專利名稱：用于控制氧化氮吸附劑的再生的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，更具體地說，涉及用于控制氧化氮(NOx)吸附劑的再生的 系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
這里提供的背景技術(shù)描述用于總體上介紹本發(fā)明的背景。在本背景技術(shù)部分中所 描述的程度上，當(dāng)前署名的發(fā)明人的作品和本描述中在申請時不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的各方面， 既非明示也非默示地被認(rèn)為是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)燃燒氣缸內(nèi)的空氣/燃料(A/F)混合物來產(chǎn)生驅(qū)動扭矩?？梢詫⒃?比化學(xué)計(jì)量的A/F混合物(較高的A/F比)更貧乏的條件下操作的發(fā)動機(jī)稱作“貧燃發(fā)動 機(jī)”。例如，貧燃發(fā)動機(jī)可以包括柴油發(fā)動機(jī)、均質(zhì)充量壓燃(HCCI)發(fā)動機(jī)和/或具有貧怠 速操作和/或分層燃料充氣操作(即，超貧燃)的發(fā)動機(jī)。貧A/F混合物的燃燒會產(chǎn)生具有增加量的一氧化碳(CO)、烴(HC)和/或氧化氮 (NOx)的廢氣。典型的排氣系統(tǒng)包括以化學(xué)方式將廢氣轉(zhuǎn)化成二氧化碳(CO2)、氮(N)和水 (H2O)的催化轉(zhuǎn)化器(例如，三效催化轉(zhuǎn)化器)。然而，典型的催化轉(zhuǎn)化器可能不能有效地 處理氧水平高于特定閾值(例如，0.5-1.0% )的排氣。因此，會需要更加復(fù)雜的排氣處理系統(tǒng)來保持NOx水平低于預(yù)定的水平。例如，排 氣處理系統(tǒng)可以包括氧化催化劑(OC)、選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)和顆粒物過濾器(PMF)。 OC氧化CO和HC，從而形成一氧化碳和水。SCR系統(tǒng)還原廢氣中的N0X。PMF從廢氣中去除 顆粒物。然而，由于需要儲存和噴射配量劑，所以SCR系統(tǒng)會受到限制。換言之，配量劑會 在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間耗盡，因此使得SCR系統(tǒng)失效。此外，配量劑會被儲存在需要大量空間的 儲存槽中。然而，NOx吸附劑不需要另外的配量劑，類似地，與典型的SCR系統(tǒng)相比，需要較 小的空間。因此，可以在排氣處理系統(tǒng)中實(shí)施NOx吸附劑，以從廢氣中減少和/或去除N0X。

發(fā)明內(nèi)容
一種排氣處理系統(tǒng)包括氧化氮(NOx)監(jiān)測模塊和再生控制模塊。所述NOx監(jiān)測模 塊監(jiān)測由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排氣流中的第一 NOx水平和第二 NOx水平，其中，在NOx吸附劑的基 底的第一部分和第二部分之間測量所述第一 NOx水平，其中，在所述基底的所述第一部分的 上游測量所述第二 NOx水平，其中，所述基底的所述第一部分位于所述基底的所述第二部分 的上游。當(dāng)所述第一 NOx水平大于所述第二 NOx水平的預(yù)定百分比時，所述再生控制模塊開 始所述NOx吸附劑的再生循環(huán)，其中，所述再生循環(huán)包括在所述NOx吸附劑的上游的位置處 將烴(HC)噴射到所述排氣流中。一種方法包括監(jiān)測由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排氣流中的第一 NOx水平和第二 NOx水平，其 中，在NOx吸附劑的基底的第一部分和第二部分之間測量所述第一NOjK平，其中，在所述基 底的所述第一部分的上游測量所述第二 NOx水平，其中，所述基底的所述第一部分位于所述基底的所述第二部分的上游；以及當(dāng)所述第一 NOx水平大于所述第二 NOx水平的預(yù)定百分比 時，開始所述NOx吸附劑的再生循環(huán)，其中，所述再生循環(huán)包括在所述NOx吸附劑的上游的位 置處將烴(HC)噴射到所述排氣流中。本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將通過下文提供的詳細(xì)描述而變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解 的是，該詳細(xì)描述和具體示例僅用于說明目的，而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明還提供如下方案1、一種排氣處理系統(tǒng)，其包括氧化氮(NOx)監(jiān)測模塊，所述氧化氮監(jiān)測模塊監(jiān)測由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排氣流中的第 一 NOx水平和第二 NOjK平，其中，在NOxK附劑的基底的第一部分和第二部分之間測量所述 第一 NOx水平，其中，在所述基底的所述第一部分的上游測量所述第二 NOx水平，并且其中， 所述基底的所述第一部分位于所述基底的所述第二部分的上游；以及再生控制模塊，當(dāng)所述第一 NOx水平大于所述第二 NOx水平的預(yù)定百分比時，所述 再生控制模塊開始所述NOx吸附劑的再生循環(huán)，其中，所述再生循環(huán)包括在所述NOx吸附劑 的上游的位置處將烴(HC)噴射到所述排氣流中。方案2、根據(jù)方案1所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，其還包括診斷控制模塊，所述診斷控制模塊在所述再生循環(huán)和脫硫循環(huán)中的至少一個之后 的預(yù)定時段內(nèi)基于所述第一 NOjK平來確定所述NOx吸附劑的狀態(tài)，其中，在第一基底和第 二基底之間和在所述基底的所述第二部分的下游中的一個測量所述第一 NOx水平，并且其 中，所述脫硫循環(huán)包括減小所述發(fā)動機(jī)的A/F比。方案3、根據(jù)方案2所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷控制模塊在所述 再生循環(huán)之后的預(yù)定時段內(nèi)并且當(dāng)所述第一 NOx水平大于第一 NOx閾值時開始所述脫硫循 環(huán)。方案4、根據(jù)方案3所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷控制模塊在所述 脫硫循環(huán)的預(yù)定時段內(nèi)增大所述發(fā)動機(jī)的所述A/F比，以指令貧運(yùn)行條件。方案5、根據(jù)方案4所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷控制模塊在所述 脫硫循環(huán)之后并且在指令所述貧運(yùn)行條件之后測量所述第一 NOx水平達(dá)到預(yù)定的NOx水平 的時段。方案6、根據(jù)方案5所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷控制模塊基于所 測量的時段和預(yù)定的診斷時段確定所述NOx吸附劑的狀態(tài)。方案7、根據(jù)方案6所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所測量的時段小于所述 預(yù)定的診斷時段時，所述診斷控制模塊確定所述NOx吸附劑處于失效狀態(tài)。方案8、根據(jù)方案1所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述NOx吸附劑的所述基 底包括沸石。方案9、根據(jù)方案1所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述NOx吸附劑包括第一 基底和第二基底，其中，在所述第一基底和所述第二基底之間和在所述第二基底的下游中 的一個測量所述第一 NOx水平，并且其中，所述第二基底在所述第一基底的下游。方案10、根據(jù)方案2所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，其還包括第一 NOx傳感器，所述第一 NOx傳感器產(chǎn)生與所述第一 NOx水平對應(yīng)的信號；以及第二 NOx傳感器，所述第二 NOx傳感器產(chǎn)生與所述第二 NOx水平對應(yīng)的信號。
方案11、一種方法，其包括監(jiān)測由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排氣流中的第一 NOx水平和第二 NOx水平，其中，在NOx吸附 劑的基底的第一部分和第二部分之間測量所述第一 NOx水平，其中，在所述基底的所述第一 部分的上游測量所述第二 NOx水平，并且其中，所述基底的所述第一部分位于所述基底的所 述第二部分的上游；以及當(dāng)所述第一 NOx水平大于所述第二 NOx水平的預(yù)定百分比時，開始所述NOx吸附劑 的再生循環(huán)，其中，所述再生循環(huán)包括在所述NOx吸附劑的上游的位置處將烴(HC)噴射到 所述排氣流中。方案12、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，其還包括在所述再生循環(huán)和脫硫循環(huán)中的至少一個之后的預(yù)定時段內(nèi)基于所述第一 NOx水 平來確定所述NOx吸附劑的狀態(tài)，其中，在第一基底和第二基底之間和在所述基底的所述第 二部分的下游中的一個測量所述第一 NOx水平，其中，所述脫硫循環(huán)包括減小所述發(fā)動機(jī)的 A/F 比。方案13、根據(jù)方案12所述的方法，其特征在于，其還包括在所述再生循環(huán)之后的預(yù)定時段內(nèi)并且當(dāng)所述第一 NOx水平大于第一 NOx閾值時 開始所述脫硫循環(huán)。方案14、根據(jù)方案13所述的方法，其特征在于，其還包括在所述脫硫循環(huán)的預(yù)定時段內(nèi)增大所述發(fā)動機(jī)的所述A/F比，以指令貧運(yùn)行條 件。方案15、根據(jù)方案14所述的方法，其特征在于，其還包括在所述脫硫循環(huán)之后并且在指令所述貧運(yùn)行條件之后測量所述第一 NOx水平達(dá)到 預(yù)定的NOx水平的時段。方案16、根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，其還包括基于所測量的時段和預(yù)定的診斷時段確定所述NOx吸附劑的狀態(tài)。方案17、根據(jù)方案16所述的方法，其特征在于，其還包括當(dāng)所測量的時段小于所述預(yù)定的診斷時段時，確定所述NOxK附劑處于失效狀態(tài)。方案18、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，所述NOx吸附劑的所述基底包括 沸石。方案19、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，所述NOx吸附劑包括第一基底和 第二基底，其中，在所述第一基底和所述第二基底之間和在所述第二基底的下游中的一個 測量所述第一 NOx水平，其中，所述第二基底在所述第一基底的下游。方案20、根據(jù)方案12所述的方法，其特征在于，其還包括使用第一 NOx傳感器產(chǎn)生與所述第一 NOx水平對應(yīng)的信號；以及使用第二 NOx傳感器產(chǎn)生與所述第二 NOx水平對應(yīng)的信號。


通過詳細(xì)描述和附圖將會更全面地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性控制模塊的功能框圖；5
圖3是示出NOx吸附劑的基底之間的氧化氮(NOx)濃度隨時間變化以確定何時開 始再生循環(huán)的曲線圖；圖4是示出NOx吸附劑的下游的NOx濃度隨時間變化以確定NOx吸附劑何時處于 失效狀態(tài)的曲線圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于NOx吸附劑再生和診斷的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的并且決不是要限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了 清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識相似的元件。如這里所使用的，短語A、B和 C中的至少一個應(yīng)當(dāng)被解釋為使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不 改變本發(fā)明的原理的情況下，可以以不同的順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。如這里所使用的，術(shù)語模塊指專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共用的、 專用的、或成組的)和執(zhí)行一個或多個軟件程序或固件程序的存儲器、組合邏輯電路、和/ 或提供所描述功能的其他適合組件。典型的氧化氮(NOx)吸附劑在貧操作期間從廢氣中吸附N0X，并在NOx吸附劑催化 劑中儲存N0X，直到出現(xiàn)飽和條件。飽和條件可以對應(yīng)于NOx吸附劑何時可不再吸附N0X，然 后再生循環(huán)可以開始。再生循環(huán)可以包括將還原劑引入到排氣流中，從而啟動在NOx吸附 劑中所儲存的NOxW催化。僅舉例而言，還原劑可以是烴(HC)。換言之，NOx可以從NOxK 附劑催化劑中釋放，并可以通過催化作用轉(zhuǎn)化為氮(N)、碳(C)和水(H2O)。典型的NOx吸附劑的再生可以基于NOx吸附劑前后的量來控制。更具體地說，NOx 吸附劑之后(下游)的NOx量可近似為零，直到NOx吸附劑催化劑變?yōu)轱柡汀Ｔ贜Ox吸附劑 催化劑變?yōu)轱柡椭?，NOx吸附劑下游的NOx量會增加。因此，當(dāng)NOx吸附劑下游的NOx量大 于預(yù)定的閾值時，可以開始再生循環(huán)。然而，基于NOx吸附劑的下游的NOx量來開始再生會導(dǎo)致NOx吸附劑催化劑的前面 (上游)部分的劣化。更具體地說，在熱劣化、硫中毒和/或硫污染發(fā)生在NOx吸附劑催化 劑的上游部分處后，會檢測到飽和條件。因此，給出了在NOx吸附劑催化劑之前(上游)以及在NOx吸附劑催化劑的基底中 間測量NOx的量的系統(tǒng)和方法。當(dāng)中間的NOx測量結(jié)果大于上游的NOx測量結(jié)果的預(yù)定百 分比時，所給出的系統(tǒng)和方法開始NOx吸附劑的再生循環(huán)。因此，在確定出飽和條件何時發(fā) 生時，所給出的系統(tǒng)和方法可以實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)時間。該更快的響應(yīng)時間可以減小或防止 NOx吸附劑催化劑的上游部分處的熱劣化、硫中毒和/或硫污染的影響。此外，所給出的系統(tǒng)和方法可以確定出NOx吸附劑何時處于失效狀態(tài)。更具體地 說，給出的系統(tǒng)和方法可以確定出NOx吸附劑何時受到損害并且因此不再達(dá)到排放要求。更 具體地說，給出的系統(tǒng)和方法可以將在再生循環(huán)之后且在脫硫循環(huán)之后的NOx吸附劑的NOx 測量結(jié)果與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較，以確定NOx吸附劑是否適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用(即，不是處于失 效狀態(tài))?，F(xiàn)在參照圖1，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10包括貧燃、直接噴射式(DI)發(fā)動機(jī)12。例如，發(fā)動 機(jī)12可以是柴油發(fā)動機(jī)、均質(zhì)充量壓燃式(HCCI)發(fā)動機(jī)或者包括貧怠速操作或分層燃料 充氣操作(即，超貧燃)的發(fā)動機(jī)。
發(fā)動機(jī)12燃燒空氣/燃料(A/F)混合物，從而產(chǎn)生驅(qū)動扭矩?？諝馔ㄟ^入口 16 被吸入到進(jìn)氣歧管14中?？梢园ü?jié)氣門(未示出)，以調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管14中的空氣流 量。進(jìn)氣歧管14內(nèi)的空氣被分配到多個氣缸18中。雖然示出6個氣缸18，但是可以認(rèn)識 到，發(fā)動機(jī)12可以包括其它數(shù)量的氣缸。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10包括與發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的組件連通的控制模塊20。例如，所述組件 可以包括發(fā)動機(jī)12、傳感器和/或致動器，如本文所討論?？刂颇K20可以執(zhí)行本發(fā)明的 NOx吸附劑再生及診斷系統(tǒng)和方法。空氣從入口 16穿過質(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器22。MAF傳感器22產(chǎn)生MAF信號， MAF信號指示流過MAF傳感器22的空氣的速率。歧管壓力(MAP)傳感器M定位在入口 16 和發(fā)動機(jī)12之間的進(jìn)氣歧管14中。MAP傳感器M產(chǎn)生MAP信號，MAP信號指示進(jìn)氣歧管 14中的空氣壓力。發(fā)動機(jī)曲軸(未示出)以發(fā)動機(jī)速度或與發(fā)動機(jī)速度成比例的速率旋轉(zhuǎn)。曲軸傳 感器沈感測曲軸的位置，并產(chǎn)生曲軸位置(CP)信號。CP信號可以與曲軸的旋轉(zhuǎn)速度和氣 缸事件有關(guān)。僅舉例而言，曲軸傳感器26可以是可變磁阻式傳感器?？蛇x地，可以使用其 它適當(dāng)?shù)姆椒▉砀袦y發(fā)動機(jī)速度和氣缸事件。進(jìn)氣閥30選擇性地打開和關(guān)閉，從而能夠使空氣進(jìn)入氣缸18。進(jìn)氣凸輪軸(未示 出)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥位置?？刂颇K20致動燃料噴射器觀，從而將燃料噴射到氣缸18中(即， 直接噴射或DI)。活塞(未示出)壓縮氣缸18內(nèi)的A/F混合物，并使其燃燒。活塞在做功 沖程期間驅(qū)動曲軸，從而產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。當(dāng)排氣閥32處于打開位置時，由氣缸18內(nèi)的燃燒產(chǎn)生的廢氣被迫通過排氣歧管 34排出。排氣凸輪軸(未示出)調(diào)節(jié)排氣閥位置。盡管討論了單獨(dú)的進(jìn)氣和排氣凸輪軸， 但是可以認(rèn)識到，單個凸輪軸可以控制進(jìn)氣閥30和排氣閥32兩者(例如，單個頂置凸輪軸 或 S0HC)。排氣處理系統(tǒng)36可以處理廢氣。排氣處理系統(tǒng)36可以包括烴(HC)噴射器38、氧 化催化劑(OC) 40、NOx吸附劑42和顆粒物過濾器(PMF) 44。HC噴射器38選擇性地將烴噴 射到排氣流中。OC 40將廢氣中的一氧化碳(CO)和烴(HC)氧化。NOx吸附劑42吸附廢氣 中的NOx。PMF 44從廢氣中去除顆粒物。NOx吸附劑42還可以包括第一基底46和第二基底48。例如，第一基底46和第二 基底48可以是沸石。盡管示出兩個基底46、48，但是可以認(rèn)識到，可以實(shí)施其它數(shù)量的基底。排氣處理系統(tǒng)36還可以包括NOx傳感器50、5254。每個NOx傳感器50、5254可 以產(chǎn)生指示廢氣中的NOx的量的信號。NOx傳感器50指示NOx吸附劑42的第一基底46之前 (上游)的廢氣的第一 NOx水平(NOxl)。NOx傳感器52指示NOx吸附劑42的第一基底46之 后(下游)且NOx吸附劑42的第二基底48之前(上游)的廢氣的第二 NOx水平(NOx2)。換 言之，NOx傳感器52指示NOx吸附劑42的第一基底46和第二基底48之間的NOx的量。NOx 傳感器M指示NOx吸附劑42的第二基底48之后(下游)的廢氣的第三NOx水平(NOx3)。盡管示出三個NOx傳感器50、52、54，但是可以認(rèn)識到，排氣處理系統(tǒng)36可以包括 其它數(shù)量的NOx傳感器，或者可以代替NOx傳感器而使用軟件模型來確定NOx水平。例如， 可以實(shí)施兩個NOx傳感器。更具體地說，這兩個NOx傳感器中的一個可以測量第一基底467的上游的NOx水平，而這兩個NOx傳感器中的另一個可以測量第一基底46和第二基底48之 間的NOx水平或者第二基底48的下游的NOx水平?？刂颇K20可以基于來自NOx傳感器50、52、M的信號確定何時開始NOx吸附劑 42的再生循環(huán)。類似地，控制模塊20可以基于來自NOx傳感器50、52、M的信號確定何時 開始脫硫循環(huán)。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10還可以包括廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)56。EGR系統(tǒng)56包括EGR閥58 和EGR管道60。EGR系統(tǒng)56可以將一部分廢氣從排氣歧管34引入到進(jìn)氣歧管24中。EGR 閥58可以安裝在進(jìn)氣歧管14上。EGR管道60可以從排氣歧管34延伸到EGR閥58，從而 提供在排氣歧管；34和EGR閥58之間的連通?？刂颇K20可以致動EGR閥58，從而增加或 減少所引入到進(jìn)氣歧管14中的廢氣的量。發(fā)動機(jī)12還可以包括渦輪增壓器62。渦輪增壓器62可以由通過渦輪入口接收的 廢氣來驅(qū)動。僅舉例而言，渦輪增壓器62可以包括可變噴嘴渦輪。渦輪增壓器62增加進(jìn) 入進(jìn)氣歧管的空氣流量，從而使得進(jìn)氣歧管壓力增加(即，升壓)?？刂颇K20致動渦輪增 壓器62，從而選擇性地限制廢氣的流量，由此控制升壓?，F(xiàn)在參照圖2，更詳細(xì)地示出了控制模塊20?？刂颇K20可以包括再生控制模塊 70、診斷控制模塊80和脫硫控制模塊90。現(xiàn)在參照圖2和圖3，再生控制模塊70接收來自NOx傳感器50、52的信號。再生 控制模塊70確定NOx吸附劑42的飽和條件何時出現(xiàn)，然后開始再生循環(huán)。更具體地說，再 生控制模塊70可以確定出與NOx傳感器52對應(yīng)的NOx水平何時大于與NOx傳感器50對應(yīng) 的NOx水平的預(yù)定百分比。換言之，再生控制模塊70可以確定出NOx吸附劑42的基底之間 的NOx水平何時大于NOx吸附劑42的第一基底46上游的NOx水平的預(yù)定百分比。預(yù)定百分比對應(yīng)于NOx吸附劑42的飽和條件。然而，飽和條件可以不是NOx吸附 劑42的完全飽和。換言之，飽和條件可以低于完全飽和，從而防止對NOx吸附劑42造成損 害。當(dāng)飽和條件出現(xiàn)時，再生控制模塊70可以開始NOx吸附劑42的再生循環(huán)。再生循環(huán) 可以包括使用HC噴射器38將HC噴射到排氣流中或者使用燃料噴射器觀產(chǎn)生富A/F比。 僅舉例而言，HC噴射器38可以將燃料噴射到排氣流中。在排氣流中HC的引入可以提高廢 氣的溫度，這可以使催化反應(yīng)開始進(jìn)行，從而將在NOx吸附劑中儲存的NOx轉(zhuǎn)化為氫(H)、碳 (C)和水(H2O)。診斷控制模塊80可以監(jiān)控NOx吸附劑42的操作，以確定NOx吸附劑何時處于失效 狀態(tài)。更具體地說，診斷控制模塊80可以確定NOx吸附劑42何時不能正常發(fā)揮作用。首先，診斷控制模塊80可以監(jiān)控在再生循環(huán)完成之后NOx吸附劑42的第一基底 46或第二基底48之后(下游)的NOx水平。診斷控制模塊80可以將所監(jiān)控的NOx水平與 預(yù)定閾值(NOxthki)進(jìn)行比較。換言之，診斷控制模塊80可以確定在再生循環(huán)之后NOx吸附 劑42是否適當(dāng)?shù)?即，有效地)發(fā)揮作用。第二，當(dāng)所監(jiān)控的NOx水平大于預(yù)定閾值(NOxthki)時，診斷控制模塊80可以開始 脫硫循環(huán)。換言之，NOx吸附劑42會由于NOx吸附劑42中過量的硫水平而不能正常發(fā)揮作用。現(xiàn)在參照圖2和圖4，脫硫控制模塊90可以增加發(fā)動機(jī)12的A/F比。例如，脫硫 控制模塊90可以通過燃料噴射器28增加噴射到氣缸18中的燃料的量。富A/F比會增加廢氣的溫度。較高溫度的廢氣會分解NOx吸附劑42中過量的硫(S卩，在NOx吸附劑42的第 一基底46的上游累積的硫)。最后，診斷控制模塊80可以監(jiān)控在脫硫循環(huán)完成后NOx吸附劑42的第一基底46 下游的NOx水平。除非NOx吸附劑42被損害(即，處于失效狀態(tài))，N0X吸附劑42可以在再 生循環(huán)和脫硫循環(huán)之后包括最大吸附容量。因此，診斷控制模塊80可以指令發(fā)動機(jī)12的貧操作。例如，診斷控制模塊80可 以通過減少經(jīng)由燃料噴射器觀噴射到氣缸18中的燃料的量使發(fā)動機(jī)12的A/F比稀貧。 診斷控制模塊80可以使用NOx傳感器52來監(jiān)控NOx吸附劑42的基底46和基底48之間的 NOx水平。診斷控制模塊80可以確定NOx吸附劑的基底46和基底48之間的NOx水平達(dá)到 預(yù)定閾值(TimeTHK1)的時段。然后，診斷控制模塊80可以將確定出的時段與預(yù)定的診斷時 段進(jìn)行比較。換言之，如果確定出的時段小于預(yù)定的診斷時段，則NOx吸附劑42不正常發(fā) 揮作用(即，處于失效狀態(tài))。因此，診斷控制模塊80可以產(chǎn)生NOxK附劑失效信號(即， 警告信號或狀態(tài)標(biāo)志)?，F(xiàn)在參照圖5，用于再生和診斷NOx吸附劑的狀態(tài)的方法在步驟100中開始。在步 驟102中，控制模塊20判斷發(fā)動機(jī)12是否正在運(yùn)行。如果是，則控制可以進(jìn)行至步驟104。 如果否，則控制可以返回步驟102。在步驟104中，控制模塊20判斷第二 NOx水平(NOx2)是否大于第一 NOx水平閾值 (NOxthei)。例如，可以在NOx吸附劑42的第一基底46和48之間或者在NOx吸附劑42的第 二基底48的下游測量第二 NOx水平(N0x2)。另外，例如，第一 NOjK平閾值(NOxthki)可以對 應(yīng)于第一 NOx水平(即，在NOx吸附劑42的第一基底46的上游)的預(yù)定百分比。如果是， 則控制可以進(jìn)行至步驟106。如果否，則控制可以返回至步驟104。在步驟106中，控制模塊20可以開始NOx吸附劑42的再生循環(huán)。更具體地說，控 制模塊20可以控制還原劑(即，HC)向排氣流中的注入，以將在NOx吸附劑42中儲存的NOx 轉(zhuǎn)化為氫(H)、碳(C)和水(H2O)。在步驟108中，控制模塊20可以指令發(fā)動機(jī)12的貧操 作，并測量第二 NOx水平(NOx2)達(dá)到預(yù)定的NOx水平的時段。在步驟110中，控制模塊20可以判斷所測量的時段是否小于第一診斷時段 (TimeTHE1)。換言之，控制模塊20可以判斷在再生循環(huán)之后NOx吸附劑42是否適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮 作用。如果否，則控制可以返回至步驟104。如果是，則控制可以進(jìn)行至步驟112。在步驟112中，控制模塊20可以開始NOx吸附劑42的脫硫循環(huán)。更具體地說，控 制模塊20可以控制空氣和/或燃料，以減小發(fā)動機(jī)12的A/F比(即，增加A/F混合物)。 在步驟114中，控制模塊20可以在脫硫循環(huán)之后指令貧操作狀態(tài)，然后測量第二 NOx水平 (NOx2)達(dá)到預(yù)定NOx水平的時段。在步驟116中，控制模塊20可以判斷所測量的時段是否小于第二診斷時段 (TimeTHE2)。例如，在一個實(shí)施例中，這兩個診斷時段TimeTHK1、TimeTHK2是相同的。如果否，則 控制可以返回至步驟104。如果是，則控制可以進(jìn)行至步驟118。在步驟118中，控制模塊20可以確定出NOx吸附劑42不正常發(fā)揮作用(即，處于 失效狀態(tài))?？刂颇K20可以產(chǎn)生失效信號或設(shè)定失效標(biāo)志，并且控制可以在步驟120中結(jié)束。本發(fā)明的廣義教導(dǎo)可以以各種形式實(shí)施。因此，雖然本發(fā)明包括具體示例，但是，本發(fā)明的真正范圍不應(yīng)局限于此，因?yàn)樵谘芯扛綀D、說明書和隨附權(quán)利要求書的基礎(chǔ)上其 他修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種排氣處理系統(tǒng)，其包括氧化氮(NOx)監(jiān)測模塊，所述氧化氮監(jiān)測模塊監(jiān)測由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排氣流中的第一 NOx 水平和第二 NOx水平，其中，在NOx吸附劑的基底的第一部分和第二部分之間測量所述第一 NOx水平，其中，在所述基底的所述第一部分的上游測量所述第二 NOj^K平，并且其中，所述 基底的所述第一部分位于所述基底的所述第二部分的上游；以及再生控制模塊，當(dāng)所述第一 NOx水平大于所述第二 NOx水平的預(yù)定百分比時，所述再生 控制模塊開始所述NOx吸附劑的再生循環(huán)，其中，所述再生循環(huán)包括在所述NOx吸附劑的上 游的位置處將烴(HC)噴射到所述排氣流中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，其還包括診斷控制模塊，所述診斷控制模塊在所述再生循環(huán)和脫硫循環(huán)中的至少一個之后的預(yù) 定時段內(nèi)基于所述第一 NOx水平來確定所述NOx吸附劑的狀態(tài)，其中，在第一基底和第二基 底之間和在所述基底的所述第二部分的下游中的一個測量所述第一 NOx水平，并且其中，所 述脫硫循環(huán)包括減小所述發(fā)動機(jī)的A/F比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷控制模塊在所述再生 循環(huán)之后的預(yù)定時段內(nèi)并且當(dāng)所述第一 NOx水平大于第一 NOx閾值時開始所述脫硫循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷控制模塊在所述脫硫 循環(huán)的預(yù)定時段內(nèi)增大所述發(fā)動機(jī)的所述A/F比，以指令貧運(yùn)行條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷控制模塊在所述脫硫 循環(huán)之后并且在指令所述貧運(yùn)行條件之后測量所述第一 NOx水平達(dá)到預(yù)定的NOx水平的時 段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷控制模塊基于所測量 的時段和預(yù)定的診斷時段確定所述NOx吸附劑的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所測量的時段小于所述預(yù)定 的診斷時段時，所述診斷控制模塊確定所述NOxK附劑處于失效狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述NOxK附劑的所述基底包括 沸石。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述NOxK附劑包括第一基底和 第二基底，其中，在所述第一基底和所述第二基底之間和在所述第二基底的下游中的一個 測量所述第一 NOx水平，并且其中，所述第二基底在所述第一基底的下游。
10.一種方法，其包括監(jiān)測由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排氣流中的第一 NOx水平和第二 NOx水平，其中，在NOx吸附劑的 基底的第一部分和第二部分之間測量所述第一 NOx水平，其中，在所述基底的所述第一部分 的上游測量所述第二 NOx水平，并且其中，所述基底的所述第一部分位于所述基底的所述第 二部分的上游；以及當(dāng)所述第一 NOx水平大于所述第二 NOx水平的預(yù)定百分比時，開始所述NOx吸附劑的再 生循環(huán)，其中，所述再生循環(huán)包括在所述NOx吸附劑的上游的位置處將烴(HC)噴射到所述 排氣流中。
全文摘要
一種排氣處理系統(tǒng)包括氧化氮(NOx)監(jiān)測模塊和再生控制模塊。所述NOx監(jiān)測模塊監(jiān)測由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排氣流中的第一NOx水平和第二NOx水平，其中，在NOx吸附劑的基底的第一部分和第二部分之間測量所述第一NOx水平，其中，在所述基底的所述第一部分的上游測量所述第二NOx水平，并且其中，所述基底的所述第一部分位于所述基底的所述第二部分的上游。當(dāng)所述第一NOx水平大于所述第二NOx水平的預(yù)定百分比時，所述再生控制模塊開始所述NOx吸附劑的再生循環(huán)，其中，所述再生循環(huán)包括在所述NOx吸附劑的上游的位置處將烴(HC)噴射到所述排氣流中。
文檔編號F01N11/00GK102042066SQ20101050636
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者M·B·弗內(nèi)斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司