被动氮氧化物储存催化剂管理制造技术

根据本文描述的一个或多个实施例，一种用于处理来自机动车辆中的内燃机的排气的排气系统包括被动NOx吸收剂(PNA)装置和基于模型的控制器，该基于模型的控制器控制由PNA装置储存的NOx的量。控制所储存的NOx的量包括使用PNA装置的预测模型来计算PNA装置的预测NOx储存水平，并且响应于PNA装置所预测的NOx储存水平大于预定的冷启动阈值，通过改变内燃机的操作来升高排气温度。

Passive NOx storage catalyst management

【技术实现步骤摘要】
被动氮氧化物储存催化剂管理引言本公开涉及用于内燃机的排气系统，并且更具体地涉及减少排气中的氮氧化物(“NOx”)。从贫燃内燃机(诸如像柴油发动机的内燃机)排出的废气是非均相混合物，其包含气态排放物，诸如例如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的碳氢化合物(“HC”)和包括NO和NO2的氮氧化物(“NOx”)，以及构成颗粒物质(“PM”)的凝聚相材料(液体和固体))。通常设置在催化剂载体或基底上的催化剂组合物作为后处理系统的一部分提供在发动机排气系统中，以将这些排气成分中的某些或全部转换为非调节的排气组分。由于未来严格的排放法规，诸如USTier3和欧洲EU7排放法规，相当的关注已集中在减少尤其来自发动机冷启动的贫燃内燃机(诸如柴油发动机)排气中的氮氧化物(NOx)上。
技术实现思路
根据本文描述的一个或多个实施例，一种用于处理来自机动车辆中的内燃机的排气的排气系统包括被动NOx吸收剂(PNA)装置和基于模型的控制器，该基于模型的控制器控制由PNA装置储存的NOx的量。控制所储存的NOx的量包括使用PNA装置的预测模型来计算PNA装置的预测NOx储存水平，并且响应于PNA装置所预测的NOx储存水平大于预定的冷启动阈值，通过改变内燃机的操作来升高排气温度。在一个或多个示例中，基于排气中的NOx浓度、排气流速和排气温度来计算预测的NOx储存水平。此外，改变内燃机的操作包括改变由燃料喷射量、燃料喷射正时、涡轮增压器进气和排气再循环速率组成的参数群组中的内燃机的至少一个参数。在一个或多个示例中，升高的温度使得PNA装置释放储存的NOx，且排气系统进一步包括NOx还原装置，其将释放的NOx转化成氮气(N2)和/或水(H2O)。控制所储存的NOx量进一步包括基于NOx还原装置的预测模型计算NOx还原装置的预测转化容量，并且响应于NOx还原装置的转化容量大于预定阈值，通过改变内燃机的操作升高排气的温度。在一个或多个示例中，排气系统进一步包括贫燃NOx捕集器(LNT)装置，其位于PNA装置下游和NOx还原装置上游。在一个或多个示例中，NOx还原装置包括选择性催化还原装置。根据一个或多个实施例，车辆系统包括内燃机，被动NOx吸收剂(PNA)装置和基于模型的控制器，该基于模型的控制器控制由PNA装置储存的NOx的量。控制所储存的NOx的量包括使用PNA装置的预测模型来计算PNA装置的预测NOx储存水平，并且响应于PNA装置所预测的NOx储存水平大于预定的冷启动阈值，通过改变内燃机的操作来升高排气温度。在一个或多个示例中，基于排气中的NOx浓度、排气流速和排气温度来计算预测的NOx储存水平。此外，改变内燃机的操作包括改变由燃料喷射量、燃料喷射正时、涡轮增压器进气和排气再循环速率组成的参数群组中的内燃机的至少一个参数。在一个或多个示例中，升高的温度使得PNA装置释放储存的NOx，且排气系统进一步包括NOx还原装置，其将释放的NOx转化成氮气(N2)和/或水(H2O)。控制所储存的NOx量进一步包括基于NOx还原装置的预测模型计算NOx还原装置的预测转化容量，并且响应于NOx还原装置的转化容量大于预定阈值，通过改变内燃机的操作升高排气的温度。在一个或多个示例中，排气系统进一步包括贫燃NOx捕集器(LNT)装置，其位于PNA装置下游和NOx还原装置上游。在一个或多个示例中，NOx还原装置包括选择性催化还原装置。根据一个或多个实施例，一种用于控制由被动NOx吸收剂(PNA)装置储存的NOx量的计算机实现的方法包括通过PNA装置吸收从内燃机释放的排气中的NOx。该方法进一步包括通过控制器使用PNA装置的预测模型计算PNA装置所预测的NOx储存水平。该方法进一步包括响应于PNA装置所预测的NOx储存水平大于预定冷启动阈值，通过由控制器改变内燃机的操作来升高排气温度。在一个或多个示例中，基于排气中的NOx浓度、排气流速和排气温度来计算预测的NOx储存水平。此外，改变内燃机的操作包括改变由燃料喷射量、燃料喷射正时、涡轮增压器进气和排气再循环速率组成的参数群组中的内燃机的至少一个参数。在一个或多个示例中，升高的温度使得PNA装置释放储存的NOx，且排气系统进一步包括NOx还原装置，其将释放的NOx转化成氮气(N2)和/或水(H2O)。控制所储存的NOx量进一步包括基于NOx还原装置的预测模型计算NOx还原装置的预测转化容量，并且响应于NOx还原装置的转化容量大于预定阈值，通过改变内燃机的操作升高排气的温度。在一个或多个示例中，排气系统进一步包括贫燃NOx捕集器(LNT)装置，其位于PNA装置下游和NOx还原装置上游。在一个或多个示例中，NOx还原装置包括选择性催化还原装置。通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的以上特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。附图说明其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中：图1是发动机和配置成处理发动机所产生的排气流的相关联排气系统的概括图示；以及图2描绘了根据一个或多个实施例的用于管理NOx储存催化剂以控制排气系统的NOx排放物的示例方法的流程图。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或使用。应当理解，在所有附图中，相应的参考标记表示相同或相应的部分和特征。如本文中所用，术语模块是指处理电路，其可以包括专用集成电路(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，专用或组)和存储器模块、组合逻辑电路，和/或提供所述功能的其他合适的组件。对贫燃发动机(诸如柴油发动机)所产生的废气的处理包括各种催化装置，其具有设置在基底上的一种或多种催化剂，以用于降低废气中所调节成分的水平。例如，柴油机排气处理系统可以包括氧化催化剂，其也称为柴油机氧化催化剂(“DOC”)；以及被动NOx吸收剂催化剂(“PNA”)，诸如柴油机冷起动催化剂(“dCSC”)，其催化储存来自发动机冷起动的NOx。PNA催化剂还可以将HC和CO氧化成CO2和水。另外，选择性催化还原(“SCR”)催化剂或贫燃NOx捕集器(LNT)催化剂可根据还原剂将NOx还原为氮气(N2)和/或水(H2O)。柴油机颗粒过滤器(“DPF”)可用于去除颗粒。在一些情况下，SCR与DPF组合成单一单元，通常称为“SCRF”。另外，贫燃NOx捕集器(LNT)[也称为NOx储存催化剂(NSC)]也有助于减少排气中的NOx。在正常操作期间，贫燃发动机产生具有“贫燃”成分的废气排放。LNT能够储存或捕集存在于“贫燃”废气排放中的氮氧化物(NOx)。LNT通过NOx与LNT的NOx储存组件之间的化学反应以形成无机硝酸盐来储存或捕集存在于废气排放物中的NOx。通过LNT能够储存的NOx的量受到存在的NOx储存组件的量的限制。最后，释放来自LNT的NOx储存组件的所储存的NOx；理想地是当下游SCR装置已经达到有效操作温度时。从LNT释放储存的NOx通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理来自机动车辆中的内燃发动机的排气的排气系统，所述排气系统包括：/n被动NOx吸收剂(PNA)装置；以及/n基于模型的控制器，其配置成控制由所述PNA装置储存的NOx量，所述控制所储存的NOx量包括：/n使用所述PNA装置的预测模型计算所述PNA装置的预测NOx储存水平；以及/n响应于所述PNA装置的所述预测NOx储存水平大于预定冷启动阈值，通过改变所述内燃机的操作来升高所述排气的温度。/n

【技术特征摘要】
20180625 US 16/0171411.一种用于处理来自机动车辆中的内燃发动机的排气的排气系统，所述排气系统包括：
被动NOx吸收剂(PNA)装置；以及
基于模型的控制器，其配置成控制由所述PNA装置储存的NOx量，所述控制所储存的NOx量包括：
使用所述PNA装置的预测模型计算所述PNA装置的预测NOx储存水平；以及
响应于所述PNA装置的所述预测NOx储存水平大于预定冷启动阈值，通过改变所述内燃机的操作来升高所述排气的温度。


2.根据权利要求1所述的排气系统，其中，基于所述排气中的NOx浓度、排气流速和所述排气的温度计算所述预测的NOx储存水平。


3.根据权利要求1所述的排气系统，其中改变所述内燃机的操作包括改变由燃料喷射量、燃料喷射正时、涡轮增压器进气和排气再循环速率组成的参数群组中的所述内燃机的至少一个参数。


4.根据权利要求1所述的排气系统，其中所述升高的温度导致所述PNA装置释放储存的NOx，并且所述排气系统进一步包括：
排放物还原装置，其将所释放的NOx转化成氮气(N2)和/或水(H2O)。


5.根据权利要求4所述的排气系统，其中所述控制所储存的NOx的量进一步包括：
基于所述排放物还原装置的预测模型计算所述排放物还原装置的预测转换容量；以及
响应于所述排放物还原装置的转换容量大于预定阈值，通过改变所述内燃机的操作来升高所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·L·怀特，M·A·史密斯，S·任，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US