CN107923282A - 排气处理系统和用于处理排气气流的方法 - Google Patents

排气处理系统和用于处理排气气流的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于处理排气流的排气处理系统。根据本发明，所述排气处理系统包括：第一还原催化装置，其布置为通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物还原所述排气流中的氮氧化物NOx，当所述排气流到达所述第一还原催化装置时所述化合物包括在所述排气流中；颗粒过滤器，其布置在所述第一还原催化装置下游以捕获和氧化所述排气流中的烟灰颗粒；第二计量装置，其布置在所述颗粒过滤器下游并布置为供应添加剂，所述添加剂包括氨或可从中提取和/或释放氨到所述排气流中的物质；以及第二还原催化装置，其布置在所述第二计量装置下游并且布置为通过使用所述添加剂还原所述排气流中的氮氧化物NOx。

Description

排气处理系统和用于处理排气气流的方法
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的排气处理系统和根据权利要求23的前序部分的用于处理排气流的方法。
本发明还涉及实现根据本发明的方法的计算机程序和计算机程序产品。
背景技术
以下背景描述构成对本发明背景的描述，因此不是必定构成现有技术。
随着政府对污染和空气质量的关注越来越多，主要是在城市地区，许多地区已经起草了关于内燃机排放的排放标准和规定。
这样的排放标准通常由定义例如车辆内燃机的排放物的容许极限的要求组成。例如，对于大多数类型的车辆，经常由这样的标准来限制氮氧化物NOx、碳氢化合物CxHy、一氧化碳CO和颗粒PM的排放水平。配备内燃机的车辆通常会不同程度地产生这种排放。在本文中，将主要描述本发明在车辆中的应用。然而，本发明可用于使用内燃机的基本上所有的应用，例如在诸如船舶或飞机/直升机等运输设备中，其中针对这种应用的法规和/或标准限制来自内燃机的排放。
为了符合这些排放标准，内燃机的燃烧引起的排气被处理(净化)。
处理内燃机排气的常见方式包括所谓的催化净化过程，这就是为什么装备有内燃机的车辆通常包括至少一种催化剂。存在不同类型的催化剂，取决于例如在车辆中使用的燃烧概念、燃烧策略和/或燃料类型，和/或待净化的排气流中的化合物的类型，不同类型的催化剂可能是合适的。关于至少在下文中称为氮氧化物NOx的亚硝气(一氧化氮、二氧化氮)，车辆通常包括催化剂，其中将添加剂供应到内燃机中的燃烧产生的排气流中，以便将氮氧化物NOx主要还原为氮气和水蒸气。这在下面更详细地描述。
SCR(选择性催化还原)催化剂是用于此类还原的常用催化剂类型，主要用于重型货车。SCR催化剂通常使用氨NH3或可以产生/形成氨的组合物作为添加剂以减少排气中氮氧化物NOx的量。添加剂被喷射到催化剂上游的内燃机产生的排气流中。添加到催化剂中的添加剂以氨NH3的形式被吸附(储存)在催化剂中，使得排气中的氮氧化物NOx与经由添加剂得到的氨NH3之间可能发生氧化还原反应。现代内燃机是发动机与排气处理之间有合作互动的系统。具体而言，排气处理系统的氮氧化物NOx还原能力与内燃机的燃料效率之间存在相关性。对于内燃机，发动机的燃料效率/总效率与其产生的氮氧化物NOx之间存在相关性。这种相关性规定，对于给定的系统，所产生的氮氧化物NOx与燃料效率之间存在正关联，换句话说，可以通过例如以下方式诱导被允许排放更多氮氧化物NOx的发动机消耗更少的燃料：喷射正时的更优选择，这可以产生更高的燃烧效率。类似地，产生的颗粒质量PM与燃料效率之间通常存在负相关，这意味着来自发动机的增加的颗粒质量PM排放与增加的燃料消耗相关联。这种相关性是包括SCR催化剂的排气处理系统的广泛使用的背景，其中意图是发动机朝向产生相对较大量的氮氧化物NOx的、关于燃料消耗和颗粒排放的优化。然后在排气处理系统中进行这些氮氧化物NOx的还原，这因此可以包括SCR催化剂。在发动机和排气处理系统相互补充的情况下，通过在发动机和排气处理系统的设计中的综合方法，因此可以实现高燃料效率，同时实现颗粒PM以及氮氧化物NOx的低排放。
发明内容
在某种程度上，可以通过增加排气处理系统中包括的载体体积来增强排气处理系统的性能，这尤其减少了由于通过载体的排气流的不均匀分布而造成的损失。同时，较大的载体体积提供较大的背压，这可能由于较高的转化率而抵消燃料效率的增加。载体体积较大也导致成本增加。因此，重要的是能够最佳地使用排气处理系统，例如通过避免尺寸过大和/或通过限制排气处理系统在尺寸和/或制造成本方面的分布。
通常催化剂和特别是还原催化剂的功能和效率强烈依赖于还原催化剂上的温度。这里使用的术语“还原催化剂上的温度”是指通过还原催化剂的排气流中、排气流处或对于排气流的温度。载体由于其热交换能力而将呈现该温度。在还原催化剂上的低温下，氮氧化物NOx的还原通常是无效的。排气中的NO2/NOx比例为增加催化活性提供了一定的潜力，同样在较低的排气温度下也是如此。然而，还原催化剂上的温度和NO2/NOx比例通常难以控制，因为它们在很大程度上取决于许多因素，例如驾驶员如何驾驶车辆。例如，还原催化剂上的温度取决于驾驶员和/或巡航控制所要求的扭矩、车辆所处路段的外观和/或驾驶员的驾驶风格。
许多生产商已经使用现有技术的排气处理系统，例如下面详细描述的系统，来满足排放标准欧VI(以下称为“Euro VI系统”)，该系统包括氧化催化剂、柴油颗粒过滤器和还原催化剂，具有涉及催化剂/过滤器的大热质量/惯性以及排气处理系统的其余部分(包括例如排气管、消音器和各种连接件)的大热质量/惯性的问题。例如在冷启动时(在此情况下发动机和排气处理系统都是冷的)，以及在低排气温度下增加功率输出时(在此情况下要求比先前更多的扭矩)，例如当简单的城市驾驶变成高速公路驾驶或在怠速和动力输出之后，在这种现有技术的排气处理系统中，主要是柴油颗粒过滤器的大热质量/惯性使还原催化剂的温度仅缓慢升高。因此，例如在冷启动时以及车辆伴随着温度和/或流动瞬时元件运行时，还原催化剂的功能劣化，因此氮氧化物NOx的还原也劣化。这种劣化可能导致排气净化不良，有可能对环境造成不必要的污染。此外，由于还原催化剂功能的劣化，未达到与排气净化有关的监管要求的风险增加。燃料消耗也可能受到劣化功能的不利影响，因为可能需要使用燃料能量以通过不同的温度升高措施来提高还原催化剂的温度和效率。
本发明的一个目的是改进排气处理系统中的排气净化，同时改进达到更高燃料效率的条件。
这些目的通过根据权利要求1的特征部分的上述排气处理系统来实现。该目的还通过根据权利要求23的特征部分的上述方法来实现。本发明的目的还通过上述计算机程序和计算机程序产品来实现。
根据本发明，提供了一种布置为处理来自内燃机的排气流的排气处理系统。排气处理系统包括第一还原催化装置，该第一还原催化装置布置为通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物来还原排气流中的氮氧化物NOx，当排气流到达第一还原催化装置时该化合物包括在排气流中。在本文件中，术语碳氢化合物HC通常用于碳氢化合物CaHb，其包括以不同比例包含碳C和氢H的化合物。因此，根据本发明的氮氧化物NOx的第一还原基于在发动机的排气流中天然存在的或者产生/引入的化合物进行。因此，根据本发明的一些实施方式，消除了在第一还原催化装置上游供应包括氨的添加剂的需要。这也可以被描述为如下可能性：第一还原催化装置中氮氧化物NOx的第一还原可以仅仅基于排气，其中排气中的氮氧化物NOx通过使用在内燃机处的排气中天然存在的或者已经产生的化合物来还原。
排气处理系统还包括颗粒过滤器，颗粒过滤器布置在第一还原催化装置下游以捕获和氧化排气流中的烟灰颗粒。
排气处理系统包括布置在颗粒过滤器下游的第二计量装置，以供应添加剂，添加剂包括氨或可以从中提取氨和/或将氨释放到排气流中的物质。
排气处理系统还包括位于第二计量装置下游的第二还原催化装置，用于利用第二计量装置供应的添加剂还原排气流中的氮氧化物NOx。
因此通过使用本发明，在用第一还原催化装置还原氮氧化物NOx时可以使用在排气流中天然存在的或产生/引入的化合物。因此，根据多个实施方式，消除了与在第一还原催化装置上游安装用于添加剂(例如氨或车用尿素)剂量的第一计量装置的要求，这降低了车辆的制造成本和维修成本。此外，排气处理系统的技术复杂性降低，因为在第一还原催化装置上游不需要蒸发和/或混合添加剂。换句话说，当使用本发明的多个实施方式时，不需要第一计量装置，也不需要向第一计量装置供应添加剂的任何装置。排气处理系统不需要在第一还原催化装置上游包括第一蒸发装置或第一混合器。另外，因为第一还原是利用排气流中出现的化合物而不是添加剂利用第一还原催化剂进行的，车用尿素等添加剂的消耗量减少，因此车辆的运行成本降低。
此外，即使添加剂耗尽，根据本发明的氮氧化物NOx的还原仍可以继续，因为还原可以基于发动机的排气流中出现的化合物进行。
由于在根据本发明的排气处理系统中安装在上游的第一还原催化装置在一些工作模式下可以在比安装在下游的第二还原催化装置的温度更有利的温度下工作，所以通过使用本发明也可以实现排气的更加温度有效的处理。例如，在冷启动时以及在低温下增加功率输出时，第一还原催化装置更早地达到操作温度，在此操作温度下，获得氮氧化物NOx的有效还原。因此，根据本发明，能够以更高能量效率的方式使用可用热量，从而导致例如在冷启动时以及在低排气温度下增加功率输出时，比采用上述现有技术排气处理系统所能实现的情况更早和/或更高效地还原氮氧化物NOx。
在某些其他操作模式下，类似地，安装在下游的第二还原催化装置可以在比安装在上游的第一还原催化装置的温度更有利的温度下操作。
通过使用本发明，对于第一和第二还原催化装置获得不同的热惯性，意味着这些第一和第二还原催化装置可以在活性和选择性方面被不同地优化。因此，从系统的角度来看，也就是说从与整个排气处理系统的功能相关的角度来看，第一和第二还原催化装置可以得到优化，并且因此与单独优化的催化剂将能够提供的情况相比，可以用来提供总体上更高效的排气净化。根据本发明的第一和第二还原催化装置的这种优化可以用于在例如冷启动的情况下提供这种总体上更高效的净化，但也可以在基本上所有的车辆运行中提供这种总体上更高效的净化，因为温度和/或流动瞬时元件也经常在正常车辆运行中出现。如上所述，本发明还可以用于车辆之外的其他单元中的排气净化，例如在不同类型的储罐中，其中获得来自单元的排气的总体上更高效的净化。
通过基于颗粒过滤器的热惯性优化第一和第二还原催化装置的功能，本发明充分地利用颗粒过滤器的热惯性/质量的功能。因此，通过本发明，在第一还原催化装置和第二还原催化装置之间获得了合作/共生，该第一还原催化装置针对第一热质量和其所暴露的第一温度功能/温度过程而得到优化，第二还原催化装置针对第二热质量和其暴露的第二温度过程而得到优化。
因此第一还原催化装置和/或第二还原催化装置可基于第二还原催化装置和/或第一还原催化装置的特性(例如催化特性)而被优化。例如，可以构建/选择第二还原催化装置，使得其在低温下的催化特性变得低效，从而有助于其在高温下的催化特性得到优化。如果需要考虑第二还原催化装置的这些催化特性，那么可以优化第一还原催化装置的催化特性，使得其在高温下不必如此高效。
优化第一还原催化装置和/或第二还原催化装置的这些可能性意味着本发明提供了一种适合于在基本上所有类型的驾驶模式下产生的排放的排气净化，特别适合于高度瞬时运行，这导致变化的温度和/或流量分布。例如，瞬时运行可以包括相对较多的车辆启动和制动，或相对较多的上坡和下坡。由于相对较多的车辆，例如经常停在公共汽车站的公共汽车，和/或在城市交通或丘陵地形中驾驶的车辆经历这种瞬时运行，本发明提供了一种重要且非常有用的排气净化，该排气净化总体上减少实施本发明的车辆的排放量。
因此，本发明使用欧VI系统中的主要颗粒过滤器中以前存在问题的热质量和热交换作为正面特性。如果在低温运行之前是更高运行温度的运行的话，类似于欧VI系统，根据本发明的排气处理系统可以对于短时间拖曳或其它低温运行的情况使热量有助于排气流和安装在下游的还原催化装置。由于其热惯性，此时的颗粒过滤器比排气流温暖，因此排气流可以被颗粒过滤器加热。
另外，这个良好的特性与如下事实相辅相成：上游布置的还原催化装置特别是在瞬时运行中使用与增加的功率输出相关联的更高温度。因此，第一还原催化装置在增加的功率输出之后经历比第二还原催化装置经历的更高的温度。为了改进第一还原催化装置的NOx还原，本发明使用第一还原催化装置的这种较高的温度。使用两个还原催化装置的本发明可以通过以小的热惯性增加NOx还原的可能性来使用这些正向特性，也就是说根据本发明的排气处理系统包括大热惯性上游的NOx转化以及大热惯性下游的NOx转化。于是，根据本发明的排气处理系统可以以能量高效的方式最大限度地利用可用热量，这意味着布置在上游的还原催化装置所经历的快速和“未过滤”的热量也可以用于使根据本发明的排气处理系统高效。
根据本发明的排气处理系统能够满足欧VI排放标准中的排放要求。此外，根据本发明的排气处理系统能够满足多个其他现有和/或未来的排放标准中的排放要求。
根据本发明的排气处理系统可以制造得很紧凑，因为在该排气处理系统中，与其可能提供的性能/净化程度相比，它包括较少的单元。对于根据本发明的平衡排气处理系统，这些相对较少的单元不需要具有大的体积。由于通过本发明将单元的数量和这些单元的尺寸最小化，所以也可以限制排气背压，这导致车辆的燃料消耗较低。为了获得某种催化净化，可以将每载体体积单位的催化性能换成较小的载体体积。对于具有预定尺寸的排气净化装置和/或预定的外部几何形状，在排气处理系统的空间有限的车辆中通常是这种情况，较小的载体体积意味着，预定尺寸排气净化内的更大体积可以用于排气净化装置内排气流的分配、混合和转向。这意味着，如果每载体体积单位的性能提高，则对于具有预定尺寸和/或预定外部几何形状的排气净化装置，排气背压可以降低。因此，与至少一些现有技术相比，根据本发明的排气处理系统的总体积可以减小。作为选择，使用本发明可以减小排气背压。
在使用本发明时，还可以减少或消除对排气再循环系统(排气再循环；EGR)的需求。减少使用排气再循环系统的需要具有其他优点，其中涉及稳健性、气体交换复杂性和功率输出。
在车辆的新生产中，根据本发明的系统可以以有限的成本容易地安装，因为存在于现有技术系统中的单独的氧化催化剂DOC(即，用于氧化催化剂DOC的单独的载体)以及这种载体的装置在制造时被换成根据本发明的第一还原催化装置。根据本发明的排气处理系统的改装也可以容易地进行，因为在已经制造的汽车中，现有技术系统中存在的氧化催化剂DOC也可以被换成根据本发明的第一还原催化装置。由于在根据本发明的氮氧化物NOx的还原中使用在排气流中天然存在或产生/引入的包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物，因此不需要额外的计量装置。为了实现足够的氮氧化物基(NO2基)的烟灰氧化，根据本发明的一些实施方式，可能需要发动机的氮氧化物和烟灰之间的比率(NOx/烟灰比)满足某些标准。
根据本发明的一个实施方式，颗粒过滤器由传统的无涂覆颗粒过滤器组成。
在欧IV系统中，例如包括贵金属的氧化涂层位于氧化催化剂DOC中，而根据本发明的另一个实施方式，氧化涂层可至少部分地实施在柴油颗粒过滤器cDPF中，此处可以获得足够的NO2基烟灰氧化的条件。因此，获得了根据本发明的排气处理系统的紧凑设计。通过使用具有氧化催化剂特性的柴油颗粒过滤器cDPF，也可以获得二氧化氮NO2形成的增加的可预测性。这是由于催化活性座的失活(例如由磷引起的失活)通常具有轴向浓度梯度的事实。这意味着物理长度相对较短的催化剂可能比物理长度较大的催化剂对这些毒性物更为敏感。如果例如贵金属(例如铂)布置在物理上较长的柴油颗粒过滤器cDPF上，而不是布置在物理上较短的氧化催化剂DOC上，则可能随时间潜在地获得更稳定水平的二氧化氮NO2。
根据本发明的一个实施方式，颗粒过滤器至少部分地包括布置为用于还原氮氧化物NOx的催化还原涂层。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置至少部分地构成氧化涂层上游的保护性载体，其中氧化性涂层可以包括在氧化催化剂中或涂覆有例如贵金属的颗粒过滤器中。根据一个实施方式，用于第一还原催化装置的催化剂涂层可以被选择为在耐受化学毒性方面是稳健的，这可以随着时间的推移为到达第二还原催化装置的二氧化氮和氮氧化物之间的比例NO2/NOx提供更稳定的水平。
另外，在根据本发明的系统中，可以容易地执行排气处理系统中多个NOx传感器的调整/校准，因为传感器可以经受相同的NOx水平，同时在调整/校准期间排放水平可以保持在合理的水平。例如，对于欧VI系统，调整/校准通常需要排放在调整/校准本身期间以及部分地在调整/校准之后变得太高。
如上所述，第一和第二还原催化装置可以单独地并考虑整个排气处理系统的功能进行优化，这可能导致排气的总体上非常有效的净化。这种单独的优化还可以用于减少第一和第二还原催化装置占据的一个或多个体积，从而获得紧凑的排气处理系统。
根据一个实施方式，本发明还有助于控制第二还原步骤中二氧化氮的量NO2_2与二氧化氮的量NOx_2之间的比率NO2_2/NOx_2，这意味着系统可以避免对于这个比率来说过高的值，例如避免NO2_2/NOx_2>50％，并且当该值太低时，例如如果NO2_2/NOx_2<50％，该系统通过增加剂量可以增加比率NO2_2/NOx_2的值。通过使用本发明的一个实施方式，比率NO2_2/NOx_2的值在此可以例如通过降低氮氧化物NOx_2的水平而增加。例如，在系统老化一段时间之后，比率NO2_2/NOx_2可以呈现较低的值。因此，本发明提供了抵消这种特性的可能性，该特性随时间劣化并且对系统是负面的，从而导致对于比率NO2_2/NOx_2的值太低。通过使用本发明，可以主动地控制二氧化氮NO2_2的水平，通过可以在氧化催化剂或颗粒过滤器中例如含有贵金属的催化氧化涂层上游调节NOx水平来使得这种主动控制成为可能。除了催化性能上的优势，例如更高的NOx转化率之外，这种对比率NO2_2/NOx_2的控制还导致特别地减少二氧化氮NO2排放的可能性，这种二氧化氮NO2排放导致非常有毒且强烈的气味排放。这可能导致未来有可能引入与二氧化氮NO2有关的单独监管要求的优点，并有助于减少二氧化氮NO2的有害排放。这可以与例如欧VI系统进行比较，在欧VI系统中，在排气处理系统本身中在排气净化处提供的二氧化氮NO2的比例可能不会受到影响。
换句话说，在使用本发明的情况下有助于二氧化氮NO2水平的主动控制，其中可以使用主动控制来增加驾驶模式下需要的二氧化氮NO2_2的水平。因此，可以选择/指定排气处理系统，这需要较少的贵金属，因此制造成本也较低。
在氮氧化物NOx的总转化率中，如果通过二氧化氮NO2水平的主动控制可以增加通过快速反应路径发生，即通过快速SCR发生的比例，其中还原通过氮氧化物NO和二氧化氮NO2两者上的反应路径发生，那么上述催化剂体积需求也可以降低。
根据本发明的一个实施方式，排气处理系统中的第一还原催化装置在比颗粒过滤器DPF中二氧化氮基烟灰氧化所需的氧化温度间隔Tox低的还原温度间隔Tred下起作用。例如，颗粒过滤器DPF中的二氧化氮基烟灰氧化可以在超过275℃的温度下发生。由此，第一还原催化装置中氮氧化物NOx的还原与颗粒过滤器DPF中的烟灰氧化没有显著竞争，因为它们在至少部分不同的温度间隔Tred≠Tox内起作用的。例如，精心选择和优化的第一还原催化装置也可以导致在大约200℃下氮氧化物NOx的显著转化，这意味着该第一还原催化装置不需要与颗粒过滤器的烟灰氧化性能竞争，从而实现有效的烟灰氧化。
此外，通过使用本发明，关于给定的转化水平和/或给定的NOx水平，可以减少诸如氨NH3和/或一氧化二氮(笑气)N2O排放等二次排放。如果某些地区的排放量必须降低到非常低的水平，那么可以包括在第二还原步骤中的例如SC催化剂(滑逸催化剂)等催化剂可以对例如一氧化二氮N2O具有一定的选择性，这意味着通过使用根据本发明的另外的还原步骤来降低NOx水平也向下移动一氧化二氮N2O的所得水平。当使用本发明时，产生的氨水平NH3可以以类似的方式向下移动。
通过使用本发明，可以为车辆获得更好的燃料优化，因为有可能以更省油的方式控制发动机，从而获得更高的发动机效率。因此，当使用本发明时，可以获得性能增益和/或减少的二氧化碳CO2排放。
附图说明
下面将结合附图详细说明本发明，在附图中类似的附图标记用于类似的部分，其中：
图1示出了可以包括本发明的示例性车辆，
图2示出了传统的排气处理系统，
图3a-b示出了根据本发明的不同实施方式的排气处理系统，
图4示出了根据本发明的排气处理方法的流程图，
图5示出了根据本发明的控制装置，
图6示意性地示出了多功能滑逸催化剂。
具体实施方式
图1示意性地示出了包括排气处理系统150的实例车辆100，排气处理系统150可以是根据本发明一个实施方式的排气处理系统150。动力传动系包括内燃机101，在常见形式中，内燃机101通常经由飞轮通过内燃机101上的输出轴102通过离合器106连接到变速箱103。
内燃机101由发动机的控制系统经由控制装置115进行控制。同样，离合器106和变速箱103可以由车辆的控制系统借助于一个或多个适用的控制装置(未示出)进行控制。车辆的动力传动系也可以是另一种类型，例如具有传统自动变速器的类型、具有混合动力传动系的类型等等。
来自变速箱103的输出轴107通过最终驱动装置108(例如常规差速器以及连接到所述最终驱动装置108的驱动轴104，105)驱动轮113，114。
车辆100还包括排气处理系统/排气净化系统150，用于处理/净化内燃机101的由汽缸构成的燃烧室中的燃烧产生的排放物。
图2示出了现有技术的排气处理系统250，其可以图示说明上述欧VI系统，并且该排气处理系统250经由排气管202连接到内燃机201，内燃机201中在燃烧时产生的排气(即排气流203)用箭头表示。排气流203经由柴油氧化催化剂(DOC)210被引导至柴油颗粒过滤器(DPF)220。在内燃机中的燃烧过程中形成烟灰颗粒，并且颗粒过滤器DPF 220用于捕获这些烟灰颗粒。排气流203在此被引导通过过滤器结构，其中来自排气流203的烟灰颗粒在穿过时被捕获，并且被存储在颗粒过滤器220中。
氧化催化剂DOC 210具有多个功能，通常主要用于排气净化，以将排气流203中的剩余碳氢化合物CaHb(也称为HC)和一氧化碳CO氧化成二氧化碳CO2和水H2O。氧化催化剂DOC210还可以将排气流中存在的大部分一氧化氮NO氧化为二氧化氮NO2。将一氧化氮NO氧化成二氧化氮NO2对于过滤器中的二氧化氮基烟灰氧化是重要的，并且还有助于随后的氮氧化物NOx的还原。在这方面，排气处理系统250进一步包括颗粒过滤器DPF 220下游的SCR(选择性催化还原)催化剂230。SCR催化剂使用氨NH3或者例如尿素等可以产生/形成氨的组合物，作为用于还原排气流中的氮氧化物NOx的添加剂。但是，这种还原的反应速度受到排气流中一氧化氮NO和二氧化氮NO2之间的比例影响，从而通过之前在氧化催化剂DOC中将NO氧化成NO2而在正向上影响还原反应。这适用于代表摩尔比NO2/NOx的大约50％的值。对于NO2/NOx摩尔比更高的比例，也就是说超过50％的值，反应速度受到强烈的负面影响。
如上所述，SCR催化剂230需要添加剂来降低排气流203中的化合物(例如氮氧化物NOx)的浓度。此类添加剂被喷射到SCR催化剂230上游的排气流中(而不是如图2所示)。这种添加剂传统上是基于氨和/或尿素的，或者由可以从中提取或释放氨的物质组成，并且可以例如由基本上由尿素与水混合的车用尿素(AdBlue)组成。尿素在加热(热解)时以及在SCR催化剂内的氧化表面(水解)上非均相催化时形成氨，该表面可以例如由二氧化钛TiO2组成。排气处理系统还可以包括单独的水解催化剂。
排气处理系统250还配备有氨滑逸催化剂(ASC)240，其布置为氧化在SCR催化剂230之后可能剩余的过量氨。
排气处理系统250还配备有一个或多个传感器，例如用于确定排气处理系统中的氮氧化物和/或温度的一个或多个NOx传感器和/或温度传感器261，262，263，264。
在图2中所示的现有技术的排气处理系统(即欧VI系统)存在一个问题，即催化剂是有效的热交换器，其与排气系统的其余部分一起包括例如排气管202以及用于消音和各种连接件的材料和空间，具有相当大的热质量/惯性。在启动时(在此情况下催化剂温度低于其最佳操作温度，最佳操作温度例如可以是大约300℃)，以及在低排气温度下增加功率输出时(例如在轻城市驾驶转换到高速公路驾驶时发生，或者在怠速和动力输之后发生)，排气温度被这个大的热质量过滤。因此，该功能以及因此还原效率受到例如SCR催化剂230中的氮氧化物NOx的影响，这可能导致图2中所示的系统提供较差的排气净化。这意味着与排气净化效率更高的情况相比，可以允许从发动机101释放更少量的排放氮氧化物NOx，这可能导致对更复杂的发动机和/或更低的燃料效率的要求。
在现有技术的排气处理系统中，还存在相对冷的还原剂局部地冷却排气管部分的风险，并且可能由此引起沉淀物。如果还原剂的喷射量必须很大，在喷射下游沉淀的风险就会增加。
其中，为了补偿例如冷启动和低负载运行时的有限的热/温度可获得性，可以使用所谓的快速SCR来控制还原，从而其通过一氧化氮NO和二氧化氮NO2的反应路径以尽可能高的程度发生。使用快速SCR，反应使用一氧化氮NO和二氧化氮NO2的相等部分，这意味着摩尔比NO2/NOx的最佳值接近50％。
在一些关于催化剂温度和流量的条件下，即在催化剂中的某一停留时间(“空间速度”)，存在获得二氧化氮NO2的非有利比例的风险。具体而言，存在比率NO2/NOx超过50％的风险，这可能构成排气净化的实际问题。对于上述临界低温操作模式，比率NO2/NOx的优化因此在其他操作模式中，例如在更高的温度下，存在提供过高二氧化氮NO2比例的风险。二氧化氮NO2的该较高比例导致对SCR催化剂的更大体积需求和/或从发动机释放的氮氧化物的量的限制，并因此导致车辆的较差的燃料效率。另外，存在二氧化氮NO2的较高比例还导致笑气N2O排放的风险。由于系统的老化，也产生一氧化氮NO2的非有利比例的风险。例如，当系统老化时，比率NO2/NOx可以呈现较低的值，这可能需要使用在非老化状态下导致NO2/NOx的过高比例的催化剂规格来补偿老化。
对于处于高NOx转化水平的排气处理系统，针对关于还原剂量的剂量误差的差控制稳健性和/或针对传感器误差的差控制稳健性也可能构成问题。
图3a示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的排气处理系统350，该系统经由排气管302连接到内燃机301。在内燃机301中燃烧时产生的排气在排气流303(用箭头指示)中被引导到第一还原催化装置331。第一还原催化装置331布置为通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物来还原排气流303中的氮氧化物NOx，其中当排气流303到达第一还原催化装置331时，化合物包括在排气流303中。更具体地，第一还原催化装置331在排气流303中的氮氧化物NOx的还原中使用自然产生的或在来自内燃机301的排气中产生的一种或多种化合物。根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331可以例如执行至少以下简化反应：
HC+NOx→N2+CO2+H2O； (式1)
和
CO+NOx→N2+CO2。 (式2)
在这些简化的反应式中，HC代表一种或多种碳氢化合物CaHb。式1和式2都提供了氮氧化物NOx的还原，其中HC和CO分别用于还原。
根据本发明的一个实施方式，可以在一个或多个选定的操作区域内控制内燃机301以燃烧喷射到发动机中的燃料，使得在排气流303中出现包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中一种或多种的化合物的升高水平，其中可以在第一还原时使用这样升高的化合物水平。
根据本发明的排气处理系统350包括位于第一还原催化装置331下游的颗粒过滤器320，该过滤器布置为捕获和氧化烟灰颗粒。排气流303在此被引导通过颗粒过滤器的过滤器结构，其中烟灰颗粒从穿过颗粒过滤器的排气流303中被捕获在过滤器结构，并被存储和氧化。
根据本发明的一个实施方式，排气处理系统350包括布置在第一还原催化剂331上游的第一氧化催化剂311。在这种情况下，第一氧化催化剂311布置为执行排气流303中包括氮、碳和氢的一种或多种的化合物的第一氧化和/或分解，和/或产生放热反应。
根据本发明的一个实施方式，颗粒过滤器320布置为使得颗粒过滤器320是排气流303在已经通过第一还原催化装置331之后到达的第一排气处理系统部件。换句话说，根据本实施方式的颗粒过滤器320连接在还原催化装置331下游，除了还原催化装置331和颗粒过滤器320之间可能的导管连接件之外，没有任何中间排气处理系统部件。
根据本发明的另一个实施方式，排气处理系统350包括第二氧化催化剂312，其布置在第一还原催化装置331下游和颗粒过滤器320上游以执行所述排气流303中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第二氧化和/或分解，和/或产生放热反应。
根据本发明的一个实施方式，排气处理系统350包括第三氧化催化剂313，其布置在颗粒过滤器320下游和第二还原催化装置332上游，以执行所述排气流303中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第三氧化和/或分解，和/或产生放热反应。
如下面更详细地描述的，根据一个实施方式，第一还原催化装置331可以包括第一催化还原催化剂CR1、下游跟随有第一滑逸催化剂SC1的第一催化还原催化剂CR1、下游跟随有第一催化还原催化装置CR1的第一滑逸催化剂SC1、或者仅有第一滑逸催化剂SC1。
根据本发明的一个实施方式，颗粒过滤器DPF 320是传统的未涂覆颗粒过滤器，即没有任何催化氧化涂层的颗粒过滤器DPF。
根据本发明的另一个实施方式，颗粒过滤器320至少部分涂覆有催化氧化涂层，其中这种氧化涂层可以包括至少一种贵金属。也就是说，颗粒过滤器320可以至少部分地涂覆有一种或多种贵金属，例如铂。根据本发明的一个实施方式，过滤器的涂层布置在过滤器的第一部分中，也就是说，与过滤器的流入相关联。这也可以表示为例如包括一种或多种贵金属的涂层被布置在过滤器的一端，在该端处排气流流入过滤器。包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320与没有氧化涂层的传统颗粒过滤器DPF相比具有几个优点。包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320导致过滤器的改进的NO2基再生，即改进的NO2基烟灰氧化，其也可以被称为过滤器的被动再生。包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320也导致在第二还原催化装置332处对于二氧化氮水平NO2更稳定的条件。另外，包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320的使用意味着可以控制比率NO2/NOx的值，即NO2的水平。
至少部分包括催化氧化涂层的颗粒过滤器320由于氧化涂层而也可以更高效地氧化烟灰颗粒以及一种或多种未完全氧化的氮和/或碳化合物。
根据本发明的一个实施方式，颗粒过滤器320至少部分涂覆有布置为还原氮氧化物NOx的催化还原涂层。
根据本发明实施方式的系统涉及用NO2基被动再生来清洁烟灰过滤器。然而，本发明也可有利地结合过滤器的主动再生来使用，也就是说，当通过例如通过使用喷射器在过滤器上游喷射燃料来启动再生时。在主动再生时，根据本发明的排气处理系统具有一个优点，即在由于再生而布置在过滤器下游的第二还原催化装置经历如此高的温度以至于难以实现高转换水平的期间，第一还原催化装置本身可以处理特定的NOx转化。
在使用发动机的喷射系统进行颗粒过滤器DPF/cDPF的再生时，第一还原催化装置将至少部分地帮助颗粒过滤器DPF/cDPF将燃料部分氧化成主要是一氧化碳CO。因此，与不具有根据本发明的第一还原催化装置的排气处理系统相比，简化了颗粒过滤器DPF/cDPF的再生。
在颗粒过滤器320下游，排气处理系统350配备有第二计量装置372，该第二计量装置372布置为向排气流303供应添加剂，其中这种添加剂如上所述包括氨NH3或可以产生/形成/释放氨的例如车用尿素等物质。根据本发明的一个实施方式，水解催化剂和/或混合器也可以与第二计量装置372连接。水解催化剂可以由基本上任何适当的水解涂层组成。混合器可以与第二计量装置372连接地布置。水解催化剂和/或混合器用于增加尿素分解成氨的速度，和/或将添加剂与排放物混合，和/或使添加剂汽化。
排气处理系统350还包括布置在第二计量装置372下游的第二还原催化装置332。第二还原催化装置332布置为通过使用添加剂来还原排气流303中的氮氧化物NOx。
排气处理系统350还可以配备有一个或多个传感器，例如一个或多个NOx传感器和/或温度传感器361，363，364，其布置为分别确定排气处理系统350中的NOx浓度和温度。如图3a-b所示，温度传感器361，362，363，364可以布置在排气处理系统350中的部件331，320，332上游和/或下游。温度传感器也可以布置在排气处理系统350中的部件331，320，332中的一个或多个中/处/上。
还原催化装置的一个或多个温度的表示可以例如使用本文所述的一个或多个温度传感器，基于例如排气处理系统中测量的、模拟的和/或预测的温度，温度传感器可以在相应还原催化装置上游和/或下游布置在还原催化装置中/处/上。
在两个计量装置371，372之间以及优选地在颗粒过滤器DPF/cDPF 320与第二计量装置372之间布置NOx传感器363还能够修正第二计量装置372所施加的用于氮氧化物NOx的添加剂的量，在颗粒过滤器DPF/cDPF 320上可能形成氮氧化物NOx。
第二还原催化装置332下游的NOx传感器364可用于添加剂剂量的反馈。
一个或多个传感器361，362，363，364可以连接到控制装置360，控制装置360布置为提供一个或多个控制信号，控制信号可以在内燃机301的控制下使用，以便在从内燃机301排放的排气流303中存在包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的期望量。因此可以控制包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的期望量，使得第一还原催化装置331在氮氧化物NOx的第一还原中可以使用这些化合物。
根据本发明的一些实施方式，内燃机301的主动控制包括对内燃机的至少一个喷射策略的选择。
根据本发明的一个实施方式，可以控制燃料喷射到内燃机中的相应汽缸中的正时，使得在从内燃机301排放的排气流303中存在包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的期望量。
根据本发明的一个实施方式，可以控制用于将燃料喷射到内燃机中的相应汽缸内的喷射压力，使得在从内燃机301排放的排气流303中存在包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的期望量。
根据本发明的一个实施方式，可以控制用于将燃料喷射到相应汽缸内的喷射定相，使得在从内燃机301排放的排气流303中存在包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的期望量。如本文使用的术语，喷射定相意味着喷射如何随时间变化，例如喷射压力如何随时间变化。喷射定相的表示(测量)可以例如是针对汽缸压力的时间导数。
根据本发明的一个实施方式，内燃机301的主动控制包括对用于交换气体再循环(EGR)的装置的控制。与供应到发动机的燃料一起，内燃机在入口处被供应空气，以实现适于燃烧的气体混合物。在发动机的汽缸中发生燃烧，其中气体混合物被燃烧。燃烧会产生排气，排气在出口处离开发动机。排气再循环管从发动机的出口到其入口布置，并且将排气的一部分从出口导回到入口。因此，可以减少进气口处的吸气损失，并且可以调整包括来自发动机的一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的量。
根据本发明的一个实施方式，排气处理系统350包括用于供应添加剂的系统370，系统370包括至少一个泵373，该泵布置为向第二计量装置372供应添加剂，也就是例如氨或尿素。
根据一个实施方式，系统370为第二计量装置372供应液态的添加剂。在许多提供燃料的加油站/汽油站中可以填充液态添加剂，如此确保添加剂可以重新填充，从而确保排气处理系统的优化使用。因此，现在已经存在用于液态添加剂的分配网络，从而确保在车辆被驾驶的情况下添加剂的可获得性。
在许多提供燃料的加油站/汽油站中可以填充液态添加剂，如此确保添加剂可以重新填充，从而确保排气处理系统的优化使用。
根据另一个实施方式，系统370为第二计量装置372提供气态添加剂。根据一个实施方式，该添加剂可以由氢H2和/或氨气NH3组成。
在图3a中示意性地示出了用于供应添加剂的这种系统370的一个实例，其中系统包括布置在第二还原催化剂332上游的第二计量装置372。第二计量装置372通常由将添加剂施加到排气流303并将这种添加剂与排气流303混合的剂量喷嘴构成，通过至少一个泵373经由用于添加剂的导管375向第二计量装置372供应添加剂。至少一个泵373通过一个或多个储罐376和至少一个泵373之间的一个或多个导管377从一个或多个用于添加剂的储罐376获得添加剂。在此应该认识到，如上所述，添加剂可以是液态和/或气态。在添加剂是液态的情况下，泵373是液体泵，并且一个或多个储罐376是液体储罐。在添加剂为气态的情况下，泵373是气体泵，并且一个或多个储罐376是气体储罐。如果使用气态和液态添加剂两者，则需要布置多个储罐和泵，其中至少一个储罐和一个泵布置为供应液态添加剂，并且至少一个储罐和一个泵布置为供应气态添加剂。
添加剂系统370的具体功能在现有技术中已有很好的描述，因此在此不再详细描述用于添加剂喷射的确切方法。然而，一般而言，喷射点处/SCR催化剂的温度应该高于较低的阈值温度，以避免沉淀和不需要的副产物如硝酸铵NH4NO3的形成。用于这样的较低阈值温度的值的实例可以是大约200℃。根据本发明的一个实施方式，用于供应添加剂的系统370包括剂量控制装置374，该剂量控制装置374布置为控制至少一个泵373，使得添加剂被供应到排气流。根据一个实施方式，剂量控制装置374包括第二泵控制装置379，第二泵控制装置379布置为控制至少一个泵373，使得第二剂量的添加剂经由第二计量装置372被供应到排气流303。
一个或多个泵373因此由剂量控制装置374控制，该剂量控制装置374产生用于控制添加剂的供应的控制信号，使得借助于第二还原催化装置332将期望量喷射到排气流303中。
剂量控制装置374还可以连接到控制装置360，该控制装置360布置为向内燃机301提供控制信号。因此，控制装置360可以基于来自剂量控制装置374的信息生成这些控制信号，从而在内燃机301的控制中考虑添加剂的剂量，反之亦然。
应该注意的是，根据图3a中所示的实施方式的排气处理系统不需要在第一还原催化装置331上游具有第一剂量，因为第一还原催化装置331中的第一还原可以基于在排气流303中天然存在的或产生/引入的一氧化碳和/或碳氢化合物HC的化合物来执行。
图3b示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的排气处理系统350，其处理内燃机301中的燃烧产生的排气。图3b具有与图3a所示并且如上所述的排气处理系统共同的大量部件。图3b中的这些公共部件具有与以上关于图3a所描述的相对应的功能，因此不相对于图3b进行详细描述这些公共部件。
根据图3b中所示的实施方式的排气处理系统因此包括图3a中所示的实施方式的特征。另外，根据图3b所示的实施方式，该排气处理系统包括用于供应添加剂的系统370，该系统370包括至少一个泵373，该泵布置为向第一计量装置371供应包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物，并向第二计量装置372供应添加剂，即例如氨或尿素。
根据一个实施方式，系统370向第一计量装置371和第二计量装置372中的至少一个分别供应液态的一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC和添加剂。
在许多提供燃料的加油站/汽油站中可以填充液态添加剂，从而可以确保添加剂的填充。包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物也可以例如以柴油、天然气、生物气体或乙醇的形式在某些燃料/加油站中填充，这意味着这些化合物基本上在任何地方都是可获得的。
这意味着可以在不同类型的操作中可靠地提供第一和第二计量装置的最佳使用。那么优化的应用例如不限于仅在冷启动时使用的第一计量装置。因此，现在已经存在用于液态添加剂和化合物的分配网络，从而确保在车辆被驾驶的情况下添加剂和化合物的可获得性。
通过使用本发明的一个实施方式，通过在第一计量装置371处施用的一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC以及在第二计量装置372处施用的添加剂，可以减少在内燃机的正常运行中(即不仅在冷启动时)，排气处理系统的例如氨气NH3、二氧化氮NO2和/或笑气N2O的总体二次排放。然而，这假定在使用该实施方式时可以提供基本上连续的剂量。通过使用液态的添加剂和化合物，因为可在普通汽油站购买得到液态的添加剂和化合物，所以添加剂可以持续更长的时间而不中断使用。因此，可以在车辆的整个正常维护间隔期间实现第一计量装置371和第二计量装置372两者的基本连续剂量。
第一计量装置371和第二计量装置372两者的基本连续剂量的可能性意味着排气处理系统可以充分发挥其潜力。因此，可以控制该系统，使得随着时间可以获得稳健性和非常高的NOx转换水平，而不必因为添加剂和/或CO/HC化合物用完而补偿系统。添加剂和/或化合物的可靠可获得性还意味着也就是说在整个维护间隔期间可以始终执行NO2水平NO2/NOx的可靠控制。
根据另一个实施方式，系统370向第一计量装置371和第二计量装置372中的至少一个分别供应气态的CO/HC化合物和添加剂。根据一个实施方式，该添加剂可以由氢气H2和/或氨气NH3组成。
在图3b中示意性地示出了用于供应添加剂的这种系统370的一个实例，其中该系统包括分别布置在第一还原催化剂331和第二还原催化剂332上游的第一计量装置371和第二计量装置372。第一计量装置371和第二计量装置372通常由分别将CO/HC化合物和添加剂施加到排气流303并将它们与排气流303混合的剂量喷嘴组成，并且由至少一个泵373经由用于添加剂的导管375分别供应CO/HC化合物和添加剂。至少一个泵373经由用于添加剂的储罐376a-b和至少一个泵373之间的两个或更多个管377从两个或更多个储罐376a-b分别获得CO/HC化合物和添加剂。在此应当认识到，如上所述，CO/HC化合物和添加剂分别可以是液态和/或气态。当CO/HC化合物和添加剂分别为液态时，泵373是液体泵，并且两个或更多个储罐376a-b是液体储罐。当CO/HC化合物和添加剂分别为气态时，泵373是气体泵，并且两个或更多个储罐376a-b是气体储罐。如果分别使用气态和液态的CO/HC化合物和添加剂，则设置多个储罐和泵，其中至少一个储罐和一个泵设置为分别供应液态CO/HC化合物和添加剂，并且至少一个储罐和一个泵设置为分别供应气态CO/HC化合物和添加剂。
根据图3b所示的实施方式，当排气流303到达第一还原催化装置331时，在排气流303中存在包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物，该化合物已经部分地被内燃机301释放并且部分地被第一计量装置371供应给排气流。如上所述，第一还原催化装置331布置为使用存在于排气流中的这些包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物进行排气流303中的氮氧化物NOx的还原。
根据本发明的一个实施方式，至少一个泵373包括联合泵，其分别向第一计量装置371和第二计量装置372两者供应CO/HC化合物和添加剂。根据本发明的另一个实施方式，至少一个泵包括第一泵和第二泵，第一泵和第二泵分别向第一计量装置371和第二计量装置372供应CO/HC化合物和添加剂。
添加剂系统370的具体功能在现有技术中已有很好的描述，因此在此不再详细描述用于添加剂喷射的确切方法。然而，一般而言，喷射点处/SCR催化剂的温度应该高于较低的阈值温度，以避免沉淀和不需要的副产物如硝酸铵NH4NO3的形成。用于这样的较低阈值温度的值的实例可以是大约200℃。根据本发明的一个实施方式，用于供应添加剂的系统370包括剂量控制装置374，该剂量控制装置374布置为控制至少一个泵373，使得CO/HC化合物和添加剂分别被供应到排气流。根据一个实施方式，剂量控制装置374包括第一泵控制装置378，该第一泵控制装置378布置为控制至少一个泵373，使得第一剂量的CO/HC化合物经由第一计量装置371被供应到排气流303。剂量控制装置374还包括第二泵控制装置379，该第二泵控制装置379布置为控制至少一个泵373，使得第二剂量的添加剂经由第二计量装置372被供应到排气流303。
一个或多个泵373因此由剂量控制装置374控制，该剂量控制装置374产生分别用于控制CO/HC化合物和添加剂的供应的控制信号，使得借助于分别位于第一还原催化装置331和第二还原催化装置332上游的第一计量装置371和第二计量装置372将期望量喷射到排气流303中。更详细地说，第一泵控制装置378布置为控制联合泵或专用于第一计量装置371的泵，使得第一剂量被控制成经由第一计量装置371被供应到排气流303。第二泵控制装置379布置为控制联合泵或专用于第二计量装置372的泵，使得第二剂量被控制为经由第二计量装置372被供应到排气流303。
剂量控制装置374还可以连接到控制装置360，该控制装置360布置为向内燃机301提供控制信号。因此，控制装置360可以基于来自剂量控制装置374的信息生成这些控制信号，从而在内燃机301的控制中考虑CO/HC化合物和添加剂的添加量，反之亦然。
通过本发明的一个实施方式，其中在排气处理系统350中将NOx传感器363布置在两个计量装置371，372之间，并且优选地布置在颗粒过滤器320和第二计量装置372之间，可以实现针对CO/HC化合物的施加剂量中的错误的稳健性。这使得可以通过第二计量装置372修正潜在的剂量误差，该剂量误差会导致第一还原装置371和/或颗粒过滤器320下游不可预见的排放水平。
NOx传感器363在两个计量装置371，372之间以及优选地在颗粒过滤器cDPF 320与第二计量装置372之间的这种布置也使得可以修正第二计量装置372针对氮氧化物NOx所施加的添加剂的量，根据一个实施方式，因为来自第一计量装置371执行的剂量的CO/HC化合物的过量残余物，在具有催化涂层的颗粒过滤器cDPF 320上可能会生成NOx。
第二还原催化装置332下游的NOx传感器364可用于添加剂剂量的反馈。通过使用图3a-b中所示的排气处理系统350，第一还原催化装置331和第二还原催化装置332两者可针对用于还原氮氧化物NOx的催化剂特性的选择而优化，和/或分别针对用于第一还原催化装置331和第二还原催化装置332的用量而优化。利用本发明，因为已经考虑到颗粒过滤器320的热质量如何影响第二还原催化剂332的温度，所以有利地发挥了颗粒过滤器320的功能。对于其中颗粒过滤器具有催化涂层cDPF的那些实施方式，通过考虑其催化涂层在排气净化时如何影响第二还原催化剂332上游的NO2/NOx比例，也可以有利地发挥颗粒过滤器cDPF的功能。
因为已经考虑到颗粒过滤器320的热惯性，第一还原催化装置331和第二还原催化装置332可以分别针对各者将经历的特定温度函数进行优化。因为根据本发明，优化的第一还原催化装置331和第二还原催化装置332布置为协同地净化排气，所以排气处理系统350可以被制造得紧凑。由于分配给例如车辆中的排气处理系统350的空间是有限的，因此通过根据本发明使用的催化剂的高使用水平来提供紧凑的排气处理系统是非常有利的。如此高的使用水平以及相关的较小体积需求也提供了降低背压，以及因此也降低燃料消耗的可能性。
本发明提供了一种排气处理系统350，该排气处理系统350在基本上所有的驾驶模式下有效地减少排气流中的氮氧化物NOx的量，这些驾驶模式尤其包括冷启动以及在低排气温度和负载降低的情况下(也就是说在降低的要求扭矩情况下)增加的功率输出(也就是增加的要求扭矩)。因此，根据本发明的排气处理系统350适用于基本上所有的驾驶模式，这在排气处理中引起瞬时温度变化。这种驾驶模式的一个实例可以由包括许多启动和减速的城市驾驶组成。
由于在排气处理系统350中包括两个还原催化装置371，372，因此可以至少部分地通过使用本发明来解决涉及过高比例的二氧化氮NO2的现有技术的问题。这个问题可以通过将本发明与下述知识相结合来解决：氮氧化物NOx的量控制在涂有催化氧化涂层的过滤器和/或基材下游得到多大比例的二氧化氮NO2，也就是说，氮氧化物NOx的量可以用于控制比率NO2/NOx的值。通过减少低温操作期间第一还原催化装置371上的氮氧化物NOx，可以采用更小量的并且因此成本更低的氧化涂层满足关于在到达第二还原催化装置372的排气中的二氧化氮和氮氧化物之间的给定比率NO2/NOx的要求。
本发明具有如下优点：作为本发明的结果而增加的制造成本可以保持在低水平，因为根据本发明的一个实施方式，在制造时现有技术系统中存在的氧化催化剂DOC 210可以被根据本发明的第一还原催化装置331代替。根据本发明的一个实施方式，第一计量装置也不需要，因为第一还原催化装置331中的第一还原是通过与一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的反应而发生的，所述一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC自然出现或在排气流中产生/引入。因此，包括组装氧化催化剂DOC 210的制造操作可以容易地被包括根据本发明的第一还原催化装置331的组装的另一制造操作代替。这导致组装和/或制造的最小额外成本。
由于存在于现有技术系统中的氧化催化剂DOC 210可以被根据本发明的第一还原催化装置331代替，所以对包括根据欧VI规范的排气处理系统的已制造单元进行改造是可能的。
对于本发明的某些实施方式，如上所述，使用第一计量装置371来施用一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC。在此，在第一还原催化装置的还原中使用从发动机排放和/或第一计量装置371所添加的包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物。对于这些实施方式，需要在排气处理系统中安装额外的计量装置。
根据一个实施方式，排气处理系统350中的第一还原催化装置331在较低的还原温度间隔Tred下是有效的，还原温度间隔Tred至少部分地不同于氧化温度间隔Tox，颗粒过滤器320中未完全氧化的碳化合物的基于二氧化氮的烟灰氧化在氧化温度间隔Tox下是有效的。例如，还原温度间隔Tred可以低于氧化温度间隔Tox，其中用于颗粒过滤器320中的烟灰氧化的所谓“起燃”的温度可以高于用于第一还原催化装置331中的氮氧化物NOx的还原的“起燃”。因此，第一还原催化装置331中的氮氧化物NOx的还原不一定与颗粒过滤器320中的烟灰氧化竞争，因为它们在至少部分不同的温度间隔下是有效的；Tred≠Tox。
排气处理系统有时通过在控制装置360中产生的控制信号请求发动机为排气处理系统产生热量，从而能够在排气净化方面有足够的效率。然而这种发热是以发动机与燃料消耗有关的效率为代价来实现的，效率降低了。根据本发明的排气处理系统的一个有利特征在于，与例如使用欧VI系统能够实现的情况相比，可以使得在过滤器上游的第一还原催化装置对这样产生的热量反应更快。因此，使用本发明总体上消耗更少的燃料。
根据本发明的一个实施方式，控制发动机，使得在第一还原催化装置达到某个给定的温度/性能的范围内产生这样的热量。因此，可以获得高效的排气净化，因为第一还原催化装置可以在有利的温度下运行，同时避免了不必要的加热，并且因此避免了燃料效率低下。
与上述现有技术解决方案相反，根据本发明的第一还原催化装置331不需要与发动机和/或涡轮机靠近地连接。根据本发明的第一还原催化装置331可以被装配得更远离发动机和/或涡轮机并且例如可以位于消音器中的事实具有如下优点：可以在发动机和/或涡轮机与第一还原催化装置331之间在排气流中获得更长的混合距离。这意味着对于第一还原催化装置331获得了改进的利用率。同时，由于本发明，实现了在本文件中提到的与热惯性过滤器cDPF上游和下游的氮氧化物NOx的潜在还原有关的许多优点。
根据本发明的不同实施方式，虽然使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物，但布置为还原氮氧化物NOx的第一还原催化装置331由以下之一组成：
-第一催化还原催化剂CR1；
-下游跟随有第一滑逸催化剂SC1的第一催化还原催化剂CR1，其中第一滑逸催化剂SC1布置为氧化和/或分解包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的残余物，以帮助CR1进一步还原排气流303中的氮氧化物NO和/或产生放热反应；
-下游跟随有第一催化还原催化剂CR1的第一滑逸催化剂SC1，其中第一滑逸催化剂SC1布置为氧化包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物和/或帮助第一催化还原催化剂CR1还原排气流303中的氮氧化物NOx；以及
-第一滑逸催化剂SC1，其布置为主要用于还原氮氧化物NOx，其次用于氧化包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的残余物。
根据各种实施方式，执行氮氧化物NOx还原的第二还原催化装置332通过使用添加剂而至少部分地由以下之一组成：
-第二选择性催化还原催化剂SCR2；以及
-下游跟随有第二滑逸催化剂SC2的第二选择性催化还原催化剂SCR2，其中第二滑逸催化剂SC2布置为氧化添加剂的残余物，和/或帮助SCR2进一步还原排气流303中的氮氧化物NOx，其中残余物可以例如由尿素、氨NH3或异氰酸HNCO组成。
在本文件中，术语第一滑逸催化剂SC1通常用于指第一催化剂，其布置为氧化和/或分解排气流303中的CO和/或HC化合物，和/或布置为能够通过使用排气流中的CO和/或HC化合物来还原排气流303中的氮氧化物NOx的残余物。根据本发明的一个实施方式，这样的第一滑逸催化剂SC1布置为主要用于还原氮氧化物NOx，其次用于氧化和/或分解化合物，也就是说第一滑逸催化剂SC1是多功能滑逸催化剂。换句话说，多功能的第一滑逸催化剂SC1可以处理化合物的滑逸残余物和/或可以处理氮氧化物NOx的滑逸残余物。这也可以被描述为滑逸催化剂SC1是延伸的氨滑逸催化剂ASC，其也布置为氧化和/或分解CO和/或HC化合物并且还原排气流303中的氮氧化物NOx，从而得到一种通用/多功能的第一滑逸催化剂SC1，其处理几种类型的滑逸，这意味着它处理氮氧化物NOx和/或CO和/或HC化合物的残余物。
根据本发明的一个实施方式，在第一还原催化装置331中包括的第一多功能滑逸催化剂SC1中，可以进行至少以下反应，其还原氮氧化物NOx和/或氧化化合物：
HC+O2→H2O+CO2； (式3)
HC+NOx→N2+CO2； (式4)
和/或
CO+NOx→NO2+CO2。 (式5)
在这些简化的反应式中，HC代表一种或多种碳氢化合物CaHb。这里，根据式3的反应导致碳氢化合物HC的氧化。根据式4和5的反应提供氮氧化物NOx的还原，其中HC和CO分别用于还原。
为了获得这些特性，也就是说为了获得第一多功能滑逸催化剂SC1，根据一个实施方式，滑逸催化剂可以包括铂金属(PGM；铂族金属)中所包括的一种或多种物质，即铱、锇、钯、铂、铑和钌中的一种或多种。滑逸催化剂SC1也可以包括一种或多种其它物质，这些物质给予滑逸催化剂与铂族金属类似的特性。滑逸催化剂还可以包括NOx还原涂层，其中涂层可以例如包括沸石或钒。这里沸石可以用活性金属例如铜(Cu)或铁(Fe)活化。滑逸催化剂SC1也可以包括银Ag。
对于第一还原催化装置331，其催化特性可以根据其暴露或将要暴露的环境来选择。此外，第一还原催化装置331和第二还原催化装置332的催化特性可以被调整，使得它们可以被允许彼此共生地操作。第一还原催化装置331还可以包括提供催化特性的一种或多种物质。例如，可以例如在包括V2O5/WO3/TiO2的催化剂中使用例如钒和/或钨等过渡金属。例如在沸石基催化剂中，也可以在第一还原催化装置331中包括例如铁和/或铜等金属。如上所述，在第一还原催化剂中也可以包括银Ag和/或铂族金属PGM。
在本文件中，术语第二滑逸催化剂SC2通常用于表示催化剂，其布置为氧化和/或分解排气流303中的添加剂，和/或布置为使得其能够还原排气流303中的残余氮氧化物NOx。如上所述，添加剂可以包括尿素、氨NH3和异氰酸HNCO中的一种或多种。根据本发明的一个实施方式，这样的第二滑逸催化剂SC2布置为主要用于还原氮氧化物NOx，并且其次用于氧化和/或分解添加剂的残余物，也就是说第二滑逸催化剂SC2是多功能滑逸催化剂。换句话说，第二多功能滑逸催化剂SC2可以处理添加剂的滑逸残余物和/或可以处理氮氧化物NOx的滑逸残余物。这也可以被描述为第二滑逸催化剂SC2是延伸的氨滑逸催化剂ASC，其布置为还原排气流303中的氮氧化物和/或分解排气流303中的添加剂并还原氮氧化物NOx，从而获得通用/多功能的第二滑逸催化剂SC2，其处理多种类型的滑逸，这意味着它处理氮氧化物NOx和/或添加剂的残余物。
根据本发明的一个实施方式，在第二还原催化装置332中包括的第二多功能滑逸催化剂SC2中，可以进行例如至少以下反应，其还原氮氧化物NOx和/或氧化添加剂：
NH3+O2→N2； (式6)
和/或
NOx+NH3→N2+H2O。 (式7)
在此，根据式6的反应导致添加剂的氧化，例如包括氨的添加剂的残余物。根据式7的反应导致氮氧化物NOx的还原。因此，可以将添加剂如氨NH3、异氰酸HNCO、尿素等的残余物氧化。这些添加剂的残余物，也就是说氨NH3、HNCO、尿素或类似物这里也可以用于还原氮氧化物NOx。
为了获得这些特性，也就是说为了获得多功能滑逸催化剂，根据一个实施方式，第二滑逸催化剂SC2可以包括(PGM；铂族金属)中包括的一种或多种物质，即铱、锇、钯、铂、铑和钌中的一种或多种。滑逸催化剂还可以包括一种或多种其它物质，其给予滑逸催化剂与铂族金属类似的特性。滑逸催化剂还可以包括NOx还原涂层，其中涂层可以例如包括沸石或钒。沸石在这里可以用活性金属，例如铜(Cu)或铁(Fe)活化。
对于第二还原催化装置332，这些催化特性可以基于其暴露或将要暴露的环境来选择。此外，第一还原催化装置331和第二还原催化装置332的催化剂特性可以被调整，使得它们可以被允许彼此共生地操作。第二还原催化装置332还可以包括提供催化特性的一种或多种材料。可以例如在包括V2O5/WO3/TiO2的催化剂中使用例如钒和/或钨等过渡金属。例如在沸石基催化剂中，也可以在第一还原催化装置331和/或第二还原催化装置332中包括例如铁和/或铜等金属。
根据不同的实施方式，在图3a-b中示意性示出的排气处理系统350可以相应地具有多个不同的结构/构造，其可以概括如下并且其中各个单元CR1、SCR2、DPF、cDPF、SC1、SC2具有在整个文件中描述的各自的特征。传统的颗粒过滤器，即未涂覆的颗粒过滤器在这里被称为DPF。具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器320在这里被称为cDPF。催化氧化涂层可以根据其特性进行调整，以便一方面氧化氮氧化物NO，另一方面氧化非完全氧化的碳化合物。非完全氧化的碳化合物例如可以由通过发动机的喷射系统产生的燃料残余物组成。
根据本发明的一种构造，排气处理系统包括结构CR1-cDPF-SCR2。也就是说，排气处理系统350包括第一催化还原催化剂CR1，下游跟随的是具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF，下游跟随的是第二选择性催化还原催化剂SCR2。排气处理系统350中的第一催化还原催化剂CR1和第二选择性催化还原催化剂SCR2的共生使用可以有助于省略排气处理系统350中的第二滑逸催化剂SC2用于某些应用，例如在有限的NOx水平下，这导致有限的转换水平要求。例如与实际上需要滑逸催化剂的上述欧VI系统相比，这是一个优点。由于SCR催化剂通常比SC催化剂便宜，由于本发明的这个实施方式，通过省略第二滑逸催化剂SC2可以降低制造成本。
第一催化还原催化剂CR1可以例如通过排气流中的碳氢化合物HC的氧化而用于产生热量的目的，这有助于例如第一催化还原催化剂CR1和/或布置在第一催化还原催化剂CR1下游的部件等硫污染部件的再生。在硫污染部件的再生过程中，在这些部件中，即在第一催化还原催化剂CR1和布置在第一催化还原催化剂CR1下游的部件中的至少一者中，沉积的硫的量减少。
包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320的使用导致过滤器的改进的NO2基再生、在第二还原催化装置332处对于二氧化氮水平NO2更稳定的条件和/或控制NO2/NOx比率的值的可能性。
根据本发明的一种构造，排气处理系统包括结构CR1-SC1-cDPF-SCR2。也就是说，排气处理系统350包括第一催化还原催化剂CR1，下游跟随的是第一滑逸催化剂SC1，下游跟随的是具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF，下游跟随的是第二选择性催化还原催化剂SCR2。如上所述，在排气处理系统350中使用第一催化还原催化剂CR1和第二选择性催化还原催化剂SCR2，有助于针对某些应用省略排气处理系统350中的第二滑逸催化剂SC2，这降低了车辆的制造成本。第一滑逸催化剂SC1的使用有助于更大的负荷，并因此更好地使用第一催化还原催化剂CR1。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331在此包括多功能的第一滑逸催化剂SC1，并且因此通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的残余物来还原氮氧化物NOx并且还氧化和/或分解该化合物的残余物(如上所述)。这使排气处理系统具有许多优点。第一滑逸催化剂SC1在此可以与第一还原催化剂CR1共生地使用，从而关于氮氧化物NOx的还原以及化合物的残余物的氧化和/或分解而言第一滑逸催化剂SC1的活性以及滑逸催化剂SC1对于该化合物的沉积特性构成了对第一还原催化剂CR1的功能的补充。包括第一还原催化剂CR1和第一滑逸催化剂SC1的第一还原催化装置331的这些特性的组合意味着可以在第一还原催化装置331上获得较高的转化水平。另外，在第一还原催化装置331中使用第一滑逸催化剂SC1导致在排气处理系统中布置在第一还原催化装置331下游的部件中出现可以避免CO/HC化合物的非选择性氧化的条件。
第一催化还原催化剂CR1和/或第一滑逸催化剂SC1可以例如通过排气流中的碳氢化合物HC的氧化而用于产生热量的目的，这有助于例如第一催化还原催化剂CR1和/或布置在第一催化还原催化剂CR1下游的部件等硫污染部件的再生。在硫污染部件的再生过程中，在这些部件中，即在第一催化还原催化剂CR1和布置在第一催化还原催化剂CR1下游的部件中的至少一者中，沉积的硫的量减少。
包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320的使用导致过滤器的改进的NO2基再生、在第二还原催化装置332处对于二氧化氮水平NO2更稳定的条件和/或控制NO2/NOx比率的值的可能性。
根据本发明的一种构造，排气处理系统包括结构CR1-cDPF-SCR2-SC2。也就是说，排气处理系统350包括第一催化还原催化剂CR1，下游跟随的是具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF，下游跟随的是第二选择性催化还原催化剂SCR2，下游跟随的是第二滑逸催化剂SC2。该排气处理系统350有助于氮氧化物NOx的排放水平接近于零，因为第二还原催化剂SCR2可能例如通过增加剂量的添加剂而承担重负荷，因为其下游跟随的是第二滑逸催化剂SC2。第二滑逸催化剂SC2的使用导致系统的额外改进的性能，因为第二滑逸催化剂SC2可以处理额外的滑逸。
第一催化还原催化剂CR1可以例如通过排气流中的碳氢化合物HC的氧化而用于产生热量的目的，这有助于例如第一催化还原催化剂CR1和/或布置在第一催化还原催化剂CR1下游的部件等硫污染部件的再生。在硫污染部件的再生过程中，在这些部件中，即在第一催化还原催化剂CR1和布置在第一催化还原催化剂CR1下游的部件中的至少一者中，沉积的硫的量减少。
包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320的使用导致过滤器的改进的NO2基再生、在第二还原催化装置332处对于二氧化氮水平NO2更稳定的条件和/或控制NO2/NOx比率的值的可能性。
根据本发明的一种构造，排气处理系统包括结构CR1-SC1-cDPF-SCR2-SC2。也就是说，排气处理系统350包括第一催化还原催化剂CR1，下游跟随的是第一滑逸催化剂SC1，下游跟随的是具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF，下游跟随的是第二选择性催化还原催化剂SCR2，下游跟随的是第二滑逸催化剂SC2。该排气处理系统350有助于氮氧化物NOx的排放水平接近于零，因为第二还原催化剂SCR2可能例如通过增加剂量的添加剂而承担重负荷，因为其下游跟随的是第二滑逸催化剂SC2。第二滑逸催化剂SC2的使用导致系统的额外改进的性能，因为第二滑逸催化剂SC2可以处理额外的滑逸。第二滑逸催化剂SC2的使用还有助于降低用于NOx还原的起始温度(“起燃”温度)，并且还可以导致更大的负荷，并且因此导致第二选择性催化还原催化剂SCR2的改进的利用。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331在此包括多功能的第一滑逸催化剂SC1，并且因此通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的残余物来还原氮氧化物NOx并且还氧化和/或分解该化合物的残余物(如上所述)。这使排气处理系统具有许多优点。第一滑逸催化剂SC1在此可以与第一还原催化剂CR1共生地使用，从而关于氮氧化物NOx的还原以及CO/HC化合物的残余物的氧化和/或分解而言第一滑逸催化剂SC1的活性以及滑逸催化剂SC1对于CO/HC化合物的沉积特性构成了对第一还原催化剂CR1的功能的补充。包括第一还原催化剂CR1和第一滑逸催化剂SC1的第一还原催化装置331的这些特性的组合意味着可以在第一还原催化装置331上获得较高的转化水平。另外，在第一还原催化装置331中使用第一滑逸催化剂SC1导致在排气处理系统中布置在第一还原催化装置331下游的部件中出现可以避免CO/HC化合物的非选择性氧化的条件。
第一催化还原催化剂CR1和/或第一滑逸催化剂SC1可以例如通过排气流中的碳氢化合物HC的氧化而用于产生热量的目的，这有助于例如第一催化还原催化剂CR1和/或布置在第一催化还原催化剂CR1下游的部件等硫污染部件的再生。在硫污染部件的再生过程中，在这些部件中，即在第一催化还原催化剂CR1和布置在第一催化还原催化剂CR1下游的部件中的至少一者中，沉积的硫的量减少。
包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320的使用导致过滤器的改进的NO2基再生、在第二还原催化装置332处对于二氧化氮水平NO2更稳定的条件和/或控制NO2/NOx比率的值的可能性。
根据本发明的一种构造，排气处理系统包括结构SC1-cDPF-SCR2。也就是说，排气处理系统350包括第一滑逸催化剂SC1，下游跟随的是具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF，下游跟随的是第二选择性催化还原催化剂SCR2。这里同样由于使用第一滑逸催化剂SC1和第二选择性催化还原催化剂SCR2，可以在排气处理系统350中省略第二滑逸催化剂SC2以用于某些应用。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331在此包括多功能的第一滑逸催化剂SC1，通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物来还原氮氧化物NOx并且还氧化和/或分解该化合物(如上所述)。这使该排气处理系统具有许多优点。
第一催化还原催化剂CR1可以例如通过排气流中的碳氢化合物HC的氧化而用于产生热量的目的，这有助于例如催化剂和/或布置在催化剂下游的部件等硫污染部件的再生。在硫污染部件的再生过程中，在这些部件中插入的硫的量减少。
包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320的使用导致过滤器的改进的NO2基再生、在第二还原催化装置332处对于二氧化氮水平NO2更稳定的条件和/或控制NO2/NOx比率的值的可能性。
根据本发明的一种构造，排气处理系统包括结构SC1-cDPF-SCR2-SC2。也就是说，排气处理系统350包括第一滑逸催化剂SC1，下游跟随的是具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF，下游跟随的是第二选择性催化还原催化剂SCR2，下游跟随的是滑逸催化剂SC2。该排气处理系统350有助于氮氧化物NOx的排放水平接近于零，因为第二还原催化剂SCR2可能承担重负荷，即承担相对高剂量的第二添加剂，因为其下游跟随的是第二滑逸催化剂SC2。第二滑逸催化剂SC2的使用导致系统的额外改进的性能，因为第二滑逸催化剂SC2可以处理额外的滑逸。第二滑逸催化剂SC2的使用还有助于降低用于NOx还原的起始温度(“起燃”温度)。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331在此仅包括多功能的第一滑逸催化剂SC1，通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的CO/HC化合物来还原氮氧化物NOx并且还氧化和/或分解CO/HC化合物(如上所述)。第一催化还原催化剂CR1可以例如通过排气流中的碳氢化合物HC的氧化而用于产生热量的目的，这有助于例如催化剂和/或布置在催化剂下游的部件等硫污染部件的再生。在硫污染部件的再生过程中，在这些部件中插入的硫的量减少。
包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320的使用导致过滤器的改进的NO2基再生、在第二还原催化装置332处对于二氧化氮水平NO2更稳定的条件和/或控制NO2/NOx比率的值的可能性。
根据本发明的一种构造，排气处理系统包括结构SC1-CR1-cDPF-SCR2。也就是说，排气处理系统350包括第一滑逸催化剂SC1，下游跟随的是第一催化还原催化剂CR1，下游跟随的是具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF，下游跟随的是第二选择性催化还原催化剂SCR2。如上所述，在排气处理系统350中同时使用第一催化还原催化剂CR1和第二选择性催化还原催化剂SCR2，有助于针对某些应用省略排气处理系统350中的第二滑逸催化剂SC2，这降低了车辆的制造成本。第一滑逸催化剂SC1的使用有助于更大的负荷，并因此更好地使用第一催化还原催化剂CR1。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331在此包括多功能的第一滑逸催化剂SC1，通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物来还原氮氧化物NOx并且还氧化和/或分解该化合物(如上所述)，这使排气处理系统具有许多优点。第一滑逸催化剂SC1在此可以与第一还原催化剂CR1共生地使用，从而关于氮氧化物NOx的还原以及添加剂的氧化而言第一滑逸催化剂SC1的活性以及滑逸催化剂SC1对于CO/HC化合物的沉积特性构成了对第一还原催化剂CR1的功能的补充。包括第一还原催化剂CR1和第一滑逸催化剂SC1的第一还原催化装置331的这些特性的组合意味着可以在第一还原催化装置331上获得较高的转化水平。另外，在第一还原催化装置331中使用第一滑逸催化剂SC1导致在排气处理系统中布置在第一还原催化装置331下游的部件中出现可以避免CO/HC化合物的非选择性氧化的条件。
第一催化还原催化剂CR1和/或第一滑逸催化剂SC1可以例如通过排气流中的碳氢化合物HC的氧化而用于产生热量的目的，这有助于例如催化剂和/或布置在催化剂下游的部件等硫污染部件的再生。在硫污染部件的再生过程中，在这些部件中插入的硫的量减少。在第一催化还原催化剂CR1上游第一滑逸催化剂SC1的使用导致产生热量的良好可能性。
包括氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320的使用导致过滤器的改进的NO2基再生、在第二还原催化装置332处对于二氧化氮水平NO2更稳定的条件和/或控制NO2/NOx比率的值的可能性。
根据本发明的一种构造，排气处理系统包括结构SC1-CR1-cDPF-SCR2-SC2。也就是说，排气处理系统350包括第一滑逸催化剂SC1，下游跟随的是第一催化还原催化剂CR1，下游跟随的是具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF，下游跟随的是第二催化还原催化剂选择性催化还原催化剂SCR2，下游跟随的是第二滑逸催化剂SC2。该排气处理系统350有助于氮氧化物NOx的排放水平接近于零，因为第二还原催化剂SCR2可能例如通过增加剂量的添加剂而承担重负荷，因为其下游跟随的是第二滑逸催化剂SC2。第二滑逸催化剂SC2的使用还有助于降低用于NOx还原的起始温度(“起燃”温度)，并且还可以导致更大的负荷，并且因此导致第二选择性催化还原催化剂SCR2的改进的利用。第二滑逸催化剂SC2的使用导致系统的额外改进的性能，因为第二滑逸催化剂SC2可以处理额外的滑逸。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331在此包括多功能的第一滑逸催化剂SC1，通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物来还原氮氧化物NOx并且还氧化和/或分解该化合物(如上所述)，这使排气处理系统具有许多优点。第一滑逸催化剂SC1在此可以与第一还原催化剂CR1共生地使用，从而关于氮氧化物NOx的还原以及CO/HC化合物的残余物的氧化和/或分解而言第一滑逸催化剂SC1的活性以及滑逸催化剂SC1对于CO/HC化合物的沉积特性构成了对第一还原催化剂CR1的功能的补充。包括第一还原催化剂CR1和第一滑逸催化剂SC1的第一还原催化装置331的这些特性的组合意味着可以在第一还原催化装置331上获得较高的转化水平。另外，在第一还原催化装置331中使用第一滑逸催化剂SC1导致在排气处理系统中布置在第一还原催化装置331下游的部件中出现可以避免CO/HC化合物的非选择性氧化的条件。
第一催化还原催化剂CR1和/或第一滑逸催化剂SC1可以例如通过排气流中的碳氢化合物HC的氧化而用于产生热量的目的，这有助于例如催化剂和/或布置在催化剂下游的部件等硫污染部件的再生。在硫污染部件的再生过程中，在这些部件中插入的硫的量减少。第一滑逸催化剂SC1在第一催化还原催化剂CR1上游的使用导致产生这种热量的良好可能性。
在根据实施方式的上面列出的构造中，第一还原催化剂CR1和第一滑逸催化剂SC1可以由包括CR1和SC1的集成单元组成，或者可以由用于CR1和SC1的分离单元组成。
类似地，第一还原催化装置331和具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF可以由包括第一还原催化装置331和颗粒过滤器cDPF的集成单元组成，或者可以由用于第一还原催化装置331和过滤器cDPF的分离单元组成。
类似地，第二还原催化剂SCR2和第二滑逸催化剂SC2可以由包括SCR2和SC2的集成单元组成，或者可以由用于SCR2和SC2的分离单元组成。
类似地，第一滑逸催化剂SC1和具有至少部分催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF320可以构成至少部分集成的单元，或者包括分离的单元。
根据本发明的不同实施方式，根据本发明的上述构造还可以包括第一氧化催化剂DOC1311，其布置在第一还原催化剂331上游，以如上所述对所述排气流303中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物进行第一氧化。于是这些构造可简要描述为：DOC1-CR1-cDPF-SCR2，DOC1-CR1-cDPF-SCR2-SC2，DOC1-CR1-SC1-cDPF-SCR2，DOC1-CR1-SC1-cDPF-SCR2-SC2，DOC1-SC1-cDPF-SCR2，DOC1-SC1-cDPF-SCR2-SC2，DOC1-SC1-CR1-cDPF-SCR2，DOC1-SC1-CR1-cDPF-SCR2-SC2。
根据本发明的不同实施方式，上述根据本发明的构造还可以包括第二氧化催化剂312，其布置在第一还原催化剂331下游和未涂覆的颗粒过滤器DPF 320上游以如上所述对所述排气流303中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物进行第二氧化。于是这些构造可分别简要描述为：CR1-DOC2-DPF-SCR2，CR1-DOC2-DPF-SCR2-SC2，CR1-SC1-DOC2-DPF-SCR2，CR1-SC1-DOC2-DPF-SCR2-SC2，SC1-DOC2-DPF-SCR2，SC1-DOC2-DPF-SCR2-SC2，SC1-CR1-DOC2-DPF-SCR2，SC1-CR1-DOC2-DPF-SCR2-SC2；以及DOC1-CR1-DOC2-DPF-SCR2，DOC1-CR1-DOC2-DPF-SCR2-SC2，DOC1-CR1-DOC2-DPF-SCR2，，DOC1-CR1-SC1-DOC2-DPF-SCR2-SC2，DOC1-SC1-DOC2-DPF-SCR2，DOC1-SC1-DOC2-DPF-SCR2-SC2，DOC1-SC1-CR1-DOC2-DPF-SCR2，DOC1-SC1-CR1-DOC2-DPF-SCR2-SC2。
根据本发明的不同实施方式，根据本发明的上述构造还可以包括第三氧化催化剂313，其布置在涂覆的cDPF或未涂覆的颗粒过滤器DPF 320下游和第二还原催化装置332上游，以如上所述对所述排气流303中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物进行二次氧化。于是这些构造可分别简要描述为：CR1-cDPF-DOC3-SCR2，CR1-cDPF-DOC3-SCR2-SC2，CR1-SC1-cDPF-DOC3-SCR2，CR1-SC1-cDPF-DOC3-SCR2-SC2，SC1-cDPF-DOC3-SCR2，SC1-cDPF-DOC3-SCR2-SC2，SC1-CR1-cDPF-DOC3-SCR2，SC1-CR1-cDPF-DOC3-SCR2-SC2；以及DOC1-CR1-cDPF-DOC3-SCR2，DOC1-CR1-cDPF-DOC3-SCR2-SC2，DOC1-CR1-SC1-cDPF-DOC3-SCR2，DOC1-CR1-SC1-cDPF-DOC3-SCR2-SC2，DOC1-SC1-cDPF-DOC3-SCR2，DOC1-SC1-cDPF-DOC3-SCR2-SC2，DOC1-SC1-CR1-cDPF-DOC3-SCR2，DOC1-SC1-CR1-cDPF-DOC3-SCR2-SC2；以及CR1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2，CR1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2-SC2，CR1-SC1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2，CR1-SC1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2-SC2，SC1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2，SC1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2-SC2，SC1-CR1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2，SC1-CR1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2-SC2；以及DOC1-CR1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2，DOC1-CR1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2-SC2，DOC1-CR1-SC1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2，DOC1-CR1-SC1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2-SC2，DOC1-SC1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2，DOC1-SC1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2-SC2，DOC1-SC1-CR1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2，DOC1-SC1-CR1-DOC2-DPF-DOC3-SCR2-SC2。
根据本发明的不同实施方式，根据本发明的不包括第二氧化催化剂DOC2的上述构造还可以包括未涂覆的颗粒过滤器DPF 320。于是这些构造可分别简要描述为：CR1-DPF-SCR2，CR1-DPF-SCR2-SC2，CR1-SC1-DPF-SCR2，CR1-SC1-DPF-SCR2-SC2，SC1-DPF-SCR2，SC1-DPF-SCR2-SC2，SC1-CR1-DPF-SCR2，SC1-CR1-DPF-SCR2-SC2；以及DOC1-CR1-DPF-SCR2，DOC1-CR1-DPF-SCR2-SC2，DOC1-CR1-SC1-DPF-SCR2，DOC1-CR1-SC1-DPF-SCR2-SC2，DOC1-SC1-DPF-SCR2，DOC1-SC1-DPF-SCR2-SC2，DOC1-SC1-CR1-DPF-SCR2，DOC1-SC1-CR1-DPF-SCR2-SC2；以及CR1-DPF-DOC3-SCR2，CR1-DPF-DOC3-SCR2-SC2，CR1-SC1-DPF-DOC3-SCR2，CR1-SC1-DPF-DOC3-SCR2-SC2，SC1-DPF-DOC3-SCR2，SC1-DPF-DOC3-SCR2-SC2，SC1-CR1-DPF-DOC3-SCR2，SC1-CR1-DPF-DOC3-SCR2-SC2；以及DOC1-CR1-DPF-DOC3-SCR2，DOC1-CR1-DPF-DOC3-SCR2-SC2，DOC1-CR1-SC1-DPF-DOC3-SCR2，DOC1-CR1-SC1-DPF-DOC3-SCR2，DOC1-SC1-DPF-DOC3-SCR2-SC2，DOC1-SC1-CR1-DPF-DOC3-SCR2，DOC1-SC1-CR1-DPF-DOC3-SCR2-SC2。
如上面详细描述的，上面列出的本发明的每个构造可以包括在第二还原催化装置332上游的第二计量装置371，并且可以包括或不包括在第一还原催化装置331上游的第一计量装置371。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理内燃机301排放的排气流303的方法。这里借助于图4描述该方法，其中方法步骤遵循排气流通过排气处理系统350的流动。
在该方法的第一步骤410中，在第一还原催化装置331中使用存在于排气流303中的包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物，进行排气流中氮氧化物NOx的还原。第一还原催化装置331根据不同的实施方式可以包括第一催化还原催化剂CR1和/或第一滑逸催化剂SC1。第一滑逸催化剂SC1布置为氧化和/或分解CO/HC化合物，和/或额外地还原排气流303中的氮氧化物NOx。应该注意的是，在本文件中使用第一还原催化装置331对氮氧化物NOx的还原可以包括部分氧化，只要总反应构成氮氧化物NOx的还原即可。
在该方法的第二步骤420中，对排气流进行过滤，使得烟灰颗粒被颗粒过滤器320捕获并氧化。根据各种实施方式，颗粒过滤器320可由传统的非涂覆颗粒过滤器DPF或至少部分包括催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF组成，其中这种催化氧化涂层氧化捕获的烟灰颗粒以及一种或多种未完全氧化的氮和/或碳化合物。
在该方法的第三步骤430中，使用第二计量装置372来控制添加剂向排气流303的供应。
在该方法的第四步骤440中，通过在第二还原催化装置332中使用至少添加剂来执行排气流303中的氮氧化物NOx的还原，该第二还原催化装置332可以包括第二选择性催化还原催化剂SCR2，并且在一些构造中包括布置在第二计量装置371下游的第二滑逸催化剂SC2。第二还原催化剂332的还原在此受到在第三步骤430中添加剂的供应的影响。这里，第二滑逸催化剂SC2氧化多余的添加剂，例如氨，和/或提供排气流303中的氮氧化物NOx的额外还原。应该注意的是，在本文件中用第二还原催化装置332对氮氧化物NOx的还原可以包括部分氧化，只要总反应构成氮氧化物NOx的还原。
可以注意到，第一还原催化装置331所暴露的第一温度T1以及第二还原催化装置332所暴露的第二温度T2对排气处理系统350的功能非常重要。然而，控制这些温度T1、T2是困难的，因为它们在很大程度上取决于驾驶员如何驾驶车辆，也就是说，第一温度T1和第二温度T2取决于车辆的当前操作以及通过例如车辆加速器踏板的输入。
通过根据本发明的方法，例如在起始过程中第一还原催化装置331的第一温度T1更快地达到第一温度T1的更高值，并且因此在氮氧化物NOx的还原中实现更高的效率，所以排气处理方法和排气处理系统350本身变得比传统系统(如图2所示)显著地更高效。因此，例如在冷启动时以及在低排气温度下增加功率输出时，获得更高效的氮氧化物NOx的还原，从而导致在这种驾驶模式下燃料消耗的增加较小。换句话说，本发明充分利用难以控制的第一温度T1和第二温度T2，使得它们有助于提高排气净化系统的总体效率。
根据本发明的方法也可以获得排气处理系统350的上述优点。
根据本发明的一个实施方式，控制包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物从内燃机301向排气流303的排放401。对于该实施方式，使用第一还原催化装置331对排气流303中氮氧化物NOx的还原使用了释放到排气流303中的包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的这些化合物。根据本发明的这个实施方式，提供了一个或多个控制信号，在内燃机301的控制下使用这些控制信号，以便将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物的期望量释放到排气流303中。因此，在第一还原催化装置上游不需要计量装置来实现第一还原催化装置的还原。
根据本发明的一个实施方式，还提供了一个或多个控制信号，这些控制信号可以用于控制内燃机301，使得用于加热第一还原催化装置331的热量被产生到使第一还原催化装置331达到适合其功能的预定温度的程度。
根据本发明的一个实施方式，利用布置在内燃机301下游以及第一还原催化装置331上游的第一计量装置371来控制包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物向排气流303的供应402。对于该实施方式，排气流303中的氮氧化物NOx的还原使用这些在第一方法步骤410中供应的化合物。因此，第一还原催化剂331使用包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的供应化合物中的一种或多种。根据该实施方式，排气处理系统350因此包括第一计量装置371。在此提供了一个或多个控制信号，可以利用这些控制信号来控制第一计量装置371的一氧化碳和/或碳氢化合物的供应。
根据本发明的一个实施方式，提供一个或多个控制信号，这些控制信号可用于控制来自发动机301的排放和第一计量装置371的供应。因此，控制包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物从内燃机301向排气流303的排放401。而且，利用布置在内燃机301下游和第一还原催化装置331上游的第一计量装置371控制包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物向排气流303的供应402。第一还原催化装置331对排气流303中氮氧化物NOx的还原410通过使用一种或多种这些供应的化合物和这些排放的化合物而发生。如上所述，供应的化合物和排放的化合物包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种。
根据上述本发明的实施方式，通过一个或多个控制信号来提供供应402，所述控制信号可以用于控制内燃机301，以便于获得排气流中包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物的期望排放量，或者以便于获得用于加热第一还原催化装置的热量。这些一个或多个控制信号在此可以由控制装置360生成并提供应发动机301，如图3a-b所示。
类似地，控制装置360可以产生上述一个或多个控制信号，以便控制包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物向排气流的供应，并且将其提供给剂量控制装置374，如图3b所示。
如上所述，根据本发明的一个实施方式，第一滑逸催化剂SC1可以是多功能滑逸催化剂，其既减少氮氧化物NOx，又例如通过主要还原氮氧化物NOx以及其次氧化CO/HC化合物的残余物来氧化CO/HC化合物的残余物。为了获得这些特性，根据本实施方式的第一滑逸催化剂SC1可以包括铂族金属中包括的一种或多种物质和/或银Ag。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331中包括的这种多功能第一滑逸催化剂SC1可以独立地构成第一还原催化装置331，这意味着在第一还原催化装置331仅由多功能滑逸催化剂SC1组成。
根据本发明的另一实施方式，第一还原催化装置331中包括的这种多功能第一滑逸催化剂SC1可以与第一还原催化剂CR1组合构成第一还原催化装置331，这意味着第一还原催化装置331由第一还原催化剂CR1和多功能第一催化剂SC1构成。
如上所述，根据本发明的一个实施方式，第二滑逸催化剂SC2可以是多功能滑逸催化剂，其既还原氮氧化物NOx，又例如通过主要还原氮氧化物NOx并且其次氧化添加剂的残余物来氧化添加剂的残余物。
为了获得这些特征，根据一个实施方式，第二滑逸催化剂SC2可以包括铂金属中包括的一种或多种物质，和/或为滑逸催化剂提供与铂族金属类似的特性的一种或多种其他物质。
对于第二还原催化装置332中的第二滑逸催化剂SC2，通常基本上仅获得通过第二还原催化剂SCR2的添加剂的残余物的氧化，因为此时在排气流303中只有低水平的氮氧化物NOx可用。
根据一个实施方式，多功能第二滑逸催化剂SC2 600包括布置在至少一个稳定层/分层601上的至少两个活性层/分层，其在图6中示意性地示出。应该注意的是，图6仅是多功能第二滑逸催化剂SC2的可能设计的实例。多功能第二滑逸催化剂SC2可以以多种其他方式进行调整，只要多功能第二滑逸催化剂SC2实现上述反应即可。因此，除了图6中所示的那种设计之外，可以为多功能第二滑逸催化剂SC2使用多功能第二滑逸催化剂SC2的多种设计，这些设计可导致添加剂的氧化和氮氧化物NOx的还原。
这些活性层的第一层602包括用于第二滑逸催化剂SC2的一种或多种包括在铂金属中的物质或为滑逸催化剂提供与铂族金属相似的特性(即，例如氨的氧化)的一种或多种其它物质。第二层603可以包括NOx还原涂层，例如包括Cu或Fe沸石或钒。这里沸石用活性金属如铜(Cu)或铁(Fe)活化。这里第二层603与通过排气处理系统的排气流303直接接触。
根据本发明的一个实施方式，第一还原催化装置331，即第一滑逸催化剂SC1和/或第一还原催化剂CR1因此可用于在排气流中天然出现或产生/引入的碳氢化合物HC和/或一氧化碳CO的氧化。例如，排气流303中的碳氢化合物HC可以被包括在来自内燃机101中的燃烧的燃料残余物中，和/或被包括在来自与颗粒过滤器DPF/cDPF的再生相关的燃料额外喷射的燃料残余物中。
在第一还原催化装置331中的碳氢化合物HC的氧化还可以包括至少一个放热反应，也就是说产生热量的反应，使得对于第一还原催化装置331和/或对于第一还原催化装置331在排气处理系统350中下游跟随的诸如颗粒过滤器DPF/cDPF 320和/或消音器之类的部件，温度增加。这样的温度增加可以用于颗粒过滤器DPF/cDPF 320中的烟灰氧化，和/或清洁例如尿素等副产物的消音器。通过该至少一个放热反应，还有助于在第一还原催化装置331中碳氢化合物HC的氧化。另外，第一滑逸催化剂SC1中的CR层可以随时间由于例如硫而失活，这意味着可能需要产生放热反应，以便通过再生确保第一滑逸催化剂SC1的功能。类似地，可以使用产生热量的放热反应，以便通过再生来确保第一还原催化剂CR1的功能。如上所述，再生降低了再生的催化剂/部件中的硫的量。
第一还原催化装置331中的第一多功能滑逸催化剂SC1所指定的上面列出的特性和优点可以很好地用于如上所述的排气处理系统350，也就是说利用第一还原催化装置331，下游跟随的是颗粒过滤器320(根据一个实施方式，颗粒过滤器320可以部分地涂覆有催化涂层)，下游跟随的是第二还原催化装置332。
根据本发明的方法的一个实施方式，利用第一还原催化装置331控制还原，使得在至少部分地不同于氧化温度间隔Tox的还原温度间隔Tred内发生还原，在氧化温度间隔Tox内在颗粒过滤器320中发生明显的烟灰氧化，Tred≠Tox，使得第一还原催化装置中氮氧化物NOx的还原不与颗粒过滤器DPF/cDPF中的二氧化氮基烟灰氧化显著竞争。
根据该方法的一个实施方式，基于第一还原催化装置331和/或第二还原催化装置332的诸如催化特性等特性优化第一还原催化装置331。此外，可以基于第一还原催化装置331和/或第二还原催化装置332的例如催化特性等特性优化第二还原催化装置332。优化第一还原催化装置和/或第二还原催化装置的这些可能性导致总体高效的排气净化，其更好地反映了整个排气处理系统的状况。
第一还原催化装置331和/或第二还原催化装置332的上述特征可以涉及第一还原催化装置331和/或第二还原催化装置332的一个或多个催化特性、第一还原催化装置331和/或第二还原催化装置332的催化剂类型、第一还原催化装置331和/或第二还原催化装置332活化的温度间隔以及第一还原催化装置331和/或第二还原催化装置332的CO/HC和氨分别的覆盖水平。
根据本发明的一个实施方式，分别根据第一还原催化装置331和第二还原催化装置332的操作条件而分别优化第一还原催化装置331和第二还原催化装置332。这些操作条件可以分别关于第一还原催化装置331和第二还原催化装置332的温度(即静态温度)和/或分别关于第一还原催化装置331和第二还原催化装置332的温度趋势(即温度的变化)。
根据本发明的方法的一个实施方式，基于到达第二还原催化装置332的二氧化氮NO2_2的量与氮氧化物NOx_2的量之间的关系，对第一还原催化装置331实施的还原执行主动控制。换句话说，控制比率NO2_2/NOx_2，使得其具有对于第二还原催化装置332中的还原的合适值，通过该值可以获得更高效的还原。更详细地，在此，第一还原催化装置331因此执行到达第一还原催化装置331的第一数量的氮氧化物NOx_1的第一还原。在第二还原催化装置332处，执行到达第二还原催化装置332的第二数量的氮氧化物NOx_2的第二还原，其中，对到达第二还原催化装置332的二氧化氮NO2_2的量与氮氧化物NOx_2的第二数量之间的比率NO2_2/NOx_2进行调整，此处的调整是基于对比率NO2_2/NOx_2的确定值(NO2_2/NOx_2)det使用第一还原的主动控制来执行的。意图是比率NO2_2/NOx_2应该具有使得第二还原更高效的值。比率NO2_2/NOx_2的值(NO2_2/NOx_2)det在此可以由测量值、模型值和/或预测值构成。可以基于车辆前方路段的表示来确定预测值。该表示可以例如基于诸如GPS信息等定位信息和地图数据。
根据本发明方法的一个实施方式，在排气流303中进行包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第一氧化。然后，通过布置在第一还原催化剂332上游的第一氧化催化剂311进行该第一氧化。
根据本发明方法的一个实施方式，在排气流303中进行包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第二氧化。然后，通过布置在第一还原催化剂332下游和颗粒过滤器320上游的第二氧化催化剂312进行该第二氧化，该颗粒过滤器320在这种情况下可以是非涂覆颗粒过滤器DPF。
根据本发明方法的一个实施方式，在排气流303中进行包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第三氧化。然后，通过布置在颗粒过滤器320下游和第二还原催化装置上游的第三氧化催化剂313进行该第三氧化。
根据本发明的一个实施方式，颗粒过滤器cDPF 320至少部分包括催化氧化涂层，催化氧化涂层被设置成氧化排气流中的一氧化氮NO和非完全氧化的碳化合物中的一种或多种。
根据本发明的一个实施方式，通过第一还原催化装置331控制还原410，使得来自还原催化装置331的含有一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物的滑逸HC/COslip低于或等于滑逸阈值HC/COslip_threshold；HC/COslip≤HC/COslip_threshold。该滑逸阈值HC/COslip_threshold例如可以具有包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物的500ppm、100ppm、50ppm或10ppm的值。这里化合物的滑逸HC/COslip可以等于从还原催化装置331排放的一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的任一种的量，或者一氧化碳CO和碳氢化合物HC的总量。
为了能够利用第一还原催化装置331控制还原410，使得一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的滑逸HC/COslip受到限制，充分利用排气处理系统中布置在第一还原催化装置331下游的部件。如果例如颗粒过滤器DPF 320和第二还原催化装置332布置在第一还原催化装置331下游，则存在这样的风险，即滑逸HC/COslip可能直接通过颗粒过滤器320并到达第二还原催化装置332。然后第二还原催化装置332的功能可能受到这种滑逸HC/COslip的负面影响。因此，本发明的该实施方式可以实现第二还原催化装置332中的氮氧化物NOx的有效减少，因为滑逸HC/COslip是有限的。
如果例如至少部分地包括布置为氧化排气流中的一氧化氮NO和非完全氧化的碳化合物中的一种或多种的催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320布置在第一还原催化装置331下游，则存在滑逸HC/COslip可能限制过滤器cDPF中的烟灰氧化的风险，因为过滤器cDPF然后变得忙于氧化滑逸HC/COslip而不是产生二氧化氮NO2。因此，通过本发明的这个实施方式实现过滤器cDPF中的高效烟灰氧化，因为滑逸HC/COslip是有限的。
根据本发明的一个实施方式，通过第一还原催化装置331控制还原410，使得来自还原催化装置331的氨滑逸NH3_slip低于或等于氨滑逸阈值NH3_slip_threshold；NH3_slip≤NH3_slip_threshold。该氨滑逸阈值NH3_slip_threshold例如可以具有氨NH3的500ppm、100ppm、50ppm或10ppm的值。在某些情况下，在用一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC还原氮氧化物NOx时，第一还原催化装置331可以产生作为副产物的少量氨NH3。通过限制从第一还原催化装置331排放的氨滑逸NH3_slip，可以在布置在第一还原催化装置331下游的颗粒过滤器DPF中实现更高效的烟灰氧化。如果替代地在第一还原催化装置331下游布置至少部分地包括布置为氧化排气流中的一氧化氮NO和非完全氧化的碳化合物中的一种或多种的催化氧化涂层的颗粒过滤器cDPF 320，则存在氨滑逸NH3_slip可能被转化成例如笑气等一种或更多不想要的化合物，和/或可能导致过滤器cDPF中一氧化氮NOx的不必要的再生。
至少部分地以限制各种类型的上述滑逸HC/COslip、NH3_slip为目的而进行的还原410的控制可以包括：通过使用布置在第一还原催化装置331上游的第一计量装置371，对包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物从内燃机301向排气流303的排放401的控制，和/或对包括一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的化合物向排气流303的供应402的控制。因此，利用第一计量装置371控制内燃机301的控制和/或一氧化碳CO和/或碳氢化合物HC的供应，从而实现从第一还原催化装置排放的滑逸HC/COslip、NH3_slip低于相应的阈值HC/COslip_threshold、NH3_slip_threshold。
本领域技术人员将认识到，根据本发明的用于处理排气流的方法也可以在计算机程序中实现，在计算机中执行该计算机程序时将使计算机执行该方法。计算机程序通常形成计算机程序产品503的一部分，其中计算机程序产品包括存储有计算机程序的合适的数字非易失性/永久性/持久性/耐久性存储介质。所述非易失性/永久性/持久性/耐久性计算机可读介质由合适的存储器组成，例如，ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、闪存、EEPROM(电可擦除PROM)、硬磁盘装置等。
图5示意性地示出了控制装置500。控制装置500包括计算单元501，计算单元501可以基本上由合适类型的处理器或微计算机组成，例如，用于数字信号处理的电路(数字信号处理器，DSP)或具有预定的特定功能的电路(专用集成电路ASIC)。计算单元501连接到安装在控制装置500中的存储单元502，从而为计算装置501提供，例如存储的程序代码和/或存储的数据，计算装置501为了能够执行计算而需要这些数据。计算单元501还布置为将计算的中间或最终结果存储在存储器单元502中。
此外，控制装置500配备有分别用于接收和发送输入和输出信号的装置511，512，513，514。这些输入和输出信号可以包括波形、脉冲或其它属性，这些属性可以被装置511，513检测为用于接收输入信号的信息，并且可以被转换成可以被计算单元501处理的信号。这些信号然后被提供给计算单元501。用于发送输出信号的装置512，514布置为将来自计算单元501的计算结果转换成用于传送到车辆控制系统的其他部分和/或信号所意图应用的(一个或多个)部件的输出信号。
与用于接收和发送输入和输出信号的装置连接的每一个连接部可以由电缆；诸如CAN(控制器局域网)总线、MOST(媒体定向系统传输)总线或任何其他总线构造等数据总线；或无线连接部中的一个或多个组成。
本领域技术人员将认识到，上述计算机可以由计算单元501组成，并且上述存储器可以由存储单元502组成。
通常，现代车辆中的控制系统由通信总线系统组成，通信总线系统由连接多个电子控制装置(ECU)或控制器的一个或多个通信总线以及位于车辆上的不同部件组成。这样的控制系统可以包括大量的控制装置，并且特定功能的责任可以分布在多于一个的控制装置中。因此所示类型的车辆通常包括比图5中所示明显更多的控制装置，这在本技术领域内的本领域技术人员是公知的。
如本领域技术人员将认识到的，图5中的控制装置500可以包括图1中的控制装置115和160、图2中的控制装置260、图3a-b中的控制装置360和图3a-b中的控制装置374中的一个或多个。
在所示的实施方式中，在控制装置500中实现本发明。然而，也可以在车辆中已经存在的一个或多个其他控制装置中或者专用于本发明的控制装置中全部或部分地实施本发明。
在本文件中，诸如控制装置等装置经常被描述为布置为执行根据本发明的方法中的步骤。这也包括这些装置被调整，和/或设置为执行这些方法步骤。例如，这些单元可以对应于不同的指令组，例如以程序代码的形式，当各个单元被激活/用于实现各个方法步骤时，这些指令被馈送到处理器并由处理器使用。
本领域技术人员也将认识到，根据本发明的方法的不同实施方式可以修改上述排气处理系统。此外，本发明涉及机动车辆100，例如汽车、卡车或公共汽车，或者包括至少一个根据本发明的排气处理系统的另一单元，例如船只或者电压/电流发生器。
本发明不限于上述本发明的实施方式，而是涉及并包括在所附独立权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (49)

1.一种排气处理系统(350)，其布置为用于处理内燃机(301)中的燃烧产生的排气流(303)，其特征在于：
-第一还原催化装置(331)，其布置为通过使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物来还原所述排气流(303)中的氮氧化物NOx，当所述排气流(303)到达所述第一还原催化装置(331)时所述化合物包括在所述排气流(303)中；
-颗粒过滤器(320)，其布置在所述第一还原催化装置(331)下游以捕获并氧化所述排气流(303)中的烟灰颗粒；
-第二计量装置(372)，其布置在所述颗粒过滤器(320)下游并且布置为供应添加剂，所述添加剂包括氨或能够从中将氨提取和/或释放到所述排气流(303)中的物质；以及
-第二还原催化装置(332)，其布置在所述第二计量装置(372)下游并且布置为通过使用所述添加剂来还原所述排气流(303)中的氮氧化物NOx。
2.根据权利要求1所述的排气处理系统(350)，其中：
-所述内燃机(301)布置为将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物排放到所述排气流(303)中；以及
-所述第一还原催化装置(331)布置为通过至少使用所述排气流(303)中的排放的所述化合物来还原所述排气流(303)中的氮氧化物NOx，排放的所述化合物包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的排气处理系统(350)，其中：
-第一计量装置(371)布置在所述内燃机(301)下游和所述第一还原催化装置(331)上游，并且布置为将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物供应到所述排气流(303)；以及
-所述第一还原催化装置(331)布置为通过至少使用所述排气流(303)中的供应的所述化合物来还原所述排气流(303)中的氮氧化物NOx，供应的所述化合物包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的排气处理系统(350)，其中：
-所述内燃机(301)布置为将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物排放到所述排气流(303)中；
-第一计量装置(371)布置在所述内燃机(301)下游和所述第一还原催化装置(331)上游，并且布置为将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物供应到所述排气流(303)；以及
-所述第一还原催化装置(331)布置为通过使用供应的所述化合物和排放的所述化合物中的一种或多种来还原所述排气流(303)中的氮氧化物NOx，供应的所述化合物和排放的所述化合物包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的排气处理系统(350)，包括：
-控制装置(360)，其布置为提供一个或多个控制信号，所述控制信号能够用于控制所述内燃机(301)，使得包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC的化合物的期望量从所述内燃机(301)排放。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的排气处理系统(350)，其中，所述第一还原催化装置(331)包括以下组中的一个：
-第一催化还原催化剂(CR1)；
-下游跟随有第一滑逸催化剂(SC1)的第一催化还原催化剂(CR1)，所述第一滑逸催化剂(SC1)布置为氧化和/或分解所述化合物，以帮助所述第一催化还原催化剂(CR1)进一步还原所述排气流(303)中的氮氧化物NOx，和/或产生放热反应；
-下游跟随有第一催化还原催化剂(CR1)的第一滑逸催化剂(SC1)，所述第一滑逸催化剂(SC1)布置为氧化和/或分解所述化合物，以帮助所述第一催化还原催化剂(CR1)进一步还原所述排气流(303)中的氮氧化物NOx，和/或产生放热反应；以及
-第一滑逸催化剂(SC1)，其布置为氧化和/或分解所述化合物，以提供所述排气流(303)中的氮氧化物NOx的还原，和/或产生放热反应。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的排气处理系统(350)，其中，所述第二还原催化装置(332)包括以下组中的一个：
-第二选择性催化还原催化剂(SCR2)；以及
-下游跟随有第二滑逸催化剂(SC2)的第二选择性催化还原催化剂(SCR2)，所述第二滑逸催化剂(SC2)布置为氧化添加剂的残余物，和/或帮助所述第二催化剂选择性催化还原催化剂(SCR2)额外地还原所述排气流(303)中的氮氧化物NOx。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的排气处理系统(350)，其中，所述排气处理系统(350)包括用于供应所述化合物中的一种或多种的系统(370)，所述化合物包括一氧化碳CO、碳氢化合物HC和所述添加剂中的一种或多种，所述系统(370)包括至少一个泵(373)，所述泵(373)布置为分别向所述第一计量装置(371)和第二计量装置(372)供应包括一氧化碳CO、碳氢化合物HC和所述添加剂中的一种或多种的所述化合物。
9.根据权利要求8所述的排气处理系统(350)，其中，用于供应包括一氧化碳CO、碳氢化合物HC和所述添加剂中的一种或多种的所述化合物中的一种或多种的所述系统(370)包括布置为控制所述至少一个泵(373)的剂量控制装置(374)。
10.根据权利要求8所述的排气处理系统(350)，其中，用于供应包括一氧化碳CO、碳氢化合物HC和所述添加剂中的一种或多种的所述化合物中的一种或多种的所述系统(370)包括剂量控制装置(374)，所述剂量控制装置包括：
-第一泵控制装置(378)，其布置为控制所述至少一个泵(373)，使用所述第一计量装置(371)将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的所述化合物的第一施用供应到所述排气流；以及
-第二泵控制装置(379)，其布置为控制所述至少一个泵(373)，使用所述第二计量装置(372)将所述添加剂的第二施用供应到所述排气流。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的排气处理系统，其中，所述第一还原催化装置(331)布置为在还原温度间隔Tred内还原所述氮氧化物NOx，所述还原温度间隔Tred至少部分地不同于氧化温度间隔Tox，所述颗粒过滤器(320)布置为在所述氧化温度间隔Tox内氧化非完全氧化的碳化合物；Tred≠Tox。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的排气处理系统，还包括：
-第一氧化催化剂(311)，其布置在所述第一还原催化剂(331)上游，用于所述排气流(303)中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第一氧化和/或分解，和/或产生放热反应。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的排气处理系统，其中，所述颗粒过滤器(320)至少部分地包括催化氧化涂层，所述催化氧化涂层布置为氧化一氧化氮NO和非完全氧化的碳化合物中的一种或多种。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的排气处理系统，其中，所述颗粒过滤器(320)至少部分地包括催化氧化涂层，所述催化氧化涂层布置为用于还原氮氧化物NOx。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的排气处理系统，还包括布置在所述第一还原催化装置(331)下游和所述颗粒过滤器(320)上游的第二氧化催化剂(312)，以便执行所述排气流(303)中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第二氧化和/或分解，和/或产生放热反应。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的排气处理系统，还包括布置在所述颗粒过滤器(320)下游和所述第二还原催化装置(332)上游的第三氧化催化剂(313)，以便执行所述排气流(303)中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第三氧化和/或分解，和/或产生放热反应。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的排气处理系统(350)，还包括：
-控制装置(360)，其布置为提供一个或多个控制信号，所述控制信号能够用于采用所述第一还原催化装置(331)来控制所述还原(410)，使得从所述还原催化装置(331)排放的所述化合物的滑逸HC/COslip小于或等于滑逸阈值HC/COslip_threshold；HC/COslip≤HC/COslip_threshold。
18.根据权利要求17所述的排气处理系统(350)，其中，所述对所述还原(410)的所述控制包括对以下组中的一项或多项的控制：
-从所述内燃机(301)将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物排放(401)到所述排气流(303)中；以及
-使用布置在所述内燃机(301)下游和所述第一还原催化装置(331)上游的第一计量装置(371)，将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物供应(402)到所述排气流(303)中。
19.根据权利要求17-18中任一项所述的排气处理系统(350)，其中，所述滑逸阈值HC/COslip_threshold具有以下组中的值：
-500ppm的所述化合物；
-100ppm的所述化合物；
-50ppm的所述化合物；以及
-10ppm的所述化合物。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的排气处理系统(350)，所述排气处理系统还包括：
-控制装置(360)，其布置为提供一个或多个控制信号，所述控制信号能够用于采用所述第一还原催化装置(331)控制所述还原(410)，使得从所述还原催化装置(331)排放的氨的滑逸NH3_slip低于或等于氨滑逸阈值NH3_slip_threshold；NH3_slip≤NH3_slip_threshold。
21.根据权利要求20所述的排气处理系统(350)，其中，所述还原(410)的所述控制包括对以下组中的一项或多项的控制：
-从所述内燃机(301)将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物排放(401)到所述排气流(303)中，
-使用布置在所述内燃机(301)下游和所述第一还原催化装置(331)上游的第一计量装置(371)，将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物供应到所述排气流(303)中。
22.根据权利要求20-21中任一项所述的排气处理系统(350)，其中，所述氨滑逸阈值NH3_slip_threshold具有以下组中的值：
-100ppm的氨NH3；
-50ppm的氨NH3；
-20ppm的氨NH3；
-10ppm的氨水NH3；
-5ppm的氨NH3；以及
-0ppm的氨NH3。
23.一种用于处理内燃机(301)中的燃烧产生的排气流(303)的方法，其特征在于，
-通过使用第一还原催化装置(331)还原(410)所述排气流中的氮氧化物NOx，使用包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物来执行所述还原(410)，当所述排气流(303)到达所述第一还原催化装置(331)时所述化合物包括在所述排气流(303)中；以及
-利用布置在所述第一还原催化装置(331)下游的颗粒过滤器(320)捕获和氧化(420)所述排气流(303)中的烟灰颗粒；以及
-使用布置在所述颗粒过滤器(320)下游的第二计量装置(372)来控制(430)包括氨或能够从中将氨提取和/或释放到所述排气流(303)中的物质的添加剂的供应，所述添加剂的所述供应影响通过使用布置在所述第二计量装置(372)下游的第二还原催化装置(332)对所述排气流(303)中的氮氧化物NOx的还原(440)。
24.根据权利要求23所述的方法，其中：
-使包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物从所述内燃机(301)排放(401)到所述排气流(303)中；以及
-通过使用所述第一还原催化装置(331)对所述排气流(303)中的所述氮氧化物NOx的所述还原(410)使用所述排气流(303)中的排放的所述化合物，排放的所述化合物包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种。
25.根据权利要求23-24中任一项所述的方法，其中：
-使用布置在所述内燃机(301)下游和所述第一还原催化装置(331)上游的第一计量装置(371)执行包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物到所述排气流(303)的供应(402)；以及
-通过使用所述第一还原催化装置(331)对所述排气流(303)中的氮氧化物NOx的所述还原(410)使用所述排气流(303)中包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的供应的所述化合物。
26.根据权利要求23-25中任一项所述的方法，其中：
-使包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物从所述内燃机(301)排放(401)到所述排气流(303)中；
-使用布置在所述内燃机(301)下游和所述第一还原催化装置(331)上游的第一计量装置(371)执行包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物向所述排气流(303)的供应(402)；以及
-借助于供应的所述化合物和排放的所述化合物中的一种或多种，通过使用所述第一还原催化装置(331)进行所述排气流(303)中的氮氧化物NOx的还原(410)，供应的所述化合物和排放的所述化合物包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种。
27.根据权利要求23-26中任一项所述的方法，包括：
-供应(402)一个或多个控制信号，所述控制信号能够用于控制所述内燃机(301)，使得包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的所述化合物的期望量从所述内燃机(301)排放。
28.根据权利要求23-27中任一项所述的方法，其中，控制所述内燃机(301)以产生热量，用于加热所述第一还原催化装置(331)，使得所述第一还原催化装置(331)达到预定温度。
29.根据权利要求23-28中任一项所述的方法，其中，通过所述第一还原催化装置(331)的所述还原(410)被控制成在还原温度间隔Tred内发生，所述还原温度间隔Tred至少部分地不同于氧化温度间隔Tox，通过所述颗粒过滤器(320)对非完全氧化的碳化合物的氧化在所述氧化温度间隔Tox内发生；Tred≠Tox。
30.根据权利要求23-29中任一项所述的方法，其中，基于所述第一还原催化装置(331)的一个或多个特性和/或操作条件来控制用所述第一还原催化装置(331)对所述氮氧化物NOx的所述还原(410)。
31.根据权利要求23-30中任一项所述的方法，其中，基于所述第二还原催化装置(332)的一个或多个特性和/或操作条件来控制用所述第一还原催化装置(331)对所述氮氧化物NOx的所述还原(410)。
32.根据权利要求23-31中任一项所述的方法，其中，基于所述第二还原催化装置(332)的一个或多个特性和/或操作条件来控制用所述第二还原催化装置(372)进行的所述还原(440)。
33.根据权利要求23-32中任一项所述的方法，其中，基于所述第一还原催化装置(331)的一个或多个特性和/或操作条件来控制用所述第二还原催化装置(332)进行的所述还原(440)。
34.根据权利要求30-33中任一项所述的方法，其中，所述第一还原催化装置(331)和所述第二还原催化装置(372)的所述特性分别涉及以下组中的一个或多个：
-所述第一还原催化装置(331)的催化特性；
-所述第二还原催化装置(332)的催化特性；
-所述第一还原催化装置(331)的催化剂类型；
-所述第二还原催化装置(332)的催化剂类型；
-所述第一还原催化装置(331)被激活的温度间隔；
-所述第二还原催化装置(332)被激活的温度间隔；
-所述第一还原催化装置(331)的一氧化碳和/或碳氢化合物的覆盖水平；以及
-所述第二还原催化装置(332)的氨的覆盖水平。
35.根据权利要求23-24中任一项所述的方法，其中，所述第一还原催化装置(331)执行到达所述第一还原催化装置(331)的第一数量的所述氮氧化物NOx_1的第一还原(410)；
-所述第二还原催化装置(332)执行到达所述第二还原催化装置(332)的第二数量的所述氮氧化物NOx_2的第二还原(440)；以及
-在二氧化氮NO2_2量和到达所述第二还原催化装置(332)的所述第二数量的氮氧化物NOx_2之间进行调整，所述第一数量的氮氧化物NOx_1的还原(410)基于所述比率NO2_2/NOx_2的值(NO2_2/NOx_2)det来执行。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述比率NO2_2/NOx_2的值(NO2_2/NOx_2)det由以下组中的一个成：
-测量值；
-模型值；
-预测值。
37.根据权利要求23-36中任一项所述的方法，还包括：
-通过布置在所述第一还原催化剂(331)上游的第一氧化催化剂(311)进行的所述排气流(303)中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第一氧化。
38.根据权利要求23-37中任一项所述的方法，还包括：
-通过布置在所述第一还原催化剂(331)下游和所述颗粒过滤器(320)上游的第二氧化催化剂(312)进行的所述排气流(303)中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第二氧化。
39.根据权利要求23-38中任一项所述的方法，还包括：
-通过布置在所述颗粒过滤器(320)下游和所述第二还原催化装置(332)上游的所述第三氧化催化剂(313)执行的所述排气流(303)中包括氮、碳和氢中的一种或多种的化合物的第三氧化。
40.根据权利要求23-39中任一项所述的方法，其中，所述颗粒过滤器(320)至少部分地包括催化氧化涂层，所述催化氧化涂层布置为氧化所述排气流中的一氧化氮NO和非完全氧化的碳化合物中的一种或多种。
41.根据权利要求23-40中任一项所述的方法，其中，所述颗粒过滤器(320)使用布置在所述颗粒过滤器(320)中的至少部分催化还原涂层来执行氮氧化物NOx的还原。
42.根据权利要求23-1中任一项所述的方法，其中，用所述第一还原催化装置(331)进行的所述还原(410)被控制为使得从所述还原催化装置(331)排放的所述化合物的滑逸HC/COslip小于或等于滑逸阈值HC/COslip_threshold；HC/COslip≤HC/COslip_threshold。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述还原(410)的所述控制包括以下组中的一项或多项的控制：
-从所述内燃机(301)将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物排放(401)到所述排气流(303)中；以及
-使用布置在所述内燃机(301)下游和所述第一还原催化装置(331)上游的第一计量装置(371)，将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物供应(402)到所述排气流(303)中。
44.根据权利要求42-43中任一项所述的方法，其中，所述滑逸阈值HC/COslip_threshold具有以下组中的值：
-500ppm的所述化合物；
-100ppm的所述化合物；
-50ppm的所述化合物；以及
-10ppm的所述化合物。
45.根据权利要求23-44中任一项所述的方法，其中用所述第一还原催化装置(331)进行的所述还原(410)被控制为使得从所述还原催化装置(331)排放的氨的滑逸NH3_slip低于或等于氨滑逸阈值NH3_slip_threshold；NH3_slip≤NH3_slip_threshold。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述还原(410)的所述控制包括以下组中的一项或多项的控制：
-从所述内燃机(301)将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物排放(401)到所述排气流(303)中，
-使用布置在所述内燃机(301)下游和所述第一还原催化装置(331)上游的第一计量装置(371)，将包括一氧化碳CO和碳氢化合物HC中的一种或多种的化合物供应(402)到所述排气流(303)中。
47.根据权利要求45-46中任一项所述的方法，其中，所述氨滑逸阈值NH3_slip_threshold具有以下组中的值：
-100ppm的氨NH3；
-50ppm的氨NH3；
-20ppm的氨NH3；
-10ppm的氨水NH3；
-5ppm的氨NH3；以及
-0ppm的氨NH3。
48.一种包括程序代码的计算机程序，当所述程序代码在计算机中被执行时所述程序代码使所述计算机执行根据权利要求23-47中任一项所述的方法。
49.一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质和根据权利要求48所述的计算机程序，所述计算机程序被包括在所述计算机可读介质中。
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