專利名稱：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的后噴射控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的后噴射控制方法，且更具體地涉及使 用冷卻液溫度和SCR (選擇性催化還原)催化劑溫度作為控制后噴射 的決定性因素。
背景技術(shù)：
由于具有較高的燃油效率，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)被更加廣泛地用于例如RV (休閑車)和客車中。為了將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用到客車上，有必要減小 發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和增加發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速率。隨著柴油發(fā)動(dòng)機(jī)縮小并以高 速驅(qū)動(dòng)，用于混合燃料和空氣的時(shí)間和空間減少，這會(huì)引起流場和噴 霧場的優(yōu)化問題。
本發(fā)明背景部分揭示的信息只是用來提高對發(fā)明背景的理解，而 不應(yīng)將其看作承認(rèn)或以任何形式建議此信息構(gòu)成已為本技術(shù)領(lǐng)域的專 業(yè)人員所熟知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的后噴射控制方法，其 在熱浸后重新啟動(dòng)時(shí)不使用冷卻液溫度作為因素。本發(fā)明方法的實(shí)施 例在冷卻液溫度高于6(TC和SCR溫度低于180"C的重新啟動(dòng)條件下， 使用SCR溫度作為因素。
本發(fā)明方法的實(shí)施例包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，存儲發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液 溫度和選擇性催化還原(SCR)溫度；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)，基于發(fā) 動(dòng)機(jī)停止時(shí)的溫度來計(jì)算SCR溫度和冷卻液溫度；以及如果重新啟動(dòng)時(shí)的冷卻液溫度高于參考冷卻液溫度，并且重新啟動(dòng)時(shí)的SCR溫度低
于參考SCR溫度，則使用重新啟動(dòng)時(shí)的SCR溫度作為控制后噴射的因素。
重新啟動(dòng)時(shí)的冷卻液溫度可以如下計(jì)算(關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的冷卻液
溫度)-(外界空氣溫度)=重新啟動(dòng)時(shí)的冷卻液溫度*24/、其中t為
從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)開始經(jīng)過的時(shí)間，T為常數(shù)。
重新啟動(dòng)時(shí)的SCR溫度可以如下計(jì)算重新啟動(dòng)時(shí)的SCR溫度-(關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的SCR溫度-外界空氣溫度)* SCR冷卻因子f(t)+外 界空氣溫度；其中SCR冷卻因子f(t)是作為時(shí)間的函數(shù)的模型溫度。 參考冷卻液溫度可約為6(TC，參考SCR溫度可約為180°C。


本發(fā)明的以上及其它特征將會(huì)參照附圖中所示的某些示例性實(shí)施
例進(jìn)行詳細(xì)說明，其中
圖1為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的后噴射控制方法的邏 輯圖2為示出在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中由后噴射進(jìn)行的快速加熱區(qū)段的曲線 圖；及
圖3為示出一個(gè)區(qū)段的曲線圖，在該區(qū)段中如果將冷卻液溫度用 作控制后噴射的唯一因素，則后噴射不可能實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。優(yōu)選實(shí)施例的 提出使得本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員可充分理解本發(fā)明，本發(fā)明可以多種 形式進(jìn)行改動(dòng)，并且本發(fā)明的范圍不限于所揭示的實(shí)施例。
為了優(yōu)化流場和噴射場，共軌直噴系統(tǒng)利用了改進(jìn)的電子控制技 術(shù)和高增壓技術(shù)，從而優(yōu)化噴射時(shí)間和噴射量以提供更好的燃料霧化。 共軌直噴系統(tǒng)通過凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供高壓噴射，并精確地控制噴油正 時(shí)的調(diào)整，因此提高了燃油效率和穩(wěn)定化排氣。
共軌直噴系統(tǒng)的燃料噴射包括引燃噴射，主噴射和后噴射。引燃 噴射在主噴射之前噴射少量的燃料以促進(jìn)主噴射中的燃料燃燒，阻止
由于直噴產(chǎn)生噪音，并且提供燃燒的穩(wěn)定性。主噴射產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí) 際輸出，其中燃料噴射量根據(jù)各種條件確定，例如發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速，冷卻液溫度，進(jìn)氣溫度，大氣壓力等等。
后噴射在主噴射之后進(jìn)行，并且將在膨脹行程或者排氣行程中直
到200° ATDC (上止點(diǎn)后)期間計(jì)算出的燃料量噴射到排氣中。
不同于引燃噴射和主噴射在氣缸中的燃燒，在后噴射中噴射的燃 料被排氣的熱量蒸發(fā)，并且通過排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)回到燃燒室 中以進(jìn)行后噴射。而且，在后噴射中噴射的燃料激活了排氣凈化系統(tǒng) 中的催化劑。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度低于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，因此柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的凈化系統(tǒng)不利于激活催化劑。因此，后噴射用來降低 排氣中的氮氧化物(NOx)和碳?xì)浠衔?HC)的量。
通過噴射還原劑，例如尿素，提供附加的噴射器，或者SCR (選 擇性催化還原)催化劑。后噴射量取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)和催化劑的溫 度。發(fā)動(dòng)機(jī)控制邏輯測量發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后直到發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)的發(fā)動(dòng) 機(jī)冷卻(冷放soaking)時(shí)間，以便在重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)提供發(fā)動(dòng)機(jī)冷 卻時(shí)間的信息，用來作為控制燃料量和后噴射的因素，從而提高發(fā)動(dòng) 機(jī)的啟動(dòng)性能，并且在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后提供穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。
傳統(tǒng)上，后噴射的性能根據(jù)冷卻液溫度來確定，例如，在冷啟動(dòng) 條件下，進(jìn)行后噴射直到冷卻液溫度達(dá)到60。C。作為參考，圖2為示 出由后噴射進(jìn)行的快速加熱區(qū)段的曲線圖，并示出直到冷卻液溫度60 "C時(shí)所進(jìn)行的后噴射。
然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)熱浸的大約10分鐘的期間，冷卻液的溫度不顯著 下降，而SCR催化劑的溫度下降。通常，冷卻液溫度保持在6CTC以上。 參照圖3，當(dāng)熱浸大約IO分鐘后重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，考慮到SCR催化 劑的溫度低于IO(TC，需要由后噴射進(jìn)行的SCR催化劑的快速加熱。 然而，如果后噴射只基于冷卻液溫度進(jìn)行控制，這將是不可能實(shí)現(xiàn)的， 因?yàn)槔鋮s液溫度高于60°C。
參照圖1上部描繪的常規(guī)邏輯，常規(guī)的后噴射控制系統(tǒng)通過計(jì)算 從當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料量得出的排氣質(zhì)量，以及通過 將計(jì)算出的排氣質(zhì)量和冷卻液溫度因子相乘來估計(jì)當(dāng)前被排放的氣體 質(zhì)量，而決定最終的后噴射需求量。
然而，常規(guī)方法具有的缺陷在于，由于當(dāng)熱浸大約io分鐘后重新 啟動(dòng)時(shí)，冷卻液的溫度很高而SCR溫度低于IO(TC，因此需要由后噴 射進(jìn)行的SCR的快速加熱；然而，由于冷卻液溫度高于8(TC，所以通 過冷卻液溫度補(bǔ)償?shù)暮髧娚涫遣豢赡艿?。因此，由于重新啟?dòng)時(shí)的冷 卻液溫度高于6(TC，后噴射的條件不能滿足，從而使后噴射不能進(jìn)行。
相反，本發(fā)明的實(shí)施例通過提供轉(zhuǎn)換操作，使用SCR溫度作為后 噴射邏輯中的因子，而使后噴射的進(jìn)行得以實(shí)現(xiàn)。
例如，如果冷卻液溫度高于6(TC并且SCR溫度低于180°C，則本 發(fā)明的示例性實(shí)施例執(zhí)行后噴射直至SCR溫度達(dá)到180°C。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述一個(gè)示例性實(shí)施例。
首先，將關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度和SCR溫度存儲在發(fā) 動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)中，ECU可包括處理器、存儲器、相關(guān)硬件、 軟件、和/或固件，這些可由本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員基于在此公 開的內(nèi)容進(jìn)行選擇和編程。冷卻液溫度可以由溫度傳感器檢測，SCR 溫度可以是預(yù)定的模型溫度。
然后，當(dāng)重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的冷卻液溫度如此計(jì)算 (關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的冷卻液溫度)-(外界空氣溫度)=(重新啟動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的冷卻液溫度)*2—"
其中，T為時(shí)間常數(shù)，對于各種車型通過實(shí)驗(yàn)確定并存儲在ECU中， 且其中，t為從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)開始經(jīng)過的時(shí)間。
因?yàn)槔鋮s液溫度很高，而SCR溫度在熱浸后下降，所以當(dāng)重新啟 動(dòng)時(shí)，SCR溫度如下計(jì)算
重新啟動(dòng)時(shí)的SCR溫度-(關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的SCR模型溫度-外界空 氣溫度)* SCR冷卻因子f(t)+外界空氣溫度
其中，f(t)為作為時(shí)間的函數(shù)的SCR溫度，對于各種車型可通過實(shí)驗(yàn)確 定。
如果冷卻液溫度高于6(TC并且SCR溫度低于180°C，則本方法由 使用當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燃油量和冷卻液溫度作為確定所需的最終后噴 射量的因素，轉(zhuǎn)換為使用SCR溫度作為因素。因此，可執(zhí)行后噴射直 到SCR溫度達(dá)到180°C。
盡管已經(jīng)描述和說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局 限于此。相反，應(yīng)當(dāng)理解的是，本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員可在不脫離所 附權(quán)利要求確定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和技術(shù)范圍的前提下，對本發(fā)明做出 各種各樣的改動(dòng)和變型。
權(quán)利要求
1.一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的后噴射控制方法，包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，存儲發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度和選擇性催化還原(SCR)溫度；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)，基于發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)的溫度來計(jì)算SCR溫度和冷卻液溫度；以及如果重新啟動(dòng)時(shí)的所述冷卻液溫度高于參考冷卻液溫度，并且重新啟動(dòng)時(shí)的所述SCR溫度低于參考SCR溫度，則使用重新啟動(dòng)時(shí)的所述SCR溫度作為控制所述后噴射的因素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算重新啟動(dòng)時(shí)的所述冷 卻液溫度包括(關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的冷卻液溫度)-(外界空氣溫度)=重新啟動(dòng)時(shí) 的冷卻液溫度* 2-";其中t為從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)開始經(jīng)過的時(shí)間，且T為常數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算重新啟動(dòng)時(shí)的所述SCR溫度包括重新啟動(dòng)時(shí)的SCR溫度(關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的SCR溫度-外界空氣溫 度)*801冷卻因子町)+外界空氣溫度；其中所述SCR冷卻因子f(t) 是作為時(shí)間的函數(shù)的模型溫度，且其中t為從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)開始經(jīng)過的時(shí) 間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參考冷卻液溫度大約 為60°C ，所述參考SCR溫度大約為180°C 。
全文摘要
一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的后噴射控制方法，包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，存儲發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度和選擇性催化還原(SCR)溫度；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)，基于發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)的溫度來計(jì)算SCR溫度和冷卻液溫度；以及如果重新啟動(dòng)時(shí)的冷卻液溫度高于參考冷卻液溫度，并且重新啟動(dòng)時(shí)的SCR溫度低于參考SCR溫度，則使用重新啟動(dòng)時(shí)的SCR溫度作為控制后噴射的因素。
文檔編號F02D41/06GK101205843SQ20071016176
公開日2008年6月25日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者全鐘翼 申請人:起亞自動(dòng)車株式會(huì)社