减少排气中氮氧化物的方法

专利名称：减少排气中氮氧化物的方法
减少排气中氮氧化物的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于减少内燃发动机(特别是柴油发动机)的排气中的氮氧化物
的方法和装置。背景技术：
用于减少内燃发动机的排气中的氮氧化物的方法是已知的。特别是在柴油车辆 中，至今为止已经使用了基于不同运转模式的多种催化转化器系统。 —种广泛使用的催化转化器系统为稀N0x捕集器(LNT)催化转化器。LNT通常具 有下面的三个主要部分NOx存储部分，其通常由例如碳酸钡的钡化合物组成。同样也利用 碱金属和碱土金属(例如，除钡之外也可以特别是钾、铯，或者也可以是锶和镁)元素化合 物作为存储成分介质。 LNT也具有N0x氧化部分。N0x以N0和N02的混合物出现在发动机排气中。其作 为硝酸盐类(N03)存在于在LNT催化转化器中。为了转化为硝酸盐形态，NO以及冊2都需 要被氧化(即与来自排气的氧反应)。铂或其它典型的铂系金属(也称为铂族金属(PGM) 或贵金属)为经常用于该催化氧化反应的金属。所述金属可单独使用或也可以合金形态使 用。 LNT催化转化器包含还原成分的部分。存储的再生涉及内燃发动机(例如柴油发 动机)在富燃料工况下的运转，即在A < 1时，通过A (lambda)探测器进行测量。结果相 对于实际空气所需要用于燃烧的燃料有过量的燃料，没有燃燃的燃料做为还原剂进入LNT 催化转化器。例如这些燃燃包括一氧化碳、氢和碳氢化合物。所述还原剂与NOx反应，例如 以吸附成硝酸盐形态的N0x反应，从而还原氮氧化物成氮气.铑是通常用在LNT催化转化 器中的贵金属.除了所述三个构成部分外，使用强表面支撑相(surface su卯ort phase) 例如氧化铝(所有成分通常以分散形态涂覆至氧化铝上)以便产生更有活性的表面。同样 以此方式经常涂覆不同的稳定组分和所谓的氧存储材料。 LNT中的铂和铂族金属的另一个作用是与还原剂(例如C0、 H2和HC)的氧化以便 释放增加LNT催化转化器的运转温度至去除吸附的硫所需的高温度所需的热量。
因此，LNT催化转化器包含用于氧化CO和HC的材料以及用于存储N0x的材料。然 而，目前N0x的存储技术的性能在多个方面受到限制。 例如，柴油发动机的排气净化系统中的LNT以稀燃料工况/富燃料工况循环运转， 即在稀燃料工况运转模式和富燃料工况运转模式之间交替。在稀燃料工况期间，在燃料燃 烧期间发动机内产生的NOx与NOx存储成分结合。由于后者自然地具有有限的存储能力， 发动机以设定的时间间隔短暂地以富燃料工况运转，即对于燃烧空气，引入至发动机内的 燃料量比运转所需的实际量大得多。关于A探测器的测量信号，这意味着发动机从A > 1 的稀工况转换为A <1的富燃料工况。在富燃料工况期间，通过一氧化碳、氢和碳氢化合 物充分还原结合在NOx存储成分内的氮氧化物以形成氮。 除了 LNT催化转化器，SCR催化转化器在排气净化领域也是已知的。选择性催化
4还原(SCR)指的是燃烧厂、垃圾焚烧厂、气体涡轮、工厂和发动机的排气中的氮氧化物的选 择性催化还原技术。SCR催化转化器处的化学反应是可选择的，即氮氧化物(NO， N02)优先 地被还原，同时充分抑制不期望的副反应(例如二氧化硫氧化形成三氧化硫)。
为了反应的活性，需要氨(NH》，其中氨混合至排气中。氮氧化物与氨的均衡反应 的产物为水(H20)和氮气(N2)。存在两种类型的催化转化器一种类型基本上由二氧化钛、 五氧化二钒和氧化钨组成。另一种类型使用沸石。 在柴油车辆中，特别是在多用途车辆中使用SCR方法以还原污染物排放。这样，没
有直接地使用所需的氨(即纯净形态)，而是以在工业中一向称为AdBlue⑧的32. 5%的尿 素溶液的形式。该成分在德国标准DIN 70070内受到控制。通过例如计量泵或喷射器将溶 液喷射进SCR催化转化器上游的排气区内。作为水解反应的结果，从尿素水溶液中产生氨 和C02。以这样方式产生的氨能够在相应温度下在SCR催化转化器内与排气中的氮氧化物 以上述方式反应。 喷射的尿素数量取决于发动机的氮氧化物排放并且因此取决于发动机的当前旋 转速度和扭矩。取决于未处理的排放，尿素水溶液的消耗约为所使用的柴油燃料的2%至 8%。因此，需要带有相应的存储器容量，其被部分地认为是不利的。特别是，这阻碍了在以 柴油运转的乘用机动车辆中的使用，因为必须提供额外的存储器。 所需的氨不以纯净形式运载的原因是该物质是有害的的。氨对皮肤和黏膜(特别 是眼睛)具有腐蚀效应并且也会在空气中形成爆炸混合物。 通过选择性催化还原，从排气中去除大量的氮氧化物。同时，其不会消耗额外的燃 料用于还原污染物，这与由于在运转中其需要间歇地偏离最佳燃料条件这一事实而产生了 额外燃料消耗的柴油微粒过滤器(DPF)或上述的LNT不同。例如在载重车辆中，使用SCR 技术的缺点产生自所需的AdBlue⑧形式的氨。 后者必须装载在高级金属或塑料箱内作为额外的运转液体并且必须连续地喷射 进排气流中。除了 SCR催化转化器和喷射系统，这使得除了柴油存储器之外的另一个通常 较小的存储器成为必要。 另一个缺点在于必须以可变的方式喷射AdBlue⑧。迄今为止需要所述AdBlue⑧:
通过进给比适应排气质量流中的NOx。这样，如果给量过多的尿素，则由其形成的氨不再与 N0x反应。在这种不正确的给量情况下，氨能够进入周围环境中。由于即使非常小的浓度的
氨也会被感觉到，这会导致令人不舒服的味道。 另一个问题最终在于在当前不能够确保AdBlue⑧的大的地理范围内供应。 最后，已知能够将LNT和SCR催化转化器以串联的方式特别是以将LNT在排气流 方向上设置在SCR催化转化器的上游这种方式放置在排气管路中。这种布置能够确保未 由LNT催化转化器拦截的氮氧化物在SCR催化转化器内被中和。早先尝试从燃料中而非从 AdBlue⑧中直接产生的氨来运转SCR催化转化器迄今为止是不成功的。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够从排气，尤其是在内燃发动机的排气，特别 是在柴油发动机的排气中去除氮氧化物的改进的方法。 通过所述方法实现所述目的，即在具有LNT催化转化器和SCR催化转化器的排气系统中，从燃料中直接产生氨并且存储在该SCR催化转化器中，通过位于LNT催化转化器和 SCR催化转化器之间的A探测器控制或测量氨形成。相应地不再一定需要外部氨源。
因此，本发明的第一方面为一种减少排气，尤其是具有排气净化装置的内燃发动 机的排气，特别是柴油发动机的排气中的氮氧化物的方法，该排气净化装置包含至少一个 LNT催化转化器和设置在排气流方向上所述LNT催化转化器下游的至少一个SCR催化转化 器以及位于所述LNT催化转化器和所述SCR催化转化器之间的至少一个A探测器；其特征 在于，在富燃料工况下所述LNT催化转化器(2)产生氨，所述氨能够存储在所述SCR催化转 化器(3)内并且能够在SCR催化转化器(3)与来自所述排气的氮氧化物反应；基于位于所 述LNT催化转化器(2)和所述SCR催化转化器(3)之间的A探测器(5)的信号确定或控 制所述LNT催化转化器(2)内产生的氨。 本发明基于该LNT催化转化器能够在富燃料工况(富燃料循环)期间的特定工况 下产生氨的原理。该工况为例如富燃料运转模式的持续时间、LNT的运转温度、排气在LNT 内的空间速度或这些的组合。该LNT的老化状态也对LNT催化转化器的氨形成具有影响。
依照本发明的方法可用于净化所有含有氮氧化物的排气。所述排气也应该具有能 够从排气的其它成分合成氨的可能性，即所述排气应该具有自由态或结合态的氢，例如作 为112，、1120或其它形态的碳氢化合物(简写为HC)。合成氨所需的氮来自于存在的N2或从 氮氧化物自身。氨的产生例如依照下面的反应式发生
N2+3H2 — 2NH3
2N0+5H2 — 2NH3+2H20
2N02+7H2 — 2NH3+4H20
2N0+5C0+3H20 — 2NH3+5C02
2N02+7C0+3H20 — 2NH3+7C02 在本发明的背景下，对物质数量的措词"确定"应理解意为直接的或间接的测量或 者通过数学模拟估计或计算各个物质。因此，可能作为用于间接测量的示例以在富燃料工 况期间通过对位于LNT和SCR之间的A探测器在富燃料工况脉冲持续时间记录的信号进 行积分来确定由LNT催化转化器释放的氨数量。 对于通过数学模拟的估计，能够测试参考系统及其在不同运转状态下的特性，在 控制单元里执行的结果能够随后在例如具有类似发动机和排气净化系统的车辆的连续生 产中使用。 通常仅在足以将存储在LNT内的氮氧化物尽可能地转化为氮的时间周期内执行 柴油发动机的富燃料工况。出于节省燃料的目的，寻求在时间方面尽可能短地保持所述富 燃料工况。 然而，在本发明的情况中，发现比常规更长时间地执行富燃料工况能导致存储氨 产生，产生的氨能存储在SCR催化转化器下游内。如果氮氧化物在设置在富燃料工况之后 的稀燃料工况期间内通过LNT，则所述氮氧化物随后通过SCR内存储的氨成比例地反应形 成氮。 通过依照本发明位于LNT和SCR催化转化器之间的A探测器，能够确定LNT催化 转化器的氨形成并且以这样的方式修改例如富燃料工况的持续时间直至达到SCR催化转 化器所需氨的负载密度。出于该目的，考虑以所述确定穿过LNT催化转化器的还原剂的出现的A探测器的信号作为氨形成的测量。因此，能够在所述测量值的基础上，通过例如延 长富燃料工况阶段来增大氨形成的变量并以这种方法进行控制。 这样，通过连接至位于LNT和SCR催化转化器之间的入探测器的控制装置在运转 期间执行控制。控制装置能够记录并且处理来自A探测器的测量信号，其中可以控制命令 的形式执行该处理。例如可将所述控制命令传送至发动机控制器，并且从而调节富燃料工 况的长度。 依照本发明的方法的优点在于由于对于依照本发明的SCR催化转化器的运转不
需要例如以AdBlue⑧形式的外部氨源，因此非常有效的SCR催化转化器可例如直接使用在
乘用机动车辆中。 由于使用SCR催化转化器的结果，因为此时部分氮氧化物通过SCR催化转化器中 和，所以LNT催化转化器能够被设计得更小。这具有相当大的成本优势，因为与LNT催化转 化器相反，SCR催化转化器通常不具有任何贵金属，并从而更加便宜。 依照本发明的方法还确保，即使LNT催化转化器逐渐老化和可能相关联的氮氧化 物释放增加，仍然能够去除所述氮氧化物，因为该方法允许LNT内相应的调整的氨产生调 整，其能够随后去除SCR内的氮氧化物。 而且，在本发明发现LNT催化转化器的氨释放随着逐渐老化而增加。这样，LNT催 化转化器关于NOx转化的性能的降低能够在被控制为相应长的持续时间的富燃料工况下 通过其增加的氨产生自动地得到补偿。 在依照本发明的方法，除了一个或多个A探测器，在排气系统中还使用其它传感 器特别是气体传感器较为有利。例如优选地使用一个或多个NOx传感器。后者可定位于 LNT和SCR催化转化器之间、LNT催化转化器的上游和/或SCR催化转化器的下游。所述传 感器同样优选地连接至A探测器连接的控制装置。额外的传感器的信号随后可同样用于 控制氨的产量。而且，一些NOx传感器也能够探测除NOx之外的氨。这样，能够确定排气流 中的氮混合物，即NOx加上NH3的总量。 依照本发明的方法的一个改进在于引导排气流经过位于LNT催化转化器上游的 至少另一个A探测器。这样，可以甚至更大的精确度执行依照本发明的方法是可能的，因 为两个A探测器的设置， 一个在LNT的上游并且另一个在LNT和SCR之间，比较测量LNT 的上游排气和下游排气是可能的。通过这样的设置，例如通过计算两个A探测器在富燃料 工况的持续时间的集成的信号之间的差别以确定LNT催化转化器内已经消耗的还原剂的 比例是可能的。这提供了催化转化器负载水平有关的信息并且在某种程序上也有关于LNT 催化转化器的老化状态的信息。 依照本发明的方法的一个具体的优选实施例，通过使位于所述LNT催化转化器 (2)和所述SCR催化转化器(3)之间的A探测器(5)的信号对于在A = 1时的所述A探 测器(5)的信号进行积分执行对所述LNT催化转化器(2)的氨形成的确定和/或控制。这 是特别有利的，因为以这样的方式能够通过测量A探测器的信号间接地确定氨产生的数 量。出于该目的，在富燃料工况的持续时间内对A探测器的信号积分。
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ReductantdownLNT (mo/s)= j"
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NH3(mols) = f (Reductantd。wnLNT) 其中ReduCtantd。wnLNT为通过A探测器在LNT催化转化器下游测量的以Mol (摩 尔)为单位的还原剂量。
/^,,为流进发动机内的空气质量流量(kg/h)
MDiesel为柴油燃料的分子量 X D。wnLNT为LNT和SCR催化转化器之间的A信号 AFst。ich为化学计量燃料/空气比(在柴油的情况下为1 : 14. 56) 产生的氨数量相应地为通过A探测器测量LNT催化转化器下游的还原剂数量的
函数。这样，因此能够从位于LNT和SCR催化转化器之间的A探测器的信号间接地确定氨数量。 所述方法的变形例具体优选地使用两个A探测器实施，第一 A探测器位于LNT 和SCR催化转化器之间并且第二 A探测器位于所述LNT催化转化器上游。这样，通过比较 积分的A探测器信号，除了NH3信息，还能够确定由位于LNT催化转化器上游的A探测器 探测的在富燃料工况期间用于还原LNT催化转化器内存储的NOx已经消耗掉的还原剂(HC、 C0、H2等)的比例。 依照本发明的方法的一个优选实施例的特征在于，通过在富燃料工况之前确定 LNT催化转化器的NOx负载水平来执行对LNT催化转化器的氨形成的确定和/或控制。如 上所述，能够利用延长富燃料工况用于可控的氨的生成。 在本发明中，可随后以可变的时间间隔，对于比用于将LNT催化转化器的负载水 平的还原至特定值(例如大约为零)所需的更长的时间执行富燃料工况。此时，产生了特 定的氨量，可根据LNT催化转化器关于在相应催化转化器温度下的氨的合成的催化特性确 定氨量。出于该目的，可使用测试发动机以多种工况精确测量参照催化转化器的催化活性， 并且该测试结果能够存储为用于控制的参考值。 依照本发明的方法的一个改进之处在于，通过确定LNT催化转化器内的空间速度 执行确定和/或控制LNT催化转化器的氨形成。在本发明的发展的背景之下，发现LNT催 化转化器内的排气的空间速度影响氨形成。 如上所述根据由发动机和催化转化器系统组成的参考系统关于富燃料工况的持 续时间可确定空间速度量化影响，并且能够例如在控制单元内存储为用于执行依照本发明 的方法的参考值。可通过车辆运转期间的发动机旋转速度和LNT催化转化器的体积和截面 确定空间速度。 对于执行依照本发明的方法的另一个可能性为通过确定LNT催化转化器的温度 执行对LNT催化转化器的氨形成的确定和/或控制。如上所述，每一个各自的催化转化器 材料的氨合成的催化活性依赖于反应温度。因此最优反应温度例如在铂和铂_铱合金之间 不同。这样，也能够根据参考系统记录随后用于控制的参考值。这样，例如可确定在一定运 转温度下特定LNT催化转化器在一定的富燃料工况持续时期下获得的氨量。
另一同样优选方法变形例的特征在于，通过确定LNT催化转化器的老化状态执行 对LNT催化转化器的氨形成的确定和/或控制。由于LNT的逐渐老化，其在稀燃料工况下 的NOx存储能力和在富燃料工况下的NOx还原效果进一步减小。其直接结果是，其会在稀 燃料工况下导致通过LNT催化转化器的NOx的数量增加。同样在富燃料工况下LNT不再能够充分地还原含有的N0x。 然而，依照本发明的方法使得能够通过控制氨合成和所述合成的氨进入到SCR催 化转化器内的氨存储以基本上补偿LNT催化转化器对于NOx还原的性能减小，并且以此方 法确保车辆的环境相容性达到高公里指数。通过用于LNT和SCR催化转化器之间的A探 测器，特别是与设置在催化转化器上游的另外的A探测器相结合，能够监视催化转化器的 老化状态，通过对氨产量的调节，例如通过增加富燃料工况的持续时间，以最终减少NOx的 释放。在这一点上，使用另外的气体传感器，特别是NOx气体传感器同样是有利的。
因为通过该第二 A探测器能够特别可靠地执行确定催化转化器的老化状态，所 述方法是优选的。这样，引导排气流通过位于LNT催化转化器上游的至少一个另外的A探 测器引导排气流，并且随后通过LNT催化转化器的上游的A探测器的信号与位于LNT和 SCR催化转化器之间的A探测器的信号之间的差异来确定LNT催化转化器的老化状态。 以此方法，能够确定用于还原存储在LNT催化转化器内的氮氧化物已经消耗的还原剂的比 例。 依照本发明的方法的另一个实施例，所述方法用于确定和/或控制SCR催化转化 器的氨负载。根据参考模型，能够提前确定在使用的SCR催化转化器内的多少的氨数量在 多高的温度下导致多高的负载水平。所述结果能够随后在依照本发明的方法中使用以控制 该富燃料工况的持续时间，以这样的方法一定的氨量由LNT催化转化器产生，该氨量使SCR 催化转化器负载达到其最大值，或任何其它所需限定_负载水平。 对于确定和/或控制SCR催化转化器的氨负载，优选地通过将位于LNT催化转化 器和SCR催化转化器之间的A探测器的信号对于A = 1时的所述A探测器的信号进行积 分以执行确定低于LNT催化转化器的HC和/或CO排放。出于该目的，如上所述，通过之前 已经在模型系统中测量的测量值确定在富燃料运转阶段期间的氨合成数量，并且确定SCR 催化转化器的负载水平。同样地，能够通过使用SCR催化转化器下游的气体传感器以确定 在SCR催化转化器下游探测的氨之前，即在SCR催化转化器达到其能力极限之前有多少氨 能够被SCR催化转化器吸收。 可优选地通过在位于LNT和SCR催化转化器之间的入探测器，也优选地结合定位 于LNT催化转化器上游的另外的A探测器在富燃料工况的脉冲持续时间记录的信号积分， 确定和/或控制SCR催化转化器的氨负载。 不同的方法变形例可单独地执行或也可与任何所需方式彼此结合执行。 本发明的另一个主题为一种用于执行如前述权利要求中任一项所述的方法的装
置，包含具有至少一个LNT催化转化器和具有设置在排气流方向上所述LNT催化转化器下
游的至少一个SCR催化转化器以及具有位于所述LNT催化转化器和所述SCR催化转化器之
间的至少一个A探测器并且具有控制装置的排气净化装置，其特征在于，所述控制装置至
少连接至位于所述LNT催化转化器和所述SCR催化转化器之间的所述A探测器，并且所述
控制装置还具有用于控制和/或确定所述LNT催化转化器的氨形成的装置。 例如可这样实现所述装置根据所需氨数量的函数特别是根据A探测器测量信
号以及两个A探测器的测量信号之间的差异的函数对发动机控制器作出干预以便控制富
燃料工况的持续时间，其中第一个A探测器设置在LNT上游并且第二个A探测器设置在
LNT和SCR之间。同样，这里能够考虑另外的传感器的信号，例如另外的NOx传感器的信号，
9特别是那种还能够探测除N0x之外的氨的NOx传感器。

通过示例在附图的基础上更详细地解释本发明。
图1显示了优选的排气净化装置的设计。 图2显示了通过依照图1中的设计中的A探测器信号的积分确定产生的NH3。
图3显示了 LNT催化转化器的老化在120/10的稀燃料工况/富燃料工况下对NOx 传感器信号和A探测器信号的影响。 图4显示了 LNT催化转化器的老化在120/16的稀燃料工况/富燃料工况下对NOx 传感器信号和A探测器信号的影响。 图5显示了 LNT催化转化器的老化对NH3形成的影响。 图6显示了 NOx与根据先前负载的函数的LNT催化转化器的NH3形成依赖关系。
图7显示了在LNT催化转化器的不同老化状态下的富燃料工况运转模式的持续时 间的决定性影响。
具体实施方式
图1显示了用于执行依照具有排气净化装置的本发明的方法的有利设计，该排气 净化装置具有在排气流方向上由箭头指示的首先连接至LNT催化转化器2以及下游的SCR 催化转化器3的排气管路1。第一 A探测器4位于LNT催化转化器2的上游，并且第二入 探测器5位于LNT和SCR催化转化器2和3之间。所述两个A探测器4和5在运转期间 输出连续的测量信号，其中测量信号被记录、处理并且如果合适的话通过连接至两个A探 测器的控制装置6转换为用于发动机控制器的控制信号，例如用于限定富燃料工况的持续 时间。 图2的上部显示了说明了两个A探测器4和5的测量信号一个在另一个上面的 图表。可以清楚地看出第二 A探测器5在比位于LNT催化转化器2的上游的第一 A探测 器4迟相当长的时间才首次探测到还原剂的出现。其原因在于在还原剂穿过LNT催化转化 器2之前还原剂首先消耗用于还原LNT催化转化器2内含有的氮氧化物。这是氧存储能力 耗尽的指示，并且因此在排气中不会再有任何的氧。此时LNT催化转化器2产生氨。产生 的氨数量能够通过如图2中下方的图表所说明的第二 A探测器5的信号的积分确定，因为 氨的数量为在LNT催化转化器2下游探测到的还原剂的数量的函数。 图3和4显示了 LNT催化转化器2的老化行为以及在图3的120/10的稀燃料工 况/富燃料工况和图4的120/16的稀燃料况/富燃料况内该老化对NOx传感器的信号和 入探测器的信号的影响。上方曲线说明了各自的A探测器的信号，并且下曲线说明了各自 的NOx传感器的信号。 图3可以看出，经过模拟30000km的运转时间周期，LNT催化转化器的NOx还原能 力仅有较小程度的减小。从两个图示说明可以清楚地看出，在图4中的更长持续时间的富 燃料工况阶段，NOx传感器的信号相当快地上升，其归因于NOx传感器不仅探测NOx还探测 NH3。相对于如图3所示的120/10的工况，如图4所说明更长的120/16的富燃料工况的结 果，可以看出随着LNT催化转化器的渐进的老化，图4的工况关于NH3形成的活性相当快地上升，而在图3中看出关于N0x转化显然地仅轻微减少。 "MEXATP"所指示的曲线为通过排放分析装置(例如Horiba化学发光探测器)测 量的实际排放值。 因此从所述附图(图3和图4)可以看出在较长的富燃料工况，LNT和SCR催化转 化器的组合(SCR用于存储释放的氨)带来了好处，特别是在LNT催化转化器的逐渐老化的 情况。这是因为LNT催化转化器关于NOx转化性能的降低能够通过随着渐进的老化而增加 的氨产量得到补偿，通过在富燃料工况期间将产生的氨存储在下游SCR催化转化器内这一 优点，这样能够在稀燃料工况期间以有效的方式成比例地将穿过LNT催化转化器的氮氧化 物从排气中去除。 在图5中再次说明了关于在富燃料工况下穿过LNT催化转化器的还原剂数量的老 化行为。在该图中，可以看出，随着模拟行驶距离渐进，通过固定在LNT和SCR催化转化器 之间的A探测器探测到的还原剂数量上升。 图6也显示了氮氧化物与根据先前负载的函数的LNT催化转化器的氨形成的依赖
关系。可以看出LNT催化转化器的更高的先前负载也导致氨产量的增加。 图7显示了在LNT催化转化器的富燃料工况的持续时间函数对氨形成的影响。
权利要求
一种用于减少具有排气净化装置的内燃发动机的排气中的氮氧化物的方法，所述排气净化装置包含至少一个LNT催化转化器(2)和设置在排气流方向上的所述LNT催化转化器(2)下游的至少一个SCR催化转化器(3)以及位于所述LNT催化转化器(2)和所述SCR催化转化器(3)之间的至少一个λ探测器(5)；其特征在于，在富燃料工况下所述LNT催化转化器(2)产生氨，所述氨能够存储在所述SCR催化转化器(3)内并且能够在SCR催化转化器(3)与来自所述排气的氮氧化物反应；基于位于所述LNT催化转化器(2)和所述SCR催化转化器(3)之间的λ探测器(5)的信号确定或控制所述LNT催化转化器(2)内产生的氨。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内燃发动机是柴油发动机。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，弓I导所述排气流经过位于所述LNT催化转化 器(2)上游的至少另一个A探测器(4)。
4. 如权利要求1至3所述的方法，其特征在于，通过将位于所述LNT催化转化器(2)和 所述SCR催化转化器(3)之间的A探测器(5)的信号对于在A = 1时的所述A探测器 (5)的信号进行积分确定和/或控制所述LNT催化转化器(2)产生的氨。
5. 如前述权利要求1至3所述的方法，其特征在于，通过在所述富燃料工况之前确定所 述LNT催化转化器(2)的NOx负载水平的来确定和/或控制所述LNT催化转化器(2)产生 的氨形。
6. 如前述权利要求1至3所述的方法，其特征在于，通过确定所述LNT催化转化器(2) 内的空间速度来确定和/或控制所述LNT催化转化器(2)产生的氨。
7. 如前述权利要求1至3所述的方法，其特征在于，通过所述LNT催化转化器(2)内的 温度的确定来确定和/或控制所述LNT催化转化器(2)产生的氨。
8. 如前述权利要求1至3所述的方法，其特征在于，通过所述LNT催化转化器(2)内的 老化状态的来确定和/或控制所述LNT催化转化器(2)产生的氨。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，首先引导所述排气流经过位于所述LNT催 化转化器(2)上游的至少另一个A探测器(4)，通过所述LNT催化转化器(2)上游的A探 测器(4)的信号与所述LNT催化转化器(2)和所述SCR催化转化器(3)之间的A探测器 (5)的信号之间的差别确定所述LNT催化转化器(2)的老化状态。
10. 如前述权利要求中1至3所述的方法，其特征在于，所述方法用于确定和/或控制 所述SCR催化转化器(3)的氨负载。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，通过使位于所述LNT催化转化器(2)和 所述SCR催化转化器(3)之间的A探测器(5)的信号对于在A = 1时的所述A探测器(5) 的信号进行积分执行对所述LNT催化转化器(2)之下的所述HC和/或CO排放的额外 的确定。
12. —种用于执行如前述权利要求中任一项所述的方法的系统，所述系统包括排气净 化装置，所述气净化装置包含具有至少一个LNT催化转化器(2)、具有设置在排气流方向上 的所述LNT催化转化器(2)下游的至少一个SCR催化转化器(3)、具有位于所述LNT催化 转化器(2)和所述SCR催化转化器(3)之间的至少一个A探测器(5)、并且具有控制装置(6) ，其特征在于，所述控制装置(6)至少连接至位于所述LNT催化转化器(2)和所述SCR催化转化器 (3)之间的所述A探测器(5)，并且所述控制装置(6)还具有用于控制和/或确定所述LNT 催化转化器(2)产生的氨的装置。
全文摘要
本发明公开一种用于减少排气，尤其是具有排气净化装置的内燃发动机的排气，特别是柴油发动机的排气中的氮氧化物的方法。出于该目的，在具有LNT催化转化器(2)和SCR催化转化器(3)的排气系统中，从燃料中直接产生氨并且存储在该SCR催化转化器(3)中，通过位于以及位于该LNT催化转化器(2)和该SCR催化转化器(3)之间的λ探测器(5)控制或测量氨形成。通过这种方法本发明不再一定需要外部氨源。
文档编号B01D53/94GK101737129SQ20091022244
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月13日 优先权日2008年11月13日
发明者F·林岑, M·巴莱诺维奇, M·施耐德, Y·雅库珀 申请人:福特环球技术公司