[发明专利]对至少一个设置在内燃机排气管路内的NOx－存储催化剂脱硫的方法

说明书

本发明涉及一种具有在权利要求1前序部分中所述特征的用于对至少一个设置在内燃机排气管路内的NOx-存储催化剂脱硫的方法。

对NOx-存储催化剂脱硫的方法是公知的。其中在脱硫时必须对诸如在NOx-存储催化剂上的最低温度和将内燃机的工作模式调整到λ≤1等所谓的再生参数进行调整。

在内燃机的工作模式为λ＜1时，尾气中诸如CO、HC或H₂等还原的气体组分的浓度超过氧的浓度(富空气)。在λ＞1时，氧浓度占绝大比重(贫空气)。在内燃机以贫空气的情况下工作时，除了NOx，由于在燃油混合物中的变化的硫分量的燃烧生成SO₂。该SO₂与在贫空气时的NOx相同同样被NOx-存储催化剂吸收，其中由于硫酸盐颗粒的形成，因而对SO₂-吸收将造成局部的不均匀性。该过程将导致NOx-存储催化剂的催化活性表面的缩小和NOx-存储催化剂容量的降低并构成腐蚀过程的侵蚀点，该腐蚀将会带来对NOx-存储催化剂的持续的损伤。

已知根据对NOx还原(转化反应)效率的检定可测出NOx-存储催化剂的硫化度并且在达到一阈值后通过至少暂时对内燃机的一个工作参数施加影响(措施)启动脱硫。这些措施包括例如推迟点火、在一燃烧过程前或在燃烧过程中延后喷油或对内燃机进行汽缸选择平衡，但因此势必导致燃料的过量消耗。为了提高NOx-存储催化剂前的尾气温度并以此达到在NOx-存储催化剂上的最低温度，要频繁地采取这些措施。这些已知的方法的缺点是，仅根据转化反应的效率，即在达到阈值之后才启动脱硫并因此对在实际中出现的内燃机的较为有利的工作状况，其中并未达到阈值，但NOx-存储催化剂的温度已接近最低温度，并未得到利用。此点将导致燃油的过量消耗。

本发明的目的在于对NOx-存储催化剂的脱硫进行更为动态的设计，即为对脱硫必要性进行判定，除了催化剂的硫化度外，还要对再生参数加以考虑。

该目的通过应用一种用于对至少一个设置在内燃机排气管路内的具有在权利要求1特征部分中所述特征的对NOx-存储催化剂脱硫的方法得以实现。由于根据实际的λ值和/或取决于在NOx-存储催化剂中存储的NOx-质量(硫化度)的在NOx-存储催化剂的上游和下游的NOx浓度的比例，和/或NOx-存储催化剂的实际温度启动脱硫，因而可以更为有效地，即更节省燃油地实现脱硫。另一个优点是，由于从整体上更为频繁地进行脱硫，因而可以将因脱硫而形成的硫酸盐颗粒的粒度保持在较小的程度。

根据本方法的一优选的设计，为对脱硫必要性进行判定求出由硫化度、λ值和NOx-存储催化剂温度构成的参数。该参数在以内燃机的负载与转速的比例关系为特征的特性范围内。所述特性范围可以分成任意数量的分范围，在这些范围中例如随着温度的升高，脱硫的阈值下降。采取此方式可以非常动态地对实际的工作状况就脱硫的启动作出反应。

从属权利要求中的其它特征对本发明的进一步的优选的设计做了描述。

下面将以一实施例为例对照附图对本发明做进一步的说明。图中示出：

图1示出在内燃机的排气管路中催化剂系统的配置和

图2为内燃机的负载与转速的比例关系图。

图1中示意示出设置在内燃机14排气管路12中的催化剂系统10。催化剂系统10包括NOx-存储催化剂16和前置催化剂18以及相应的气体传感器20和温度传感器22。可以利用马达控制器24对内燃机14的工作模式进行调整。当需要λ＜1(富空气)的工作模式时，则必须在燃油-空气-混合物燃烧前降低抽气管26内的氧的浓度。与氧分量相比将相应提高在尾气中的还原的气体成分的分量。例如这种工作模式是利用一节流阀28减少抽吸的空气流量并同时通过一尾气回流阀30馈送贫氧尾气实现的。

在λ＞1(贫空气)的工作模式时，除了对NOx，还将SO₂吸收在NOx-存储催化剂16上，同时少量的还原的气体成分在前置催化剂18上几乎被完全转换。根据NOx-存储催化剂16的容量和解吸温度必须以λ≤1对内燃机进行调整控制，以便进行再生。在这样一种工作模式时，预先被吸收在NOx-存储催化剂16的催化活性表面上的NOx将被还原。

同样被吸收的SO₂以硫酸盐形式被储存在NOx-存储催化剂16上，其中当然这种储存过程的可逆性与对NOx的储存相比需要高得多的温度。所以为实现脱硫必须达到最低脱硫温度和λ≤1(再生参数)。