控制一氧化二氮排放的方法技术

本发明专利技术涉及控制一氧化二氮排放的方法。描述了控制一氧化二氮排放的系统和方法。在一种具体的实施例中，将柴油混合动力车辆的排气系统中形成的一氧化二氮引导通过由外部源比如电加热器加热的氧化催化剂。然后，该催化剂由外部源加热，以通过使催化剂温度上升高于与一氧化二氮产生相关的范围温度而减少排气系统内一氧化二氮形成。

【技术实现步骤摘要】

本公开的领域涉及控制来自发动机、尤其是混合动力柴油动力系的排放。
技术介绍
HC、CO和NOx的联邦法规已经出台了一段时间。只是在最近，提出了所谓的温室气体、尤其是CO2的规章。CO2直接涉及燃料经济和发动机效率并且不需要任何另外的排放设备。近年来提出的N2O——另一声称的温室气体——的规章呈现了新问题。
技术实现思路
本文的专利技术人认识到，N2O最有可能产生于柴油发动机并且尤其是混合动力柴油发动机的低温排放气体后处理系统中。在这种后处理系统中，氧化催化剂或DOC被置于发动机排气中，以在通常包含贵金属比如铂和钯的催化表面上氧化HC和CO。选择性还原碱金属催化剂或SCR被置于DOC的下游并且连接至氨喷射系统，该氨喷射系统使用基于氨的还原剂比如水性尿素，其在某种发动机操作条件下被喷射以用氨化学地还原NOx。更具体而言，专利技术人已认识到，当DOC在足够高的使反应发生但是足够低的使得不是所有的HC被氧化的温度窗口操作时，来自发动机的HC可以与DOC中的NOx反应以产生N2O。如果使用柴油燃料加热DOC，则甚至更多的N2O会伴随另外的HC产生。通过使氨与NOx反应，另一N2O反应可在SCR中发生。在本专利技术的一个具体方面中，专利技术人用一种方法解决了N2O产生的问题，其中使来自发动机的排放气体通过氧化催化剂，所述氧化催化剂包括具有钯或铂或二者的涂层。由催化剂的温度、发动机排放气r>体中HC与NOx的比或NO2与NOx的比中的一个或多个推定来自氧化催化剂的N2O形成；并且当催化剂在与N2O形成相关的温度窗口内操作时，减少N2O形成。在进一步的方面中，通过从外部源加热催化剂减少N2O形成。这样，实现了该技术结果，并且催化剂优选地通过电加热器加热，并且当催化剂温度上升高于与N2O产生相关的温度范围时，加热结束。在仍进一步的方面中，N2O形成的减少包括当推定N2O形成超过预定值时，增加发动机有效的压缩比以减少发动机HC形成。发动机压缩比增加包括以下的至少一种：改变发动机的进气门正时、增加强制进入发动机的空气压力或减小发动机燃烧室的容积。在本专利技术的另一方面中，该方法包括使来自发动机的排放气体通过氧化催化剂，所述氧化催化剂包括具有钯或铂或二者的涂层；使排放气体从氧化催化剂进入选择性还原催化剂；在预定条件下添加氨至该选择性还原催化剂以还原NOx；由氧化催化剂的温度、发动机排放气体中的HC以及NOx和NO2推定来自氧化催化剂的N2O形成；由选择性还原催化剂的温度、推定的来自氧化催化剂的N2O形成和氨推定来自选择性还原催化剂的N2O；和当氧化催化剂温度低于预定范围并且来自选择性还原催化剂的N2O超过预先选择的量时，从外部源加热氧化催化剂以减少来自选择性还原催化剂的N2O。优选地，由氧化催化剂的温度、以及排放气体中HC与NOx的比和NO2与NOx的比，推定来自氧化催化剂的推定的N2O。在仍另一方面中，本专利技术被应用于混合动力柴油发动机。在该方面中，实行的该方法包括：使来自发动机的排放气体通过氧化催化剂，所述氧化催化剂包括具有钯或铂或二者的涂层；使排放气体从氧化催化剂进入选择性还原催化剂；在预定条件下添加氨至该选择性还原催化剂以还原NOx；由催化剂的温度、发动机排放气体中HC与NOx和NO2的比推定来自氧化催化剂的N2O形成；由选择性还原催化剂的温度、推定的来自氧化催化剂的N2O形成、来自柴油发动机的NOx和氨推定来自选择性还原催化剂的N2O；当氧化催化剂温度低于预定范围并且推定的来自选择性还原催化剂的N2O超过预先选择的量时，用电加热器加热氧化催化剂以减少来自氧化催化剂的N2O形成；和当氧化催化剂温度超过预定范围时中断电加热。在一个更具体的方面中，当推定的来自选择性还原催化剂的N2O高于预定值时，降低柴油发动机的功率输出。此外，控制电动马达以提供与来自柴油发动机的功率下降相关的功率。从以下详细描述，当单独或结合附图理解时，本说明书的上述优势和其他优势以及特征将会容易明白。应理解，提供上述内容是为了以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定了要求保护的主题的关键或主要特征，其范围唯一地通过权利要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述的任何缺点或本公开的任何部分中的实施方式。附图说明当单独或参考附图时，通过阅读实施方式的实例——本文称为具体实施方式，本文所述的优势将被更充分理解，其中：图1图解了一种示例性混合动力车辆推进系统；图2显示了一种发动机系统的示意图；图3显示了根据本公开的一种示例性排放控制系统；图4显示了独立地监测来自氧化催化剂的N2O和减少由其产生的N2O的示例性流程图；图5是加热氧化催化剂以减少在其中N2O形成的示例性流程图；图6显示了排气系统中用于调节一种或多种发动机操作以减少N2O形成的示例性流程图；图7显示图解发动机操作响应发动机状态的示例性改进的示例性流程图；图8显示了基于N2O产生相对于规定上限(regulated cap)减少N2O排放的示例性流程图；图9进一步显示了图解预定范围的示例图，其中做出一种或多种发动机改进以相对于规定上限减少N2O形成；和图10显示了基于推定的来自其的N2O排放在车辆操作期间管理碳罚分(carbon penalty)的示例性流程图。具体实施方式本专利技术人已认识到，N2O最可能产生于柴油发动机并且尤其是混合动力柴油发动机的低温排放气体后处理系统。如此，为简单起见，本文描述了示例性混合动力柴油发动机中控制N2O产生的方法。具体地，图1和图2分别图解了示例性混合动力车辆推进系统和示意性发动机图。然后，图3显示了根据本公开的示例性排放控制系统。关于排放系统的控制，图4显示独立地监测来自氧化催化剂的N2O并且减少由其产生的N2O的示例性流程图，而图5-7的示例性流程图图解了用于调节一种或多种发动机操作以减少排气系统内N2O排放的多种方法。因为N2O是管制的温室气体，因此包括图8-10以图解基于规定上限减少N2O排放以预防碳罚分的示例性方法。转至混合动力柴油发动机，图1图解了示例性车辆推进系统100。车辆推进系统100包括燃料燃烧发动机110和马达120。作为非限制性例子，发动机110包括内燃发动机，和马达120包括电动马达。马达120可配置为利用或消耗不同于发动机110的能源。例如，发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制发动机排放的方法，其包括：使来自所述发动机的排放气体通过氧化催化剂，所述氧化催化剂包括具有钯或铂或二者的涂层；由催化剂温度、所述发动机排放气体中HC与NOx的比或NO2与NOx的比的一个或多个，推定来自所述催化剂的N2O形成；和当所述催化剂在与N2O形成相关的温度范围内操作时，减少所述N2O形成。

【技术特征摘要】
2014.01.14 US 14/155,2551.一种控制发动机排放的方法，其包括：
使来自所述发动机的排放气体通过氧化催化剂，所述氧化催化剂
包括具有钯或铂或二者的涂层；
由催化剂温度、所述发动机排放气体中HC与NOx的比或NO2与
NOx的比的一个或多个，推定来自所述催化剂的N2O形成；和
当所述催化剂在与N2O形成相关的温度范围内操作时，减少所述
N2O形成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述减少N2O形成包括从外
部源加热所述催化剂以减少所述N2O形成。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述加热所述催化剂包括电
加热所述催化剂，并且当所述催化剂温度上升高于与N2O产生相关的
温度范围时，结束所述加热。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化催化剂进一步包括
堇青石衬底、金属衬底或沸石衬底。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机包括柴油发动机。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述减少N2O形成包括当所
述推定的N2O形成超过预定值时，增加所述发动机的有效压缩比以减
少所述发动机的HC形成。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述发动机压缩比增加包括
以下的至少一种：改变所述发动机的进气门正时、增加强制进入所述
发动机的空气压力或减小所述发动机的燃烧室的容积。
8.一种控制柴油发动机排放的方法，包括：
使来自所述发动机的排放气体通过氧化催化剂，所述氧化催化剂

\t包括具有钯或铂或二者的涂层；
使来自所述氧化催化剂的排放气体进入选择性还原催化剂；
在预定条件下添加氨至所述选择性还原催化剂，以还原NOx；
由所述催化剂的温度、所述发动机排放气体中的HC和NOx以及
NO2，推定来自所述氧化催化剂的N2O形成；
由所述选择性还原催化剂的温度、所述推定的来自所述氧化催化
剂的N2O形成和所述氨，推定来自所述选择性还原催化剂的N2O；和
当所述氧化催化剂温度低于预定范围和来自所述选择性还原催化
剂的所述N2O超过预先选择的量时，从外部源加热所述氧化催化剂以
减少来自所述选择性还原催化剂的所述N2O。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述推定的来自所述氧化催
化剂的N2O由所述氧化催化剂的温度以及所述排放气体中HC与NOx
的比和NO2与NOx的比推定。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述外部热源包括电加热
器。
11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·K·兰姆波特，W·C·罗那，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US