控制排气后处理系统的制作方法

本公开总体上涉及一种用于控制排气后处理系统(eats)的计算机实现的方法，特别是基于所估计的热量降低值来应用一种用于防止eats处的热量降低的方案。本公开还涉及一种对应的排气后处理系统(eats)和计算机程序产品。

背景技术：

正在发展减少具有内燃发动机的车辆(例如卡车)中的排放的技术。当前的法律排放要求通常规定了排放控制，从而排气后处理系统(eats)是必需的。通常，这种eats包括：氧化催化剂，该氧化催化剂用于将一氧化氮(no)氧化为二氧化氮(no2)；微粒过滤器；以及用于减少氮氧化物(nox)排放的单元。

只要排气温度在200℃-250℃左右，eats就会起作用。然而，不可能总是确保排气温度保持在期望的温度。例如，如果车辆在交通信号灯处停下或者如果车辆驻车时，排气温度将迅速下降。对于部分再生事件或中止的再生事件的有害影响包括：在再生事件开始时浪费的燃料；未清洁或部分清洁的后处理装置；或者对后处理装置的损坏。

us20100043404中提出了针对这一问题的建议的解决方案，利用从数字地图装置获取的地图数据，通过行进路线来提供预测的车辆运行状况。当预测的车辆运行状况表明排气温度降低时，基于所预测的排气温度曲线，使用主动系统来控制后处理装置的运行，以达到必要的排气温度。

虽然us20100043404改进了车辆的后处理装置的整体运行，但似乎还有进一步改进的空间，特别是考虑到应用何种手段来确保车辆的高效运行。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，上述问题通过用于控制排气后处理系统(eats)的计算机实现的方法而至少在一定程度上得到缓解，该eats联接在车辆所包括的内燃发动机的下游，该车辆进一步被布置成与控制单元通信，其中，该方法包括以下步骤：在控制单元处接收车辆的平均速度即将降低的指示；如果平均速度的即将降低值高于预定速度阈值，则在控制单元处基于平均速度的即将降低值来确定eats处的所估计的热量降低值；在控制单元处基于所估计的热量降低值来选择一种用于防止eats处的热量降低的方案；以及，如果所估计的热量降低值高于预定的热量阈值，则在控制单元处启用所选方案，其中，用于防止eats处的热量降低的所选方案被布置成基本上对燃料消耗来说是中性的(fuelconsumptionneutral)。

本公开是基于如下的理解：虽然有必要将排气温度维持在期望水平以确保eats适当起作用，但也希望确保在不增加车辆的燃料消耗的情况下满足这些要求。相反，根据现有技术所建议的用于将排气温度保持在期望水平的热量维持措施通常需要额外的能量(热量)，而这些额外的能量(热量)最终是由燃料产生的(例如，来自电池的电能以在加热元件中产生热量，燃料燃烧器，将燃料后喷射到发动机燃烧室中)。因此，根据所提出的现有技术的废气排放控制系统增加了车辆的燃料消耗。

根据本公开，将排气温度保持在期望水平是通过选择一种用于防止eats处的热量降低(eats处的热量降低与所估计的热量降低值相匹配)的方案来实现的，同时重点关注所选方案基本上对燃料消耗来说是中性的。因此，通过本公开，引入进一步级别的计划，由此，与车辆的通常计划的速度(例如目前的速度限制)相比的、该车辆的平均速度即将降低的指示用于启动所选的且匹配的、用于防止eats处的热量降低的方案。因此，可以将排气温度保持在期望的水平，同时使燃料消耗保持最低。有利地，这样的实施方式使得由于操作该车辆而对环境造成的影响总体上较低。

在本公开的情境中，表述“基本上对燃料消耗来说是中性的”应被解释为对车辆的总体燃料消耗没有负面影响。因此，对于用于防止eats处的热量降低的方案的选择是考虑到车辆的总体运行而做出的。因此，虽然从瞬时的角度来看燃料消耗可能会略微增加，但总体燃料消耗不会增加。因此，选择特定方案的过程考虑了车辆的总体运行。

根据本公开，用于防止eats处的热量降低的方案例如可以选自包括以下项的组：提高eats所包括的选择性催化还原系统(scr)处的尿素缓冲水平；提高车辆所包括的散热器中的冷却剂温度；在降低车辆的速度时启用车辆所包括的排气背压装置；应用进气节流方案；应用热排气再循环(egr)方案；以及在内燃发动机所包括的涡轮上应用打开的废气门。

优选地，所述控制单元被布置成选择用于防止eats处的热量降低的多个方案中的至少一个方案。然而，在例如两个单独的方案的组合效果可以增强防止eats处的热量降低的情况下，可以选择不止一个单一方案。当然，可以使用两个以上的用于防止eats处的热量降低的方案。

根据本公开的实施例，车辆的平均速度即将降低的指示可以是基于实时交通信息(rtti)的。例如，这种rtti数据可以例如使用网络连接(例如因特网)从远程服务器接收。替代地，也可以使用无线电连接来接收rtti数据。对rtti数据的一般接收允许短的计划时间段，如交通堵塞等，可能很快出现或消除交通堵塞。因此，有利的是确保提供给控制单元最新的信息，以确保选择最合适的方案来匹配所估计的热量降低值。

根据本公开，对于所估计的热量降低值的确定还可以考虑到所确定的、车辆的平均速度即将降低的持续时间。此外，在某些实施例中，可能合适的是基于车辆的平均速度即将降低的持续时间来控制启用所选方案的持续时间。

此外，根据本公开，如果确定不总是启用用于防止eats处的热量降低的方案将对车辆的总体排放控制没有影响，则可能有利的是不总是启用用于防止eats处的热量降低的方案。例如，这可能适用于仅存在比较短期的预计的车辆平均速度降低的情况。

此外，根据本公开，当确定是否要使用以及要使用何种方案来防止eats处的热量降低时，控制单元也可考虑车辆处的环境温度。也就是说，在确定环境热量高于预定温度阈值的情况下，可以选择以下方案：该方案展示出的热量降低防止量比环境温度低于预定温度阈值的情况下的热量降低防止量稍低。

根据本公开的另一方面，提供了一种排气后处理系统(eats)，该排气后处理系统联接在车辆所包括的内燃发动机的下游，该车辆进一步被布置成与控制单元通信，其中，该控制单元被布置成：接收车辆的平均速度即将降低的指示；如果平均速度的即将降低值高于预定速度阈值，则基于平均速度的即将降低值来确定eats处的所估计的热量降低值；基于所估计的热量降低值来选择一种用于防止eats处的热量降低的方案；以及，如果所估计的热量降低值高于预定的热量阈值，则启用所选方案，其中，用于防止eats处的热量降低的所选方案被布置成基本上对燃料消耗来说是中性的。本公开的这一方面提供了与上文针对本公开的前一方面所讨论的类似的优点。

根据本公开，在一个实施例中，所述控制单元可以是电子控制单元(ecu)，其通常作为车辆的车载部件而提供。然而，在某些替代实施例中，所述控制单元的功能的至少一部分可以使用远程服务器(例如云服务器)来执行，其中，该云服务器是连接到车辆所包括的电子控制单元(ecu)的网络。也就是说，在这种实施例中，例如车队管理功能可用于协调多个单一车辆如何运行。

在某些实施例中，上文提出的排气后处理系统(eats)可以是车辆的一个部件。这种车辆进而可以例如是卡车、公共汽车、轿车和工程机械中的至少一种。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，其包括非瞬态计算机可读介质，在该非瞬态计算机可读介质上存储有用于控制排气后处理系统(eats)的计算机程序组件，该排气后处理系统联接在车辆所包括的内燃发动机的下游，该车辆进一步被布置成与控制单元通信，其中，该计算机程序产品包括以下代码：用于在控制单元处接收车辆的平均速度即将降低的指示的代码；用于如果平均速度的即将降低值高于预定速度阈值则在控制单元处基于平均速度的即将降低值来确定eats处的所估计的热量降低值的代码；用于在控制单元处基于所估计的热量降低值来选择一种用于防止eats处的热量降低的方案的代码；以及，用于如果所估计的热量降低值高于预定的热量阈值则在控制单元处启用所选方案的代码，其中，用于防止eats处的热量降低的所选方案被布置成基本上对燃料消耗来说是中性的。而且，本公开的这一方面提供了与上文针对本公开的前几个方面所讨论的类似的优点。

根据本公开，由服务器执行以运行的软件可以存储在计算机可读介质上，该计算机可读介质可以是任何类型的存储设备，包括以下项中的一种：可移动的非易失性随机存取存储器、硬盘驱动器、软盘、cd-rom、dvd-rom、usb存储器、sd存储卡或本领域中已知的类似的计算机可读介质。

在以下描述和从属权利要求中公开了本公开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公开的实施例的更详细描述。

在这些图中：

图1a示出了卡车，并且图1b示出了公共汽车，该卡车和公共汽车中可包含根据本公开的排气后处理系统(eats)；

图2概念性地示出了根据本公开的当前优选实施例的排气后处理系统(eats)，该排气后处理系统例如被包括为图1a和图1b中所示的车辆的推进装置的部件；

图3提供了根据本公开的车辆的eats的运行的说明性示例，并且，

图4示出了根据本公开的实施例的方法的流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图来更全面地描述本公开，附图中示出了本公开的当前优选实施例。然而，本公开可以以多种不同的形式体现，且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了充分性和完整性，并将本公开的范围充分传达给本领域技术人员。在全文中，相同的附图标记指示相同的元件。

现在参考附图，尤其参考图1a，其中描绘了示例性车辆(这里被示出为卡车100)，该车辆中可以包含根据本公开的排气后处理系统(eats)。本公开的eats当然能够以可能略微不同的方式在如图1b所示的公共汽车102、轿车等中实现。

现在转到图2，概念性地示出了根据本公开的当前优选实施例的排气后处理系统(eats)200，其中eats200被布置为例如图1a和图1b之一中所示的车辆100的推进装置的部件。eats200被布置在内燃发动机(ice)202的下游，该内燃发动机202包括多个气缸，其中一个气缸如图2中所示。ice202如图所示地被布置成与进气歧管204和排气歧管206连通。图2中未包括ice202的其它部件。

如图2中所例示的eats200包括基于尿素的选择性催化还原(scr)208，氧化催化剂210和微粒过滤器212联接在该选择性催化还原催化剂208的上游。scr催化剂208例如可包括具有在200℃-500℃的范围内的最佳nox转化性能的碱金属/沸石配方。还原剂(例如尿素溶液)被存储在存储容器(未示出)中并输送到还原剂输送系统214，该还原剂输送系统214在scr催化剂208的上游联接到排气歧管206。该还原剂由泵通过控制阀按计量泵出(meteredout)，其中该泵和阀都由控制单元226控制。空气和还原剂被喷射到所述还原剂输送系统中，并被加热的元件汽化，所产生的蒸汽被引入到进入scr催化剂208的排气混合物中。

eats200还包括两个单独的nox传感器，其中第一nox传感器218布置在scr催化剂208的上游，并且第二nox传感器220布置在scr催化剂208的下游。第一nox传感器218和第二nox传感器220二者均联接在排气进入和离开scr催化剂的路径中。这些传感器218、220的输出由控制单元226获得，并用于确定scr催化剂208的nox转化效率。

氧化催化剂210例如可以是贵金属催化剂(例如含有铂)，用于快速转化发动机排气中的碳氢化合物(hc)、一氧化碳(co)和一氧化二氮(no)。氧化催化剂210也可以用于在车辆100、102的正常运行期间供应热量使scr催化剂208快速加热，这是通过增加进入氧化催化剂的排气中的hc的浓度而完成的，其中当额外的hc在氧化催化剂上被还原时，会产生温升。

微粒过滤器212联接在scr催化剂208的下游，并且用于捕获车辆100、102的行驶循环期间生成的微粒物质(例如烟灰)。微粒过滤器212可以由各种材料制成，包括堇青石、碳化硅和其它高温氧化物陶瓷。

控制单元226例如可以是被包括在车辆100、102中的电子控制单元(ecu)，其可能表现为通用处理器、专用处理器、包含处理组件的电路、一组分布式处理组件、被配置用于处理的一组分布式计算机、现场可编程门阵列(fpga)等。控制单元226可以是或可以包括任何数量的硬件组件，所述硬件组件用于进行数据或信号处理，或用于执行被存储在存储器中的计算机代码。所述存储器可以是用于存储数据和/或计算机代码的一个或多个设备，所述数据和/或计算机代码用于完成或促进本说明书中描述的各种方法。所述存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器。所述存储器可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或任何其它类型的用于支持本说明书中的各种活动的信息结构。根据示例性实施例，任何分布式存储设备或本地存储设备都可以与本说明书中的系统和方法一起使用。根据示例性实施例，所述存储器被可通信地连接到处理器(例如，通过电路或任何其它有线、无线或网络连接)，并且包括用于执行本文中所述的一个或多个过程的计算机代码。

控制单元226被布置成与地理定位装置(例如gps接收器222)或本地定位装置(例如wi-fi定位系统)通信。控制单元226还连接到温度传感器224；其中该温度传感器用于获取车辆100、102处的环境温度的指示。

控制单元226被进一步布置成例如通过无线电或网络通信228(例如互联网)与例如远程服务器226通信。远程服务器226适于生成要在控制单元226处接收的实时交通信息(rtti)。该rtti例如可包括有关车辆100、102附近(例如在接下来的1000米、接下来的2000米、接下来的5000米(或更多或更少)之内)的详细交通信息。

进一步参考图3和图4，在车辆100、102的运行期间，车辆100被示出为沿着从起点位置到终点位置的路线行驶。在示例性的图中，该路线被示出为包括三个单独的路段302、304和306。

第一路段302在此被示出为其中只存在少量其它车辆的路段，从而表明车辆100的平均速度降低的风险是最小的。因此，没有接收到车辆100的平均速度即将降低的指示，并且确定eats200处的温度是稳定的，远高于预定温度阈值308。eats200处的温度在图3中被示出为温度曲线310。

然而，在第二路段304处，所述控制单元从远程服务器226接收到(s1)车辆102的平均速度即将降低(与该车辆的通常计划速度(例如当前速度限制)相比)的指示。从远程服务器226接收到的该信息表明前方存在即将到来的轻微交通拥堵，包括在第二路段304中低于速度限制行驶的多个车辆312。在本公开的优选实施例中，控制单元226将车辆100的当前位置与从远程服务器226接收到的信息相关联，以确定预计何时(确切地)出现即将到来的轻微交通拥堵。

基于所接收到的信息，控制单元226确定(s2)平均速度的即将降低值将高于预定速度阈值(例如降低5km/h-15km/h)，从而基于平均速度的即将降低值来获得eats200处的所估计的热量降低值，由此，温度曲线310在第二路段304处被显示为开始下降到低于预定温度阈值308。在某些实施例中，控制单元226可以考虑该车辆处的从温度传感器224接收到的环境温度。

由于这种确定，控制单元226选择(s3)一个合适的热量保存方案。在所示的实施例中，并且再次参照图2，控制单元226确定了该合适的热量保存方案是在eats所包括的选择性催化还原系统(scr)处增加尿素缓冲水平。根据本公开的示例性实施例，控制单元226将因此启用(s4)还原剂输送系统214以增加尿素缓冲水平，该还原剂输送系统214在scr催化剂208的上游联接到排气歧管206。应当理解，对还原剂输送系统214的关于要输送的尿素量的控制可以允许取决于所预期的热量降低量。即，相比之下较低的热量降低可能导致较低的额外尿素附加量，而相比之下较大的热量降低可能导致相对更大量的额外尿素。

应该理解，可以使用其它方案或附加方案以实现eats200处的热量保存，例如包括(但不限于)：提高车辆100、102所包括的散热器中的冷却剂温度；在降低车辆的速度时启用车辆所包括的排气背压装置；应用进气节流方案；应用热排气再循环(egr)方案；以及在内燃发动机所包括的涡轮上应用打开的废气门。

现在转到车辆100将行驶的所述路线的第三路段306，如图3中所示。在该第三路段306中，控制单元226接收到存在前方的交通事故314的指示。由于交通事故314，这里预计该车辆的平均速度将接近于零。在事故314处，预计会有更多车辆316，这意味着车辆100的意外停车的持续时间预计会比较长(例如与在交通信号灯处的正常停车相比)。

与控制单元226在第二路段304处的操作相反，控制单元226现在将确定车辆100的平均速度即将降低的持续时间预计将长于预定的时间阈值。因此，控制单元226确定将不采取热量保存措施，这意味着即不选择热量保存方案，也不启用热量保存方案。结果，eats200的功能降低，直到车辆100再次完全运行并以其预期平均速度行驶为止。

一旦所述车辆100再次开始行驶，就可以应用eats加热模式，以确保eats200快速升温到期望的温度。

总之，本公开涉及一种计算机实现的方法，该方法用于控制排气后处理系统(eats)，该控制排气后处理系统联接在车辆所包括的内燃发动机的下游，该车辆进一步被布置成与控制单元通信，其中，该方法包括以下步骤：在控制单元处接收车辆的平均速度即将降低的指示；如果平均速度的即将降低值高于预定速度阈值，则在控制单元处基于平均速度的即将降低值来确定eats处的所估计的热量降低值；在控制单元处基于所估计的热量降低值来选择一种用于防止eats处的热量降低的方案；以及，如果所估计的热量降低值高于预定的热量阈值，则在控制单元处启用所选方案，其中，用于防止eats处的热量降低的所选方案被布置成基本上对燃料消耗来说是中性的。

本公开所带来的优点包括：在使燃料消耗保持最低的同时，可以将排气温度维持在期望的水平。有利地，这样的实施方式使得由于操作该车辆而对环境造成的影响总体上较低。

本公开考虑了在任何机器可读介质上的用于完成各种操作的方法、设备和程序产品。本公开的实施例可以使用现有的计算机处理器来实现，或通过为此目的或其它目的而包括的用于适当系统的专用计算机处理器来实现，或通过硬连线系统来实现。在本公开的范围内的实施例包括程序产品，该程序产品包括机器可读介质，该机器可读介质用于在其上携载或存储机器可执行指令或数据结构。这种机器可读介质可以是任何可用的介质，其可以被通用或专用计算机或其它具有处理器的机器访问。

作为示例，这种机器可读介质可以包括ram、rom、eprom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁存储设备、或可用来携载或存储机器可执行指令或数据结构形式的期望的程序代码的任何其它介质，并且其可以被通用或专用计算机或其它具有处理器的机器访问。当信息通过网络或其它通信连接(硬连线、无线、或者硬连线或无线的组合)被传输或提供到机器时，该机器适当地将所述连接视为机器可读介质。因此，任何这样的连接都被适当地称为机器可读介质。上述的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令例如包括使通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行某种功能或一组功能的指令和数据。

尽管附图可能示出了方法步骤的特定顺序，但这些步骤的顺序可以与所描绘的不同。另外，两个或更多个步骤可以同时或部分同时地执行。这种变化将取决于所选择的软件系统和硬件系统以及设计师的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样，软件实施方式可以采用基于规则的逻辑和其它逻辑的标准编程技术，以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤以及决策步骤。此外，尽管已经参考其特定的示例性实施例描述了本公开，但对于本领域技术人员来说，许多不同的改变、修改等将变得明显。

通过对附图、本公开内容和所附权利要求书的研究，本领域技术人员在实践要求保护的本公开时可以理解并实现所公开的实施例的变变型。此外，在权利要求书中，“包括”一词并不排除其它要素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”也不排除复数。