减少微粒、NO_x和氨排放的方法

专利名称：减少微粒、NO_x和氨排放的方法
技术领域：
本申请涉及机动车辆工程领域，并且更具体地涉及柴油机和稀燃汽油发动机系统的排放控制。
背景技术：
多种技术对于控制机动车辆的发动机系统的排放是有用的。可再生烟尘过滤器例如柴油微粒过滤器(DPF)可用于捕集并且氧化烟尘。稀氮氧化物捕集器(LNT)可用于捕集并且定期还原氮氧化物(NOx)。选择性催化还原(SCR)催化剂可用于通过使得它与氮还原剂反应来消除N0X。此外，可组合使用这些技术中的多个以获得额外的益处。在一个示例中，Gandhi等人的美国专利7，485，273描述了机动车辆的排气后处理系统，其中SCR催化剂被联接至LNT的下游。在该配置中，SCR催化剂捕集由LNT在富燃条件下释放的氨。在随后的稀燃条件下，在LNT中没能被还原的NOx由被捕集的氨还原。在另一示例中，美国专利申请公开2001/003M59描述了一种烟尘过滤器，其中 LNT催化剂被应用到DPF基底(DPF/LNT)。不同于其他必须通过定期暴露在高温排气下再生的烟尘过滤器，DPF/LNT能够在高于250°C的温度下连续再生。相信在催化剂中通过存储 NOx而释放的“活性氧”加速了所捕集的烟尘的氧化。

发明内容
在此本发明人已经认识到当将SCR催化剂连接在DPF/LNT下游时可实现的各种策略。在一个实施例中，提供了一种控制发动机排放的方法。该方法包括在LNT催化剂上将捕集的氮氧化物还原为氨，同时氧化累积在LNT催化剂上的烟尘。该方法还包括使如此形成的氨流动至SCR催化剂。以此方式，可以比仅用LNT更有效地控制NOx排放。此外，烟尘以及NOx被移除，并且在一些工况下，捕集烟尘能力的连续低耗再生是可能的，同时仍提供氨至SCR。在一个实施例中，还原被捕集的NOx包括使发动机的排气流过LNT催化剂。在此，可以响应于在LNT催化剂上累积的烟尘量来调整排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个。以此方式，考虑在其上收集的烟尘的情况下，可以提供合适量的还原剂至 LNT，所述烟尘也可以用作NOx的还原剂。在一个实施例中，所述还原包括使发动机的排气流过LNT催化剂，并且其中响应于累积在LNT催化剂上的烟尘量来调整排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个。在另一实施例中，所述还原包括使发动机的排流过LNT催化剂，并且其中响应于累积在LNT催化剂上的烟尘量来调整排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个， 该方法还包括在LNT催化剂上的烟尘累积增加的条件下升高排气温度，并且在LNT催化剂上的烟尘累积减少的条件下降低排气温度。在另一实施例中，所述还原包括使发动机的排气流过LNT催化剂，并且其中响应于累积在LNT催化剂上的烟尘量来调整排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个，该方法还包括在LNT催化剂上的烟尘累积增加的条件下升高排气温度，并且在LNT催化剂上的烟尘累积减少的条件下降低排气温度，其中升高排气的温度包括升高至一温度，在该温度下LNT催化剂上氮氧化物转化为氨的相对产率是20%或更大。在另一实施例中，所述还原包括使发动机的排气流过LNT催化剂，并且其中响应于累积在LNT催化剂上的烟尘量来调整排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个，该方法还包括在LNT催化剂上的烟尘累积增加的条件下升高排气温度，并且在LNT催化剂上的烟尘累积减少的条件下降低排气温度，该方法还包括使富排气流动至LNT催化剂。在另一实施例中，所述还原包括使发动机的排气流过LNT催化剂，并且其中响应于累积在LNT催化剂上的烟尘量来调整排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个，该方法还包括在LNT催化剂上的烟尘累积增加的条件下升高排气温度，并且在LNT催化剂上的烟尘累积减少的条件下降低排气温度，其中降低排气的温度包括降低至一温度，在该温度下LNT催化剂上氮氧化物转化为氨的相对产率是30%或更大。在另一实施例中，SCR催化剂被设置在烟尘过滤器的内部单元结构上。根据另一方面，提供一种控制发动机排放的方法。该方法包括响应于累积在稀氮氧化物捕集(LNT)催化剂上的烟尘量来调整发动机排气的空燃比，其中LNT催化剂被设置在烟尘过滤器的内部单元结构上；使排气流过LNT催化剂；在LNT催化剂上将被捕集的氮氧化物还原为氨，同时氧化累积在LNT上的烟尘；以及使氨流动至选择性催化还原(SCR)催化剂。在一个实施例中，所述调整包括当烟尘量增加时升高排气的空燃比，并且当烟尘量减小时降低排气的空燃比。在另一实施例中，响应于LNT催化剂所在位置两端的压力差来调整排气的空燃比。在另一实施例中，该方法还包括当SCR催化剂上的氮氧化物还原效率增加时升高空燃比，并且当SCR催化剂上的氮氧化物还原效率减小时降低空燃比。根据另一方面，提供一种控制发动机排放的方法。该方法包括响应于累积在稀氮氧化物捕集(LNT)催化剂上的烟尘量来调整发动机排气的空燃比；随着排气温度的升高而增大排气的空燃比的调整量；随着排气温度的降低而减小排气的空燃比的调整量；使排气流过LNT催化剂；在LNT催化剂上将被捕集的氮氧化物还原为氨，同时氧化累积在LNT催化剂上的烟尘；以及使氨流动至选择性催化还原(SCR)催化剂。在一个实施例中，所述调整包括当烟尘量增加时升高排气的空燃比，并且当烟尘量减小时降低排气的空燃比。在另一实施例中，该方法还包括当SCR催化剂上的氮氧化物还原效率增大时升高空燃比，并且当SCR催化剂上的氮氧化物还原效率减小时降低空燃比。将理解提供上述概要以便以简化的形式介绍在具体实施方式
中进一步描述的选择性概念。它不是意味着指出要求保护的主题的关键特征或重要特征，要求保护的主题的范围仅由权利要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决以上提到的或者在本公开的任何部分中指出的任何缺点。


图1示意性显示了根据本公开的实施例的示例发动机系统的多个方面。图2是根据本公开的实施例的示例绘图，其显示具有LNT催化剂的氧化还原-分解的(redox-aged)穿流排气后处理级的相对氨产率(yield)和整体NOxR换率。图3图示说明根据本公开的实施例控制输送氨至SCR级的示例方法。图4图示说明根据本公开的实施例控制DPF/LNT级的再生的示例方法。图5图示说明根据本公开的实施例以富空燃比运行发动机的示例方法。图6图示说明根据本公开的实施例将DPF/LNT级两端的压力差与其中可用于氧化的累积的烟尘量相关联的示例方法。
具体实施例方式现在以示例方式并且参考某些图示说明的实施例描述本公开的主题。同等地标示并且以最小的重复性描述在一个或多于一个实施例中基本相同的部件、过程步骤和其他元件。然而，应注意被同等标示的元件在一定程度上也可不同。还应注意本公开包括的附图是示意性的并且一般没有按比例绘制。相反，在附图中显示的各种绘制比例、长宽比和部件的数目可能有意地失真以使得被选择的特征或者关系更易于观察。图1示意性显示了一个实施例中的示例发动机系统10的多个方面。该发动机系统包括发动机12，其使得空气和燃料进入并且释放排气。在一个实施例中，空气可以经由直接或间接联接至进气滤清器的一个或多于一个节流阀被输送至发动机。在该实施例和其他实施例中，空气可以经由涡轮增压器和/或机械增压器压缩机被输送至发动机。在任何变型中，在发动机12内的燃烧可经由火花点火和/或压缩点火开始。此外，可向发动机供给以下一系列燃料中任一种汽油、乙醇、柴油、生物柴油、压缩天然气等等。燃料可经由直接喷射、进气道喷射、节流阀体喷射或者它们的任何组合被供给至燃烧室中。继续参考图1，从发动机12释放的排气被引导穿过排气管14，在排气管中设置了多种传感器和排气后处理级。在本公开的不同实施例中传感器和排气后处理级的特性、数目和设置可以不同。一般地，排气后处理级可包括多个排气后处理催化剂，这些排气后处理催化剂被配置为催化地处理排气流，并由此降低排气流中一种或多于一种物质的量。在图示说明的实施例中，第一温度传感器16和空燃比传感器18被设置在排气管 14中。联接在排气管中第一温度传感器和空燃比传感器下游的是DPF/LNT级20。DPF/LNT 级包括支承LNT-类型催化剂涂层的烟尘过滤器(例如，DPF)基底；涂层可以被设置在烟尘过滤器基底的内部单元结构上。因此，DPF/LNT级可被配置为当排气流为稀混合气时捕集排气流中的N0X，并且当排气流为富混合气时还原被捕集的N0X。在本公开的各种实施例中， LNT涂层可以按配方设计(formulate)/设置以优化流过其上的排气中被还原为氨的NOx的相对量(而不是队和队0)。在一个实施例中，LNT涂层可包括碱金属(例如，铯)、碱土金属(例如，钡)和/或稀土金属(例如，铈)。在这些实施例和其他实施例中，LNT涂层可包括铯和锆的合成物。LNT涂层还可包括一种或多于一种贵金属，例如钼、钯、铑、钌和铱。 LNT涂层的配方设计相对此类金属的分布和环境可被调整，以增强水气变换反应(WGS，即， CCHH2O — C02+H2)，进而提高H2的形成。因此，这样形成的H2可与气相NOx和LNT涂层上存储的NOx反应以增加氨的产率。在一个具体的示例中，可在LNT形成中引入更高水平的钼和二氧化铈以增强该过程。
DPF/LNT级20还被配置为捕集并氧化排气流中的烟尘微粒。可以定期实施在DPF/ LNT级中氧化被捕集的烟尘微粒。然而，在至少一些条件下，可在DPF/LNT级的LNT催化剂上并且在250°C或者更高的相对低的排气温度下连续地氧化被捕集的烟尘微粒。在一个实施例中，烟尘可被收集在支承LNT催化剂的DPF/LNT级的相同内部表面上。由此可知，在特定工况下，DPF/LNT级的LNT催化剂中释放的“活性氧”可有助于在相对低温度下氧化被捕集的烟尘。被设置在排气管14中DPF/LNT级20下游的是第一 NOx传感器22、氨传感器M和第二温度传感器26。联接在排气管中第一 NOx传感器、氨传感器和第二温度传感器下游的是SCR级28。SCR级可以是被配置为使用排气流中供给的氨来选择性还原NOx的任何装置。 在一个实施例中，SCR级(类似于DPF/LNT级)可包括烟尘过滤器(例如，DPF)基底；在烟尘过滤器基底的内部单元结构上，可设置SCR类型的催化剂涂层。继续参考图1，第二 NOx 传感器30被设置在排气管中SCR级的下游。图1显示了可操作地联接至发动机12的电子控制系统32。该电子控制系统可以是其中安装有发动机系统10的车辆的任何电子控制系统。该电子控制系统可被配置为控制发动机的一个或多于一个节流阀和/或燃料喷射器并且由此控制由发动机释放的排气的空燃比。此外，该电子控制系统可被配置为管理发动机的喷射正时、点火正时、进气门正时和/或排气门正时。以此方式，该电子控制系统可在发动机释放的排气的温度范围上实施控制。为了结合在此考虑的控制功能来估计工况，该电子控制系统可被可操作地联接至设置在整个发动机系统中的各种传感器一流量传感器、温度传感器、踏板位置传感器、压力传感器等等。具体地，电子控制系统32被可操作地联接至第一温度传感器比和第二温度传感器26、第一 NOx传感器22和第二 NOx传感器30、空燃比传感器18和氨传感器24。发动机系统10提供了降低车辆的NOj^P微粒排放的多个优点。例如，连接在SCR级上游和下游的传感器能够改进其中对NOx转换的监控以及对提供至其的氨量的闭环控制。 所述系统提供了基本LNT加上SCR系统的其他优点，因为烟尘也被移除并且以比通过添加单独烟尘过滤器可能达到的更节省燃料的方式进行，这归功于使DPF/LNT级20中的LNT催化剂的特性进化的活性氧。应理解图1的每个方面并不意欲限定。例如，与本公开完全一致的其他实施例可包括联接在排气管14中的额外的排气后处理级。一个此类型级可包括被配置为氧化排气流中的残余碳氢化合物和/或一氧化碳的排气后处理催化剂。此外，一些实施例可省略以上指明的一个或多于一个传感器并且可依然能够使得在此指明的至少一些功能可用。其他实施例可提供发动机系统的排气后处理级中的催化剂的不同分布。例如，催化剂可通过分区和/或分层以及混合的配置方式被设置，其中单个排气后处理级提供了 DPF、LNT 禾口 SCR 功能。图2是显示具有LNT催化剂的氧化还原-分解的(redox-aged)穿流排气后处理级的相对氨产率(yield)和整体NOx转换率的示例绘图。在以25 5的占空比分别提供稀排气和富排气(25秒的稀排气，5秒的富排气)并且富空燃比为0. 89的条件下针对排气进口温度绘制这些量。所述绘图显示了整体NOx转换峰值出现在大约325°C，而相对氨产率峰值出现在大约230°C。相对氨产率在温度在175°C和275°C之间时处于30%和40%之间。图2还包括在温度为大约250°C处的虚参考线。相应地，适当配置的DPF/LNT级可迅速氧化在参考线右侧的绘图区域中积累的烟尘。更具体地，对DPF/LNT级来说，250°C或者更高的温度对于以超过烟尘的标称累积速率的速率氧化烟尘是足够的，从而DPF/LNT级的连续再生是可能的。因此，仔细检查图2可以发现在适当的条件下可能氧化DPF/LNT级的LNT催化剂上的烟尘，同时供给氨至下游的SCR级。这对于以下系统来说是一种潜在的优点，在该系统中LNT级中的氨生产在烟尘过滤器再生期间被停止。以上描述的示例配置使得控制发动机排放的多种方法可用。相应地，现在以示例方式通过继续参考以上配置描述此类方法中的一些。然而，应理解也可经其他配置使得在此描述的方法和其他完全在本公开范围内的方法可用。本文展示的方法包括经由在发动机系统中安装的一个或多于一个传感器实施的测量事件和/或感测事件。所述方法还包括多种计算、比较和决策事件，这可通过可操作地联接至传感器的电子控制系统实施。所述方法还包括各种硬件致动事件，电子控制系统可响应于决策定事件控制这些硬件致动事件。图3图示说明了在一个实施例中控制氨输送至DPF/LNT级下游的SCR级的示例方法40。所述方法可在发动机运行中的任何时间进入。方法40开始于步骤42，在此感测发动机的排气温度。排气温度可以由温度传感器感测，例如以上显示的配置中的第一温度传感器16或第二温度传感器沈。然后该方法进行至步骤44，在此确定排气温度是否在适合于进一步做出决定的间隔内，如以下列出的。在一个实施例中，合适的间隔可对应于发动机排气的正常运行范围-例如150°C和450°C之间。 如果排气温度处于间隔内，则该方法进行至步骤46，在此NOx转换率被感测。所感测的具体的NOxR换率在本公开的不同实施例中可以不同。在一个实施例中，NOx转换率可以是置于发动机系统中DPF/LNT级下游的SCR级中的转换率。相应地，参考发动机系统10，可通过询问第一 NOx传感器22和第二 NOx传感器30来确定NOx转换率。在一个实施例中，该转换率可被确定为两个传感器响应值之间的绝对差值。在另一实施例中，该转换率可被确定为两个传感器响应值之间的相对差值(例如，所述差值除以两个传感器响应值的平均值)，其对应于LNT催化剂上的NOx还原效率。在这种实施例中，如在以下进一步描述的，流过LNT催化剂上的排气的空燃比可在SCR催化剂上的氮氧化物还原效率升高时增加并且在SCR催化剂上的氮氧化物还原效率降低时减小。然后，方法40进行至步骤48，在此确定NOxR换率是否正在降低。在一个实施例中，这种确定可包括将NOx转换率的变化率与阈值比较。如果在步骤48确定NOx转换率正在降低，则该方法进行至步骤50，在此发动机运行在富空燃比条件下。参考发动机系统10， 在富空燃比条件下运行发动机可供给富排气至DPF/LNT级20和其中的LNT催化剂，这导致还原在其中捕集的N0X。NOx的还原产生氨，其流动至DPF/LNT级下游的SCR级观。在这些条件下，累积在DPF/LNT级的LNT催化剂上的烟尘可被同时氧化。然而，如果在步骤48确定NOx转换率没有降低，则方法40进行至步骤52，在此确定NOx转换率是否正在升高。在一个实施例中，这种确定可包括将NOx转换率的变化率与阈值比较。如果在步骤52确定NOx转换率正在升高，则该方法进行至步骤M，在此发动机运行在稀(例如，正常)空燃比条件下。在稀空燃比条件以及富空燃比条件下，在DPF/LNT级的LNT催化剂上累积的烟尘可被氧化。然而，如果在步骤52确定NOx转换率在适当限制内既没有升高也没有降低，则该方法返回至步骤46，在此NOx转换率被再次感测。该方法还在富运行或稀运行被实施之后从步骤50和步骤M返回至该点处。以此方式，方法40将SCR级中存储的氨的量保持在有效还原其中NOx的适当水平处。在图3图示说明的实施例中，被供给至SCR级的氨的量通过感测其中NOxR换率或效率而被间接确定。在其他实施例中，被供给至SCR级的氨的量可通过询问氨传感器(例如，发动机系统10中的氨传感器24)而被确定。在这种实施例中，发动机可在氨传感器的响应值降低至低于阈值时更富地运行，而在氨水平升高至高于阈值时恢复为稀运行。在其他实施例中，在富阶段期间使用的特定空燃比可响应于SCR级中的NOx转换率或效率而改变。在这些实施例和其他实施例中，可对发动机富运行的时间段和连续富运行时间段之间的间隔作出适当的限制。例如，在一个实施例中，可在不管NOx传感器响应值的情况下在1 至3分钟的富运行之后恢复稀发动机运行。在另一实施例中，可在先前富运行已经结束之后仅10分钟或多于10分钟内使富运行有效。很自然，应理解在此给出的数字的范围和数值仅是示例，多个其他的数值和范围也在预期中。在其他实施例中，可响应于在NOx捕集器下游的空燃比传感器数据终止富运行和/或稀运行。图4图示说明了控制DPF/LNT级的再生的示例方法56。所述方法可在发动机运行中的任何时间进入。方法56开始于步骤58，在此感测DPF/LNT级(即LNT催化剂所在的位置)两端的压力差。该压力差可由联接在发动机系统中的一个或多于一个压力传感器直接测量或者以任何适当的方式间接测量。然后，该方法进行至步骤50，在此压力差与阈值相比较。如果确定压力差没有超过阈值，则该方法进行至步骤62，在此排气温度被保持在适当的温度范围内以便从LNT催化剂中有效地产生氨；在一个实施例中，温度被保持在175°C和275°C之间。在此温度下，LNT催化剂上的氮氧化物转换为氨的相对产率可为30%或者更大。然而， 如果确定压力差确实超过了阈值，则排气温度被升高到可允许迅速氧化在LNT催化剂上收集的烟尘的温度。由于在LNT催化剂上的烟尘累积与DPF/LNT级两端的压力差相关，所以排气温度可在LNT催化剂上的烟尘累积增加的条件下被升高并且在烟尘累积减少的条件下被降低。在一个实施例中，排气温度可被升高至250°C或者更高，以促进LNT催化剂上的烟尘的氧化。因此，温度可被升高至使得LNT催化剂上氮氧化物转换为氨的相对产率仍然为20%或更高(如图2所示)的温度。在这种升高温度的运行中，可在化学计量条件下、稀条件下或富条件下运行发动机。在步骤62和步骤64之后，方法56返回。如上所述，图3图示说明了控制氨输送至SCR级的示例方法，而图4图示说明了控制DPF/LNT级的再生的示例方法。这些方法可彼此独立地实施。相应地，可能在适当的条件下氧化DPF/LNT级的LNT催化剂上的烟尘，同时供给氨到下游的SCR级。在一个实施例中， 氨的输送可理想地与烟尘过滤器再生隔离。然而，氨的输送和烟尘过滤器再生之间的多种协作模式也在预期中。在图5中图示说明了一个此类方法。该方法基于以下推论，即DPF/ LNT级中累积的烟尘能够作为LNT催化剂中存储的氧化等同物(NOx和氧)的还原剂。相应地，在DPF/LNT级中累积的烟尘将降低还原如此存储的氧化等同物、转换给定量的NOx以及产生给定量的氨所需的的富排气(氢、碳氢化合物、一氧化碳等等)量。图5图示说明了在一个实施例中以富空燃比运行发动机的示例方法50A。方法50A 可被执行为控制氨输送至SCR级的方法中的一个子方法。例如，方法50A可以是由方法40 的方块50代表的更具体的动作示例。方法50A开始于步骤58，在此基本如上所述感测DPF/LNT级两端的压力差。然后该方法进行至步骤66，在此压力差与DPF/LNT级中可用于氧化的累积的烟尘量相关联。压力差和可用的烟尘量可通过访问存储在电子控制系统的存储器中的查找表或者以任何其他适当的方式相关联。相应地，富排气的空燃比和富排气流过LNT催化剂上的持续时间中的至少一个可响应于DPF/LNT级或其他LNT催化剂所在位置两端的压力差而被调整。然后方法50A进行至步骤68，在此至少部分基于可用于氧化的累积的烟尘量来计算目标空燃比。特别地，目标空燃比可随着可用于氧化的累积的烟尘量的降低而升高，并且目标空燃比可随着可用于氧化的累积的烟尘量的升高而降低。在另一实施例中，目标空燃比可基于实际被氧化的烟尘量而被调整，该实际被氧化的烟尘量可通过适当的排气系统传感器(例如，配置为响应烟尘氧化率的温度传感器或一氧化碳传感器)或者以其他适当的方式确定。特别地，目标空燃比可随着被氧化的烟尘量的降低而升高，并且目标空燃比可随着被氧化的烟尘量的升高而降低。然后该方法进行至步骤70，在此调整适当的发动机控制 (节流阀开放量、燃料喷射量、EGR量等等)以提供目标空燃比。以此方式，提供给发动机的空燃比被校正以考虑以被捕集的烟尘的形式供给至 LNT催化剂的还原剂的量。这种控制特征允许即使在需要富条件以还原被捕集的NOx时也可以不太富的空燃比运行发动机。以此方式配置的发动机系统可提供更好的燃料经济性。 此外，在此方法中存在真正的协同，因为在富条件下以不太富的空燃比运行发动机一般将产生更少烟尘，从而导致更有效的连续再生并且需要更不频繁的强迫再生。 虽然方法50A具体说明了富条件的深度可响应于在LNT催化剂上累积的烟尘量而改变，其他相关的策略也在预期中。例如，在另一实施例中，不管可用于氧化的捕集的累积烟尘量如何，富条件的深度可保持不变，但是富时间段的持续时间(例如，排气以富空燃比流动的时间段)可改变。相应地，富时间段可相对无烟尘累积基线值与可用于氧化的累积的烟尘量成比例地被缩短。换言之，富排气在LNT催化剂上流过的持续时间在烟尘量增加时被缩短并且在烟尘量减少时被延长。在其他实施例中，富时间段的深度和持续时间可与可用于氧化的累积的烟尘量成比例地减少。图6图示说明了将DPF/LNT级两端的压力差与其中可用于氧化的累积的烟尘量相关联的示例方法66A。方法66A可被实施为以富空燃比运行发动机的方法中的子方法。例如，方法66A可以是方法50A中步骤66的更具体示例。方法66A基于以下推论，即升高LNT 催化剂的温度会增加累积其上的烟尘的氧化率，其因此增加了在给定时间段内在DPF/LNT 级中可用于氧化的烟尘量。通过援引方法66A，富排气的空燃比的调整量和/或富排气的流动持续时间的调整量是基于排气温度的。例如，所述量可随着升高排气温度而被升高并且随着降低排气温度而被降低。方法66A开始于步骤58，在此使得DPF/LNT级两端的压力差与累积在DPF/LNT级中的烟尘量相关。然后，该方法进行至步骤42，在此基本如上所述感测排气温度。然后该方法进行至步骤74，在此应用基于温度的效率范围以便基于累积的烟尘量计算可用于氧化的烟尘量。在一个实施例中，该效率范围可从200°C下的零值升高到250°C下的实际值(例如，0. 5)，并且然后在高于250°C的温度下渐近地趋近于一。很自然，在此提供的数值和范围将仅作为示例，因为其他数值和范围也在预期中。将理解在此包括的示例控制和估计程序可在各种发动机和/或车辆系统配置中使用。在此描述的特别的程序可代表一个或者多个任何数目的处理策略，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程以及类似物。因此，所公开的过程步骤(操作、功能或动作)代表有待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储媒介内的代码。将理解在一些实施例中，本文描述和/或说明的一些步骤可在不偏离本公开的范围下被省略。同样地，指示的过程步骤的顺序对于实现想要的结果不总是必须的，仅被提供易于说明和描述。根据所使用的具体策略，可重复地实施一个或多于一个说明的动作、功能和运行。最后，将理解本文描述的物品、系统和方法在本质上仅是示例性的，并且具体的实施例或示例不被认为是限定方式，因为可考虑多种变型。相应地，本公开包括本文公开的各种系统和方法的所有新颖和非显而易见的组合和子组合，以及关于其的任何和所有等同物。
权利要求
1.一种控制发动机排放的方法，其包括在稀氮氧化物捕集催化剂上将捕集的氮氧化物还原为氨，同时氧化累积在所述稀氮氧化物捕集催化剂上的烟尘；以及使所述氨流动至选择性催化还原催化剂上。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述还原包括使发动机的排气流过所述稀氮氧化物捕集催化剂，并且其中所述排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个响应于在所述稀氮氧化物捕集催化剂上累积的烟尘量而被调整。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述还原包括使发动机的排气流过所述稀氮氧化物捕集催化剂，并且其中所述排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个响应于在所述稀氮氧化物捕集催化剂上被氧化的烟尘量而被调整。
4.如权利要求2所述的方法，其进一步包括当所述烟尘量增加时升高所述排气的空燃比，并且当所述烟尘量减小时降低所述排气的空燃比。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述排气的空燃比的升高和降低包括调整燃料喷射量和发动机的节流阀的开放量中的至少一个。
6.如权利要求2所述的方法，其进一步包括当所述烟尘量增加时缩短所述流动，并且当所述烟尘量减小时延长所述流动。
7.如权利要求2所述的方法，其中所述排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个被调整的量是基于排气温度的，并且其中所述量随着排气温度的升高而升高并且随着排气温度的降低而降低。
8.如权利要求2所述的方法，其中所述排气的空燃比和所述流动的持续时间中的至少一个响应于所述稀氮氧化物捕集催化剂所在位置两端的压力差而被调整。
9.如权利要求2所述的方法，其进一步包括当所述选择性催化还原催化剂上的氮氧化物的还原效率升高时增加所述空燃比，并且当所述选择性催化还原催化剂上的氮氧化物的还原效率降低时减小所述空燃比。
10.如权利要求2所述的方法，其进一步包括当所述稀氮氧化物捕集催化剂的氨产率升高时增加所述空燃比，并且当所述稀氮氧化物捕集催化剂的氨产率降低时减小所述空燃比。
全文摘要
本发明涉及一种控制发动机排放的方法，特别是减少微粒、NOx和氨排放的方法，其包括在稀氮氧化物捕集催化剂上将被捕集的氮氧化物还原成氨，同时氧化累积在稀氮氧化物捕集催化剂上的烟尘，以及使如此形成的氨流动至选择性催化还原催化剂。
文档编号F01N9/00GK102213127SQ201110075818
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月23日 优先权日2010年4月7日
发明者G·卡瓦泰欧, K·M·亚当斯, 程怡荪 申请人:福特环球技术公司