專利名稱：渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有選擇性催化還原 (SCR)催化器和微粒過濾器的排放控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)動機系統(tǒng)可使用EGR(排氣再循環(huán))來解決排氣的NOx排放。例如，EGR系統(tǒng)可將排氣從排氣渦輪機的上游轉(zhuǎn)移至進氣壓縮機的下游，或者從排氣渦輪機的下游轉(zhuǎn)移至進氣壓縮機的上游?？墒褂枚喾N方法控制EGR系統(tǒng)并使EGR的運行與排放控制的運行相協(xié)調(diào)。一個示例方法由Arnold在US 2004/0050047A1中說明。其中，EGR通道中包括微粒過濾器，從而可在排氣被再循環(huán)通過進氣之前去除EGR流動中的微粒。然而，本發(fā)明人在此已經(jīng)認識到這種方法的幾個潛在問題。例如，為了使過濾器再生，熱排氣可能必須穿過EGR通道。然而，熱EGR流動降低了發(fā)動機的性能并且增加了燃料消耗。另一方面，在沒有過濾器和/或沒有過濾器再生的情況下，通過EGR流動被再循環(huán)進入進氣的微粒物質(zhì)可導致壓縮機積垢并且降低發(fā)動機的性能。

實用新型內(nèi)容在一個示例中，以上提到的問題可通過一種運行渦輪增壓發(fā)動機的方法來解決， 該渦輪增壓發(fā)動機包括位于渦輪增壓器渦輪機上游的微粒過濾器、位于渦輪機下游的催化器以及聯(lián)接在發(fā)動機排氣和發(fā)動機進氣之間的EGR通道。在一個示例中，所述方法包括，將排氣從過濾器的下游經(jīng)EGR通道轉(zhuǎn)移到發(fā)動機進氣，并且基于過濾器的工況調(diào)整被轉(zhuǎn)移的
排氣量。根據(jù)一個方面，一種車輛系統(tǒng)包括帶有進氣和排氣的發(fā)動機；帶有渦輪機和壓縮機的渦輪增壓器；將排氣的至少一部分從發(fā)動機排氣傳送到發(fā)動機進氣的EGR通道；位于渦輪機上游的微粒過濾器；位于渦輪機下游的SCR催化器；以及控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被配置為將排氣從過濾器下游經(jīng)EGR通道轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣，并且基于過濾器再生程度調(diào)整轉(zhuǎn)移的排氣量。根據(jù)本實用新型的另一個方面，公開了一種用于車輛系統(tǒng)的渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)，包括包括進氣和排氣的發(fā)動機；包括渦輪機和壓縮機的渦輪增壓器；將至少一部分排氣從發(fā)動機排氣傳送到發(fā)動機進氣的EGR通道；位于渦輪機上游的微粒過濾器；位于渦輪機下游的SCR催化器；以及控制系統(tǒng)，其被配置為將排氣從過濾器下游經(jīng)EGR通道轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣，并且基于過濾器的再生程度調(diào)整被轉(zhuǎn)移的排氣的量。根據(jù)本實用新型的一個實施例，進一步包括聯(lián)接至所述過濾器下游和所述渦輪機上游的還原劑噴射器。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述控制系統(tǒng)被配置為將排氣從所述渦輪機下游轉(zhuǎn)移至所述壓縮機上游。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述控制系統(tǒng)被配置為當過濾器溫度低于閾值時增加被轉(zhuǎn)移的排氣量并且當過濾器溫度高于閾值時減少被轉(zhuǎn)移的排氣量。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述控制系統(tǒng)被配置為隨著過濾器再生程度的增加而減少被轉(zhuǎn)移的排氣量。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述控制系統(tǒng)被配置為調(diào)整在所述EGR通道內(nèi)的 EGR閥的打開程度。根據(jù)另一方面，提供一種渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括排氣通道，其包括在渦輪增壓器渦輪機下游的SCR催化器和在渦輪機上游的微粒過濾器；進氣通道，其包括接收至少一些新鮮進氣的增壓空氣冷卻器；以及高壓排氣再循環(huán)系統(tǒng)，該高壓排氣再循環(huán)被聯(lián)接至渦輪機上游的排氣通道并且被聯(lián)接至增壓空氣冷卻器上游的進氣通道。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述高壓排氣再循環(huán)通道不具有排氣再循環(huán)冷卻器，所述系統(tǒng)進一步包括組合的增壓空氣冷卻器和高壓排氣再循環(huán)旁通通道，該高壓排氣再循環(huán)旁通通道具有位于其中的可調(diào)閥門。以此方式，通過基于過濾器的運行調(diào)整EGR，如果需要，可在過濾器再生期間降低 EGR再循環(huán)。通過將微粒過濾器定位在渦輪增壓器渦輪機的上游和EGR通道進口的上游， 可實現(xiàn)EGR和微粒過濾器二者的優(yōu)勢。具體地，如上所述，當期望EGR時，排氣可在穿過過濾器之后被再循環(huán)穿過EGR通道，由此提供清潔的EGR流動至進氣并且降低壓縮機的退化。 然后，當期望過濾器再生時，熱排氣可穿過過濾器但未再循環(huán)(或以更小程度再循環(huán))通過 EGR通道，由此降低由于熱EGR流動造成的發(fā)動機性能退化。此外，通過降低過濾器再生期間再循環(huán)至發(fā)動機進氣的熱排氣量，還可降低EGR冷卻器上的熱需求，由此提供發(fā)動機額外的發(fā)動機性能和燃料經(jīng)濟性優(yōu)勢。應(yīng)理解上述實用新型內(nèi)容僅以簡化形式引入了進一步詳細描述的概念的選擇。其不意味著確定要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，保護范圍是由權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決上述及本公開的任何部分提到的任何缺點的實施方式。

圖1顯示內(nèi)燃發(fā)動機和相關(guān)排放控制系統(tǒng)的示意圖。圖2顯示局部發(fā)動機示圖。圖3A-圖;3B顯示根據(jù)本實用新型用于運行圖1的排放控制系統(tǒng)的高級流程圖。圖4顯示用于基于過濾器再生條件解決駕駛員踩加速器踏板時的增壓問題的高級流程圖。圖5顯示用于解決還原劑混合問題的高級流程圖。圖6顯示通過調(diào)整上游廢氣門來控制下游SCR催化器的溫度的高級流程圖。圖7顯示基于增壓調(diào)整還原劑噴射的高級流程圖。圖8顯示基于過濾器再生條件調(diào)整排氣再循環(huán)的高級流程圖。
具體實施方式
以下描述涉及用于運行與渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機有關(guān)的排放控制系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。如圖1-圖2所示，該排放控制系統(tǒng)包括在渦輪增壓器渦輪機下游的催化器(例如SCR 催化器)和在渦輪機上游的微粒過濾器(例如柴油微粒過濾器(DPF))?？刂破骺梢员慌渲脼閳?zhí)行控制程序(例如圖3A-圖;3B的程序)，以協(xié)調(diào)多種排放控制裝置彼此之間的運行，并且協(xié)調(diào)多種排放控制裝置的運行與發(fā)動機的其他運行(例如排氣再循環(huán)和增壓)。排放控制系統(tǒng)還包括在渦輪機上游的還原劑噴射器。通過在渦輪機上游噴射還原劑并且使噴射的還原劑經(jīng)渦輪機和排氣混合，可提高還原劑的蒸發(fā)。同時，通過將催化器定位在渦輪機的下游，可在不影響催化器溫度特征的情況下將良好混合的還原劑輸送至催化器?？刂破骺梢员慌渲脼閳?zhí)行控制程序(例如圖5和圖7的程序)，以基于工況(例如由渦輪增壓器提供的增壓量)調(diào)整噴射的還原劑的量，并且調(diào)整渦輪增壓器廢氣門從而使得能夠改進噴射的還原劑和排氣的混合。通過在渦輪增壓器的上游包括微粒過濾器，可實現(xiàn)額外的優(yōu)點。例如，可在過濾器再生期間協(xié)同解決渦輪遲滯條件。通過將燃料在發(fā)動機循環(huán)的排氣沖程中經(jīng)后噴射噴入一個或多于一個發(fā)動機汽缸，可在旋入渦輪增壓器渦輪機之前升高排氣的溫度。通過升高排氣溫度，過濾器可被再生同時排氣還增加渦輪機速度并且減少渦輪遲滯?？刂破骺梢员慌渲脼閳?zhí)行控制程序(例如圖4的程序)，以基于為再生而升高微粒過粒器的溫度所需要的的熱量和/或為提供期望扭矩而增加渦輪機速度所需要的熱量來調(diào)整噴射正時和/或噴射量。通過將過濾器定位在渦輪機的上游，并且將催化器定位在渦輪機的下游，還可實現(xiàn)溫度控制和排放控制裝置之間的協(xié)調(diào)。例如，即使過濾器正在被再生，也可以保持SCR催化器的溫度。控制器可以被配置為執(zhí)行控制程序(例如圖6的程序)，以在過濾器再生期間調(diào)整渦輪機廢氣門，從而調(diào)整朝向SCR催化器的排氣流動。以此方式，可在不同過濾器運行模式中控制SCR催化器的溫度。發(fā)動機系統(tǒng)可進一步包括用于將至少一些排氣再循環(huán)進入發(fā)動機進氣的一個或多于一個EGR通道。例如，EGR通道可將排氣從渦輪機上游和微粒過濾器下游轉(zhuǎn)移到壓縮機下游的發(fā)動機進氣中。通過將微粒過濾器定位在渦輪增壓器渦輪機的上游和EGR通道入口的上游，可實現(xiàn)EGR和微粒過濾器的優(yōu)勢。因此，當期望EGR時，在排氣穿過過濾器之后， 可再循環(huán)更多排氣穿過EGR通道，由此提供清潔的EGR流動至進氣。以此方式，例如可降低 EGR冷卻器、EGR閥、進氣歧管和進氣門的退化。然后，當期望過濾器再生時，在排氣穿過過濾器之后，可將更少排氣再循環(huán)穿過EGR通道，由此降低由于熱EGR流動而發(fā)生的發(fā)動機性能退化?？刂破骺梢员慌渲脼榭刂瞥绦?例如圖8的程序)，以基于過濾器運行而調(diào)整EGR 流量，由此協(xié)調(diào)EGR系統(tǒng)和排放控制系統(tǒng)。圖1顯示車輛系統(tǒng)6的示意圖。車輛系統(tǒng)6包括發(fā)動機系統(tǒng)8，發(fā)動機系統(tǒng)8包括被聯(lián)接至排放控制系統(tǒng)22的發(fā)動機10。發(fā)動機10包括多個汽缸30。發(fā)動機10還包括進氣23和排氣25。進氣23包括經(jīng)進氣通道42流控聯(lián)接至發(fā)動機進氣歧管44的節(jié)氣門62。 排氣25包括通向排氣通道45的排氣歧管48，排氣通道45經(jīng)由尾管35將排氣傳送至大氣中。發(fā)動機10可進一步包括增壓裝置，例如渦輪增壓器50。渦輪增壓器50可包括沿進氣通道42設(shè)置的壓縮機52。壓縮機52可至少部分由沿排氣通道45設(shè)置的渦輪機M經(jīng)軸56驅(qū)動。由渦輪增壓器提供的增壓量可由發(fā)動機控制器改變。例如，可通過控制廢氣門 58來調(diào)整增壓量。在一個示例中，可通過打開廢氣門58并允許更多排氣繞過渦輪機而減少增壓量?？商娲?，可通過關(guān)閉廢氣門(或減少廢氣門的打開程度)并允許更少排氣繞
5過渦輪機而升高增壓量。在其他示例中，渦輪機M可以是可變幾何形狀渦輪機(VGT)或可變噴嘴渦輪機(VNT)。這種VGT或VNT可被調(diào)整以滿足增壓需求。此外，廢氣門、VNI^P/ 或VGT可被調(diào)整以防止渦輪增壓器中超速狀況的發(fā)生。在一些實施例中，可選的增壓后冷卻器34可被包括在進氣通道42中壓縮機52的下游。該后冷卻器可被配置為降低由渦輪增壓器50壓縮的進氣空氣的溫度。 被聯(lián)接至排氣通道45的排放控制系統(tǒng)22可包括安裝在排氣中緊連 (close-coupled)位置處的一個或多于一個排放控制裝置69。一個或多于一個排放控制裝置可包括微粒過濾器72、SCR催化器76、三元催化器、稀NOx捕集器、氧化催化器等等。這些排放控制裝置可被定位在排氣通道45中渦輪機M的上游和/或下游。在一個實施例中， 如所描述的，微粒過濾器72可被定位在渦輪增壓器渦輪機54的上游，同時SCR催化器76 可被定位在渦輪增壓器渦輪機M的下游。在一個示例中，微粒過濾器72可以是無涂層的柴油微粒過濾器。在可替代實施例中，微粒過濾器72可包括催化劑涂層。所使用的催化劑涂層可包括例如鈀、碳氫吸附劑(例如活性炭或沸石)、SCR催化劑、HC吸附劑-SCR催化器的組合等等。位于渦輪增壓器渦輪機M上游的還原劑噴射器80可噴射例如尿素或氨等還原劑 82到排氣中，以便與SCR催化器76中的NOx屬類物質(zhì)反應(yīng)。具體地，噴射器80可響應(yīng)于從發(fā)動機控制器接收的信號將還原劑82噴射到渦輪機M上游和微粒過濾器72下游的排氣中。通過噴射還原劑至渦輪機上游，并且經(jīng)由渦輪機輸送噴射的還原劑至SCR催化器，可改進還原劑的蒸發(fā)和還原劑與排氣的混合。如參考圖5詳細說明的，可調(diào)整渦輪機的廢氣門以控制還原劑與排氣的混合量。此外，如在此參考圖7詳細說明的，可基于發(fā)動機工況例如增壓的變化和廢氣門位置的變化來調(diào)整還原劑噴射量和/或噴射正時。在可替代實施例中，還原劑噴射器80可被定位在渦輪機M的下游。發(fā)動機10可進一步包括一個或多于一個排氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)通道，以便將至少一部分排氣從發(fā)動機排氣(具體地，排氣通道4 再循環(huán)至發(fā)動機進氣(具體地，進氣通道 42)。在一個實施例中，可包括第一 EGR系統(tǒng)60和第二 EGR系統(tǒng)70。具體地，第一 EGR系統(tǒng)60可將排氣的一部分從渦輪機M上游和過濾器72下游經(jīng)HP-EGR通道63轉(zhuǎn)移至壓縮機52下游的發(fā)動機進氣中。在此配置中，第一 EGR系統(tǒng)60可提供高壓EGR(HP-EGR)。第二 EGR系統(tǒng)70可將排氣的一部分從渦輪機M下游經(jīng)LP-EGR通道73轉(zhuǎn)移至壓縮機52上游的發(fā)動機進氣中。在此配置中，第二 EGR系統(tǒng)70可提供低壓EGR(LP-EGR)。在一個示例中，HP-EGR系統(tǒng)60可在第一條件下運行，例如在渦輪增壓器50沒有提供增壓的情況下運行，而LP-EGR系統(tǒng)70可在第二條件下運行，例如在存在渦輪增壓器增壓時和/或當排氣溫度高于閾值時運行。在其他示例中，HP-EGR系統(tǒng)60和LP-EGR系統(tǒng)70 二者可同時運行。每個EGR通道可進一步包括EGR冷卻器。例如，HP-EGR系統(tǒng)60可包括HP-EGR冷卻器64，而LP-EGR系統(tǒng)70可包括LP-EGR冷卻器74。HP-EGR冷卻器64和LP-EGR冷卻器 74可被配置為在流動穿過對應(yīng)EGR通道的排氣被再循環(huán)進入發(fā)動機進氣之前，降低該排氣的溫度。在某些條件下，LP-EGR冷卻器74可被用于在排氣進入壓縮機之前加熱流動穿過 LP-EGR系統(tǒng)70的排氣，以避免水滴碰撞壓縮機。在一些實施例中，一個或多于一個EGR冷卻器管道可以被涂覆SCR催化劑，以使得在再循環(huán)至進氣之前的額外排氣后處理可用。雖然描寫的實施例說明了 LP-EGR通道73將至少一部分排氣從SCR催化器76的下游轉(zhuǎn)移，但是在可替代實施例中，LP-EGR通道73可被配置為將至少一部分排氣從SCR催化器76的上游轉(zhuǎn)移。在一個示例中，通過將排氣從SCR催化器76的上游轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣，EGR通道的管路可被縮短且同時增加可用的壓力差。在其他實施例中，一個或多于一個催化器(例如，SCR催化器和/或柴油氧化催化器)可被包括在例如LP-EGR冷卻器74上游的LP-EGR通道73中。還可選擇地包括排氣背壓閥?？商娲?，可使用設(shè)置在壓縮機上游的進氣中的進氣節(jié)氣門代替排氣節(jié)氣門。在一個示例中，通過在LP-EGR通路73中包括 SCR并且從SCR催化器76上游轉(zhuǎn)移排氣，至少一些噴射的還原劑(例如，超過閾值量)可被存儲在SCR中，以減少氨泄漏而不重新產(chǎn)生NOx。然而，通過在LP-EGR通道73中包括氧化催化器并且從SCR催化器76上游轉(zhuǎn)移排氣，可在氧化催化器上消耗至少一些噴射的還原劑 (例如，超過閾值量)，以減少氨泄漏而不重新產(chǎn)生NOx。在一個示例中，HP-EGR系統(tǒng)60可將排氣的一部分轉(zhuǎn)移至壓縮機的下游以及增壓空氣冷卻器34的上游。在另一示例中，HP-EGR系統(tǒng)60可將排氣的一部分轉(zhuǎn)移至壓縮機的下游以及增壓空氣冷卻器；34的下游。在一個實施例中，HP-EGR系統(tǒng)60可進一步包括旁通通道(未示出)，該旁通通道被配置為將排氣的一部分從HP-EGR冷卻器64上游的HP-EGR 通路63中轉(zhuǎn)移至增壓空氣冷卻器34下游的發(fā)動機進氣中，由此繞過兩個冷卻器。以此方式，當期望沒有冷卻時，通過繞過HP-EGR冷卻器和壓縮機增壓空氣冷卻器，可以根據(jù)需要在不冷卻的情況下引導熱排氣至發(fā)動機進氣，以加速發(fā)動機預(yù)熱。另外，可減少HP-EGR冷卻器積垢。發(fā)動機控制器12可基于發(fā)動機工況、排氣溫度、進氣歧管溫度、微粒過濾器的運行模式(或過濾器再生的程度)、催化器狀況等等來調(diào)整經(jīng)由(多個)EGR通道轉(zhuǎn)移的排氣量(和/或排氣率)。每個EGR通道可包括EGR閥，并且控制器12可被配置為通過調(diào)整對應(yīng)EGR閥的打開程度調(diào)整轉(zhuǎn)移的排氣量。例如，可經(jīng)由HP-EGR閥四來調(diào)整被提供至進氣歧管44的HP-EGR量和/或HP-EGR率。HP-EGR傳感器65可被定位在HP-EGR通道63內(nèi)， 以提供對再循環(huán)通過HP-EGR系統(tǒng)60的排氣的壓力、溫度、成分和濃度中一個或多于一個的指示。相似地，被提供至進氣通道42的LP-EGR量和/或LP-EGR率可經(jīng)由LP-EGR閥39 被控制器12改變。LP-EGR傳感器75可被定位在LP-EGR通道73內(nèi)，以提供對再循環(huán)通過 HP-EGR系統(tǒng)60的排氣的壓力、溫度、成分和濃度中一個或多于一個的指示。在一些示例中，一個或多于一個傳感器可被用于確定流動穿過HP-EGR系統(tǒng)和 LP-EGR系統(tǒng)的排氣總量。例如，寬域排氣氧(UEGO)傳感器可被定位在進氣通道42內(nèi) HP-EGR系統(tǒng)出口的下游，以確定EGR總量。例如，總體EGR控制可基于進氣氧濃度或燃燒質(zhì)量分數(shù)，因為進氣氧濃度可被直接關(guān)聯(lián)于針對排氣氧濃度校正的EGR。在一些條件下，通過HP-EGR系統(tǒng)60和/或LP-EGR系統(tǒng)70的排氣再循環(huán)可被用于調(diào)整進氣歧管內(nèi)空氣和燃料混合物的溫度，和/或通過例如降低峰值燃燒溫度而減少燃燒的NOx形成。如在此參考圖8詳細說明的，在一些條件下，例如在微粒過濾器72再生期間和/或當排氣溫度高于閾值時，沿EGR通道63被轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣的排氣量可被減小以降低由于熱EGR流動造成的發(fā)動機性能退化。通過從渦輪機上游和微粒過濾器下游轉(zhuǎn)移排氣，可實現(xiàn)排放控制系統(tǒng)和EGR系統(tǒng)之間的有利配合。例如，排氣可以在通過過濾器后被清潔。因此，基本上已移除微粒物質(zhì)的清潔排氣被轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣，由此減少由于例如排氣微粒造成的歧管積垢和EGR冷卻器積垢和EGR閥積垢。[0040]可通過包括控制器12的控制系統(tǒng)14和經(jīng)由輸入設(shè)備(未示出)來自車輛駕駛員的輸入而至少部分控制發(fā)動機10?？刂葡到y(tǒng)14被顯示為接收來自多個傳感器16 (此處描述的多種示例)的信息并且發(fā)送控制信號至多個致動器81。例如，傳感器16可包括位于排放控制裝置上游的排氣傳感器126、排氣溫度傳感器1 和位于尾管35中排放控制系統(tǒng)下游的排氣壓力傳感器129、位于HP-EGR通道63中的HP-EGR傳感器65和位于LP-EGR通道 73中的LP-EGR傳感器75。在一些示例中，傳感器16可包括用于例如基于燃燒質(zhì)量分數(shù)和 /或進氣氧氣量確定EGR總量的一個或多于一個傳感器。其他傳感器例如額外的壓力傳感器、溫度傳感器、空燃比傳感器和成分傳感器可被聯(lián)接至車輛系統(tǒng)6中的不同位置。作為另一個示例，致動器81可包括燃料噴射器66、HP-EGR閥29、LP-EGR閥39、節(jié)氣門62、還原劑噴射器80和廢氣門58。其他致動器例如各種額外的閥和節(jié)氣門可被聯(lián)接至車輛系統(tǒng)6中的不同位置。控制器12可接收來自不同傳感器的輸入數(shù)據(jù)、處理輸入數(shù)據(jù)并且響應(yīng)于處理的輸入數(shù)據(jù)基于被編程于其中的對應(yīng)一個或多于一個程序的指令或代碼觸發(fā)致動器。在此參考圖3-圖8說明示例性控制程序。圖2描繪了內(nèi)燃發(fā)動機10的燃燒室或汽缸的示例實施例。發(fā)動機10可至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)由輸入裝置132來自車輛駕駛員130的輸入來控制。在這個示例中，輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的汽缸30 (即燃燒室)可包括燃燒室壁136，活塞138置于該燃燒室壁上?；钊?38可聯(lián)接至曲軸140，從而活塞的往復運動轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸140可經(jīng)由變速系統(tǒng)聯(lián)接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，起動機馬達可經(jīng)由飛輪聯(lián)接至曲軸140，以能夠起動發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)。汽缸30可經(jīng)一系列進氣通道142、144和146接收進氣。除汽缸30外，進氣通道 146還可與發(fā)動機10中的其他汽缸連通。在一些實施例中，一個或多于一個進氣通道可包括渦輪增壓器，所述渦輪增壓器包括設(shè)置在進氣通道142和144之間的壓縮機52和沿排氣通道148設(shè)置的排氣渦輪機M。壓縮機52可經(jīng)軸56由排氣渦輪機M至少部分提供動力。 在一些實施例中，如需要，軸56可被聯(lián)接至電動機以提供電增壓?？裳匕l(fā)動機的進氣通道提供包括節(jié)流閥片164的節(jié)氣門62，以改變提供至發(fā)動機汽缸的進氣流速和/進氣壓力。 例如，如圖所示，節(jié)氣門62可被設(shè)置在壓縮機52的下游，或者可替代地被提供在壓縮機52 的上游。在一些示例中，可在壓縮機52的上游和下游設(shè)置多個節(jié)氣門。排氣通道148可從發(fā)動機10中包括汽缸30在內(nèi)的其他汽缸接收排氣。排氣傳感器126被示出聯(lián)接至排氣通道148中排放控制裝置69的上游。傳感器1 可以是提供排氣空/燃比指示的任何適當?shù)膫鞲衅?，例如線性氧傳感器或UEG0(寬范圍或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO (如圖所示)、HEGO (加熱排氣氧傳感器)、NOx傳感器、HC傳感器或CO傳感器。在一些示例中，傳感器1 可被聯(lián)接至排氣通道中渦輪機M和排放控制裝置69的下游。排放控制裝置69可以是三元催化器(TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制裝置或它們的組合。例如，排放控制裝置69可包括位于渦輪機M下游的SCR催化器 76。SCR催化器76可被配置為依靠其與還原劑例如氨或尿素的反應(yīng)來將排氣NOx屬類物質(zhì)還原為氮氣。還原劑噴射器80可噴射還原劑82到排氣通道148中渦輪機M的上游。排氣通道148還可包括位于渦輪機M和噴射器80上游的微粒過濾器72，以便從排氣中移除微粒物質(zhì)。[0044]發(fā)動機10的每個汽缸均可包括一個或多于一個進氣門和一個或多于一個排氣門。例如，汽缸30被顯示為在汽缸30的上部區(qū)域包括至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥156。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸(包括汽缸30)可在汽缸的上部區(qū)域包括至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。進氣門150可經(jīng)驅(qū)動器152由控制器12控制。相似地，排氣門156可經(jīng)驅(qū)動器 154由控制器12控制。在一些條件下，控制器12可改變提供至驅(qū)動器152和154的信號， 以控制對應(yīng)的進氣門和排氣門的打開和關(guān)閉。進氣門150和排氣門156的位置可由對應(yīng)的氣門位置傳感器(未示出)確定。氣門驅(qū)動機構(gòu)可以是電動氣門驅(qū)動類型、凸輪驅(qū)動類型、 電-液壓類型或它們的組合。可同時控制進氣門和排氣門的正時或者可使用任何可能的可變進氣凸輪正時、可變排氣凸輪正時、雙獨立可變凸輪正時或固定凸輪正時。每個凸輪驅(qū)動系統(tǒng)可包括一個或多于一個凸輪并且可利用能夠通過控制器12操作來改變氣門運行的凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時系統(tǒng)(VCT)、可變氣門正時系統(tǒng)(VVT)和/或可變氣門升程系統(tǒng)(WL)中的一種或多種。例如，汽缸30可以可替代地包括經(jīng)由電動氣門驅(qū)動系統(tǒng)控制的進氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT的凸輪驅(qū)動系統(tǒng)控制的排氣門。在其他實施例中，可通過共同的氣門驅(qū)動器或驅(qū)動系統(tǒng)，或者可變氣門正時驅(qū)動器或驅(qū)動系統(tǒng)來控制進氣門和排氣門。發(fā)動機可進一步包括凸輪位置傳感器，該凸輪位置傳感器的數(shù)據(jù)與曲軸位置傳感器的數(shù)據(jù)合并以確定凸輪位置和凸輪正時。汽缸30可以具有壓縮比，該壓縮比為當活塞138在下止點至上止點容積的比例。 常規(guī)來講，壓縮比在9 1到10 1的范圍內(nèi)。然而，在一些使用不同燃料的示例中，可增加壓縮比。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可包括用于引燃的火花塞192。在選擇的運行模式下，點火系統(tǒng)190可響應(yīng)于來自控制器12的火花提前信號SA經(jīng)火花塞192提供點火火花至燃燒室30。然而，在一些實施例中，火花塞192可被省略，例如在發(fā)動機10可通過自動點火或通過如在一些柴油發(fā)動機的情況下的燃料噴射而開始燃燒。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可被配置為具有向其提供燃料的一個或多于一個燃料噴射器。作為非限定性示例，汽缸30被顯示為包括直接聯(lián)接至汽缸30的燃料噴射器166。燃料噴射器166可與從控制器12接收的信號FRW的脈沖寬度成比例地經(jīng)由電子驅(qū)動器168向其中直接噴射燃料。以此方式，燃料噴射器166提供所謂的燃料直噴 (下文指代為“DI”)進入燃燒汽缸30。雖然圖2顯示噴射器166為側(cè)向噴射器，但是它還可位于活塞的頂部，例如在火花塞192的位置附近。可替代地，噴射器可位于頂部并且靠近進氣門。燃料可從高壓燃料系統(tǒng)172被輸送至燃料噴射器166，高壓燃料系統(tǒng)172包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌。可替代地，燃料可通過單級燃料泵在低壓下被輸送。此外，雖然未示出，但是燃料箱可具有提供信號至控制器12的壓力轉(zhuǎn)換器。將理解在可替代實施例中，噴射器166可以是提供燃料進入汽缸30上游的進氣道的進氣道噴射器。還將理解汽缸30可接收來自多個噴射器的燃料，例如來自多個進氣道噴射器、多個直接噴射器或者它們的組合的燃料?？刂破?2在圖2中示出為微型計算機，其包括微處理器(CPU) 106、輸入/輸出端口(I/O) 108、用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(zhì)(在該具體示例中被顯示為只讀存儲芯片(ROM) 110)、隨機存取存儲器(RAM) 112、保活存儲器(KAM) 114和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以從聯(lián)接到發(fā)動機10上的傳感器接收各種信號，除了以前討論的那些信號外，這些信號還包括以下信號的測量值來自質(zhì)量空氣流量傳感器122的感應(yīng)質(zhì)量空氣流量(MAF)； 來自聯(lián)接到冷卻套管118上的溫度傳感器116的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)來自聯(lián)接至曲軸 140的霍爾效應(yīng)傳感器120(或其他類型傳感器，例如曲軸位置傳感器)的表面點火感測信號(PIP)；來自節(jié)氣門位置傳感器(未示出)的節(jié)氣門位置(TP)；以及來自傳感器1 的歧管絕對壓力信號(MAP)。發(fā)動機速度信號RPM可以由控制器12根據(jù)信號PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以被用來提供進氣歧管中真空或者壓力的指示。存儲介質(zhì)只讀存儲器110可使用代表可通過微處理器106執(zhí)行的指令的計算機可讀數(shù)據(jù)而被編程，以實施以下說明的方法以及預(yù)期的但并未具體列出的其他變體。一個或多于一個排氣再循環(huán)(EGR)通道(如圖1所示)可從排氣通道148傳送期望的一部分排氣至進氣通道144。例如，已經(jīng)通過微粒過濾器72過濾的一部分排氣可經(jīng)EGR 通道63轉(zhuǎn)移至進氣通道144。被提供至進氣的EGR量可經(jīng)由EGR閥四被控制器12改變。 EGR傳感器(未示出)可被設(shè)置在EGR通道63內(nèi)并且可提供排氣的壓力、溫度和濃度中的一個或多于一個的指示。在一些條件下，EGR系統(tǒng)可被用于調(diào)整燃燒室內(nèi)的空氣和燃料混合物的溫度，因此提供在一些燃燒模式下控制點火正時的方法。如以上說明的，圖2僅顯示多汽缸發(fā)動機的一個汽缸。同樣地每個汽缸可相似地包括它自身的一組進氣門/排氣門、(多個)燃料噴射器、火花塞等等?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向圖3A-圖:3B，其描繪了協(xié)調(diào)圖1中的排放控制系統(tǒng)的運行與渦輪增壓器運行和EGR運行的程序300。具體地，程序300在微粒過濾器再生方面使得能夠調(diào)整渦輪增壓器廢氣門以控制SCR催化器的溫度并且改善還原劑的混合。該程序在微粒過濾器再生方面還使得能夠調(diào)整渦輪增壓器廢氣門以由此調(diào)整經(jīng)由HP-EGR和LP-EGR再循環(huán)的排氣量。此外，該程序通過例如還原劑噴射和節(jié)氣門位置調(diào)整來補償廢氣門調(diào)整。在步驟302，可測量和/或估計發(fā)動機工況。例如，這些工況可以包括例如SCR催化器76的催化器溫度(Tcat)、例如微粒過濾器72的過濾器溫度(Tiil)、發(fā)動機速度(Ne)、 排氣NOx水平、排氣溫度、駕駛員需求的扭矩量等等。也可估計其他SCR催化器和過濾器的狀況，例如存儲在SCR催化器上的還原劑量和/或存儲在過濾器中的微粒量。在步驟304，基于估計的發(fā)動機工況和需求的扭矩，可確定提供需求的扭矩所需的增壓量。在步驟306，可基于估計的排氣NOx水平和排氣溫度確定初始EGR設(shè)定，以提供期望的EGR流動。例如，可確定HP-EGR和LP-EGR的初始比例，以提供期望的EGR溫度或歧管空氣溫度。HP-EGR和LP-EGR的初始比例還可依賴于壓縮機進口溫度以避免溫度過熱狀況， 并且依賴于質(zhì)量流量和壓力比以避免喘振和阻塞。HP-EGR和LP-EGR的初始比例可使至少一些排氣從微粒過濾器下游和渦輪機上游被轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣系統(tǒng)(渦輪增壓器壓縮機的下游)，同時還可使至少一些排氣從微粒過濾器下游和渦輪機下游被轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣系統(tǒng)(渦輪增壓器壓縮機的上游)。確定的初始EGR設(shè)定可包括流速、氣門位置、EGR冷卻器設(shè)定等等。在步驟308，基于期望的增壓，可確定初始廢氣門位置。在步驟310，可響應(yīng)于駕駛員踩加速踏板確定是否已經(jīng)產(chǎn)生任何增壓問題。如果沒有產(chǎn)生增壓問題，則程序可直接進行至步驟314。如果存在增壓問題，則程序在步驟312可通過在進行至步驟314之前調(diào)整遲燃料噴射和廢氣門來解決增壓問題，如在圖4中進一步詳細說明的。在步驟314，可確定噴射的還原劑是否與排氣充分混合。如果沒有產(chǎn)生混合
10問題，則程序可直接進行至步驟318。如果存在混合問題，則程序在步驟316可通過在進行至步驟318之前對廢氣門的進一步調(diào)整來解決混合的問題，如在圖5中進一步詳細說明的。 在步驟318，可確定SCR催化器溫度是否在期望的運行范圍內(nèi)。如果沒有產(chǎn)生溫度問題，則程序可直接進行至步驟322。如果溫度在范圍之外，則程序在步驟320可在進行至步驟322 之前通過進一步調(diào)整廢氣門來解決催化器溫度問題，如進一步在圖6中詳細說明的。在步驟322，程序可基于在步驟312、步驟316和步驟320確定的調(diào)整來確定最終廢氣門位置。在一個示例中，程序可通過給每次調(diào)整分配不同的權(quán)重而確定廢氣門調(diào)整的優(yōu)先級。例如，響應(yīng)于SCR催化器溫度問題和/或渦輪增壓器超速狀況的廢氣門調(diào)整可具有比響應(yīng)于增壓問題的廢氣門調(diào)整更高的權(quán)重。在一個示例中，可確定SCR催化器溫度問題可以通過增加廢氣門的打開程度而被解決，但同時可確定增壓問題可以通過減少廢氣門的打開程度而被解決。在此，在一個示例中，程序可以不考慮響應(yīng)于增壓問題的廢氣門調(diào)整并且通過將廢氣門的打開程度增加一個更大的第一量來僅解決催化器溫度問題。在另一示例中，程序可以考慮解決增壓問題所需的廢氣門調(diào)整并且將廢氣門的打開程度增加一個更小的第二量來解決這兩個問題。在其他示例中，對不同問題的調(diào)整可具有相同的權(quán)重。在步驟324，程序可基于最終的廢氣門位置調(diào)整向渦輪機上游噴射的還原劑量。 如在圖7中進一步詳細說明的，可基于由廢氣門位置變化造成的增壓變化而調(diào)整還原劑噴射。在步驟326，其他發(fā)動機運行參數(shù)可被調(diào)整以補償廢氣門調(diào)整。這些運行參數(shù)可包括例如節(jié)氣門位置的變化、氣門/凸輪正時的變化、點火正時的變化等等。在步驟328，可確定EGR是否存在并且微粒過濾器是否同時正在再生。如果EGR 的運行和過濾器的再生運行被確認，則在步驟328，可以基于發(fā)動機的工況調(diào)整HP-EGR和 LP-EGR的比例，如在圖8中進一步詳細說明的。以此方式，排放控制裝置例如SCR催化器和微粒過濾器的運行可與增壓運行和 EGR運行協(xié)調(diào)。現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖4，程序400說明基于過濾器再生和選擇的增壓工況(例如駕駛員踩加速器踏板)而調(diào)整被遲噴射進入發(fā)動機的燃料量。程序400可被實施為控制程序300的一部分，具體在步驟312。在步驟402，可確定在駕駛員踩加速器踏板期間由渦輪增壓器提供的增壓量是否小于閾值。因此，可確定渦輪遲滯情況是否存在。在一些示例中，該閾值可基于期望的增壓量。例如，在步驟402，可確定期望增壓和實際增壓之間的差值是否低于閾值量。在此，可基于駕駛員請求的扭矩量而調(diào)整該閾值。如果增壓不低于閾值，并且已經(jīng)提供足夠的增壓量， 則程序可結(jié)束。如果確認渦輪遲滯，則在步驟404可確定微粒過濾器是否正在再生(或?qū)⒁偕?。如果例如存儲在過濾器中的微粒量大于閾值，和/或過濾器運行在存儲模式的持續(xù)時間大于閾值，則可實施過濾器再生。如果確認過濾器再生，則程序在步驟406可基于扭矩請求時刻的增壓水平確定被遲噴射的燃料量。例如，當增壓水平低于閾值時可增加噴射的燃料量。遲噴射的燃料量可以足夠升高排氣溫度，從而被加熱的排氣然后可升高渦輪機的速度以產(chǎn)生期望的扭矩，并由此減少渦輪遲滯。通過減少渦輪遲滯，可提供響應(yīng)于在駕駛員踩加速器踏板時請求的扭矩而期望的增壓。在可替代實施例中，遲噴射的燃料量可基于由駕駛員請求的扭矩量。在步驟408，可基于排氣溫度進一步調(diào)整遲噴射的燃料量。在一個示例中，排氣溫度可用于推斷過濾器溫度?？商娲兀苫谶^濾器溫度和/或存儲的微粒量調(diào)整遲噴射的燃料量。例如，可調(diào)整遲噴射的燃料量以升高排氣溫度到高于閾值，在此處過濾器可以被再生并且存儲的微粒被燃盡?？烧{(diào)整該閾值以獲得期望的過濾器溫度和/或基于在再生時刻過濾器中存儲的微粒量來調(diào)整該閾值。該調(diào)整可包括例如隨著排氣溫度或過濾器溫度降低(例如，減少至低于閾值)而升高噴射的燃料量和/或隨著存儲在過濾器中的微粒量升高而增加噴射的燃料量。在步驟410，確定的燃料量可在發(fā)動機循環(huán)的排氣沖程期間被遲噴射在過濾器的上游，從而噴射的燃料在發(fā)動機汽缸中未燃燒。替代地，可在過濾器處產(chǎn)生放熱反應(yīng)，由此升高過濾器溫度并且升高到達渦輪機的排氣的溫度。在一個示例中，過濾器可包括催化涂層，從而在排氣沖程期間噴射的燃料可在過濾器中與過量的氧氣發(fā)生放熱反應(yīng)。例如，可響應(yīng)于增壓的增量高于閾值(例如，增壓升高至能夠使提供的請求的扭矩可用的水平)或者發(fā)動機扭矩升高到高于請求的扭矩而停止所述噴射。在一些示例中，該閾值可基于期望的增壓量。例如，當期望增壓和實際增壓之間的差值高于閾值時，可停止噴射。可替代地，可響應(yīng)于排氣溫度(或過濾器溫度)的增量高于閾值和/或存儲的微粒量的減少量低于閾值而停止噴射。此外，在一些實施例中，可基于先前噴射的燃料量調(diào)整(例如，在隨后的發(fā)動機循環(huán)期間)隨后的發(fā)動機燃料噴射(例如，以此保持期望的空燃比)。以此方式，通過在選擇的增壓工況下向微粒過濾器的上游遲噴射燃料，可解決過濾器再生期間在踩加速器踏板時產(chǎn)生的增壓問題。現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖5，程序500說明調(diào)整廢氣門位置以解決SCR催化器還原劑混合問題。程序500可被實施為控制程序300的一部分，具體在步驟316。在步驟502，程序可確定排氣流動特征。這些特征可包括例如排氣流速、排氣溫度、 被引導至催化器的排氣量與經(jīng)EGR (例如，經(jīng)LP-EGR和/或HP-EGR)被再循環(huán)至發(fā)動機進氣的排氣量的比等等。程序還可確定噴射細節(jié)，例如噴射量、噴射流速和噴射壓力。在步驟504，可確定是否需要排氣和噴射的還原劑的更多混合。因此，可從確定的排氣流動細節(jié)和還原劑噴射細節(jié)估計或推斷混合狀況。例如，更高噴射壓力可使得能夠更好地混合。相似地，由于噴射的還原劑的改進蒸發(fā)，更高的排氣溫度可使得能夠更好地混合。發(fā)動機控制器可包括限定排氣溫度、排氣流量、渦輪機速度、廢氣門位置和噴射壓力組合的范圍的查找表，其中能使還原劑很大程度混合。在一個示例中，如果例如在步驟502確定的排氣和噴射參數(shù)在期望范圍/組合之外，則可以識別混合問題?？商娲兀绻麖U氣門位置大于第一閾值并且渦輪機速度低于第二閾值，則可推斷出混合問題。如果需要更多混合，則在步驟508可調(diào)整廢氣門位置以增加經(jīng)由渦輪機被引導至 SCR催化器的還原劑的量。在一個示例中，減小廢氣門的打開程度可增加還原劑的混合。比較而言，如果不需要更多的混合，則在步驟506可調(diào)整廢氣門位置以減小經(jīng)由渦輪機被引導至SCR催化器的還原劑的量。在一個示例中，增加廢氣門的打開程度可減少還原劑的混合。然而，將理解改變經(jīng)由渦輪機被輸送的還原劑的量可不影響被輸送至催化器的還原劑的量。以此方式，發(fā)動機控制器可以被配置為將還原劑噴射到渦輪機上游的排氣中，經(jīng)由渦輪機將噴射的還原劑和排氣混合，并且輸送混合的還原劑至下游的催化器。通過將還原劑噴射到渦輪機的上游，例如與還原劑被噴射至渦輪機的下游相比，渦輪機兩端的排氣溫度差可有利地被用于改進還原劑的蒸發(fā)。具體地，渦輪機上游的更高排氣溫度可被用于更好地蒸發(fā)噴射的還原劑，由此改進它與排氣的可混合性。此外，穿過渦輪機葉片和導向片的湍流流動可進一步霧化噴射的還原劑并且使得能夠更好地混合。此外，通過在沒有附加混合器或混合部分的情況下改進噴射的還原劑的混合，可實現(xiàn)部件和成本的減少。然后良好混合的還原劑可在較低排氣溫度下被輸送至渦輪機下游的SCR催化器，由此減少催化器的過熱問題。在此做出的廢氣門調(diào)整可作為母程序300在步驟326的補償，如先前參考圖 3詳細說明的。 現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖6，程序600說明調(diào)整廢氣門位置以由此調(diào)整SCR催化器溫度至期望的催化器溫度或溫度范圍。程序600可實施為控制程序300的一部分，具體在步驟320。在步驟602，可確定SCR催化器溫度(Tcat)是否低于閾值溫度或溫度范圍。如果催化器溫度低于閾值溫度，則在步驟604，程序可確定非廢氣門溫度致動器是否被限制。 例如，如果不同于廢氣門的致動器可被調(diào)整以影響催化器的溫度，則作為第一解決方法，這類其他的致動器可被用于解決溫度問題。因此，如果可用溫度致動器而不是廢氣門(例如噴射正時)來做出調(diào)整以由此調(diào)整催化器的溫度并且使其達到期望的溫度范圍，則在步驟 606，程序可通過非廢氣門溫度致動器解決催化器溫度問題。相比之下，如果所有非廢氣門溫度致動器均被限制(例如，由于燃燒穩(wěn)定性限制、 扭矩控制、排放限制等等)，則在步驟608，程序可通過廢氣門調(diào)整解決催化器溫度問題。具體地，可調(diào)整(例如，增加)廢氣門打開程度，以由此增加經(jīng)由廢氣門至催化器的排氣流。在一個示例中，所述調(diào)整可基于催化器溫度。在另一示例中，所述調(diào)整可基于排氣溫度，并且可從排氣溫度推斷催化器溫度。在另一示例中，所述調(diào)整可基于上游微粒過濾器的過濾器再生程度。所述調(diào)整可包括例如當催化器溫度低于期望的催化器溫度時增加廢氣門的打開程度，以及當催化器溫度高于期望的催化器溫度時減少廢氣門的打開程度。在另一示例中， 所述調(diào)整可進一步包括在過濾器再生期間增加廢氣門的打開程度。例如，在過濾器再生期間，存在在下游渦輪機(例如，渦輪機54)中發(fā)生過熱狀況的風險。因此，在某些條件下， 可增加廢氣門的打開程度以避免在再生期間的過熱狀況。響應(yīng)于SCR催化器溫度低于期望溫度而進行的廢氣門調(diào)整可使排氣的更大部分繞過渦輪機并且直接到達催化器。因此，在穿過渦輪機期間，可由渦輪機從熱排氣中抽取至少一部分熱量。因此，穿過渦輪機到達催化器的排氣的溫度可低于經(jīng)由廢氣門到達催化器的排氣的溫度。通過在催化器低于期望工作溫度的情況下增加經(jīng)由廢氣門到達催化器的熱排氣的量，可升高催化器的溫度。在此做出的廢氣門調(diào)整可作為母程序300在步驟3 的補償，如先前參考圖3詳細說明的。在一些示例中，廢氣門調(diào)整可進一步依賴于渦輪增壓器的增壓和速度。例如，廢氣門閥可被調(diào)整以避免渦輪增壓器的過熱狀況并且滿足增壓需求。以此方式，渦輪機廢氣門可有利地被用于調(diào)整輸送至下游SCR催化器的熱排氣量，由此控制催化器溫度。通過基于上游微粒過濾器的運行模式調(diào)整初始廢氣門位置，并且然后調(diào)整廢氣門位置以調(diào)整在過濾器再生期間所用的經(jīng)由廢氣門輸送至催化器的熱排氣量，可在協(xié)調(diào)各種排放控制裝置的同時控制催化器溫度。通過基于最終廢氣門位置調(diào)整渦輪機上游的還原劑噴射(如以下在圖7中詳細說明的)，還可控制被輸送至催化器的還原劑量。通過控制SCR催化器的溫度和還原劑用量，可改進催化器的性能并且減少排氣排放的 NOx 量。[0076]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖7，程序700說明響應(yīng)于廢氣門的調(diào)整而調(diào)整噴射至渦輪機上游的還原劑量，以由此調(diào)整被輸送至下游SCR催化器的還原劑量。程序700可被實施為控制程序300 的一部分，具體在步驟324。具體地，還原劑噴射可補償由在先的廢氣門調(diào)整導致的增壓變化。在步驟702，程序可基于發(fā)動機工況確定初始還原劑噴射量。例如，可基于響應(yīng)于駕駛員扭矩需求而估計的增壓、已存在于SCR催化器上的還原劑量、催化器溫度、排氣NOx 水平等而調(diào)整初始還原劑噴射量。在步驟704，程序可確定是否存在任何增壓變化。例如， 可確定由于在先的廢氣門調(diào)整(如在圖3中步驟312-313詳細說明的)是否已經(jīng)產(chǎn)生或者期望任何增壓變化。可替代地，可確定是否存在任何突然的和暫時的增壓變化(例如，突然的暫時增壓下降)。在步驟706，可基于增壓變化而調(diào)整初始還原劑量。在一個示例中， 所述調(diào)整可包括當增壓降至低于閾值時(例如，在增壓突然下降中)暫時減少噴射的還原劑量。然后當增壓返回至期望值時，可停止噴射調(diào)整。在可替代實施例中，所述調(diào)整可包括隨廢氣門的打開程度減少而增加還原劑噴射、隨著廢氣門的打開程度增加而減少噴射的還原劑量、隨著渦輪機速度增加而增加還原劑噴射和/或在存在增壓的情況下增加還原劑噴射。以此方式，發(fā)動機控制器可以被配置為基于先前廢氣門的調(diào)整而調(diào)整噴射進入排氣的還原劑量?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向圖8，程序800說明基于發(fā)動機工況在過濾器再生運行期間經(jīng)由HP-EGR通道和LP-EGR通道調(diào)整再循環(huán)至發(fā)動機進氣的排氣的比例。程序800被實施為控制程序300 的一部分，具體在步驟328。在步驟802，可確定是否存在或期望HP-EGR。因此，在HP-EGR期間，至少一部分排氣可經(jīng)由HP-EGR通道從渦輪機的上游和微粒過濾器的下游被轉(zhuǎn)移至壓縮機下游的發(fā)動機進氣中。在一個示例中，由于排氣NOjK平高于閾值，可存在(或期望)HP-EGR。如果存在 HP-EGR，則在步驟804，可確定過濾器再生細節(jié)。這些細節(jié)可包括例如再生量、再生率、再生期間的排氣溫度、再生期間的排氣流速、存儲的微粒量、期望的再生持續(xù)時間等等。在步驟 806，程序可基于估計的過濾器工況例如過濾器溫度和/或過濾器再生而調(diào)整轉(zhuǎn)移的排氣量。具體地，響應(yīng)于在過濾器再生期間的HP-EGR，程序可調(diào)整HP-EGR閥，以由此基于再生細節(jié)調(diào)整HP-EGR量和/或HP-EGR率。在一個示例中，如果在過濾器再生開始時存在HP-EGR，預(yù)期到在過濾器再生期間使用熱排氣，則可通過減少HP-EGR閥的打開程度而減少從渦輪機的上游和過濾器的下游被再循環(huán)至發(fā)動機進氣的排氣量。例如，可通過減小HP-EGR閥四的打開程度而減少沿EGR 通道63轉(zhuǎn)移的熱排氣量。此外，可相應(yīng)地調(diào)整穿過冷卻器旁通管的EGR流動。在一個示例中，通過例如完全關(guān)閉HP-EGR閥，基本無排氣經(jīng)由HP-EGR被轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣。通過減少在過濾器再生期間再循環(huán)至發(fā)動機進氣的熱排氣量，可減少熱EGR流動對排氣NOx排放和發(fā)動機性能的不期望的影響。此外，還可減少EGR冷卻器上的熱需求，由此改進發(fā)動機燃料效率。在另一示例中，如果在過濾器再生結(jié)束時存在HP-EGR，預(yù)期到在過濾器再生之后使用冷卻器排氣，則可通過增加HP-EGR閥的打開程度而增加從渦輪機的上游和過濾器的下游再循環(huán)至發(fā)動機進氣的排氣量。例如，可通過增加HP-EGR閥四的打開程度而增加(沿排氣通道63)轉(zhuǎn)移的熱排氣量。此外，可相應(yīng)地調(diào)整穿過冷卻器旁通管的EGR流動。通過增加穿過過濾器之后被再循環(huán)至發(fā)動機進氣的熱排氣量，可提供清潔的EGR流動至進氣， 由此減小EGR冷卻器、EGR閥和進氣歧管的退化并且改進發(fā)動機的性能和排氣排放。因此，在過濾器再生的起始和停止處排氣溫度的變化可大于在過濾器再生中間的排氣溫度變化。結(jié)果，在過濾器再生的起始和停止處相應(yīng)的EGR調(diào)整可大于在過濾器再生中間的排氣溫度變化。在一個示例中，可基于排氣溫度曲線逐漸調(diào)整EGR的調(diào)整。在可替代實施例中，可響應(yīng)于過濾器的運行模式做出調(diào)整。例如，當過濾器正在存儲微粒(存儲模式)時可增加轉(zhuǎn)移的排氣量并且當過濾器正在再生(再生模式)時可減小轉(zhuǎn)移的排氣量。在另一實施例中，可響應(yīng)于過濾器溫度做出調(diào)整。例如，當過濾器溫度低于閾值時，可增加轉(zhuǎn)移的排氣量，并且當過濾器溫度高于閾值時可減少轉(zhuǎn)移的排氣量。在步驟808，可基于HP-EGR量的變化調(diào)整LP-EGR量。具體地，在第一排氣量從微粒過濾器的下游和渦輪機的上游被轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣系統(tǒng)(HP-EGR)之后(該量基于微粒過濾器再生率)，第二排氣量從微粒過濾器的下游和渦輪機的下游被轉(zhuǎn)移至發(fā)動機進氣系統(tǒng)(LP-EGR)，該第二量被調(diào)整以反作用于該第一量的調(diào)整。此外，如以上關(guān)于圖6所述，總 EGR流動可依賴于微粒過濾器再生是否正在發(fā)生。在一個示例中，HP-EGR和LP-EGR的比例可被調(diào)整以保持凈期望EGR率或已燃質(zhì)量分數(shù)或進氣氧氣濃度。在另一示例中，該比例可被調(diào)整以實現(xiàn)期望的歧管溫度。例如，如果當過濾器正在再生時實施的HP-EGR量導致更高的進氣歧管溫度(例如，高于閾值)，則程序可減小HP-EGR量并且相應(yīng)地增加LP-EGR量。在另一示例中，如果當過濾器正在再生時實施的HP-EGR量導致更低的進氣歧管溫度(例如，低于閾值)，則程序可增加HP-EGR量并且相應(yīng)地減少LP-EGR量。以此方式，通過基于過濾器再生條件調(diào)整HP-EGR量和LP-EGR量，可協(xié)調(diào)各種排放控制裝置的運行與EGR的運行同時改進排氣排放。注意到在此包括的示例控制和估計程序可在各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置中使用。在此描述的特別的程序可代表一個或者多個任何數(shù)目的處理策略，例如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程以及類似物。就此而言，所示的各種動作、操作或功能可以以所示的順序?qū)嵤?、并行實施或者在一些情況下被省略。類似地，該處理的順序并不是實現(xiàn)在此所述的示例性實施例的特征和優(yōu)點所必需的，只不過被提供以便于展示以及說明。根據(jù)所使用的特別策略可以重復實施一個或多于一個所示的動作或者功能。此外，所述動作可以圖表性地代表有待編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲媒介內(nèi)的代碼。應(yīng)該理解的是，在此公開的這些配置以及程序本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體的實施方案不應(yīng)從限定的角度進行解釋，因為可能存在多種變體。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4以及其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括多種系統(tǒng)和配置以及在此公開的其他特征、功能和/或特性的所有新穎的且非顯而易見的組合。隨附的權(quán)利要求特別指出了被認為是新穎的和非顯而易見的某些組合以及子組合。這些權(quán)利要求可能提到“一個”元件或“第一”元件或者其等價物。這種權(quán)利要求應(yīng)該被理解為包括一個或多于一個這種元件的結(jié)合，既不必需也不排除兩個或多于兩個這種元件。所公開的這些特征、功能、元件和/或特性的其他組合以及子組合可能通過當前權(quán)利要求的修改或者通過在本申請或相關(guān)申請中提出新權(quán)利要求而要求保護。不管是否比原始權(quán)利要求的范圍更寬、更窄、等同或者不同，這種權(quán)利要求均被視為包括在本公開的主題內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)，其特征在于，包括排氣通道，其包括在渦輪增壓器渦輪機下游的SCR催化器和在所述渦輪機上游的微粒過濾器；進氣通道，其包括接收至少一些新鮮進氣的增壓空氣冷卻器；和高壓排氣再循環(huán)系統(tǒng)，所述高壓排氣再循環(huán)系統(tǒng)被聯(lián)接至所述渦輪機上游的所述排氣通道并且被聯(lián)接至所述增壓空氣冷卻器上游的所述進氣通道。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓排氣再循環(huán)通道不具有排氣再循環(huán)冷卻器，所述系統(tǒng)進一步包括組合的增壓空氣冷卻器和高壓排氣再循環(huán)旁通通道，該高壓排氣再循環(huán)旁通通道具有位于其中的可調(diào)閥門。
3.一種用于車輛系統(tǒng)的渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)，其特征在于，包括 包括進氣和排氣的所述發(fā)動機；包括渦輪機和壓縮機的渦輪增壓器；將至少一部分排氣從所述發(fā)動機排氣傳送到所述發(fā)動機進氣的EGR通道；位于所述渦輪機上游的微粒過濾器；位于所述渦輪機下游的SCR催化器；以及控制系統(tǒng)，其被配置為將排氣從所述過濾器下游經(jīng)所述EGR通道轉(zhuǎn)移至所述發(fā)動機進氣，并且基于過濾器的再生程度調(diào)整被轉(zhuǎn)移的排氣的量。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括聯(lián)接至所述過濾器下游和所述渦輪機上游的還原劑噴射器。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)被配置為將排氣從所述渦輪機下游轉(zhuǎn)移至所述壓縮機上游。
6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)被配置為當過濾器溫度低于閾值時增加被轉(zhuǎn)移的排氣量并且當過濾器溫度高于閾值時減少被轉(zhuǎn)移的排氣量。
7.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)被配置為隨著過濾器再生程度的增加而減少被轉(zhuǎn)移的排氣量。
8.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)被配置為調(diào)整在所述EGR通道內(nèi)的EGR閥的打開程度。
專利摘要本實用新型提供用于運行渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)，包括排氣通道，其包括在渦輪增壓器渦輪機下游的SCR催化器和在所述渦輪機上游的微粒過濾器；進氣通道，其包括接收至少一些新鮮進氣的增壓空氣冷卻器；和高壓排氣再循環(huán)系統(tǒng)，所述高壓排氣再循環(huán)系統(tǒng)被聯(lián)接至所述渦輪機上游的所述排氣通道并且被聯(lián)接至所述增壓空氣冷卻器上游的所述進氣通道。通過將微粒過濾器定位在渦輪增壓器渦輪機的上游和EGR通道進口的上游，當期望EGR時，排氣可在穿過過濾器之后被再循環(huán)穿過EGR通道，由此提供清潔的EGR流動至進氣并且降低壓縮機的退化。當期望過濾器再生時，熱排氣可穿過過濾器但未再循環(huán)通過EGR通道，由此降低由于熱EGR流動造成的發(fā)動機性能退化。
文檔編號F02D43/00GK202181956SQ20102063410
公開日2012年4月4日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者B·L·福爾頓, E·M·庫爾茨, G·蘇尼拉, J·S·赫伯恩, W·C·羅那 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司