CN114320537A - 内燃发动机*** - Google Patents

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CN114320537A CN202111097811.4A CN202111097811A CN114320537A CN 114320537 A CN114320537 A CN 114320537A CN 202111097811 A CN202111097811 A CN 202111097811A CN 114320537 A CN114320537 A CN 114320537A
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exhaust
conduit
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马蒂亚斯·芒努松
弗雷德里克·布洛姆格伦
拉尔斯·卡尔汗玛尔
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Volvo Truck Corp
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Abstract

一种内燃发动机***，包括：内燃发动机(ICE)；排气后处理***(EATS)，所述排气后处理***位于所述ICE下游。排气再循环(EGR)泵被布置于在ICE和EATS之间延伸的排气再循环管道中，其中，所述ICE***具有正常运行模式，所述正常运行模式用于通过EGR泵将所述排气的至少一部分输送到ICE上游。所述ICE***还包括加热装置，所述加热装置布置在所述EATS的至少一个排气后处理装置上游，并且所述ICE***具有预热运行模式，所述预热运行模式用于通过EGR泵将排气和/或空气输送经过所述加热装置，然后输送到所述排气后处理装置中的所述至少一个排气后处理装置。

Description

内燃发动机***
技术领域
本发明涉及一种内燃发动机***，并涉及一种包括这种内燃发动机***的车辆。本发明还涉及一种用于内燃发动机***的排气后处理的方法，并且涉及一种计算机程序、计算机可读介质以及一种被配置成执行该方法的步骤的控制单元。
本发明可以应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车和建筑设备。虽然将主要针对卡车来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是也可用在其它车辆中，例如轿车。
背景技术
柴油发动机通常设有排气后处理设备以满足各种环境法规。后处理设备可以包括单独的装置，但更典型的是更大的排气后处理***(EATS)的一部分，该类型通常包括多个不同的部件，例如柴油氧化催化剂(DOC)、柴油微粒过滤器(DPF)(其可以包括催化剂)和选择性催化还原催化剂(SCR)。通常，EATS的每个部件都具有最佳运行温度范围。当温度超出此最佳运行温度范围时，一些部件可能无法发挥其预期功能。特别地，在内燃发动机起动时，发动机和EATS都处于比最佳运行温度范围低的温度下，尤其是当车辆经受零度以下的温度时。因此，发动机和EATS都在如此低的温度下运行，以至于无法正常发挥预期功能。在某些情况下，EATS甚至会因为运行温度过低而损坏。为了避免这样的损坏，可能有必要将EATS的部件旁通。如果EATS部件未以最佳方式运行或者被旁通，则发动机装置可能无法获得期望的排放水平。另外，有必要定期在比正常运行条件下通常遇到的温度更高的温度下使某些EATS部件(例如DPF和SCR)再生。目前有许多不同的布置和技术，以更快速地提高EATS部件的加热和/或基本提高EATS部件的温度以提供“加热模式”，例如通过使用以下装置，例如可变几何涡轮增压器、柴油发动机上的进气节气门、或者排气限制装置(例如挡板和蝶阀)。另一选项是将燃料引入到与柴油氧化催化剂结合的排气中，和/或引入到排气燃烧器装置中。通常，用于提供加热模式的布置在EATS中没有其它功能。因而，这种布置的成本高且效率低。
在EP 2982842B1中公开了另一种减少有害排放物的方法，根据该方法，后处理***可以设有至少一个减排装置。一部分排气通过该减排装置被再循环，而不返回到内燃发动机的进气口。
考虑到上述情况，仍然希望提供用于补充或替换现有布置和技术的布置和技术，以将EATS部件的温度升高到期望的运行范围和/或用于再生的目的。还希望减小用于提供加热模式的布置的尺寸。
发明内容
本发明的目的是提供一种内燃发动机***，其至少部分地减轻了现有技术的一些缺点。该目的通过根据本发明的第一方面所述的内燃发动机***来实现。
因而，根据本发明的第一方面，提供了一种内燃发动机***，其包括：内燃发动机(ICE)；排气后处理***(EATS)，该排气后处理***位于所述ICE下游并包括一个或多个排气后处理装置；排气管道，该排气管道将所述ICE和所述EATS流体连接；排气再循环管道，该排气再循环管道与所述排气管道流体连通，并且该排气再循环管道将所述ICE下游的第一点和所述ICE上游的第二点流体连接；以及排气再循环(EGR)泵，该排气再循环泵被布置在所述排气再循环管道中，其中，该内燃发动机***具有正常运行模式，该正常运行模式用于通过所述EGR泵将所述排气的至少一部分从所述第一点输送到所述第二点，其中，该内燃发动机***还包括加热装置，该加热装置被布置在所述EATS的所述排气后处理装置中的至少一个排气后处理装置上游，并且其中，该内燃发动机***具有预热运行模式，该预热运行模式用于通过所述EGR泵将排气和/或空气输送经过所述加热装置，然后输送到所述排气后处理装置中的所述至少一个排气后处理装置。
这种内燃发动机***的优点在于它既成本高效又空间高效。
这是特别有利的，因为在冷起动期间可以快速加热EATS的相关排气后处理装置。然而，简单地安装加热装置(例如燃烧器或电加热器)并不足以在冷起动条件下为EATS提供高热功率。高热功率是质量流量、热容量和温度的乘积。发明人已经认识到，可以在不添加额外泵的情况下提供质量流量。更具体地，发明人已经认识到，如今作为现有***中的常见部件的EGR泵可以有利地不仅用于再循环而且用于提高热功率。因而，在预热运行模式下，内燃发动机***可以使用EGR泵来提高质量流量(当ICE启动时)，或将所有质量流量递送到EATS(当ICE关机时)。因而，通过使用EGR泵向EATS提供高的质量流量，并结合加热装置以在排气到达EATS的相关排气后处理装置之前对其进行加热，实现了一种成本高效且空间高效的***。
应当理解，虽然EATS有利地包括多个不同的部件(即，不同的排气后处理装置)，但本发明的原理也可以实施于具有单个后处理装置的EATS。此外，在具有适当地串联布置的两个或更多个排气后处理装置的EATS的情况下，在一些示例性实施例中，加热装置可以布置在所有排气后处理装置的上游。在其它示例性实施例中，加热装置可以被布置在一个或多个排气后处理装置的下游但在一个或多个其余排气后处理装置的上游。因而，加热装置的放置选择可以基于您希望能够为EATS的哪个(或哪些)排气后处理装置升高温度。示例性的排气后处理装置包括柴油氧化催化剂(DOC)、柴油微粒过滤器(DPF)和选择性催化还原催化剂(SCR)。
此外，应注意，在预热运行模式下，由EGR泵泵送并且被加热装置加热的流体不一定总是排气。例如，该流体可以是排气和空气的混合物。该流体甚至可以只是空气(没有任何排气)，这可能是在例如冷起动时、在ICE启动之前的情况。
还应理解，本发明的原理适用于短路线EGR和长路线EGR。因而，排气可以从EATS的下游或从EATS的上游被再循环。排气甚至可以从位于EATS的两个排气后处理装置之间的点被再循环。
正常运行模式和预热运行模式之间的切换可以通过各种可想到的方式来实现。例如，可以通过激活阀来实现这种切换，使得所有(或至少一些)被再循环的排气绕过ICE，而不是返回到ICE。替代地或另外，可以通过改变EGR泵的泵送方向来实现这种切换。
内燃发动机***可以适当地包括压缩机和涡轮机。该涡轮机可以适当地位于ICE的下游但在EATS的上游。由流动的排气引起的涡轮机的旋转被传递到压缩机的旋转中，因而，压缩机可以将加压的进气递送到ICE的进气歧管。
排气的再循环可以通过将燃烧后的气体从这种涡轮机的上游递送到压缩机的下游(短路线)或通过从涡轮机的下游吸入排气并递送到压缩机的上游(长路线)来实现。这种不同的EGR路线至少部分地被反映在下面的一些示例性实施例中。
根据至少一个示例性实施例，所述ICE下游的所述第一点被布置在所述EATS附近或所述EATS内。因而，在内燃发动机***中包括涡轮机的情况下，排气可以从涡轮机和EATS之间的点被再循环。另一种可能性是从位于EATS的两个排气后处理装置之间的点进行再循环。又一种可能性是从EATS下游的点(例如在EATS与内燃发动机***的尾管之间的点)进行再循环。
根据至少一个示例性实施例，该内燃发动机***包括分流器管道，该分流器管道将所述EGR泵和再结合点流体连接，该再结合点在所述排气管道处位于所述加热装置上游。这提供了对由流体流递送多少热功率的良好控制和估计。应当注意，在其它示例性实施例中，该再结合点可以相对于EATS位于加热装置的下游。例如，在一些示例性实施例中，该加热装置可以位于所述第一点(流体从此处被再循环)与EGR泵之间。流体将在它穿过EGR泵之前被加热，但当流体被递送到再结合点并随后递送到EATS时，仍可能有足够的热功率。
根据至少一个示例性实施例，所述分流器管道包括能够在第一打开位置和第二关闭位置之间操作的阀。这提供了对再结合的简单而高效的控制。该阀可以为二通阀或三通阀的形式。在三通阀的情况下，第二关闭位置关闭通往该再结合点的路径，但仍可以允许流向不同的位置。离开EGR泵的流体流例如可以被引导到所述再结合点(三通阀的第一打开位置)，或者它可以被引导到ICE的进气歧管或引导到压缩机的入口(三通阀的第二关闭位置)。因而，根据至少一个示例性实施例，该内燃发动机***被构造成在正常运行模式下将三通阀设定在第一位置，并且在预热运行模式下将三通阀设定在第二位置。所述三通阀可以设置在通向分流器管道的接头处或设置在分流器管道中。
根据至少一个示例性实施例，在所述ICE下游的所述第一点被布置在所述ICE的紧接下游。因而，这可以有利地实现为短路径EGR，与长路径EGR相比，短路径EGR在瞬态性能期间具有更快的响应时间。所述第一点可以适当地设置在ICE与内燃发动机的涡轮机之间。
所述EATS还可以包括净化装置，该净化装置适当地是较小的净化装置，其可以通过与EATS的其它排气后处理装置不同的方式来布置。这反映在以下的示例性实施例中。
根据至少一个示例性实施例，该内燃发动机***包括净化管道，该净化管道与所述排气管道流体连通，并且该净化管道包括净化装置。这是有利的，因为这允许该净化装置在EATS达到期望温度之前相对快速地被加热并变得可运行，该净化装置可以适当地小于EATS的排气后处理装置。适当地，可以设置有用于控制流体沿着该净化管道通过的阀。带有其净化装置(例如小型SCR)的该净化管道可以适当地位于涡轮机与EATS之间。在ICE下游的第一点可以适当地位于EATS的上游，由此，可以实现该净化装置的快速加热。
根据至少一个示例性实施例，所述EATS的所述一个或多个排气后处理装置包括柴油氧化催化剂(DOC)、柴油微粒过滤器(DPF)和选择性催化还原装置(SCR)中的至少一种。然而，应当理解，也可以包括其它装置，例如氨逃逸催化剂。
根据至少一个示例性实施例，该内燃发动机***包括电源，其中，当所述ICE关机时(即，当所述ICE不运行时)，所述电源向所述EGR泵提供能量。这是有利的，因为EGR泵然后可以泵送待加热的空气。适当地，所述电源可以向EGR泵和加热装置二者提供能量。该电源可以包括电池，例如牵引电池。作为示例，该电源例如可以在驾驶员打开车门时被激活，由此，预热运行模式就已经启动并且在驾驶员转动点火钥匙(或以其它方式启动ICE)之前已经升高了相关部件的温度。这至少部分地进一步反映在以下的示例性实施例中，根据该示例性实施例，内燃发动机***被构造成：当所述ICE关机时，该内燃发动机***能够在所述预热运行模式下运行。
根据至少一个示例性实施例，所述EGR泵被构造成：当所述ICE关机时(即，当ICE不运行时)，所述EGR泵能够在逆向方向上运行。通过允许EGR泵的逆向泵送方向，分流器管道可以省略。例如，加热装置可以位于EGR泵与涡轮机之间。其它可设想的位置在涡轮机与EATS之间，或在EATS的两个排气后处理装置之间。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于内燃发动机***的排气后处理的方法。该方法也至少部分地减轻了现有技术的一些缺点。更具体地，该第二方面提供了一种用于内燃发动机***的排气后处理的方法，该内燃发动机***包括：内燃发动机(ICE)；排气后处理***(EATS)，该排气后处理***位于所述ICE下游并包括一个或多个排气后处理装置；排气管道，该排气管道将所述ICE和所述EATS流体连接；排气再循环管道，该排气再循环管道与所述排气管道流体连通，并且该排气再循环管道将所述ICE下游的第一点与所述ICE上游的第二点流体连接；以及排气再循环(EGR)泵，该排气再循环泵布置在所述排气再循环管道中，该内燃发动机***具有正常运行模式，该正常运行模式用于通过所述EGR泵将所述排气的至少一部分从所述第一点输送到所述第二点。所述方法的特征在于它包括以下步骤：
a)确定所述EATS的一个或多个排气后处理装置的温度，
b)将所确定的温度与预定阈值进行比较；以及
c)如果所确定的温度低于所述预定阈值，则在预热运行模式下运行所述内燃发动机***，使得：借助于所述EGR泵，排气和/或空气穿过被布置在所述EATS的所述排气后处理装置中的至少一个排气后处理装置上游的加热装置，然后到达所述排气后处理装置中的所述至少一个排气后处理装置。
第二方面的方法及其任何实施例的优点在很大程度上类似于第一方面的内燃发动机***(包括其任何实施例)的优点。因而，如果检测到相关排气后处理装置的温度低于预定阈值，则开始预热运行模式。适当地，可以通过一个或多个温度传感器来获得对温度的确定。可以根据给定命令来激活这种确定，例如，可以通过给定命令来激活传感器或激活来自传感器的任何输入。这种命令例如可以在驾驶员执行某个动作时被自动提供。这种动作的示例可以是：打开通向车辆驾驶室的门、坐在驾驶员座椅上、按下按钮等。换句话说，该动作可以适当地与驾驶员想要驾驶/操作车辆的某种指示相关。这在冷起动条件期间可能是特别有利的，这至少反映在以下的示例性实施例中。
因而，根据至少一个示例性实施例，在所述ICE关机时执行所述方法。适当地，驾驶员在他/她启动ICE之前甚至可能不会注意到预热运行模式已经开始。
根据至少一个示例性实施例，所述方法进一步包括：在内燃发动机***的预热运行模式下，使所述EGR泵在与正常运行模式下的方向相比的逆向方向上运行。因而，空气可以被泵送并且被加热装置加热，从而向EATS的相关排气后处理装置提供热功率。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括程序代码组件的计算机程序，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行第二方面的方法的步骤(包括该方法的任何实施例)。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质携载有包括程序代码组件的计算机程序，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行第二方面的方法的步骤(包括该方法的任何实施例)。
根据本发明的第五方面，提供了一种控制单元，所述控制单元被配置成执行根据第二方面所述的方法的步骤(包括该方法的任何实施例)。该控制单元可以适当地从温度传感器接收输入，并且可以确定是否应当激活预热运行模式，并且当***处于预热运行模式时，该控制单元可以确定何时切换到正常运行模式。
该控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其它可编程设备。该控制单元还可以包括或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在该控制单元包括可编程设备(例如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)的情况下，该处理器还可以包括控制所述可编程设备的操作的计算机可执行代码。
根据本发明的第六方面，提供了一种车辆，其包括根据第一方面所述的内燃发动机***(包括该内燃发动机***的任何实施例)。
在以下的描述中公开了本发明的进一步的优点和有利特征。
附图说明
参考附图，下面是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
在这些图中：
图1示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的包括内燃发动机***的车辆。
图2示意性地示出了现有技术的内燃发动机***。
图3示意性地示出了根据本发明的至少第一示例性实施例的内燃发动机***。
图4示意性地示出了根据本发明的至少第二示例性实施例的内燃发动机***。
图5示意性地示出了根据本发明的至少第三示例性实施例的内燃发动机***。
图6示意性地示出了根据本发明的至少第四示例性实施例的内燃发动机***。
图7示意性地示出了根据本发明的至少第五示例性实施例的内燃发动机***。
图8示意性地示出了根据本发明的至少第六示例性实施例的内燃发动机***。
图9示意性地示出了根据本发明的至少第七示例性实施例的内燃发动机***。
图10示意性地示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的方法。
图11示意性地示出了根据本发明的至少另一个示例性实施例的方法。
这些图是示意性的，不一定是按比例绘制的。
具体实施方式
图1是示意图，示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的包括内燃发动机***2的车辆1。在本示例中，车辆1被示出为卡车的形式，它由内燃发动机(ICE)提供动力。然而，本发明也可以很好地实施在由ICE提供动力的其它类型的车辆中，例如公共汽车、建筑设备和轿车。在图3至图8中示出了可以用在车辆中的内燃发动机***的一些示例。也可以设想内燃发动机***2的其它实施例，以在车辆1中实施。
图2示意性地示出了现有技术的内燃发动机***102。带箭头的实线示出了流体流动路径。现有技术的内燃发动机***102包括燃料在其内部燃烧的ICE 110。离开ICE 110的排气被递送到涡轮机112并引起涡轮机112的旋转。在离开涡轮机112之后，排气继续行进到排气后处理***(EATS)114，该排气后处理***114限制了通过尾管116离开车辆的对环境有害的污染物的量。
涡轮机112诸如经由轴以机械方式联接(未示出)到压缩机118。由此，涡轮机112的旋转运动被传递到压缩机118的对应旋转运动中。空气被吸入到旋转的压缩机118中，该旋转的压缩机118对空气进行加压并将其递送到ICE 110的进气歧管。
在ICE 110的下游但在涡轮机112的上游，提供了排气再循环(EGR)通路120，用于将排气再循环到ICE 110上游的位置。EGR泵122被设置在EGR通路120中，用于沿着EGR通路120泵送排气。
图3示意性地示出了根据本发明的至少第一示例性实施例的内燃发动机***2a。内燃发动机***2a能够在正常运行模式下运行，在该正常运行模式中，内燃发动机***2a可以以与现有技术相当的方式起作用。
因而，与现有技术类似，内燃发动机***2a包括ICE 10、涡轮机12、EATS 14、尾管16、压缩机18以及EGR泵22。虽然仅示出了一个方框来代表EATS 14，但应理解，EATS 14可以包括一个或多个排气后处理装置，例如DOC、DPF和/或SCR。排气管道24将ICE 10和EATS 14连接，并且，与现有技术类似，涡轮机12被设置在排气管道24中。因而，排气可以从ICE 10经由涡轮机12流到EATS 14。EGR管道20与所述排气管道24流体连通，并且EGR管道20将ICE 10下游(在该图示中在涡轮机12上游)的第一点26和ICE 10上游的第二点28流体连接。通过EGR泵22，内燃发动机***2a将在正常运行模式下将排气的至少一部分从第一点26输送到第二点28。应当理解，虽然本示例性实施例示出了第一点26在ICE 10的紧接下游，但在该示例性实施例的变型例中，第一点26可以设置在更下游，例如在涡轮机12的下游。
虽然未示出，但EGR管道20可以适当地设置有阀，以关于要引导到EATS 14的量来调节要再循环的排气的量。例如，这种调节阀可位于所述第一点26处(即，在ICE 10和涡轮机12之间)，或位于第一点26和EGR泵22之间。
此外，虽然未示出，但EGR管道20可以适当地设置有EGR冷却器，以在正常运行模式下在排气返回到ICE 10之前对其进行冷却。在下文中将讨论的预热运行模式下，EGR冷却器可以适当地被关闭或旁通。
该内燃发动机***还包括加热装置30，该加热装置30布置在EATS 14上游或EATS14的至少一个(或多个)排气后处理装置上游。如白色箭头所示，加热装置30可以布置在各种不同的位置处。最右边的白色箭头指向EATS 14，因而表明一个可设想的位置在EATS 14的两个排气后处理装置之间。基于希望排气后处理装置中的哪一个或哪些排气后处理装置将被预热来适当地选择该位置，以相对快速地达到所述装置的期望的运行温度。所指出的其它可能的位置是在涡轮机12与EATS 14之间、在ICE 10与涡轮机12之间、或在EGR管道20中(在EGR泵22与涡轮机12之间)。
在图3的所示出的示例性实施例中，内燃发动机***2a可以被构造成使EGR泵22在逆向方向上运行，以在预热运行模式下工作。在图3中，正常运行模式的流动路径由实线箭头示出。预热运行模式的流动路径由虚线箭头示出。如图所示，在预热运行模式下，EGR泵22可以将空气从车辆外部通过压缩机18、EGR泵22，经由EGR管道20输送到排气管道24，然后到达涡轮机12、EATS 14和尾管16。在空气到达希望实现空气的快速温度升高的EATS 14或EATS 14的排气后处理装置之前，空气将在其途中被加热装置30加热。在该预热运行模式下，ICE 10可以适当地关闭。
因而，内燃发动机***2a具有预热运行模式，该预热运行模式用于通过EGR泵22将空气输送经过加热装置30，然后输送到所述至少一个排气后处理装置。如下图所示，在其它示例性实施例中，代替空气或除了空气之外，EGR泵22还可以在预热运行模式下输送排气。
图4示意性地示出了根据本发明的至少第二示例性实施例的内燃发动机***2b。在本示例中，所述第一点26(即，排气从其经由EGR管道20被再循环的点)位于EATS 14的下游。在正常运行模式下，EGR泵22将排气的至少一部分从第一点26输送到位于ICE 10上游的第二点28。第二点28在此被示出为在压缩机18的下游。可设想的替代方案是使第二点28位于压缩机18的上游。可以使用调节阀(未示出)来调节有多少排气将被再循环以及有多少排气将被引导到尾管16。
在所示出的示例性实施例中，EGR泵22被构造成仅在一个方向上输送流体，即，在本示例性实施例中，在预热运行模式下不打算逆转泵送方向。在EGR泵22的下游侧设有三通阀32。在正常运行模式下，三通阀32被控制以将再循环的排气引导到ICE 10上游的第二点28。然而，在预热运行模式下，三通阀32被控制以将再循环的排气经由分流器管道34引导到位于ICE 10下游的排气管道24处的再结合点36。在所示出的示例中，再结合点36也位于涡轮机12的下游，但在EATS 14的上游。然而，也可设想再结合点36的其它位置，例如在涡轮机12的上游或在EATS 14的排气后处理装置之间。
加热装置30适当地位于再结合点36的下游，但在EATS 14(或者待预热的EATS 14的排气后处理装置)的上游，然而，如白色箭头所示，也可设想其它位置。因而，该加热装置例如可以位于分流器管道34处，或位于再结合点36的下游但在EATS 14的上游，或位于EATS14处，或位于EGR管道20处。在预热运行模式下，EGR泵22将流体输送通过内燃发动机***2b。如果ICE 10关机，则该流体可以是通过压缩机18和ICE 10吸入的空气。如果ICE 10启动，则该流体可以是排气(并且可能与空气混合)。由于预热运行模式可以基本上用作闭环***，所以加热装置30可以放置在沿着回路的任何位置以加热流体，该流体继而将向EATS14提供热能。
图5示意性地示出了根据本发明的至少第三示例性实施例的内燃发动机***2c。图5与图4之间的区别在于图5中明确示出了EATS的多个排气后处理装置。因而，图5示出了：在本示例性实施例中，所述EATS包括DOC 14a、DPF 14b和SCR 14c。如白色箭头所指示的，加热装置30可以位于这些排气后处理装置14、14a、14b中的任一个的上游，或者位于EGR管道20处。
图6示意性地示出了根据本发明的至少第四示例性实施例的内燃发动机***2d。在正常运行模式下，排气流从EATS 14下游的第一点26经由EGR管道20被再循环到ICE 10上游的第二点28，其方式对应于已经结合图4讨论过的方式。因而，三通阀32被控制以将离开EGR泵22的排气引导到ICE 10上游的第二点28。然而，在预热运行模式下，三通阀32被控制以关闭通往ICE 10上游的第二点28的路径，而是打开来自涡轮机12(或来自ICE 10和涡轮机12之间的点)的路径38。而且，在图6的示例中，在预热运行模式下，EGR泵22被控制以在逆向方向上输送流体。这由虚线箭头示出。加热装置30可以适当地位于EATS 14和尾管16之间，或者位于EGR泵22下游但在EATS 14上游的任何地方(在这种情况下，“下游”和“上游”应被理解为是关于在虚线箭头所示的所述逆向方向上的流动而定义的)。然而，也可设想加热装置30的其它位置，特别是如果在预热运行模式期间以闭合回路输送流体的话。例如，如白色箭头所示，加热装置30可以位于EGR管道20处，或位于ICE 10的上游但在涡轮机12的下游，或位于涡轮机12与EATS 14之间，或位于EATS 14处。
图7示意性地示出了根据本发明的至少第五示例性实施例的内燃发动机***2e。在所示出的实施例中，用于使排气再循环的两个不同的第一点26被示出为可设想的替代方案。替代方案之一是使来自EATS 14和尾管16之间的位置的排气再循环，类似于图4至图6的示例。图7中所示的另一替代方案是使来自点26的排气在EATS 14内再循环，例如在EATS 14的两个排气后处理装置之间再循环。加热装置30被适当地设置在涡轮机12的下游，但在EATS 14的上游。虽然只有一个白色箭头(为了使示图保持清楚)，但应理解，类似于其它图，本示例性实施例中的加热装置30可以位于之前讨论过的位置中的任一个处。
图8示意性地示出了根据本发明的至少第六示例性实施例的内燃发动机***2f。除了图7中所示的选项之外，在图8中还呈现了放置用于使流体再循环的第一点26的另一可选位置，即，图7中讨论过的在EATS 14的排气后处理装置的紧接上游。在图8的示例性实施例中，EATS 14在单独的净化管道40中包括附加的排气后处理装置，即，净化装置14d。因而，如图8中所示，内燃发动机***2f包括净化管道40，该净化管道40与所述排气管道24流体连通并包括净化装置14d。净化管道40可以提供从涡轮机12到EATS 14(或者从再结合点36到EATS 14)的替代路径。可以在排气管道24中设置有阀42，以在第一状态和第二状态之间切换，在该第一状态下，允许至少一些流体绕过净化装置14d，在该第二状态下，所有流体都流经净化管道40及其净化装置14d。净化装置14d可以适当地为小尺寸SCR，即，小于净化管道40下游的EATS 14的部分中的任何SCR。小尺寸净化装置14d可以比较大装置更快地达到其期望的运行温度。因此，有利地使流体在净化管道40下游但在EATS 14的其余部分的上游再循环，即，所述第一点26可以位于EATS 14装置的其余部分的紧接上游。这在预热运行模式下提供了短的回路，在该预热运行模式中，EGR泵22将流体从所述第一点26，经由EGR管道20、三通阀32和分流器管道34输送到位于涡轮机12下游但在净化管道40上游的再结合点36。加热装置30可以适当地位于再结合点36的下游，但在净化管道40的上游。再循环的流体将被快速加热，并且净化装置14a将快速达到其期望的运行温度。
应当理解，在不同的示例性实施例中示出的各种部件也可以实施在其它实施例中。例如，图8的净化管道40及其净化装置14d可以实施在图3至图7所示的示例性实施例中。
图9示意性地示出了根据本发明的至少第七示例性实施例的内燃发动机***2g。为了简单起见，图9中的图示是基于图3的示例性实施例，然而，如将要解释的，附加的部件可以实施在任一个示例性实施例中。除了图3中所示的部件之外，图9中的图示还包括用于向EGR泵22提供能量的电源50。电源50可以在ICE 10关机和/或在ICE 10启动时向EGR泵22提供能量。应当理解，这种电源50可以在上文讨论的示例性实施例中的任一个中用于向EGR泵22提供能量，因而它不限于图9的实施例。
图9还示出了控制单元60，该控制单元可以控制EGR泵22的泵送方向，即，控制单元60可以用于控制在预热运行模式和正常运行模式之间的切换。应当理解，控制单元60也可以用在前面讨论的实施例中，因此它不应限于图9的实施例。特别地，应当理解，可以使用这种控制单元60来打开和关闭在其它附图的一些实施例中示出的各种阀。控制单元60可以适当地用于执行图10中的方法的步骤和/或图11中的方法的示例性实施例的步骤，这两种方法将在下面进一步讨论。
因而，通常应当理解，图1的车辆1可以设有控制单元60。控制单元60可以包括处理电路或可以被包括在处理电路中。该处理电路可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程设备。该处理电路还可以包括或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在该处理电路包括诸如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器的可编程设备的情况下，该处理器还可以包括控制所述可编程设备的操作的计算机可执行代码。应当理解，通过该处理电路提供的全部功能或功能的一部分(或一般称为“处理电路”)可以至少部分地与控制单元集成在一起。
图10示意性地示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的方法100。因而，提供了一种用于内燃发动机***的排气后处理的方法100，该内燃发动机***包括：内燃发动机(ICE)；排气后处理***(EATS)，该排气后处理***位于所述ICE下游并包括一个或多个排气后处理装置；排气管道，该排气管道将所述ICE和所述EATS流体连接；排气再循环管道，该排气再循环管道与所述排气管道流体连通，并且该排气再循环管道将所述ICE下游的第一点与所述ICE上游的第二点流体连接；以及排气再循环(EGR)泵，该排气再循环泵布置在所述排气再循环管道中，该内燃发动机***具有正常运行模式，该正常运行模式用于通过所述EGR泵将所述排气的至少一部分从所述第一点输送到所述第二点。方法100包括以下步骤：
-在第一步骤S1中，确定所述EATS的一个或多个排气后处理装置的温度；
-在第二步骤S2中，将所确定的温度与预定阈值进行比较；以及
-在第三步骤S3中，如果所确定的温度低于所述预定阈值，则在预热运行模式下运行所述内燃发动机***，使得：借助于所述EGR泵，排气和/或空气穿过被布置在所述EATS的所述排气后处理装置中的至少一个排气后处理装置上游的加热装置，然后到达所述排气后处理装置中的所述至少一个排气后处理装置。
适当地，方法100可以在ICE关机时执行。
图11示意性地示出了根据本发明的至少另一个示例性实施例的方法200。方法200包括与图10的方法100相同的步骤S1至S3，但方法200还包括以下的附加步骤：
-在步骤S4中，在所述内燃发动机***的所述预热运行模式下，使所述EGR泵在与所述正常运行模式下的方向相比的逆向方向上运行。
因而，本示例性实施例可以适当地关于内燃发动机***实现，例如作为示例在图3、图6和图9中示出的内燃发动机***。
应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员应认识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。

Claims (16)

1.一种内燃发动机***(2、2a至2g)，包括：内燃发动机(ICE)(10)；排气后处理***(EATS)(14)，所述排气后处理***(14)位于所述内燃发动机下游并包括一个或多个排气后处理装置(14a至14d)；排气管道(24)，所述排气管道(24)将所述内燃发动机和所述排气后处理***流体连接；排气再循环管道(20)，所述排气再循环管道(20)与所述排气管道流体连通，并且所述排气再循环管道(20)将所述内燃发动机下游的第一点(26)与所述内燃发动机上游的第二点(28)流体连接；以及排气再循环泵(22)，所述排气再循环泵(22)布置在所述排气再循环管道中，其中，所述内燃发动机***具有正常运行模式，所述正常运行模式用于通过所述排气再循环泵将所述排气的至少一部分从所述第一点输送到所述第二点，其特征在于，所述内燃发动机***还包括加热装置(30)，所述加热装置(30)布置在所述排气后处理***的所述排气后处理装置中的至少一个排气后处理装置上游，并且，所述内燃发动机***具有预热运行模式，所述预热运行模式用于通过所述排气再循环泵将排气和/或空气输送经过所述加热装置，然后输送到所述排气后处理装置中的所述至少一个排气后处理装置。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机***，其中，所述内燃发动机(10)下游的所述第一点(26)被布置在所述排气后处理***(14)附近或所述排气后处理***(14)内。
3.根据权利要求1所述的内燃发动机***，包括分流器管道(34)，所述分流器管道(34)将所述排气再循环泵(22)与再结合点(36)流体连接，所述再结合点(36)在所述排气管道(24)处位于所述加热装置(30)上游。
4.根据权利要求3所述的内燃发动机***，其中，所述分流器管道(34)包括阀(32)，所述阀(32)能够在第一打开位置和第二关闭位置之间操作。
5.根据权利要求1所述的内燃发动机***，其中，所述内燃发动机(10)下游的所述第一点(26)被布置在所述内燃发动机(10)的紧接下游。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的内燃发动机***，包括净化管道(40)，所述净化管道(40)与所述排气管道(24)流体连通，并且所述净化管道(40)包括净化装置(14d)。
7.根据权利要求1-5中的任一项所述的内燃发动机***，其中，所述排气后处理***的所述一个或多个排气后处理装置包括柴油氧化催化剂(14a)、柴油微粒过滤器(14b)和选择性催化还原装置(14c)中的至少一种。
8.根据权利要求1-5中的任一项所述的内燃发动机***，包括电源(50)，其中，当所述内燃发动机(10)停机时，所述电源向所述排气再循环泵(22)提供能量。
9.根据权利要求1-5中的任一项所述的内燃发动机***，其中，所述内燃发动机***被构造成：当所述内燃发动机(10)停机时，所述内燃发动机***能够在所述预热运行模式下运行。
10.根据权利要求1-5中的任一项所述的内燃发动机***，所述排气再循环泵(22)被构造成：当所述内燃发动机(10)停机时，所述排气再循环泵(22)能够在逆向方向上运行。
11.一种用于内燃发动机***的排气后处理的方法(100、200)，所述内燃发动机***包括：内燃发动机(ICE)；排气后处理***(EATS)，所述排气后处理***位于所述内燃发动机下游并包括一个或多个排气后处理装置；排气管道，所述排气管道将所述内燃发动机和所述排气后处理***流体连接；排气再循环管道，所述排气再循环管道与所述排气管道流体连通，并且所述排气再循环管道将所述内燃发动机下游的第一点与所述内燃发动机上游的第二点流体连接；以及排气再循环泵，所述排气再循环泵布置在所述排气再循环管道中，所述内燃发动机***具有正常运行模式，所述正常运行模式用于通过所述排气再循环泵将所述排气的至少一部分从所述第一点输送到所述第二点，并且其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)确定所述排气后处理***的一个或多个排气后处理装置的温度，
b)将所确定的温度与预定阈值进行比较；以及
c)如果所确定的温度低于所述预定阈值，则在预热运行模式下运行所述内燃发动机***，使得：借助于所述排气再循环泵，排气和/或空气穿过被布置在所述排气后处理***的所述排气后处理装置中的至少一个排气后处理装置上游的加热装置，然后到达所述排气后处理装置中的所述至少一个排气后处理装置。
12.根据权利要求11所述的用于排气后处理的方法，其中，在所述内燃发动机停机时执行所述方法。
13.根据权利要求12所述的用于排气后处理的方法，进一步包括：在所述内燃发动机***的所述预热运行模式下，使所述排气再循环泵在与所述正常运行模式下的方向相比的逆向方向上运行。
14.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质携载有包括程序代码组件的计算机程序，所述程序代码组件用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行权利要求11至13中的任一项所述的方法的步骤。
15.一种控制单元(60)，所述控制单元(60)被配置成执行根据权利要求11至13中的任一项所述的方法的步骤。
16.一种车辆(1)，包括根据权利要求1至10中的任一项所述的内燃发动机***。
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