具有選擇性催化還原系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)以及相應(yīng)的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有選擇性催化還原系統(tǒng)(SCR)和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)的內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的是，現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)(ICE)包括再處理裝置例如柴油氧化催化器(DOC)和柴油微粒過濾器(DPF)，它們?cè)O(shè)置在ICE的廢氣管道中，以便改變廢氣的成分并因此降低有害物質(zhì)排放。
[0003]—些ICE也能夠包括SCR系統(tǒng)和EGR系統(tǒng)，它們兩個(gè)通常設(shè)置用來(lái)降低氮氧化物含量。
[0004]該SCR-系統(tǒng)通常包括設(shè)置在ICE的廢氣管道中的催化凈化器，并且包括設(shè)置在催化凈化器的上游的還原劑注射器。噴射的還原劑以這種方式存儲(chǔ)在催化凈化器中，還原劑在此處用來(lái)將氮氧化物轉(zhuǎn)化成雙原子的氮?dú)夂退?br>[0005]EGR系統(tǒng)通常包括EGR-導(dǎo)管，它在流體方向?qū)U氣管道與ICE的進(jìn)入管相連，以便將一部分廢氣再循環(huán)至燃燒室。這些被再循環(huán)或回收的廢氣能夠以這種方式降低燃燒溫度，并因此降低由ICE產(chǎn)生的氮氧化物的量。
[0006]廢氣的再循環(huán)雖然會(huì)明顯降低氮氧化物的量，但缺點(diǎn)是，也會(huì)提高碳黑和煙(它們由ICE排放)的量，這不僅會(huì)破壞環(huán)境，而且還可能使微粒過濾器必須更頻繁地更新。
[0007]出于此原因，再循環(huán)至進(jìn)入管的廢氣量通過EGR-閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，該EGR-閥門設(shè)置在EGR-導(dǎo)管中并且與電子控制設(shè)備(ECM)相連。
[0008]該電子控制設(shè)備(ECM)尤其設(shè)計(jì)得用來(lái)調(diào)節(jié)由EGR系統(tǒng)再循環(huán)的廢氣的量，其方式是:確定空氣質(zhì)量流量(Luftmassendurchsatz)的額定值(其對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)說是必要的)，并且控制EGR-閥門，以便達(dá)到該額定值。
[0009]空氣質(zhì)量流量的額定值通常在多個(gè)參數(shù)的基礎(chǔ)上被確定，這些參數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、噴入的燃料量、檔位等)有關(guān)。
[0010]但借助這些參數(shù)無(wú)法總是這樣調(diào)節(jié)由EGR系統(tǒng)再循環(huán)的氣體的量，即優(yōu)化ICE的總功率，以便降低整體的有害物質(zhì)排放，該ICE還被視為包括其它廢氣再處裝置的系統(tǒng)(例如SCR系統(tǒng))。
[0011]尤其無(wú)法總是這樣調(diào)節(jié)由EGR-系統(tǒng)再循環(huán)的廢氣的量，即在排放到周圍環(huán)境中的氮氧化物和由ICE產(chǎn)生的煙及碳黑之間實(shí)現(xiàn)有效的平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種內(nèi)燃機(jī)，其中能夠調(diào)節(jié)由EGR系統(tǒng)再循環(huán)的氣體的量，以便降低由ICE產(chǎn)生且排放到周圍環(huán)境中的有害物質(zhì)的總量。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)要解決的技術(shù)問題在于，提供一種內(nèi)燃機(jī)，其中能夠控制由EGR系統(tǒng)再循環(huán)的氣體的量，以便明顯降低碳黑及煙的產(chǎn)生，其中不會(huì)或只以可忽略的程度提高排放到周圍環(huán)境中的氮氧化物的量。
[0014]本發(fā)明的另一要解決的技術(shù)問題在于，提供一種內(nèi)燃機(jī)，它無(wú)需那么頻繁地更新微粒過濾器。
[0015]這些要解決的技術(shù)問題以及其它技術(shù)問題通過本發(fā)明的實(shí)施例而被解決，它們具有在下面描述的特征。這些特征描述了本發(fā)明的第二方面。
[0016]本發(fā)明的實(shí)施例尤其涉及一種具有選擇性催化還原系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，它包括催化凈化器、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和電子控制設(shè)備，該控制設(shè)備被如此設(shè)計(jì):
[0017]確定催化凈化器溫度的數(shù)值，
[0018]確定存儲(chǔ)在催化凈化器中的還原劑的量的數(shù)值，
[0019]在催化凈化器溫度的數(shù)值的基礎(chǔ)上和在存儲(chǔ)于催化凈化器中的還原劑的量的數(shù)值的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)通過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)被再循環(huán)的氣體量。
[0020]通過此解決方案，能夠在與SCR的效率有關(guān)的參數(shù)的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)由EGR-系統(tǒng)循環(huán)的氣體的量，以便降低由ICE產(chǎn)生且排放到周圍環(huán)境中的有害物質(zhì)的總量。
[0021 ] 按本發(fā)明的一個(gè)思路，該電子控制設(shè)備被如此設(shè)計(jì):
[0022]在催化凈化器溫度的數(shù)值的基礎(chǔ)上和在存儲(chǔ)于催化凈化器中的還原劑的量的數(shù)值的基礎(chǔ)上，確定發(fā)動(dòng)機(jī)所需的空氣質(zhì)量流量的額定值；
[0023]在空氣質(zhì)量流量的額定值的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)通過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)被再循環(huán)的氣體量。
[0024]本發(fā)明的這一思路的優(yōu)點(diǎn)是，提供了一種用來(lái)控制由EGR-系統(tǒng)再循環(huán)的氣體的量的簡(jiǎn)單方案，它能夠完美地安裝在已在現(xiàn)有的ECM中執(zhí)行的協(xié)議(Protokolle)中。
[0025]按本發(fā)明的另一個(gè)思路，該電子控制設(shè)備被如此設(shè)計(jì):
[0026]在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)值和燃料量數(shù)值的基礎(chǔ)上確定空氣質(zhì)量流量的額定值的基值；
[0027]在催化凈化器溫度的數(shù)值的基礎(chǔ)上和在存儲(chǔ)于催化凈化器中的還原劑的量的數(shù)值的基礎(chǔ)上，確定空氣質(zhì)量流量的額定值的貢獻(xiàn)值；
[0028]計(jì)算空氣質(zhì)量流量的額定值，其方式是:將所述基值與貢獻(xiàn)值(Beitragswert)相加。
[0029]本發(fā)明的該思路提供了一種簡(jiǎn)單且有效的方案，其在為驅(qū)動(dòng)ICE已由ECM應(yīng)用的信息的基礎(chǔ)上確定空氣質(zhì)量流量的額定值。
[0030]按該裝置的另一思路，電子控制設(shè)備設(shè)計(jì)得用來(lái)從第一綜合特征曲線中確定所述基值，該第一綜合特征曲線將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)值與燃料量數(shù)值關(guān)聯(lián)起來(lái)。
[0031]本發(fā)明的這種思路提供了一種獲得空氣質(zhì)量流量的基值的簡(jiǎn)單方案，它與ICE的不同運(yùn)轉(zhuǎn)條件相匹配。
[0032]按本發(fā)明的另一個(gè)思路，該電子控制設(shè)備被如此設(shè)計(jì):
[0033]由第二綜合特征曲線確定第一校正因數(shù)的數(shù)值，所述第二綜合特征曲線將催化凈化器溫度的數(shù)值與存儲(chǔ)在催化凈化器中的還原劑的量的數(shù)值關(guān)聯(lián)起來(lái)，
[0034]由第三綜合特征曲線確定第二校正因數(shù)的數(shù)值，所述第三綜合特征曲線將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)值與燃料量數(shù)值關(guān)聯(lián)起來(lái)，
[0035]計(jì)算出貢獻(xiàn)值，其方式是:第一校正因數(shù)的數(shù)值與第二校正因數(shù)的數(shù)值相乘。
[0036]通過該思路，能夠以簡(jiǎn)單且可靠的方式計(jì)算出貢獻(xiàn)值，它反應(yīng)ICE的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
[0037]按本發(fā)明的另一思路，該電子控制設(shè)備被如此設(shè)計(jì):
[0038]選出配量策略，以便確定在催化凈化器上游噴射的還原劑的量的數(shù)值，
[0039]如果該配量策略與預(yù)定的配量策略不同，則將貢獻(xiàn)值歸零。
[0040]通過本發(fā)明的該思路能夠?qū)崿F(xiàn)，只有該還原不會(huì)影響ICE的總功率，才能通過改變ICE的運(yùn)轉(zhuǎn)條件來(lái)減少由ICE產(chǎn)生的并且釋放到周圍環(huán)境中的有害物質(zhì)的總量。
[0041]按本發(fā)明的另一個(gè)思路，該電子控制設(shè)備設(shè)計(jì)得用來(lái)在下面選擇配量策略:
[0042]第一配量策略，此時(shí)噴入如此多的還原劑的量，使得所有進(jìn)入選擇性催化還原系統(tǒng)中的氮氧化物被轉(zhuǎn)化，
[0043]第二配量策略，此時(shí)噴入如此多的還原劑的量，使得進(jìn)入選擇性催化還原系統(tǒng)中的氮氧化物一部分被轉(zhuǎn)化，
[0044]第三配量策略，此時(shí)不噴入還原劑。
[0045]本發(fā)明的該思路提供了一些用來(lái)配量還原劑的有效策略，它們與ICE的不同運(yùn)轉(zhuǎn)條件聯(lián)系起來(lái)。
[0046]按本發(fā)明的另一個(gè)思路，該電子控制設(shè)備設(shè)計(jì)得用來(lái)采納第一配量策略作為預(yù)定的配量策略。
[0047]本發(fā)明的該思路提供了一種簡(jiǎn)單且實(shí)用的方案，如果有必要減少由ICE產(chǎn)生且排放到周圍環(huán)境中的有害物質(zhì)，則該方案用來(lái)識(shí)別ICE的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
[0048]按本發(fā)明的另一思路，該電子控制設(shè)備被如此設(shè)計(jì):借助與催化凈化器聯(lián)接的溫度傳感器來(lái)確定催化凈化器溫度的數(shù)值。
[0049]本發(fā)明的該思路提供了一種方案，用來(lái)以有效且精確的方式來(lái)測(cè)定催化凈化器的溫度。
[0050]按本發(fā)明的另一思路，該電子控制設(shè)備被如此設(shè)計(jì):在廢氣溫度的基礎(chǔ)上借助估算來(lái)確定催化凈化器溫度的數(shù)值。
[0051]本發(fā)明的該思路提供了一種方案，即以成本低廉且簡(jiǎn)單的方式借助已存在于ICE中的傳感器來(lái)測(cè)定催化凈化器溫度。
[0052]本發(fā)明的實(shí)施例尤其涉及一種借助選擇性催化還原系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的方法，該催化還原系統(tǒng)包括催化凈化器和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中該方法包括以下步驟:
[0053]確定催化凈化器溫度的數(shù)值；
[0054]確定存儲(chǔ)在催化凈化器中的還原劑的量的數(shù)值，
[0055]在催化凈化器溫度的數(shù)值的基礎(chǔ)上和在存儲(chǔ)于催化凈化器中的還原劑的量的數(shù)值的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)通過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)被再循環(huán)的氣量。
[0056]通過此解決方案，能夠在與SCR的效率有關(guān)的參數(shù)的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)由EGR-系統(tǒng)再循環(huán)的氣體的量，以便降低由ICE產(chǎn)生且排放到周圍環(huán)境中的有害物質(zhì)的總量。
[0057]按本發(fā)明的一個(gè)思路，該方法包括以下步驟:
[0058]在催化凈化器溫度的數(shù)值的基礎(chǔ)上和在存儲(chǔ)于催化凈化器中的還原劑的量的數(shù)值的基礎(chǔ)上，確定發(fā)動(dòng)機(jī)所需的空氣質(zhì)量流量的額定值；
[0059]在空氣質(zhì)量流量的額定值的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)通過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)被再循環(huán)的氣體量。
[0060]本發(fā)明的這一思路的優(yōu)點(diǎn)是，提供了一種用來(lái)控制由EGR-系統(tǒng)再循環(huán)的氣體的量的簡(jiǎn)單方案，它能夠完美地安裝在已在現(xiàn)有的ECM中執(zhí)行的協(xié)議中。
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