具体实施方式

图1是示出包括根据本发明的至少一个示例性实施例的内燃发动机系统的车辆2的示意图。在该示例中，车辆2以卡车的形式示出，该卡车由内燃发动机4提供动力。然而，本发明也可以在由内燃发动机提供动力的其他类型的车辆(诸如公共汽车、建筑设备和客车)中很好地实施。

车辆2示出为设置有进气布置，该进气布置包括进气口6，空气进入进气口6并沿着空气管8竖直地向下移动。空气流到空气滤清器10，并且然后流到包括内燃发动机4的内燃发动机系统。在所描绘的实施例中，空气滤清器10位于车辆2的下部区域中，并且进气口6位于车辆2的上部区域中，更具体地，空气滤清器10位于车辆驾驶室12的正后方，而进气口6位于驾驶室12的顶部上。然而，应该注意的是，只要空气被供给到内燃发动机系统，上面详述的零件的位置也可以是其它位置。

图2是示出根据本发明的至少一些示例性实施例的内燃发动机系统20的示意图。系统20包括内燃发动机4，内燃发动机4又包括第一组汽缸22和第二组汽缸24，第二组汽缸24与第一组汽缸22分开。在内燃发动机4的该示意性表示中，第一组和第二组中的每一个都具有三个汽缸。然而，应当理解，第一和第二组中的每一个中的汽缸的数量可以更少或更多。例如，一组可以具有一个、两个、四个或更多个汽缸。

每个汽缸具有连接到相应的废气管的出口。来自第一组汽缸22的三个废气管26在第一接头28处接合，并且来自第二组汽缸24的三个废气管30在第二接头32处接合。从第一接头28，废气被允许流到废气再循环(EGR)导管34以再循环废气，或者流到废气后处理系统(EATS)36。

内燃发动机系统20包括连接到压缩机(未示出)的涡轮50，用于压缩进气。涡轮50由流到EATS 36的废气驱动。在图示的示例性实施例中，涡轮50位于EATS 36的上游。在一些示例性实施例中，来自第一组汽缸22的废气和来自第二组汽缸24的废气可以具有到涡轮50的单独的入流。在其他示例性实施例中，如图2所示，来自第一组汽缸22和第二组汽缸24的废气可以具有到涡轮50的一个共同入流。

第一EGR阀38提供用于控制废气从第一组汽缸22到EGR导管34的流动。因此，当第一EGR阀38关闭时，来自第一组汽缸22的所有或基本上所有的废气将经由涡轮50传递到EATS 36。通过设定第一EGR阀38的开度，可以调节经由EGR导管34再循环的废气的量。第一EGR阀38可以是电动EGR阀或机械(例如气动或液压)EGR阀。例如，第一EGR阀38可以包括计算机可控制的步进马达以打开和关闭EGR阀或计算机可控制的电磁真空阀等。

系统20包括控制器40，控制器40被配置成确定期望的EGR流量并控制第一EGR阀38的打开，使得期望的EGR流量从第一组汽缸22再循环到内燃发动机4的入口42。控制器40例如可以是具有一个或多个处理器的任何合适类型的计算机或微型计算机。控制器40可以包括存储一个或多个程序的非暂时性计算机可读存储介质，该一个或多个程序被配置成由系统20的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序包括用于控制第一EGR阀38的打开和关闭的指令。

类似地，来自第二接头32的废气可以被引导至EATS 36和/或EGR导管34。因此，提供了第二EGR阀44，该第二EGR阀44能够由控制器40控制以关闭第二EGR阀44(在这种情况下，基本上所有的废气都经由涡轮50传递到EATS 36)或者打开第二EGR阀44以抽出废气，用于经由EGR导管34再循环到内燃发动机4的入口42。第二EGR阀44适当地是与第一EGR阀38相同的类型，尽管可以想到具有不同的阀类型。

如图2所示，对于从第一组汽缸22和第二组汽缸24流出的废气，第一EGR阀38和第二EGR阀44两者可以位于涡轮的上游。

控制器40被配置成控制第一EGR阀38和第二EGR阀44，从而获得到EGR导管34的再循环废气的流量相对于进入内燃发动机4的入口42的空气量的期望比率。因此，在正常操作模式下，可以通过打开两个EGR阀38、44来提供平衡再循环。控制器控制EGR阀38、44，使得再循环的废气量足以充分稀释空气/燃料混合物，以将燃烧温度降低到减少形成NOx的氮和氧之间的反应的水平。

应当注意的是，作为第一EGR阀38和第二EGR阀44的备选方案或补充，可以想到(代替在接头28、32处接合废气管26、30)将EGR导管34连接到废气管26、30中的每一个，并且在每个废气管26、30中(或在一个或多个废气管26、30中)设置单独的EGR阀。

系统20还包括燃料喷射器46，用于将燃料喷射到第二组汽缸24中的至少一个汽缸中。尽管这里未示出，但是可以提供任何合适的燃料喷射器来将燃料喷射到第一组汽缸22中。此外，应当理解，燃料被喷射到第一组汽缸22和第二组汽缸24中的每一个汽缸中，然而，不是所有的汽缸都将用于远后喷射，这将在下面讨论。还应当理解，可以提供任何合适数量的燃料喷射器来将燃料喷射到任何一个汽缸中。此外，应当理解，如果需要，燃料喷射器可以是单独可控的，以便能够实现对每个汽缸的不同类型的喷射。

如上所述，控制器40可以打开或关闭第二EGR阀44。根据本发明构思，控制器40被配置成控制第二EGR阀44的关闭，从而防止废气从第二组汽缸24流到EGR导管34，并且被配置成当第二EGR阀44关闭时启动燃料喷射器46以用于将燃料远后喷射到第二组汽缸24中的至少一个汽缸中，使得离开第二组汽缸24的燃料的至少一部分未燃烧。因此，远后喷射发生在这样的阶段，即喷射的燃料在离开汽缸时保持未燃烧或至少部分地未燃烧。例如，远后喷射可以刚好发生在废气阀(未示出)打开之前，使得未燃烧的燃料(诸如包括碳氢化合物)可以传递到EATS 36。

应当理解，控制器40可以控制一个或多个燃料喷射器，以用于将燃料远后喷射到第二组汽缸24中的多于一个的汽缸中，例如远后喷射到两个汽缸或所有汽缸(在本示例中为三个汽缸)中。燃料喷射器46可以适当地形成电子喷射系统的一部分，该电子喷射系统可以包括控制燃料混合物、气门正时等的小型计算机或电子控制单元。电子控制单元可以收集诸如气压、进气温度等的传感器数据，基于这些数据来操作。这样的电子控制单元可以形成控制器40的一部分，或者可以从控制器40接收指令/输入信号。

EATS 36被布置成接收并处理未在EGR导管34中再循环的废气。EATS 36包括氧化催化剂48，用于远后喷射的燃料或其衍生物的燃烧。应当理解，EATS 36也可以包括其他部件，尽管没有示出。换句话说，未燃烧的燃料(例如包括碳氢化合物或其衍生物)在催化剂48上燃烧，从而增加温度。当控制器40已关闭第二EGR阀44时，来自第二组汽缸24的所有或基本上所有废气都流到EATS 36。

氧化催化剂48可以适当地是电加热氧化催化剂。可以提供单独的电加热器来加热催化剂48的基底，或者催化基底本身可以形成电加热器的一部分。电加热器可以适当地由任何能量存储装置供电，诸如牵引电池、辅助电池、蓄电池等。控制器40可以被配置成将氧化催化剂48加热到喷射燃料中存在的碳氢化合物的起燃温度。

在操作中，当控制器40确定废气的温度应该增加时，控制器40开始以温度增加操作模式操作内燃发动机系统20。在正常操作模式下，第一EGR阀38和第二EGR阀44两者都可以打开，然而，当切换到温度增加操作模式时，控制器40将关闭第二EGR阀44，并且当第二EGR阀44已经关闭时，控制器40将控制燃料喷射器46将燃料远后喷射到第二组汽缸24中的一个或多个汽缸中，使得未燃烧或至少部分地未燃烧的燃料离开第二组汽缸24并被输送到氧化催化剂48，在那里它们将燃烧。通过分离第一组汽缸22和第二组汽缸24并允许第一EGR阀38保持打开，实现了高效的温度增加，而不负面地影响EGR导管34中的再循环。因此，本发明提供了平衡正常操作模式和温度增加操作模式之间的灵活切换。

适当地，从EGR导管34输送到入口42的再循环废气流继续从所述入口42流到第一组汽缸22和第二组汽缸24两者。因此，尽管第二EGR阀44可以关闭并且在第二组汽缸24中执行远后喷射，但是来自第一组汽缸22的任何再循环气体可以适当地通过EGR导管被引导回到所有汽缸22、24(经由入口42)。

图3a和图3b是示出根据本发明的至少一些其他示例性实施例的内燃发动机系统的示意图。对应于已经结合图2的示例性实施例呈现的部件的内燃发动机系统的部件用相同的附图标记表示。

除了图2中呈现的部件之外，图3a中的内燃发动机系统20’和图3b中的内燃发动机系统20”还可以包括废气节流阀52。在图3a和图3b中，示出了废气节流阀52的两个备选位置。在至少一些示例性实施例中，如图3a所示，废气节流阀52可以位于涡轮50的下游(在图3a中，示出为位于涡轮50和氧化催化剂48之间)。在其他示例性实施例中，如图3b所示，废气节流阀52可以设置在阀38、44下游和涡轮50上游的废气导管54中。在任一情况下，控制器40可以被配置成控制废气节流阀52，以进一步控制到EGR导管34的流量。在第二种情况下(图3b)，即废气节流阀52设置在EGR阀38、44的下游和涡轮50的上游的情况下，控制器40也可以用于控制废气节流阀52，以平衡到涡轮50的流量。在其他示例性实施例中，甚至可以想到在涡轮50的上游提供两个节流阀(未示出)，每个EGR阀38、44一个。在这种情况下，一个节流阀将位于第一EGR阀38下游的第一废气支路58中，并且另一个节流阀将位于第二EGR阀44下游的第二废气支路60中。

图3a和图3b还示出了系统20’和20”可以包括流体连接到EGR导管的压缩机或泵56，其中，控制器40被配置成控制压缩机或泵56以控制EGR导管。因此，可以通过提供呈压缩机或泵56形式的附加流量控制部件来增加EGR导管34中的流量，当在进气口处的压力高于在到EGR导管34的废气歧管处的压力时，该附加流量控制部件可以驱动EGR流。

应当理解，尽管附图示出了部件的某些组合，但是这些仅仅是出于解释目的而示出的示例性实施例，并且其他实施例是容易想到的。例如，图3a和图3b中示出的各种部件(诸如泵56、涡轮50、节流阀52等)可以以各种方式组合，并且即使它们在同一附图中示出，也没有必要在实施例中包括所有特征。例如，在一些示例性实施例中，可以包括泵56，同时可以省略节流阀52。相反，在其他实施例中，可以包括一个或多个节流阀52，而省略泵56。在其他实施例中，节流阀52以及泵56可以被省略。

图4是示出根据本发明的至少一个示例性实施例的用于操作内燃发动机系统的方法100的图。内燃发动机系统例如可以与图2所示的系统一致和/或如本公开中的其他地方所述那样。

如图4所示，方法100包括：

-在第一步骤S1中，关闭第二EGR阀，从而防止废气从第二组汽缸流到EGR导管，以及

-在第二步骤S2中，当第二EGR阀关闭时，启动燃料喷射器，用于将燃料远后喷射到第二组汽缸中的至少一个汽缸中，使得离开第二组汽缸的燃料的至少一部分未燃烧。

图5是示出可以在用于操作内燃发动机系统的方法200的示例性实施例中实施的可选步骤S3-S8的图。应当理解，在一些示例性实施例中，几个可选步骤可以组合执行(或者同时执行，或者在不同的时间点执行)，并且在其他示例性实施例中，仅执行可选步骤中的一个或几个。因此，应当理解，尽管为了简单起见，可选步骤S3、S5、S6、S7和S8已经示出为并行步骤，但是这些可选步骤并不相互排斥，如将在下面进一步例示的。

因此，除了与图4中相同的第一步骤S1和第二步骤S2之外，以下步骤可以包括在方法200中。

如图5所示，方法200可以包括：

-在第三步骤S3中，确定期望的EGR流量，以及

-在第四步骤S4中，控制第一EGR阀的打开，使得期望的EGR流量从第一组汽缸再循环到内燃发动机的入口。

应当注意的是，尽管第三步骤S3和第四步骤S4示出为在第二步骤S2之后执行，但是在其他实施例中，第三步骤S3和第四步骤S4可以在第一步骤S1之前执行，或者在第一步骤S1和第二步骤S2之间执行，或者与步骤S1和S2中的任一个同时执行。

例如，当内燃发动机以正常操作模式操作时，第一EGR阀和第二EGR阀两者都可以打开。当确定系统应该切换到以温度增加操作模式操作时，可以执行第一步骤S1和第二步骤S2。第三步S3(即确定期望的EGR流量)在切换之前可能已经被执行(例如，通过预编程诸如图2中的控制器40的控制单元)。因此，当第二EGR阀在第一步骤S1中关闭时，第一EGR阀可能需要更大程度地打开，以补偿来自第二组汽缸的EGR流的损失。因此，在这种情况下，第四步骤S4可以例如与第一步骤S1同时或紧接在第一步骤S1之后执行。

图5还示出了可选的第五步骤S5，其中氧化催化剂被电加热到喷射的燃料中存在的碳氢化合物的起燃温度。同样，尽管这被示出为在步骤S1和S2之后执行，但是它可以在本发明方法中的任何时间执行。换句话说，电加热氧化催化剂的第五步骤S5可以在步骤S1-S4中的任一步骤之前执行或与该步骤同时执行。还应当注意，在一些示例性实施例中，第五步骤S5可以与第三步骤S3和第四步骤S4结合(以任何顺序或同时)执行，而在其他示例性实施例中，执行第五步骤S5，同时省略第三步骤S3和第四步骤S4。

图5还示出了该方法可以包括在第六步骤S6中控制压缩机或泵，以用于控制EGR单元中的流量。尽管这被示出为在步骤S1和S2之后执行，但是它可以在本发明方法中的任何时间执行。换句话说，电加热氧化催化剂的第六步骤S6可以在步骤S1-S5中的任一步骤之前执行或与该步骤同时执行。此外，应当注意，在一些示例性实施例中，第六步骤S6可以与第三步骤S3和第四步骤S4和/或第五步骤S5结合(以任何顺序或同时)执行，而在其他示例性实施例中，执行第六步骤S6，同时省略第三步骤S3和第四步骤S4和/或第五步骤S5。

如结合图2、图3a和图3b所讨论的，在一些示例性实施例中，废气节流阀可以设置在涡轮的下游，而在其他示例性实施例中，废气节流阀可以替代地设置在EGR阀下游和涡轮上游的废气导管中。如图5所示，在任一备选实施例中，该方法可以包括在第七步骤S7中控制废气节流阀，以进一步控制到EGR导管的流量。

在废气节流阀设置在EGR阀下游和涡轮上游的废气导管中的情况下，该方法可以包括在第八步骤S8中控制废气节流阀以平衡到涡轮的流量。

尽管第七步骤S7和第八步骤S8示出为在步骤S1和S2之后执行，但是它们可以在本发明方法中的任何时间执行。换句话说，第七步骤S7和第八步骤S8可以在步骤S1-S6中的任一个之前或同时执行。此外，应当注意，在一些示例性实施例中，第七步骤S7和第八步骤S8可以与第三步骤S3和第四步骤S4、第五步骤S5和/或第六步骤S6结合(以任何顺序或同时)执行，而在其他示例性实施例中，第七步骤S7和第八步骤S8可以在省略第三步骤S3和第四步骤S4、第五步骤S5和/或第六步骤S6的同时执行。

图4和图5所示方法的步骤可以通过以下方式执行：

-计算机程序，其包括程序代码装置，用于当所述程序在计算机上运行时执行所述步骤S1-S2和可选的所述步骤S3-S8，

-承载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码装置，用于当所述程序在计算机上运行时执行所述步骤S1-S2和可选的所述步骤S3-S8，和/或

-控制单元，其用于控制内燃发动机系统中的废气温度，诸如图2所示或如本公开的其他部分所公开的控制器40，该控制单元被配置成执行所述步骤S1-S2和可选的所述步骤S3-S8。

图6是示出根据本发明的至少一些另外的示例性实施例的内燃发动机系统20”’的示意图。对应于已经结合图2的示例性实施例呈现的部件的图6的内燃发动机系统20”’的部件用相同的附图标记表示。

因此，类似于图2的内燃发动机系统20，在图6的内燃发动机系统20”’中，第一EGR阀38提供用于控制废气从第一组汽缸22到EGR导管的流动。

类似于图2的内燃发动机系统20，在图6的内燃发动机系统20”’中，来自第二组汽缸24的废气可以被引导至EATS 36和/或EGR导管34。第二EGR阀44’能够由控制器40控制以关闭第二EGR阀44’(在这种情况下，来自第二组汽缸24的基本上所有废气都通过涡轮50传递到EATS 36)或者打开第二EGR阀44’以抽出废气，用于经由EGR导管34再循环到内燃发动机4的入口42。第二EGR阀44’可以适当地是与第一EGR阀38相同或相似的类型，尽管可以想到具有不同的阀类型。

不同于仅提供用于控制来自第二组汽缸24的废气的图2中的第二EGR阀44，在图6中，第二EGR阀44’提供用于控制来自第一组汽缸22和第二组汽缸24两者的废气。换句话说，控制器40可以通过控制第一EGR阀38和/或第二EGR阀44’来控制来自第一组汽缸22的废气的再循环。

应当理解，尽管图中仅示出了氧化催化剂48，但是每个图中的EATS36也可以适当地包括其他部件，诸如本申请中其他地方公开的那些部件。例如，EATS 36可以包括捕获烟灰和灰烬的颗粒过滤器，以及诸如在还原剂流体的帮助下将氮氧化物还原成氮的还原催化剂。此外，在至少一些示例性实施例中，图6中的内燃发动机系统20”’可以包括废气节流阀，诸如图3a至图3b所示。

应当理解，所讨论和示出的示例性实施例中的每一个都可以设置有EGR冷却器，尽管没有在所有附图中明确示出。然而，在图6中，明确示出了EGR冷却器70。在所示的示例性实施例中，通过第二EGR阀44’的废气到达EGR冷却器70上游的EGR导管34。然而，通过第一EGR阀38的废气在该示例性实施例中示出为到达EGR冷却器70下游的EGR导管34。因此，经由第一EGR阀38配置EGR冷却器旁路，由此有可能控制不应被冷却的再循环气体的量。未冷却的气体为汽缸提供了更热的进气，这又导致在冷启动时更热的废气。

控制器40可以适当地单独控制每个EGR阀38、44’。例如，当不需要更热的气体时，控制器可以关闭第一EGR阀38，并让来自第一组汽缸22和第二组汽缸24的废气经由第二EGR阀44’再循环。当要执行远后喷射时，控制器40关闭第二EGR阀44’，并根据当前情况可以可选地打开第一EGR阀38。

应当注意，在其他示例性实施例中，通过第一EGR阀38的废气可以替代地被布置成到达EGR冷却器70上游的EGR导管34。

应当理解，本发明不限于上文所述和附图所示的实施例；相反，本领域技术人员将认识到，在所附权利要求的范围内可以进行许多改变和修改。