[go: up one dir, main page]

CN107816406A - 用于减少排放的方法和系统 - Google Patents

用于减少排放的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107816406A
CN107816406A CN201710815876.5A CN201710815876A CN107816406A CN 107816406 A CN107816406 A CN 107816406A CN 201710815876 A CN201710815876 A CN 201710815876A CN 107816406 A CN107816406 A CN 107816406A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust
branch
turbine
valve
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710815876.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107816406B (zh
Inventor
张小钢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN107816406A publication Critical patent/CN107816406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107816406B publication Critical patent/CN107816406B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/10—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of engine coolants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the exhaust apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
    • F01N2340/06—Arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/03—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of low temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/06—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device at cold starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101—Three-way catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

本发明涉及用于减少排放的方法和系统，提供了用于操作车辆发动机中的分支排气组件以便增加催化剂效率并减少发动机排放的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括：在冷起动条件期间，使排气首先流动通过三元催化剂，然后流动通过底部转换器，然后流动通过热交换器，并且然后流动通过涡轮，每个排气部件容纳在分支排气组件上的不同分支上。在催化剂活化之后，排气可以首先流动通过涡轮，然后流动通过底部转换器，并且然后流动通过三元催化剂，并且在高发动机负荷期间，进入涡轮的排气可以被冷却以便减少涡轮上的热负荷。

Description

用于减少排放的方法和系统
技术领域
本发明整体涉及用于控制车辆发动机以减少发动机排放并回收排气热的 方法和系统。
背景技术
发动机可以用经由涡轮增压器提供的升压空气充气进行操作，其中进气 压缩机由排气涡轮驱动。然而，由于涡轮充当散热片，因此将涡轮放置在排 气系统中可以增加发动机冷起动排放。具体地，在发动机冷起动期间，发动 机排气热可在涡轮处被吸收，从而降低了在下游排气催化剂处接收的排气热 量。这样，这延迟了催化剂起燃。因此，为了激活排气催化剂，可能需要火 花延迟。与火花延迟使用相关联的燃料缺陷可抵消或甚至超过升压发动机操 作的燃料经济性效益。此外，在冷起动期间，由于低于阈值汽缸壁和活塞温 度，碳氢化合物排放可以增加。因此，可能需要向发动机供应热以增加汽缸 壁和活塞的温度。
因此，已经研发了各种方法来在升压发动机的冷起动条件期间加快达到 催化剂起燃温度。在Andrews的US 8234865中示出的一个示例方法涉及在冷 起动条件期间将排气经由绕过排气涡轮的通道朝向排气尾管输送。被动的热 操作阀用于调整通过该通道的排气流，该阀在低温条件期间(诸如冷起动期 间)打开。热操作阀包括基于温度变形从而调整阀的开口的双金属元件。通 过避开涡轮，可以将排气热直接传送到排气催化剂。
然而，本文发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，来 自排气的热可不被充分回收并且不能充分用于加快汽缸壁和活塞的加热。由 于产生的较低汽缸温度，可增加碳氢化合物排放。同样，由于排气绕过涡轮， 可存在涡轮起转(spin-up)延迟，从而导致涡轮迟滞和升压性能降低。此外， 在催化剂起燃之后，到达催化剂的无阻碍排气的温度可高于期望的温度。由 于催化剂表面上(诸如排气氧化催化剂或三元催化剂的表面上)的涂层，催 化剂可在较低排气温度下具有较高转化效率。高于到达催化剂的期望的排气 温度的温度可导致催化剂功能降低。
发明内容
本文发明人已经确认了一种方法，通过该方法可以至少部分地解决上述 问题。升压发动机的一个示例方法包括：在冷起动期间，使排气首先流动通 过三元催化剂，然后流动通过底部转换器(underbody converter)，然后流动通 过具有热交换器的排气旁通通道，并且然后流动通过涡轮；将来自排气的热 传递到循环通过热交换器的冷却剂；以及用在热交换器处回收的排气热加热 发动机汽缸和活塞。以这种方式，可以使用排气热来增加汽缸壁和活塞温度， 并且还加快催化剂起燃。
在一个示例中，涡轮增压的发动机系统可以配置有分支排气组件，其中 排气歧管下游的排气通道被分成至少三个分离的分支，每个分支形成不同的 流动路径。所述分支可以经由阀彼此互连，使得能够通过调节阀的位置来调 节排气沿每一个流动路径流动的顺序。不同的排气部件可以耦连到分支排气 组件的不同分支。例如，涡轮增压器的排气涡轮可以耦连到第一分支，底部 转换器可以耦连到第二分支，并且排气氧化催化剂(三元催化剂)可以耦连 到排气组件的第三分支。排气旁通通道还可以将发动机冷却剂系统耦连到涡轮增压器上游的第一分支，使得在第一分支中接收的排气可以被直接从涡轮 的上游传送到旁通通道中，而不经过涡轮。热交换器可以耦连在旁通通道中， 其中来自排气的热可以被传递到循环通过热交换器的冷却剂。可以使用对分 流阀(diverter valve)的位置的调节来控制经由旁通通道的排气流。在冷起动 条件期间，可以通过发动机控制器调节排气系统阀的位置，以使排气首先流 动通过催化剂，然后流动通过底部转换器，然后流动通过旁通通道，并且然 后流动通过涡轮。通过冷却剂循环通过热交换器而从排气提取的热可用于增 加汽缸壁和活塞温度。在催化剂起燃之后，可以调节阀的位置，以使排气首 先流动通过涡轮，然后流动通过底部转换器，并且然后流动通过催化剂。这 允许加快涡轮起转。在高发动机负荷条件期间，诸如在以升压操作时，可以 调节阀的位置，使得排气可以通过两个分离的流动路径被同时传送到尾管。 例如，排气的第一部分可以首先流动通过旁通通道，然后流动通过涡轮，然 后流动通过底部转换器，并且然后在经由尾管排出之前流动通过起燃催化剂。 排气的第二(其余的)部分可以首先流动通过涡轮，然后流动通过底部转换 器，并且然后在经由尾管排出之前流动通过起燃催化剂。被传送通过热交换 器的排气的所述部分可以基于发动机加热需求和发动机负荷被调节。同样， 在高发动机负荷条件期间，可以将冷却流体喷射到涡轮上游的排气流中，以 降低进入涡轮的排气的温度。
以这种方式，通过将排气传送通过分支排气组件的不同的流动路径，可 以在冷起动条件期间加快达到催化剂起燃温度，同时提取排气热并向发动机 提供升压。具体地，可以使排气流动通过热交换器、涡轮、排气催化剂和底 部转换器中的每一个，其中排气流通过部件的顺序基于工况进行调节。通过 在冷起动条件期间调节排气流以在使排气流动通过其余的排气部件之前将热 排气首先传送通过排气催化剂，并且然后传送通过热交换器，排气热可以有 效地用于加热催化剂和其他发动机部件。通过在催化剂活化之后调节排气流， 以在使排气流动通过其余的排气部件之前将热排气传送通过排气涡轮，减小 了涡轮迟滞，此外，降低了在催化剂处接收的排气的温度，从而改善了催化 剂转化效率。使用发动机冷却剂回收排气热的技术效果是对汽缸壁加热，并 且活塞可以被加速，并且可以减少碳氢化合物排放，特别是在冷起动条件期 间。通过经由排气组件中的多个流动路径传送排气，可以降低流动通过涡轮 的排气的温度，从而在高发动机负荷条件期间减少升压误差和涡流硬件故障 的可能性。此外，通过使用涡轮上游的冷却液体来降低排气温度，可以减少对涡轮硬件的损坏。总的来说，通过改变排气流通过排气部件的顺序并回收 排气热，可以改善升压发动机系统中的发动机效率、排放质量和燃料效率。
应当理解，提供上面的发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方 式中进一步描述的所选概念。这并不旨在确认所要求保护的主题的关键或必 要特征，所述主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主 题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出包括第一分支排气组件和排气热交换器的发动机系统的示例实 施例。
图2示出包括第二分支排气组件和排气热回收系统的发动机系统的示例 实施例。
图3A示出以第一模式操作的图1的第一分支排气组件的示例实施例。
图3B示出以第二模式操作的图1的第一分支排气组件的示例实施例。
图3C示出以第三模式操作的图1的第一分支排气组件的示例实施例。
图4A示出以第一模式操作的图2的第二分支排气组件的示例实施例。
图4B示出以第二模式操作的图2的第二分支排气组件的示例实施例。
图4C示出以第三模式操作的图2的第二分支排气组件的示例实施例。
图5示出说明可被实施用于调节通过第一分支排气组件和热交换器的排 气流的示例方法的流程图。
图6示出说明第一分支排气组件的不同操作模式的表。
图7示出第一分支排气组件的示例操作。
图8示出说明可被实施用于调节通过第二分支排气组件和排气热回收系 统的排气流的示例方法的流程图。
图9示出说明第二分支排气组件的不同操作模式的表。
图10示出第二分支排气组件的示例操作。
具体实施方式
以下描述涉及用于减少发动机排放并回收排气热同时向发动机系统提供 升压的系统和方法。包括分支排气组件的示例发动机系统在图1和图2中示 出。在图1的系统中，不同的热交换器用于回收排气热能以用于加热汽缸壁 和活塞。在图2的系统中，排气被传送通过发动机汽缸，其中循环冷却剂用 于将排气热传递到汽缸壁和活塞。图1-2的系统的不同操作模式参考图3A-3C 以及图4A-4C详细阐述。发动机控制器可被配置为执行控制程序，诸如图5 和图8的示例程序，以改变一个或多个系统阀的位置，从而分别调节通过图1 和图2的分支排气组件的排气流。图1和图2的分支排气组件的不同操作模 式分别在图6和图9中被制成表。图1和图2的系统的示例操作分别参考图7 和图10示出。
图1示意性示出包括发动机10的示例发动机系统100的各方面。在所描 绘的实施例中，发动机10为耦连到涡轮增压器13的升压发动机，涡轮增压 器13包括由涡轮116驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气沿进气通道42经 由空气净化器112被引入到发动机10中并流到压缩机114。压缩机可以是任 何合适的进气压缩机，诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在 发动机系统100中，压缩机114为经由轴(未示出)机械地耦连到涡轮116 的涡轮增压器压缩机，涡轮116通过使发动机排气膨胀而被驱动。
如图1所示，压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)18耦连到节流阀20。节流阀20耦连到发动机进气歧管22。压缩的空气充气从压缩机流动通过 增压空气冷却器18和节流阀到达进气歧管。在图1所示的实施例中，通过歧 管空气压力(MAP)传感器125感测进气歧管内的空气充气的压力。
一个或多个传感器可以耦连到压缩机114的入口。例如，温度传感器55 可以耦连到入口，以用于估计压缩机入口温度，并且压力传感器56可以耦连 到入口，以用于估计压缩机入口压力。作为另一个示例，湿度传感器57可以 耦连到入口，以用于估计进入压缩机的空气充气的湿度。其他传感器可以包 括例如空燃比传感器等。在其他示例中，可以基于发动机工况推断压缩机入 口条件(诸如湿度、温度、压力等)中的一个或多个。此外，当排气再循环 (EGR)被启用时，传感器可以估计包括在压缩机入口处接收的新鲜空气、 再循环压缩空气和排气残余物的空气充气混合物的温度、压力、湿度和空燃 比。
进气歧管22通过一系列进气门(未示出)耦连到一系列燃烧室30。燃烧 室经由一系列排气门(未示出)进一步耦连到排气歧管36。在一个实施例中， 排气门和进气门中的每一个可被电子致动或控制。在另一个实施例中，排气 门和进气门中的每一个可被凸轮致动或控制。无论是电子致动的还是凸轮致 动的，排气门和进气门打开和关闭的正时可根据需要针对期望的燃烧和排放 控制性能进行调节。
可以经由喷射器(未示出)向燃烧室30供应一种或多种燃料，诸如汽油、 醇燃料共混物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。经由直接喷射、进气道喷 射、节流阀体喷射或它们的任何组合可将燃料供应到燃烧室。在燃烧室中， 燃烧可经由火花点火和/或压缩点火开始。
如图1所示，排气歧管36可以通向分支排气组件150，其中排气通道103 被分成三个独立的分支，每个分支形成不同的流动路径。这三个分支彼此基 本平行地布置。分支可以经由两个四通阀117和115彼此流体连接，使得可 以经由对阀117和115中的每一个的位置的调节来调节排气流沿每一个流动 路径的顺序。第一四通阀117可以耦连到第一分支104的第一端、第二分支 102的第一端和第三分支106的第一端中的每一个。第二四通阀可以耦连到第 一分支104的第二端、第二分支102的第二端和第三分支106的第二端中的 每一个。独立的排气部件可以耦连到分支排气组件的每个分支。例如，涡轮 增压器13的排气涡轮116可以耦连到第一分支104，底部转换器118可以耦 连到第二分支102，并且三元催化剂(TWC)120可以耦连到排气组件150的 第三分支106。
排气旁通通道123可以耦连到涡轮116上游的分支排气组件150的第一 分支104。分流阀119可以在第一分支104和排气旁通通道123的接合部处耦 连，以用于调整从第一分支104进入旁通通道123中的排气流。在一个示例 中，分流阀119可以是连续可调节阀。在另一个示例中，分流阀119可以是 三通阀。旁通通道还可以包括用于冷却流动排气的热交换器122。排气可以经 由分流阀119和旁通通道123从第一分支104流动到邻近排气歧管的热交换 器122的第一端。止回阀可以耦连到热交换器122下游的旁通通道123，以便 单向排气流能够通过旁通通道从热交换器122的第二端到达第一分支104(并 且禁止排气流从第一分支104到达热交换器122的第二端)。热交换器可以经 由冷却泵130耦连到冷却贮存器132。来自冷却贮存器132的冷却剂可以循环 通过热交换器122，并且当排气经过热交换器122时，来自热排气的热可被传 递到冷却剂。在一个示例中，热交换器122可以是水-气交换器。在将热从排 气传递到冷却剂后，可以将温热的冷却剂经由第一冷却剂管路124和第二冷 却剂管路128循环到发动机，以便加热汽缸壁和活塞(根据需要)。在一个示 例中，来自热交换器122的冷却剂可以经由第一冷却剂管路124流动到围绕 每个汽缸30的冷却剂管道127，并且可将热从冷却剂传递到汽缸30。一旦热 已经从冷却剂传递，则冷却剂可以经由第二冷却剂管路128返回到热交换器 122。冷却剂也可以基于车辆舱室加热需求而循环通过加热器芯。
在冷起动条件(例如，第一条件)期间，可以调节阀117、115和119， 以使排气首先流动通过容纳三元催化剂120的第三分支106，然后流动通过容 纳底部转换器118的第二分支102，之后流动通过热交换器122，并且最后流 动通过容纳涡轮116的第一分支104。通过在使排气流动通过其余的排气部件 之前将热排气传送通过催化剂，可以在冷起动期间有效地将热传递到催化剂， 以加快达到催化剂起燃。通过使热排气流动通过热交换器122，排气热可以有 效地传递到循环通过热交换器和发动机汽缸的冷却剂，并且(从排气)提取 的热可以用于加热汽缸壁和活塞以及舱室加热。加热汽缸壁和活塞可导致冷 起动碳氢化合物排放减少。通过使排气流动通过涡轮116，即使在冷起动条件 期间也可以向发动机提供升压。在三元催化剂起燃(例如，第二条件)之后， 可以调节阀117、115和119，以使排气首先流动通过容纳涡轮116的第一分 支104，然后流动通过容纳底部转换器118的第二分支102，并且之后流动通 过容纳三元催化剂120的第三分支106。通过调节排气流以在使排气流动通过 其余的排气部件之前将热排气传送通过涡轮116，可以减小涡轮迟滞。此外， 可以降低在催化剂120处接收的排气的温度，从而提高催化剂转化效率。此 时，由于发动机温度高于阈值温度(引起催化剂活化)，因此可不再期望用于 汽缸和活塞加热的排气热回收，并且因此可不经由热交换器122传送排气。 在高于阈值负荷操作(第三条件)期间，可以调节阀117、115和119，以使 排气首先流动通过第一分支104。可以调节分流阀119的开度(角度)，以使 排气的第一部分可以从第一分支104的涡轮116的上游流入旁通通道123中。 然后，排气的第一部分可以在返回到第一分支104之前经由热交换器122流 动。以这种方式，排气的第一部分可以在热交换器122处被冷却，并且被间 接地传送通过涡轮116。同时，排气的第二部分可以被直接传送通过涡轮，从 而绕过热交换器。以这种方式，通过仅冷却进入涡轮的排气的一部分，可以 更好地控制进入涡轮116的排气的温度。因此，可以减少涡轮上的热负荷， 这可降低涡轮转速，并且继而可有助于降低涡轮系统部件损坏的可能性。离 开涡轮116的排气的第一部分和第二部分然后可以流动通过容纳底部转换器 118的第二分支102，并且之后流动通过容纳三元催化剂120的第三分支106。 第一部分与第二部分的比率可以基于驾驶员需求和升压误差而被调节，该调 节包括随着驾驶员需求增加而减少第一部分同时相应地增加第二部分，并且 随着升压误差增加而增加第一部分同时相应地减少第二部分，升压误差包括 实际升压与期望升压之间的差。基于第一部分与第二部分的估计的比率，可 以调节分流阀119的开度(角度)。离开分支排气组件150的经处理的排气的 全部或一部分可以经由排气通道103向下游流动，并且可以在经过消声器172 之后经由尾管105释放到大气中。对分支排气组件150的操作和结构的详细 描述将参照图3A、图3B、图3C、图5、图6和图7进行讨论。
在另一个示例实施例中，一个排气后处理装置可被配置为在排气流为稀 时从排气流捕集NOX，并且在排气流为富时还原捕集的NOX。在其他示例中， 排气后处理催化剂可被配置为歧化(disproportionate)NOX，或者在还原剂的 帮助下选择性地还原NOX。在其他实施例中，排气后处理催化剂可被配置为 氧化排气流中的残余碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这种功能的不同的 排气后处理催化剂可单独或一起布置在排气后处理级中的载体涂层(wash coat)中或其他地方。在一些实施例中，排气后处理级可包括可再生碳烟过滤器，其被配置为捕集和氧化排气流中的碳烟微粒。
排气再循环(EGR)通道180可以在分支排气组件150下游的位置处耦 连到排气通道103，以便将低压EGR(LP-EGR)从排气通道103中的涡轮116 的下游递送到压缩机114上游的进气歧管22。根据诸如发动机温度的工况， 排气残余物的一部分可经由排气再循环(EGR)阀52和EGR通道180转向 到压缩机114的入口。为了期望的燃烧和排放控制性能，可以打开EGR阀52 以允许受控量的排气到达压缩机入口。EGR阀52可以被配置为连续可变阀。然而，在可替代示例中，EGR阀52可以被配置为开/关阀。
一个或多个传感器可以耦连到EGR通道180，以便提供关于EGR的组成 和状况的细节。例如，可以提供用于确定EGR的温度的温度传感器，可以提 供用于确定EGR的压力的压力传感器，可以提供用于确定EGR的湿度或含 水量的湿度传感器，并且可以提供用于估计EGR的空燃比的空燃比传感器。 可替代地，EGR状况可以由耦连到压缩机入口的一个或多个温度传感器、压 力传感器、湿度传感器和空燃比传感器55-57推断。在一个示例中，空燃比传 感器57是氧传感器。
发动机系统100还可以包括控制系统14。控制系统14被显示为从多个传 感器16(其各种示例在本文中描述)接收信息并且向多个致动器18(其各种 示例在本文中描述)发送控制信号。作为一个示例，传感器16可以包括位于 分支排气组件150上游的排气传感器160、MAP传感器125、排气温度传感 器、排气压力传感器、发动机冷却剂温度传感器、压缩机入口温度传感器55、 压缩机入口压力传感器56、压缩机入口湿度传感器57和EGR传感器。其他 传感器诸如额外的压力传感器、温度传感器、空燃比传感器和组成传感器可 以耦连到发动机系统100的不同位置。致动器81可以包括例如节流阀20、EGR 阀52、四通阀117和115、分流阀119、止回阀121、冷却泵130和燃料喷射 器。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以从各种传感器接收输入 数据，处理该输入数据，并且基于对应于一个或多个程序在控制器中编程的 指令或代码而响应于处理过的输入数据来触发各种致动器。例如，基于诸如 发动机温度和发动机负荷的发动机工况，控制器12可以调整四通阀117和115 以及分流阀119的开口，以将排气引导通过分支排气组件150的不同流动路 径。参考图5描述示例控制程序。作为另一个示例，也可以基于发动机工况， 调节EGR阀52的开口，以将期望量的EGR从排气通道103吸入发动机进气 歧管中。
图1的发动机系统的可替代实施例在图2中示出，并且参考示例发动机 系统200在下面详细阐述。图2的排气旁通组件的不同操作模式参考图4A-4B 进行详细阐述。
现在转向图3A，示出了以第一操作模式操作图1的分支排气组件的示例 实施例300。在一个示例中，组件300是图1的组件150的实施例，并且因此 可以共享与已经针对分支排气组件150描述的特征和/或配置共同的特征和/ 或配置。
分支排气组件300设置在发动机排气歧管的下游和尾管上游的主排气通 道303上。在接合部305处，主排气通道303可以分成三个独立的分支，每 个分支形成不同的流动路径。第一四通阀117可以在三个分支中的每一个的 第一端(邻近排气歧管)处，特别是在接合部305处耦连到主排气通道303。 阀117可以被致动到两个不同位置中的一个位置，以便基于发动机工况来调 整通过三个分支的排气流的方向。第二四通阀115可以在三个分支中的每一 个的第二端(邻近尾管)处(在接合部307处)耦连到主排气通道303。阀 115可以定位在两种不同的配置中，以便基于发动机工况来调整通过三个分支 的排气流的方向。阀117和115流体地连接三个分支并且可以以配合的方式 致动以促进期望的排气流通过分支排气组件300。
第一入口管323可以起始于接合部305处的主排气通道303。第一入口管 323可以通向第一分支104。涡轮116可以容纳在第一分支104中。在一个示 例中，涡轮116可以是可变几何涡轮。在涡轮116的下游，第一出口管324 可以起始于第一分支104并且终止于排气组件300的接合部307。排气旁通通 道123可以耦连到涡轮116上游的第一分支104。分流阀119可以耦连到第一 分支104和旁通通道123的接合部。在一个示例中，分流阀119可以是连续 可调节阀，并且阀119的开度可以基于经过旁通通道123的期望排气流而被 调节。热交换器122可以容纳在旁通通道123中，并且止回阀可以耦连到热 交换器122下游的旁通通道123。第一冷却剂管路124和第二冷却剂管路128 可以将热交换器122耦连到围绕发动机汽缸的冷却剂管道。
主排气通道303的一部分可以构成第二分支102。第二分支(流动路径) 102可以起始于接合部305，并且可以终止于接合部307(与主排气通道303 合并)。底部转换器118可以容纳在第二分支102中。在可替代实施例中，对 于柴油发动机，柴油微粒过滤器(DPF)或选择性催化还原(SCR)装置可以 容纳在第二分支102中。第二入口管325可以起始于接合部305处的主排气 通道303。第二入口管325可以通向第三分支106。三元催化剂(TWC)120 可以容纳在第三分支106中。在催化剂120的下游，第二出口管326可以起 始于分支106并且终止于排气组件的接合部307。在可替代实施例中，对于柴 油发动机，柴油氧化催化剂可以容纳在第三分支106中。三个分支(流动路 径)104、102和106可以基本上彼此平行。
基于发动机工况和每个排气部件(涡轮、底部转换器和催化剂)的温度 要求，可以调节排气流经过每个部件的顺序，而不需要绕过任何部件。基于 与阀119配合的阀117、115的位置，可以将排气从主排气通道303传送通过 排气组件300的每个分支(以不同的顺序)。排气组件300可以基于所选择的 阀的位置以三种操作模式操作。
第一操作模式表示能够实现排气流控制的四通阀117和115以及分流阀 119的第一设置。在第一操作模式中，第一四通阀117可处于第一位置，第二 四通阀115可处于第一位置，并且分流阀119可处于完全打开位置。当在第 一操作模式中时，由于第一阀117的第一位置，经由主排气通道303向下游 流动的全部体积的排气可以在接合部305处进入第二入口管325。排气可以在 第一方向上(从邻近发动机排气歧管的TWC的第一端到邻近尾管的TWC的 第二端)从第二入口管325继续流动通过容纳在排气组件300的第三分支106 中的三元催化剂(TWC)120。在离开TWC 120之后，排气经由第三分支106 继续向下游流入第二出口管326。由于第二阀115的第一位置，在到达接合部 307后，排气可以在第二方向上(从邻近尾管的底部转换器的第二端到邻近发 动机排气歧管的底部转换器的第一端)被传送通过容纳在第二分支102中的 底部转换器118。本文中，排气流通过第二分支的第二方向与排气流通过第一 分支和第三分支中的每一个的第一方向相反。在离开底部转换器118之后， 排气继续经由第二分支102朝向接合部305流动。在接合部305处，排气然 后可以进入第一入口管323。排气可以从第一入口管323进入第一分支104。 由于分流阀119的打开位置，排气可能不能经由第一分支104继续向下游流 动，并且可以被改为传送到旁通通道123中。排气然后可以流动通过容纳在 旁通通道123中的热交换器122，并且重新进入涡轮上游的第一分支104。冷 却剂可以循环通过热交换器，以从流动通过热交换器122的排气提取热。经 由回收的排气热加热的冷却剂然后可以经由第一冷却剂管路124被传送到围 绕发动机汽缸的冷却剂管道。在经由冷却剂管道围绕发动机汽缸流动之后， 冷却剂可以经由第二冷却剂管路128返回到热交换器。
排气然后可以在排气流的第一方向上(从邻近发动机排气歧管的涡轮的 第一端到邻近尾管的涡轮的第二端)流动通过容纳在排气组件300的第一分 支104中的涡轮116。在离开涡轮116之后，排气可以经由第一分支104继续 向下游流入第一出口管324。在(经由第一出口管324)到达接合部307后， 排气可以离开分支排气组件300并且可以经由主排气通道303继续向下游朝 向尾管流动。
分支排气组件可以在冷起动条件期间以第一操作模式(如上所述)操作。 通过调节排气流以在使排气流动通过其余的排气部件(涡轮116和底部转换 器118)之前将热排气首先传送通过TWC 120，可以有效地将排气热传递到 催化剂，从而加快催化剂活化。因此，热排气可以有效地用于增加TWC温度， 减少对火花延迟的需要，从而提高发动机的燃料效率。通过更快地达到TWC 120的起燃温度，可以改善冷起动排放质量。通过使排气流动通过热交换器， 来自排气的热可以被回收并用于加热汽缸壁和活塞，这也可以减少冷起动碳氢化合物的排放。此外，通过在冷起动条件期间将排气传送通过涡轮116，可 以减少涡轮起转的延迟，从而减少涡轮迟滞并增强升压发动机性能。
图3B示出了在第二操作模式中的图3A的排气旁通组件300的示例实施 例的示意图350。先前在图3A中介绍的部件被类似地编号并且不再重新介绍。
第二操作模式表示能够实现排气流控制的四通阀117和115以及分流阀 119的第二设置。在第二操作模式中，第一四通阀117可处于第二位置，第二 四通阀115可处于第二位置，并且分流阀119可处于关闭位置。当处于第二 操作模式中时，由于第一阀117的第二位置，经由主排气通道303向下游流 动的全部体积的排气可以在接合部305处进入第一入口管323。由于分流阀 119的关闭位置，可以阻挡旁通通道123的入口，并且排气不可进入旁通通道 123。因此，排气可以在第一方向上(从邻近发动机排气歧管的涡轮的第一端 到邻近尾管的涡轮的第二端)从第一入口管323继续流动通过容纳在排气组 件300的第一分支104中的涡轮116。在离开涡轮116之后，排气经由第一分 支104继续向下游流到第一出口管324上。由于第二阀115的第二位置，在 到达接合部307后，排气可以在第二方向上(从邻近尾管的底部转换器的第 二端到邻近发动机排气歧管的底部转换器的第一端)被传送通过容纳在第二 分支102中的底部转换器118，第二方向与第一方向相反。在离开底部转换器118之后，排气经由第二分支102继续朝向接合部305流动。在接合部305处， 排气然后可以进入第二入口管325。排气可以在第一方向上(从邻近发动机排 气歧管的TWC的第一端到邻近尾管的TWC的第二端)从第二入口管325流 动通过容纳在排气组件300的第三分支106中的三元催化剂(TWC)120。在 离开TWC 120之后，排气可以经由第三分支106继续向下游流到第二出口管 326上。在(经由第二出口管326)到达接合部307后，排气可以离开分支排 气组件300，并且可以经由主排气通道303继续向下游朝向尾管流动。
一旦TWC 120被完全激活(在达到起燃温度之后)并且当可不再期望排 气热回收来增加发动机温度时，可以以第二操作模式(如上所述)操作分支 排气组件。在此期间，发动机负荷可以为低/中等的，并且发动机温度可以较 高。通过调节排气流以将热排气首先传送通过涡轮116，可以在低介质负荷区 域中增强升压性能。一旦排气经过涡轮116，排气的温度就可下降。由于在催 化剂表面上的涂层，TWC 120可以在较低排气温度下具有较高的转化效率。 因此，到达TWC 120的低温排气(经过涡轮116之后)可引起TWC 120的最 佳性能。
图3C示出在第三操作模式中的排气旁通组件300的示例实施例的示意图 380。第三操作模式表示能够实现排气流控制的四通阀117和115以及分流阀 119的第三设置。在第三操作模式中，第一四通阀117和第二四通阀中的每一 个可以保持在第二位置，同时分流阀119可以偏移到部分打开位置。在分流 阀119的部分打开位置中，阀119的开度可以基于经过旁通通道123和第一 分支104的期望排气流进行调节。当在第三操作模式中时，由于第一阀117 的第二位置，经由主排气通道303向下游流动的排气可以首先进入第一分支 104。由于分流阀119的部分打开位置，排气的第一部分可以进入旁通通道123， 并且在返回到第一分支104且在第一方向上(从邻近发动机排气歧管的涡轮 的第一端到邻近尾管的涡轮的第二端)流动通过涡流116之前流动通过热交 换器。同时，排气的第二部分可以被直接传送通过涡轮(也在第一方向上)， 从而绕过具有热交换器的旁通通道。第一部分与第二部分的比率可以基于驾 驶员需求和升压误差来确定，并且可以通过调节分流阀119的位置来调节该 比率。基于第一部分与第二部分的估计的比率，可以调节分流阀119的开度。
在离开涡轮116之后，排气(包括组合的第一部分和第二部分)经由第 一分支104继续向下游流到第一出口管324。由于第二阀115的第二位置，在 到达接合部307后，排气可以在第二方向上(从邻近尾管的底部转换器的第 二端到邻近发动机排气歧管的底部转换器的第一端)被传送通过容纳在第二 分支102中的底部转换器118。在离开底部转换器118之后，排气经由第二分 支102继续朝向接合部305流动。在接合部305处，排气然后可以进入第二 入口管325。排气可以在第一方向上(从邻近发动机排气歧管的TWC的第一 端到邻近尾管的TWC的第二端)从第二入口管325继续流动通过容纳在排气 组件300的第三分支106中的三元催化剂(TWC)120。在离开TWC 120之 后，排气可以经由第三分支106继续向下游流到第二出口管326上。在到达 接合部307(经由第二出口管326)后，排气可以离开分支排气组件300，并 且可以经由主排气通道303继续向下游朝向尾管流动。
在高发动机负荷的条件期间，可以以第三操作模式(如上所述)操作分 支排气组件。在这种情况下，通过同时使排气经由排气组件的两个流动路径 流动，排气的第一部分可以在经过涡流116之前被冷却。以这种方式，通过 冷却进入涡轮的排气的一部分，可以更好地控制到达涡轮的排气的温度，并 且可以减少涡轮上的热负荷，这继而可以降低涡轮转速。通过降低经过涡轮 116的排气的温度，可以减少对涡轮部件的硬件损坏。排气的第一部分与第二 部分的比率可以基于驾驶员需求和/或升压误差。在一个示例中，由于驾驶员 需求的增加，第一部分可以减少，并且第二部分可以相应地增加。在另一个 示例中，由于驾驶员需求的减少，第一部分可以增加，并且第二部分可以相 应地减少。在又一个示例中，在较大的升压误差期间，第二部分可以增加， 使得较大体积的热排气在进入涡轮之前可以被冷却，从而减少升压误差。升 压误差可以基于期望升压与实际升压之间的差而被确定。因此，在高负荷条 件下，可以保持升压性能，而不需要额外的废气门和通道。以这种方式，基 于发动机工况和每个部件的温度要求，排气可以被传送通过分支排气系统300 中的所有三个部件。
作为示例，从第一模式转变到第二模式可以响应于三元催化剂120的活 化，从第二模式转变到第三模式可以响应于所需扭矩的增加(例如，高于阈 值发动机负荷)，并且从第三模式转变到第一模式可以响应于发动机关闭请 求。以这种方式，可以使用多个多通阀来调整通过在以不同模式操作的分支 排气组件中的不同流动路径的排气流。
如上所述的图1的分支排气组件的操作的三个示例模式在图6中被制成 表。表600的行602示出如图3A所述的第一模式中的分支排气组件的操作， 行604示出如图3B所述的第二模式中的分支排气组件的操作，并且行606示 出如图3C所述的第三模式中的分支排气组件的操作。
继续参考图2，示例发动机系统200是图1所示的发动机系统100的可替 代实施例。先前在图1中介绍的部件被类似地编号并且不再重新介绍。类似 于图1的实施例，图2的发动机系统200还可包括用于控制发动机操作的控 制系统14。如图2中所见，发动机系统200包括分支排气组件250。
在该实施例中，排气歧管36可以通向分支排气组件250，其中排气通道 103被分成三个独立的分支，每个分支形成不同的流动路径。分支可以经由两 个四通阀217和215彼此流体连接，使得可以经由对每个阀的位置的调节来 调节排气流沿每个流动路径的顺序。独立的排气部件可以耦连到分支排气组 件的每个分支。例如，涡轮增压器13的排气涡轮116可以耦连到第一分支204， 底部转换器118可以耦连到第二分支202，并且三元催化剂(TWC)120可以 耦连到排气组件250的第三分支206。
第一排气通道222和第二排气通道226可以耦连到涡轮116上游的第一 分支204。第一排气通道222和第二排气通道226可以将围绕每个汽缸30的 排气管道229耦连到第一分支204。第一三通阀219可以在第一分支和第一排 气通道222的接合部处耦连到第一分支204，并且第二三通阀220可以耦连到 第二排气通道226和排气管道229的接合部。排气管道229可以与冷却剂管 道127同心，使得当排气流动通过排气管道229时，来自排气的热可被传递 到流过其中的冷却剂。来自第一分支204的排气可以经由第一排气通道222 被传送通过排气管道229，并且在流动通过排气管道229之后，排气可经由第 二排气通道226返回到第一分支204。冷却剂管路224可以经由第二三通阀 220耦连到冷却剂管道127。冷却泵230、冷却贮存器232和散热器234可以 容纳在冷却剂管路224中。来自冷却贮存器232的冷却剂可以经由泵230循 环通过冷却剂管路224和冷却剂管道127。在不期望排气热增加发动机温度的 条件期间，热可以经由散热器234消散到大气中。
喷射器221可以耦连到第一三通阀219上游的第一分支204。为了在到达 涡轮之前将排气温度降低到期望温度，可以将诸如冷水的冷却流体喷射到排 气流。
在冷起动条件(第一条件)期间，可以调节阀217、215、219和220，以 使排气首先流动通过容纳三元催化剂120的第三分支206，然后流动通过容纳 底部转换器118的第二分支202，并且之后流动通过排气管道229，并且最后 流动通过容纳涡轮116的第一分支204。通过在使排气流动通过其余的排气部 件之前将热排气首先传送通过催化剂，可以有效地将热传递到催化剂，以加 快达到催化剂起燃。通过使热排气流动通过排气管道229，排气热可以有效地 传递到循环通过冷却剂管道127的冷却剂，并且(从排气)提取的热可以用 于加热汽缸壁和活塞。加热汽缸壁和活塞可导致冷起动碳氢化合物排放减少。 通过使排气流动通过涡轮116，即使在冷起动条件下也可以向发动机提供升 压。在催化剂活化(第二条件)之后，可以调节阀217、215、219和220，以 使排气首先流动通过容纳涡轮116的第一分支204，然后流动通过容纳底部转 换器118的第二分支202，并且之后流动通过容纳三元催化剂120的第三分支 106。通过调节排气流以在使排气流动通过其余的排气部件之前将热排气传送 通过涡轮116，可以减小涡轮迟滞。此外，可以降低在催化剂120处接收的排 气的温度，从而提高催化剂转化效率。此时，由于发动机温度已增加到高于 阈值温度(引起催化剂活化)，因此可不再期望用于汽缸和活塞加热的排气热 回收，并且因此可不经由排气管道229传送排气。在高发动机负荷条件(第 三条件)期间，排气可以继续首先被传送通过容纳涡轮116的第一分支204， 然后被传送通过容纳底部转换器118的第二分支202，并且之后被传送通过容 纳三元催化剂120的第三分支106。然而，为了降低进入涡轮的排气的温度， 可以将诸如水的冷却流体经由喷射器221喷射到涡轮上游的排气流。以这种 方式，通过冷却进入涡轮的排气，可以减少涡轮上的热负荷，这可降低涡轮 转速，并且继而可有助于减少对涡轮部件的硬件损坏的可能性。离开分支排 气组件250的经处理的排气的全部或一部分可以经由排气通道103向下游流 动，并且可以在经过消声器172之后经由尾管105释放到大气中。对分支排 气组件250的操作和结构的详细描述将参照图4A、图4B、图4C、图8、图9 和图10进行讨论。
图4A进一步详细阐述了在图2中介绍的分支排气组件，并且示出以第一 操作模式操作分支排气组件的示例实施例400。在一个示例中，组件400是图2的组件250的实施例，并且因此可以共享与已经针对分支排气组件250描述 的特征和/或配置的共同的特征和/或配置。
分支排气组件400设置在发动机排气歧管的下游和尾管的上游的主排气 通道403上。在接合部405处，主排气通道403可以分成三个独立的分支， 每个分支形成不同的流动路径。第一四通阀217可以在三个分支中的每一个 的第一端(邻近排气歧管)处，特别是在接合部405处耦连到主排气通道403。 阀217可以被致动到两个不同位置中的一个，以便基于发动机工况来调整通 过三个分支的排气流的方向。第二四通阀215可以在三个分支中的每一个的 第二端(邻近尾管)处(在接合部407处)耦连到主排气通道403。阀215可 以定位在两种不同的配置中，以便基于发动机工况来调整通过三个分支的排 气流的方向。阀217和215流体地连接三个分支，并且可以以配合的方式致 动以促进期望的排气流通过分支排气组件400。
第一入口管423可以起始于接合部405处的主排气通道403。第一入口管 423可以通向第一分支204。涡轮116可以容纳在第一分支204中。在一个示 例中，涡轮116可以是可变几何涡轮。在涡轮116的下游，第一出口管424 可以起始于第一分支204并且终止于排气组件400的接合部407。第一排气通 道222和第二排气通道226可以耦连到涡轮上游的第一分支204。第一三通阀 219可以在第一分支204和第一排气通道222的接合部处耦连到第一分支204。 第一排气通道222和第二排气通道226中的每一个可以耦连到排气管道229。 排气管道可以与可围绕发动机汽缸的冷却剂管道(诸如图2中的冷却剂管道 127)同心。冷却剂可以经由冷却剂管路224流动通过冷却剂管道。第二三通 阀220可以在第二排气通道226和排气管道229的接合部处耦连到第二排气 通道226。可以将三通阀219和220中的每个定位在两种不同的配置中，以便 调整通过排气管道229的排气流。
主排气通道403的一部分可以构成第二分支202。第二分支(流动路径) 202可以始于接合部405，并且可以终止于接合部407(与主排气通道403合 并)。底部转换器118可以容纳在第二分支202中。在可替代实施例中，对于 柴油发动机，柴油微粒过滤器(DPF)或选择性催化还原(SCR)装置可以容 纳在第二分支202中。第二入口管425可以起始于接合部405处的主排气通 道403。第二入口管425可以通向第三分支206。三元催化剂(TWC)120可 以容纳在第三分支206中。在催化剂120的下游，第二出口管426可以起始 于分支206并且终止于排气组件的接合部407。在可替代实施例中，对于柴油 发动机，柴油氧化催化剂可以容纳在第三分支206中。三个分支(流动路径) 204、202和206可以基本上彼此平行。
基于发动机工况和每个排气部件(涡轮、底部转换器和催化剂)的温度 要求，可以调节排气流通过所述部件中的每一个的顺序，而不需要绕过任何 部件。基于阀117、115、119和220的位置，可以将排气从主排气通道403 传送通过排气组件400的分支中的每一个(以不同的顺序)。排气组件400可 以以三种操作模式操作。
因此，第一操作模式表示能够实现排气流控制的四通阀217和215以及 三通阀219和220的第一设置。在第一操作模式中，第一四通阀217可处于 第一位置，第二四通阀215可处于第一位置，第一三通阀219可处于第一位 置，并且第二三通阀219也可处于第一位置。当处于第一操作模式中时，由 于第一阀217的第一位置，经由主排气通道403向下游流动的全部体积的排 气可以在接合部405处进入第二入口管425。排气可以在第一方向上(从邻近发动机排气歧管的TWC的第一端到邻近尾管的TWC的第二端)从第二入口 管425继续流动通过容纳在排气组件400的第三分支206中的三元催化剂 (TWC)120。在离开TWC 120之后，排气经由第三分支206继续向下游流 入第二出口管426。由于第二阀215的第一位置，在到达接合部407后，排气 可以在第二方向上(从邻近尾管的底部转换器的第二端到邻近发动机排气歧 管的底部转换器的第一端)被传送通过容纳在第二分支202中的底部转换器 118。本文中，排气流的第二方向与第一方向相反。在离开底部转换器118之 后，排气继续经由第二分支202朝向接合部405流动。在接合部405处，排 气然后可以进入第一入口管423。排气可以从第一入口管423进入第一分支 204。由于第一三通阀219的第一位置，排气可不经由第一分支204继续向下 游流动，并且可以被传送以进入第一排气通道222。由于第二三通阀220的第 一位置，来自第一排气通道222的排气可循环通过排气管道229，并且然后经 由第二排气通道226返回到第一分支204。在排气流动通过排气管道229期间， 冷却剂可以经由冷却剂管路224和围绕汽缸的冷却剂回路循环，以从排气提 取热。
在返回到第一分支204之后，排气然后可以在第一方向上(从邻近发动 机排气歧管的涡轮的第一端到邻近尾管的涡轮的第二端)流动通过容纳在排 气组件400的第一分支204中的涡轮116。在离开涡轮116之后，排气可以经 由第一分支204继续向下游流入第一出口管424。在到达接合部407(经由第 一出口管424)后，排气可以离开分支排气组件400，并且可以经由主排气通 道403继续向下游朝向尾管流动。
分支排气组件可以在冷起动条件期间以第一操作模式(如上所述)操作。 通过调节排气流以在使排气流动通过其余的排气部件(涡轮116和底部转换 器118)之前将热排气首先传送通过TWC 120，可以有效地将排气热传递到 催化剂，从而加快催化剂活化。因此，热排气可以有效地用于增加TWC温度， 减少对火花延迟的需要，从而提高发动机的燃料效率。通过更快地达到TWC 120的起燃温度，可以改善排放质量。通过使排气流动通过排气管道229，来 自排气的热可以被回收并用于加热汽缸壁和活塞，这可以减少冷起动碳氢化 合物的排放。此外，通过在冷起动条件期间将排气传送通过涡轮116，可以减 少涡轮起转的延迟，从而减小涡轮迟滞并增强升压性能。
图4B示出在第二操作模式中的排气旁通组件400的示例实施例的示意图 450。先前在图4A中介绍的部件可以被类似地编号并且不再重新介绍。
第二操作模式表示能够实现排气流控制的四通阀217和215以及三通阀 219和220的第二设置。在第二操作模式中，第一四通阀217可处于第二位置， 第二四通阀215可处于第二位置，第一三通阀219可处于第二位置，并且第 二三通阀220也可处于第二位置。当在第二操作模式中时，由于第一阀217 的第二位置，经由主排气通道403向下游流动的全部体积的排气可以在接合 部405处进入第一入口管423。由于三通阀219的第二位置，可以阻挡第一排 气通道222的入口，并且排气不可进入第一排气通道222。因此，排气可以在 第一方向上(从邻近发动机排气歧管的涡轮的第一端到邻近尾管的涡轮的第 二端)从第一入口管423继续流动通过容纳在排气组件400的第一分支204 中的涡轮116。在离开涡轮116之后，排气经由第一分支204继续向下游流到 第一出口管424上。由于第二阀215的第二位置，在到达接合部407后，排 气可以在第二方向上(从邻近尾管的底部转换器的第二端到邻近发动机排气 歧管的底部转换器的第一端)被传送通过容纳在第二分支202中的底部转换 器118。在离开底部转换器118之后，排气经由第二分支202继续朝向接合部 405流动。在接合部405处，排气然后可以进入第二入口管425。排气可以在 第一方向上(从邻近发动机排气歧管的TWC的第一端到邻近尾管的TWC的 第二端)从第二入口管425流动通过容纳在排气组件400的第三分支206中 的三元催化剂(TWC)120。在离开TWC 120之后，排气可以经由第三分支 206继续向下游流到第二出口管426上。在到达接合部407(经由第二出口管 426)后，排气可以离开分支排气组件400，并且可以经由主排气通道403继 续向下游朝向尾管流动。
一旦TWC 120被完全激活(在达到起燃温度之后)并且可不再期望排气 热回收来增加发动机温度，可以以第二操作模式(如上所述)操作分支排气 组件。在此期间，发动机负荷可为低/中等的，并且发动机温度可较高。通过 调节排气流以将热排气首先传送通过涡轮116，可以在低介质负荷区域中增强 升压性能。一旦排气经过涡轮116，排气的温度就可下降。由于在催化剂表面 上的涂层，TWC 120可以在较低排气温度下具有较高的转化效率。因此，到 达TWC 120的低温排气(经过涡轮116之后)可导致TWC 120的最佳性能。
图4C示出在第三操作模式中的排气旁通组件400的示例实施例的示意图 480。第三操作模式表示能够实现排气流控制的四通阀217和215以及三通阀 219和220的第三设置。在第三操作模式中，第一四通阀217可处于第二位置， 第二四通阀215可处于第二位置，第一三通阀219可处于第二位置，并且第 二三通阀220也可处于第二位置。当处于第三操作模式时，由于第一阀217 的第二位置，经由主排气通道403向下游流动的全部体积的排气可以在接合 部405处进入第一入口管423。由于三通阀219的第二位置，可以阻挡第一排 气通道222的入口，并且排气不可进入第一排气通道222。在涡轮的上游，冷 却流体可以经由喷射器221喷射到排气流。在一个示例中，冷却流体可以为 冷水。冷却流体可降低进入涡轮的排气的温度。冷却器排气可以在第一方向 上(从邻近发动机排气歧管的涡轮的第一端到邻近排气管的涡轮的第二端) 继续流动通过容纳在排气组件400的第一分支204中的涡轮116。在离开涡轮 116之后，排气经由第一分支204继续向下游流到第一出口管424上。由于第 二阀215的第二位置，在到达接合部407后，排气可以在第二方向上(从邻 近尾管的底部转换器的第二端到邻近发动机排气歧管的底部转换器的第一 端)被传送通过容纳在第二分支202中的底部转换器118。在离开底部转换器 118之后，排气经由第二分支202继续朝向接合部405流动。在接合部405处， 排气然后可以进入第二入口管425。排气可以在第一方向上(从邻近发动机排 气歧管的TWC的第一端到邻近尾管的TWC的第二端)从第二入口管425流 动通过容纳在排气组件400的第三分支206中的三元催化剂(TWC)120。在 离开TWC 120之后，排气可以经由第三分支206继续向下游流到第二出口管 426上。在到达接合部407(经由第二出口管426)后，排气可以离开分支排 气组件400，并且可以经由主排气通道403继续向下游朝向尾管流动。
在高发动机负荷的条件期间，可以以第三操作模式(如上所述)操作分 支排气组件。在这种情况下，通过冷却进入涡轮的排气，可以减少涡轮上的 热负荷，这继而可以降低涡轮转速和对涡轮部件的硬件损坏的可能性。以这 种方式，基于发动机工况和每个部件的温度要求，排气可以被传送通过分支 排气系统400中的所有三个部件。
在图4A至图4C所示的示例模式中，从第一模式转变到第二模式可以响 应于三元催化剂120的活化而发生，从第二模式转变到第三模式可以响应于 所需扭矩的增加(例如，高于阈值发动机负荷)而发生，并且从第三模式转 变到第一模式可以响应于发动机关闭请求而发生。
如上所述的图2的分支排气组件的操作的三个示例模式在图9中被制成 表。表900的行902示出如图4A所述的第一模式中的分支排气组件的操作， 行904示出如图4B所述的第二模式中的分支排气组件的操作，并且行906示 出如图4C所述的第三模式中的分支排气组件的操作。
以这种方式，图1、图2、图3A-3C和图4A-4C的系统提供发动机系统， 其包括：发动机，其包括排气歧管；踏板位置传感器；分支排气组件，其具 有第一分支、第二分支、第三分支、旁通通道、第一阀、第二阀和第三阀； 涡轮增压器，其具有耦连到分支排气组件的第一分支的涡轮，所述涡轮连接 到压缩机；底部转换器，其耦连到排气组件的第二分支；三元催化剂，其耦 连到排气组件的第三分支；热交换器，其耦连到旁通通道，该热交换器流体 地耦连到发动机冷却剂系统；发动机冷却剂温度传感器，其耦连到发动机冷 却剂系统；以及控制器，其具有存储在非瞬时存储器上的计算机可读指令， 所述指令用于：经由发动机冷却剂温度传感器和踏板位置传感器中的一个或 多个估计发动机温度和发动机负荷；根据估计的发动机温度和发动机负荷选 择使排气流动通过涡轮、底部转换器和三元催化剂中的每一个的顺序；以及 根据所选择的排气流的顺序致动第一阀、第二阀和第三阀中的每一个，以经 由第一分支、第二分支和第三分支中的每一个使排气流动通过涡轮、底部转 换器和三元催化剂中的每一个。
图5示出可以被实施用于经由分支排气组件(诸如图1和图3A-3C的组 件)的不同流动路径调节排气流的示例方法500。用于实施方法500和本文包 括的其余方法的指令可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合 从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1所述的传感器)接收的信号来执 行。根据下述方法，控制器可以使用发动机系统的发动机致动器来调节发动 机操作。
在502处，该程序包括估计和/或测量当前发动机工况。评估的条件可包 括例如发动机温度、发动机负荷、发动机转速、歧管真空、节气门位置、排 气压力、排气空燃比等。
在504处，该程序包括确定车辆发动机是否在冷起动条件下操作。当在 发动机长时间禁用之后起动发动机时，并且当发动机温度低于阈值时，可以 确认发动机冷起动条件。阈值可以基于容纳在排气组件(诸如图3A中的排气 组件300)的分支中的三元催化剂的起燃温度。在达到起燃温度之前，催化剂 可能无法有效地起作用，从而在此期间增加排放。冷起动条件也可以从低于 阈值环境温度推断。
在冷起动条件期间，为了加快达到催化剂起燃温度，可以首先将热排气 传送通过催化剂，而不是使热排气流动经由可充当散热片的涡轮(降低到达 催化剂的排气的温度)，并且也在此时，可期望加热发动机汽缸和活塞。因此， 如果确认了发动机冷起动条件，则该程序移动到506，以便以第一操作模式操 作排气组件。如参考图3A所述的以第一模式操作包括将位于排气组件上游的 排气通道中的第一四通阀或阀_1(诸如图3A中的阀117)偏移到第一位置， 以及将位于排气组件下游的排气通道中的第二四通阀或阀_2(诸如图3A中的阀115)偏移到第一位置。此外，在与旁通通道的接合部处耦连到第一分支的 分流阀或阀_3(诸如图3A中的阀119)可以被致动到完全打开位置。
在508处，通过将排气组件设置为第一操作模式，经由主排气通道向下 游流动的全部体积的排气可以进入入口(第二)管(诸如图3A中的第二入口 管325)，并且继续流动通过容纳在排气组件的第三分支(诸如图3A中的第 三分支106)中的三元催化剂(TWC)(诸如图3A中的三元催化剂120)。在 TWC处，可以利用来自排气的热来增加TWC的温度。通过加快达到TWC 起燃温度，可以改善排放质量。在离开TWC之后，排气可以经由第三分支继 续向下游流到出口(第二)管(诸如图3A中的第二出口管326)上。从出口 管上，可以将排气传送通过容纳在排气组件的第二分支(诸如图3A中的第二 分支102)中的底部转换器(诸如图3A中的底部转换器118)。在离开底部转 换器之后，排气可以经由入口(第一)管(诸如图3A中的第一入口管323) 流动通过容纳在旁通通道(诸如图3A中的旁通通道123)中的热交换器(诸如图3A中的热交换器122)，并且然后流动通过容纳在排气组件的第一分支 (诸如图3A中的第一分支104)中的涡轮(诸如图3A中的涡轮116)。通过 使排气流动通过涡轮，即使在冷起动条件期间也可以向发动机提供升压。在 离开涡轮之后，排气可以经由第一分支继续向下游流到出口(第一)管(诸 如图3A中的第一出口管324)并且从出口管可以离开排气组件。
通过调节排气流以在使排气流动通过其余的排气部件(涡轮和底部转换 器)之前首先将热排气传送通过TWC，可以有效地将排气热传递到催化剂， 从而加快催化剂活化。以这种方式，热排气可以有效地用于增加TWC温度， 而不需要火花延迟，从而提高发动机的燃料效率。通过使排气流动通过热交 换器，来自排气的热可以被循环通过热交换器的冷却剂回收，并且回收的排 气热可以用于加热汽缸壁和活塞。通过增加汽缸壁和活塞的温度，可以减少 来自发动机的碳氢化合物排放。此外，通过将排气传送通过涡轮，可以减少 涡轮起转的任何延迟，从而减小涡轮迟滞并增强升压性能。在离开排气组件 之后，在510处，排气可以朝向尾管流动。在经过消音器之后，可以将排气 释放到大气中。
如果(在504处)确定发动机不在冷起动条件下操作，则可以推断出足 够热，其中催化剂已经达到起燃温度并且针对排放控制有效地起作用。在512 处，该程序包括确定发动机负荷是否高于阈值负荷。阈值负荷可以对应于峰 值发动机负荷，超过该峰值发动机负荷，由于流动通过涡轮的热排气的体积 增加，可存在涡轮部件损坏的可能性。
如果发动机负荷低于阈值负荷，则该程序移动到514，以便以第二操作模 式操作排气组件。如参考图3B所述的，以第二模式操作包括将第一四通阀(阀 _1)偏移到第二位置，将第二四通阀(阀_2)偏移到第二位置，以及还将分 流阀(阀_3)致动到完全关闭位置。
在516处，通过将排气组件设置为第二操作模式，经由主排气通道向下 游流动的全部体积的排气可以进入第一入口管，并且继续流动通过容纳在排 气组件的第一分支中的涡轮。通过使热排气流动通过涡轮，可以向发动机提 供期望的增压。此外，当排气流动通过涡轮时，排气的温度降低。在离开涡 轮之后，排气经由第一分支继续向下游流动到第一出口管上。排气可以从第 一出口管被传送通过容纳在第二分支中的底部转换器。在离开底部转换器之 后，排气可以经由第二入口管继续朝向容纳在第三分支中的TWC流动。经过TWC的排气的温度比在这种模式下进入涡轮的排气的温度更低，从而有利于 TWC的最佳性能。在离开TWC之后，排气可经由第二出口管离开分支排气 组件。
通过调节排气流以首先将热排气传送通过涡轮，可以增强升压性能，并 且还可以降低排气的温度。由于催化剂表面上的涂层，低温排气可以有利于 TWC的较高转化效率。在离开排气组件(以第二模式操作)之后，在522处， 排气可朝向尾管流动。在经过消音器之后，可将排气释放到大气中。
如果(在512处)确定发动机负荷高于阈值负荷，则该程序移动到518， 以便以第三操作模式操作排气组件。如参考图3C所述的，以第三模式操作包 括将第一四通阀(阀_1)和第二四通阀(阀_2)维持在第二位置，以及调节 分流阀的开口以改变热排气相对于流动通过涡轮的冷却排气的比率。调节分 流阀的开口包括将分流阀(阀_3)偏移到部分打开位置。在一个示例中，阀 _3可以是连续可调节阀，并且在第三位置中，阀_3的开度可以基于在流动通 过涡轮之前经由热交换器转向的排气的目标分数/部分(fraction)来调节，目 标分数基于当前升压压力相对于期望升压压力(即升压误差)来确定，期望 升压压力基于发动机转速和负荷以及驾驶员需求扭矩。
在520处，通过将排气组件设置为第三操作模式，经由主排气通道向下 游流动的全部体积的排气可经由第一入口管进入第一分支。排气的第一部分 可以进入旁通通道，并且流动通过热交换器，其中来自排气的热可以被传递 到循环通过热交换器的冷却剂。在离开热交换器之后，排气可以重新进入涡 轮上游的第一分支，并且然后流动通过涡轮。排气的第二(剩余)部分可以 直接流动通过涡轮。排气的第一部分和第二部分可以在涡轮的上游组合，并 且经由第一分支向下游流动到第一出口管上。，排气可以从第一出口管被传送通过容纳在第二分支中的底部转换器。在离开底部转换器之后，排气可以经 由第二入口管继续朝向容纳在第三分支中的TWC流动。经过TWC的排气的 温度可较低，从而有利于TWC的最佳性能。在离开TWC之后，排气可经由 第二出口管离开分支排气组件。通过经由排气组件中的多个流动路径传送排 气，可以降低流动通过涡轮的排气的温度，从而在高发动机负荷条件期间减 少升压误差以及涡轮硬件故障的可能性。
相对于被直接传送到涡轮中而不经过热交换器的排气的分数，经由热交 换器传送以在进入涡轮之前被冷却的排气的分数可以基于发动机工况和升压 需求来确定。也就是说，排气的第一部分与第二部分的比率可以基于诸如驾 驶员需求扭矩和升压误差的参数。在一个示例中，当驾驶员需求增加时，分 流阀的开度可减小。通过减小阀_3的开口，递送到涡轮的冷却排气的第一部 分可以相对于递送到涡轮的热排气的第二部分减少，从而改善涡轮的起转时 间和达到扭矩的时间。在较低的驾驶员需求条件期间，可以增加分流阀(阀 _3)的开度，以将较大体积的冷却排气经由热交换器传送到涡轮中。这允许 涡轮转速和升压输出的更快减小，并且减少对过量废气门排放的需求。在一 个示例中，通过改变冷却排气与热排气的比率，减少了在发动机系统中对废 气门阀的需求，从而在成本和控制复杂度方面提供了减少组件的益处。作为 另一个示例，在由于期望升压低于实际升压而存在升压误差的条件期间(例 如，在松加速器踏板期间)，可以通过增加分流阀的开口来增加通过涡轮的冷 却排气的第一部分，以快速降低升压误差并避免压缩机喘振。
在离开排气组件(以第三模式操作)之后，在522处，排气的第一部分 和第二部分中的每一个可以在涡轮的上游组合，并且组合流可以在经过涡轮 之后被引导向尾管。在经过尾管中的消音器之后，可将全部体积的排气释放 到大气中。
以这种方式，可以调节第一四通阀、第二四通阀和分流阀中的每一个， 以使排气经由第一分支、第二分支和第三分支中的每一个流动通过涡轮、底 部转换器和三元催化剂中的每一个，其中排气流动的顺序基于发动机温度和 发动机负荷。
图7示出说明图1的分支排气组件的操作的示例性操作顺序700。基于发 动机工况和每个部件的温度要求确定通过具有不同部件的不同流动路径的排 气流的方向。水平标记(x轴)表示时间，并且竖直标记t1-t5标识在排气旁 通组件系统的操作中的显著时间。
第一曲线(线704)示出相对于阈值负荷(如虚线705所示)经由踏板位 置传感器估计的发动机负荷的变化。第二曲线(线706)示出相对于阈值温度 (如虚线707所示)经由发动机冷却剂温度传感器估计的发动机温度的变化。 第三曲线(线708)示出随着时间推移涡轮转速的变化。虚线709示出当未经 由分支排气组件调整通过涡轮的排气流时的涡轮转速。虚线710表示阈值涡 轮转速，高于该阈值涡轮转速，涡轮硬件可受影响。第四曲线(线712)示出 在分支排气组件的上游耦连到排气通道的第一四通阀(阀_1)的位置。第五 曲线(线714)示出在分支排气组件的下游耦连到排气通道的第二四通阀(阀 _2)的位置。第六曲线(线716)示出在与旁通通道的接合部处耦连到分支系 统的第一分支的连续可变分流阀(阀_3)的开口。
在时间t1之前，在其间车辆未被推进的禁用周期之后，发动机从停止起 动。由于发动机温度低于阈值温度707，发动机可在冷起动条件下起动。在此 期间，发动机可以以低于阈值发动机负荷(低于阈值负荷705)来操作。低于 阈值温度时，发动机可不足够温热以进行TWC活化。由于冷起动条件，耦连 到排气组件的第三分支的TWC(诸如图1中的TWC 120)可没有达到其起燃 温度。为了加快催化剂温热，控制器可以将第一阀(阀_1)和第二阀(阀_2) 中的每一个致动到它们相应的第一位置，以将热排气首先传送通过TWC。作 为所选择的阀设置的结果，全部体积的热排气可以首先流动通过TWC，其中 可以利用来自排气的热来增加TWC温度。在离开TWC之后，排气可以流动 通过耦连到排气组件的第二分支的底部转换器(诸如图1中的底部转换器 118)。此外，分流阀(阀_3)可以被致动到完全打开位置，以在全部量的排 气流动通过涡轮之前经由耦连到旁通通道的热交换器传送全部量的排气。来自排气的热可以被传递到循环通过热交换器的冷却剂。加热的冷却剂循环通 过发动机缸体，随着发动机温度的相应增加包括围绕汽缸壁和活塞循环。在 流动通过热交换器之后，排气可以流动通过涡轮(诸如图1中的涡轮116)。 因此，涡轮可以开始起转，并且涡轮转速逐渐增加。
在时间t1处，发动机温度可超过阈值温度(707)，从而表明TWC已经 达到起燃温度并被激活。此时，可不期望进一步的发动机加热。为了将较低 温度的排气传送通过TWC(为了提高TWC的转化效率)同时提供期望的升 压，第一阀(阀_1)和第二阀(阀_2)中的每一个可以偏移到它们相应的第 二位置。分流阀(阀_3)可以被致动到完全关闭位置。在时间t1和t2之间， 由于给定的阀设置，全部体积的热排气可以首先流动通过涡轮(不经过热交 换器)，其中排气可用于进一步旋转涡轮并满足升压需求。如果在冷起动条件 期间没有将排气传送通过涡轮，则在t1之前涡轮将不会起转(如曲线709所 示)，并且达到期望涡轮转速(对应于期望升压)的时间可更高。因此，通过 在时间t1之前启动涡轮起转，可以减少达到扭矩的时间。到达TWC的排气 温度可由于在流动通过涡轮之后到达TWC的排气而较低。因此，可以有利于 TWC的最佳性能。此外，通过调节排气流以在使排气流动通过其余的排气部件之前将热排气传送通过涡轮，可以减小涡轮迟滞。
在时间t2处，由于驾驶员需求的增加，发动机负荷增加到高于阈值负荷。 由于较高的负荷条件，在时间t2和t3之间，排气温度和体积可充分增加，并 且可不将全部体积的热排气传送通过涡轮，以便减少升压误差并避免损坏涡 轮增压器部件。因此，在此期间，为了同时经由两个流动路径传送排气，可 以调节分流阀(阀_3)的开口，以将排气的第一部分从第一分支转向到旁通 通道中并通过热交换器，以便降低排气的第一部分的温度。同时，排气的第 二(剩余)部分可以直接流动通过涡轮。在经过热交换器之后，第一部分然 后返回到第一分支并与第一分支中的热排气的第二部分混合，然后使混合物 流动通过涡轮。由于进入涡轮的排气的第一部分的温度降低，到达涡轮的排 气混合物的温度降低。这使得涡轮的转速能够降低并保持低于阈值速度，同 时递送期望的升压压力。排气的第一部分与第二部分的比率可以基于诸如驾 驶员需求和升压误差的参数。阀_3的开度可以基于估计的比率进行调节。因 此，当驾驶员需求下降并且升压压力增加(实际升压高于期望升压)时，可 以增加递送到涡轮的冷却排气的第一部分与热排气的第二部分的比率。排气 的第一部分和第二部分可以在涡轮上游的第一分支处组合，并且然后流动通 过涡轮。在离开涡轮之后，排气可以流动通过底部转换器，并且然后流动通 过TWC。由于在经过涡轮(其中功从排气热中提取)之后到达TWC的排气 温度较低，可以有利于TWC的最佳性能。
在时间t3处，由于驾驶员需求的增加，发动机负荷可进一步增加。响应 于较高的驾驶员需求，可以增加涡轮的转速以提供期望的升压。为了提高涡 轮转速，可以增加直接递送到涡轮的热排气的第二部分，并且相应地，可以 减少在进入涡轮之前由热交换器冷却的排气的第一部分。流动通过热交换器 的排气的第一部分可以通过减小阀_3的开口而减少。在时间t3和t4之间，由 于通过热交换器的排气流减少，到达涡轮的排气温度可增加，这继而可增加 涡轮转速。然而，更新的涡轮转速可以继续保持在阈值以下。作为示例，在 时间t2和t4之间，如果排气的一部分在进入涡轮之前未被冷却，如线709所 示，则涡轮转速可已经增加到高于阈值水平，从而增加涡轮硬件损坏的可能 性。
以这种方式，在高负荷条件期间，通过使排气同时经由排气组件的两个 流动路径流动，排气的一部分可以在进入涡轮之前被冷却，从而降低涡轮硬 件损坏的可能性。
在时间t4处，接收到发动机关闭请求，响应于该请求，发动机加注燃料 中止并且发动机减速旋转至停止。因此，发动机转速和发动机负荷可降低。 响应于发动机关闭请求，阀_1和阀_2中的每一个可以被致动到它们相应的第 一位置，并且阀_3可以被完全打开。阀_1和阀_2中的每一个的第一位置以及 阀_3的完全打开位置可以是发动机关闭期间阀的默认设置。在时间t4和t5 之间，发动机继续关闭，并且发动机温度未被测量。
在时间t5处，接收发动机重新起动请求，响应于该请求，发动机从停止 起动。本文中，发动机在发动机温度高于阈值温度707的较短持续时间之后 被重新起动。因此，发动机可以在热起动条件下起动。由于重新起动时发动 机温度较高，阀_1和阀_2可以被致动到它们相应的第二位置，并且阀_3可以 被完全关闭。由于给定的阀设置，全部体积的热排气可以首先流动通过涡轮， 并且可导致到达下游排气部件的排气温度的降低。在离开涡轮后，较低温度 的排气可流动通过底部转换器，并且然后流动通过TWC，从而改善TWC性 能。在时间t5之后，排气组件可以在该模式下继续操作。
以这种方式，通过调节耦连到具有第一分支、第二分支和第三分支的分 支排气系统的多个阀的位置，每个分支容纳不同的排气部件，在使排气流动 通过不同排气部件中的每一个时，可以改变排气流通过不同排气部件的顺序。
图8示出可被实施用于经由分支排气组件(诸如图2和图4A-4C的组件) 的不同流动路径调节排气流的示例方法800。
在802处，该程序包括估计和/或测量当前发动机工况。评估的条件可包 括例如发动机温度、发动机负荷、发动机转速、歧管真空、节气门位置、排 气压力、排气空燃比等。
在804处，该程序包括确定车辆发动机是否在冷起动条件下操作。当在 发动机长时间禁用之后起动发动机时，并且当发动机温度低于阈值时，可以 确认发动机冷起动条件。阈值可以基于容纳在排气组件(诸如图4A中的排气 组件400)的分支中的三元催化剂的起燃温度。在达到起燃温度之前，催化剂 可能无法有效地起作用，从而在此期间增加排放。冷起动条件也可以从低于 阈值环境温度推断。
在冷起动条件期间，为了加快达到催化剂起燃温度，可以首先将热排气 传送通过催化剂，而不是使热排气经由可充当散热片的涡轮流动(降低到达 催化剂的排气的温度)，并且也在此时，可期望加热发动机汽缸和活塞。因此， 如果确认了发动机冷起动条件，则该程序移动到806，以便以第一操作模式操 作排气组件。如参考图4A所述的，以第一模式操作包括将位于排气组件上游 的排气通道中的第一四通阀或阀_1(诸如图4A中的阀217)偏移到第一位置， 将位于排气组件下游的排气通道中的第二四通阀或阀_2(诸如图4A中的阀215)偏移到第一位置。此外，在与第一排气通道的接合部处耦连到第一分支 的第一三通阀或阀_3(诸如图4A中的阀219)和位于排气管道与第二排气通 道(诸如图4A中的第二排气通道226)的接合部处的第二三通阀或阀_4(诸 如图4A中的阀220)可以偏移到它们相应的第一位置。
在808处，通过将排气组件设置为第一操作模式，经由主排气通道向下 游流动的全部体积的排气可以进入入口(第二)管(诸如图4A中的第二入口 管425)，并且继续流动通过容纳在排气组件的第三分支(诸如图4A中的第 三分支206)中的三元催化剂(TWC)(诸如图4A中的三元催化剂120)。在 TWC处，可以利用来自排气的热来增加TWC的温度。通过加快达到TWC 起燃温度，可以改善排放质量。在离开TWC之后，排气可以经由第三分支继 续向下游流动到出口(第二)管(诸如图4A中的第二出口管426)上。排气 可以从出口管上被传送通过容纳在排气组件的第二分支(诸如图4A中的第二 分支202)中的底部转换器(诸如图4A中的底部转换器118)。在离开底部转 换器之后，排气流可以经由入口(第一)管(诸如图4A中的第一入口管423) 进入排气组件的第一分支(诸如图4A中的第一分支204)，并且然后流动通 过围绕发动机汽缸的排气管道(诸如图4A中的排气管道)，其中来自排气的 热可被传递到经冷却剂管道循环通过汽缸的冷却剂。在(经由排气管道)流 动通过发动机之后，排气然后可以流动通过容纳在第一分支中的涡轮(诸如 图3A中的涡轮116)。通过使排气流动通过涡轮，即使在冷起动条件期间也 可以向发动机提供升压。在离开涡轮之后，排气可以经由第一分支继续向下 游流动到出口(第一)管(诸如图4A中的第一出口管424)并且从出口管可 以离开排气组件。
通过调节排气流以在使排气流动通过其余的排气部件(涡轮和底部转换 器)之前首先将热排气传送通过TWC，可以有效地将排气热传递到催化剂， 从而加快催化剂活化。以这种方式，热排气可以有效地用于增加TWC温度， 而不需要火花延迟，从而提高发动机的燃料效率。通过使排气流动通过排气 回路并将热传递到冷却剂，来自排气的热可用于加热汽缸壁和活塞。通过增 加汽缸壁和活塞的温度，可以减少来自发动机的碳氢化合物排放。此外，通 过将排气传送通过涡轮，可以减少涡轮起转的任何延迟，从而减小涡轮迟滞 并增强升压性能。在离开排气组件之后，在810处，排气可以朝向尾管流动。 在经过消音器之后，可以将排气释放到大气中。
如果(在804处)确定发动机在冷起动条件下不操作，则可以推断出催 化剂已经达到起燃温度并且针对排放控制有效地起作用。在812处，该程序 包括确定发动机负荷是否高于阈值负荷。阈值负荷可以对应于峰值发动机负 荷，超过该峰值发动机负荷，由于流动通过涡轮的热排气的体积增加，可存 在涡轮部件损坏的可能性。
如果发动机负荷低于阈值负荷，则该程序移动到814，以便以第二操作模 式操作排气组件。如参考图4B所述的，以第二模式操作包括将第一四通阀(阀 _1)、第二四通阀(阀_2)、第一三通阀(阀_3)和第二三通阀(阀_4)中的 每一个偏移到它们相应的第二位置。
在816处，通过将排气组件设置为第二操作模式，经由主排气通道向下 游流动的全部体积的排气可以进入第一入口管，并且继续流动通过容纳在排 气组件的第一分支中的涡轮。通过使热排气流动通过涡轮，可以向发动机提 供期望的升压。此外，当排气流动通过涡轮时，排气的温度降低。在离开涡 轮之后，排气经由第一分支继续向下游流动到第一出口管上。，排气可以从第 一出口管上被传送通过容纳在第二分支中的底部转换器。在离开底部转换器 之后，排气可以经由第二入口管继续朝向容纳在第三分支中的TWC流动。经过TWC的排气的温度比在这种模式下进入涡轮的排气的温度更低，从而有利 于TWC的最佳性能。在离开TWC之后，排气可经由第二出口管离开分支排 气组件。
通过调节排气流以首先将热排气传送通过涡轮，可以增强升压性能，并 且还可以降低排气的温度。由于催化剂表面上的涂层，低温排气可以有利于 TWC的较高转化效率。在离开排气组件(以第二模式操作)之后，在822处， 排气可朝向尾管流动。在经过消音器之后，可将排气释放到大气中。
如果(在812处)确定发动机负荷高于阈值负荷，则该程序移动到818， 以便以第三操作模式操作排气组件。如参考图4C所述的，以第三模式操作包 括将第一四通阀(阀_1)、第二四通阀(阀_2)、第一三通阀(阀_3)和第二 三通阀(阀_4)中的每一个维持在第二位置，以及致动耦连到涡轮上游的第 一分支的喷射器(诸如图4A中的喷射器221)来启动对排气流的冷却流体喷 射。
在820处，通过将排气组件设置为第三操作模式，经由主排气通道向下 游流动的全部体积的排气可进入第一入口管，并且继续流动通过容纳在排气 组件的第一分支中的涡轮。进入涡轮的排气可通过经由喷射器喷射到排气流 中的冷却流体而被冷却。在一个示例中，冷却流体可为水。所喷射的冷却流 体的量可基于排气温度和升压需求。例如，控制器可确定发送给冷却流体喷 射器致动器的控制信号，诸如基于排气温度和升压需求的确定而确定的信号 的脉冲宽度。排气温度可以基于经由排气温度传感器的测量的排气温度，或基于诸如发动机转速、发动机负荷等的工况来确定。升压需求也可基于诸如 发动机转速、发动机负荷等的发动机工况来估计。控制器可通过直接考虑确 定的排气温度和升压需求的确定来确定脉冲宽度，并且可替代地，控制器基 于使用查找表的计算来确定脉冲宽度，在查找表中，输入为排气温度和升压 需求，并且输出为脉冲宽度。在一个示例中，所喷射的冷却流体的量可随着 排气温度的增加而增加。在另一个示例中，所喷射的冷却流体的量可随着升 压需求的增加而减少。通过使冷却器排气经由涡轮流动，可以减少在高发动 机负荷条件期间升压误差和涡轮硬件故障的可能性。在离开涡轮之后，排气 经由第一分支继续向下游流动到第一出口管上。排气可从第一出口管上被传 送通过容纳在第二分支中的底部转换器。在离开底部转换器之后，排气可经 由第二入口管继续朝向容纳在第三分支中的TWC流动。在离开TWC之后， 排气可经由第二出口管离开分支排气组件。
在离开排气组件(以第三模式操作)之后，在822处，排气的第一部分 和第二部分中的每一个可以朝向尾管流动。在经过消音器之后，可将全部体 积的排气释放到大气中。
图10示出说明图2的分支排气组件的操作的示例性操作顺序1000。基于 发动机工况和每个部件的温度要求来确定通过具有不同部件的不同流动路径 的排气流的方向。水平标记(x轴)表示时间，并且竖直标记t1-t5标识在排 气旁通组件系统的操作中的显著时间。
第一曲线(线1002)示出相对于阈值负荷(如虚线1003所示)经由踏板 位置传感器估计的发动机负荷的变化。第二曲线(线1004)示出相对于阈值 温度(如虚线1005所示)经由发动机冷却剂温度传感器估计的发动机温度的 变化。第三曲线(线1006)示出随着时间推移涡轮转速的变化。虚线1007示 出当未经由分支排气组件调整通过涡轮的排气流时的涡轮转速。虚线1008表 示阈值涡轮转速，高于该阈值涡轮转速，可存在损坏涡轮部件的可能性。第 四曲线(线1010)示出在分支排气组件的上游耦连到排气通道的第一四通阀 (阀_1)的位置。第五曲线(线1012)示出在分支排气组件的下游耦连到排 气通道的第二四通阀(阀_2)的位置。第六曲线(线1014)示出在与第一排 气通道的接合部处耦连到分支系统的第一分支的分流阀(阀_3)的位置。第 七曲线(线1016)示出耦连到排气管道和第二排气通道的接合部的三通阀(阀 _4)的位置。第八曲线(线1018)示出经由喷射器对涡轮上游的排气流的冷 却流体喷射。
在时间t1之前，在其间车辆未被推进的禁用周期之后，发动机从停止起 动。由于发动机温度低于阈值温度1005，发动机可在冷起动条件下起动。在 此期间，发动机可以以低于阈值发动机负荷(低于阈值负荷1003)来操作。 低于阈值温度时，发动机可不足够温热以进行三元催化剂(诸如图2中的TWC 120)活化。由于冷起动条件，耦连到排气组件的第三分支的TWC(诸如图2 中的TWC 120)可能未达到其起燃温度。为了加快催化剂温热，控制器可以 将第一阀(阀_1)和第二阀(阀_2)中的每一个致动到它们相应的第一位置， 以将热排气首先传送通过TWC。作为所选择的阀设置的结果，全部体积的热 排气可以首先流动通过TWC，其中可以利用来自排气的热来增加TWC温度。 在离开TWC之后，排气可以流动通过耦连到排气组件的第二分支的底部转换 器(诸如图2中的底部转换器118)。此外，第一三通阀(阀_3)和第二三通 阀(阀_4)可以偏移到它们相应的第一位置，以在全部量的排气流动通过涡 轮之前经由排气通道和围绕发动机汽缸的排气管道传送该全部量的排气。当 排气流动通过排气管道时，来自排气的热可以被传递到循环通过包围排气管 道的冷却剂管道的冷却剂，并且回收的热可以用于增加汽缸壁和活塞的温度。 在流动通过(围绕汽缸的)排气管道之后，排气可以返回到分支组件的第一 分支，并且然后流动通过涡轮(诸如图2中的涡轮116)。在涡轮处，可以提 供期望的升压以供发动机操作。
在时间t1处，发动机温度可超过阈值温度(1005)，从而表明TWC已经 达到起燃温度并被激活。此时，可不期望进一步的发动机加热。因此，由于 催化剂表面上的涂层，催化剂可以在较低的排气温度下具有较高的转化效率。 为了将较低温度的排气传送通过TWC(为了提高TWC的转化效率)，第一阀 (阀_1)、第二阀(阀_2)、第一三通阀(阀_3)和第二三通阀(阀_4)中的 每一个可以偏移到它们相应的第二位置。在时间t1和t2之间，由于给定的阀设置，全部体积的热排气可以首先流动通过涡轮，其中排气可用于进一步旋 转涡轮并满足升压需求。如果在冷起动条件期间没有将排气传送通过涡轮， 则在t1之前涡轮将不会起转(如曲线1007所示)，并且达到期望涡轮转速(对 应于期望升压)的时间更高。因此，通过在时间t1之前启动涡轮起转，可以 减少达到扭矩的时间。到达TWC的排气温度可由于在流动通过涡轮之后到达 TWC的排气而较低。因此，可以有利于TWC的最佳性能。此外，通过调节排气流以在使热排气流动通过其余的排气部件之前将热排气传送通过涡轮， 可以减小涡轮迟滞。
在时间t2处，由于驾驶员需求的增加，发动机负荷增加到高于阈值负荷。 由于较高的负荷条件，在时间t2和t3之间，排气温度和体积可充分增加，并 且可不将全部体积的热排气传送通过涡轮，以便减少升压误差并避免损坏涡 轮增压器部件。因此，在此期间，为了降低进入涡轮的排气的温度，可以将 一定量的冷却流体(如线C1所示)喷射到涡轮上游的排气流。由于进入涡轮 的排气的温度降低，可以将涡轮转速维持在阈值速度以下。所喷射的冷却流 体的量可基于驾驶员需求和升压误差而调节。以这种方式，通过在进入涡轮之前冷却排气，可以减少涡轮硬件损坏的可能性。
在时间t3处，由于驾驶员需求的增加，发动机负荷可进一步增加。响应 于较高的驾驶员需求，可以增加涡轮的转速以提供期望的升压。在时间t3和 t4之间，(与在时间t2和t3之间喷射的量C1相比)可以将较低量(如线C2 所示)的冷却流体喷射到进入涡轮的排气流。由于进入涡轮的排气较温热， 可以增加涡轮转速，然而，更新的涡轮转速可以继续保持在阈值以下。作为 示例，在时间t2和t4之间，如果排气的一部分在进入涡轮之前未被冷却，如 线1007所示，则涡轮转速可已经增加到高于阈值水平，从而增加涡轮硬件损 坏的可能性。
在时间t4处，接收到发动机关闭请求，响应于该发动机关闭请求，发动 机加注燃料中止并且发动机减速旋转至停止。因此，发动机转速和发动机负 荷可降低。响应于发动机关闭请求，阀_1、阀_2和阀_3中的每一个可以偏移 到它们相应的第一位置。三个阀中的每一个的第一位置可以是发动机关闭期 间阀的默认设置。在时间t4和t5之间，发动机继续关闭，并且发动机温度未 被测量。在时间t5处，接收到发动机重新起动请求，响应于该发动机重新起 动请求，发动机从停止起动。本文中，发动机在发动机温度高于阈值温度1005 的较短持续时间之后被重新起动。因此，发动机可以在热起动条件下起动。 由于重新起动时发动机温度较高，因此四个阀(阀_1、阀_2、阀_3和阀_4) 中的每一个可以偏移到它们相应的第二位置。由于给定的阀设置，全部体积 的热排气可以首先流动通过涡轮，其中可以向发动机提供升压，并且还可以 降低排气温度。在离开涡轮后，较低温度的排气可流动通过底部转换器，并 且然后流动通过TWC。在时间t4之后，排气组件可以在该模式下继续操作。
以这种方式，通过在分支排气组件的不同分支(和旁通通道)中容纳不 同的排气部件，可以改变通过部件的排气流。例如，可以改变排气流的顺序， 并且可以至少部分地绕过一个或多个部件，而不管它们相对于彼此的顺序。 通过使排气流动通过容纳在分支排气组件的不同分支上的不同排气部件，可 以在冷起动条件期间加快达到催化剂起燃温度同时向发动机提供升压。可以 传送排气，以基于发动机工况和相应部件的温度要求在不同方向上流动通过 排气部件中的每一个。在冷起动条件期间回收排气热的技术效果是可以在冷 起动排放相应减少的情况下加快发动机加热。此外，通过在涡轮上游适时地 喷射冷却流体，可以控制流动通过涡轮的排气的温度，特别是在较高发动机 负荷的条件期间，从而减少对涡轮硬件的损坏。总的来说，通过调节排气流 通过每个排气部件的顺序，可以改善发动机效率、排放品质、发动机性能和 燃料效率。
在一个示例中，一种方法包括：在冷起动期间，使排气首先流动通过三 元催化剂，然后流动通过底部转换器，然后流动通过具有热交换器的排气旁 通通道，并且然后流动通过涡轮；将来自排气的热传递到循环通过热交换器 的冷却剂；以及用在热交换器处回收的排气热加热发动机汽缸和活塞。前述 示例方法还包括：另外地或可选地，在三元催化剂起燃之后，使排气首先流 动通过涡轮，然后流动通过底部转换器，并且然后流动通过三元催化剂；以 及在高于阈值负荷操作期间，使排气的第一部分首先流动通过热交换器，然 后流动通过涡轮，流动通过底部转换器，并且最后流动通过三元催化剂，并 且同时使排气的第二部分首先流动通过涡轮，然后流动通过底部转换器，并 且最后流动通过三元催化剂，从而绕过热交换器。在任何或全部前述示例中， 第一部分与第二部分的比率另外地或可选地基于驾驶员需求和升压误差来调 节，所述调节包括当驾驶员需求增加时减少第一部分同时相应地增加第二部 分，以及当升压误差增加时增加第一部分同时相应地减少第二部分，升压误 差包括实际升压和期望升压之间的差。在任何或全部前述示例中，另外地或 可选地，涡轮容纳在第一分支中，底部转换器容纳在第二分支中，并且三元 催化剂容纳在分支排气组件的第三分支中，第一分支、第二分支和第三分支 经由第一四通阀和第二四通阀中的每一个彼此流体地连接。在任何或全部前 述示例中，另外地或可选地，排气旁通通道经由分流阀耦连到涡轮上游的第 一分支，并且热交换器容纳在排气旁通通道中。在任何或全部前述示例中， 另外地或可选地，第一四通阀耦连到第一分支的第一端、第二分支的第一端 和第三分支的第一端中的每一个，第二四通阀耦连到第一分支的第二端、第 二分支的第二端和第三分支的第二端中的每一个，并且分流阀在与排气旁通 通道的接合部处耦连到第一分支。在任何或全部前述示例中，另外地或可选 地，在冷起动期间使排气流动包括首先使排气在第一方向上流动通过三元催 化剂，然后使排气在第二方向上流动通过底部转换器，并且然后使排气在第 一方向上流动通过热交换器，并且使排气在第一方向上流动通过涡轮，第二 方向与第一方向相反，其中在三元催化剂起燃之后使排气流动包括使排气首 先在第一方向上流动通过涡轮，然后在第二方向上流动通过底部转换器，并 且然后在第一方向上流动通过三元催化剂，并且其中在高于阈值负荷条件期 间使排气流动包括使排气的第一部分首先在第一方向上流动通过热交换器， 然后在第一方向上流动通过涡轮，然后在第二方向上流动通过底部转换器， 并且然后在第一方向上流动通过三元催化剂，并且同时使排气的第二部分在 第一方向上流动通过涡轮，然后在第二方向上流动通过底部转换器，并且然 后在第一方向上流动通过三元催化剂，从而绕过热交换器。在任何或全部前 述示例中，另外地或可选地，在冷起动期间使排气流动还包括将第一四通阀 致动到第一位置，将第二四通阀致动到第一位置，并且将分流阀致动到打开 位置，其中在三元催化剂起燃之后使排气流动还包括将第一阀致动到第二位 置，将第二阀致动到第二位置，并且将分流阀致动到关闭位置，并且其中在 高于阈值负荷操作期间使排气流动还包括将第一阀致动到第二位置，将第二 阀致动到第二位置，并且将分流阀致动到部分打开位置。
在另一个示例中，一种发动机方法包括：在第一模式期间，使排气首先 流动通过容纳在第三分支中的三元催化剂，然后流动通过容纳在第二分支中 的底部转换器，然后流动通过第一排气通道、排气管道、第二排气通道，并 且然后流动通过容纳在分支排气系统的第一分支中的涡轮；将来自流动通过 排气管道的排气的热传递到经由同心冷却剂管道循环的冷却剂；以及用由冷 却剂回收的排气热加热发动机汽缸和活塞。前述示例方法还包括：另外地或 可选地，在第二模式期间，使排气首先流动通过涡轮，然后流动通过底部转换器，并且然后流动通过三元催化剂；以及在第三模式期间，使排气首先流 动通过涡轮，然后流动通过底部转换器，并且然后流动通过三元催化剂，并 且将冷却流体喷射到涡轮上游的排气。在任何或全部前述示例中，另外地或 可选地，以第一模式操作包括将耦连到第一分支、第二分支和第三分支中的 每一个的第一端的第一四通阀的位置偏移到第一位置，将耦连到第一分支、 第二分支和第三分支中的每一个的第二端的第二四通阀的位置偏移到第一位 置，将耦连到第一分支和第一排气通道的接合部的第一三通阀的位置偏移到 第一位置，以及将耦连到第二排气通道和排气管道的接合部的第二三通阀的 位置偏移到第一位置，并且以第二模式和第三模式中的每一个操作包括将第 一四通阀的位置偏移到第二位置，将第二四通阀的位置偏移到第二位置，将 第一三通阀的位置偏移到关闭位置，以及将第二三通阀的位置偏移到第二位 置。任何或全部前述示例还包括：另外地或可选地，当发动机温度低于阈值 温度时选择第一模式；当发动机温度高于阈值温度并且发动机负荷低于阈值 负荷时选择第二模式，阈值基于三元催化剂起燃温度；以及当发动机负荷高 于阈值负荷时选择第三模式。在任何或全部前述示例中，喷射冷却流体包括 经由喷射器将冷却流体喷射到涡轮上游的排气中，所喷射的冷却流体的量基 于驾驶员需求和升压误差中的每一个来调节。在任何或全部前述示例中，另 外地或可选地，冷却流体为水，并且其中所述调节包括当驾驶员需求增加时 减少所喷射的冷却流体的量，以及当升压误差增加时增加所喷射的冷却流体 的量，升压误差包括实际升压与期望升压之间的差。在任何或全部前述示例 中，另外地或可选地，第一模式、第二模式和第三模式中的每一个包括使排 气在第一方向上流动通过第一分支，使排气在第二方向上流动通过第二分支， 以及使排气在第一方向上流动通过第三分支，第一方向与第二方向相反。任 何或全部前述示例还包括：另外地或可选地，从第一模式转变到第二模式响 应于三元催化剂的活化，从第二模式转变到第三模式响应于所需扭矩的增加， 以及从第三模式转变到第一模式响应于发动机关闭请求。
在又一个示例中，一种发动机系统包括：发动机，其包括排气歧管；踏 板位置传感器；分支排气组件，其具有第一分支、第二分支、第三分支、旁 通通道、第一阀、第二阀和第三阀；涡轮增压器，其具有耦连到分支排气组 件的第一分支的涡轮，所述涡轮连接到压缩机；底部转换器，其耦连到排气 组件的第二分支；三元催化剂，其耦连到排气组件的第三分支；热交换器， 其耦连到旁通通道，该热交换器流体地耦连到发动机冷却剂系统；发动机冷却剂温度传感器，其耦连到发动机冷却剂系统；以及控制器，其具有存储在 非瞬时存储器上的计算机可读指令，所述指令用于：经由发动机冷却剂温度 传感器和踏板位置传感器中的一个或多个估计发动机温度和发动机负荷；根 据估计的发动机温度和发动机负荷选择使排气流动通过涡轮、底部转换器和 三元催化剂中的每一个的顺序；以及根据所选择的排气流的顺序致动第一阀、 第二阀和第三阀中的每一个，以经由第一分支、第二分支和第三分支中的每 一个使排气流动通过涡轮、底部转换器和三元催化剂中的每一个。在前述示例中，另外地或可选地，所述选择包括在发动机温度低于阈值温度的第一条 件期间，将第一阀致动到第一位置，将第二阀致动到第一位置，并且将第三 阀致动到打开位置，以使排气首先流动通过具有三元催化剂的第三分支，然 后流动通过具有底部转换器的第二分支，然后流动通过具有热交换器的旁通 通道，并且然后流动通过具有涡轮的第一分支；在发动机温度高于阈值温度 并且发动机负荷低于阈值发动机负荷的第二条件期间，将第一阀致动到第二 位置，将第二阀致动到第二位置，并且将第三阀致动到关闭位置，以使排气 首先流动通过具有涡轮的第一分支，然后流动通过具有底部转换器的第二分 支，并且然后流动通过具有三元催化剂的第三分支；以及在发动机温度高于 阈值温度并且发动机负荷高于阈值发动机负荷的第三条件期间，将第一阀致 动到第二位置，将第二阀致动到第二位置，并且将第三阀致动到部分打开位 置，以使排气的第一部分首先流动通过具有热交换器的旁通通道，然后流动 通过具有涡轮的第一分支，然后流动通过具有底部转换器的第二分支，并且 然后流动通过具有三元催化剂的第三分支，并且使排气的第二部分首先流动 通过具有涡轮的第一分支，然后流动通过具有底部转换器的第二分支，并且 然后流动通过具有三元催化剂的第三分支，从而绕过热交换器。在任何或全 部前述示例中，另外地或可选地，控制器包括另外指令，所述另外指令用于： 在第一条件期间，使冷却剂循环通过热交换器，将来自流动通过热交换器的 排气的热传递到循环冷却剂，然后使加热的冷却剂循环通过围绕多个发动机 汽缸同心布置的导管，以及将来自冷却剂的热传递到发动机汽缸。在任何或 全部前述示例中，另外地或可选地，控制器包括另外指令，所述另外指令用 于：在第一条件期间，将来自流动通过排气管路的排气的热传递到多个冷却 剂管路，并且然后将来自多个冷却剂管路的热传递到发动机汽缸，其中排气 管路围绕多个冷却剂管路同心布置，每个冷却剂管路围绕发动机汽缸的外表 面同心布置。
需注意，本文所包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系 统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非瞬 时存储器中，并且可由控制系统实施，所述控制系统包括与各种传感器、致 动器以及其他发动机硬件组合的控制器。本文描述的具体程序可表示任何数 量的处理策略，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等等中 的一个或多个。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执 行、并行执行或在一些情况下省略。同样地，处理的顺序不是实现本文所描 述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。 根据使用的特定策略，可重复执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多 个。另外，所描述的动作、操作和/或功能可用图表表示要被编程到发动机控 制系统中计算机可读存储介质的非瞬时存储器中的代码，其中通过执行系统 中的指令实施所述动作，所述系统包括与电子控制器组合的各种发动机硬件 部件。
应当理解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体 实施例不应视为具有限制意义，因为许多变化是可能的。例如，以上技术可 应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题 包括本文所公开的各种系统和配置，以及其他特征、功能和/或特性的所有新 颖的和非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求特别指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。 这些权利要求可涉及“一”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求 应被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多 个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通 过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中的新权利要求的提出而被 要求保护。此类权利要求，无论范围比原始权利要求更宽、更窄、相同或不 同，均被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：
在冷起动期间，使排气首先流动通过三元催化剂，然后流动通过底部转换器，然后流动通过具有热交换器的排气旁通通道，并且然后流动通过涡轮；
将来自排气的热传递到循环通过所述热交换器的冷却剂；以及
用在所述热交换器处回收的排气热加热发动机汽缸和活塞。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在三元催化剂起燃之后，使排气首先流动通过所述涡轮，然后流动通过所述底部转换器，并且然后流动通过所述三元催化剂；以及
在高于阈值负荷操作期间，使排气的第一部分首先流动通过所述热交换器，然后流动通过所述涡轮，流动通过所述底部转换器，并且最后流动通过所述三元催化剂，并且同时使排气的第二部分首先流动通过所述涡轮，然后流动通过所述底部转换器，并且最后流动通过所述三元催化剂，绕过所述热交换器。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一部分与所述第二部分的比率基于驾驶员需求和升压误差调节，所述调节包括当所述驾驶员需求增加时减少所述第一部分同时相应地增加所述第二部分，以及当所述升压误差增加时增加所述第一部分同时相应地减少所述第二部分，所述升压误差包括实际升压和期望升压之间的差。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述涡轮容纳在第一分支中，所述底部转换器容纳在第二分支中，并且所述三元催化剂容纳在分支排气组件的第三分支中，所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支经由第一四通阀和第二四通阀中的每一个彼此流体地连接。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述排气旁通通道经由分流阀耦连到所述涡轮上游的所述第一分支，并且所述热交换器容纳在所述排气旁通通道中。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一四通阀耦连到所述第一分支的第一端、所述第二分支的第一端和所述第三分支的第一端中的每一个，所述第二四通阀耦连到所述第一分支的第二端、所述第二分支的第二端和所述第三分支的第二端中的每一个，并且所述分流阀在与所述排气旁通通道的接合部处耦连到所述第一分支。
7.根据权利要求2所述的方法，其中在所述冷起动期间使排气流动包括首先使排气在第一方向上流动通过所述三元催化剂，然后使排气在第二方向上流动通过所述底部转换器，并且然后使排气在所述第一方向上流动通过所述热交换器，并且使排气在所述第一方向上流动通过所述涡轮，所述第二方向与所述第一方向相反；
其中在三元催化剂起燃之后使排气流动包括使排气首先在所述第一方向上流动通过所述涡轮，然后在所述第二方向上流动通过所述底部转换器，并且然后在所述第一方向上流动通过所述三元催化剂；以及
其中在高于阈值负荷条件期间使排气流动包括使排气的第一部分首先在所述第一方向上流动通过所述热交换器，然后在所述第一方向上流动通过所述涡轮，然后在所述第二方向上流动通过所述底部转换器，并且然后在所述第一方向上流动通过所述三元催化剂，并且同时使排气的第二部分在所述第一方向上流动通过所述涡轮，然后在所述第二方向上流动通过所述底部转换器，并且然后在所述第一方向上流动通过所述三元催化剂，绕过所述热交换器。
8.根据权利要求5所述的方法，其中在所述冷起动期间使排气流动还包括将所述第一四通阀致动到第一位置，将所述第二四通阀致动到第一位置，并且将所述分流阀致动到打开位置，其中在三元催化剂起燃之后使排气流动还包括将所述第一阀致动到第二位置，将所述第二阀致动到第二位置，并且将所述分流阀致动到关闭位置，并且其中在高于阈值负荷操作期间使排气流动还包括将所述第一阀致动到所述第二位置，将所述第二阀致动到所述第二位置，并且将所述分流阀致动到部分打开位置。
9.一种发动机方法，其包括：
在第一模式期间，
使排气首先流动通过容纳在第三分支中的三元催化剂，然后流动通过容纳在第二分支中的底部转换器，然后流动通过第一排气通道、排气管道、第二排气通道，并且然后流动通过容纳在分支排气系统的第一分支中的涡轮；
将来自流动通过所述排气管道的排气的热传递到经由同心冷却剂管道循环的冷却剂；以及
用由所述冷却剂回收的排气热加热发动机汽缸和活塞。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：在第二模式期间，使排气首先流动通过所述涡轮，然后流动通过所述底部转换器，并且然后流动通过所述三元催化剂；以及
在第三模式期间，使排气首先流动通过所述涡轮，然后流动通过所述底部转换器，并且然后流动通过所述三元催化剂，并且将冷却流体喷射到所述涡轮上游的所述排气。
11.根据权利要求10所述的方法，其中以所述第一模式操作包括将耦连到所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支中的每一个的第一端的第一四通阀的位置偏移到第一位置，将耦连到所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支中的每一个的第二端的第二四通阀的位置偏移到第一位置，将耦连到所述第一分支和所述第一排气通道的接合部的第一三通阀的位置偏移到第一位置，以及将耦连到所述第二排气通道和所述排气管道的接合部的第二三通阀的位置偏移到第一位置，并且以所述第二模式和所述第三模式中的每一个操作包括将所述第一四通阀的所述位置偏移到第二位置，将所述第二四通阀的所述位置偏移到第二位置，将所述第一三通阀的所述位置偏移到第二位置，以及将所述第二三通阀的所述位置偏移到第二位置。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括：当发动机温度低于阈值温度时选择所述第一模式；当发动机温度高于所述阈值温度并且发动机负荷低于阈值负荷时选择所述第二模式，所述阈值基于所述三元催化剂起燃温度；以及当发动机负荷高于所述阈值负荷时选择所述第三模式。
13.根据权利要求10所述的方法，其中喷射冷却流体包括经由喷射器将冷却流体喷射到所述涡轮上游的所述排气中，喷射的冷却流体的量基于驾驶员需求和升压误差中的每一个被调节。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述冷却流体为水，并且其中所述调节包括当所述驾驶员需求增加时减少所述喷射的冷却流体的量，以及当所述升压误差增加时增加所述喷射的冷却流体的所述量，所述升压误差包括实际升压与期望升压之间的差。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一模式、所述第二模式和所述第三模式中的每一个包括使排气在第一方向上流动通过所述第一分支，使排气在第二方向上流动通过所述第二分支，以及使排气在所述第一方向上流动通过所述第三分支，所述第一方向与所述第二方向相反。
16.根据权利要求10所述的方法，还包括：响应于所述三元催化剂的活化从所述第一模式转变到所述第二模式，响应于所需扭矩的增加从所述第二模式转变到所述第三模式，以及响应于发动机关闭请求从所述第三模式转变到所述第一模式。
17.一种发动机系统，其包括：
发动机，其包括排气歧管；
踏板位置传感器；
分支排气组件，其具有第一分支、第二分支、第三分支、旁通通道、第一阀、第二阀和第三阀；
涡轮增压器，其具有耦连到所述分支排气组件的所述第一分支的涡轮，所述涡轮连接到压缩机；
底部转换器，其耦连到所述排气组件的所述第二分支；
三元催化剂，其耦连到所述排气组件的所述第三分支；
热交换器，其耦连到所述旁通通道，所述热交换器流体地耦连到发动机冷却剂系统；
发动机冷却剂温度传感器，其耦连到所述发动机冷却剂系统；以及
控制器，其具有存储在非瞬时存储器上的计算机可读指令，所述指令用于：
经由所述发动机冷却剂温度传感器和所述踏板位置传感器中的一个或多个估计发动机温度和发动机负荷；
根据估计的所述发动机温度和发动机负荷选择使排气流动通过所述涡轮、所述底部转换器和所述三元催化剂中的每一个的顺序；以及
根据选择的排气流的所述顺序致动所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀中的每一个，以经由所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支中的每一个使排气流动通过所述涡轮、所述底部转换器和所述三元催化剂中的每一个。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述选择包括在所述发动机温度低于阈值温度的第一条件期间，将所述第一阀致动到第一位置，将所述第二阀致动到第一位置，并且将所述第三阀致动到打开位置，以使排气首先流动通过具有所述三元催化剂的所述第三分支，然后流动通过具有所述底部转换器的所述第二分支，然后流动通过具有所述热交换器的所述旁通通道，并且然后流动通过具有所述涡轮的所述第一分支；
在所述发动机温度高于所述阈值温度并且所述发动机负荷低于阈值发动机负荷的第二条件期间，将所述第一阀致动到第二位置，将所述第二阀致动到第二位置，并且将所述第三阀致动到关闭位置，以使排气首先流动通过具有所述涡轮的所述第一分支，然后流动通过具有所述底部转换器的所述第二分支，并且然后流动通过具有所述三元催化剂的所述第三分支；以及
在所述发动机温度高于所述阈值温度并且所述发动机负荷高于所述阈值发动机负荷的第三条件期间，将所述第一阀致动到所述第二位置，将所述第二阀致动到所述第二位置，并且将所述第三阀致动到部分打开位置，以使排气的第一部分首先流动通过具有所述热交换器的所述旁通通道，然后流动通过具有所述涡轮的所述第一分支，然后流动通过具有所述底部转换器的所述第二分支，并且然后流动通过具有所述三元催化剂的所述第三分支，并且使排气的第二部分首先流动通过具有所述涡轮的所述第一分支，然后流动通过具有所述底部转换器的所述第二分支，并且然后流动通过具有所述三元催化剂的所述第三分支，绕过所述热交换器。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器包括另外的指令，所述另外的指令用于：在所述第一条件期间，使冷却剂循环通过所述热交换器，将来自流动通过所述热交换器的排气的热传递到循环冷却剂，然后使加热的冷却剂循环通过围绕多个发动机汽缸同心布置的导管，以及将来自所述冷却剂的热传递到所述发动机汽缸。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述控制器包括另外的指令，所述另外的指令用于：在所述第一条件期间，将来自流动通过排气管路的排气的热传递到多个冷却剂管路，并且然后将来自所述多个冷却剂管路的热传递到所述发动机汽缸，其中所述排气管路围绕所述多个冷却剂管路同心布置，每个冷却剂管路围绕发动机汽缸的外表面同心布置。
CN201710815876.5A 2016-09-12 2017-09-12 用于减少排放的方法和系统 Expired - Fee Related CN107816406B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/263,105 2016-09-12
US15/263,105 US10184407B2 (en) 2016-09-12 2016-09-12 Method and system for emissions reduction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107816406A true CN107816406A (zh) 2018-03-20
CN107816406B CN107816406B (zh) 2021-10-01

Family

ID=61247204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710815876.5A Expired - Fee Related CN107816406B (zh) 2016-09-12 2017-09-12 用于减少排放的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10184407B2 (zh)
CN (1) CN107816406B (zh)
DE (1) DE102017120973A1 (zh)
RU (1) RU2716934C2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111335989A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 温特图尔汽柴油公司 排气后处理系统

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10287941B2 (en) * 2016-08-30 2019-05-14 Ford Global Technologies, Llc Engine exhaust system control
US10458313B2 (en) * 2016-09-27 2019-10-29 Hanon Systems Multifunctional rotary valve module
US10337374B2 (en) * 2017-03-15 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an aftertreatment catalyst
CN113167159B (zh) * 2018-11-26 2023-06-30 沃尔沃卡车集团 后处理系统
US10995707B1 (en) * 2019-12-18 2021-05-04 GM Global Technology Operations LLC Intake air heating with pre-chamber ignition in a gasoline engine
CN113586207B (zh) * 2021-06-30 2022-11-15 东风汽车集团股份有限公司 一种乘用车发动机冷启动排气处理系统以及处理方法
US11466634B1 (en) 2022-01-26 2022-10-11 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for starting an engine
CN116146320A (zh) * 2023-01-12 2023-05-23 中国第一汽车股份有限公司 分离式排气系统、分离式排气系统的控制方法、发动机
CN120846889B (zh) * 2025-09-24 2025-11-21 浙江三元龙兴科技股份有限公司 一种三元催化器的抗冷热冲击性能检测设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100007226A (ko) * 2008-07-11 2010-01-22 한국기계연구원 분기부를 갖는 질소산화물의 흡장 탈질 장치 및질소산화물의 흡장 탈질 방법
FR2936010A1 (fr) * 2008-09-16 2010-03-19 Renault Sas Ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et procede de regeneration d'un piege a oxydes d'azote.
CN102079244A (zh) * 2009-11-30 2011-06-01 现代自动车株式会社 车辆的排气管结构
DE102010025699A1 (de) * 2010-06-30 2012-01-05 Fev Motorentechnik Gmbh Brennkraftmaschine mit Abgasnachbehandlung und Abgasrückführung
US20120330539A1 (en) * 2009-04-14 2012-12-27 Ford Global Technologies, Llc Exhaust System with a NOx Sensor
JP2014092071A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気系可変装置
CN103925050A (zh) * 2013-01-16 2014-07-16 福特环球技术公司 用于催化剂温度控制的方法和系统
CN105545534A (zh) * 2014-10-22 2016-05-04 福特环球技术公司 高效的排气热回收的排气系统和方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3955364A (en) 1974-01-04 1976-05-11 Ford Motor Company Engine deceleration vacuum differential valve control
EP0556854B1 (en) * 1992-02-20 1996-09-11 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust emission control system
FR2770582B1 (fr) * 1997-10-31 2000-01-28 Valeo Thermique Moteur Sa Ligne d'echappement et de recirculation des gaz pour moteur de vehicule automobile
US6301888B1 (en) 1999-07-22 2001-10-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Low emission, diesel-cycle engine
US6651432B1 (en) 2002-08-08 2003-11-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Controlled temperature combustion engine
JP4281804B2 (ja) * 2007-01-25 2009-06-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP2010025104A (ja) 2008-07-16 2010-02-04 Borgwarner Inc 後処理装置の受動的暖機制御用熱操作バイパス弁
DE102008064521B4 (de) 2008-12-18 2021-05-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
DE102009032022A1 (de) * 2009-07-07 2011-01-13 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine angeordneten Partikelfilters
EP2302190B1 (de) * 2009-09-25 2013-12-25 Behr GmbH & Co. KG Abgasrückführsystem
EP2505806B1 (en) 2009-11-26 2014-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling device for internal combustion engine
JP5907493B2 (ja) 2010-10-06 2016-04-26 マック トラックス インコーポレイテッド 排熱回収装置バイパス機構
WO2013028166A2 (en) 2011-08-22 2013-02-28 International Engine Intellectual Property Company, Llc Waste heat recovery system for controlling egr outlet temperature
US8839613B2 (en) * 2012-02-06 2014-09-23 Ford Global Technologies, Llc Heat system for an engine
US9016047B2 (en) * 2013-02-15 2015-04-28 GM Global Technologies Operations LLC System and method for exhaust gas aftertreatment
GB2527328A (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Gm Global Tech Operations Inc An engine block for an internal combustion engine
US10060365B2 (en) 2015-11-18 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Method and system for vacuum generation using a throttle body comprising a slidable throttle valve
US9885296B2 (en) 2015-11-18 2018-02-06 Ford Global Technologies, Llc Method and system for vacuum generation using a throttle body comprising a slidable throttle valve
US9689295B1 (en) 2016-01-29 2017-06-27 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas heat recovery
US9845750B2 (en) 2016-01-29 2017-12-19 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas heat recovery
US9957871B2 (en) 2016-01-29 2018-05-01 Ford Global Technologies, Llc Exhaust heat recovery and hydrocarbon trapping
US9957867B2 (en) 2016-03-25 2018-05-01 Ford Global Technologies, Llc Method and system for emissions reduction
US10233817B2 (en) 2016-05-10 2019-03-19 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas heat recovery
US10473020B2 (en) 2016-07-25 2019-11-12 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust aftertreatment

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100007226A (ko) * 2008-07-11 2010-01-22 한국기계연구원 분기부를 갖는 질소산화물의 흡장 탈질 장치 및질소산화물의 흡장 탈질 방법
FR2936010A1 (fr) * 2008-09-16 2010-03-19 Renault Sas Ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et procede de regeneration d'un piege a oxydes d'azote.
US20120330539A1 (en) * 2009-04-14 2012-12-27 Ford Global Technologies, Llc Exhaust System with a NOx Sensor
CN102079244A (zh) * 2009-11-30 2011-06-01 现代自动车株式会社 车辆的排气管结构
DE102010025699A1 (de) * 2010-06-30 2012-01-05 Fev Motorentechnik Gmbh Brennkraftmaschine mit Abgasnachbehandlung und Abgasrückführung
JP2014092071A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気系可変装置
CN103925050A (zh) * 2013-01-16 2014-07-16 福特环球技术公司 用于催化剂温度控制的方法和系统
CN105545534A (zh) * 2014-10-22 2016-05-04 福特环球技术公司 高效的排气热回收的排气系统和方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111335989A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 温特图尔汽柴油公司 排气后处理系统
CN111335989B (zh) * 2018-12-19 2023-09-19 温特图尔汽柴油公司 排气后处理系统

Also Published As

Publication number Publication date
US10927770B2 (en) 2021-02-23
US20180073444A1 (en) 2018-03-15
RU2017130936A (ru) 2019-03-01
US10184407B2 (en) 2019-01-22
CN107816406B (zh) 2021-10-01
DE102017120973A1 (de) 2018-03-15
RU2017130936A3 (zh) 2019-08-14
RU2716934C2 (ru) 2020-03-17
US20190107060A1 (en) 2019-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107816406A (zh) 用于减少排放的方法和系统
RU2697246C2 (ru) Способ и система (варианты) для управления потоками воздуха в двигателе
US10858983B2 (en) Method and system for exhaust gas heat recovery
CN104608594B (zh) 用于客厢加热的排气节流
RU2678926C2 (ru) Способ (варианты) охлаждения двигателя транспортного средства и система обогрева салона транспортного средства
CN104975989B (zh) 用于发动机控制的方法和系统
CN102312755B (zh) 在发动机冷启动期间加热冷却剂的冷却的egr系统
RU2718385C2 (ru) Способ и система для охлаждения рециркулирующих отработавших газов в двигателе
US10711672B2 (en) Method and system for catalyst temperature control
RU2692162C2 (ru) Способ (варианты) и система для двигателя
CN108131185B (zh) 用于排气热回收的方法和系统
CN103925094B (zh) 用于真空控制的方法和系统
US10967703B2 (en) Method and device for vehicle cabin heating
RU2709401C2 (ru) Способ и система для рециркуляции и рекуперации тепла отработавших газов
CN107654278A (zh) 用于排气后处理的方法和系统
US20100139267A1 (en) Secondary air system for a combustion engine breathing system
CN104373201A (zh) 用于喘振控制的方法和系统
CN107795357A (zh) 发动机排气系统控制
US11162460B2 (en) Methods and systems for an engine with exhaust gas recirculation
CN107060965A (zh) 用于排气热回收的方法和系统
CN109026406A (zh) 用于放气管线的方法和系统
CN107165709A (zh) 发动机排气系统
IT201800004725A1 (it) Metodo e sistema per gestire un scr attivo di un ats (dispositivo di post-trattamento gas esausto)
CN106958498A (zh) 用于排气冷却器和热回收装置的冷凝物管理系统
CN107816399A (zh) 发动机系统和使用该发动机系统的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20211001