專利名稱：柴油機排氣系統(tǒng)中的no的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及具有用于處理流過排氣系統(tǒng)的廢氣的NOX吸附劑催化劑的柴油發(fā)動機。更具體地，本發(fā)明涉及發(fā)動機系統(tǒng)以及從NOX吸附劑催化劑中除去累積的硫的方法。
背景技術：
包括NOX吸附劑催化劑的柴油發(fā)動機的排氣系統(tǒng)能夠吸附從發(fā)動機流過該排氣系統(tǒng)的發(fā)動機的廢氣中的大量氮氧化物。NOX吸附劑催化劑因而能減少進入大氣中的NOX量，防止被截留的NOX促成煙霧。
當由柴油發(fā)動機供給動力的機動車的排氣系統(tǒng)中有NOX吸附劑催化劑時，要求能隨時再生NOX吸附劑催化劑，以除去被截留的NOX，使催化劑繼續(xù)有效。再生通常只有在主要條件合適時進行。再生的產物是能自然存在于大氣中的非污染物。
天然生成的石油通常含有一定形式和量的硫，例如硫化合物SO2和SO3。從這種石油重整產生的硫化合物以一定的量存在于柴油燃料中。由于硫會使NOX吸附劑催化劑中毒，必須在它們使催化劑中毒之前從NOX吸附劑催化劑中除去累積的硫。即使超低硫含量的柴油燃料(硫含量小于15ppm的燃料)所含有的硫量仍會累積到較高含量，并最終足以開始使NOX吸附劑催化劑中毒。除去吸附的NOX對NOX吸附劑催化劑再生的方法通常不能有效除去硫，因此，通常采用專門的方法進行脫硫。
美國專利6,164,064描述對NOX儲器催化劑進行脫硫的方法。該方法以一定方式運行發(fā)動機來進行，即升高廢氣的溫度至足以燃燒累積的硫，但不會升高到足以損害NOX吸附劑催化劑的溫度。
通常，柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機相比，能在相對貧油和較冷條件下運行。按照將廢氣溫度升高至對NOX吸附劑催化劑進行脫硫所需的溫度的方式操作柴油發(fā)動機對常規(guī)柴油發(fā)動機的運行是非典型的。此外，如果發(fā)動機是渦輪增壓的，涉及渦輪增壓器的規(guī)范對通過其的廢氣制訂有溫度上限。
應該相信，能夠對NOX吸附劑催化劑進行脫硫而不會升高離開發(fā)動機廢氣歧管的廢氣的溫度至美國專利6,164,064中所述的溫度的發(fā)動機、系統(tǒng)和方法是一顯著的改進，尤其是對渦輪增壓的柴油發(fā)動機的顯著改進。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及能夠對NOX吸附劑催化劑進行脫硫而不會顯著升高離開發(fā)動機排氣歧管的廢氣的溫度的發(fā)動機、系統(tǒng)和方法。一個實施例中，離開發(fā)動機排氣歧管的廢氣的溫度僅升高了約50℃。
本發(fā)明的原理包括在排氣歧管和NOX吸附劑催化劑之間使用柴油氧化催化劑。當NOX吸附劑催化劑進行脫硫時，以多種方式控制與發(fā)動機運行相關聯(lián)的一些參數，即利用DOC來升高排氣歧管排放的廢氣的溫度至適合NOX吸附劑催化劑進行脫硫的溫度。以一定方式進行控制，即避免將脫硫溫度升高到可能開始損害NOX吸附劑催化劑的程度。在脫硫過程結束時，該脫硫策略不再對這些參數進行控制。
在所述的實施方式中需要進行控制的參數包括進入發(fā)動機的質量氣流、發(fā)動機加燃料以及廢氣再循環(huán)(EGR)。
在渦輪增壓的柴油發(fā)動機中，渦輪增壓器的渦輪位于排氣歧管和柴油氧化催化劑之間，因而避免其暴露于柴油氧化催化劑在脫硫時產生的高溫。
由于可以通過現有的發(fā)動機控制系統(tǒng)來控制相關的發(fā)動機的操作參數，通過在控制系統(tǒng)中適當的數據編程和處理，本發(fā)明可在同時具有NOX吸附劑催化劑和柴油氧化催化劑的發(fā)動機中得以實行。
因此，本發(fā)明的一個普通方面涉及對柴油發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的NOX吸附劑催化劑進行脫硫的方法，該排氣系統(tǒng)包括了在相對于NOX吸附劑催化劑的上游的柴油氧化催化劑。該方法包括a)控制發(fā)動機運行的某些方面，使從柴油氧化催化劑流過的廢氣溫度從不能使NOX吸附劑催化劑進行脫硫的太低的溫度范圍升高到能使NOX吸附劑催化劑進行有效脫硫的脫硫溫度范圍；和b)繼續(xù)控制發(fā)動機運行的這些方面，將從柴油氧化催化劑流過的廢氣溫度保持在脫硫溫度范圍內。
另一個普通方面涉及對柴油發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的NOX吸附劑催化劑進行脫硫的控制系統(tǒng)，該柴油發(fā)動機包括了在相對于NOX吸附劑催化劑的上游的柴油氧化催化劑。所述控制系統(tǒng)包括一個處理器，處理一些數據，來控制實施上述方法的發(fā)動機運行的某些方面。
又一個普通方面涉及具有這種實施所述方法的控制系統(tǒng)的發(fā)動機。
一個具體方面涉及一種柴油發(fā)動機，該柴油發(fā)動機包括包含在相對于NOX吸附劑催化劑的上游的渦輪增壓器渦輪的排氣系統(tǒng)以及反復處理與發(fā)動機運行相關的某些操作參數的數據值的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)對某些控制參數形成數據值，有效地使進入NOX吸附劑催化劑的廢氣溫度從不能使NOX吸附劑催化劑進行脫硫的太低溫度范圍升高到能使NOX吸附劑催化劑進行有效脫硫的脫硫溫度范圍，并使進入NOX吸附劑催化劑的廢氣溫度保持在所述的脫硫溫度范圍內，而流過渦輪增壓器渦輪的廢氣溫度保持在不能使NOX吸附劑催化劑進行脫硫的太低溫度范圍內。
將由下面對實施本發(fā)明時預期為最佳方式的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的內容，本發(fā)明的前述以及其它的特征和優(yōu)點將是顯而易見。本說明書包括附圖，下面簡要描述附圖。
附圖簡述

圖1所示是與本發(fā)明原理相關的示例性的柴油發(fā)動機各部分的示意圖。
圖2所示是在圖1的發(fā)動機控制系統(tǒng)實施本發(fā)明方法的軟件策略的示例性流程圖。
圖3所示是與本發(fā)明脫硫過程的一個例子相關的某些參數隨時間變化的曲線圖。
圖4是某些參數隨時間變化的另一個曲線圖。
圖5是某些參數隨時間變化的又一個曲線圖。
具體實施例方式
圖1所示是供給機動車動力的示例性柴油發(fā)動機20的示意圖。發(fā)動機20具有基于處理器的發(fā)動機控制系統(tǒng)22，該系統(tǒng)包括一個或多個處理器，對來自各來源的數據進行處理，形成用來控制發(fā)動機運行的各方面的各種控制數據。經控制系統(tǒng)22處理的數據可起源于如傳感器的外源和/或在內部產生。
控制系統(tǒng)22對發(fā)動機運行的各方面實行控制，包括進入發(fā)動機質量氣流，發(fā)動機加燃料以及廢氣再循環(huán)(EGR)。
進氣的質量氣流可通過控制發(fā)動機進氣系統(tǒng)26中的進氣節(jié)流閥24來控制。
發(fā)動機加燃料可以通過控制與電致動的燃料注射器28運行相關的參數來控制，注射器28將燃料注入發(fā)動機的燃燒室30即發(fā)動機的氣缸。
發(fā)動機進氣系統(tǒng)26還包括在發(fā)動機進氣歧管38上游串聯(lián)排列的內冷卻器32和渦輪增壓器36的壓縮機34。
發(fā)動機20還包括排氣系統(tǒng)40，在發(fā)動機氣缸30中燃燒產生的廢氣通過該系統(tǒng)從發(fā)動機排放到大氣中。該排氣系統(tǒng)包括排氣歧管42，用于將廢氣從各氣缸傳輸通過一個或多個對應的排氣閥，這些排氣閥在發(fā)動機周期的適當時間打開或關閉。
渦輪增壓器36還包括渦輪44，該渦輪與排氣系統(tǒng)40相連并通過一個軸與壓縮機34耦合。控制系統(tǒng)22要求推進時，通過熱廢氣在渦輪44上的作用使壓縮機34提供推進，充入空氣進行渦輪增壓，充入的空氣通過對應的進氣閥進入氣缸30，這些進氣閥在發(fā)動機周期的適當時間打開或關閉。
排氣系統(tǒng)40還包括在渦輪44下游的柴油氧化催化劑46和在該柴油氧化催化劑46下游的NOX吸附劑催化劑48。這兩種催化劑對廢氣進行處理，然后將處理過的廢氣通過尾管50排入大氣。
柴油氧化催化劑46的功能是將輸入的廢氣中的烴類(HC)氧化為CO2和H2O。NOX吸附劑催化劑48的功能是吸附氮的氧化物。
通過控制系統(tǒng)22控制EGR閥52來進行廢氣再循環(huán)(EGR)，閥52控制了廢氣從排氣系統(tǒng)40再循環(huán)到進氣系統(tǒng)26的量?；蛘?，如果發(fā)動機裝備了可變閥定時(VVT)系統(tǒng)，通過控制閥定時，廢氣再循環(huán)可作為iEGR在發(fā)動機內部進行。
圖2示出本發(fā)明的脫硫策略，該策略涉及控制空氣-燃料(A/F)比值以及廢氣溫度。適當實施該策略時，該策略從控制發(fā)動機運行的某些方面開始，使從柴油氧化催化劑48流過的廢氣溫度從不能使NOX吸附劑催化劑進行脫硫的太低的溫度范圍升高到能使NOX吸附劑催化劑46進行有效脫硫的脫硫溫度范圍。該策略繼續(xù)控制發(fā)動機運行的那些方面，將從柴油氧化催化劑46流過的廢氣溫度保持在脫硫溫度范圍內，直到因為該過程已從催化劑48基本上除去所有的含硫化合物或者因為某些其它因素使該過程不適合繼續(xù)進行而結束。
該策略包括控制系統(tǒng)22，對指示發(fā)動機速度N的數據以及指示發(fā)動機負荷MFDES的數據進行處理。在柴油發(fā)動機中，通過對應的燃料注射器28在各氣缸30內注入的燃料量(MFDES)被認為是發(fā)動機負荷的指示。指示發(fā)動機負荷的任何其它數據源可為控制系統(tǒng)22提供可替換的等價數據。
本發(fā)明原理涉及使用柴油氧化催化劑46，將來自排氣歧管42的廢氣溫度升高至適合NOX吸附劑催化劑進行脫硫的溫度但不會使脫硫溫度升高到開始損害NOX吸附劑催化劑的程度。通過使用柴油氧化催化劑46來升高廢氣溫度，離開排氣歧管42的廢氣溫度可保持在相對低于其它情況下的溫度，有益于發(fā)動機運行和渦輪增壓器的運行。應以一定方式控制氣缸內的燃燒過程，限制廢氣進入渦輪增壓器的渦輪時的溫度，使廢氣溫度不超過對具體渦輪增壓器的最大溫度限定。適當控制空氣和燃料，柴油氧化催化劑的催化作用將升高廢氣的溫度，甚至進一步升高到適合NOX吸附劑催化劑進行脫硫的溫度但沒有超過對這兩種催化劑的最高溫度限定。
該策略形成了用于某些控制參數，在揭示的實施方式中有ITH_DTY，VFDES_post和EGR_DTY的數據值。ITH DTY設定脈寬調制的(PWM)信號的占空比，該信號應用于操作進氣節(jié)流閥24的螺線管。對ITH DTY的數據值設定了進氣節(jié)流閥24限制通過進氣系統(tǒng)26的氣流的范圍。VFDES_post設定了由各燃料注射器28注入的燃料量，作為燃料注射器傳遞一次主要燃料注射后的后注射燃料脈沖(MFDES)。EGR-DTY通過設定PWM信號的占空比設定了在發(fā)動機20中再循環(huán)的廢氣量，該信號操作螺線管來設定EGR閥52的開啟程度。
形成ITH DTY的數據值的策略部分包括兩個映射圖，即查找表，60、62。映射圖60包含在形成ITH DTY的數據值時有用的數據值。映射圖60中的每一這樣的數據值與MFDES和N的一組相應的數據值相關。該映射圖中MFDES的每一數據值表示一發(fā)動機負荷范圍的對應的部分區(qū)間，而該映射圖中N的每一數據值表示一發(fā)動機速度范圍的對應的部分區(qū)間。對于MFDES和N的實際數據值的任何給定組合，MFDES的實際數據值將落入映射圖60中MFDES的部分區(qū)間之一，而用于N的實際數據值將落入該映射圖中N的部分區(qū)間之一，從而使得該映射圖中與兩個相應的部分區(qū)間相關的數據值作為映射圖60的數據輸出來提供。
類似地，映射圖62包含在形成參數Desired_A/F1的數據值時有用的數據值。映射圖62中Desired_A/F1的每一數據值與MFDES和N的相應的一組數據值相關。映射圖中MFDES的每一數據值表示一發(fā)動機負荷范圍的對應的部分區(qū)間，而映射圖中N的每一數據值表示一發(fā)動機速度范圍的對應的部分區(qū)間。對MFDES和N的實際數據值的任何給定組合，MFDES的實際數據值將落入映射圖62中MFDES的部分區(qū)間之一，而N的實際數據值將落入映射圖中N的部分區(qū)間之一，從而使與兩個相應部分區(qū)間相關的Desired_A/F1的數據值作為映射圖62的數據輸出來提供。
Desired_A/F1是表示如脫硫策略所執(zhí)行的發(fā)動機應當用以工作的期望的A/F比的參數。Desired_A/F1的數據值形成了對代數求和函數64的一個輸入。對求和函數64的另一輸入是發(fā)動機20用以工作的實際A/F比的數據值，它是可用任何適當的方式，諸如從排氣系統(tǒng)40中適當位置處的λ傳感器(圖1中未具體示出)獲得的數據值。實際A/F比明顯與實際的質量氣流有關，且因此是用于進氣節(jié)流閥24的反饋控制的合適參數。
來自映射圖62的數據值形成了對求和函數64的命令輸入，而A/F比的數據值形成反饋輸入。代數求和函數64實際上取這兩個輸入之差，從而產生誤差數據值，它是被進一步處理以形成ITH_DTY的數據值的數據值。
控制系統(tǒng)22的處理器根據PID控制功能66處理來自求和函數64的誤差數據值，然后應用求和函數68，該函數將從PID控制函數66處理誤差數據值所得的數據值和來自映射圖60的數據值相加以產生ITH_DTY的數據值。ITH_DTY的數據值也形成了對PID控制函數66的反饋輸入。最小-最大限制函數70確保最終用于控制進氣節(jié)流閥24的ITH_DTY的數據值既不會大于定義的最大值也不會小于定義的最小值。
用于形成ITH_DTY的數據值的控制策略使用了前饋和反饋控制原理的組合。來自映射圖60的數據值本質上是一前饋命令，該命令旨在引起對使來自映射圖60的數據值改變的發(fā)動機速度和/或發(fā)送機負荷變化的快速響應。實際A/F比的數據值的反饋形成了主要反饋環(huán)路，而求和函數58對PID控制函數66的數據值輸出的反饋形成了次要反饋環(huán)路。
該策略中形成VFDES_post的數據值的部分包括兩個映射圖，或查找表，72、74。映射圖72包含在形成VFDES_post的數據值時有用的數據值。映射圖72中的每一這樣的數據值與MFDES和N的相應的一組數據值相關。映射圖中MFDES的每一數據值表示一發(fā)動機負荷范圍的對應的部分區(qū)間，而映射圖中N的每一數據值表示一發(fā)動機速度范圍的對應的部分區(qū)間。對MFDES和N的實際數據值的任何給定組合，MFDES的實際數據值將落入映射圖72中MFDES的部分區(qū)間之一，而N的實際數據值將落入映射圖中N的部分區(qū)間之一，從而使映射圖中與兩個相應的部分區(qū)間相關的數據值作為映射圖72的數據輸出來提供。
類似地，映射圖74包含了在形成參數Desired_A/F2的數據值時有用的數據值。映射圖74中Desired_A/F2的每一數據值與MFDES和N的相應的一組數據值相關。映射圖中MFDES的每一數據值表示一發(fā)動機負荷范圍的對應的部分區(qū)間，而映射圖中N的每一數據值表示一發(fā)動機速度范圍的對應的部分區(qū)間。對MFDES和N的實際數據值的任何給定組合，MFDES的實際數據值將落入映射圖74中MFDES的部分區(qū)間之一，而N的實際數據值將落入映射圖中N的部分區(qū)間之一，使得與兩個相應的部分區(qū)間相關的Desired_A/F2的數據值作為映射圖74的數據輸出來提供。
Desired_A/F2是與Desired_A/F1類似的參數，它也表示如脫硫策略所執(zhí)行的發(fā)動機20應用以工作的期望的A/F比。Desired_A/F2的數據值形成了對代數求和函數76的一個輸入。對求和函數76的另一輸入是發(fā)動機20用以工作的實際A/F比的數據值，它是可以任何適當的方式獲得的數據值。實際A/F比明顯與實際的發(fā)動機加燃料有關，且因此是用于后注入加燃料的反饋控制的合適參數。
來自映射圖74的數據值形成了對求和函數76的輸入，而A/F比的數據值形成了反饋輸入。代數求和函數76實際上取這兩個輸入之差，從而產生誤差數據值，它是被進一步處理以形成VFDES_post的數據值的數據值。
控制系統(tǒng)22的處理器根據PID控制函數78處理來自求和函數76的誤差數據值，然后應用求和函數80，該功能將從PID控制函數78處理誤差數據值所得的數據值與來自映射圖72的數據值相加，以產生VFDES_post的數據值。VFDES_post的數據值也形成對PID控制函數78的輸入。
與用于形成ITH_DTY的數據值的控制策略一樣，用于形成VFDES_post的數據值的控制策略使用前饋和反饋控制原理的組合。經由ITH_DES通過進氣節(jié)流閥24的控制對進入發(fā)動機20的質量氣流的控制以及經由VFDES_post通過燃料注射器的控制對后注入加燃料的控制共同有效地用于控制實際A/F比，從而如所述地利用了適用于主環(huán)路反饋的實際A/F比的數據值。
該策略中形成EGR_DTY的數據值的部分包括兩個映射圖，或查找表，82、84。映射圖82包含了在形成EGR_DTY的數據值時有用的數據值。映射圖82中每一這樣的數據值與MFDES和N的一組相應的數據值相關。映射圖中MFDES的每一數據值表示一發(fā)動機負荷范圍的對應的部分區(qū)間，而映射圖中N的每一數據值表示一發(fā)動機速度范圍的對應的部分區(qū)間。對MFDES和N的實際數據值的任何給定組合，MFDES的實際數據值將落入映射圖82中MFDES的部分區(qū)間之一，而N的實際數據值將落入映射圖中N的部分區(qū)間之一，從而使映射圖中與兩個相應部分區(qū)間相關的數據值作為映射圖82的數據輸出來提供。
類似地，映射圖84包含形成參數Desired_Temperature的數據值時有用的數據值。映射圖84中Desired_Temnperature的每一數據值與MFDES和N的一組相應的數據值相關。映射圖中MFDES的每一數據值表示一發(fā)動機負荷范圍的對應的部分區(qū)間，而映射圖中N的每一數據值表示一發(fā)動機速度范圍的對應的部分區(qū)間。對MFDES和N的實際數據值的任何給定組合，MFDES的實際數據值將落入映射圖84中MFDES的部分區(qū)間之一，而N的實際數據值將落入映射圖中N的部分區(qū)間之一，從而使與兩個相應部分區(qū)間相關的Desired_Temperature的數據值作為映射圖84的數據輸出來提供。
Desired_Temperature是表示如脫硫策略所執(zhí)行的對于從柴油氧化催化劑46流過的廢氣的期望溫度。Desired_Temperature的數據值形成對代數求和函數86的一個輸入。對求和函數86的另一輸入是柴油氧化催化劑46出口處的實際廢氣溫度(DOC_out_T)的數據值，它是可以任何適當的方式，諸如從該位置處的溫度探針獲得的數據值。
來自映射圖84的數據值形成對求和函數86的命令輸入，而DOC_out_T的數據值形成反饋輸入。代數求和函數86實際上取這兩個輸入之差，從而產生誤差數據值，它是被進一步處理以形成EGR_DTY的數據值的數據值。
處理系統(tǒng)22的處理器根據PID控制函數88處理來自求和函數86的誤差數據值，然后應用求和函數90，該功能將從PID控制函數88處理誤差數據值所得的數據值與來自映射圖82的數據值相加，以產生EGR_DTY的數據值。EGR_DTY的數據值還形成對PID控制函數88的反饋輸入。最小-最大限制函數90確保最終用于控制EGR閥門52的EGR_DTY的數據值既不會大于定義的最大值也不會小于定義的最小值。與用于形成ITH_DTY和VFDES_post的數據值的控制策略一樣，用于形成EGR_DTY的數據值的控制策略使用前饋和反饋控制原理的組合。
從已知的NOX吸附劑催化劑中有效地去除硫成分可在溫度處于約650℃到約750℃范圍時發(fā)生。一種柴油發(fā)動機中的有效脫硫是通過以基本上1500rpm(每分鐘轉數)的速度和基本上210英尺磅的的扭矩運行該發(fā)動機來執(zhí)行的。當在脫硫過程開始之前發(fā)動機缺油運行時，控制氣流和燃料添加以將A/F比減小到略大于化學計量，基本上約為13，然后維持該比率。通過控制EGR還減小了廢氣中的氧(O2)含量。
因此，柴油氧化催化劑的高效性產生了對流經它的廢氣的額外加熱，從而將從柴油氧化催化劑流過的廢氣的溫度升高到足以到達對NOX吸附劑催化劑脫硫所需的范圍的溫度。經由EGR控制來控制氧含量在控制從柴油氧化催化劑流過的廢氣的溫度以將脫硫溫度維持在下限和上限之間的合適范圍內時是重要的。當從柴油氧化催化劑流過的廢氣達到約650℃，且基本上被維持在該溫度時，它們可用于在NOX吸附劑催化劑內形成范圍在650℃-750℃的溫度。這可在從發(fā)動機排氣歧管傳出的廢氣的溫度沒有任何相似種類的增加的情況下發(fā)生。例如，大約50℃的溫度上升將是典型的。
這一情況的示例在圖3-5所示的軌跡中繪出。一旦從柴油氧化催化劑流過的廢氣的溫度達到約650℃(超過200℃的上升)，則該溫度基本上由所描述的策略來維持。柴油氧化催化劑進口處的溫度的上升要小得多(大約50℃)，且基本上不應超過450℃。
盡管示出并描述了本發(fā)明的目前較佳的實施例，但應當理解，本發(fā)明的原理適用于落入所附權利要求書范圍之內的所有實施例。
權利要求
1.一種對柴油發(fā)動機(20)的排氣系統(tǒng)(40)中的NOX吸附劑催化劑(48)進行脫硫的方法，該排氣系統(tǒng)(40)包括在相對于NOX吸附劑催化劑(48)的上游的柴油氧化催化劑(46)，該方法包括a)控制發(fā)動機運行的一些方面，使從柴油氧化催化劑(46)流過的廢氣溫度從不能使NOX吸附劑催化劑(48)進行脫硫的太低的溫度范圍升高到能使NOX吸附劑催化劑(48)進行有效脫硫的脫硫溫度范圍；和b)繼續(xù)控制發(fā)動機運行的這些方面，將從柴油氧化催化劑流過的廢氣溫度保持在脫硫溫度范圍內；其特征在于，步驟a)和b)共同包括通過閉環(huán)路同時控制選擇性限制流過進氣系統(tǒng)(26)的氣流的進氣節(jié)流閥(24)和在一次主要注射后的后注入燃料，以控制發(fā)動機加燃料與通過發(fā)動機(20)的進氣系統(tǒng)(26)的質量氣流之間的關系，使發(fā)動機(20)以略高于化學計量的所需空氣-燃料比運行，步驟b)還包括通過閉環(huán)路控制再循環(huán)通過發(fā)動機(20)的發(fā)動機廢氣量，將從柴油氧化催化劑(46)流過的廢氣溫度保持在脫硫溫度范圍內。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a)和b)共同包括控制發(fā)動機運行的這些方面，使流過柴油氧化催化劑(46)的廢氣的溫度最終至少升高200℃。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a)和b)共同包括控制發(fā)動機運行的這些方面，以將進入柴油氧化催化劑(46)的廢氣的最高溫度限制為約450℃。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a)和b)共同包括對指示發(fā)動機速度的數據以及指示發(fā)動機負荷的數據進行處理，以設定用于閉環(huán)路控制進氣節(jié)流閥(24)的所需空氣-燃料比的數據值、用于閉環(huán)路控制后注入燃料的所需空氣-燃料比的數據值以及用于閉環(huán)路控制再循環(huán)通過發(fā)動機(20)的發(fā)動機廢氣量的在脫硫溫度范圍之內的溫度的數據值。
5.一種柴油發(fā)動機(20)，該發(fā)動機包括排氣系統(tǒng)(40)，包括在NOX吸附劑催化劑(48)上游的柴油氧化催化劑(46)；和控制NOX吸附劑催化劑(48)脫硫的控制系統(tǒng)(22)，該控制系統(tǒng)的控制是通過a)控制發(fā)動機(20)運行的一些方面，使從柴油氧化催化劑(46)流過的廢氣溫度從不能使NOX吸附劑催化劑(48)進行脫硫的太低的溫度范圍升高到能使NOX吸附劑催化劑(48)進行有效脫硫的脫硫溫度范圍，和b)繼續(xù)控制發(fā)動機(20)運行的這些方面，將從柴油氧化催化劑流過的廢氣溫度保持在脫硫溫度范圍內；其特征在于，所述控制系統(tǒng)(22)包括用于處理數據的處理器以及包含在形成特定控制參數之一的數據值時有用的數據值的映射圖，所述映射圖中每一這樣的數據值與指示發(fā)動機速度和發(fā)動機負荷的一組相應的數據值相關，且所述處理器處理指示實際發(fā)動機速度的數據和指示實際發(fā)送機負荷的數據來從所述映射圖中選擇在形成所述一個控制參數的數據值時有用的一對應的數據值，且所述處理器在形成所述一個控制參數的數據值的進一步處理中使用從所述映射圖中選擇的所述數據值，并且其中，所述控制系統(tǒng)(22)還包括包含在形成一個所述控制參數的數據值時有用的數據值的另一映射圖，所述另一映射圖中的每一這樣的數據值與指示發(fā)動機速度和發(fā)動機負荷的一組相應的數據值相關，以及其中，所述處理器處理從所述另一映射圖中選擇的數據值作為命令輸入，并處理與由所述一個控制參數控制的參數的實際數據值有關的數據值作為反饋輸入，來形成一誤差數據值，且所述處理器還在形成所述一個控制參數的數據值的進一步處理中使用所述誤差數據值。
6.如權利要求5所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，控制系統(tǒng)(22)能有效控制發(fā)動機運行的這些方面，使流過柴油氧化催化劑(46)的廢氣的溫度最終至少升高200℃。
7.如權利要求5所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，控制系統(tǒng)(22)能有效控制發(fā)動機的這些方面，以將進入柴油氧化催化劑(46)的廢氣的最高溫度限制為約450℃。
8.如權利要求5所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，發(fā)動機(20)還包括進氣系統(tǒng)(26)，所述控制系統(tǒng)(22)能有效控制發(fā)動機加燃料和通過進氣系統(tǒng)(26)的質量氣流之間的關系，以使發(fā)動機(20)以略高于化學計量的所需空氣-燃料比運行。
9.如權利要求8所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，控制系統(tǒng)(22)通過控制一次主燃料注射后出現的后注入燃料，能有效控制發(fā)動機加燃料和通過進氣系統(tǒng)(26)的質量氣流之間的關系，使發(fā)動機(20)以略高于化學計量所需的空氣-燃料比運行。
10.如權利要求9所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，進氣系統(tǒng)(26)包括用于選擇性地限制流過進氣系統(tǒng)(26)的氣流的進氣節(jié)流閥(24)，控制系統(tǒng)(22)通過控制進氣節(jié)流閥(24)，有效控制發(fā)動機加燃料和通過進氣系統(tǒng)(26)的質量氣流之間的關系，使發(fā)動機(20)以略高于化學計量的所需空氣-燃料比運行。
11.如權利要求10所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，控制系統(tǒng)(22)通過閉環(huán)路控制進氣節(jié)流閥(24)和后注入燃料，有效控制發(fā)動機加燃料和通過進氣系統(tǒng)(26)的質量氣流之間的關系，使發(fā)動機(20)以略高于化學計量的所需空氣-燃料比運行，并通過閉環(huán)路控制再循環(huán)通過發(fā)動機(20)的發(fā)動機廢氣量，將從柴油氧化催化劑(46)流過的廢氣溫度保持在脫硫溫度范圍內。
12.如權利要求5所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，所述處理器對指示發(fā)動機速度的數據和指示發(fā)動機負荷的數據進行處理，以設定用于閉環(huán)路控制進氣節(jié)流閥(24)的所需空氣-燃料比的數據值、用于閉環(huán)路控制后注入燃料的所需空氣-燃料比的數據值以及用于閉環(huán)路控制再循環(huán)通過發(fā)動機(20)的發(fā)動機廢氣量的在脫硫溫度范圍之內的溫度的數據值。
13.如權利要求8所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，控制系統(tǒng)(22)通過閉環(huán)路控制再循環(huán)通過發(fā)動機(20)的發(fā)動機廢氣量，將從柴油氧化催化劑(46)流過的廢氣溫度有效保持在脫硫溫度范圍內。
14.如權利要求5所述的發(fā)動機(20)，所述發(fā)動機(20)還包括對發(fā)動機(20)進行渦輪增壓的渦輪增壓器(36)，該渦輪增壓器(36)包括在排氣系統(tǒng)(40)中柴油氧化催化劑(46)上游的渦輪(44)。
15.如權利要求14所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，控制系統(tǒng)(22)將流過渦輪(44)的廢氣的最高溫度限制在約450℃，同時發(fā)生對NOX吸附劑催化劑進行脫硫。
16.如權利要求5所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，所述處理器根據PID控制函數處理所述誤差數據值，然后對將從所述PID控制函數處理所述誤差數據值所得的數據值與從所述的第一映射圖中選擇的數據值代數求和，以產生所述一個控制參數的數據值，同時使用所述一個控制參數的數據值作為對所述PID控制函數的反饋。
17.如權利要求16所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，被一個控制參數控制的參數包括通過進氣系統(tǒng)(26)的質量氣流，以與被一個控制參數控制的參數的實際數據值相關的數據值是對發(fā)動機(20)運行時的空氣-燃料的比值的指示。
18.如權利要求16所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，被一個控制參數控制的參數包括在一次主要燃料注射后發(fā)生的后注入燃料，以及與被一個控制參數控制的參數的實際數據值相關的數據值是對發(fā)動機(20)運行時的空氣-燃料的比值的指示。
19.如權利要求16所述的發(fā)動機(20)，其特征在于，被一個控制參數控制的參數包括再循環(huán)通過發(fā)動機(20)的發(fā)動機廢氣量，以及與被一個控制參數控制的參數的實際數據值相關的數據值是對從柴油氧化催化劑(46)流過的廢氣溫度的指示。
全文摘要
通過在排氣歧管(42)和NO
文檔編號F02M25/06GK1985077SQ200580022924
公開日2007年6月20日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權日2004年7月8日
發(fā)明者X·王, P·D·巴拉薩, J·M·歐康納, S·任 申請人:萬國引擎知識產權有限責任公司