[发明专利]用于操作内燃机的控制设备和方法

说明书

一种用于操作车辆的内燃机的控制设备提供与内燃机相关联的后处理装置的再生。传感器与后处理装置可操作地相关联并且提供指示后处理装置的再生需求的数据。操作员界面被配置为向操作员提供再生指示并且接受来自操作员的再生命令。具有相关存储器的处理器被配置为基于数据确定后处理装置需要再生、评估车辆的操作条件，并且响应于来自操作员的再生命令而发起后处理装置的再生。

技术领域

本技术领域涉及一种用于操作内燃机的控制设备和方法，并且更具体地涉及一种用于操作内燃机以提供后处理系统再生的控制设备和方法。

背景技术

用于机动车辆的内燃机通常包括发动机缸体，该发动机缸体限定出至少一个汽缸，该汽缸容纳被联接以使曲轴旋转的往复式活塞。汽缸由与往复式活塞协作以限定燃烧室的汽缸盖封闭。燃料与空气混合物被循环地设置在燃烧室中并且被点燃，由此产生引起活塞往复移动的热膨胀排气。燃料通过相应的燃料喷射器被喷射到每个汽缸中。燃料以高压从与高压燃料泵流体连通的燃料轨提供给每个燃料喷射器，该高压燃料泵增加了从燃料源接收的燃料的压力。内燃机的操作通常由一个或多个电子控制单元(ECU)控制，该电子控制单元可操作地联接到与内燃机相关联的传感器和致动器阵列。

由于严格的排放法规，内燃机通常包括排气后处理系统。后处理系统可包括被设置在内燃机的排气系统中的一个或多个后处理装置。例如，后处理系统可包括诸如柴油氧化催化剂(DOC)等氧化催化剂，即，利用化学过程来分解排气流内的化合物以使它们变成通常无害成分的装置。DOC可具有被涂覆在催化剂中的蜂窝状配置，该催化剂被设计成触发所需的化学反应。DOC通常含有钯(Pd)和铂(Pt)或氧化铈，其用作催化剂以将碳氢化合物和一氧化碳氧化为二氧化碳和水。DOC的替代方案可为三元催化剂(TWC)。

在另一个替代方案中，可使用稀燃NOx捕集器(LNT)。LNT是捕集排气中含有的氮氧化物(NOx)的装置。更具体地，LNT是催化剂装置，其含有诸如铑(Rh)、Pt和Pd等催化剂和提供适于结合排气中所含的氮氧化物(NOx)以便将它们捕集在该装置本身内的活性位点的钡基元素等吸附剂。

后处理系统还可包括过滤来自排气的颗粒物质(PM)的柴油颗粒过滤器(DPF)和作为催化装置的选择性催化还原(SCR)装置，其中排气中所含的氮氧化物(NOx)借助气态还原剂还原成双原子氮(N2)和水(H2O)，该气态还原剂通常为氨(NH3)，其可通过尿素(CH4N2O)热水解获得并且被吸收在SCR内。通常，尿素容纳在专用罐中并且被喷射到SCR上游的排气流中并与其混合。在SCR中可使用其它流体来代替SCR，其中任何一种流体均通常被称为柴油机排气流体(DEF)。SCR的另一个替代方案是SCRF(过滤器上的SCR)，即，在单个单元中组合SCR和DPF的装置。

DPF无论是单独使用还是与SCR结合使用均需要定期清理。DPF的清理发生在被称为再生的过程中，当DPF中检测到阈值水平的污染物并且存在车辆的附加操作参数时，DPF的清理通常由ECU自动触发DPF。再生可通过增加排气温度来燃烧(氧化)DPF中所含的污染物来提供。通过将发动机从稀燃操作切换到富燃操作，可增加排气温度，由此在排气系统中由于富燃操作而使排气中的过量燃料燃烧，从而升高排气温度。

某些应用(例如，重载动力输出(PTO)应用)需要在车辆静止时操作发动机。在这种情况下，不存在诸如最小车速等附加操作条件并且可禁止再生。在缺少再生时，发动机的性能可能会降低。另外，车辆发动机的静止、重载使用导致增加被捕集在DPF中的颗粒物质，从而需要更频繁的再生。因此，当再生可能最有益时，再生由于车辆的操作条件而不可用。

发明内容