[发明专利]用于排气后处理布置的方法和系统

说明书

本发明涉及用于排气后处理布置的方法和系统，提供了用于排气后处理系统的方法和系统。在一个示例中，一种系统包括空气喷射器，该空气喷射器定位成响应于排气的氧浓度降低至低于阈值浓度同时排气温度小于阈值温度而将空气喷射到第一催化剂和第二催化剂之间。

相关申请的交叉参考

本申请要求2018年3月2日提交的德国专利申请No.102018203126.6的优先权。上述申请的全部内容为了所有目的通过引用整体并入本文。

技术领域

本说明书一般涉及调节到后处理装置的空气流量。

背景技术

随着排放指导方针变得更加严格，NOx的减少越来越受到关注。排放处理的类型可包括氮氧化物存储催化剂，也称为NSR催化剂(例如，NOx存储和还原催化剂)或稀NOx捕集器(LNT)可代表用于催化转化氮氧化物的示例性后处理装置。替代技术可包括选择性催化还原(SCR)装置，其可利用施加在其上的还原剂溶液来还原氮氧化物。

LNT催化剂可以在较低温度下储存氮氧化物，其中储存在其上的氮氧化物可以在富空气/燃料混合物存在的情况下被还原。烃和一氧化碳可用作还原剂。相比之下，SCR装置可以在较高温度下提高还原效率，从而导致SCR和LNT串联工作以在更大范围的排气温度下处理氮氧化物排放。

因此，为了满足更严格的排放指导方针，可能希望将LNT催化剂和SCR装置配对在排气处理布置中，以增加可以还原氮氧化物的温度范围。然而，内燃发动机运行温度可以保持在较低温度以降低燃料消耗，这可以降低SCR处的转化率。

Cavataio等人在美国专利9,163,543中示出了一种提高SCR转化率的示例方法。其中，示出了稀运转中的空气供应到SCR催化剂上游的内燃发动机的排气。更具体地，Cavataio教导了在火花点火式发动机的排气通道中的三元催化剂下游的NOx处理装置。可以响应于稀发动机工况将空气(例如，氧)引入排气中，稀发动机工况可导致TWC处的NOx生成。将空气引入火花点火式发动机的稀燃烧中，其中基于催化剂温度调节空气的引入。例如，可以引入空气以冷却TWC下游的催化剂，同时保持所需的TWC温度(例如950℃)。因此，如果温度低，例如在冷起动期间，由于SCR催化剂温度太低，因此不会引入空气。另外，Cavataio教导了氧浓度上限(例如10％)，在该浓度下阻止空气进一步引入。

然而，由于与火花点火式汽油发动机相比柴油发动机的燃烧温度较低，因此在排气中引入空气的方法可能不足以提高SCR的转化率。作为一个示例，冷起动条件可能是NOx排放的主要贡献者，其中在Cavataio描述的方法中不会发生空气喷射。因此，仍然希望在包括柴油发动机的车辆的排气通道中在低排气温度下改善SCR催化剂中的氮氧化物转化率。

发明内容

本发明人已经确认了上述问题并提出了至少部分地解决它们的方法。在一个示例中，上述问题可以通过用于一种用于系统的方法来解决，该系统包括流体地耦连到发动机的排气通道，该排气通道包括在第二催化剂上游的第一催化剂，并且包括控制器，控制器具有存储在其非暂时存储器上的计算机可读指令，该指令在被执行时使控制器能够响应于第二催化剂上游的排气温度和氧浓度来调节第一催化剂和第二催化剂之间的空气喷射速率。以这种方式，氧浓度可以保持在下阈值以上，以预先防止(preempt)第二催化剂的氮氧化物转化效率的降低。

作为一个示例，第一催化剂是稀NOx捕集器并且第二催化剂是SCR，其中利用氧浓度的增加经由SCR催化剂来自内燃发动机的排气的后处理可以包括响应于SCR催化剂上游的排气的温度小于阈值温度并且催化剂上游的氧浓度小于氧阈值而引入空气。可以例如通过λ传感器和/或排气传感器确定和/或测量SCR催化剂上游的排气中的氧浓度或氧含量。如果排气的温度降低至低于阈值温度，并且氧浓度降低至低于氧浓度阈值，则SCR催化剂上游的排气的氧浓度增加至至少5个百分点(5％)的浓度。然后将排气供应给SCR催化剂。