一种用于控制车辆的排气后处理装置的方法和系统。提供了一种用于控制车辆的排气后处理装置的系统和方法。该方法包括当发动机以稠密模式驱动时，通过控制器从稀薄NOx吸附还原(LNT)的前λ传感器和后λ传感器检测信号，并且当发动机以稠密模式驱动时，通过控制器获得由温度传感器检测到的废气的温度。而且，该方法包括通过控制器比较来自前λ传感器和后λ传感器的信号以检测当在来自前λ传感器和后λ传感器的信号之间发生穿透时的临界时间。此外，控制器被配置成基于临界时间和废气的温度确定额外的稠密时间周期。
当发动机以稠密模式驱动时，通过控制器从稀薄NOx吸附还原的前λ传感器和后λ传感器检测信号；
当发动机以稠密模式驱动时，通过控制器获得由温度传感器检测到的废气的温度；
通过控制器比较来自所述前λ传感器和所述后λ传感器的信号以检测当在来自所述前λ传感器和所述后λ传感器的信号之间发生穿透时的临界时间；以及通过控制器基于所述临界时间和所述废气的温度确定额外的稠密时间周期。
2.根据权利要求1所述的用于操作排气后处理装置的方法，其中所述方法进一步包括：在所述临界时间之后，通过控制器传输信号来以稠密模式驱动发动机额外的稠密时间周期。
3.根据权利要求1所述的用于操作排气后处理装置的方法，其中所述临界时间为当发动机以稠密模式驱动时当来自所述前λ传感器的信号与来自所述后λ传感器的信号大约相同时的时间。
4.根据权利要求1所述的用于操作排气后处理装置的方法，其中确定所述额外的稠密时间周期包括：当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间小于t1时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为a；
当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为a+β；以及当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间大于或等于t2时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为a+γ，其中β<γ并且t1
5.根据权利要求1所述的用于操作排气后处理装置的方法，其中确定所述额外的稠密时间周期包括：当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间小于t1时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为b；
当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为b+β；以及当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间大于或等于t2时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为b+γ，其中β<γ，t1
6.根据权利要求1所述的用于操作排气后处理装置的方法，其中确定所述额外的稠密时间周期包括：当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间小于t1时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为c；
当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为c+β；以及当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间大于或等于t2时，通过控制器将所述额外的稠密时间周期确定为c+γ，其中β<γ并且t1
控制器，所述控制器配置成执行所述编程指令，其中所述编程指令当被执行时配置成：当发动机以稠密模式驱动时，从稀薄NOx吸附还原的前λ传感器和后λ传感器检测信号；
当发动机以稠密模式驱动时，获得由温度传感器检测到的废气的温度；
比较来自所述前λ传感器和所述后λ传感器的信号以检测当在来自所述前λ传感器和所述后λ传感器的信号之间发生穿透时的临界时间；以及基于所述临界时间和所述废气的温度确定额外的稠密时间周期。
8.根据权利要求7所述的用于操作排气后处理装置的系统，其中所述编程指令当被执行时进一步配置成：在所述临界时间之后，传输信号来以稠密模式驱动发动机额外的稠密时间周期。
9.根据权利要求7所述的用于操作排气后处理装置的系统，其中所述临界时间为当发动机以稠密模式驱动时当来自前λ传感器的信号与来自后λ传感器的信号大约相同时的时间。
10.根据权利要求7所述的用于操作排气后处理装置的系统，其中确定额外的稠密时间周期的编程指令包括配置成如下的编程指令：当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间小于t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为a；
当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为a+β；以及当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间大于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为a+γ，其中β<γ并且t1
11.根据权利要求7所述的用于操作排气后处理装置的系统，其中确定额外的稠密时间周期的编程指令包括配置成如下的编程指令：当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间小于t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为b；
当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为b+β；以及当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间大于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为b+γ，其中β<γ，t1
12.根据权利要求7所述的用于操作排气后处理装置的系统，其中确定额外的稠密时间周期的编程指令包括配置成如下的编程指令：当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间小于t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为c；
当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为c+β；以及当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间大于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为c+γ，其中β<γ并且t1
13.一种永久性计算机可读介质，所述永久性计算机可读介质包含由处理器或控制器执行的编程指令，所述永久性计算机可读介质包括：当发动机以稠密模式驱动时，从稀薄NOx吸附还原的前λ传感器和后λ传感器检测信号的编程指令；
当发动机以稠密模式驱动时，获得由温度传感器检测到的废气的温度的编程指令；
比较来自所述前λ传感器和所述后λ传感器的信号以检测当在来自所述前λ传感器和所述后λ传感器的信号之间发生穿透时的临界时间的编程指令；以及基于所述临界时间和所述废气的温度确定额外的稠密时间周期的编程指令。
14.根据权利要求13所述的永久性计算机可读介质，进一步包括：在所述临界时间之后，传输信号来以稠密模式驱动发动机额外的稠密时间周期的编程指令。
15.根据权利要求13所述的永久性计算机可读介质，其中所述临界时间为当发动机以稠密模式驱动时当来自所述前λ传感器的信号与来自所述后λ传感器的信号大约相同时的时间。
16.根据权利要求13所述的永久性计算机可读介质，进一步包括：当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间小于t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为a的编程指令；
当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为a+β的编程指令；以及当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间大于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为a+γ的编程指令，其中β<γ并且t1
17.根据权利要求13所述的永久性计算机可读介质，进一步包括：当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间小于t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为b的编程指令；
当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为b+β的编程指令；以及当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间大于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为b+γ的编程指令，其中β<γ，t1
18.根据权利要求13所述的永久性计算机可读介质，进一步包括：当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间小于t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为c的编程指令；
当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间大于或等于t1并且小于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为c+β的编程指令；以及当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间大于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为c+γ的编程指令，其中β<γ并且t1
用于控制车辆的排气后处理装置的方法和系统
技术领域
[0001] 本公开涉及一种用于控制车辆的排气后处理装置的方法，并且更具体地，通过控制由稀薄NOx吸附还原(Lean NOx Traps，LNT)生成的氨(NH3)的量来改善排气后处理性能的用于控制车辆的排气后处理装置的方法。
背景技术
[0002] 由于车辆排放规定的加强，DeNOx催化剂技术(例如，稀薄NOx吸附还原(LNT)、选择性催化还原(SCR)等)已应用到后处理装置，以还原在废气中的氮氧化物(NOx)。
[0003] DeNOx催化剂是一种消除包含在废气中的NOx的催化转换器。DeNOx催化剂导致在NOx和还原剂(例如，尿素、氨(NH3)、一氧化碳(CO)、或碳氢化合物(HC))之间的氧化还原反应，以通过与还原剂的氧化还原反应还原NOx。
[0004] 最近，LNT(或称为LNT催化剂)已被用作后处理装置以从当稀薄燃烧发动机运行时生成的废气成分消除NOx。LNT在稀薄环境中吸收或吸留包括在废气中的NOx，并在稠密环境中解吸所吸收或所吸留的NOx。
[0005] SCR系统可通过将还原剂供应至SCR催化剂有效地还原NOx。与通过再循环废气以降低燃烧室的燃烧温度的还原NOx的废气再循环(EGR)装置不同，SCR系统将还原剂供应至废气以减少NOx。“选择性催化还原(SCR)”意为使还原剂(诸如，尿素、NH3、CO、HC等)与氧和NOx中的NOx反应。
[0006] 柴油氧化催化剂(DOC)、柴油机微粒过滤器(DPF)和催化微粒过滤器(CPF)已被开发并用于车辆内以减少来自废气的微粒。最近，已使用收集微粒和还原NOx的柴油机微粒过滤器上的SCR(SDPF)。
[0007] 通过采用SCR催化剂涂覆多孔DPF的SDPF使NH3在SCR催化剂内与废气中的NOx发生反应，以生成水和氮气(N2)，同时通过过滤器功能(即，DPF功能)收集废气中的微粒。因此，虽然各种后处理装置被用于满足车辆排放规定，加强的车辆排放规定要求后处理装置具有更最佳的性能。同时，在LNT催化剂中，NOx吸收催化剂和柴油机氧化催化剂(DOC)被包括在载体内。当发动机以稀薄模式驱动时，通过催化剂涂层吸收NOx，且当发动机以稠密模式驱动，柴油燃料被用作还原剂以将所吸收的NOx还原成氮气(N2)。
[0008] 一般而言，当柴油发动机以稀薄模式驱动时，其中进入发动机的空气的量超过当量比(equivalence ratio)的空气的量，并且当柴油发动机以稀薄模式驱动时生成的NOx被吸收在LNT催化剂内，LNT催化剂是NOx储存催化剂(NSC)。为了将吸收在LNT催化剂中的NOx还原成氮气(N2)，节流阀关闭预定量以减少流入的空气，并且引起后燃烧以将稀薄模式切换至稠密模式。
[0009] 为了以稀薄模式和稠密模式驱动，使用安装在LNT催化剂之前和之后的λ(lambda)传感器或NOx传感器。然而，由于NOx传感器是昂贵的，通常使用λ传感器。当吸收在LNT催化剂内的NOx达到预定水平时，稀薄模式被切换到稠密模式以基于来自安装在LNT催化剂之前的λ传感器的信号开始从预定水平(例如，从约0.92至约0.94范围的水平)的NOx再生控制，并通过以稠密模式驱动生成的还原剂用于将吸收在LNT催化剂内的NOx还原成N2。
[0010] 在LNT催化剂中，所吸收的NOx的量逐渐被还原，并且随着稠密模式继续而反应物减少，滑移的还原剂的量增加。因此，由安装在LNT催化剂之后的λ传感器检测到的值逐渐收敛到由安装在LNT催化剂之前的λ传感器检测到的值，从而表示在LNT还原剂之后还原剂滑移。
[0011] 在这部分中所公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此，它可包括不形成在本国中对本领域技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
[0012] 本公开提供了一种用于控制车辆的排气后处理装置的方法，其可通过提供在当来自前λ传感器的信号基本类似于来自后λ传感器的信号(例如，大约相同值)时的时间(例如，临界时间)之后的额外的稠密模式驱动时间周期来限制由稀薄NOx吸附还原(LNT)生成的氨(NH3)的量，从而改善排气后处理性能。
[0013] 在一个方面中，本发明提供一种用于控制排气后处理装置的方法，所述方法可包括：从稀薄NOx吸附还原(LNT)的前λ传感器和后λ传感器检测信号；当发动机以稠密模式驱动时，获得由温度传感器检测到的废气的温度；比较来自前λ传感器和后λ传感器的信号以检测当在来自前λ传感器和后λ传感器的信号之间发生穿透时的临界时间；并且基于所述临界时间和废气的温度确定额外的稠密时间周期。在所述临界时间之后，发动机可继续以稠密模式驱动额外的稠密时间周期。而且，所述临界时间可以为当发动机以稠密模式驱动时当来自前λ传感器的信号与来自后λ传感器的信号大约相同时的时间。
[0014] 确定所述额外的稠密时间周期可包括：当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间早于(例如，小于)t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为a；当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间晚于(例如，大于)或等于t1并且早于(例如，小于)t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为a+β；并且当所述废气的温度小于T1并且所述临界时间晚于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为a+γ，其中β<γ，t1c>a。
[0015] 此外，确定所述额外的稠密时间周期可包括：当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间早于t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为b；当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2并且所述临界时间晚于或等于t1并且早于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为b+β；并且当所述废气的温度大于或等于T1并且小于T2，并且所述临界时间晚于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为b+γ，其中β<γ，t1c>a。
[0016] 而且，确定所述额外的稠密时间周期可包括：当所述废气的温度大于或等于T2，并且所述临界时间早于t1时，将所述额外的稠密时间周期确定为c；当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间晚于或等于t1并且早于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为c+β；以及当所述废气的温度大于或等于T2并且所述临界时间晚于或等于t2时，将所述额外的稠密时间周期确定为c+γ，其中β<γ并且t1c>a。
附图说明
[0017] 以下将参照由所附附图显示的本发明的某些示例性实施方案来详细地描述本发明的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以例示的方式给出，因而对本发明是非限定性的，并且在这些附图中：
[0018] 图1为示出了根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置的构造的示例性框图；
[0019] 图2为示出了根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置的构造的示例性框图；
[0020] 图3为根据本公开的示例性实施方案的用于描述稀薄NOx吸附还原(LNT)的氨(NH3)生成机制的示例性视图；
[0021] 图4为示出了在根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置中，LNT的NH3的生成量相对于废气的温度的示例性曲线图；
[0022] 图5为示出了在根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置中，基于不同临界时间的LNT的NH3的生成量相对于废气的温度的示例性曲线图；
[0023] 图6和图7为示出了在根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置中，基于不同条件的从LNT排出的NH3的密度的示例性曲线图；以及
[0024] 图8为示出了在根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置中，基于废气的温度和临界时间确定额外稠密时间周期的方法的示例性流程图。
[0025] 附图中陈列的附图标记包括对以下元件的引用，其进一步说明如下：
[0026] 1：发动机
[0027] 2：LNT
[0028] 3：SCR(SDPF)
[0029] 4：DPF
[0030] 5：SCR
[0031] 6：前λ传感器
[0032] 7，7-1，7-2，7-3：后λ传感器
[0033] 8，9，10：温度传感器
[0034] 应当了解，所附附图不是必须按比例地显示了本发明的基本原理的说明性的各种优选特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
[0035] 应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。
[0036] 虽然示例性实施方案被描述为利用多个单元以执行示例性过程，应当理解的是，示例性过程还可通过一个或多个模块来执行。此外，应当理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成存储这些模块，且处理器特别配置成执行所述模块以执行下文进一步描述的一个或多个过程。
[0037] 此外，本发明的控制逻辑可被具体化为计算机可读介质上的永久性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括，但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在通过网络联接的计算机系统中，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)以分布式方式存储和执行。
[0038] 本文中所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的并且不旨在限制本发明。如本文中所使用地，单数形式“一个”、“一种”、以及“该”旨在也包括复数，除非上下文明确地另作规定。还将理解的是，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”是指存在有所陈述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组分，但是并不排除存在有或额外增加一个或多个其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组分和/或其组成的群组。作为在本文中所使用的，术语“和/或”包括列举的相关术语的一个或多个的任何和全部的组合。
[0039] 除非特别说明或从上下文中显而易见，本文中所使用的术语“大约”被理解为在本领域中正常公差的范围内，例如在平均值的2个标准差的范围内。“大约”可理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％、或0.01％内。除非从上下文中另有明确，本文中提供的所有数值都通过术语“大约”修改。
[0040] 接下来将对本发明的不同实施方案详细地作出引用，实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。虽然本发明将结合示例性实施方案来描述，但将可理解，本说明书不旨在将本发明限制于那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等同和其它实施方案。
[0041] 本公开的示例性实施方案涉及稀薄NOx吸附还原(LNT)和被动选择性催化再循环(SCR)的组合系统以满足加强的排放规定，并提供控制由LNT生成的氨(NH3)的量的方法。
[0042] 图1为示出了根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置的构造的示例性框图。参照图1，LNT(例如，LNT催化剂)2和沸石型SCR(例如，沸石型SCR催化剂)3可基于废气的流动如图所示地设置以允许从发动机1排出的废气穿过LNT 2和SCR 3。换言之，LNT 2可设置在发动机1之后，并且SCR 3可设置在LNT 2之后。
[0043] SCR 3可以是在收集微粒并且还原NOx的柴油颗粒过滤器上的SCR(SPDF)。可通过采用SCR催化剂涂覆多孔DPF制造的SDPF可使氨(NH3)在SCR还原剂中与废气内的NOx反应以生成水和氮气(N2)，同时收集废气中的微粒。SDPF 3和LNT 2的组合可形成被动SCR以在稠密环境下解吸吸收在LNT 2中的NOx以产生氨(NH3)作为副产品，并且使NH3在SDPF 2中与废气中的NOx反应，从而还原NOx。
[0044] 图2为示出了根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置的构造的示例性框图。参照图2，LNT 2、H2S还原型柴油微粒过滤器(DPF)4，和沸石型SCR 5可基于废气的流动如图所示地设置，因此从发动机1排出的废气可穿过LNT 2、DPF 4、和SCR 5。换言之，LNT 2可设置在发动机1之后，并且DPF 4可设置在LNT 2和SCR 5之间。
[0045] 在图1和图2所示的示例性实施方案中，前λ传感器6可被配置成检测废气中的氧气的密度并且可设置在发动机1和LNT 2之间，并且后λ传感器7可设置在LNT 2之后。此外，前λ传感器可设置在LNT2之前。具体而言，如图1所示，后λ传感器7或7-1可设置在SDPF 3之后，换言之，在LNT 2之后或SDPF 3之后。而且，如图2所示，后λ传感器7、7-2或7-3可设置在LNT 2之后，在DPF 4之后或在SCR 5之后。
[0046] 此外，排气后处理装置可包括配置成检测废气的温度的至少一个温度传感器。具体而言，如图1所示，温度传感器8和9可分别设置在LNT 2之后和在SDPF 3之后，并且如图2所示，温度传感器8、9和10可分别设置在LNT 2之后、在DPF 4之后和在SCR 5之后。在如图1和图2所示配置的排气后处理装置中，当发动机1以稠密模式操作时，LNT 2可生成NH3，并且SCR 5或SDPF 3(在下文中，总称为SCR)使NH3与NOx反应，从而可还原废气中的氮氧化物。
[0047] 在排气后处理装置中，随着发动机1以稠密模式驱动时的稠密模式驱动时间周期(例如，稠密时间周期)增加，NH3和碳氢化合物(HC)/一氧化碳(CO)也可增加。然而，为了最佳调节稠密时间周期，可基于发动机的驱动状况设置和调节稠密时间周期。
[0048] 当确定的稠密时间周期长于(例如，大于)用于稠密时间周期的最佳调节的时间周期(例如，最佳稠密时间周期)时，CO/HC的滑移可能增加，而NH3的生成量可能不会显著增加，从而可降低燃料效率。当确定的稠密时间周期短于(例如，小于)用于最佳调节的最佳稠密时间周期时，SCR 3或5对NOx的净化的贡献度可能降低，因为虽然CO/HC的滑移减少但NH3的生成量是最小的。因此，根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置可基于发动机1的驱动状况最佳调节稠密时间周期以优化LNT 2的NH3的生成量，从而可使SCR3或5有效地净化NOx。
[0049] 当周期地形成稠密环境以还原吸收且存储在LNT 2内的NOx时，排气后处理装置可被配置成基于发动机1的驱动状况确定最佳稠密时间周期，从而可增加NH3的生成量，增加SCR 3或5的NOx的净化率，减少CO/HC的滑移，并防止燃料效率的降低。
[0050] 当临界时间为当来自位于LNT 2之前的前λ传感器6的信号与来自位于LNT 2之后的后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号的大约相同时，发动机1以稠密模式驱动，来自前λ传感器6的信号类似于来自后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号，可通过使稠密时间周期延长时间α的预定周期来增加NH3的生成量。发动机1进入稠密模式的时间可由tbt表示，并且来自前λ传感器6的信号类似于来自后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号所花费的时间周期可由t表示。
[0051] 然而，CO/HC的滑移也可增加。因此，可能需要在临界时间tbt之后基于发动机1的驾驶状况优化时间周期α(例如，额外的稠密时间周期)。为了优化额外的稠密时间周期α，可以是发动机/催化剂状况的影响NH3的生成的主要因素(诸如，当发动机1以稠密模式驱动时废气的温度和流动、催化剂老化的程度、和达到临界时间tbt所花费的时间周期t)可被设置成基本恒定的值。
[0052] 额外的稠密时间周期α可基于在发动机1进入稠密模式之后当来自前λ传感器6的信号与来自后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号大约相同时的废气的温度T和临界时间tbt，以及影响NH3的生成的因素(例如，废气的温度和流动、催化剂老化的程度、和达到临界时间tbt所花费的时间周期t)确定。
[0053] 图3为根据本公开的示例性实施方案的用于描述LNT 2的NH3生成机制的示例性视图。图3的顶部曲线图示显示了来自前λ传感器6和后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的示例性信号(例如，λ值)，图3的中间曲线图显示了在LNT 2之前的废气的示例性温度，并且图3的底部曲线图示出了在LNT 2之后的NH3和CO的示例性密度。
[0054] 参照图3的顶部曲线图，在来自前λ传感器6和后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号的临界时间可彼此相交以使λ值变得大约相同之前，NOx在稀薄模式下可被存储和吸收在LNT 2中，并且所吸收的NOx在稠密模式下可被分解成氮气(N2)并且净化。该过程可表示为如下的反应方程1。
[0055] 反应方程1
[0056] Ba(NO3)2+3CO→2NO+2CO2+BaCO3
[0057] 2NO+2CO→N2+2CO2
[0058] 其中，Ba(NO3)2是硝酸钡，CO是一氧化碳，NO是氧化氮，CO2是二氧化碳，BaCO3是碳酸钡并且N2是氮气。
[0059] 此外，在临界时间之后，H2可与NO反应以生成NH3，以用于当发动机1继续以稠密模式驱动时的额外的稠密时间周期α。该过程可表示为如下的反应方程2。
[0060] 反应方程2
[0061] CO+H2O→CO2+H2
[0062] 3HC+3H2O→3CO+6H2
[0063] 5H2+2NO→2NH3+2H2O
[0064] 其中，CO是一氧化碳，H2O是水，CO2是二氧化碳，H2是氢气，NO是氧化氮，HC是碳氢化合物并且NH3是氨。
[0065] NH3可从LNT 2从当存储在LNT 2的储氧材料内的氧气和存储在LNT 2的NOx吸收材料内的NOx可被消耗时开始生成。因此，通过提供额外的稠密时间周期α，可操作LNT 2以排出大量的NH3。
[0066] 图4为示出了在根据本公开的示例性实施方案的排气后处理装置中的LNT 2的NH3的生成量相对于废气的温度的示例性曲线图。如图4所示，可在大约200℃的低温下生成NH3，可在约300℃的温度下产生最大量的NH3，并且即使在约350℃以上的高温下，仍可生成NH3。NH3的生成量可基于发动机λ值(例如，空气-燃料比)、废气的流动和废气的密度。
[0067] 参照图3的下方的曲线图，由于可在临界时间tbt处生成最大量的NH3，因此可在生成最大量的NH3的临界时间tbt之后通过维持发动机1的稠密模式额外的稠密时间周期α来增加NH3的生成量。然而，当额外的稠密时间周期α基本很短(例如，小于预定的稠密时间周期)时，NH3的生成量可能减少。此外，当额外的稠密时间周期α充分长时(例如，大于预定稠密时间周期)，虽然NH3的生成量可增加，但CO的量可大幅增加，从而可降低燃料效率。因此，可能需要最优地确定额外的稠密时间周期α。而且，如图3所示，对于额外的稠密时间周期α，NH3每秒的生成率可逐渐减小。
[0068] 图5为显示基于不同临界时间tbt的LNT 2的NH3的生成量相对于废气的温度的示例性曲线图。如图5所示，当废气的温度为大约300℃时，可生成最大量的NH3。而且，当废气的温度小于或大于300℃时，NH3的生成量可降低。
[0069] 此外，随着临界时间tbt增加(例如，临界时间tbt越长)，NH3的量的增加越多。因此，通过基于废气的温度和临界时间tbt确定额外的稠密时间周期α，LNT 2可排出最大量的NH3，从而可增加NOx的净化率。
[0070] 如图4所示，当废气的温度在大约275℃到大约325℃的范围内，可生成最大量的NH3，并且随着废气的温度从大约275℃下降至大约225℃或从大约325℃升高至大约375℃，所生成的NH3的量可减少。当废气的温度超过大约375℃时，所生成的NH3的量可大幅减少。而且，如图5所示，随着达到临界时间tbt所花费的时间周期t减少，所生成的NH3的量可减少，并相应地，额外的稠密时间周期α也可减小。
[0071] 图6为示出了当不同临界时间tbt(例如，在来自前λ传感器6和后λ传感器7、7-1、7-2、或7-3的信号之间发生穿透处的时间)和废气的不同温度被用作控制因素时，从LNT 2排出的NH3的密度随时间的示例性曲线图。
[0072] 条件1
[0073] tbt＝tbt1(tbt1>tbt2>tbt3)&废气的温度＝大约300℃
[0074] 条件2
[0075] tbt＝tbt2(tbt1>tbt2>tbt3)&废气的温度＝大约350℃
[0076] 条件3
[0077] tbt＝tbt3(tbt1>tbt2>tbt3)&废气的温度＝大约400℃
[0078] 在图6中，当选择条件1作为控制因素时可获得第一曲线，当选择条件2作为控制因素时可获得第二曲线，当选择条件3作为控制因素时可获得第三曲线。如图6所示，由于不同临界时间tbt和废气的不同温度被用作控制因素，因此NH3的密度峰值可出现在不同时间处。如从第一、第二和第三曲线可以看出，NH3的密度峰值可按顺序减小，并且NH3的排出量也可按顺序减小。虽然不同条件被选择作为控制因素，但曲线示出了类似模式(pattern)的NH3的排出密度。
[0079] 在图6中，时间周期tp1、tp2和tp3可表示从任意时间ta到NH3的密度分别达到峰值处的时间tbt1、tbt2和tbt3的时间周期。时间周期tp1、tp2和tp3可分别被确定作为各自条件1、2和3的额外的稠密时间周期α。换言之，任意参考时间ta和临界时间tbt(tbt1，tbt2，tbt3)之间的时间差可被确定作为额外的稠密时间周期α。因此，通过使用废气的温度和临界时间tbt作为用于确定额外的稠密时间周期α的控制因素，并且基于废气的温度和临界时间tbt确定在临界时间tbt之后的额外的稠密时间周期α，可有效地增加NH3的生成量。
[0080] 图7为示出了根据以上参照图6描述的条件1、2和3，从LNT 2排出的NH3的密度随时间的示例性曲线图。在图7的曲线中，tp1、tp2和p3可分别表示从任意时间ta到NH3的密度达到峰值处的时间的时间周期，并且β1、β2和β3可分别表示在时间tbt1、tbt2和tbt3之后维持稠密模式的时间周期。具体而言，tp1+β1、tp2+β2和tp3+β3可分别被确定作为各自条件1、2和3的额外的稠密时间周期α。换言之，任意参考时间ta和时间tbt+β(tbt1+β，tbt2+β，tbt3+β)之间的时间差可被确定作为额外的稠密时间周期α。
[0081] 随着β1、β2或β3的值增加，LNT 2的NH3的生成量也可增加。然而，由于CO/HC的滑移量也增加，因此β1、β2或β3的值可优选地设置为大约2秒或2秒以下。额外的稠密时间周期α可通过车辆的主控制器确定，并且发动机控制器可被配置成基于从主控制器传输的信号基于额外的稠密时间周期α操作发动机1。
[0082] 因此，为了基于废气的温度和临界时间tbt来确定额外的稠密时间周期α并且基于该额外的稠密时间周期α调节NH3的生成量，主控制器可被配置成利用以下过程来确定额外的稠密时间周期α并延长发动机1的稠密模式。主控制器可被配置成确定发动机1的驱动模式是否处于稠密模式并且当发动机1以稠密模式驱动时检测来自前λ传感器6和后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号。
[0083] 此外，主控制器可被配置成比较来自前λ传感器6和后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号以检测在来自前λ传感器6和后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号之间发生穿透处的临界时间，基于临界时间和利用温度传感器8或9检测到的废气的温度确定额外的稠密时间周期α，并且在临界时间之后维持发动机1的稠密模式达额外的稠密时间周期α。临界时间可以是当发动机1以稠密模式驱动时，当来自前λ传感器6的信号(例如，λ值)与来自后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号(例如，λ值)大约相同时的时间。具体而言，当基于来自前λ传感器6和/或后λ传感器7、7-1、7-2或7-3的信号信息，λ值被确定为小于1时，主控制器可被配置成确定发动机1以稠密模式驱动(例如，操作)。如上所述，可确定用于延长稠密模式的额外的稠密时间周期α以最优地增加LNT 2的NH3的生成量，其中用于确定额外的稠密时间周期α的因素可以是废气的温度和临界时间tbt。
[0084] 图8和表1示出了基于废气的温度T和临界时间tbt确定的额外的稠密时间周期α。
[0085] 表1
[0086]
[0087] 如图8和表1所示，当用于DeNOx的稠密模式被应用于发动机1时，当废气的温度T小于T1(T
[0088] 此外，当废气的温度T大于或等于T1并且小于T2(T1≤T
[0089] 此外，当废气的温度T大于或等于T2(T≥T2)并且临界时间tbt早于t1(tbt
[0090] 由于当废气的温度T为大约300℃时可从LNT 2排出最大量的NH3，因此，当300℃为在T1和T2之间时，表示额外的稠密时间周期α的值a、b和c可满足b>c>a。由于LNT 2具有更大存储量的NOx和较低恶化的催化剂，因此LNT 2可具有更后的临界时间tbt并且生成更大量的NH3。此外，如上所述，当废气的温度小于或大于300℃时，NH3的生成量可减小。
[0091] 因此，可基于废气的温度和临界时间tbt利用类似于表1的3x3矩阵确定在临界时间tbt之后的额外的稠密时间周期α。然而，还可根据不同条件的组合(诸如，废气的温度和临界时间tbt)利用2x2矩阵或4x4矩阵代替3x3矩阵来确定在临界时间tbt之后的额外的稠密时间周期α。此外，可利用任何其他方法基于废气的温度和临界时间tbt确定在临界时间tbt之后的额外的稠密时间周期α。
[0092] 如上所述，通过基于废气的温度和临界时间tbt确定额外的稠密时间周期α来调节NH3的生成量，可有效增加NH3的生成量，可配置位于LNT之后的SCR来还原大量的NOx，从而可减少CO/HC的滑移，并且可防止燃料效率的降低。此外，可有效满足未来的排放规定。
[0093] 参照本发明的示例性实施方案具体描述本发明。然而，本领域技术人员将理解，可在不脱离本发明的原理和精神、所附权利要求及其等同限定的范围的条件下对这些示例性实施方案作出的改变。
