用于排气后处理系统的方法和系统技术方案

技术编号:18442528 阅读:15 留言:0更新日期:2018-07-14 08:37
本发明专利技术涉及用于排气后处理系统的方法和系统。提供了用于排气后处理系统的方法和系统。在一个示例中,一种方法包括响应于驾驶员需求的增加通过激活电动马达限制来自催化剂的氨解吸。

Methods and systems for the exhaust post processing system

The invention relates to a method and system for exhaust aftertreatment system. A method and system for exhaust aftertreatment system are provided. In one example, one method is to limit the ammonia desorption from the catalyst by activating the electric motor in response to the increase in the driver's demand.

【技术实现步骤摘要】
用于排气后处理系统的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月5日提交的德国专利申请No.102017200089.9和2017年1月30日提交的德国专利申请No.102017201399.0的优先权。上述申请的全部内容通过引用方式整体并入本文以用于所有目的。
本专利技术整体涉及包括排气再循环(EGR)通道和氨存储装置的排气后处理系统。
技术介绍
内燃发动机在操作期间可产生大量的氮氧化物(NOx)。具体地,在机动车辆中使用的柴油发动机和奥托(Otto)发动机中,排气中的氮氧化物量通常高于可允许的极限值,因此要求排气再处理以减少NOx排放。在许多发动机中,使用三元催化转化器,通过排气中含有的非氧化组分,即通过一氧化碳(CO)和未燃烧的烃(HC)进行氮氧化物的还原。特别是对于柴油稀燃发动机和奥托(Otto)稀燃发动机,由于低量的非氧化排气组分,该方法是不可用的。因此,在稀燃发动机中,根据广泛使用的方法,使用吸附并存储包含在内燃发动机的排气中的氮氧化物的NOx存储催化转化器(以下简称LNT,稀NOx捕集器)。不时地进行LNT的再生,为此,例如在被引导通过LNT的排气中产生过量的燃料。然而,本专利技术人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例,在瞬态操作期间激活HP-EGR以满足驾驶员需求,这可导致来自催化剂的氨泄漏。当氨从催化剂泄漏时,LP-EGR可不流动,这可导致增加的发动机NOx输出。
技术实现思路
在一个示例中,上述问题可通过一种方法来解决,该方法包括响应于存在催化剂的氨泄漏风险,激活(activating)电动马达并且使低压排气再循环(LP-EGR)流流动达阈值持续时间;以及响应于在阈值持续时间之后存在氨泄漏风险,停用(deactivating)电动马达,关闭LP-EGR流,并且使HP-EGR流动。以这种方式,在氨泄漏风险的至少阈值持续时间内减少和/或防止来自催化剂的氨泄漏。作为一个示例,氨泄漏风险基于驾驶员需求的增加,其中驾驶员需求的增加导致促进存储在催化剂上的氨的解吸的发动机状况。例如,驾驶员需求的增加可导致较高的排气温度,这可引起来自催化剂的氨的解吸。由于催化剂布置在LP-EGR通道的上游,因此当使LP-EGR流动时解吸的氨可被扫掠到发动机。因此,为防止来自催化剂的氨泄漏并且限制发动机NOx输出,响应于驾驶员需求的增加,发动机转速和扭矩可减小和/或保持在当前水平。由此,排气状况可保持基本上类似于在驾驶员需求增加之前的排气状况。电动马达可在阈值持续时间内保持启用。在一个示例中,阈值持续时间基于当前的电池荷电状态(SOC)。因此,一旦阈值持续时间完成,电池可耗尽能量,并且不再能够给电动马达供电。响应于阈值持续时间的完成,电动马达被停用,并且发动机转速和扭矩增加。另外,HP-EGR流到发动机,并且LP-EGR关闭,以防止氨流到发动机。在一些实施例中,催化剂可以是第一选择性还原催化剂(SCR),其中可在LP-EGR通道下游布置第二SCR。当第二SCR的氨存储量小于阈值填充存储量(例如,氨的100%饱和度)时,第二SCR可从第一SCR中捕获解吸的氨中的一些。应该理解,提供上述
技术实现思路
是为以简化形式引入所选概念,所选概念将在具体实施例中进一步描述。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征,所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出混合动力车辆的发动机的示例。。图2示出描绘用于确定是否可发生氨泄漏的方法的高级流程图。图3示出响应于氨泄漏而利用电动马达的方法。图4示出响应于氨泄漏和电动马达的荷电状态(SOC)小于阈值SOC而调整一个或多个发动机操作参数的方法。图5是描绘在亚化学计量操作的时间发展中的一氧化二氮还原的图表。图6示出发动机的第一实施例。图7示出发动机的第二实施例。图8示出发动机的第三实施例。具体实施方式下面的描述涉及用于排气后处理系统的系统和方法。排气后处理系统可被包括在混合动力车辆(诸如图1的混合动力车辆)中。图1的发动机的第一实施例、第二实施例和第三实施例分别在图6、图7和图8中示出。可在可发生氨泄漏的一些瞬态状况下使用混合动力车辆的电动马达。图2示出用于确定是否存在足够的电池SOC来操作电动马达以限制氨泄漏的方法。如果存在足够的电池SOC,则在图3中示出用于在阈值持续时间内利用电动马达的方法。该方法进一步包括在阈值持续时间期间使LP-EGR流动,并且在阈值持续时间之后使HP-EGR流动。因此,在阈值持续时间之后可发生氨泄漏。然而,如果电池SOC不足并且存在氨泄漏风险,则可执行包括将发动机空气/燃料比调整为更富的空气/燃料比并且保持LP-EGR的方法,如图4所示。除此之外或另选地,响应于来自布置在第一催化剂下游的催化剂的氨补充需求,可执行图4的方法。在这样的示例中,氨补充需求可超过足够的电池SOC,使得氨在存在足够的电池SOC的情况下从第一催化剂解吸。图5示出基于图4的方法描绘来自第一催化剂的氨解吸的曲线图。图1和图6至图8示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。如果被示为彼此直接接触或直接耦接,那么此类元件至少在一个示例中可分别被称为直接接触或直接耦接。类似地,被视为彼此邻近或相邻的元件至少在一个示例中可以分别彼此相邻或邻近。作为示例,彼此共面接触放置的部件可被称为共面接触。作为另一示例,彼此分开定位在其间仅具有空间而不存在其他部件的元件在至少一个示例中可被如此称之。作为又一示例,被示为在彼此上方/下方,在彼此相对侧或者在彼此的左侧/右侧的元件可相对于彼此如此称之。进一步地,如图所示,元件的最顶部元件或最顶部的点可以被称为部件的“顶部”,并且元件的最底部元件或最底部的点在至少一个示例中可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的垂直轴线,并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。由此,在一个示例中,被示为在其他元件上方的元件在垂直方向上位于其他元件上方。作为另一示例,附图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如,诸如为圆形的、直的、平面的、弯曲的、圆角的、倒角的、倾斜的等)。进一步地,在至少一个示例中,被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步地,在一个示例中,被示为在另一元件内或被示为在另一元件外的元件可以如此称之。应当理解,根据制造公差(例如,在1%至5%的偏差内),被称为“基本上类似和/或相同的”的一个或多个部件彼此不同。一氧化二氮存储催化剂(也被称为稀NOx捕集器,LNT)可用于来自内燃发动机的排气的一氧化二氮的暂时吸附。此外,它们还完成了一氧化碳(CO)和烃(HC)的氧化后处理任务。在内燃发动机的稀模式下出现的一氧化二氮能够存储在LNT中;为此,LNT将稀排气中所包含的一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2),并且然后可以以硝酸盐的形式将其存储起来。在LNT的涂层中使用的吸附剂可以是例如氧化钡和/或其他氧化物。除别的以外,LNT的存储容量可受到排气温度的限制。现代LNT能够在约250℃至550℃的温度范围内以不同程度的效率存储一氧化二氮。此外,存储容量可受到排气的空间速度的限制。如果内燃发本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种方法,其包括:响应于催化剂的氨泄漏风险存在,激活电动马达并且使低压排气再循环(LP‑EGR)流流动达阈值持续时间;以及响应于在所述阈值持续时间之后存在所述氨泄漏风险,停用所述电动马达,关闭LP‑EGR流,并且使HP‑EGR流动。

【技术特征摘要】
2017.01.05 DE 102017200089.9;2017.01.30 DE 10201721.一种方法,其包括:响应于催化剂的氨泄漏风险存在,激活电动马达并且使低压排气再循环(LP-EGR)流流动达阈值持续时间;以及响应于在所述阈值持续时间之后存在所述氨泄漏风险,停用所述电动马达,关闭LP-EGR流,并且使HP-EGR流动。2.根据权利要求1所述的方法,所述氨泄漏风险基于驾驶员需求的增加,其中驾驶员需求的所述增加导致促进存储在所述催化剂上的氨的解吸的发动机状况。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述催化剂布置在LP-EGR通道的上游和HP-EGR通道的下游。4.根据权利要求3所述的方法,其中所述催化剂是第一选择性还原催化剂,所述方法进一步包括布置在所述第一选择性还原催化剂和所述LP-EGR通道的下游的第二选择性还原催化剂。5.根据权利要求1所述的方法,其中激活所述电动马达进一步包括降低发动机转速和扭矩。6.根据权利要求1所述的方法,其中停用所述电动马达进一步包括增加发动机转速和扭矩,并且其中氨从所述催化剂泄漏。7.一种系统,其包括:发动机,其耦接到排气通道,所述排气通道容纳相对于排气流的方向在第二催化剂上游的第一催化剂;在所述第一催化剂的上游位置处从所述排气通道分支的HP-EGR通道,以及在所述第一催化剂和所述第二催化剂之间的位置处从所述排气通道分支的LP-EGR通道,并且其中所述LP-EGR通道容纳第三催化剂;以及控制器,其具有存储在其非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使得所述控制器能够:响应于对应于允许从所述第一催化剂解吸氨的发动机状况的驾驶员需求的增加:当电池荷电状态(SOC)大于阈值SOC时,激活电动马达,使LP-EGR流流到所述发动机,以及减小发动机转速和扭矩达阈值持续时间;当所述电池SOC不大于所述阈值SOC时,使LP-EGR流动,并且进行富燃烧。8.根据权利要求7所述的系统,其中所述控制器进一步包括存储在其非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使得所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员:F·D·斯迈特M·昂斯特C·博任森D·罗默F·林森B·P·卡伯里F·格贝尔E·斯米尔诺夫
申请(专利权)人:福特环球技术公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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