專利名稱：Scr催化器加熱控制的制作方法
技術(shù)領域：
本申請一般地涉及耦合到發(fā)動機排氣系統(tǒng)的排放物控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
排放物控制系統(tǒng)可以是柴油后處理系統(tǒng)，其包括選擇性催化還原(SCR)催化器和 柴油微粒過濾器(DPF)。當使用DPF時，可通過升高溫度和燃燒聚集在過濾器中的炭煙而采 用熱再生來清理過濾器。隨著DPF的溫度的升高，SCR催化器的溫度也會升高。當溫度升 高時，催化器中用作還原劑的氨從SCR催化器解吸，導致催化器中的氨流失。流失的氨可從 尾管(tailpipe)排出并進入大氣和/或該氨在通過DPF時被氧化成N0X，因而增大了氮氧 化物(NOx)排放物。美國專利申請公開2007/0144152公開了一種減少再生期間氨流失的途徑。在所 引用的參考文獻中，在熱再生之前和熱再生期間減少還原劑的供給。通過減少還原劑的量， 儲存的氨可在再生所需的升高溫度造成其解吸之前被消耗，因而，可減少氨流失。儲存的氨的消耗可緩慢地發(fā)生，因為氨在與流過催化器的排氣流中NOx反應時被 消耗。發(fā)動機的操作狀態(tài)，例如進入燃燒室的排氣再循環(huán)量，可影響(例如，增大或減少) 排氣中NOx的量，改變氨消耗的時間，并可能造成DPF再生的延遲，這可導致微粒排放物的 增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人在本文中認識到上述問題，并提出至少部分解決這些問題的多種途徑。 因而，公開了用于控制耦合到發(fā)動機排氣系統(tǒng)的柴油后處理系統(tǒng)的方法，所述柴油后處理 系統(tǒng)包括SCR催化器和柴油微粒過濾器。該方法包括，在柴油微粒過濾器再生之前，調(diào)節(jié)操 作參數(shù)，從而將儲存在SCR催化器中的氨量減少到儲存的氨的期望量，其中儲存的氨的期 望量基于操作狀態(tài)而改變，該方法還包括當儲存的氨達到期望量時，啟動催化器的再生。具體地，在一個例子中，NOx排放物的總量和因而儲存在催化器中的氨的期望量可 在再生之前減少，并可進一步基于在催化器的溫度升高時產(chǎn)生的用以減少氨的NOx的量。如 此，可以基于儲存的氨量來控制用于DPF再生的加熱，以便減少催化器中的氨流失量并減 少催化器熱再生期間來自尾管的NOx排放物的量。根據(jù)另一個方面，提供了用于耦合到車輛中的發(fā)動機排氣系統(tǒng)的柴油后處理設備 的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含SCR催化器；柴油微粒過濾器；包括計算機可讀存儲介質(zhì)的控制系統(tǒng)， 所述介質(zhì)包括在其中的指令，所述控制系統(tǒng)接收來自選擇性催化器還原設備的通信，所述 介質(zhì)包括用于在柴油微粒過濾器的再生之前和在第一階段中，將催化器溫度升高到第一閾 值并減少儲存的氨量的指令；用于在柴油微粒過濾器的再生之前和在第二階段中，基于儲 存的氨量將SCR催化器溫度升高到第二閾值，同時增大NOx生成量的指令；以及用于在溫度 高于第二閾值并且儲存的氨量達到期望值時，在第三階段中啟動柴油微粒過濾器的再生的 指令。
應當理解，提供上面的概述以便用簡化的形式介紹將進一步在具體實施方式
中描 述的一些概念。這并不意味著表征要求保護的主題的關(guān)鍵或?qū)嵸|(zhì)特征，主題的范圍由具體 實施方式后的權(quán)利要求唯一地限定。而且，要求保護的主題不限于解決上面或本公開任何 部分提到的任何不足的實施方式。


圖1示出發(fā)動機的示意圖。圖2示出了說明用于柴油后處理系統(tǒng)的控制例程的流程圖。圖3示出了說明用于調(diào)節(jié)儲存在SCR催化器中的氨量的控制例程的流程圖。圖4示出了表明SCR溫度和NOx轉(zhuǎn)化效率之間關(guān)系的圖表。圖5示出了基于儲存在催化器中的氨量指示NOx排放物的一系列圖表。
具體實施例方式下面的描述涉及用于控制柴油后處理系統(tǒng)的方法，該柴油后處理系統(tǒng)包括SCR催 化器和耦合到車輛發(fā)動機中的排氣系統(tǒng)的柴油微粒過濾器(DPF)。當檢測到柴油微粒過濾 器的熱再生臨近時，催化器進入三個階段中的第一階段，在該階段中，到催化器的尿素噴射 減少且NOx轉(zhuǎn)化效率增大的同時，排氣溫度升高。在達到第一閾值溫度的情況下，該催化器 進入第二階段，在該階段中，中斷尿素噴射，并增大來自發(fā)動機的NOx排放物，以便快速消耗 儲存在催化器中的殘留氨。響應于儲存的氨量的減少，溫度在第二階段中進一步升高。在 第三階段中，一旦儲存的氨達到期望量且NOx轉(zhuǎn)換效率開始減小，則啟動DPF的再生，并減 少來自發(fā)動機的NOx排放物。用這種方式，可減少催化器中的氨流失，同時可在期望時間量 內(nèi)實現(xiàn)DPF的熱再生。圖1是示出了多汽缸發(fā)動機10中的一個汽缸的示意圖，多汽缸發(fā)動機10可包括 在汽車推進系統(tǒng)中。包括控制器12的控制系統(tǒng)和車輛操作者132通過輸入設備130的輸 入可以至少部分地控制發(fā)動機10。在這個例子中，輸入設備130包括加速器踏板和用于產(chǎn) 生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒室(即，汽缸)30可 以包括燃燒室壁32，活塞36設置在該燃燒室壁中?；钊?6可耦合到曲軸40，使得該活塞 的往復運動轉(zhuǎn)換成該曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可經(jīng)由中間傳動系統(tǒng)耦合到車輛的至少一 個驅(qū)動輪。進一步地，起動電機可經(jīng)由飛輪耦合到曲軸40以使能發(fā)動機10的起動操作。燃燒室30可經(jīng)由進氣通道42接收來自進氣歧管44的進氣并可經(jīng)由排氣通道48 排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣通道48可以通過各自的進氣閥52和排氣閥54選擇性 地與燃燒室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可包括兩個或更多個進氣閥和/或兩個 或更多個排氣閥。在這個例子中，進氣閥52和排氣閥54可通過各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53由凸 輪致動控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53可各包括一個或更多個凸輪，并可利用可由控制器12 操作的凸輪輪廓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(CPS)，可變凸輪正時系統(tǒng)(VCT)，可變閥正時系統(tǒng)(VVT)和/或 可變閥升程系統(tǒng)(VVL)中的一種或更多種，從而改變閥操作。進氣閥52和排氣閥54的位 置可分別由位置傳感器55和57決定。在可替換的實施例中，進氣閥52和/或排氣閥54 可由電動閥致動控制。例如，汽缸30可替換地包括通過電動閥致動控制的進氣閥和通過包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣閥。示出的燃料噴射器66直接耦合到燃燒室30，以便直接噴射燃料到其中。燃料噴射 可通過共軌系統(tǒng)或其他這種柴油燃料噴射系統(tǒng)。燃料可通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌 的高壓燃料系統(tǒng)(未示出)傳送到燃料噴射器66。進氣通道42可包括具有節(jié)氣門片64的節(jié)氣門62。在這個特別的例子中，通過提 供到包括節(jié)氣門62的電機或致動器的信號，控制器12可改變節(jié)氣門片64的位置，這種構(gòu) 造通常稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。用這種方式，可操作節(jié)氣門62，從而改變提供到燃燒室 30的進氣。節(jié)氣門片64的位置可由節(jié)氣門位置信號TP提供給控制器12。進氣通道42可 包括空氣質(zhì)量流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122，以便向控制器12提供各個信號 MAF 禾口 MAP。進一步地，在公開的實施例中，排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)可使排氣的期望部分通過 EGR通道140從排氣通道48傳送到進氣通道44?？刂破?2可通過EGR閥142改變提供到 進氣通道48的EGR的量。進一步地，EGR傳感器144可布置在EGR通道內(nèi)并可提供對排氣 的壓力、溫度和濃度中的一個或更多個的指示。可替換地，可通過基于來自MAF傳感器(上 游)、MAP (進氣歧管)、MAT (歧管氣體溫度)和曲柄速度傳感器的信號的計算值來控制EGR。 進一步地，可基于排氣O2傳感器和/或進氣O2傳感器(進氣歧管)來控制EGR。在一些情 況下，EGR系統(tǒng)可用于調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)空氣和燃料混合物的溫度。雖然圖1示出了高壓EGR系 統(tǒng)，但額外地或可替換地，也可使用低壓EGR系統(tǒng)，在低壓EGR系統(tǒng)中，EGR從渦輪增壓器的 渦輪下游傳送到該渦輪增壓器的壓縮機上游。這樣，發(fā)動機10可進一步包括壓縮設備，例如包括至少一個壓縮機162的渦輪 增壓器或增壓器，其中所述壓縮機162沿著進氣歧管44布置。對于渦輪增壓器，沿著排 氣通道48布置的渦輪164(例如，經(jīng)由軸)可以至少部分地驅(qū)動壓縮機162。對于增壓器 (supercharger)，發(fā)動機和/或電動機械可以至少部分地驅(qū)動壓縮機162且可以不包括渦 輪。因而，控制器12可通過渦輪增壓器或增壓器改變提供到一個或更多個發(fā)動機汽缸的壓 縮量。示出的排氣傳感器126耦合到排放物控制系統(tǒng)70的排氣通道48上游。傳感器126 可以是用于指示排氣空燃比的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO(通用或?qū)捔?程排氣氧)傳感器、雙態(tài)氧傳感器或EGO、HEGO (加熱EGO)、NOx, HC或CO傳感器。示出的排放物控制系統(tǒng)70沿著排氣傳感器126的排氣通道48下游布置。系統(tǒng)70 可以是選擇性的催化還原(SCR)系統(tǒng)、三元催化器(TWC)、N0X捕集器、各種其他排放物控制 設備或其結(jié)合。例如，設備70可以是包括SCR催化器71和柴油微粒過濾器(DPF) 72的排 氣后處理系統(tǒng)。在一些實施例中，DPF 72可定位在催化器下游(如圖1所示)，而在其他實 施例中，DPF 72可定位在催化器上游(圖1中未示出)。該DPF在發(fā)動機操作期間可被定 期地熱再生，如下面更詳細地描述。進一步地，在一些實施例中，在發(fā)動機10的操作期間， 通過在特定空燃比內(nèi)操作發(fā)動機的至少一個汽缸，可以定期地重置排放物控制系統(tǒng)70。在一個例子中，提供了噴射液體尿素到SCR催化器71的尿素噴射系統(tǒng)。然而，可 以使用各種可替換的途徑，例如產(chǎn)生氨蒸氣的固體尿素顆粒，該氨蒸氣之后被噴射到或定 量供給到SCR催化器71。在又一個另外的例子中，稀NOx捕集器可設置在SCR催化器71上 游，從而根據(jù)饋送到稀NOx捕集器的空燃比的程度或富集度來產(chǎn)生用于SCR催化器的氨。
圖1所示的控制器12為微型計算機，其包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、在這個特定例子中示為只讀存儲芯片106的用于可執(zhí)行程序和校正值的電子存儲介 質(zhì)、隨機存取存儲器108、磨損修正系數(shù)存儲器110及數(shù)據(jù)總線。除了前面討論的那些信號 之外，控制器12還可接收來自耦合到發(fā)動機10的傳感器的各種信號，包括來自空氣質(zhì)量流 量傳感器120的引入的空氣質(zhì)量流量(MAF)的測量、來自耦合到冷卻套筒114的溫度傳感 器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)、來自耦合到曲軸40的霍爾效應傳感器118 (或其他類 型)的表面點火感測信號(PIP)、來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP)，和來自傳感器 122的絕對歧管壓力信號MAP。發(fā)動機速度信號RPM可由控制器12自信號PIP產(chǎn)生。來自 歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用于指示進氣歧管中的真空度或壓力。在一個例子 中，傳感器118也用作發(fā)動機速度傳感器，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，該傳感器118可產(chǎn)生預定數(shù)量 的等間隔脈沖。存儲介質(zhì)只讀存儲器106可以用計算機可讀數(shù)據(jù)編程，所述計算機可讀數(shù)據(jù)表示 可由處理器102執(zhí)行的指令，從而執(zhí)行下面描述的方法和預期的但未具體列出的其他變型。如上所述，圖1僅示出多汽缸發(fā)動機中的一個汽缸，并且每個汽缸可類似地包括 其特有的一組進氣/排氣閥、燃料噴射器、火花塞等等?，F(xiàn)參考圖2，圖2中所示的流程圖說明了用于在柴油微粒過濾器熱再生之前的期 間中控制柴油后處理系統(tǒng)的例程200。響應于例如基于儲存在過濾器中的微粒量，過濾器兩 端的壓降達到閾值等再生請求，可以啟動過濾器的熱再生。具體地，基于例如氨儲存和催化 器的NOx轉(zhuǎn)化效率等變量，例程200控制在柴油微粒過濾器再生之前柴油后處理系統(tǒng)的溫 度。進一步地，在再生期間，還可提供另外的調(diào)節(jié)。在例程200的步驟210，確定發(fā)動機操作狀態(tài)。該操作狀態(tài)可包括但不局限于，空 燃比和排氣再循環(huán)量等等。一旦確定了發(fā)動機操作狀態(tài)，例程200進行到步驟212，在其中確定再生是否臨 近。在一些實施例中，例如，柴油微粒過濾器的過濾器負荷可達到產(chǎn)生再生請求的閾值水 平。如果確定再生沒有臨近，則例程200移動到步驟224，并且SCR系統(tǒng)繼續(xù)操作以控制排 氣中的NOx排放物，例如，基于發(fā)動機速度、發(fā)動機負荷、SCR催化器(見圖3)中期望的儲存 氨水平等來提供還原劑噴射。另一方面，如果確定再生臨近或請求再生，則例程200繼續(xù)到 步驟214，在步驟214，第一階段開始，并且催化器溫度開始升高，調(diào)節(jié)(例如，減少)儲存在 SCR催化器中氨(NH3)的期望量，如圖3進一步所述。在一些實施例中，可通過加熱器升高 催化器溫度。在其他實施例中，可升高排氣溫度來升高催化器溫度。進一步地，如果氨源自 液體尿素噴射，則可減少或中斷噴射到SCR催化器的尿素量，例如，以便提供降低的SCR催 化器中氨的期望儲存水平。在另外的實施例中，如果所儲存的氨源自稀NOx捕集器，則可增 大空燃比，使得空燃比不太濃和產(chǎn)生較少的氨。氨儲存水平控制的進一步細節(jié)將通過控制 例程300進行描述，例程300用于調(diào)節(jié)儲存在SCR催化器中的氨量，如圖3所示。具體地，在圖3的步驟310中，確定是否啟用了 SCR催化器中的氨儲存水平的反饋 控制。如果沒有啟用反饋控制，則該例程結(jié)束。另一方面，如果啟用了反饋控制，則例程300 進行到步驟312，在步驟312確定再生是否臨近?？砂凑找陨厦枋鰴z測再生請求。如果確定再生沒有臨近，則例程300繼續(xù)到步驟314，在步驟314確定儲存在SCR催化器中的氨的期望量。該氨的期望量可基于當前操作狀態(tài)。例如，如果排氣再循環(huán)(EGR) 量較高且因而NOx形成量較少，則與EGR的量較少的情況相反，該催化器可能需要較少量的 儲存N0X，反之亦然。一旦確定了儲存氨的期望量，例程300進行到步驟316，在步驟316調(diào) 節(jié)操作參數(shù)，從而促進儲存在SCR催化器中氨量的增大或減少。作為例子，如果確定期望增 大的儲存氨的量，則可增大尿素噴射。作為另外的例子，基于催化器中儲存氨的期望量，可 將饋送給上游稀NOx捕集器的排氣的空燃比調(diào)節(jié)到較濃或較稀(從而分別產(chǎn)生較多或較少 的氨)。如果確定DPF的再生臨近，則例程300移動到步驟318，在步驟318確定儲存氨的 期望的預再生量。具體地，儲存氨的期望量可以基于并考慮DPF的即將發(fā)生的再生。例如， 為了減少催化器的氨流失，與再生沒有臨近時發(fā)動機操作期間的期望量相比，可將儲存氨 的期望量設定得較低。進一步地，儲存氨的期望量可基于待再生的儲存微粒量。用于再生的儲存氨的期望量被確定后，例程300移動到步驟316，在其中調(diào)節(jié)操作 參數(shù)。例如，為了減少儲存氨的量，可增大排氣空燃比以便減少在稀NOx捕集器上產(chǎn)生的氨 量，或者可減少尿素噴射或其他。以這種方式，可以預期即將發(fā)生的過濾器再生和制備用于這種操作的SCR催化 器，特別是其氨儲存水平。如下面進一步所述，通過預期即將發(fā)生的過濾器再生，可在產(chǎn)生 增大的再生高溫之前將SCR催化器中儲存氨的量調(diào)節(jié)到期望水平。在一個例子中，在第一 階段中，在溫度初始升高期間減少儲存氨的量。進一步地，SCR催化器中儲存氨的期望水平 可不同于非再生狀況期間使用的水平，且進一步地DPF再生中預期的氨的期望儲存水平可 根據(jù)再生的特定參數(shù)(例如，預期的再生時間段，預期的再生峰值溫度等等)改變。然而， 氨儲存水平，還原劑噴射，NOx生成和溫度的操控可對彼此具有各種相互關(guān)聯(lián)的影響，并因 而在本文中描述了協(xié)調(diào)控制途徑，將通過圖3-5對其進行解釋，并在下面通過圖2對其進行 進一步描述。圖4示出了說明在熱再生之前和熱再生期間SCR系統(tǒng)溫度與NOx轉(zhuǎn)化效率之間關(guān) 系的圖示400。圖示400的部分410對應于第一階段，在此階段確定了再生臨近且催化器的 溫度升高。如圖400中部分410所示，NOx轉(zhuǎn)化效率隨著催化器溫度的升高而增大。另外， 圖示400的部分410示出了對于給定溫度的NOx轉(zhuǎn)化效率隨著氨儲存的減少而減小。轉(zhuǎn)回到圖2，在例程200的步驟216中，確定催化器的溫度是否大于第一閾值(在 圖4中標記為"Tmin”)。如果該溫度不大于第一閾值，則例程200返回到步驟214，在步驟 214該催化器的溫度繼續(xù)升高。如果確定該催化器的溫度大于第一閾值，則例程200進行到 步驟218，在其中第二階段開始且催化器的溫度進一步升高，NOx生成量也增大。第二階段 對應于圖4中圖示400的部分412。在第二階段中，催化器溫度可基于儲存在該催化器中的 氨量而升高。例如，催化器溫度可隨著儲存氨的量的減少而升高。增大由發(fā)動機產(chǎn)生的NOx的量可進一步增大氨消耗，并且因而減少了再生期間的 氨流失。可通過一種或更多種方法增大NOx生成量。例如，在一些實施例中，通過減少排氣 再循環(huán)量可增大NOx生成量。在其他實施例中，通過將燃料噴射正時提前可增大NOx生成量。繼續(xù)參考圖2，在例程200的步驟220，確定催化器的溫度是否大于第二閾值(在 圖4中標記為"Tmax”)，所述第二閾值大于所述第一閾值。如果催化器的溫度小于第二閾值，則例程200返回到步驟218，且溫度繼續(xù)升高。另一方面，如果溫度大于閾值且儲存的氨量 達到期望值，則第三階段開始，且熱再生在例程200的步驟222開始。一旦再生開始，則溫 度繼續(xù)升高，且NOxR化效率減小。第三階段對應于圖4中圖示400的部分414。此外，開始催化器再生的儲存的氨的期望量可按照圖5的描述確定。圖5中的圖 示510示出了當DPF設置在SCR催化器的下游時，來自尾管的NOx排放物與儲存在催化器中 的氨的預再生量的依賴關(guān)系。如圖所示，當儲存的氨量較大時，NOx排放物較少，因為更多的 氨可以還原排氣中的N0X。進一步地，隨著催化器溫度的升高，對于給定量的氨儲存，而)(排 放物甚至更少。圖5中的圖示512示出了(上述)第二階段中產(chǎn)生的NOx量與預再生的儲 存的氨量的依耐關(guān)系。當儲存的氨量較大時，可產(chǎn)生較大量的NOx以與氨反應，以便阻止氨 流失。圖示510和512結(jié)合的結(jié)果在圖5的圖示514中進行說明。圖示514示出了來自 尾管的總NOx排放物與儲存在催化器預再生中的氨量的依賴關(guān)系。如圖示514所示，如果 儲存的氨量太高或太低，則來自尾管的NOx排放物的量較大。如所描述的，對于在柴油微粒過濾器再生之前的選擇性的催化還原催化器控制， 第一階段發(fā)生在第二階段之前，并且第二階段發(fā)生在第三階段之前。在一個示例性實施例 中，再生柴油微粒過濾器的請求可啟動SCR催化器控制的第一階段。在對應于圖4中圖示 400的部分410的第一階段中，為了減少催化器中儲存的氨量，可以升高催化器的溫度，同 時減少或中斷噴射到催化器中的尿素量。NOx轉(zhuǎn)化效率可以在整個第一階段中增大，并且催 化器的溫度可響應于氨儲存量的減少而升高。一旦SCR催化器溫度達到第一閾值溫度，則可以啟動催化器控制的第二階段，該 第二階段對應于圖示400的部分412。在第二階段中，NOx轉(zhuǎn)化效率可繼續(xù)增大，并可例如 通過減少排氣再循環(huán)的量而增大來自發(fā)動機的NOx排放物，以便增大儲存的氨的消耗速率。 隨著儲存的氨量繼續(xù)減少，可進一步升高催化器的溫度。當儲存的氨量減少到期望量且SCR 催化器達到第二閾值溫度時，啟動催化器控制的第三階段，其中第二閾值溫度大于第一閾 值溫度。在對應于圖4中圖示400的部分414的第三階段中，催化器的溫度可以在第二閾 值之上繼續(xù)增大，并且啟動柴油微粒過濾器的再生。NOx轉(zhuǎn)化效率隨著溫度的繼續(xù)升高而減 小，且發(fā)動機產(chǎn)生的NOx的量也可以減少。由于氨量降低到期望量，可降低DPF再生期間發(fā) 生在高排氣溫度下的催化器的氨流失。在其他實施例中，在柴油微粒過濾器的再生之前，催化器控制階段之間的轉(zhuǎn)換可 例如基于SCR催化器的NOx轉(zhuǎn)化效率而不基于催化器的溫度。作為例子，在第一階段中，一 旦NOx轉(zhuǎn)化效率達到期望值(或超過閾值轉(zhuǎn)化效率)或期望的變化率(或降到低于轉(zhuǎn)化的 變化率)，則可啟動第二階段。在NOx轉(zhuǎn)化效率達到第二期望值(或降到低于閾值)或期望 的變化率(或降到低于閾值一隨著轉(zhuǎn)化效率的減小，變化率可變成負值)時，可啟動第三階 段。例如，該例程可基于儲存的氨限制SCR催化器溫度，以避免氨流失。也就是說，該例程 可盡可能快地達到較高的排氣溫度，但儲存的氨將限制催化器溫度，以便操作可以繼續(xù)，同 時避免NH3流失。因而，在第一和/或第二階段中，該例程可使用儲存的NH3水平作為排氣 溫度限制器，不同的溫度界限對應于不同的氨儲存水平(例如，溫度界限可以隨著儲存的 氨水平的降低而增大，反之亦然)。作為另外的例子，該例程可控制響應于儲存的氨水平的排氣溫度，排氣溫度可隨著氨儲存水平的降低而升高。如上所述，用于柴油微粒過濾器的再生的加熱可以被控制以便降低SCR催化器中 的氨流失。一旦儲存的氨減少到期望量，則可啟動再生。當DPF設置在催化器下游時，儲存 的氨的期望量可基于在再生之前來自尾管的NOx排放物以及當催化器的溫度升高時產(chǎn)生的 用于減少氨的NOx量。另外，通過在減少儲存在催化器中的氨量的同時控制來自發(fā)動機的 NOx排放物，可在期望的時間量內(nèi)啟動再生。注意本文包括的示例性控制和估算例程可以用于各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配 置中。本文所述的具體例程可以表示任意數(shù)量的處理策略中的一種或更多種，例如事件驅(qū) 動、中斷驅(qū)動、多任務、多線程等。這樣，所說明的各種步驟、操作或功能可以按所示的順序 執(zhí)行，并行執(zhí)行或省略一些步驟而執(zhí)行。類似地，處理的次序不是實現(xiàn)本文所述的示例性實 施例的特征和優(yōu)點所必須的，而是為了便于說明和描述而提供的。根據(jù)所使用的具體策略， 可重復執(zhí)行所示步驟或功能中的一個或更多個。進一步地，所述步驟可以在圖形上表示為 編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)中的代碼。應理解，本文公開的配置和例程在本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實施例不應被 視為具有限制意義，因為大量的變型是可能的。例如，以上技術(shù)可應用于V-6、L-4、L-6、 V-12、對置4 (opposed 4)和其他發(fā)動機類型。本發(fā)明的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和構(gòu) 造及其他特征、功能和/或特性的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合。本文的權(quán)利要求特別指出被視為新穎且非顯而易見的特定組合及子組合。這些權(quán) 利要求可能涉及“一個”元件或“第一”元件或其等價物。這種權(quán)利要求應當被理解為包括 一個或更多個這種元件的結(jié)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/或特性的其他組合和子組合可以通過本發(fā)明權(quán)利要求的修改或通過本申請 或相關(guān)申請中新權(quán)利要求的陳述而要求保護。這些權(quán)利要求，無論在范圍上是比原始權(quán)利要求更寬、更窄、等同或不同，都應視 為包括在本發(fā)明的主題內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于控制耦合到發(fā)動機排氣系統(tǒng)的柴油后處理系統(tǒng)的方法，所述柴油后處理系統(tǒng)包括選擇性催化還原催化器和柴油微粒過濾器，所述方法包括在所述柴油微粒過濾器的再生之前，調(diào)節(jié)操作參數(shù)，從而將儲存在所述選擇性催化還原催化器中的氨量減少到儲存的氨的期望量，其中所述儲存的氨的期望量基于操作狀態(tài)而改變；以及當達到所述儲存的氨的期望量時，啟動所述柴油微粒過濾器的再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中減少儲存的氨量包括中斷尿素噴射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中減少儲存的氨量包括增大在所述發(fā)動機中產(chǎn)生的NOx的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述操作參數(shù)是排氣的空燃比，并且在至少一 種情況下，響應于減少儲存在所述選擇性催化還原催化器中的氨量的請求而增大所述空燃 比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將儲存在所述催化器中的氨量減少到所述期望量 包括，在第一階段中，在不增大來自所述發(fā)動機的NOx生成量的情況下將所述催化器的溫度 升高到第一閾值，同時將所述儲存的氨量減少到第一水平，并且在第二階段中，增大NOx生 成量，同時將所述催化器的溫度升高到第二閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將儲存在所述催化器中的氨量減少到所述期望量 包括，在第一階段中，在不增大來自所述發(fā)動機的NOx生成量的情況下將NOx轉(zhuǎn)化效率增大 到第一閾值，同時將所述儲存的氨量減少到第一水平，并且在第二階段中，增大NOx生成量 直至所述NOx轉(zhuǎn)化效率降低到第二閾值，并且其中在啟動再生后，所述催化器的NOx轉(zhuǎn)化效 率減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述柴油微粒過濾器設置在所述催化器的下游。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述柴油微粒過濾器設置在所述催化器的上游。
9.一種用于控制耦合到發(fā)動機排氣系統(tǒng)的柴油后處理系統(tǒng)的方法，所述柴油后處理系 統(tǒng)包括選擇性催化還原催化器和柴油微粒過濾器，所述方法包括在第一階段中，將所述選擇性催化還原催化器的溫度升高到第一閾值，并減少儲存的 氨量；在第二階段中，增大NOx生成量，同時基于所述儲存的氨量將所述催化器的溫度升高到 第二閾值；以及在第三階段中，當所述溫度高于所述第二閾值且所述儲存的氨量達到期望值時，啟動 所述柴油微粒過濾器的再生。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中響應于儲存的氨量的減少，提高所述催化器的溫度。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于控制耦合到發(fā)動機排氣系統(tǒng)的選擇性催化還原系統(tǒng)的各種系統(tǒng)和方法，該選擇性催化還原系統(tǒng)包括催化器和柴油微粒過濾器。一個示例性的方法包括在柴油微粒過濾器的再生之前，調(diào)節(jié)操作參數(shù)，從而將儲存在SCR催化器中的氨量減少到儲存的氨的期望量，其中氨儲存的期望量基于操作狀態(tài)而改變，并且當達到儲存的氨的期望量時，啟動催化器的再生。
文檔編號F01N3/023GK101988417SQ20101023040
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者E·M·庫爾茨, P·J·滕尼遜 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司