稀燃NOx捕集器的再生方法以及废气净化系统与流程

本申请要求于2015年6月25日提交的韩国专利申请第10-2015-0090767号的优先权和权益，通过引证将其全部内容结合于此。

技术领域

本公开内容涉及设置有稀燃NOx捕集器(LNT)和选择性催化还原(SCR)催化器的废气净化系统的LNT的再生方法以及废气净化系统。

背景技术：

该部分中的陈述仅提供与本公开内容有关的背景信息，并且可能并不构成现有技术。

通常，从发动机通过排气歧管排出的废气被驱动到安装在排气管处的催化转化器并且在催化转化器中被净化。此后，废气的噪音在穿过消声器时减小，然后废气通过尾管被排放到空气中。催化转化器对包含在废气中的污染物进行净化。此外，用于捕集包含在废气中的微粒物质(PM)的微粒过滤器安装在排气管中。

脱氮催化器(DeNOx催化器)是这种催化转化器的一种类型，并且对包含在废气中的氮氧化物(NOx)进行净化。如果还原剂(诸如尿素、氨、一氧化碳和碳氢化合物(HC))被供应给废气，则在DeNOx催化器中包含在废气中的NOx通过与还原剂进行氧化还原反应而会降低。

近来，稀燃NOx捕集(LNT)催化器用作这种DeNOx催化器。当空气/燃料比是稀燃时，LNT催化器吸附包含在废气中的NOx，并且当空气/燃料比是富燃气氛时，释放吸附的NOx并且使所释放的氮氧化物和包含在废气中的氮氧化物降低(在下文中，将被称为“LNT的再生”)。

因为通常的柴油机运行在稀燃空气/燃料比，然而，需要将空气/燃料比人为地调整为富燃空气/燃料比，以便从LNT释放吸附的NOx。为了这个目的，需要确定用于释放LNT中吸附的NOx的时间(即，再生时间)。具体地，LNT中吸附的NOx可被释放的时间应该被精确地确定以提高NOx的净化效率和燃料经济性，并且抑制LNT的退化。

该背景技术部分中所公开的上述信息仅用于增强对本公开内容的理解，因此，其可包含并不为本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开内容提供了废气净化系统的稀燃NOx捕集器(LNT)的再生方法，该废气净化系统设置有LNT和选择性催化还原(SCR)催化器，并且废气净化系统通过精确确定LNT的再生开始时间和再生结束时间而具有提高NOx净化效率和燃料经济性的优势。

根据本公开内容的实施方式，一种废气净化系统的稀燃NOx捕集器(LNT)的再生方法，该废气净化系统设置有LNT和选择性催化还原(SCR)催化器，该方法可包括：确定是否满足LNT的再生释放条件；确定是否满足LNT的再生需求条件；并且如果LNT的再生释放条件和LNT的再生需求条件都满足，则执行LNT的再生，其中，如果LNT中的NOx吸附大于或等于阈值NOx吸附，则满足LNT的再生需求条件，并且其中，阈值NOx吸附被设置为LNT中的目标NOx吸附的最小值，其根据冷启动时LNT中的最大NOx吸附和SCR催化剂的NOx净化效率而改变。

冷启动时LNT中的最大NOx吸附可以根据SCR催化剂中的NH3吸附和LNT的老化因素来计算。

LNT中的目标NOx吸附可以基于LNT的目标NOx吸附比例以及LNT的有效容量来计算，其中目标NOx吸附比例基于LNT的平均温度和SCR催化剂的NOx净化效率，LNT的有效容量基于LNT的老化因素。

可以根据SCR催化剂中的目标NH3吸附与SCR催化剂中的NH3吸附的比例，对LNT中的目标NOx吸附进行第一次校正，并且可根据SCR催化剂下游的每单位距离的NOx废气和每单位距离的目标NOx废气的比例对LNT中的目标NOx吸附进行第二次校正。

SCR催化剂下游的每单位距离的NOx废气可以根据SCR催化剂下游的NOx质量流量和车辆的行驶距离来计算。

该方法进一步包括：确定是否满足再生重置条件；并且如果满足再生重置条件时，终止LNT的再生，其中，如果分别安装在LNT上游和下游的第一氧传感器和第二氧传感器同步或者LNT中的NOx吸附小于或等于LNT中的目标NOx吸附，则满足再生重置条件。

LNT中的目标NOx吸附可以根据SCR催化剂的NOx净化效率和LNT的平均温度来计算。

该方法进一步包括：确定是否满足再生重置条件；并且如果满足再生重置条件时，终止LNT的再生，其中，如果LNT的再生信号被输出、发动机以正常模式运行一预定时段、LNT中的NOx吸附与LNT中的阈值NOx吸附的比例小于预定吸附比例、以及预测的再生时段短于最小时段，则满足再生重置条件。

预测的再生时段可以根据与LNT中的NOx反应的还原剂的质量和与LNT中的O2反应的还原剂的质量的总和、以及还原剂的质量流量来计算。

最小时段可以基于车辆速度和LNT的平均温度来计算。

根据本公开内容的另一实施方式的一种废气净化系统，可包括：发动机，该发动机包括用于将燃料喷射到发动机中的喷油器，发动机通过使空气和燃料的混合物燃烧而产生动力，并且将在燃烧过程中产生的废气通过排气管排出至发动机外部；稀燃NOx捕集器(LNT)，安装在排气管上，并且被配置为在稀燃空气/燃料比时吸附包含在废气中的氮氧化物(NOx)，在富燃空气/燃料比时释放吸附的氮氧化物，并且使用包括包含在废气中的碳或氢的还原剂来对包含在废气中的氮氧化物或者所释放的氮氧化物进行还原；剂量模块，安装在LNT下游的排气管处，并且被配置为将还原剂直接注入到废气中；选择性催化还原(SCR)催化器，安装在剂量模块下游的排气管处，并且被配置为通过使用由剂量模块注入的还原剂来对包含在废气中的NOx进行还原；以及控制器，被配置为通过根据发动机的驱动条件使用LNT和/或SCR催化剂来执行脱氮(DeNOx)，其中，如果LNT的再生需求条件和LNT的再生释放条件都满足，则控制器执行LNT的再生，如果LNT中的NOx吸附大于或等于阈值NOx吸附，则满足LNT的再生需求条件，并且阈值NOx吸附被设置为LNT中的目标NOx吸附的最小值，其根据冷启动时LNT中的最大NOx吸附和SCR催化剂的NOx净化效率而改变。

控制器可以根据SCR催化剂中的NH3吸附和LNT的老化因素来计算冷启动时LNT中的最大NOx吸附。

控制器可以基于LNT的目标NOx吸附比例以及LNT的有效容量来计算LNT中的目标NOx吸附，LNT的目标NOx吸附比例基于LNT的平均温度和SCR催化剂的NOx净化效率，LNT的有效容量基于LNT的老化因素。

控制器可以根据SCR催化器中的目标NH3吸附和SCR催化器中的NH3吸附的比例，第一次校正LNT中的目标NOx吸附，并且然后可以根 据SCR催化剂下游的每单位距离的NOx废气与每单位距离的目标NOx废气的比例对LNT中的目标NOx吸附进行第二次校正。

控制器可以根据SCR催化器下游的NOx质量流量和车辆的行驶距离，来计算SCR催化器下游的每单位距离的NOx废气。

控制器可进一步确定是否满足再生重置条件并且如果满足再生重置条件，则可以终止LNT的再生，其中，如果分别安装在LNT上游和下游的第一氧传感器和第二氧传感器同步或者LNT中的NOx吸附小于或等于LNT中的目标NOx吸附，则满足再生重置条件。

控制器可以根据SCR催化器的NOx净化效率和LNT的平均温度来计算LNT中的目标NOx吸附。

控制器可进一步确定是否满足再生重置条件并且如果满足再生重置条件，则可以终止LNT的再生，其中，如果LNT的再生信号被输出、发动机以正常模式运行一预定时段、LNT中的NOx吸附与LNT中的阈值NOx吸附的比例小于预定吸附比例、以及预测的再生时段短于最小时段，则满足再生重置条件。

控制器可以根据与LNT中的NOx反应的还原剂的质量和与LNT中的O2反应的还原剂的质量的总和、以及还原剂的质量流量来计算预测的再生时段。

控制器可以基于车辆速度和LNT的平均温度计算最小时段。

如上所述，通过精确确定LNT的再生开始时间和再生结束时间可以提高NOx的净化效率并且可以抑制LNT的退化。

此外，通过抑制LNT的不必要再生可以提高燃料经济性。

进一步地，可以通过根据SCR催化器的净化效率来改变LNT的再生时间来进一步提高NOx的净化效率。

从本文所提供的描述中，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，说明和具体实例仅旨在用于说明的目的，而并非旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

为了可以充分理解本公开内容，现在将参考附图以实例的方式描述本公开内容的各种形式，其中：

图1是废气净化系统的示意图；

图2是示出了在废气净化系统的LNT的再生方法中使用的控制器的输入和输出的关系的框图；

图3是LNT的再生方法的流程图；

图4进一步详细示出了图3中的流程图；

图5进一步详细示出了图4中的步骤S130；

图6进一步详细示出了图5中的步骤S400；以及

图7进一步详细示出了图5中的步骤S402。

本文所描述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。

具体实施方式

以下说明实际上仅是示例性的并不旨在限制本公开内容、应用或者用途。应当理解的是，贯穿附图，相应的参考标号指代相似或相应的部件和特征。

如图1中所示，用于内燃机的排气系统包括：发动机10、排气管20、排气再循环(EGR)装置30、稀燃NOx捕集器(LNT)40、剂量模块(dosing module，定量模块)50、微粒过滤器60以及控制器70。此外，涡轮增压器(未示出)可以安装在排气管20处。涡轮增压器通过使用排气的能量增加吸入空气量。

发动机10使燃料和空气混合其中的空气/燃料混合物燃烧，以将化学能转换为机械能。发动机10连接至进气歧管16，以便接收燃烧室12中的空气，并且连接至排气歧管18，使得在燃烧过程中生成的废气聚集在排气歧管18中并且排出至外部。喷油器14安装在燃烧室12中以便将燃料喷射到燃烧室12中。

在本文中的举例是柴油机，但是可以使用稀燃汽油发动机。在使用汽油发动机的情况下，空气/燃料混合物通过进气歧管16进入燃烧室12中，并且火花塞(未示出)安装在燃烧室12的上部。此外，如果使用汽油缸内直喷(GDI)发动机，则喷油器14安装在燃烧室12的上部。

排气管20连接至排气歧管18以便将废气排出至车辆的外部。LNT40、剂量模块50和微粒过滤器60安装在排气管20上以便去除包含在排气中的碳氢化合物、一氧化碳、微粒物质和氮氧化物(NOx)。

排气再循环装置30安装在排气管20上，并且从发动机10排出的一部分废气通过排气再循环装置30被供回至发动机10。此外，排气再循环装置30连接至进气歧管16以便通过将一部分废气与空气混合来控制燃烧温度。燃烧温度的这种控制通过利用控制器70的控制来控制供回至进气 歧管16的废气量来执行。因此，通过控制器70控制的再循环阀(未示出)可安装在连接排气再循环装置30和进气歧管16的线路上。

第一氧传感器(或者第一氧含量(λ)传感器)72安装在排气再循环装置30下游的排气管20上。第一氧传感器72检测穿过排气再循环装置30的废气中的氧气量并且将对应的信号传输至控制器70，以便帮助通过控制器70执行的废气的稀燃/富燃控制。在本说明书中，通过第一氧传感器72所检测的值被称为LNT上游的氧含量(上游氧含量)。

此外，第一温度传感器74安装在排气再循环装置30下游的排气管20上，并且检测穿过排气再循环装置30的废气的温度。

LNT 40安装在排气再循环装置30下游的排气管20上。在稀燃空气/燃料比时，LNT 40吸附包含在废气中的氮氧化物(NOx)，并且在富燃空气/燃料比时，释放所吸附的氮氧化物并且还原包含在废气中的氮氧化物或者释放的氮氧化物。此外，LNT 40可以使包含在废气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)氧化。

在本文中，碳氢化合物表示包含在废气和燃料中的由碳和氢组成的所有化合物。

第二氧传感器76、第二温度传感器78和第一NOx传感器80安装在LNT 40下游的排气管20上。

第二氧传感器(或者第二氧含量传感器)76检测包含在进入微粒过滤器60中的废气中的氧气量并且将相对应的信号传输至控制器70。控制器70可基于通过第一氧传感器72和第二氧传感器76检测的值，执行废气的稀燃/富燃控制。在本说明书中，通过第二氧传感器62所检测的值被称为LNT下游的氧含量(下游氧含量)。

第二温度传感器78检测流入微粒过滤器60中的废气的温度，并且将相对应的信号传输至控制器70。

第一NOx传感器80检测包含在流入微粒过滤器60中的废气中的NOx浓度，并且将相对应的信号传输至控制器70。通过第一NOx传感器80检测的NOx浓度可用于确定通过剂量模块50注入的还原剂的量。

剂量模块50安装在微粒过滤器60上游的排气管20上，并且在控制器70的控制下将还原剂注入到废气中。通常，剂量模块50注入尿素并且注入的尿素是水解的并且被转化为氨。然而，还原剂不限于氨。

混合器55安装在剂量模块50下游的排气管20上并且将还原剂和废气均匀地混合。

微粒过滤器60安装在混合器55下游的排气管上，捕集包含在废气中的微粒物质，并且使用通过剂量模块50注入的还原剂对包含在废气中的氮氧化物进行还原。出于这些目的，微粒过滤器60包括柴油微粒过滤器(SDPF)62上的选择性催化还原催化器和另外的选择性催化还原(SCR)催化器64，但不限于此。

应当理解的是，除非另外描述，本说明书和权利要求中的SCR催化器包括SCR催化器本身或者SDPF。通过将SCR涂敷在限定DPF的通道的壁上来形成SDPF 62。通常，DPF包括多个进气通道和出气通道。每一个进气通道包括敞开的一端和闭塞的另一端，并且从DPF的前端接收废气。此外，每一个出气通道包括闭塞的一端和敞开的另一端，并且从DPF排出废气。通过进气通道流入DPF中的废气通过将进气通道和出气通道分开的多孔壁进入出气通道。此后，废气通过出气通道从DPF排出。当废气经过多孔壁时，包含在废气中的微粒物质被捕集。此外，涂敷在SDPF62上的SCR催化器使用通过剂量模块50注入的还原剂对包含在废气中的氮氧化物进行还原。

另外的SCR催化器64安装在SDPF 62的后面。另外的SCR催化器64对未被SDPF 62净化的氮氧化物进行还原。另外的SCR催化器64可以物理上安装为与SDPF 62分离。

另一方面，压差传感器66安装在排气管20上。压差传感器66检测微粒过滤器60的前端部和后端部之间的压力差，并且将相对应的信号传输至控制器70。如果通过压差传感器66检测的压力差大于预定压力，则控制器70可控制微粒过滤器60再生。在这种情况下，喷油器14后注入燃料，以便使微粒过滤器60中捕集的微粒物质燃烧。

此外，第二NOx传感器82安装在微粒过滤器60下游的排气管20上。第二NOx传感器82检测包含在从微粒过滤器60排出的废气中的氮氧化物的浓度，并且将相对应的信号传输至控制器70。控制器70可以基于通过第二NOx传感器82所检测的值，检查包含在废气中的氮氧化物是否在微粒过滤器60中被正常去除。即，第二NOx传感器82可用于评估微粒过滤器60的性能。

控制器70基于从每个传感器传输的信号确定发动机的驱动条件，并且执行稀燃/富燃控制，并且基于发动机的驱动条件控制通过剂量模块50注入的还原剂的量。例如，控制器70可以通过控制空气/燃料比是富燃气氛而可从LNT 40释放NOx，并且通过使用包含在废气中的还原剂对所释放的NOx进行还原(在本说明书中，将称为“LNT再生”)。此外，控制器70可通过注入还原剂而在SDPF 60去除NOx。稀燃/富燃控制可通过控制由喷油器14喷射的燃料量来执行。

控制器70被提供有多个图表、LNT特性和校正系数，并且基于此可确定再生开始时间和再生结束时间。多个图表、LNT特性和校正系数可以通过多个试验进行设置。

此外，控制器70控制微粒过滤器60的再生和LNT 40的脱硫。

出于这些目的，控制器70可包括通过预定程序激活的一个或多个处理器，并且预定程序可被编程为执行再生LNT的方法的每个步骤。

图2是示出了在废气净化系统的LNT的再生方法中使用的控制器的输入和输出的关系的框图。

如图2中所示，第一氧传感器72、第一温度传感器74、第二氧传感器76、第二温度传感器78、第一NOx传感器80、第二NOx传感器82、压差传感器66和吸入流量计11电连接至控制器70，并且将所检测的值传输至控制器70。

第一氧传感器72检测穿过排气再循环装置30的废气中的氧气量并且将相对应的信号传输至控制器70。控制器70可基于通过第一氧传感器72检测的废气中的氧气量执行废气的稀燃/富燃控制。通过第一氧传感器72所检测的值可表示为上游氧含量。氧含量指的是真实空气/燃料比与化学计量的空气/燃料比的比例。如果氧含量大于1，则空气/燃料比是稀燃的。相反，如果氧含量小于1，则空气/燃料比是富燃的。

第一温度传感器74检测穿过排气再循环装置30的废气的温度并且将相对应的信号传输至控制器70。

第二氧传感器76检测流入微粒过滤器60中的废气中的氧气量并且将相对应的信号传输至控制器70。通过第二氧传感器76所检测的值可表示为下游氧含量。

第二温度传感器78检测流入微粒过滤器60中的废气的温度并且将相对应的信号传输至控制器70。

第一NOx传感器80检测包含在流入微粒过滤器60中的废气中的NOx浓度并且将相对应的信号传输至控制器70。

第二NOx传感器82检测包含在从微粒过滤器60排出的废气中的NOx浓度并且将相对应的信号传输至控制器70。

压差传感器66检测微粒过滤器60的前端部和后端部之间的压力差并且将相对应的信号传输至控制器70。

吸入流量计11检测供应给发动机10的吸入系统的吸入空气流量并且将相对应的信号传输至控制器70。

控制器70基于所传输的值确定发动机的驱动条件、燃料喷射量、燃料喷射时间、燃料喷射模式、还原剂的注入量、微粒过滤器60的再生时间、以及LNT 40的脱硫/再生时间，并且将用于控制喷油器14和剂量模块50的信号输出至喷油器14和剂量模块50。此外，控制器70可基于所传输的值确定LNT 40的再生开始时间和再生结束时间。

另一方面，除了图2中示出的传感器之外的多个传感器可安装在废气净化装置中。然而，为了更好的理解和易于描述，将省略对多个传感器的描述。

图3至图7是根据本公开内容的实施方式的LNT的再生方法的流程图。

如图3中所示，在步骤S100中，控制器70和各个传感器监测发动机/车辆/环境/传感器条件，并且在LNT的再生方法中的步骤S110中，控制器70确定发动机/车辆/环境/传感器条件是否满足LNT的再生释放条件。此外，在步骤S120中，控制器70和各个传感器监测发动机/车辆/LNT/SCR催化器，并且在步骤S130中，控制器70确定发动机/车辆/LNT/SCR催化器的状态是否满足LNT的再生需求条件。此后，如果LNT的再生释放条件和LNT的再生需求条件都满足，则在步骤S140中控制器70执行LNT 40 的再生。如果LNT的再生释放条件和LNT的再生需求条件都不满足，则控制器70不执行LNT 40的再生并且继续检查是否满足非满足条件。

参考图4，将进一步详细描述LNT的再生方法。

如图4中所示，LNT的再生方法开始于检测或计算各个数据。即，在步骤S200中，控制器70检测或计算穿过LNT 40的废气的质量流量，在步骤S205中检测或计算LNT 40上游的NOx浓度，在步骤S210中检测或计算LNT 40下游的NOx浓度，在步骤S215中检测或计算涡轮增压器上游的温度(在下文中，将称为“上游涡轮温度”)，在步骤S220中检测或计算燃料温度，并且在步骤S225中检测或计算发动机扭矩。在本文中，质量流量指的是每单位时间的质量。通过对一段时间的质量流量进行积分来计算质量。此外，控制器70包括检测数据的传感器，检测数据的该传感器电连接至控制器70。

穿过LNT 40的废气的质量流量可以从通过吸入流量计11所检测的吸入空气流量和EGR量来计算，或者可以通过其他传感器进行检测，LNT 40上游的NOx浓度可以从根据发动机的驱动条件生成的NOx质量和废气的质量来计算，或者可以通过其他传感器进行检测，并且LNT 40下游的NOx浓度可以从LNT 40上游的NOx浓度和LNT 40的状态来计算，或者可以通过第一NOx传感器80进行检测。涡轮增压器上游的温度可以从发动机的驱动条件或者从通过第一温度传感器74检测的废气的温度来计算，燃料温度可以通过安装在燃料箱中或者安装在燃料供应管路上的温度传感器进行检测，并且发动机扭矩可以从发动机的驱动条件来计算。

此外，在步骤S230中，控制器70检测电池电压，在步骤S235中检测冷却剂温度，在步骤S240和步骤S245中检测第一氧传感器72的状态和第二氧传感器76的状态，在步骤S250中检测发动机转速，并且在步骤S255中检测当前啮合的档位。在本文中，传感器的状态显示传感器被激活。如果传感器被激活，则传感器的状态可以是“真(True)”值或“1” 值。然而，如果传感器没有被激活，则传感器的状态可以是“假(False)”值或“0”值。

此外，在步骤S260和步骤SS265中控制器70检测或计算上游氧含量和下游氧含量，在步骤S270和步骤S275中检测或计算LNT 40上游的废气的温度以及LNT 40下游的废气的温度，在步骤S280中计算LNT 40的NOx吸附比例，在步骤S285中检测发动机运行模式，在步骤S290中计算LNT 40中吸附的NOx质量(LNT 40中的NOx吸附)，并且在步骤S295中计算LNT 40的平均温度。即，上游氧含量和下游氧含量可以通过第一氧传感器72和第二氧传感器76进行检测，或者可以通过控制器70基于发动机的驱动条件以及LNT 40的状态进行计算。LNT 40上游的废气的温度和LNT 40下游的废气的温度可以通过第一温度传感器74和第二温度传感器78进行检测，或者可以通过控制器70基于发动机的驱动条件进行计算。LNT 40的NOx吸附比例可以从LNT 40中的最大吸附NOx(LNT 40中吸附的最大NOx质量)以及控制器70基于发动机的驱动条件和LNT 40的状态计算的LNT 40中的实际NOx吸附(LNT 40中吸附的实际NOx质量)来计算，并且LNT 40的平均温度可以通过控制器70基于LNT 40上游的废气的温度和LNT 40下游的废气的温度来计算。

另一方面，发动机运行模式包括正常模式、LNT再生模式、LNT脱硫模式、SDPF再生模式等。正常模式是非再生模式、非LNT脱硫模式和非SDPF再生模式的一种模式。

此外，在步骤S300中控制器70检测车辆速度，在步骤S305中计算LNT 40的老化因素，在步骤S310中检测车辆的行驶距离，在步骤S315中检测再生(即，在富燃空气/燃料比)时供应给发动机10的空气的质量流量，在步骤S320中计算再生时的目标氧含量，并且在步骤S325中计算LNT 40中吸附的O2质量(LNT 40中的O2吸附)。在本文中，LNT 40的老化因素可以根据LNT 40的使用时长计算，再生时供应至发动机10的空气的质量流量可以在再生时由吸入流量计11检测，再生时的目标氧 含量可以根据发动机的驱动条件、LNT 40的状态和SDPF 60的状态确定，并且LNT 40中吸附的O2质量可以基于LNT 40的温度、LNT 40的先前再生之后的发动机的运行历史、LNT 40的老化因素等计算。

此外，在步骤S330中控制器70计算SDPF 60中的目标NH3吸附(SDPF 60中吸附的目标NH3质量)，在步骤S335中计算SDPF 60下游的NOx质量流量，在步骤S340中检测第二NOx传感器82的状态，在步骤S345中计算SDPF 60中的NH3吸附(SDPF 60中吸附的NH3质量)，并且在步骤S350中计算SDPF 60的NOx净化效率。在本文中，SDPF 60中的目标NH3吸附可以从基于SDPF 60的温度、SDPF上游的氧含量、SDPF 60的NOx净化效率等的预定图表计算。SDPF 60下游的NOx质量流量可以基于通过第二NOx传感器82检测的SDPF 60下游的NOx浓度来计算，SDPF 60中的NH3吸附可以基于SDPF 60的温度、SDPF上游的氧含量、以及通过剂量模块50注入还原剂的历史来计算，并且SDPF 60的NOx净化效率可以基于SDPF 60的温度、SDPF上游的氧含量、以及SDPF 60中的NH3吸附来计算。

如果各个数据被检测到或者计算出，则在步骤S110中控制器70基于穿过LNT 40的废气的质量流量、LNT 40上游的NOx浓度、LNT 40下游的NOx浓度、涡轮增压器上游的温度、燃料温度、发动机扭矩、电池电压、冷却剂温度、第一氧传感器72的状态、第二氧传感器76的状态、发动机转速、档位、上游氧含量、下游氧含量、LNT 40上游的废气的温度、LNT 40下游的废气的温度、LNT 40的NOx吸附比例、LNT 40中的NOx吸附、以及LNT 40的平均温度，来确定是否满足LNT的再生释放条件。在此过程中，在步骤S382中控制器70检测涡轮增压器上游的温度状态，在步骤S384中检测档位状态，在步骤S386中检测普通的NOx释放条件状态，在步骤S388中由于氧含量传感器同步而输出NOx和O2吸附的重置信号，在步骤S390中检测氧含量传感器同步是否出现，并且在步骤S392中检测氧含量传感器同步需求开关是否被接通(参见图5)。涡轮增压器上 游的温度状态表示涡轮增压器上游的温度是否在预定范围内。即，如果涡轮增压器上游的温度在预定范围内，则涡轮增压器上游的温度状态可以是“真”值或“1”值。相反，如果涡轮增压器上游的温度不在预定范围内，则涡轮增压器上游的温度状态可以是“假”值或“0”值。类似地，档位状态表示档位是否在预定档位范围内，普通NOx释放条件状态表示当前发动机/环境/LNT条件是否满足可以释放NOx的一般条件，并且氧含量传感器同步是否出现表示分别通过第一氧传感器72和第二氧传感器76检测的氧含量值之间的差值是否小于或等于预定值。此外，如果NOx和O2吸附的重置信号被输出，则控制器70将存储在存储器中的、LNT 40中的NOx吸附和LNT 40中的O2吸附(LNT 40中吸附的O2质量)重置为0或预定值。此外，如果氧含量传感器同步需求开关被接通，则控制器70执行用于使氧含量传感器同步的多个控制。

此外，在步骤S130中，控制器70基于氧含量传感器同步是否出现、氧含量传感器同步需求开关是否接通、发动机运行模式、LNT 40中的NOx吸附、LNT 40的平均温度、车辆速度、LNT 40的老化因素、车辆的行驶距离、再生(即，富燃空气/燃料比)时供应至发动机10的空气的质量流量、再生时的目标氧含量、LNT 40中的O2吸附、SDPF 60中的目标NH3、SDPF 60下游的NOx质量流量、第二NOx传感器82的状态、SDPF 60中的NH3吸附、SDPF 60的NOx净化效率等，来确定是否满足LNT的再生需求条件。

此后，如果LNT的再生释放条件和LNT的再生需求条件都满足，则在步骤140中控制器70输出再生信号并且执行LNT 40的再生。

在下文中，参考图5，将详细地描述图4中的步骤S130。

参考图5，步骤S130包括在步骤S400中计算LNT 40中的阈值NOx吸附(LNT 40中吸附的阈值NOx质量)以及在步骤S402中确定是否满足再生重置信号输出条件。即，在步骤S400中控制器70基于各个数据计 算可以吸附在LNT 40中的阈值NOx质量，在步骤S404中确定LNT 40中的NOx吸附是否大于或等于阈值NOx吸附，并且如果LNT 40中的NOx吸附大于或等于阈值NOx吸附，则在步骤S408中输出再生需求信号。此外，在步骤S402中控制器70基于各个数据确定是否满足再生重置信号输出条件，并且如果满足再生重置信号输出条件，则输出再生重置信号。此后，在步骤S406中控制器70将再生需求信号和再生重置信号输入到触发器中。因此，控制器70输出再生需求信号和再生重置信号中的一个。

进一步详细地，在步骤S400中控制器70基于SDPF 60中的NH3吸附、SDPF 60的NOx净化效率、SDPF 60中的目标NH3吸附、LNT 40的平均温度、LNT 40的老化因素、SDPF 60下游的NOx质量流量、第二NOx传感器82的状态、以及车辆的行驶距离，来计算LNT 40中的阈值NOx吸附。在本文中，车辆的行驶距离指的是在先前再生之后车辆行驶的总距离。

此外，在步骤S402中，控制器70基于LNT 40中的NOx吸附、SDPF60的NOx净化效率、SDPF 60中的目标NH3吸附、氧含量传感器同步是否出现、发动机运行模式、氧含量传感器同步需求开关是否被接通、LNT 40中的O2吸附、再生时的目标氧含量、车辆速度、阈值NOx吸附、以及再生需求信号，来确定是否满足再生重置信号输出条件。

在下文中，参考图6，将详细地描述图5中的步骤S400。

如图6中所示，控制器70将SDPF 60中的NH3吸附和LNT 40的老化因素输入到预定图表102，以便计算冷启动时LNT 40中的最大NOx吸附(可以吸附在LNT 40中的最大NOx质量)。此外，控制器70将LNT 40的平均温度和SDPF 60的NOx净化效率输入到预定图表104中，以便计算LNT 40的目标NOx吸附比例，并且在步骤S412中将LNT 40的目标NOx吸附比例输入到低通滤波器。此外，LNT 40的有效容量由LNT 40的老化因素以及LNT 40的容量(在步骤S410中输入)计算，并且LNT 40 中的目标NOx吸附通过将LNT 40的有效容量与LNT 40的目标NOx吸附比例相乘进行计算。

控制器70将SDPF 60中的目标NH3吸附和SDPF 60中的NH3吸附的比例输入到预定校正图表106中，以便计算第一校正系数，并且在步骤S414中基于SDPF 60下游的NOx质量流量、第二NOx传感器82的状态以及车辆的行驶距离来计算第二校正系数。

将详细描述计算第二校正系数的方法。

控制器70计算SDPF 60下游的每单位距离的NOx废气。由下列方程式计算SDPF 60下游的每单位距离的NOx废气。

$m_s=\frac{{\∫}_{t-\mathrm{\Δ}t}^t\stackrel{\·}{m}dt}{{\∫}_{t-\mathrm{\Δ}t}^{t}vdt}=\frac{m\left(t\right)-m(t-\mathrm{\Δ}t)}{s\left(t\right)-s(t-\mathrm{\Δ}t)}$

S_o＝s(t)-s(t-Δt)

在本文中，m_s表示SDPF 60下游的每单位距离的NOx废气，表示SDPF 60下游的NOx质量流量，v表示车辆速度，t表示时间，△t表示对应于平均计算距离的时段，S₀表示平均计算距离，并且s表示距离。即，SDPF 60下游的每单位距离的NOx废气通过对与平均计算距离对应的时段的SDPF 60下游的NOx质量流量进行积分来计算。

此外，m(t-△t)由下列方程式计算。

$m_{t-\mathrm{\Δ}t}^k=m_{t-\mathrm{\Δ}t}^{k-1}+\frac{m_t^k-m_{t-\mathrm{\Δ}t}^{k-1}}{\mathrm{\Δ}K}$

$\mathrm{\Δ}K=\frac{s_{calc}}{S_o+s_{calc}}$

在本文中，m表示SDPF 60下游的NOx废气(从SDPF 60排出的NOx质量)，k表示当前计算时段，△K表示平均计算时段的量，并且Scalc表示计算开始距离。

此后，控制器将SDPF 60下游的每单位距离的NOx废气除以SDPF 60下游的每单位距离的预定目标NOx废气，并且通过将SDPF 60下游的每单位距离的NOx废气与SDPF 60下游的每单位距离的目标NOx废气的比例输入到预定图表中，来计算第二校正系数。

此后，控制器70通过使用第一校正系数和第二校正系数来校正LNT 40中的目标NOx吸附。此外，在步骤S416中控制器70选择冷启动时LNT 40中的最大NOx吸附的最小值和LNT 40中的校正的目标NOx吸附，并且在步骤S400中将最小值输出为LNT 40中的阈值NOx吸附。

在下文中，参考图7，将详细地描述图5中的步骤S402。

如图7中所示，在满足氧含量传感器同步需求开关被接通的状态下，如果氧含量传感器被同步或者氧含量传感器没有被同步并且第一和第二条件中的任一个被满足，在步骤S402中控制器70输出再生重置信号。

如果LNT 40中的NOx吸附小于或等于LNT 40中的目标NOx吸附，则满足第一条件。出于这个目的，控制器70通过将LNT 40的平均温度和SDPF 60的NOx净化效率输入到预定图表108中，来计算LNT 40中的目标NOx吸附。这时，如果SDPF 60的NOx净化效率高，则LNT 40中的目标NOx吸附增加，以便抑制LNT 40的频繁再生。此后，在步骤S500中，控制器70确定LNT 40中的NOx吸附是否小于或等于LNT 40中的 目标NOx吸附，并且如果LNT 40中的NOx吸附小于或等于LNT 40中的目标NOx吸附或者氧含量传感器同步，则确定满足第一条件。

如果在步骤S408中LNT 40的再生信号被输出、发动机以正常模式运行一预定时段、LNT 40中的NOx吸附与LNT 40中的阈值NOx吸附的比例小于预定吸附比例、以及预测的再生时段短于最小时段，则满足第二条件。即，在步骤S516中控制器70确定是否满足四个条件，并且如果满足四个条件，则确定满足第二条件。

进一步详细描述这些过程。此外，因为以上描述了步骤S408，所以将省略步骤S408的说明。

在步骤S506中，控制器70确定从发动机的驱动条件确定的发动机运行模式是否是正常模式，并且在步骤S508中确定正常模式是否持续在步骤S504中输入的预定时段。

此外，在步骤S510中，控制器70通过将LNT 40中的NOx吸附除以在步骤S400中计算的LNT 40中的阈值NOx吸附，来计算LNT 40中的NOx吸附与LNT 40中的阈值NOx吸附的比例，并且在步骤S512中将该比例与预定吸附比例进行比较。

进一步地，控制器70通过将LNT 40的平均温度和车辆速度输入到预定图表110中来计算最小时段，基于LNT 40中的目标NOx吸附、LNT 40中的NOx吸附、LNT 40中的O2吸附、再生(即，富燃空气/燃料比)时供应至发动机10的空气的质量流量、再生时的目标氧含量，来计算预测的再生时段，并且确定预测的再生时段是否短于最小时段。

预测的再生时段由下列方程式计算。在本文中，假设C3H6表示除了NH3之外的所有还原剂作为再生LNT 40时的替换还原剂(除了NH3之 外)。来自多个试验结果，确认在C3H6被用作替换还原剂(除了NH3之外)的假设中产生了合适结果。

$m_{C_3{H}_{6,req}}=M_{C_3{H}_6}(\frac{{\mathrm{\Δm}}_{NOx}}{M_{NOx}{v}_{NOx,HC}}+\frac{m_{O_2}}{M_{O_2}{v}_{O_2,HC}})$

${\stackrel{\·}{m}}_{C_3{H}_6}=\frac{{\stackrel{\·}{m}}_{Air,rich}}{L_{st}}(\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_{trgt}}-1)$

${\mathrm{\Δt}}_{req}=\frac{m_{C_3{H}_6,req}}{{\stackrel{\·}{m}}_{C_3{H}_6}}$

在本文中，是所需的还原剂质量，Δm_NOx是LNT 40中的目标NOx吸附和LNT 40中的NOx吸附之间的差值，是LNT 40中的O2吸附，是还原剂的摩尔质量，M_NOx是NOx的摩尔质量，是O2的摩尔质量，v_NOx，HC是与C3H6反应时的NOx的化学计量系数，是与C3H6反应时的O2的化学计量系数，是LNT 40上游的还原剂的质量流量，是再生时供应到发动机10中的空气的质量流量，L_st是空气/燃料比，λ_trgt是再生时的目标氧含量，并且Δt_req是预测的再生时段。即，控制器70通过将所需的还原剂质量除以供应的还原剂的质量流量，来预测再生所需要的时段。

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