净化排放气体的系统和方法_3

文档序号:8335758阅读:来源:国知局
[0062]控制器70基于传输自每个传感器的信号来确定发动机的驱动条件,进行稀薄/稠密控制,并基于发动机的驱动条件来控制由配量模块50喷射的还原剂的量。例如,如果排放气体的温度低于瞬变温度,则控制器70通过稀薄/稠密控制来控制LNT40去除氮氧化物,如果排放气体的温度高于或等于瞬变温度,则控制器70通过喷射还原剂来控制微粒过滤器60去除氮氧化物。稀薄/稠密控制可以通过控制喷射器14喷射的燃料量来进行。
[0063]同时,控制器70计算SPDF62的内部温度、SDPF62中吸收的氨量、来自脱硫中的LNT40的NOx的排放量、微粒过滤器60的来自再生中的LNT40的NOx排放量以及发动机的驱动条件。出于这些目的,根据微粒过滤器60的内部温度的氨的吸收/氧化特性、根据微粒过滤器60的内部温度的氨的释放特性、在稠密的空气/燃料比时LNT40的NOx逃逸特性等存储在控制器70中。通过各种实验,根据微粒过滤器60的内部温度的氨的吸收/氧化特性、根据微粒过滤器60的内部温度的氨的释放特性和在稠密的空气/燃料比时LNT40的NOx逃逸特性等可以存储为映射图。
[0064]此外,控制器70控制微粒过滤器60的再生和LNT40的脱硫。
[0065]控制器70可以通过由预定程序启动的一个或多个处理器实现,所述预定程序可以被编程以进行根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法的每个步骤。
[0066]图2为显示根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法中所用的控制器的输入和输出的关系的框图。
[0067]如图2中所不,第一氧气传感器72、第一温度传感器74、第二氧气传感器76、第二温度传感器78、第一 NOx传感器80、第二 NOx传感器82和压差传感器66电连接至控制器70,并将检测值传输至控制器70。
[0068]第一氧气传感器72检测经过排放气体再循环装置30的排放气体中的氧气量,并将与其相对应的信号传输至控制器70。控制器70基于第一氧气传感器72检测的排放气体中的氧气量可以进行排放气体的稀薄/稠密控制。第一氧气传感器72的检测值可以表示为拉姆达(λ )。拉姆达意指实际空气量与化学计量空气量的比。如果拉姆达大于1,空气/燃料比为稀薄的。相反地,如果拉姆达小于1,则空气/燃料比为稠密的。
[0069]第一温度传感器74检测经过排放气体再循环装置30的排放气体的温度,并将与其相对应的信号传输至控制器70。
[0070]第二氧气传感器76检测流入微粒过滤器60的排放气体中的氧气量,并将与其相对应的信号传输至控制器70。
[0071]第二温度传感器78检测流入微粒过滤器60的排放气体的温度,并将与其相对应的信号传输至控制器70。
[0072]第一 NOx传感器80检测流入微粒过滤器60的排放气体中包含的NOx量,并将与其相对应的信号传输至控制器70。
[0073]第二 NOx传感器82检测从微粒过滤器60排放的排放气体中包含的NOx量,并将与其相对应的信号传输至控制器70。
[0074]压差传感器66检测微粒过滤器60的前端部和后端部之间压力差,并将与其相对应的信号传输至控制器70。
[0075]控制器70确定发动机的驱动条件、燃料喷射量、燃料喷射定时、燃料喷射模式、还原剂的喷射量、微粒过滤器60的再生定时、基于传输的值的LNT40的脱硫定时、以及将用于控制喷射器14和配量模块50的信号输出至喷射器14和配量模块50。
[0076]同时,除了在图2中显示的传感器之外的多个传感器可以安装在根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的系统中。然而,为了更好的理解和易于说明,将省略所述多个传感器的说明。
[0077]参考图3至图6,下文中将具体描述根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法。
[0078]图3为根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法的流程图,图4为根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法中使用LNT的DeNOx方法的流程图,图5为根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法中使用SDPF的DeNOx方法的流程图,图6为根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法中计算尿素的目标喷射量的方法的框图。
[0079]如图3中所示,在步骤SlOO根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法在发动机10的工作过程中执行。如果发动机10工作,则产生排放气体。产生的排放气体通过根据本发明的示例性实施方案的净化排放气体的方法进行净化。此外,在冷启动时或排放气体的温度较低时,包含在排放气体中的氮氧化物被吸收在LNT40中。
[0080]在步骤SllO如果发动机10工作,则第一温度传感器74和第二温度传感器78检测排放管20的特定点处的排放气体的温度。本文中,排放气体的温度可以为由第一温度传感器74检测的值、由第二温度传感器78检测的值、或基于由第一和第二温度传感器74和78检测的值计算的在特定点处的排放气体的温度。亦即,排放气体的温度在根据本领域技术人员的意图的温度中选择。为了便于描述,在此说明书中排放气体的温度将意指流入微粒过滤器60的排放气体的温度,其由第二温度传感器78检测。然而,排放气体的温度不限于流入微粒过滤器60的排放气体的温度。
[0081]如果检测排放气体的温度,则在步骤120控制器70确定排放气体的温度是否高于或等于瞬变温度。本文中,瞬变温度可以根据排放气体的温度的选择而改变。例如,选择由第二温度传感器78检测的温度作为排放气体的温度,瞬变温度可以为但不限于250° C。
[0082]在步骤S120如果排放气体的温度低于瞬变温度,则在步骤S130控制器70进行使用LNT40的DeNOx。相反地,如果排放气体的温度高于或等于瞬变温度,则在步骤S140控制器70进行使用微粒过滤器60,特别是SDPF62的DeNOx。
[0083]参考图4将详细描述使用LNT40的DeNOx。
[0084]如果使用LNT40的DeNOx开始,则在步骤S200控制器70确定在LNT40中吸收的NOx量是否大于或等于预定的NOx量。
[0085]如果在LNT40中吸收的NOx量小于预定的NOx量,则控制器70返回至步骤S100,因为在LNT40中吸收的NOx不需要被净化。
[0086]如果在LNT40中吸收的NOx量大于或等于预定的NOx量,则在步骤S210控制器70确定排放气体的温度是否达到尿素转化温度。本文中,与瞬变温度相同,尿素转化温度可以根据排放气体的温度的选择而改变。例如,选择由第二温度传感器78检测的温度作为排放气体的温度,尿素转化温度可以为但不限于180°C。
[0087]在步骤S210如果排放气体的温度达不到尿素转化温度,则控制器70进行至步骤S250。
[0088]在步骤如果S210排放气体的温度达到尿素转化温度,则在步骤S220控制器70计算氨的目标吸收量。本文中,氨的目标吸收量是当LNT40中吸收的氮氧化物通过控制空气/燃料比为稠密而被释放并还原时将从SDPF62中的LNT40逃逸的氮氧化物还原需要的氨的吸收量。
[0089]亦即,当氮氧化物在LNT40中被还原时,氮氧化物的一部分没有在LNT40中被还原,并从LNT40逃逸。如果氨没有提前在SDPF62中被吸收,则逃逸的氮氧化物没有被净化,而是排放至车辆的外部。因此,从LNT40逃逸的氮氧化物可以通过在SDPF62中吸收氨来被提前净化。
[0090]同时,如果排放气体的温度达不到尿素转化温度,则供应的尿素可能不被转化成氨。因此,仅当排放气体的温度高于或等于尿素转化温度时喷射尿素并在SDPF62中提前吸收氨。
[0091]如果计算氨的目标吸收量,则在步骤S230控制器70根据氨的目标吸收量计算尿素的目标喷射量。将通过图6详细描述尿素的目标喷射量的计算。
[0092]在步骤S400第一 NOx传感器80检测在SDPF62上游处的NOx量。此外,控制器70在步骤S410根据基于包括第一和第二温度传感器74和78的传感器的检测值的驱动条件来检测SDPF62的内部温度,并在S420预测在SDPF62中吸收的氨量。为了预测在SDPF62中吸收的氨量,控制器70在步骤S430和S440利用根据SDPF62的内部温度的氨的吸收/氧化特性和根据SDPF62的内部温度的氨的释放特性。亦即,在SDPF62中当前吸收的氨量可以从在SDPF62中在前吸收的氨量、在SDPF62中当前正被吸收的氨量、在SDPF62中当前正被氧化的氨量和当前正从SD
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