中增加的第一燃料量产生每燃烧冲程12.5Nm的功率输出，而第二燃料量已经减小到零。非调节的汽缸4、5和6被控制以在请求的低负载下维持发动机运行。汽缸1-3的扭矩输出减少需要增加对汽缸4-6的燃料喷射，使得每个汽缸产生每燃烧冲程350Nm的功率输出。可以将这种情况与使用相同燃料量运行的所有汽缸正常空转时的功率输出进行比较，在后一种情况下，每个汽缸产生90Nm。以这种方式控制ICE直到实现目标排气温度或直到检测到低负载运行被中断为止。
如果由于环境温度低等原因而有必要，则ICE可以通过上下控制第一燃料量和第二燃料量来调整排气温度以实现目标排气温度。ECU将会在调整燃料量期间监测排气温度。如果ECU检测到在第一燃料量和第二燃料量的最大比率下无法实现目标排气温度，则增加所选的组中的汽缸数。因此，当第一和第二燃料量的比率已经达到其最大值并且ECU检测到排气温度不再朝向目标排气温度升高时，则ECU可以调整所选的组中的汽缸数。基于存储的值以及排气温度与目标排气温度之间的当前差值，所选的汽缸的数量增加至少一个。
图5A示出了图示用于在低热下再生DPF单元的发动机运行的示意图。如上所述，ECU可以检测到DPF单元两端的压力差升高，指示需要再生。然后，ECU将启动再生过程，以将DPF温度升高到当累积的微粒物被烧掉时的期望的水平。
当前示例涉及具有两排汽缸的V6发动机，其中各个汽缸排按连续顺序被编号为1-3和4-6，如图2所示。该发动机的点火顺序为1-5-3-6-2-4。在检测到发动机在低负载下运行后，在这种情况下刚好在空转以上，ECU已经检测到DPF单元超出其期望的运行参数，但排气温度不足以进行再生。在监测载具在低负载下运行的同时，ECU计算目标排气温度并且基于存储的值、查找表或类似内容选择汽缸组。在该示例中，使用了V6发动机中六个汽缸中的三个，其中汽缸1、2和3被调节，而汽缸4、5和6在当前请求的负载下正常运行，即空转。然后，ECU将通过控制第一和第二燃料量来控制ICE，直到实现升高的目标排气温度。这在图5A中进行了说明，其中点火顺序显示在x轴上，而输出扭矩(Nm)显示在y轴上。因此，经调节的汽缸1、2和3运行，使得计算出的第一燃料量和第二燃料量在连续的进气冲程中为所选的汽缸组交替喷射，以实现目标排气温度。在这种情况下，增加的第一燃料量将被喷射到汽缸1中，而减少的第二燃料量将被喷射到汽缸2中。随后增加的第一燃料量将被喷射到汽缸3中，而随后减少的第二燃料量将被喷射到汽缸1中，依此类推。因此，增加和减少的燃料量的分配将遵循经调节的汽缸1-3的点火顺序。
从图5A可以看出，当前的燃料平衡大约为80/20，其中增加的第一燃料量产生每燃烧冲程350Nm的功率输出，而第二燃料量产生每燃烧冲程300Nm的功率输出。非调节的汽缸4、5和6被控制以在请求的低负载下维持发动机运行。汽缸1-3的扭矩输出减少需要从最初请求的扭矩增加对汽缸4-6的燃料喷射，使得每个汽缸产生400Nm的功率输出。以这种方式控制ICE直到实现用于再生DPF单元的目标排气温度，或直到检测到低负载运行被中断。
如果由于环境温度低等原因而有必要，则ICE可以通过上下控制第一燃料量和第二燃料量来调整排气温度以实现目标排气温度。如果ECU检测到在第一燃料量和第二燃料量的最大比率下无法实现目标排气温度，则增加所选的组中的汽缸数。
图5B示出了图示用于在高热下再生DPF单元的发动机运行的示意图。在该示例中，ECU已经调整了喷射的燃料量，使DPF温度升高到足以激活再生过程的水平。
从图5B可以看出，当前的燃料平衡被调整为100/0，其中增加的第一燃料量产生每燃烧冲程25Nm的功率输出，而第二燃料量减小到零。非调节的汽缸4、5和6被控制以在请求的低负载下维持发动机运行。汽缸1-3的扭矩输出减少需要增加对汽缸4-6的燃料喷射，使得每个汽缸产生1000Nm每燃烧冲程的功率输出。以这种方式控制ICE直到实现用于再生DPF单元的目标排气温度，或直到检测到低负载运行被中断。
如果由于环境温度低等原因而有必要，则ICE可以通过上下控制第一燃料量和第二燃料量来调整排气温度以实现目标排气温度。如果ECU检测到在第一燃料量和第二燃料量的最大比率下无法实现目标排气温度，则增加所选的组中的汽缸数。
图6示出了用于执行方法的过程图。如从图6中可以看出，该过程由ECU在步骤600处启动。在第一步骤601中，ECU记录ICE的低负载运行。在第二步骤602中，ECU记录来自至少一个EATS传感器的输入，该输入指示所检测的预定条件，诸如低SCR温度或堵塞的DPF单元。在第三步骤603中，ECU确定检测条件的排气温度要求并且计算目标排气温度。在第四步骤604中，ECU选择要调节的汽缸组，以实现目标排气温度。在第五步骤605中，ECU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，并且控制ICE以实现目标排气温度。根据该过程，该比率限定了每隔一个进气冲程待喷射到所选的汽缸组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。在第六步骤606中，ECU控制ICE直到实现目标排气温度，或直到检测到低负载运行被中断。在这种情况下，过程在步骤607处结束。
本公开还涉及与计算机一起使用以执行所述方法的计算机程序、计算机程序产品和用于计算机的存储介质。图7示出了用于实施本公开的方法的计算机***700的示意性布局，包括非易失性存储器742、处理器741和读写存储器746。存储器742具有第一存储器部分743，在该第一存储器部分743中存储了用于控制***700的计算机程序。存储器部分743中的用于控制***700的计算机程序可以是操作***。***700可以被包含在例如控制单元(诸如数据处理单元741)中。数据处理单元741可以包括例如微型计算机。
存储器742还具有第二存储器部分744，在该第二存储器部分744中存储了根据本发明的用于测量扭矩和其它发动机相关参数的程序。在替代实施例中，用于测量发动机相关参数的程序存储在用于数据的单独的非易失性存储介质745中，诸如例如CD或可交换半导体存储器。能够以可执行形式或以压缩状态存储该程序。当下文说明数据处理单元741运行特定功能时，应清楚数据处理单元741正在运行存储在存储器744中的程序的特定部分或存储在非易失性存储介质745中的程序的特定部分。
数据处理单元741被定制为通过数据总线751与存储存储器745通信。数据处理单元741还被定制为通过数据总线752与存储器742通信。此外，数据处理单元741被定制为通过数据总线753与存储器746通信。数据处理单元741也被定制为通过使用数据总线754与数据端口748通信。可以通过数据处理单元741来执行根据本发明的方法，这是通过由数据处理单元741运行存储在存储器744中的程序或存储在非易失性存储介质745中的程序来实现的。
权利要求中提及的附图标记不应被视为限制权利要求保护的内容的范围。它们的唯一功能是使权利要求更易于理解。应当理解，本发明并不限于上述和附图中示出的实施例；相反，技术人员将认识到，可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和修改。

Claims (13)

1.一种在以四冲程循环运行的内燃机(112)中通过燃料喷射控制将排气加热到所选的特定温度的方法，其中所述内燃机包括控制单元(115)，所述控制单元(115)记录当前请求的负载，并且响应所述请求的负载而确定所需的燃料量，
执行以下步骤：
-记录所述内燃机(112)的低负载运行；
-记录来自至少一个排气后处理***(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，以实现所述目标排气温度；
-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，以实现所述目标排气温度；
其中，所述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，
其特征在于，监测所述排气温度并且调整待调节的所选的汽缸的数量，以实现所述目标排气温度
其中，为实现所述目标排气温度而待调节的汽缸组中包括的所选的汽缸的数量小于汽缸总数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述排气温度并且调整待喷射的期望的第一燃料量和第二燃料量的所述比率，以实现所述目标排气温度。
3.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，所选的汽缸组的连续进气冲程以所述内燃机的点火顺序发生。
4.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一燃料量的增加通过所述第二燃料量的对应减少来平衡。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述第二燃料量减少到零时，所述第一燃料量增加到超过第一燃料量和第二燃料量的合并量。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述第二燃料量减少到零时，所述第一燃料量增加到第一燃料量和第二燃料量的合并量的130％。
7.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述期望的第一燃料量和第二燃料量的比率随着增加的排气温度要求而增加。
8.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，使用空转信号或指示低驱动扭矩请求的信号来记录低负载运行。
9.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，至少一个剩余的未选汽缸通过喷射用于所述请求的负载的所需燃料量来运行。
10.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，响应于由所述控制单元确定的当前请求的负载来运行至少一个剩余的未选汽缸。
11.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，所选的汽缸组包括多达并包含汽缸总数的一半的汽缸。
12.一种通过燃料喷射控制将排气加热到所选的特定温度的控制***，其特征在于，使用根据权利要求1的方法运行所述控制***。
13.一种计算机可读介质，包括存储在所述计算机可读介质上的程序代码组件，所述程序代码组件用于当所述计算机可读介质在计算机上运行时执行根据权利要求1-11中的任一项所述的方法的所有步骤。
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某船用柴油机SCR***匹配性能试验分析;欧顺华;闵恩华;章烈琪;邓孜锦;尹自斌;;船舶工程(第05期);全文 *
柴油机减排技术讲座(之三) 进气控制技术;田少民;;工程机械(第06期);全文 *
现代汽油机排气污染物控制新技术;卢华;;装备制造技术(03);第86-89+94页 *

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