控制贫NOx阱催化剂性能制造技术

一种使用贫ＮＯ↓［ｘ］阱（ＬＮＴ）催化剂来控制车辆发动机排气的方法。当催化剂温度在低温范围内时，使催化剂储存ＮＯ↓［ｘ］直到该催化剂饱和。将饱和的催化剂加热到超过该低温范围的温度。使加热的催化剂再生。此方法能够在促进燃料经济的同时提高ＬＮＴ催化剂在低温下的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及车辆排气控制的系统和方法，具体而言涉及使用贫NOx阱(LNT)催化剂来控制车辆排气。
技术介绍
一直在开发贫NOx阱(LMT)催化剂，也称为NOx吸收剂，以使贫燃发动机能够满足全球排放标准的挑战。尽管这些催化剂展现出希望，它们也存在许多工程上的难题。例如，LNT催化剂在目前柴油发动机的典型低操作温度下性能较劣。已经发现LNT催化剂在低温条件下对NOx的降低不足以提供这类车辆的严格排气标准所需的排气控制。
技术实现思路
在一个实施方式中，本专利技术致力于一种使用贫NOx阱(LNT)催化剂来控制车辆发动机排气的方法。当催化剂的温度处于预定的低温范围内时，使该催化剂存储NOx直到该催化剂基本饱和。该基本饱和的催化剂被加热到超过该低温范围的温度。该方法也包括当催化剂被加热到最佳的温度范围时再生该催化剂。在另一个实施方式中，本专利技术致力于一种使用贫NOx阱(LNT)催化剂来控制车辆发动机排气的方法。测定催化剂的温度是否位于预定的低温范围，以及测定催化剂是否在吸收NOx。基于该测定步骤，将该催化剂加热到高于该温度范围以调整催化剂用于清洁。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种使用贫NOx阱(LNT)催化剂来控制车辆排气的方法。测定催化剂的温度是否位于预定的低温范围，以及测定催化剂是否在储存NOx。基于上述测定步骤，将该催化剂加热到高于预定的低温范围的温度以调整催化剂用于去除NOx。在又一个实施方式中，一个车辆排气控制系统包括从车辆发动机产生的废气流中吸收NOx的LNT催化剂。一个车辆控制模块控制LNT催化剂的加热。当催化剂的温度在预定的低温范围内时，该控制模块使催化剂储存NOx直到催化剂基本饱和。该控制模块加热基本饱和的催化剂到超过该预定低温范围的温度，并从加热的催化剂中降低储存的NOx。本专利技术应用的其它方面将从以下提供的详细描述中变得明显。应当被理解详细描述和具体实施例尽管示出了本专利技术示例性的实施方式，但仅用于解释说明的目的，而不想限制本专利技术的范围。附图说明本专利技术从详细的说明和附图中得到更基本的理解，其中图1是依照本专利技术一个实施方式包含排气控制系统的车辆结构图；和图2是依照本专利技术一个实施方式使用贫NOx阱(LNT)催化剂来控制车辆排气的方法。具体实施例方式本专利技术各种实施方式的以下描述其本质上仅仅用于举例，决不用于限定本专利技术、其应用及其使用。为清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记来表示相同的元件。在此使用的术语“模块”和/或“装置”表示一种特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群的)和存储器、组合逻辑电路、和/或其它提供所述功能的适当组件。尽管在此参照一个或多个带柴油机的车辆来描述本专利技术的实施方式，但应当理解本专利技术不限于此。本专利技术还能与由汽油和/或其它类型燃料驱动的发动机连用。通常地，本专利技术的各种实施方式致力于使用LNT催化剂进行车辆排气控制。典型的LNT催化剂提供多个车辆废气流过的通道。例如，这些通道的表面浸渍有钡盐和铂或其它贵金属。在车辆发动机贫操作期间，催化剂从车辆废气中吸收氮氧化物(NOx)。氮氧化物(通常是NO和NO2)储存在催化剂的表面上。将催化剂周期性地暴露在富燃料环境中，在此期间催化剂得到再生，即储存的NOx减少。特别地，在废气流中的热量、一氧化碳和烃类存在下氮氧化物转化为氮气、二氧化碳和水。LNT催化剂在低于它们能够有效减少储存的NOx的温度下能够有效地储存NOx。在低温下，例如低于约300℃的温度下，LNT催化剂能够储存NOx有限的时间，也就是说直到充满NOx。在
技术介绍
的构造中，在催化剂被NOx饱和之后，在低温下催化剂的性能通常降低。一般地，在本专利技术不同的实施方式中，将LNT催化剂加热以升温到适合促进催化剂性能的催化剂温度。在一个实施方式中，当催化剂的温度在一个预定的低温范围时，使催化剂储存NOx直到催化剂饱和。将饱和的催化剂加热到超过该低温范围的温度，加热的催化剂经历再生。现在参照图1，附图标记20表示依照本专利技术一个实施方式包含排气控制系统的车辆。燃料从燃料泵26通过多个燃料喷射器32传送入柴油发动机22。空气通过进气系统34传送入发动机22。控制模块42与感应油门踏板40位置的油门踏板传感器66相连接。传感器66将表示踏板位置的信号传递给控制模块42。控制模块42将该踏板位置信号用于燃料泵26和燃料喷射器32的控制操作中。催化剂转换器68通过排气集管70接收发动机22的排气。排气传感器72感应集管70内的排气，向控制模块42发送指示例如排气是贫或富的信号。催化剂转换器68包括罐74，在第一段78内具有柴油机氧化催化剂(DOC)，在第二段82内具有贫NOx阱(LNT)。第二罐86包括LNT催化剂。当发动机22运行时，发动机排气从排气集管70流过罐74和86。下面描述的根据本专利技术的一个实施方式中，罐74和86内LNT催化剂的表面储存，即吸收流过罐的废气中的氮氧化物(NOx)。温度传感器90感应催化剂转换器68内的温度，并向控制模块42传递代表温度的信号。NOx传感器94感应和传递代表罐86中NOx浓度的信号。图2是使用罐74和86控制车辆尾气的方法的一种实施方式的流程图，总体上用附图标记100表示。方法100可以通过控制模块42来实施。在步骤108中，控制模块42用温度传感器90的输入来判断罐74和/或86中LNT催化剂的温度是否在预定的低温范围内。在该实施方式中，该低温范围例如在175℃到300℃之间。该低温范围取决于很多因素，包括但不限于LNT催化剂的组成和浓度、罐74和86的尺寸和/或燃料的组成。需要注意催化剂的温度可以用其它或额外的方法并且在其它或额外的位置来确定，例如使用温度传感器来代替传感器90，或在传感器90之外增加温度传感器。还应当注意尽管罐74和86内的LNT催化剂此处作为单一催化剂，但是罐74中的LNT催化剂不同于罐86中的LNT催化剂也是可以预见的。再次参照图2，如果在步骤108中确定LNT催化剂的温度不在预定低温范围内，那么在步骤116中方法100就结束。如果LNT催化剂在低温范围内，那么在步骤120中，在控制模块42的一个存储器(未示出)中控制模块42就会增加一个变量“储存的NOx”用来表示当前储存在LNT催化剂中的NOx总量。在一个不包含NOx传感器的车辆中，变量“储存的NOx”可以用于监控LNT催化剂中的NOx浓度。在这样的一种构造中，在步骤120中NOx的浓度水平可以基于流向发动机22的空气的立方流速、LNT催化剂被NOx饱和的估算时间、步骤120的迭代之间的时间来进行估算。在车辆20中，排气通过NOx传感器94感应。控制模块42利用NOx传感器信号来确定NOx的当前水平并储存以变量“储存的NOx”指示的当前水平的数据。在步骤128中，控制模块42确定储存在LNT催化剂中的NOx的当前水平是否超出了表示LNT催化剂已经被NOx基本饱和的预定范围。这样的范围可以用各种方法指示，例如取决于NOx传感器相对于催化剂转换器68的的位置。在示例性的车辆20中，当感应到0.1g/L的NOx浓度时，罐68中的LNT催化剂接近或处于饱和状态。术语“基本饱和”因此用来表示与完全饱和可能的偏差程度，不会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用贫ＮＯ↓［ｘ］阱（ＬＮＴ）催化剂来控制车辆发动机排气的方法，包括以下步骤：　　　　当催化剂的温度在一个预定的低温范围内时，使该催化剂储存ＮＯ↓［ｘ］直到该催化剂基本饱和；　　　　加热该基本饱和的催化剂到超过该低温范围的温度；　　　　再生该加热的催化剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DB布朗，MJ小帕拉托尔，
申请(专利权)人：通用汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]