內燃發(fā)動機的排氣后處理系統的裝置及其運轉方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及內燃發(fā)動機的排氣后處理系統的裝置和運轉該裝置的方法。提供用于運轉排氣后處理系統裝置的方法。該方法包括：在第一運轉狀態(tài)下，使絕大部分來自內燃發(fā)動機的排氣流流過第一NOX存儲催化轉化器，該第一NOX存儲催化轉化器定位在排氣后處理系統配置的主排氣支路中；以及在第二運轉狀態(tài)下，使絕大部分的排氣流流過第一旁路支路，該第一旁通支路從第一NOX存儲催化轉化器上游的主排氣支路分出來、并且通向第一NOX存儲催化轉化器下游的主排氣支路，并且再生第一NOX存儲催化轉化器。
【專利說明】內燃發(fā)動機的排氣后處理系統的裝置及其運轉方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求在2013年7月I日提交的德國專利申請?zhí)朌E102013212801.0的優(yōu)先權，其全部內容通過引用被并入此用于所有目的。

【技術領域】
[0003]本公開涉及用于內燃發(fā)動機的排氣后處理系統的裝置和運轉該裝置的方法。

【背景技術】
[0004]內燃發(fā)動機在運轉期間會產生相當多量的氮氧化物(NOx)。對于在機動車輛中使用的柴油機和汽油稀燃發(fā)動機的情況，排氣中的氮氧化物的量通常高于可容許極限值，使得期望通過排氣后處理來降低NOx排放。在一種現有技術的方法中，SCR (選擇性催化還原)催化轉化器被用于降低NOx排放。為通過SCR催化轉化器將氮氧化物轉化成無害物質，可需要氨(NH3)的供應，例如以將尿素溶液噴射到排氣流中的方式。在另一種被廣泛使用的方法中，使用NOx存儲催化轉化器(稀NOx捕集器，LNT)，其吸收并存儲包含在內燃發(fā)動機的排氣中的氮氧化物。NOx存儲催化轉化器的再生必須不時地執(zhí)行，為了這個目的，有必要在通過NOx存儲催化轉化器被引導的排氣中產生過量的燃料，這需要燃料的額外消耗。因此，同時出于SCR催化轉化器的運轉和NOx存儲催化轉化器的運轉的目的，需要提供氨和額外的燃料，從而導致額外的成本。
[0005]US7, 472，545B2公開一種內燃發(fā)動機的排氣后處理系統，其包括隨后是SCR催化轉化器的NOx存儲催化轉化器。如果燃料重整物被供應到NOx存儲催化轉化器以用于再生的目的，那么排氣流被引導穿過NOx存儲催化轉化器，經過相對于后者平行連接的旁通支路，直接到達SCR催化轉化器。然而，本發(fā)明人已經意識到在US7，472，545中公開的排氣后處理系統的若干缺點。例如，在NOx存儲催化轉化器的再生期間，增加發(fā)動機排放。另外，NOx存儲催化轉化器的再生只可以在發(fā)動機以期望的速度和/或負載運轉的發(fā)動機工況期間被實施，因此限制NOx存儲催化轉化器的再生。


【發(fā)明內容】

[0006]因此在一種方法中，提供一種用于運轉排氣后處理系統裝置的方法。該方法包括:在第一運轉狀態(tài)中，使來自內燃發(fā)動機的大部分排氣流流過第一 NOx存儲催化轉化器，該第一 NOx存儲催化轉化器被定位在排氣后處理系統裝置的主排氣支路中；以及在第二運轉狀態(tài)中，使大部分排氣流流過第一旁通支路，該旁通支路從第一 NOx存儲催化轉化器上游的主排氣支路分出來，并且其通向第一 NOx存儲催化轉化器的下游和第二 NOx存儲催化轉化器的上游的主排氣支路，并且該旁通支路再生第一 NOx存儲催化轉化器。
[0007]以這種方式，第一 NOx存儲催化轉化器可以被再生，同時排氣被引導至NOx存儲催化轉化器周圍并且然后流入第二 NOx存儲催化轉化器中，從而在第一 NOx存儲催化轉化器的再生期間降低排放。因此，如果需要，第一 NOx存儲催化轉化器可以獨立于發(fā)動機轉速或發(fā)動機負荷而再生。因此，當與現有的排氣系統相比時，該NOx存儲催化轉化器可以在更大的發(fā)動機運轉時間范圍內再生。
[0008]單獨或者結合附圖參考下面的【具體實施方式】，本說明的上述優(yōu)勢和其他優(yōu)勢、以及特征將是顯而易見的。
[0009]應當理解，提供上面的概述是為了以簡化的形式引入在【具體實施方式】中被進一步描述的概念。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特征，所要求保護的主題的范圍由【具體實施方式】之后的權利要求書唯一地限定。另外，所要求保護的主題并不限制于解決上面提到的或者在本公開的任何部分提到的任何缺點的實現方式。此外，上述問題已經在此被發(fā)明人認識到并且不被承認是已知的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1示出用于內燃發(fā)動機的排氣后處理的根據本發(fā)明的裝置的示例性實施例；
[0011]圖2示出用于運轉排氣后處理系統裝置的方法；以及
[0012]圖3示出用于運轉排氣后處理系統裝置的另一種方法。

【具體實施方式】
[0013]US2006/0168948A1公開一系列的兩個NOx存儲催化轉化器，其中第一 NOx存儲催化轉化器是基于氧化鋁的NOx存儲催化轉化器，并且第二 NOx存儲催化轉化器是常規(guī)的NOx存儲催化轉化器。在第一 NOx存儲催化轉化器的脫硫期間，排氣流被引導越過第二 NOx存儲催化轉化器，通過旁通支路，使得無論在正常運轉期間還是在第一 NOx存儲催化轉化器的脫硫期間，都沒有硫通到所述第二 NOx存儲催化轉化器。
[0014]在DE19626837A1中，柴油內燃發(fā)動機的排氣系統的NOx存儲催化轉化器是以針對性方式在排氣流中的低NOx含量的工況下再生的。在這種情況下，排氣流主要被引導為越過NOx存儲催化轉化器，并且NOx存儲催化轉化器通過燃料的噴射再生。氧化催化轉化器布置在排氣系統的重新匯合部分的下游。在US2006/0213187A1中，排氣流被成功地引導通過氧化催化轉化器、微粒過濾器、NOx吸附器和SCR催化轉化器，其中在再生階段期間，可以經由旁通線路繞過NOxK附器。
[0015]在上述專利申請中的用于降低NOx排放的已知排氣后處理裝置和方法中，由于需要提供氨和額外的燃料，導致相當高的額外操作成本。另外，NOx存儲催化轉化器是否能夠再生取決于內燃發(fā)動機的工況，具體取決于當前的發(fā)動機轉速和當前的負載。
[0016]本文描述的排氣后處理系統和用于運轉內燃發(fā)動機和排氣后處理系統的方法可以解決上面提到的缺點。此運轉可以通過在本文更詳細描述的排氣后處理系統的配置和方法步驟來實現。
[0017]在一個示例中，提供用于內燃發(fā)動機，具體是用于柴油發(fā)動機或稀燃汽油發(fā)動機的排氣后處理的排氣后處理系統裝置。該排氣后處理系統裝置包括第一 NOx存儲催化轉化器，其被布置在內燃發(fā)動機的排氣道(exhaust tract)的主排氣支路中。第一旁通支路在第一 NOx存儲催化轉化器上游的分支點處根據排氣流從主排氣支路分出來，其中第一旁通支路再次通向第一 NOx存儲催化轉化器下游的主排氣支路并且因此相對于第一 NOx存儲催化轉化器被平行地連接并且繞過后者。至少一部分來自內燃發(fā)動機的排氣流可以流過第一旁通支路，其特別地具有用于此目的的對應橫截面。為選擇性地弓I導排氣流通過第一 NOx存儲催化轉化器或者通過第一旁通支路，或者為了在主排氣支路和第一旁通支路之間的排氣流的分布，用于控制排氣流的對應設備(例如閥或瓣)可以設置在旁通支路或在第一旁通支路的分支點和開放進入(opening-1n)點之間的主排氣支路中。
[0018]在額外的示例中，第二 NOx存儲催化轉化器可以根據排氣流被布置在更下游的排氣道的主排氣支路中，也就是說，在進入第一主排氣支路中的第一旁通支路的開放進入點的下游。第二 NOx存儲催化轉化器可以被直接或間接地定位在排氣道中的第一 NOx存儲催化轉化器的下游，并且至少一部分來自內燃發(fā)動機的排氣流可以至少間歇地流過所述第二NOx存儲催化轉化器。其他的排氣后處理設備可以布置在排氣道中，例如在第一旁通支路的開放進入點的下游和第二 NOx存儲催化轉化器的上游或者第二 NOx存儲催化轉化器的下游的主排氣支路中。
[0019]更進一步地，在另一個示例中，用于排氣后處理的裝置也可包括根據排氣流從主排氣支路分出來的第二旁通支路，主排氣支路在進入主排氣支路中的第一旁通支路的開放進入點的下游并且第二 NOx存儲催化轉化器的上游，并且因此其相對于第二 NOx存儲催化轉化器被平行地連接。至少一部分來自內燃發(fā)動機的排氣流可以流過第二旁通支路，該第二旁通支路具體地具有用于此目的的對應的橫截面。第二旁通支路可以再次通向第二 NOx存儲催化轉化器下游的主排氣支路，或者可以與所述主排氣支路分開布置。為了使排氣流被選擇性地引導通過第二 NOx存儲催化轉化器或者通過第二旁通支路，或者為了在主排氣支路(具有第二 NOx存儲催化轉化器)和第二旁通支路之間的排氣流的分布，可以在旁通支路中或者在主排氣支路被第二旁通支路繞過去的那部分中提供用于控制排氣流的對應的設備，例如閥或瓣。
[0020]進入第一主排氣支路的第一旁通支路的開放進入點下游的第二 NOx存儲催化轉化器的裝置不僅實現內燃發(fā)動機的氮氧化物排放極其大幅度的降低，還實現在以下情況或運轉階段中的NOx排放的降低:第一 NOx存儲催化轉化器被一部分排氣流繞過或者被整個排氣流繞過。在第一 NOx存儲催化轉化器的再生期間，這種繞過可以是尤其有利的。因此在一個示例中，可以操作排氣后處理設備、或具有排氣后處理設備的內燃發(fā)動機，使得即使在第一NOx存儲催化轉化器的再生期間仍然發(fā)生用于降低NOx含量的排氣流的凈化。這尤其使得第一 NOx存儲催化轉化器的再生可以基本上獨立于內燃發(fā)動機的當前運轉狀態(tài)被執(zhí)行，并且因此，例如，即便當內燃發(fā)動機未在怠速或超限階段下運轉時，并且因此當前未以低氮氧化物排放運轉。另外，憑借旁通支路(至少一部分來自內燃發(fā)動機的排氣流可以通過該旁通支路流動)被布置成相對于第一 NOx存儲催化轉化器平行的這一事實，可以實現減少或停止在再生階段期間通過第一 NOx存儲催化轉化器的排氣流，借此減少流過所述第一 NOx存儲催化轉化器的氧的量，并且因此減少第一 NOx存儲催化轉化器的再生所需的燃料的量。最后，憑借第二旁通支路被設置成相對于第二 NOx存儲催化轉化器平行的這一事實，排氣后處理設備、或具有排氣后處理設備的內燃發(fā)動機可以被運轉成使得在第二 NOx存儲催化轉化器的再生階段中，通過第二 NOx存儲催化轉化器的排氣流減少或停止，借此減少流過所述第二 NOx存儲催化轉化器的氧的量，并且因此同樣減少第二 NOx存儲催化轉化器的再生所需的燃料的量。
[0021]在一個示例中，來自內燃發(fā)動機的排氣流流過第一旁通支路的那部分可以由第一閥控制。如果需要，這使得排氣流的可調節(jié)部分可以被轉移越過第一 NOx存儲催化轉化器。第一閥可以設置在第一旁通支路從排氣道的主排氣支路的分支點處。第一閥可以由控制設備致動，使得在第一 NOx存儲催化轉化器的再生期間，后者被一部分排氣流繞過或者被整個排氣流繞過?？刂圃O備可以是內燃發(fā)動機的電子發(fā)動機控制器的一部分。作為發(fā)動機控制器的控制設備還可以被設計用于控制額外將燃料噴射到內燃發(fā)動機中。
[0022]在進一步的示例中，來自內燃發(fā)動機的排氣流流過第二旁通支路的那部分可以由第二閥控制。如果需要，這使得排氣流的可調節(jié)部分可以被轉移越過第二 NOx存儲催化轉化器。第二閥可以設置在第二旁通支路從排氣管道的主排氣支路的分支點處。第二閥可以由控制設備致動，使得在第二 NOx存儲催化轉化器的再生期間，至多只有一部分排氣流流過后者。
[0023]在一個示例實施例中，在排氣道的主排氣支路上，用于供應燃料的第一設備被布置在第一旁通支路的分支點的下游和第一 NOx存儲催化轉化器的上游，并且/或者用于供應燃料的第二設備被布置在第二旁通支路的分支點的下游和第二 NOx存儲催化轉化器的上游。例如，用于供應燃料的第一設備和第二設備分別可以是噴嘴或蒸發(fā)器的形式，并且分別用于對流過第一 NOx存儲催化轉化器和第二 NOx存儲催化轉化器的排氣進行富集(濃縮)，其中第一 NOx存儲催化轉化器和第二 NOx存儲催化轉化器具有燃料以用于執(zhí)行各個NOx存儲催化轉化器的再生的目的。用于供應燃料的第一設備和第二設備尤其可通過控制設備致動，使得分別在第一 NOx存儲催化轉化器和第二 NOx存儲催化轉化器的再生期間，供應適用于對應的排氣富集的燃料量。相比于再生期間的整個排氣流是通過各個NOx存儲催化轉化器引導的情況，如果來自內燃發(fā)動機的整個排氣流的至少一部分分別經由第一旁通支路或第二旁通支路被引導，那么所述燃料量更低。這允許特別有效和廉價的排氣后處理裝置的運轉。
[0024]在一個示例中，至少一個另外的排氣后處理設備可以被布置在第一 NOx存儲催化轉化器和第二 NOx存儲催化轉化器之間的排氣道中。這允許極其大幅度地減少不期望的排氣成分。至少一個另外的排氣后處理設備可以被布置在進入主排氣支路的第一旁通支路的開放進入點與第二旁通支路的分支點之間。上述是以這樣的方式實現的:整個排氣流(如果在流過第一 NOx存儲催化轉化器之后是適當的)被引導通過至少一個另外的排氣后處理設備，因此允許特別徹底的排氣的凈化。
[0025]可以布置在第一 NOx存儲催化轉化器和第二 NOx存儲催化轉化器之間的至少一個另外的排氣后處理設備可包括SCR催化轉化器和/或涂覆的柴油顆粒過濾器(CDPF)和/或具有SCR催化轉化器和柴油顆粒過濾器(SDPF)的組合過濾器。另外，尤其是對于SCR催化轉化器或者直接位于其下游的SCPF的情況，可以提供對氨或氨釋放物質(例如尿素溶液)的進料。NOx和/或煙塵排放，并且合適的話，包含在排氣中的其他污染物的排放，都可以通過這種方式進一步減少。
[0026]還提供用于運轉內燃發(fā)動機的方法。內燃發(fā)動機可以是柴油發(fā)動機或稀燃汽油發(fā)動機，并且可具有上述的排廢后處理系統裝置。該方法可包括在第一運轉狀態(tài)下，來自內燃發(fā)動機的絕大部分的排氣流流動(例如，引導)通過第一 NOx存儲催化轉化器。該方法還可包括，在第二運轉狀態(tài)下，使絕大部分的排氣流流過第一旁通支路，以及再生第一 NOx存儲催化轉化器。
[0027]針對此目的，用于控制排氣流和用于燃料供應的設備(例如位于第一旁通支路的分支點處的第一閥和布置在位于第一 NOx存儲催化轉化器上游的主排氣支路中的噴嘴)可以由控制設備對應地致動。在第二運轉狀態(tài)下，至少排氣流的主要部分被引導通過第一旁通支路并且因此排氣流不流動，或者只有相對小部分的排氣流流動通過第一 NOx存儲催化轉化器，憑借此事實，因此減少流過第一 NOx存儲催化轉化器的氧的量，使得需要供應較少量的燃料以用于再生。
[0028]在一個示例中，方法還可以包括，在第一運轉狀態(tài)和第二運轉狀態(tài)中，絕大部分的排氣流流動(例如，引導)通過第二 NOx存儲催化轉化器。以這種方式，在第一運轉狀態(tài)下，實現極其大幅度的排氣流的凈化，并且具體是NOx排放的大幅度降低(例如，阻止)。在排氣流繞過第一 NOx存儲催化轉化器的第二運轉狀態(tài)下，排氣流的凈化由第二 NOx存儲催化轉化器執(zhí)行。以這種方式，不僅可能實現極其大幅度地降低內燃發(fā)動機的NOx排放(在所有運轉狀態(tài)下平均的)，還可能獨立于內燃發(fā)動機的運轉狀態(tài)執(zhí)行第一 NOx存儲催化轉化器的再生；因此，再生具體地不限制低NOx排放的運轉狀態(tài)。這使得第一 NOx存儲催化轉化器的再生作為其狀態(tài)的功能被執(zhí)行，具體作為負載的功能，并且在與第一 NOx存儲催化轉化器的運轉相關的期望時間執(zhí)行。
[0029]另外，在另一個示例中，該方法還可以包括，在第三運轉狀態(tài)下，執(zhí)行第二 NOx存儲催化轉化器的再生，來自內燃發(fā)動機的絕大部分的排氣流流動(例如，引導)通過第一 NOx存儲催化轉化器，并且使至少主要部分的排氣流流過第二旁通支路。以這種方式，可以實現第二 NOx存儲催化轉化器的再生，其中排氣流不流動，或者只有相對小部分的排氣流流動，通過第二 NOx存儲催化轉化器。以這種方式，流過第二 NOx存儲催化轉化器的氧的量因此被減少，使得如果需要，較少量的燃料被供應足以用于再生。
[0030]在一個示例實施例中，該方法還可以包括，在第二運轉狀態(tài)和/或第三運轉狀態(tài)下，將額外的燃料噴射到內燃發(fā)動機中，以用于排氣流的富集，也就是說，用于在排氣流中產生過量的燃料。在不需要將用于供應燃料的額外的設備設置在排氣道中的情況下，或者如果用于供應燃料的設備被提供在排氣道中的情況下，這樣允許第一 NOx存儲催化轉化器和第二 NOx存儲催化轉化器的再生，再生可以得到改善。在這兩種情況下，主要部分的排氣流(而不是整個排氣流)被引導為分別通過第一旁通線路或第二旁通線路，使得減少的流通過即將再生的NOx存儲催化轉化器，借此已經被額外地噴射進入內燃發(fā)動機中的含有燃料的排氣進入各個NOx存儲催化轉化器中。
[0031]如以圖1中的示例所示，以框圖的形式象征性地示出內燃發(fā)動機2的排氣道I。在一個示例中，內燃發(fā)動機3可以是柴油發(fā)動機。排氣道I包括主排氣支路3，主排氣支路3從發(fā)送機I的出口( “發(fā)動機出口 ”)延伸至排氣道I的出口 4，并且在其中連續(xù)地結合第一閥5、第一 NOx存儲催化轉化器6 (LNTl)、涂覆的柴油顆粒過濾器7 (⑶PF)、第二閥8和第二NOx存儲催化轉化器9 (LNT2)。主排氣支路可以被更普遍地稱作排氣導管。然而，應當理解，涂覆的柴油顆粒過濾器7可以被更普遍地稱作排放控制設備。另外或者可替代地，排放控制設備7可包括SCR催化轉化器。進一步地，在一個示例中，發(fā)動機出口可以是排氣歧管出口或排氣導管出口。另外，發(fā)動機出口與發(fā)動機2中的至少一個汽缸30流體連通。排氣道1、主排氣支路3、第一閥5、第一 NOx存儲催化轉化器6、涂覆的柴油顆粒過濾器7、第二閥8、第二 NOx存儲催化轉化器9、第一旁通支路10、第二旁通支路11、控制設備24和/或噴嘴(12和13)可以被包括在排氣后處理系統50中。然而，在其他示例中，排氣后處理系統50可包括額外的或可替代的部件。應當理解，排氣后處理系統裝置可以被更普遍地稱作排氣后處理系統。
[0032]如圖1所示，存在相對于第一 NOx存儲催化轉6并行連接的第一旁通支路10，第一旁通支路10在第一 NOx存儲催化轉化器6上游的分支點20處從主排氣支路3分出來，并且再次通向第一 NOx存儲催化轉化器6下游的主排氣支路3。相應地，存在相對于第二 NOx存儲催化轉化器9并行連接的第二旁通支路11，第二旁通支路11在第二 NOx存儲催化轉化器9上游的分支點22處從主排氣支路3分出來，并且再次通向第二 NOx存儲催化轉化器9下游的所述主排氣支路。閥5、8布置在兩個旁通支路10、11的分支點處。所述閥通過控制設備24致動，使得在每一種情況下，從柴油發(fā)動機2穿過的整個排氣流的可控制部分分別經由第一和第二旁通支路10、11被引導越過各個NOxS儲催化轉化器6、9，并且被再次引入下游的主排氣支路3中?？刂圃O備24可以與閥(5和8)電子通信。然而，已經設想控制設備與閥之間的控制連接的其他類型，例如氣動連接或液壓連接?？刂圃O備24可包括控制器26。應當理解，在一個示例中，控制器26可以包括存儲在存儲器中可由處理器執(zhí)行以實現本文描述的方法、控制策略等等的指令。
[0033]涂覆的柴油顆粒過濾器7布置在第一旁通支路10的開放進入點和第二旁通支路11的分支點之間，整個排氣流流過所述涂覆的柴油顆粒過濾器。在進入主排氣管道3的第二旁通支路11的開放進入點的下游，所述主排氣支路可以在排氣道的出口 4處終止，或者可以在其中布置另外的排氣后處理設備，例如用于減少其他污染物或者用于降噪(未示出)。同樣，其他設備也未示出，例如排氣渦輪或傳感器，其可以設置在排氣道中。
[0034]噴嘴12、13或者用于將燃料噴射到主排氣支路3中的其他合適的燃料噴射設備分別布置在第一和第二 NOx存儲催化轉化器6、9的上游。噴嘴12、13同樣由控制設備致動。因此，噴嘴或其他燃料噴射設備被配置成將燃料噴射到主排氣支路中。
[0035]在一個示例中，在第一運轉狀態(tài)下(可以對應于正常的運轉)，閥5、8都關閉，使得來自柴油發(fā)動機2的整個排氣流被引導同時通過NOx存儲催化轉化器6、9并且通過涂覆的柴油顆粒過濾器7。這導致污染物的大量減少，具體是包含在排氣中的氮氧化物。這些在第一 NOx存儲催化轉化器6以及第二 NOx存儲催化轉化器9中逐漸地累積。在正常狀態(tài)下，過量的氧在排氣中占大多數。
[0036]如果第一 NOx存儲催化轉化器6被加載超過期望的水平，那么可以實施NOx存儲催化轉化器的再生。再生可以包括局部產生過量的燃料，使得排氣中的氧含量在低于大約1%。針對此目的，閥5可以部分地打開，使得排氣流的主要部分流過第一旁通支路10。在一個示例中，主要部分或者絕大部分可包括大于50%的總排氣的百分比。剩余的排氣流可以流過第一 NOx存儲催化轉化器6，并且流過后者的氧的總量也因此是低的。噴嘴12經配置將燃料噴射到流過第一 NOx存儲催化轉化器6的排氣中，其中用于產生過量燃料的所期望的燃料量對應地減少。噴嘴12可以被更普遍地稱作燃料噴射設備。另外，由于減小的流速，導致與燃料一起供應的碳氫化合物(HC)被更高效地轉變，借此再生所需的燃料的量被進一步減少。在第一 NOxS儲催化轉化器6的再生期間，第二閥8關閉，使得整個排氣流被引導通過第二 NOxS儲催化轉化器9，并且降低(例如，阻止)氮氧化物的排放。
[0037]因此，當第二 NOx存儲催化轉化器9的再生即將被執(zhí)行時，閥8是部分打開的，使得排氣流的主要部分流過第二旁通支路11。噴嘴13經配置將燃料噴射到流過第二 NOx存儲催化轉化器9的排氣中，其中用于產生過量的燃料所需的燃料的量同樣被減少。噴嘴13可以被更普遍地稱作燃料噴射設備。在第二 N0X#儲催化轉化器9的再生期間，第一閥5可以是關閉的，使得排氣中包含的氮氧化物能夠通過第一 NOx存儲催化轉化器6被凈化。
[0038]閥5、8和噴嘴12、13可以相應地由控制設備致動，以用于分別執(zhí)行第一和第二 NOx存儲催化轉化器6、9的再生的目的。在這里，控制可以基于各個負載考慮NOx存儲催化轉化器6、9的那些工況(例如適用于再生的各溫度)被執(zhí)行，其中另外，控制可以被執(zhí)行使得第一和第二 NOx存儲催化轉化器6、9在不同的時間被再生。在不同的時間再生第一和第二NOx存儲催化轉化器6、9也是有利的，因為這兩個NOx存儲催化轉化器6、9由于它們在排氣道I中的不同位置而展現出不同的預熱曲線。
[0039]由于執(zhí)行再生所需的過量燃料是通過在排氣道I中噴射燃料產生的，如果需要，再生可以獨立于當前的發(fā)送機轉速和當前的發(fā)動機負載被執(zhí)行。因此，即便在高的發(fā)動機負載以及低的發(fā)動機負載的情況下，再生也是可以的，這在通過在發(fā)動機中額外噴射燃料產生過量燃料的情況下，通常是不可以實現的。然而，除了已描述的在排氣道中的燃料的供應，還可以提供在柴油機2中的額外的燃料噴射。
[0040]圖2示出用于運轉排氣后處理系統裝置的方法200。方法200可以經由以上關于圖1討論的排氣后處理系統裝置和內燃發(fā)動機來實施。然而，在其他示例中，方法200可以經由其他合適的排氣后處理系統裝置和/或內燃發(fā)動機來實施。
[0041]在202處，該方法使來自發(fā)動機的大部分排氣流流過在主排氣支路中的第一 NOx存儲催化劑。接著，在204處，該方法包括使所述大部分排氣流流過第二 NOx存儲催化劑，該第二 NOx存儲催化劑定位在第一 NOx存儲催化劑下游的主排氣支路中。
[0042]接著，在206處，方法包括使大部分排氣流流過第一 NOx存儲催化劑上游的第一旁通支路并且其通向第一 NOx存儲催化劑的下游和第二 NOx存儲催化劑的上游的主排氣支路，同時再生第一 NOx存儲催化劑。
[0043]在208處，該方法包括將額外的燃料噴射到內燃發(fā)動機中。接著，在210處，該方法包括使大部分排氣流流過第一 NOx存儲催化劑。在212處，該方法包括使絕大部分的排氣流流過第二旁通支路，同時再生第二 NOx存儲催化劑。
[0044]在一個示例中，步驟202-204可以在第一運轉狀態(tài)期間被實施，步驟206-208可以在第二運轉狀態(tài)期間被實施，并且步驟210-212可以在第三運轉狀態(tài)期間被實施。應當理解，第一運轉狀態(tài)可以是當第一 NOx存儲催化轉化器和第二 NOx存儲催化轉化器的被加載低于閾值時，并且第二運轉狀態(tài)可以是當第一 NOx存儲催化轉化器被加載高于閾值并且第二NOx存儲催化轉化器被加載低于閾值時。另外，第三運轉狀態(tài)可以是當第一 NOx存儲催化轉化器被加載低于閾值并且第二 NOx存儲催化轉化器被加載高于閾值時。應當理解，前面提到的負荷是NOx負荷。
[0045]圖3示出用于運轉排氣后處理系統裝置的方法300。方法300可以經由以上關于圖1討論的排氣后處理系統裝置和內燃發(fā)動機來實施。然而，在其他示例中，方法300可以經由其他合適的排氣后處理系統裝置和/或內燃發(fā)動機來實施。
[0046]在302處，該方法包括使排氣流流過定位在排氣導管中的第一 NOx存儲催化轉化器，并且通過定位在排氣導管(位于第一 NOx存儲催化轉化器下游)中的第二 NOx存儲催化轉化器。接著，在304處，該方法包括基本上阻止排氣流通過第一旁通支路和第二旁通支路，其中第一旁通支路通向第一 NOx存儲催化轉化器的上游和下游的排氣導管，第二旁通支路通向第二 NOx存儲催化轉化器的上游和下游的排氣導管。步驟302-304在第一工況期間被實施。
[0047]在306處，該方法包括使一部分排氣流流過第一旁通支路，并且在308處，該方法包括基本上阻止排氣流通過第二旁通支路。接著，在310處，該方法包括將燃料噴射到第一NOx存儲催化轉化器上游的排氣導管中。步驟306-310在第二工況期間被實施。應當理解，在步驟306中的那部分可以是多于50%的排氣流。
[0048]在312處，該方法包括使一部分排氣流流過第二旁通支路，并且在314處，該方法包括基本上阻止排氣流通過第一旁通支路。應當理解，在步驟312中的那部分可以是多于50%的排氣流。
[0049]在316處，該方法包括將燃料噴射到第二 NOx存儲催化轉化器的上游和第一 NOx存儲催化轉化器的下游的排氣導管中。步驟312-316在第三工況期間被實施。在一個示例中，第一工況包括第一 NOx存儲催化轉化器中的NOx負荷低于閾值的狀況，并且第二工況包括第一 NOx存儲催化轉化器中的NOx負荷高于閾值的狀況。在另一個示例中，第三工況包括第二NOx存儲催化轉化器中的NOx負荷高于閾值的狀況，并且第一和第二工況可以包括第二 NOx存儲催化轉化器中的NOx負荷低于閾值的狀況。因此，應當理解，前面提到的工況是彼此不同的。
[0050]上述用于運轉車輛的方法不限于本文公開的措施和實施例，但是自然地也涵蓋作用相同的措施和實施例。另外，本領域技術人員理解，盡管已經以舉例的方式參照一個或更多個實施例對本發(fā)明進行描述，不限制于所公開的實施例并且可替代的實施例可以被認為是不脫離由所附權利要求限定的本發(fā)明的保護范圍。
[0051]應注意，本文包含的示例控制和估計程序可以與各種發(fā)動機和/或車輛系統配置一起使用。本文公開的控制方法和程序可以作為可執(zhí)行指令存儲在非臨時性存儲器中。本文描述的具體程序可以代表一個或更多個任何數量的處理策略，例如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等等。因此，所描述的各種動作、操作、和/或功能可以以順序執(zhí)行、并行執(zhí)行、或在某些省略的情況下執(zhí)行。同樣地，處理的順序不是實現本文描述的實例的特征和優(yōu)勢所必須需要的，其是為了便于說明和描述而被提供。一個或更多個所示動作、操作和/或功能可以重復執(zhí)行，這取決于所使用的具體策略。另外，所述的動作、操作和/或功能可以圖形化地表示即將被編入發(fā)動機控制系統中的計算機可讀介質的非臨時性存儲器中的代碼。
[0052]應當理解，本文公開的配置和程序在本質上是示例性的，并且這些具體實例不以限制性意義考慮，因為許多變化是可能的。例如，上述技術可以應用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸以及其他發(fā)動機類型。本公開內容的主題包括本文所公開的各種系統和配置，及其他特征、功能和/或性質的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0053]下面的權利要求具體指出認為新穎的和非顯而易見的一些組合和子組合。這些權利要求可能涉及“一種”元件或“第一”元件或其等同物。這些權利要求應當理解為包括一個或更多個這種元件的結合，既不要求也不排除兩個或更多個這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或性質的其他組合或子組合可以通過修改本權利要求或在本申請和相關申請中提出新權利要求來要求保護。這些權利要求，比原權利要求在范圍上無論是更寬、更窄、相等或不同都被認為包含在本公開的主題內。
【權利要求】
1.一種用于內燃發(fā)動機的排氣后處理系統裝置，其包括: 排氣道，該排氣道接收來自所述內燃發(fā)動機的排氣流，包括: 帶有設置在其中的第一 N0X存儲催化轉化器的主排氣支路； 在所述第一 N0X存儲催化轉化器上游的分支點處從所述主排氣支路分出來的第一旁路支路，并且其通向所述第一 N0X存儲催化轉化器下游的所述主排氣支路并且至少一部分所述排氣流可以通過該第一旁通支路流動；以及 第二 N0X存儲催化轉化器被布置在進入所述主排氣支路的所述第一旁通支路的開放進入點的下游的所述主排氣支路中；以及 在進入所述主排氣支路的所述第一旁通支路的所述開放進入點的下游和所述第二 N0X存儲催化轉化器的上游的分支點處從所述主排氣支路分出來的第二旁路支路，并且至少一部分所述排氣流可以通過該第二旁通支路流動。
2.如權利要求1所述的排氣后處理系統裝置，其中所述排氣道還包括第一閥，所述第一閥定位在所述第一旁通支路中并且被配置成控制流過所述第一旁通支路的排氣的量。
3.如權利要求1所述的排氣后處理系統裝置，其中所述排氣道還包括第二閥，所述第二閥定位在所述第二旁通支路中并且被配置成控制流過所述第二旁通支路的排氣的量。
4.如權利要求1所述的排氣后處理系統裝置，其中所述排氣道還包括第一燃料噴射設備和第二燃料噴射設備中的至少一個，其中所述第一燃料噴射設備布置在所述第一旁通支路的所述分支點的下游和所述第一 N0X存儲催化轉化器的上游，所述第二燃料噴射設備布置在所述第二旁通支路的所述分支點的下游和所述第二 N0X存儲催化轉化器的上游。
5.如權利要求1所述的排氣后處理系統裝置，其中所述排氣道還包括排氣后處理設備，所述排氣后處理設備布置在所述第一 N0X存儲催化轉化器和所述第二 N0X存儲催化轉化器之間，所述排氣后處理設備包括SCR催化轉化器和被涂覆的柴油顆粒過濾器中的一個或多個。
6.一種用于排氣后處理系統的方法，其包括: 使大部分來自發(fā)動機的排氣流流過在主排氣支路中的第一 N0X存儲催化轉化器；以及 使所述大部分排氣流流過所述第一 N0X存儲催化劑上游的第一旁路支路，并且其通向所述第一 N0X存儲催化劑的下游和第二 N0X#儲催化劑的上游的所述主排氣支路，同時再生所述第一 N0X存儲催化劑。
7.如權利要求6所述的方法，還包括使絕大部分的所述排氣流流過第二N0X存儲催化齊?，所述第二 Ν0Χ存儲催化劑定位在所述第一 Ν0Χ存儲催化劑下游的所述主排氣支路中。
8.如權利要求6所述的方法，還包括，使絕大部分的所述排氣流流過所述第一Ν0Χ存儲催化劑，使絕大部分的所述排氣流流過第二旁通支路，同時再生所述第二 Ν0Χ存儲催化劑。
9.如權利要求6所述的方法，還包括，將額外的燃料噴射到所述內燃發(fā)動機中。
10.一種用于運轉排氣后處理系統裝置的方法，所述方法包括: 在第一工況期間，使排氣流流過定位在排氣導管中的第一 ΝΟχ存儲催化轉化器并且流過定位在所述第一 ΝΟχ存儲催化轉化器下游的所述排氣導管中的第二 ΝΟχ存儲催化轉化器，并且基本上阻止排氣流通過第一旁通支路和第二旁通支路，其中所述第一旁通支路通向所述第一 ΝΟχ存儲催化轉化器的上游和下游的所述排氣導管，所述第二旁通支路通向所述第二 ΝΟχ存儲催化轉化器的上游和下游的所述排氣導管；以及 在第二工況期間，使一部分所述排氣流流過所述第一旁通支路，并且基本上阻止排氣流通過所述第二旁通支路。
11.如權利要求10所述的方法，還包括，在所述第二工況期間，將燃料噴射到所述第一NOx存儲催化轉化器上游的所述排氣導管中。
12.如權利要求10所述的方法，還包括，在第三工況期間，使一部分所述排氣流流過所述第二旁通支路，并且基本上阻止排氣流通過所述第一旁通支路。
13.如權利要求12所述的方法，還包括，在所述第三工況期間，將燃料噴射到所述第二NOx存儲催化轉化器的上游和所述第一 NOx存儲催化轉化器的下游的所述排氣導管中。
14.如權利要求12所述的方法，其中所述第一工況是當第一NOx存儲催化轉化器中的NOx負荷低于閾值時，并且所述第二工況是當第一 NOx存儲催化轉化器中的所述NOx負荷高于所述閾值時。
【文檔編號】F01N3/36GK104279028SQ201410293520
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權日:2013年7月1日
【發(fā)明者】J·哈姆森, F·林森 申請人:福特環(huán)球技術公司