[发明专利]操作内燃机的后处理系统的方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种操作内燃机的后处理系统的方法，特别地是在还原剂存储装置的上游设置有稀薄氮氧化物捕集器(LNT)的后处理系统，该还原剂存储装置诸如是选择性催化还原系统(SCR)或在微粒过滤器上的选择性催化还原系统(SCRF)。

背景技术

已知的是，内燃机的排气后处理系统可装备有稀薄氮氧化物捕集器(LNT)及其他后处理装置，该稀薄氮氧化物捕集器设置用于捕集包含在排气中的氮氧化物(NOx)。

这些后处理装置经受周期性再生事件，以便将NOx从稀薄氮氧化物捕集器上释放。再生事件可通过将发动机从常规的贫燃模式转换为富燃模式而进行。当发动机转换到富燃模式时，存储在LNT中的吸附剂上的NOx与包含在排气中的还原剂(诸如未燃烧的碳氢化合物(HC))反应，并且被脱吸附而转换为氮气(N₂)和氨(NH₃)。

在一些后处理系统配置中，LNT后跟随有被动(或原位)NH₃存储装置，诸如选择性催化还原系统(SCR)或在微粒过滤器上的选择性催化还原系统(SCRF)，其存储由LNT在再生事件期间产生的氨，并且将这些氨用作还原剂以减少包含在LNT下游的排气中的NOx，而不需要额外的NH₃源。

由于由LNT产生的氨的量取决于许多参数，因此存在对这样一种方法的需求，该方法提供了对由LNT在再生事件期间产生的以及可以在LNT的再生事件期间累积到NH₃存储装置中的NH₃的量的正确和精确的确定。

发明内容

本公开通过一种针对前述需求的简单、合理且相对廉价的解决方案。本公开了一个实施例提供了一种操作内燃机的后处理系统的方法，该后处理系统具有稀薄氮氧化物捕集器和位于该稀薄氮氧化物捕集器下游的还原剂存储装置。进行稀薄氮氧化物捕集器的再生。在该再生过程期间，在排气中的还原剂浓度在稀薄氮氧化物捕集器和还原剂存储装置之间被测量。由稀薄氮氧化物捕集器产生的还原剂的量基于测量的浓度而计算。因此，相比于基于开环控制模型的其他已知的方法来说，确定由稀薄氮氧化物捕集器在氮氧化物捕集器的再生期间产生的还原剂的量需要较少的标定工作和较少的计算能力。

根据以上方法确定的由稀薄氮氧化物捕集器产生的还原剂的量可在该量达到最大可用存储能力时停止LNT的再生。换句话说，如果由稀薄氮氧化物捕集器产生的还原剂的量大于第一阈值时，LNT的模式从富燃模式改变到稀薄燃烧模式。如果存在至少最小量的可用的还原剂，还原剂的该量可用于触发还原剂存储装置的正常功能的测试。换句话说，还原剂存储装置的操作模式从NOx减少的模式(即NOx减少模式)改变到正常功能被测试的诊断模式。如果确定的由稀薄氮氧化物捕集器产生的还原剂的量大于第二阈值时，则发生这种操作模式的变化。第一和第二阈值通常是不同的(虽然这并不是要求)，因此，第一阈值典型地大于第二阈值。因此，由稀薄氮氧化物捕集器产生的还原剂的量可用于转换到LNT或还原剂存储装置的另一操作模式，特别是如果该量大于一阈值时。

根据一个实施例，还原剂浓度可通过具有对该还原剂(例如氨)具有交叉灵敏度(cross sensitivity)的NOx传感器来测量。以这种方式，由于前述的NOx传感器通常存在于稀薄氮氧化物捕集器和还原剂存储装置的上游之间，以用于其他控制任务，所以可实现对还原剂浓度的测量，而无需使用额外专用的传感器。

根据本公开的一个实施例，如果满足预定的使能条件，则可测量还原剂浓度。本解决方案的这一方面可减少错误识别的可能性，从而改进还原剂浓度测量的可靠性。在这一方面，根据这一实施例的一个示例，该方法可估计在再生期间在排气中在稀薄氮氧化物捕集器下游的氮氧化物浓度，并且当估计的氮氧化物浓度小于预定阈值时、识别出满足使能条件。当该条件被满足时，由NOx传感器进执行的测量指示还原剂的浓度。

根据本公开的一个方面，由稀薄氮氧化物捕集器产生的还原剂的量的计算可包括：基于一个或多个参数估计还原剂的第一量，以及作为估计的第一量和作为测量的还原剂浓度的函数计算的还原剂的第二量的函数来计算由稀薄氮氧化物捕集器产生的还原剂的量。该一个或多个参数可从以下的组选择，该组包括：在再生期间排气的温度值，在稀薄氮氧化物捕集器上游的氮氧化物的浓度值，存储在稀薄氮氧化物捕集器中的氮氧化物含量值，以及在再生期间空燃比的设定点的值。以这种方式，由稀薄氮氧化物捕集器产生的还原剂的量的确定可以合理且简单的方式获得，从而最小化对NOx传感器敏感度的干扰。