[发明专利]预测DeNOx催化剂中的NOx装载的方法及使用该方法的排放系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年12月2日提交的韩国专利申请No.10-2010-0122235的优先权和权益，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种预测DeNOx催化剂中的NOx装载的方法及使用该方法的排放系统。更具体而言，本发明涉及一种预测DeNOx催化剂中的NOx装载的方法，通过该方法能够对实际存储在DeNOx催化剂中的NOx量进行精确预测，并且本发明涉及一种排放系统，其通过使用所述方法来控制DeNOx催化剂的再生正时以及被喷射的还原剂的量。

背景技术

一般而言，穿过排放歧管从发动机流出的排放气体被驱动到安装在排放管上的催化转化器当中，并且在其中被净化。然后，在穿过消声器时排放气体的噪音减小，然后排放气体通过尾管而排入到空气当中。催化转化器对包含在排放气体中的污染物进行净化。此外，用于捕获包含在排放气体中的微粒物质(PM)的微粒过滤器安装在排放管中。

脱氮催化剂(DeNOx催化剂)是这种催化转化器的一种类型，并且对包含在排放气体中的氮氧化物(NOx)进行净化。如果将还原剂(例如，尿素、氨、一氧化碳和碳氢化合物(HC))供给至排放气体，则包含在排放气体中的NOx通过与还原剂的氧化还原反应而在DeNOx催化剂中还原。

近来，将稀薄NOx捕获(lean NOx trap，LNT)催化剂用作这样的DeNOx催化剂。当发动机在稀薄大气中运行时，LNT催化剂吸附包含在排放气体中的NOx，并且当发动机在稠密大气中运行时，LNT催化剂释放吸附的NOx。从LNT催化剂中对被吸附的NOx进行释放被称为再生。

根据传统的用于对LNT催化剂进行再生的方法，基于发动机的驱动条件对包含在排放气体中的NOx量进行预测，存储在LNT催化剂中的NOx量从包含在排放气体中的NOx量进行预测，并且当存储在LNT催化剂中的NOx量大于或等于预定量的时候，则喷射还原剂或者控制燃烧大气。为了成功地执行传统的用于对LNT催化剂进行再生的方法，应当精确地预测存储在LNT催化剂中的NOx量。此外，为了精确地预测存储在LNT催化剂中的NOx量，包含在排放气体中的NOx量应当被精确地预测。韩国专利申请No.10-2010-0115239和No.10-2010-0115238中公开了一种用来精确预测包含在排放气体中的NOx量的方法，并且在韩国专利申请No.10-2010-0121836中公开了一种用来精确预测在先前再生之后在DeNOx催化剂中剩余的NOx量和NO2量的方法。因此，以下将在本说明书中公开一种用来精确预测存储在DeNOx催化剂中的NOx量的方法。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供了一种预测DeNOx催化剂中的NOx装载的方法，其具有的优点是：考虑到DeNOx催化剂的催化剂老化和催化剂温度，而对实际存储在DeNOx催化剂中的NOx量进行精确预测。

本发明的各个方面提供了一种排放系统，其具有的优点是：基于所预测的NOx存储量来精确地预测DeNOx催化剂的再生正时和还原剂的喷射量。

根据本发明的各个方面的一种预测DeNOx催化剂中的NOx装载的方法，可以包括：对存储在所述DeNOx催化剂中的NOx的质量流量进行计算；计算从所述DeNOx催化剂中热释放的NOx的质量流量；计算从所述DeNOx催化剂中化学释放的NOx的质量流量；并且通过利用存储在所述DeNOx催化剂中的NOx的质量流量、从所述DeNOx催化剂中热释放的NOx的质量流量以及从所述DeNOx催化剂中化学释放的NOx的质量流量来计算出实际存储在所述DeNOx催化剂中的NOx量。

对存储在所述DeNOx催化剂中的NOx的质量流量进行计算可以包括：根据催化剂温度来计算每体积的NOx存储容量；通过使用所述每体积的NOx存储容量和DeNOx催化剂的有效体积来计算实际的NOx存储容量；通过使用所述实际的NOx存储容量和实际的NOx存储量来计算相对的NOx存储级别；通过使用所述相对的NOx存储级别和所述催化剂温度来计算参考的NOx存储效率；对所述参考的NOx存储效率进行修正；并且通过使用已修正的NOx存储效率和排放气体中的NOx的质量流量来计算存储在所述DeNOx催化剂中的NOx的质量流量。