[发明专利]存储催化剂再生时控制内燃机燃烧过程的方法

说明书

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分中所述特征的在设置在内燃机尾气通道中的NOx-存储催化剂再生时控制内燃机燃烧过程的方法。

已知采用相应的催化剂可以对内燃机，尤其是柴油机内的空气-燃油-混合气燃烧过程中产生的尾气进行净化。当内燃机处于其燃油含量高于氧含量，或处于化学计量状况的工作方式时，则在尾气中将以增大的量度存在诸如CO、HC或H₂等还原物质。在这种工作方式时λ≤1(再生工作)。只要在催化剂上还有足够的氧，则绝大部分还原物质将在催化剂上被氧化成水和二氧化碳。由于油耗过高，因而通常将避免内燃机以再生工作方式工作。

在燃烧过程中，当氧的含量超过空气-燃油-混合气中的燃油含量时，内燃机处于所谓的λ＞1的贫工作方式(贫工作)。尾气中还原物质分量的减少势必导致同时在燃烧过程中形成的NOx不能充分地在催化剂上被还原成氮。为了在催化剂的下游仍能使NOx-扩散保持在尽可能低的程度，已知在NOx-尾气通道中设置有NOx-存储装置，该存储装置在贫工作方式时对NOx以硝酸盐的形式加以吸附，并且在高于NOx-解吸温度或NOx-存储容量用尽前一直保持吸附状态。因此在此时刻点必须对NOx-存储催化剂(NOx-存储装置和催化剂)进行再生，即必须将内燃机由贫工作切换成再生工作。在NOx-再生过程中进行NOx-解吸并同时进行催化剂还原。

在燃烧过程中由于燃油中含有变化的硫分量，因而形成氧化硫SOx，SOx以硫酸盐的形式同样被存储在NOx-存储催化剂中。为实现SOx-再生(脱硫)，当然需要大大高于NOx-再生的再生温度，所以为了实现脱硫通常需要对NOx-存储催化剂附加加热。可借助选定的参数，例如由一设置在NOx-存储催化剂的下游的相应的传感器测出的NOx-扩散确定再生(NOx-和/或SOx-再生)的开始点。

另外还已知对内燃机配属有相应的机构，该机构通过暂时对内燃机的工作参数施加的影响可实现对工作方式的调整。这种机构例如可包括尾气再循环系统或喷射系统，利用该喷射系统可对喷射开始点以及喷射压力进行调整。

这种已知的方法的缺点在于，在再生过程中，尤其在脱硫过程中可能会生成大量的颗粒或烟灰。在柴油机处于不利的工作条件下，正是此点将造成显著的烟灰污染。

另外，其缺点还在于，再生时将会出现内燃机转矩的变化，特别是转矩的降低。此点将影响机动车的行驶状况并造成危险的行驶状态。

本发明的目的在于将再生时烟灰的形成保持在最低限度并且同时仍能提供充足的还原物质。另外，使再生过程尽可能不改变马达的转矩。

根据本发明，该目的采用具有权利要求1特征的在设置在尾气通道内的NOx-存储催化剂再生时控制燃烧过程的方法得以实现。由于喷射开始点是根据内燃机的工作方式决定的，所以可以对燃烧过程施加影响，其中可以形成充足的还原物质，又不会生成烟灰。优选再生工作的喷射开始点设置在早于贫工作的时间点，从而可以延长整个燃烧过程并因此可以进一步减小未燃烧的碳氢化合物的粒度。另外宜在再生时同时提高喷射压力，从而可以附加增大空气-燃油-混合气中的燃油含量。因此一方面导致即使在高负荷要求的情况下也可以保持转矩不受影响地进行再生，另一方面可以提高单位时间内的还原物质量，从而可以从整体上缩短再生时间并随之降低油耗。

优选根据内燃机的工作参数决定喷射开始点和/或喷射压力。所以例如为保证转矩不受影响，在确定喷射时必须考虑到内燃机的负荷要求或转速。

其它的在从属权利要求中所述的特征给出了本发明的其它的优选设计。

下面将对照实施例并结合附图对本发明做进一步的说明。图中示出：

图1为在内燃机尾气通道内的存储催化剂装置的示意图和

图2为根据本发明的方法对燃烧过程进行调整的流程图。

图1举例示出在内燃机16尾气通道14内的NOx-存储催化剂12装置10。在NOx-存储催化剂12的下游的尾气通道14内附加设置一个温度传感器18和一个气体传感器20。可以利用马达控制器22对内燃机16的工作方式进行调整。在例如需要λ≤1的工作方式(再生工作方式)时，则必须在空气-燃油-混合气燃烧前降低抽气管24内的氧浓度。因此与氧含量相比提高尾气中诸如CO、HC或H₂等还原物质的含量。例如可以利用一截流阀26减少被抽吸空气的容积流量并通过一尾气再循环阀28同时进行的对贫氧尾气的馈送实现这种工作方式。马达控制器22另外还对喷射系统30进行控制，所述喷射系统在预定的喷射压力的情况下可以实现燃油的馈送。同样也可以确定喷射开始点。