在发动机启动时控制车辆中的发动机系统的运行的方法与流程

本发明涉及一种用于在发动机启动时控制车辆中的发动机系统的运行的方法以及一种车辆中的发动机系统的排气后处理系统。本发明还涉及一种车辆、计算机程序、计算可读介质和控制单元。

背景技术：

1、车辆通常包括用于推进车辆的发动机。该发动机可以是由例如液体燃料或气体燃料驱动的内燃机，或者它可以是由电力驱动的电机。此外，还存在混合动力方案，在该方案中，车辆由内燃机和电机二者驱动。

2、在发动机是燃烧式发动机机(例如柴油发动机)的情况下，通常为车辆提供排气后处理系统eats，以处理来自发动机的排放物。用于柴油发动机的eats通常包括以下部件中的一个或多个：柴油氧化催化剂doc、柴油微粒过滤器dpf，以及选择性催化还原scr催化剂。还原剂(例如尿素或含氨物质)通常被喷射到scr催化剂的上游，以在催化剂的帮助下协助将氮氧化物(也称为nox)转化为双原子氮n2和水，以及可能的二氧化碳co2(取决于还原剂的选择)。已清洁的或至少已减少了排放物的排气然后通过车辆的排气管离开eats和车辆。引起与柴油发动机至少部分类似的排放物的其它类型的发动机可以使用相同或相似的eats。

3、政府法规以及对提高车辆的燃料经济性的持续需求意味着需要eats的更高效运行。例如，希望eats在非常低的负载下以及在排气温度低的发动机冷启动时快速升温并具有高的转化效率。需要非常高效的发动机来满足严格的co2要求，这也导致排气的更低温度，并导致发动机排出的更高nox水平，这需要在scr催化剂的上游喷射大量还原剂。此外，当使用尿素作为还原剂时，尿素需要热量来蒸发并水解成氨。如果温度低，例如在发动机的冷启动期间，则产生结晶和沉积物的风险大，这会降低eats的效果。

4、在发动机启动之前，发动机和/或eats(通常被称为发动机系统)可以准备好运行或进行预调节(preconditioned)，以便更好地处理来自排气的排放物。在一些示例中，对发动机系统的准备或预调节是通过加热发动机系统的部件或子系统来执行的，以便在发动机启动之前将其温度提高到更接近其运行温度，以便更好地处理来自发动机的排气。尽管如此，对于发动机系统的至少一些运行模式，对发动机系统的部件或子系统的加热不足以减少来自排气的排放物，或者至少不能将排放物减少到足够低的水平。因而，本行业需要对发动机系统的改进的控制，以减少来自车辆的排放物。

技术实现思路

1、本发明的目的是至少部分地减轻上文关于已知的发动机系统讨论的缺点，并提供一种改进的、用于在发动机启动时控制发动机系统的运行的方法。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于在发动机启动时控制车辆中的发动机系统的运行的方法，该发动机系统包括发动机和排气后处理系统，该排气后处理系统具有选择性催化还原(scr)催化剂和用于向scr催化剂提供还原剂的还原剂投配系统(reductantdosing system)。该方法包括：

3、-确定scr催化剂的温度；

4、-响应于确定scr催化剂的温度高于预定阈值，开始将还原剂投配系统朝着预定义的运行压力加压；

5、-执行用于延迟发动机启动直到达到还原剂投配系统的运行压力的预防动作。

6、由此，可以在发动机启动之前达到还原剂投配系统的运行压力。因而，该方法可以包括在发动机启动之前将还原剂投配系统加压到还原剂投配系统的预定义的运行压力。因而，在发动机启动时，已经达到了还原剂投配系统的运行压力。换句话说，还原剂投配系统可以通过以下方式进行预调节或准备：在发动机启动之前被加压到其运行压力；并且通过执行用于延迟发动机启动直到达到还原剂投配系统的运行压力的预防动作来保障所述预调节/准备。结果，可以通过在发动机启动之后不久或紧接在发动机启动之后喷射还原剂而将还原剂提供给scr催化剂。由此，可以改善scr催化剂的运行并实现nox排放物的减少。例如，本方法与在发动机启动之前有意地增加scr催化剂中的氨储存量的方法相比更简单，因为这种增加氨储存量的措施通常需要用于在没有排气流过eats时将氨提供到scr催化剂中的系统。

7、根据至少一个示例实施例，scr催化剂的温度的预定阈值对应于scr催化剂的相对高的温度，例如，在scr催化剂运行温度的100℃以内。scr催化剂的相对高的温度例如可以是前一个驱动循环的结果。即，scr催化剂的温度已经从其前一个驱动循环的运行温度有所降低，但又不足以低于所述预定阈值。例如，对于除了发动机之外还包括电机的混合动力车辆，并且当发动机已经关闭并且车辆已经用电机运行一段时间时，可能发生这种场景。scr催化剂的这种相对高的温度通常需要scr催化剂中的氨储存的相对低的缓冲量。通过执行用于延迟发动机启动直到达到还原剂投配系统的运行压力的预防动作，能够在发动机启动时实现scr催化剂中的氨储存量的快速增加。由此，发动机可以在带来更佳的燃料经济性的发动机模式下运行，例如，与发动机高排出nox有关的发动机模式。因而，该方法可以被称为一种在发动机有意启动时用于车辆中的nox排放物控制的方法。

8、根据至少一个示例实施例，scr催化剂的温度的所述预定阈值被设定为在scr催化剂的运行温度的至少100℃内，或至少150℃内，或至少200℃内。

9、由此，scr催化剂的温度相对暖，并且有效地利用了用于延迟发动机启动直到达到还原剂投配系统的运行压力的预防动作。根据至少一个示例实施例，该方法包括将所确定的scr催化剂的温度与所述预定阈值进行比较。由此，能够容易地确定scr催化剂的温度是否高于所述预定阈值。

10、根据至少一个示例实施例，scr催化剂的温度的所述预定阈值为100℃，或150℃，或200℃。

11、应当理解，还原剂投配系统的所述预定义的运行压力是预定运行压力，通常指正常运行压力或还原剂投配系统在正常运行时的压力。因而，还原剂投配系统被配置成在所述预定义的运行压力下运行。贯穿本文，还原剂投配系统的所述预定义的运行压力有时被简称为运行压力，以提高可理解性。

12、根据至少一个示例实施例，该方法包括：确定还原剂投配系统的压力；将所确定的压力与所述预定义的运行压力进行比较；以及响应于确定还原剂投配系统的压力低于所述预定义的运行压力，开始对还原剂投配系统进行加压。由此，提供了一种用于确定何时达到还原剂投配系统的所述预定义的运行压力的过程。

13、根据至少一个示例实施例，执行预防动作包括防止发动机启动。由此，在达到还原剂投配系统的运行压力之前，防止了发动机启动。因而，提供了一种可靠的用于延迟发动机启动的预防动作。如上所述，该方法可适用于除了发动机之外还包括电机以推进车辆的混合动力车辆。由此，执行防止发动机启动的预防动作的步骤可以与使电机运行以推进车辆同时执行。

14、根据至少一个示例实施例，执行预防动作包括生成带有指令的信号，以告知驾驶员延迟启动发动机。由此，驾驶员被告知延迟发动机的启动，直到达到还原剂投配系统的运行压力。因而，即使没有达到还原剂投配系统的运行压力，驾驶员也可以选择是否启动发动机。通常，如果更希望快速启动发动机而不是在发动机启动之前达到还原剂投配系统的运行压力，则驾驶员仍然可以启动发动机。该信号例如可以在开始将还原剂投配系统朝着运行压力加压时生成。例如，可以通过用于告知驾驶员延迟启动发动机的扬声器声音来告知驾驶员，或通过显示器或屏幕上的信息来告知驾驶员。

15、根据至少一个示例实施例，该方法包括：一旦达到还原剂投配系统的运行压力，就允许发动机启动。

16、因而，一旦达到还原剂投配系统的所述预定义的运行压力，用于延迟发动机启动的预防动作就被取消，或被设置为无效。例如，在该预防动作包括防止发动机启动的情况下，一旦达到还原剂投配系统的运行压力，就允许发动机启动。例如，在该预防动作包括生成带有用于告知驾驶员延迟启动发动机的指令的信号的情况下，则该信号被取消。根据至少一个示例实施例，该方法包括：一旦发动机启动，就开始冷启动车载诊断和/或车载监视。

17、根据至少一个示例实施例，还原剂投配系统包括加压设备，其中，对还原剂投配系统加压是通过该加压设备执行的。由此，提供了一种对还原剂投配系统加压的可靠方式。例如，该加压设备是投配泵(dosing pump)。

18、根据至少一个示例实施例，所述排气后处理系统还包括被布置成测量scr催化剂的温度的温度传感器，其中，确定scr催化剂的温度是通过该温度传感器执行的。由此，提供了一种确定scr催化剂温度的可靠方式。例如，该温度传感器可以布置在scr催化剂中或紧邻scr催化剂。根据至少一个示例实施例，该温度传感器被布置成邻近scr催化剂的上游，布置在scr催化剂的内部，或布置成邻近scr催化剂的下游。

19、根据至少一个示例实施例，该方法包括在发动机启动后5秒内从还原剂投配系统喷射还原剂。因而，通过执行用于延迟发动机启动直到达到还原剂投配系统的所述预定义的运行压力的预防动作，还原剂投配系统准备好在发动机启动之后至少5秒内喷射还原剂。由此，可以在发动机启动后很快实现scr催化剂中的氨储存量的快速增加。根据至少一个示例实施例，该方法包括在发动机启动后3秒内从还原剂投配系统喷射还原剂。

20、根据本发明的第二方面，提供了一种车辆中的发动机系统的排气后处理系统。该排气后处理系统包括：

21、-选择性催化还原(scr)催化剂，

22、-还原剂投配系统，用于向scr催化剂提供还原剂，该还原剂投配系统包括加压设备，该加压设备被配置成将该还原剂投配系统加压到至少预定义的运行压力，以及

23、-控制单元，该控制单元被配置成获取scr催化剂的温度，并且响应于确定scr催化剂的温度高于预定阈值，开始将还原剂投配系统朝着预定义的运行压力加压，并且该控制单元被配置成执行用于延迟发动机启动直到达到还原剂投配系统的运行压力的预防动作。

24、本发明的第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合本发明的第一方面所述的那些效果和特征。关于本发明的第一方面提及的实施例在很大程度上与本发明的第二方面兼容，下面典型地例证了其中一些实施例，而不重复对应的有利效果。因而，该控制单元被配置成执行用于延迟发动机启动直到达到还原剂投配系统的运行压力的预防动作。

25、根据至少一个示例实施例，该控制单元被配置成：防止发动机启动，和/或生成带有指令的信号，用于告知驾驶员延迟启动发动机，直到达到还原剂投配系统的预定义的运行压力。

26、根据至少一个示例实施例，所述排气后处理系统还包括被布置成测量scr催化剂的温度的温度传感器。所述控制单元可以被配置成通过接收来自该温度传感器的所测量到的温度来获取scr催化剂的温度。

27、根据至少一个示例实施例，所述控制单元被配置成在发动机启动后5秒内开始来自还原剂投配系统的还原剂喷射。例如，所述控制单元可以被配置成控制还原剂投配系统的还原剂喷射器。

28、根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，该车辆包括根据本发明的第二方面的排气后处理系统。根据至少一个示例实施例，该车辆除了发动机之外还包括被配置成推进车辆的电机。根据至少一个示例实施例，该电机被配置成在发动机关闭时或在发动机被阻止启动时推进车辆。

29、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序，其包括程序代码组件，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行本发明的第一方面的方法或步骤。因而，该程序代码组件包括指令，以使本发明的第二方面的eats执行根据本发明的第一方面的方法的至少一些步骤。例如，该程序代码组件包括使温度传感器测量scr催化剂的温度的指令、以及执行用于延迟发动机启动的预防动作的指令，例如，通过将这样的指令发送到发动机的控制单元或发送到车辆的驾驶员显示器。

30、根据本发明的第五方面，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质携载计算机程序，该计算机程序包括程序代码组件，该程序代码组件用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行本发明的第一方面的方法或步骤。例如，该程序代码组件包括使温度传感器测量scr催化剂的温度的指令、以及执行用于延迟发动机启动的预防动作的指令，例如，通过将这样的指令发送到发动机的控制单元或发送到车辆的驾驶员显示器。

31、根据本发明的第六方面，提供了一种控制单元，该控制单元用于在发动机启动时控制车辆中的发动机系统的运行。该控制单元被配置成执行本发明的第一方面的方法或步骤。因而，该控制单元可以被配置成获取scr催化剂的温度，例如，通过接收温度传感器的所测量到的温度。因而，该控制单元可以被配置成控制或操作该温度传感器。此外，该控制单元可以被配置成执行用于延迟发动机启动的预防动作。因而，该控制单元通常被配置成运行发动机的控制单元或运行车辆的驾驶员显示器。换句话说，该控制单元可以被配置成指示eats或发动机系统执行本发明的第一方面的方法的至少一些步骤。

32、本发明的第三至第六方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合本发明的第一方面所描述的那些效果和特征。关于本发明的第一和第二方面提及的实施例在很大程度上与本发明的第三至第六方面兼容。因而，发动机系统通常包括发动机和排气后处理系统，该排气后处理系统具有选择性催化还原(scr)催化剂和用于向scr催化剂提供还原剂的还原剂投配系统。

33、本发明的第一方面中描述的方法步骤的顺序不限于本公开中描述的顺序。在不脱离本发明的范围的情况下，一个或几个步骤可以交换位置，或以不同的顺序发生，除非明确这样说。然而，根据至少一个示例实施例，这些方法步骤以本发明的第一方面中描述的顺序执行。

34、根据适用于本发明的第一至第六方面中的任一方面的至少一个示例实施例，发动机系统的eats被配置成用于转化来自车辆(例如重型卡车)的发动机的排气中的nox排放物。eats可以用于清洁来自各种类型发动机(例如使用柴油、汽油、氢气或气体燃料作为燃料的发动机)的排气。例如，本eats可以用于通过转化来自使用柴油、汽油、cng(压缩天然气)、lpg(液化加压气体)、dme(二甲醚)和/或h2(氢气)作为燃料的内燃机的排气的nox排放物而清洁排气。

35、在以下描述和附图中公开并讨论了本公开的进一步的优点和特征。