CN103089380B - 电加热的NOx吸附剂催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于内燃发动机的排气处理系统，其包括排气管道、上游选择性催化还原（SCR）装置、电加热催化剂（EHC）装置、氧化催化剂（OC）装置、下游SCR装置、以及控制模块。EHC装置与排气管道流体连通，并被配置成接收排气。EHC装置位于上游SCR装置的下游并且选择性地被启用以产生热量。OC装置与排气管道流体连通并且选择性地被EHC装置加热。EHC装置和OC装置中的至少一个具有设置在其上的NOx吸附剂催化剂，用于选择性地在低于阈值温度时吸附NOx并且在高于阈值温度时基本上释放NOx。

Description

电加热的NOx吸附剂催化剂
技术领域
本发明的示例性实施例涉及用于内燃发动机的排气处理系统，更具体地，涉及具有选择性地启动的电加热催化剂（EHC）和NOx吸附剂催化剂的排气处理系统。
背景技术
内燃发动机，尤其是柴油发动机所排出的排气是一种不均匀混合物，其包括诸如一氧化碳（CO）、未燃烧的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）这样的气体排放物，以及构成颗粒物质（PM）的凝聚相材料（液体和固体）。通常布置在催化剂载体或基体上的催化剂成分被设于发动机排气系统内以将这些排气成分中的部分或全部转化为非管制的排气组分。
用于减少CO和HC排放物的排气处理技术的一种类型是氧化催化剂装置（OC）。OC装置包括流通的基体和施加于基体上的催化剂化合物。用于减少NOx排放物的排气处理技术的一种类型是选择性催化还原（SCR）装置，该装置可以位于OC装置的下游。SCR装置包括基体，其中，SCR催化剂化合物施加到该基体上。还原剂通常喷入SCR装置上游的热排气中。还原剂可以是尿素溶液，其在热排气中分解为氨（NH3）并且由SCR装置吸附。然后，在存在SCR催化剂的情况下，氨将NOx还原为氮。然而，SCR装置还需要达到阈值或起燃温度，以便有效地还原NOx。在发动机的冷起动之后，SCR还没有获得相应的起燃温度，因此，通常不能够有效地从排气除去NOx。因此，期望提供一种有效的方法用于在SCR装置到达相应的起燃温度之前有效率地从排气除去NOx。
发明内容
在本发明的一个示例性实施例中，提供一种用于内燃发动机的排气处理系统，其包括排气管道、上游选择性催化还原（SCR）装置、电加热催化剂（EHC）装置、氧化催化剂（OC）装置、下游SCR装置、以及控制模块。排气管道与内燃发动机流体连通，并且配置成从内燃发动机接收排气。该排气含有氮氧化物（NOx）和碳氢化合物。上游SCR装置与排气管道流体连通，并被配置成接收排气。EHC装置与排气管道流体连通，并被配置成接收排气。EHC装置位于上游SCR装置的下游。EHC装置被选择性地启用以产生热量。EHC装置包括整料。OC装置与排气管道流体连通。OC装置选择性地被EHC装置加热。EHC装置的整料和OC装置中的至少一个具有设置在其上的NOx吸附剂催化剂，用于在低于阈值温度时吸附NOx并且在高于阈值温度时基本上释放NOx。下游SCR装置与排气管道流体连通，并被配置成接收排气。下游SCR装置位于OC装置的下游。下游SCR装置包括基于下游SCR温度曲线的下游SCR启用温度。下游SCR启用温度指示了下游SCR装置在下游SCR装置的相应起燃温度的特定范围内。控制模块与EHC装置通信。控制模块包括确定下游SCR温度曲线的控制逻辑。控制模块包括如果下游SCR温度曲线高于下游SCR启用温度则启用EHC装置的控制逻辑。
此外，本发明还涉及以下技术方案。
1.一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括：
与内燃发动机流体连通的排气管道，所述排气管道配置成从所述内燃发动机接收排气，所述排气包含氮氧化物（NOx）；
与所述排气管道流体连通并且配置成接收排气的上游选择性催化还原（SCR）装置；
与所述排气管道流体连通并配置成接收排气的电加热催化剂（EHC）装置，所述EHC装置位于所述上游SCR装置的下游并且被选择性地启用以产生热量，所述EHC装置包括整料；
与所述排气管道流体连通的氧化催化剂（OC）装置，所述OC装置选择性地被所述EHC装置加热，并且其中，所述EHC装置的整料和所述OC装置中的至少一个具有设置于其上的NOx吸附剂催化剂，用于在低于阈值温度时吸附NOx，并且在高于所述阈值温度时基本上释放NOx；
与所述排气管道流体连通并且配置成接收排气的下游SCR装置，所述下游SCR装置位于所述OC装置的下游，所述下游SCR装置包括基于下游SCR温度曲线的下游SCR启用温度，所述下游SCR启用温度指示所述下游SCR装置位于所述下游SCR装置的相应起燃温度的特定范围内；以及
与所述EHC装置通信的控制模块，所述控制模块包括：
用于确定所述下游SCR温度曲线的控制逻辑；和
如果所述下游SCR温度曲线高于所述下游SCR启用温度则启用所述EHC装置的控制逻辑。
2.如技术方案1所述的排气处理系统，还包括连接到所述排气管道且与所述排气管道流体连通的碳氢化合物供给源，其中，所述碳氢化合物供给源被选择性地启用，用于向所述排气管道输送碳氢化合物并且在所述排气管道中形成排气和碳氢化合物的混合物，所述排气和碳氢化合物的混合物被输送到所述EHC装置和所述OC装置。
3.如技术方案2所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括如果所述下游SCR温度曲线高于所述下游SCR启用温度则启用所述碳氢化合物供给源的控制逻辑。
4.如技术方案1所述的排气处理系统，其中，所述OC装置和所述EHC装置的整料具有设置在其上的氧化催化剂化合物的钯和铜洗涂层中的至少一个。
5.如技术方案4所述的排气处理系统，其中，还原剂喷射器与所述排气管道流体连通并且与所述控制模块信号连通，所述还原剂喷射器位于所述上游SCR装置的上游，其中，所述还原剂喷射器配置成用于喷出一定量的还原剂。
6.如技术方案1所述的排气处理系统，其中，所述NOx吸附剂催化剂是被动NOx吸附剂（PNA）和稀燃NOx捕集器（LNT）中的一个。
7.如技术方案1所述的排气处理系统，还包括：
位于所述下游SCR装置的上游的第一温度传感器；和
位于所述下游SCR装置的下游的第二温度传感器。
8.如技术方案7所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监测所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的控制逻辑。
9.如技术方案8所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括基于来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号来计算所述下游SCR温度曲线的控制逻辑，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度一起被平均以产生所述SCR温度曲线。
10.如技术方案8所述的排气处理系统，其中，使用所述第一温度传感器来计算所述OC装置的OC温度。
11.如技术方案10所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括如果所述OC温度高于所述阈值温度则停用所述EHC装置的控制逻辑。
12.如技术方案1所述的排气处理系统，还包括与所述排气管道流体连通的上游OC装置，所述上游OC装置位于所述上游SCR装置的上游。
13.一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括：
与内燃发动机流体连通的排气管道，所述排气管道配置成从所述内燃发动机接收排气，所述排气包含氮氧化物（NOx）和碳氢化合物；
与所述排气管道流体连通的上游氧化催化剂（OC）装置，其中，所述上游OC装置引起排气中的碳氢化合物的氧化；
与所述排气管道流体连通并且配置成接收排气的上游选择性催化还原（SCR）装置，所述上游OC装置位于所述上游SCR装置的上游；
与所述排气管道流体连通并配置成接收排气的电加热催化剂（EHC）装置，所述EHC装置位于所述上游SCR装置的下游并且被选择性地启用以产生热量，所述EHC装置包括整料；
与所述排气管道流体连通的下游OC装置，所述下游OC装置选择性地被所述EHC装置加热，并且其中，所述EHC装置的整料和所述下游OC装置中的至少一个具有设置于其上的NOx吸附剂催化剂，用于在低于阈值温度时吸附NOx，并且在高于所述阈值温度时基本上释放NOx，所述NOx吸附剂催化剂是被动NOx吸附剂（PNA）和稀燃NOx捕集器（LNT）中的一个；
与所述排气管道流体连通并且配置成接收排气的下游SCR装置，所述下游SCR装置位于所述OC装置的下游，所述下游SCR装置包括基于下游SCR温度曲线的下游SCR启用温度，所述下游SCR启用温度指示所述下游SCR装置位于所述下游SCR装置的相应起燃温度的特定范围内；以及
与所述EHC装置通信的控制模块，所述控制模块包括：
用于确定所述下游SCR温度曲线的控制逻辑；和
如果所述下游SCR温度曲线高于所述下游SCR启用温度则启用所述EHC装置的控制逻辑。
14.如技术方案13所述的排气处理系统，还包括连接到所述排气管道且与所述排气管道流体连通的碳氢化合物供给源，其中，所述碳氢化合物供给源被选择性地启用，用于向所述排气管道输送碳氢化合物并且在所述排气管道中形成排气和碳氢化合物的混合物，所述排气和碳氢化合物的混合物被输送到所述EHC装置和所述下游OC装置。
15.如技术方案14所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括如果所述下游SCR温度曲线高于所述下游SCR启用温度则启用所述碳氢化合物供给源的控制逻辑。
16.如技术方案13所述的排气处理系统，其中，所述下游OC装置和所述EHC装置的整料具有设置在其上的氧化催化剂化合物的钯和铜洗涂层中的至少一个。
17.如技术方案16所述的排气处理系统，其中，还原剂喷射器与所述排气管道流体连通并且与所述控制模块信号连通，所述还原剂喷射器位于所述上游SCR装置的上游，其中，所述还原剂喷射器配置成用于喷出一定量的还原剂。
18.如技术方案13所述的排气处理系统，还包括：
位于所述下游SCR装置的上游的第一温度传感器；和
位于所述下游SCR装置的下游的第二温度传感器。
19.如技术方案18所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监测所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的控制逻辑。
20.如技术方案19所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括基于来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号来计算所述下游SCR温度曲线的控制逻辑，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度一起被平均以产生所述SCR温度曲线。
上述特征和优点以及本发明其它的特征和优点将根据以下结合附图对本发明进行的详细说明而变得清楚。
附图说明
在以下参照附图仅通过示例给出的实施例的详细说明中，其它特征、优点和细节得以显现，附图中：
图1为示例性排气处理系统的示意图；以及
图2是示出了启动图1中所示的电加热催化剂（EHC）的方法的过程流图。
具体实施方式
以下说明在本质上仅仅是示例性的，而并不是为了限制本公开、其应用或用途。应当明白在所有附图中，相应的附图标记指示类似的或者相应的部件和特征。如本文中所用，术语模块是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、处理器（共享，专用或成组的）以及执行一种或多种软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它适合的构件。
现在参见图1，示例性实施例涉及一种排气处理系统10，其用于减少内燃（IC）发动机12的管制排气组分。本文所述的排气处理系统可以在各种发动机系统中实施，这些各种发动机系统可包括，但不限于，柴油发动机系统、汽油直喷系统和均质充量压缩点火发动机系统。
排气处理系统10通常包括一个或多个排气管道14和一个或多个排气处理装置。在示出的实施例中，排气处理系统装置包括第一氧化催化剂装置（OC）18、第一选择性催化还原装置（SCR）20、电加热催化剂（EHC）装置22、第二氧化催化剂装置24、第二SCR装置26、和颗粒过滤器装置（PF）28。如所理解的，本发明的排气处理系统可包括图1所示的一个或多个排气处理装置和/或其它排气处理装置（未示出）的各种组合，并且不限于本示例。
在图1中，可包括若干段的排气管道14将排气15从IC发动机12传送到排气处理系统10的各个排气处理装置中。第一OC装置18定位于第一SCR装置20的上游。第一OC装置18可以包括，例如，流通式金属或陶瓷整料基底，该流通式金属或陶瓷整料基底可以封装于具有与排气管道14流体连通的入口和出口的不锈钢壳体或罐体中。基底可以包括设置于其上的氧化催化剂化合物。氧化催化剂化合物可作为洗涂层施加且可包括铂族金属，例如铂（Pt）、钯（Pd）或其它合适的氧化催化剂或其组合。OC装置18在处理未燃的气态和非挥发性HC和CO方面是有用的，HC和CO被氧化以形成二氧化碳和水。
第一SCR装置20可设置在OC装置18的下游。以类似于OC装置18的方式，第一SCR装置20可以包括例如流通式陶瓷或金属整料基底，该流通式陶瓷或金属整料基底可以封装于具有与排气管道14流体连通的入口和出口的不锈钢壳体或罐体中。该基底可以包括施加于其上的SCR催化剂成分。SCR催化剂成分可以包含沸石和一种或多种基本金属成分，诸如铁（Fe）、钴（Co）、铜（Cu）或钒（V），它们能够有效地协作以便在存在诸如氨（NH3）的还原剂的情况下转换排气15中的NOx成分。
可从还原剂供给源（未示出）供给氨还原剂36，并且利用喷射器46或者将还原剂传送到排气15的其它适当方法，可在SCR装置20上游的位置将氨还原剂36喷射到排气管道14中。还原剂36可以是气体、液体或者含水尿素溶液的形式，并且可与喷射器46中的空气混合以有助于分散喷射的喷雾。还可将混合器或者涡流器48设置在紧靠喷射器46的排气管道14内，以进一步有助于还原剂36与排气15的充分混合。
HC或燃料喷射器40可以定位在EHC装置22的上游，EHC装置22与排气管道14中的排气15流体连通。燃料喷射器40与HC源（未示出）流体连通，并且配置成将未燃HC25引入排气流中以便传送到EHC装置22。混合器或涡流器44也可设置于排气管道14内，紧靠HC喷射器40，以进一步有助于将HC25与排气15充分混合，以产生排气和碳氢化合物的混合物。排气和碳氢化合物混合物被供应到EHC装置22。
在所示出的实施例中，EHC装置22设置在OC装置18和第一SCR装置20的下游。EHC装置22包括整料32和电加热器34，其中，电加热器34选择性地被启用并加热整料32。电加热器34连接到向其提供功率的电源（未示出）。在一个实施例中，电加热器32操作在大约12-24伏的电压和大约1-3千瓦的功率范围，然而，应该懂得，也可以使用其它操作条件。EHC装置22可由任何导电的适当材料构造，诸如缠绕或者堆叠的金属整料。
氧化催化剂化合物（未示出）可以作为洗涂层施加到EHC装置22的整料32。在一个示例性实施例中，氧化催化剂化合物可以是当与某些其它类型的氧化催化剂化合物相比在较高的温度氧化来自喷射器46的还原剂36的钯（Pd）、铜（Cu）、或者另一种氧化催化剂化合物。例如，在一个实施例中，氧化催化剂化合物可以作为洗涂层施加，并且包含基于钯的氧化催化剂化合物。一些类型的基于钯的氧化混合物趋于在大于大约250℃的温度氧化还原剂36。在另一实施例中，如果使用基于铜的氧化催化剂，一些类型的基于铜的氧化催化剂化合物趋于在大于大约400℃的温度氧化还原剂36。
在所示出的实施例中，第二OC装置24设置在EHC装置22的下游。第二OC装置24可以包括，例如，流通式金属或陶瓷整料基底，该流通式金属或陶瓷整料基底可以封装于具有与排气管道14流体连通的入口和出口的不锈钢壳体或罐体中。基底可以包括设置于其上的氧化催化剂化合物。在一个示例性实施例中，该氧化催化剂化合物类似于施加到EHC装置22的氧化催化剂化合物，也可以是通常在较高的温度氧化来自喷射器46的还原剂36的钯、铜、或者另一类型的氧化催化剂。
EHC装置22和第二OC装置24都具有作为洗涂层施加于其上的NOx吸附剂催化剂。NOx吸附剂催化剂配置成选择性地在低于阈值温度时吸附NOx并且在高于阈值温度时基本上释放NOx。具体而言，NOx吸附剂催化剂在较低的温度存储NOx，并且配置成当排气15的温度升高时释放NOx。在一个实施例中，NOx吸附剂催化剂基本上释放NOx的阈值温度从大约150℃至大约300℃，然而，应该懂得，也可以使用其它的温度范围。在一个实施例中，NOx吸附剂催化剂可以是钡沸石或氧化铈。
NOx吸附剂催化剂配置成在发动机12的冷起动之后吸附NOx。在一个实施例中，如果NOx吸附剂催化剂是被动NOx吸附剂（PNA），则一旦排气15获得阈值温度，NOx被PNA吸附，并且释放回到排气15中。由PNA释放的NOx向下游移动，并且在第二SCR装置26上还原。第二SCR装置26设置在第二OC装置24的下游。设置第二SCR装置26用于在存在还原剂36的情况下转换排气15中的从PNA解吸的NOx。
在又一实施例中，NOx吸附剂催化剂是稀燃NOx捕集器（LNT），其包括与三元催化剂组合的NOx存储涂层或吸附剂涂层。在浓燃操作条件下，排气15被调整，为LNT提供减少的氧混合物（即，化学计量比的浓侧）。例如，在一个实施例中，燃料喷射器40被选择性地启用，将碳氢化合物25引入排气流中，用于传送到LNT。或者，可以修改发动机12的操作参数以便控制排气15中的碳氢化合物水平。具体而言，修改发动机正时和给燃料速率/频率，以便将额外的未燃的燃料传送到排气管道14中，用于与排气15混合。然后，LNT的三元催化剂将NOx还原为氮（N2）。
PF装置28可设置在SCR26的下游。PF装置28操作以过滤排气15的碳和其它颗粒。在各种实施例中，PF装置28可以使用陶瓷壁流整料过滤器23来构造，该过滤器23可包装在由例如不锈钢构成的壳体或者罐体中，并且该壳体或者罐体具有与排气管道14流体连通的入口和出口。该陶瓷壁流整料过滤器23可具有由纵向延伸的壁限定的多个纵向延伸的通道。这些通道包括具有开放的入口端和关闭的出口端的入口通道的子集合，以及具有关闭的入口端和开放的出口端的出口通道的子集合。通过入口通道的入口端进入过滤器23的排气15受到作用而通过相邻的纵向延伸的壁移动至出口通道。正是通过该壁流机构，排气15中的碳以及其它颗粒被过滤。被过滤的颗粒沉积在入口通道的纵向延伸壁上，并且随着时间的流逝，它们将具有增加IC发动机12承受的排气背压的效果。应该理解的是，该陶瓷壁流整料过滤器在本质上仅仅是示例性的，PF装置28可包括其它过滤器装置，例如卷绕或者填充纤维的过滤器、开孔泡沫、烧结金属纤维等等。整料过滤器23中的颗粒物质的聚积引起的排气背压的增大通常需要周期性地清洗或再生PF装置28。再生涉及到在通常为高温环境（>600℃）中对聚积的碳或其它颗粒进行氧化或燃烧。
控制模块50操作性地连接到发动机12和排气处理系统10且通过多个传感器监测发动机12和排气处理系统10。控制模块50还操作性地连接到EHC装置22的电加热器34、发动机12、燃料喷射器40、以及还原剂喷射器46。图1示出了与位于排气管道14中的两个温度传感器52和54通信的控制模块50。第一温度传感器52位于第二SCR装置26的上游，第二温度传感器54位于第二SCR装置26的下游。温度传感器52和54将电信号发送给控制模块50，每个电信号指示排气管道14中的特定位置的温度。控制模块50还与两个NOx传感器60和62通信，这两个NOx传感器60和62与排气管道14流体连通。具体而言，第一NOx传感器60位于第二OC装置24的上游，检测NOx浓度水平。第二NOx传感器62位于第二OC装置24的下游，检测NOx浓度水平。
控制模块50包括用于监测位于第二OC装置24的下游的第一温度传感器52并且基于第一温度传感器52而确定第二OC装置24的温度的控制逻辑。控制模块50还包括监测第一温度传感器52和第二温度传感器54以及计算第二SCR装置26的温度曲线的控制逻辑。具体而言，第一温度传感器52和第二温度传感器54一起被平均以产生第二SCR装置26的温度曲线。控制模块50还包括基于第二SCR装置26的温度曲线而选择性地启用和停用EHC装置22的控制逻辑。具体而言，如果第二SCR装置26的温度曲线在起燃温度或最小操作温度的特定范围之内，则电加热器34被启用，并且加热EHC装置22。电加热器34被启用的温度也称为第二SCR装置26的启用温度。启用温度是存储在控制模块50的存储器中的值。例如，在一个实施例中，该具体的范围可以是第二SCR装置26的起燃温度之内的大约30-50℃。该具体的范围指示了第二SCR装置26正接近相应的起燃温度。一旦第二SCR装置26被加热到相应的起燃温度，这通常有效地降低排气15中的NOx的量。
当被启用时，EHC装置22将热量提供给EHC装置22的整料32以及第二OC装置24，这又将EHC装置22的整料32和第二OC装置24加热到阈值温度。具体而言，EHC装置22的启用将NOx吸附剂催化剂加热到阈值温度，以便基本上释放或解吸NOx。在一个实施例中，燃料喷射器40也可以利用EHC装置22来启用，将未燃的HC25释放到排气15中。
控制模块50包括用于确定存储在EHC装置22和第二OC装置24上的排气15中的NOx的量的控制逻辑。由EHC装置22和第二OC装置24上的NOx吸附剂催化剂存储或吸附的排气15中的NOx的量可以基于第一NOx传感器60、第二NOx传感器62的输出、以及第二OC装置24的温度来计算。NOx的阈值量可以存储在EHC装置22的整料32和第二OC装置24上，其中，NOx的阈值量代表了NOx吸附剂催化剂被配置为保持或吸附的NOx的最大量。NOx的阈值量是存储在控制模块50的存储器中的值。在一个实施例中，如果存储在EHC装置22和第二OC装置24上的排气15中的NOx的量高于NOx的阈值量，并且如果第二SCR装置26高于启用温度，则控制模块50包括启用EHC装置22的控制逻辑。
一旦NOx吸附剂催化剂释放或解吸NOx，则NOx在存在还原剂36的情况下由第二SCR装置26转换为氮。具体而言，EHC22的启用还将热量提供给第二SCR装置26。因此，第二SCR装置26被EHC装置22加热，并且在EHC装置22基本上释放或解吸NOx之后，第二SCR装置26大致处于相应的起燃温度。应该注意到，在一个实施例中，施加到EHC装置22和第二OC装置24的氧化催化剂化合物通常在较高的温度（即，通常在大约250℃至大约400℃）氧化来自喷射器46的还原剂36。即，EHC装置22和第二OC装置24可以在比第二SCR装置26的起燃温度（通常大约200℃）较高的温度氧化还原剂36。因此，来自喷射器46的还原剂36在第二SCR装置26的起燃温度下通常不在第二OC装置24中氧化，而是通过或滑至第二SCR装置26。
EHC装置22的启用还将热量提供给PF装置28。当再生期间需要较高的温度时，由EHC装置22提供的热量帮助加热PF装置28。因此，由于EHC装置22将热量供应给PF装置28，这降低了由燃料喷射器40或发动机12喷射到排气流15中的碳氢化合物或燃料25的量。因此，EHC装置22的启用还可以改善车辆（未示出）的燃料经济性。
在发动机起动之后，第一SCR装置20不处于相应的起燃温度，因此不能有效地过滤NOx。相反，施加到EHC装置22的整料32和第二OC装置24中的至少一个的NOx吸附剂催化剂配置成在发动机起动之后吸附NOx。控制模块50包括基于第二SCR装置26的温度曲线而选择性地启用EHC装置22的控制逻辑。具体而言，如果第二SCR装置26的温度曲线在起燃温度或最小操作温度（也称为启用温度）的特定范围之内，则电加热器34被启用，以便加热EHC装置22的整料32和OC装置24。从而，这释放了由NOx吸附剂催化剂所吸附的NOx。通过EHC装置22的启用，第二SCR装置26被加热到相应的起燃温度。因此，被加热的第二SCR装置26转换还原剂36，并且通常有效地降低或基本上消除由NOx吸附剂催化剂所释放的NOx的量。因此，与没有包括EHC装置或NOx吸附剂催化剂的排气处理系统相比，EHC装置22和NOx吸附剂催化剂的组合改善了发动机起动之后的NOx效率。EHC装置22和NOx吸附剂催化剂也可以改善发动机12的燃料经济性。
现在将解释操作排气处理系统10的方法。参考图2，示出操作排气处理系统10的示例性过程的示例性过程流图总体由参考标号200表示。过程200开始于步骤202，其中，控制模块50包括用于监测第二SCR装置24的温度曲线的控制逻辑。具体而言，参考图1，控制模块50包括监测第一温度传感器52和第二温度传感器54以及计算第二SCR装置26的温度曲线的控制逻辑。具体而言，第一温度传感器52和第二温度传感器54一起被平均以产生第二SCR装置26的温度曲线。然后，过程200可进行到步骤204。
在步骤204中，控制模块50包括用于确定第二SCR装置24是在第二SCR装置24的启用温度之上或之下的控制逻辑。如果第二SCR装置24还没有获得启用温度，则过程200返回到步骤202。如果第二SCR装置24已经达到起燃温度，则过程200可以前进到步骤206。
在步骤206中，控制模块50包括用于启用EHC装置22的控制逻辑。具体而言，参考图1，EHC装置22包括整料32和电加热器34，其中，电加热器34选择性地被启用以加热整料32。然后，过程200可进行到步骤208。
在步骤208中，控制模块50包括用于启用燃料喷射器40的控制逻辑。燃料喷射器40与HC源（未示出）流体连通，并且配置成将未燃HC25引入排气流中以便传送到EHC装置22。应该注意，步骤208是可选的，并且在一些实施例中可以省略。然后，过程200可进行到步骤210。
在步骤210中，控制模块50包括用于监测第二OC装置24的温度的控制逻辑。参考图1，控制模块50包括用于监测位于第二OC装置24的下游的第一温度传感器52并且基于第一温度传感器52而确定第二OC装置24的温度的控制逻辑。然后，过程200可进行到步骤212。
在步骤212中，控制模块50包括用于确定第二OC装置24的温度是在阈值温度或是超过阈值温度的控制逻辑。阈值温度代表施加到第二OC装置24和EHC装置22的整料32的NOx吸附剂催化剂基本上释放吸附于其中的NOx的温度。在一个实施例中，阈值温度从大约150℃至大约300℃，然而，应该懂得，也可以使用其它的温度范围。如果温度不超过阈值温度，则过程200返回至步骤210。如果温度处于阈值温度或超过阈值温度，则过程200可以前进到步骤214。
在步骤214中，控制模块50包括用于停用EHC装置22的控制逻辑。然后，过程200可终止。
已参照示例性实施例对本发明进行了描述，本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以做出各种改变和对其元件用等同物进行替换。另外，根据本发明的教导，可做许多变形以适应特定情况或材料，这些都不会脱离本发明的实质范围。因此，本发明不限于所公开的具体实施例，而是本发明将包括落入到本申请范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括：
与内燃发动机流体连通的排气管道，所述排气管道配置成从所述内燃发动机接收排气，所述排气包含氮氧化物（NOx）；
与所述排气管道流体连通并且配置成接收排气的上游选择性催化还原（SCR）装置；
与所述排气管道流体连通并配置成接收排气的电加热催化剂（EHC）装置，所述EHC装置位于所述上游SCR装置的下游并且被选择性地启用以产生热量，所述EHC装置包括整料；
与所述排气管道流体连通的氧化催化剂（OC）装置，所述OC装置选择性地被所述EHC装置加热，并且其中，所述EHC装置的整料和所述OC装置中的至少一个具有设置于其上的NOx吸附剂催化剂，用于在低于阈值温度时吸附NOx，并且在高于所述阈值温度时基本上释放NOx；
与所述排气管道流体连通并且配置成接收排气的下游SCR装置，所述下游SCR装置位于所述OC装置的下游，所述下游SCR装置包括基于下游SCR温度曲线的下游SCR启用温度，所述下游SCR启用温度指示所述下游SCR装置位于所述下游SCR装置的相应起燃温度的特定范围内；以及
与所述EHC装置通信的控制模块，所述控制模块包括：
用于确定所述下游SCR温度曲线的控制逻辑；和
如果所述下游SCR温度曲线高于所述下游SCR启用温度则启用所述EHC装置的控制逻辑。
2.如权利要求1所述的排气处理系统，还包括连接到所述排气管道且与所述排气管道流体连通的碳氢化合物供给源，其中，所述碳氢化合物供给源被选择性地启用，用于向所述排气管道输送碳氢化合物并且在所述排气管道中形成排气和碳氢化合物的混合物，所述排气和碳氢化合物的混合物被输送到所述EHC装置和所述OC装置。
3.如权利要求2所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括如果所述下游SCR温度曲线高于所述下游SCR启用温度则启用所述碳氢化合物供给源的控制逻辑。
4.如权利要求1所述的排气处理系统，其中，所述OC装置和所述EHC装置的整料具有设置在其上的氧化催化剂化合物的钯和铜洗涂层中的至少一个。
5.如权利要求4所述的排气处理系统，其中，还原剂喷射器与所述排气管道流体连通并且与所述控制模块信号连通，所述还原剂喷射器位于所述上游SCR装置的上游，其中，所述还原剂喷射器配置成用于喷出一定量的还原剂。
6.如权利要求1所述的排气处理系统，其中，所述NOx吸附剂催化剂是被动NOx吸附剂（PNA）和稀燃NOx捕集器（LNT）中的一个。
7.如权利要求1所述的排气处理系统，还包括：
位于所述下游SCR装置的上游的第一温度传感器；和
位于所述下游SCR装置的下游的第二温度传感器。
8.如权利要求7所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监测所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的控制逻辑。
9.如权利要求8所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括基于来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号来计算所述下游SCR温度曲线的控制逻辑，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度一起被平均以产生所述SCR温度曲线。
10.如权利要求8所述的排气处理系统，其中，使用所述第一温度传感器来计算所述OC装置的OC温度。
11.如权利要求10所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括如果所述OC温度高于所述阈值温度则停用所述EHC装置的控制逻辑。
12.如权利要求1所述的排气处理系统，还包括与所述排气管道流体连通的上游OC装置，所述上游OC装置位于所述上游SCR装置的上游。
13.一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括：
与内燃发动机流体连通的排气管道，所述排气管道配置成从所述内燃发动机接收排气，所述排气包含氮氧化物（NOx）和碳氢化合物；
与所述排气管道流体连通的上游氧化催化剂（OC）装置，其中，所述上游OC装置引起排气中的碳氢化合物的氧化；
与所述排气管道流体连通并且配置成接收排气的上游选择性催化还原（SCR）装置，所述上游OC装置位于所述上游SCR装置的上游；
与所述排气管道流体连通并配置成接收排气的电加热催化剂（EHC）装置，所述EHC装置位于所述上游SCR装置的下游并且被选择性地启用以产生热量，所述EHC装置包括整料；
与所述排气管道流体连通的下游OC装置，所述下游OC装置选择性地被所述EHC装置加热，并且其中，所述EHC装置的整料和所述下游OC装置中的至少一个具有设置于其上的NOx吸附剂催化剂，用于在低于阈值温度时吸附NOx，并且在高于所述阈值温度时基本上释放NOx，所述NOx吸附剂催化剂是被动NOx吸附剂（PNA）和稀燃NOx捕集器（LNT）中的一个；
与所述排气管道流体连通并且配置成接收排气的下游SCR装置，所述下游SCR装置位于所述OC装置的下游，所述下游SCR装置包括基于下游SCR温度曲线的下游SCR启用温度，所述下游SCR启用温度指示所述下游SCR装置位于所述下游SCR装置的相应起燃温度的特定范围内；以及
与所述EHC装置通信的控制模块，所述控制模块包括：
用于确定所述下游SCR温度曲线的控制逻辑；和
如果所述下游SCR温度曲线高于所述下游SCR启用温度则启用所述EHC装置的控制逻辑。
14.如权利要求13所述的排气处理系统，还包括连接到所述排气管道且与所述排气管道流体连通的碳氢化合物供给源，其中，所述碳氢化合物供给源被选择性地启用，用于向所述排气管道输送碳氢化合物并且在所述排气管道中形成排气和碳氢化合物的混合物，所述排气和碳氢化合物的混合物被输送到所述EHC装置和所述下游OC装置。
15.如权利要求14所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括如果所述下游SCR温度曲线高于所述下游SCR启用温度则启用所述碳氢化合物供给源的控制逻辑。
16.如权利要求13所述的排气处理系统，其中，所述下游OC装置和所述EHC装置的整料具有设置在其上的氧化催化剂化合物的钯和铜洗涂层中的至少一个。
17.如权利要求16所述的排气处理系统，其中，还原剂喷射器与所述排气管道流体连通并且与所述控制模块信号连通，所述还原剂喷射器位于所述上游SCR装置的上游，其中，所述还原剂喷射器配置成用于喷出一定量的还原剂。
18.如权利要求13所述的排气处理系统，还包括：
位于所述下游SCR装置的上游的第一温度传感器；和
位于所述下游SCR装置的下游的第二温度传感器。
19.如权利要求18所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监测所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的控制逻辑。
20.如权利要求19所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括基于来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号来计算所述下游SCR温度曲线的控制逻辑，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度一起被平均以产生所述SCR温度曲线。
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