[发明专利]用于提高SCR操作的系统和方法

说明书

技术领域

本描述涉及改进车辆的排放物。在一个示例中，存储发动机的碳氢化合物排放物和/或将发动机的碳氢化合物排放物引导绕过SCR，从而提高SCR效率。该方法可特别用于改进发动机启动后的NOx排放物。

背景技术

当前的排放控制法规要求在汽车的排放系统中使用催化剂，以便将发动机操作期间所产生的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC），以及氮氧化物（NOx）转化成不受管制的排气。配备有柴油或另一稀燃发动机的车辆提供增加的燃料经济性效益，但是，由于排气中氧的高含量，使这些系统中的NOx排放物的控制复杂化。在这方面，已知选择性催化还原（SCR）催化剂——其中通过将还原剂如尿素积极喷射到进入该催化剂的排气混合物中而连续地去除NOx）——实现高的NOx转化效率。典型的稀排气后处理系统还可包括连接在SCR催化剂上游的氧化催化剂。该氧化催化剂转化发动机排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和一氧化二氮（NO）。还可利用该氧化催化剂提供用于SCR催化剂快速预热的热量。

本发明人已认识到有关该系统配置的几个缺点。即，因为氧化催化剂通常位于发动机远下游的底部，所以需要花费大量时间达到起燃温度（例如，200℃）。这导致SCR催化剂的预热延迟，并因此负面地影响排放控制。而且，由于该氧化催化剂在达到起燃温度之前不转化进入的碳氢化合物，因此在一些状况下，例如冷启动，或延长的轻负载操作时期，碳氢化合物可从该氧化催化剂泄漏并导致SCR催化剂操作的退化，降低了SCR催化剂的效率以及使用寿命。

发明内容

因此，本发明人已开发用于提高车辆发动机排放系统中的SCR催化剂操作的系统和方法，包括响应于第一状况通过旁通阀引导发动机的碳氢化合物绕过SCR催化剂，并响应于第二状况引导发动机的碳氢化合物通过SCR催化剂。在一个示例中，第一状况可包括在发动机排放系统中的排放控制装置达到阀值温度之前，以及第二状况可包括在发动机排放系统中的排放控制装置达到阀值温度之后。通过该方式，可降低SCR催化剂的退化，提高SCR催化剂的效率，并减少车辆的NOx排放物。

在另一个实施例中，该排放控制装置为氧化催化剂。

在另一个实施例中，该排放控制装置进一步包括碳氢化合物捕集器。

在另一个实施例中，该排放控制装置进一步包括CO捕集器。

在另一个实施例中，该排放控制装置进一步包括柴油颗粒过滤器。

在另一个实施例中，车辆发动机排放系统包括：排放控制装置；SCR催化剂；位于SCR催化剂上游的SCR旁通阀；以及控制器，该控制器包括可执行指令，以便响应于第一状况引导排气流绕过SCR催化剂，并响应于第二状况引导排气流通过SCR催化剂。

在另一个实施例中，该排放控制装置包括在SCR催化剂上游的氧化催化剂。

在另一个实施例中，该排放控制装置进一步包括在SCR催化剂上游的碳氢化合物捕集器。

在另一个实施例中，该排放控制装置进一步包括在SCR催化剂上游的CO捕集器。

在另一个实施例中，该排放控制装置进一步包括在SCR催化剂下游的柴油颗粒过滤器。

在另一个实施例中，第一状况是在车辆发动机排放系统中的排放控制装置达到阀值温度之前。

在另一个实施例中，第二状况是在排放控制装置达到阀值温度之后。

在另一个实施例中，SCR催化剂是将NOx转化成N₂和H₂O的尿素SCR催化剂，且其中第一状况是其中SCR旁通阀上游的碳氢化合物浓度超过阀值水平。

从下面的具体实施方式——单独地或与连同附图一起——可容易地显见上述优势以及本描述的其他优势和特征。

应该理解，提供上述发明内容以便以简化的形式介绍具体实施方式中进一步描述的概念的选择。其不意味着确认了所要求主题的关键或基本特征，其范围由所附的权利要求唯一限定。此外，所要求的主题不局限于解决上面或本公开任何部分所提及的任何缺点的实施。

附图说明

图1示出了发动机的示意性描述，包括SCR，以及SCR旁通阀。

图2A-2F示出了示例性的车辆发动机排放系统；

图3示出了用于操作车辆发动机排放系统的示例性方法的流程图；以及

图4-5示出了当监测车辆发动机排放系统时感兴趣信号的示例性模拟绘图。

具体实施方式