DE102006005546A1 - Steuern der Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysatorleistung - Google Patents

Steuern der Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysatorleistung Download PDF

Info

Publication number
DE102006005546A1
DE102006005546A1 DE102006005546A DE102006005546A DE102006005546A1 DE 102006005546 A1 DE102006005546 A1 DE 102006005546A1 DE 102006005546 A DE102006005546 A DE 102006005546A DE 102006005546 A DE102006005546 A DE 102006005546A DE 102006005546 A1 DE102006005546 A1 DE 102006005546A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
nox
lnt
heating
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102006005546A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006005546B4 (de
Inventor
David B. Brighton Brown
Michael J. Howell Paratore Jr.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motors Liquidation Co filed Critical Motors Liquidation Co
Publication of DE102006005546A1 publication Critical patent/DE102006005546A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006005546B4 publication Critical patent/DE102006005546B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0806NOx storage amount, i.e. amount of NOx stored on NOx trap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Ein Verfahren des Verwendens eines Lean-NOx-Trap(LNT)-Katalysators zum Steuern der Fahrzeugmotoremissionen. Während die Katalysatortemperatur in einem niedrigen Bereich liegt, wird zugelassen, dass der Katalysator NOx speichert, bis er gesättigt ist. Der gesättigte Katalysator wird auf eine Temperatur erwärmt, die den niedrigen Bereich überschreitet. Der erwärmte Katalysator wird regeneriert. Dieses Verfahren kann die LNT-Katalysatorleistung bei niedrigen Temperaturen verbessern und dabei die Kraftstoffeinsparung begünstigen.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Systeme und Verfahren zum Steuern von Fahrzeugemissionen und insbesondere auf das Verwenden von Magergemisch-NOx-Fallen- oder Lean-NOx-Trap-Katalysatoren (LNT-Katalysatoren) zum Steuern von Fahrzeugemissionen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysatoren, die auch als NOx-Adsorber bekannt sind, sind entwickelt worden, damit Motoren mit Magergemischverbrennung herausfordernde globale Emissionsstandards erfüllen können. Obwohl diese Katalysatoren vielversprechend sind, stellen sie auch mehrere technische Herausforderungen dar. Beispielsweise können LNT-Katalysatoren bei den niedrigen Betriebstemperaturen, die für die heutigen Dieselmotoren typisch sind, eine schwache Leistung erbringen. Es ist festgestellt worden, dass LNT-Katalysatoren bei niedrigen Temperaturen NOx ungenügend reduzieren, um jene Emissionssteuerung zu bewirken, die zum Erfüllen strenger Emissionsstandards für solche Fahrzeuge erforderlich ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist in einer Ausführungsform auf ein Verfahren des Verwendens eines Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysators zum Steuern der Fahrzeugmotoremissionen gerichtet. Während eine Temperatur des Kata lysators innerhalb eines vorgegebenen Niedrigtemperaturbereichs liegt, kann der Katalysator NOx speichern, bis er im Wesentlichen gesättigt ist. Der im Wesentlichen gesättigte Katalysator wird auf eine Temperatur erwärmt. die den Niedrigbereich überschreitet. Das Verfahren umfasst außerdem das Regenerieren des Katalysators, wenn er auf den optimalen thermischen Bereich erwärmt worden ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Verfahren des Verwendens eines Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysators zum Steuern der Fahrzeugmotoremissionen gerichtet. Es wird ermittelt, ob eine Temperatur des Katalysators in einem vorgegebenen Niedrigtemperaturbereich liegt und ob der Katalysator NOx adsorbiert. Auf der Grundlage des Ermittlungsschritts wird der Katalysator auf oberhalb des Temperaturbereichs erwärmt, um den Katalysator für das Reinigen aufzubereiten.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Verfahren des Verwendens eines Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysators zum Steuern der Fahrzeugmotoremissionen gerichtet. Es wird ermittelt, ob eine Temperatur des Katalysators in einem vorgegebenen Niedrigtemperaturbereich liegt und ob der Katalysator NOx speichert. Auf der Grundlage des Ermittlungsschritts wird der Katalysator auf eine Temperatur oberhalb des vorgegebenen Niedrigbereichs erwärmt, um den Katalysator für das Beseitigen des NOx aufzubereiten.
  • In einer nochmals weiteren Ausführungsform umfasst ein System zum Steuern von Fahrzeugemissionen einen LNT-Katalysator, der NOx aus einem von einem Motor des Fahrzeugs erzeugten Abgasstrom adsorbiert. Ein Steuermodul des Fahrzeugs steuert das Erwärmen des LNT-Katalysators. Während eine Temperatur des Katalysators innerhalb eines vorgegebenen Niedrigtemperaturbereichs liegt, lässt das Steuermodul zu, dass der Katalysator NOx speichert, bis er im Wesentlichen gesättigt ist. Das Steuermodul erwärmt den im Wesentlichen gesättigten Katalysator auf eine Temperatur, die den vorgegebenen Niedrigbereich überschreitet, und reduziert das gespeicherte NOx von dem erwärmten Katalysator.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der im Folgenden gegebenen genauen Beschreibung deutlich. Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung angegeben sind, sind selbstverständlich die genaue Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich zum Zweck der Veranschaulichung gedacht und nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung zu begrenzen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird umfassender verständlich aus der genauen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen:
  • 1 ein Blockschaltplan eines Fahrzeugs ist, das ein Emissionssteuersystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält; und
  • 2 ein Ablaufplan eines Verfahrens des Verwendens eines Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysators zum Steuern der Fahrzeugemissionen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • GENAUE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die folgende Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist lediglich beispielhaft, wobei keineswegs beabsichtigt ist, die Erfindung, ihre Anwendungsmöglichkeiten oder Verwendungen zu beschränken. Der Klarheit wegen werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen zur Kennzeichnung von gleichartigen Elementen benutzt. Die Begriffe "Modul" und/oder "Vorrichtung", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, eigens zugewiesen oder für eine Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität besitzen. Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier mit Bezug auf ein oder mehrere Fahrzeuge mit Dieselmotoren beschrieben werden, ist die Erfindung selbstverständlich nicht darauf begrenzt. Die Erfindung kann auch in Verbindung mit Motoren, die durch Benzin und/oder andere Kraftstoffarten gespeist werden, praktiziert werden.
  • Im Allgemeinen sind verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf das Verwenden von LNT-Katalysatoren zum Steuern der Emissionen von Fahrzeugen gerichtet. Ein typischer LNT-Katalysator stellt mehrere Kanäle bereit, durch die Fahrzeugabgas strömt. Oberflächen der Kanäle sind beispielsweise mit Bariumsalzen und Platin oder einem anderen Edelmetall (anderen Edelmetallen) imprägniert. Während eines Magerbetriebs des Fahrzeugmotors adsorbiert der Katalysator Stickoxide (NOx) von dem Motorabgas. Die Stickoxide (typischerweise NO und NO2) werden an der Katalysatoroberfläche gespeichert. Der Katalysator wird periodisch einer fetten Kraftstoffumgebung ausgesetzt, in der der Katalysator regeneriert wird, d. h. das gespeicherte NOx reduziert wird. Speziell werden die Stickoxide in Stickstoff, Kohlendioxid und Wasser in Gegenwart von Wärme, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe in dem Abgasstrom umgewandelt.
  • LNT-Katalysatoren können NOx bei Temperaturen wirksam speichern, die niedriger als Temperaturen sind, bei denen sie das gespeicherte NOx wirksam reduzieren können. Bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen unter etwa 300 °C, kann ein LNT-Katalysator NOx für eine begrenzte Zeit speichern, d. h. bis er voll von NOx ist. Bei Konfigurationen des Standes der Technik fällt die Katalysatorleistung bei niedrigen Temperaturen im Allgemeinen ab, nachdem der Katalysator mit NOx gesättigt ist.
  • Im Allgemeinen wird bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ein LNT-Katalysator erwärmt, um die Katalysatortemperatur anzuheben, wenn dies zur Förderung der Katalysatorleistung geeignet ist. In einer Ausführungsform wird zugelassen, dass der Katalysator, während eine Temperatur des Katalysators innerhalb eines vorgegebenen Niedrigtemperaturbereichs liegt, NOx speichert, bis er gesättigt ist. Der gesättigte Katalysator wird auf eine Temperatur erwärmt, die den Niedrigbereich überschreitet, wobei der erwärmte Katalysator eine Regenerierung erfährt.
  • In 1 ist ein Fahrzeug, das ein Emissionssteuersystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, allgemein durch das Bezugszeichen 20 angegeben. Von einer Kraftstoffpumpe 22 wird über mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 32 Kraftstoff an einen Dieselmotor 22 abgegeben. Durch ein Lufteinlasssystem 34 wird Luft an den Motor 22 abgegeben.
  • Ein Steuermodul 42 ist mit einem Fahrpedalsensor 66 verbunden, der eine Stellung eines Fahrpedals 40 erfasst. Der Sensor 66 sendet ein Signal an das Steuermodul 42, das die Pedalstellung repräsentiert. Das Steuermodul 42 verwendet das Pedalstellungssignal zum Steuern der Betätigung der Kraftstoffpumpe 26 und der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 32.
  • Ein Abgaskatalysator 68 empfängt über einen Abgaskrümmer 70 Abgas von dem Motor 22. Ein Abgassensor 72 erfasst Abgas in dem Krümmer 70 und gibt ein Signal an das Steuermodul 42 aus, das beispielsweise angibt, ob das Abgas mager oder fett ist. Der Abgaskatalysator 68 enthält in einem ersten Abschnitt 78 einen Topf 74 mit einem Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und in einem zweiten Abschnitt 82 eine Lean-NOx-Trap (LNT) (NOx-Falle für Magergemischverbrennung). Ein zweiter Topf 86 enthält einen LNT-Katalysator. Während des Betriebs des Motors 22 strömt Motorabgas aus dem Abgaskrümmer 70 durch die Töpfe 74 und 86. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die nachstehend beschrieben wird, speichern, d. h. adsorbieren, LNT-Katalysatoroberflächen innerhalb der Töpfe 74 und 86 Stickoxide (NOx) aus dem durch die Töpfe strömenden Abgas. Ein Temperatursensor 90 erfasst die Temperatur in dem Abgaskatalysator 68 und sendet ein Signal an das Steuermodul 42, das die Temperatur repräsentiert. Ein NOx-Sensor 94 erfasst die NOx-Konzentration in dem Topf 86 und sendet ein diese repräsentierendes Signal.
  • 2 ist ein allgemein durch das Bezugszeichen 100 angegebener Ablaufplan einer Ausführungsform eines Verfahrens, in dem die Töpfe 74 und 86 zum Steuern der Fahrzeugemission verwendet werden. Das Verfahren 100 kann durch das Steuermodul 42 ausgeführt werden. Im Schritt 108 verwendet das Steuermodul 42 eine Eingabe des Temperatursensors 90, um zu bestimmen, ob eine Temperatur des LNT-Katalysators in den Töpfen 74 und/oder 86 innerhalb eines vorgegebenen Niedrigtemperaturbereichs liegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform liegt ein Niedrigbereich beispielsweise zwischen 175 °C und 300 °C. Der Niedrigtemperaturbereich kann von mehreren Faktoren einschließlich der Zusammensetzung und der Dichte des LNT-Katalysators, der Größen der Töpfe 74 und 86 und/oder der Kraftstoffzusammensetzung, jedoch nicht darauf begrenzt, abhängen. Es sei angemerkt, dass die Katalysatortemperatur auf andere oder zusätzliche Arten und an anderen oder zusätzlichen Orten ermittelt werden könnte, indem beispielsweise ein Temperatursensor (Temperatursensoren) alternativ oder zusätzlich zu dem Sensor 90 verwendet wird (werden). Es sei außerdem angemerkt, dass, obwohl der LNT-Katalysator in den Töpfen 74 und 86 hier als ein einziger Katalysator bezeichnet wird, Ausführungsformen in Betracht kommen, bei denen sich der LNT-Katalysator in dem Topf 74 von dem LNT-Katalysator in dem Topf 86 unterscheiden kann.
  • Zurück zu 2, das Verfahren ist im Schritt 116 beendet, wenn im Schritt 108 bestimmt wird, dass eine Temperatur des LNT-Katalysators nicht in dem vorgegebenen Niedrigtemperaturbereich liegt. Wenn sich der LNT-Katalysator innerhalb des Niedrigtemperaturbereichs befindet, inkrementiert das Steuermodul 42 im Schritt 120 in einem (nicht gezeigten) Speicher des Steuermoduls 42 eine Variable "NOx Gespeichert", die eine Ist-Gesamtmenge von in dem LNT-Katalysator gespeicherten NOx repräsentiert. Bei einem Fahrzeug, das keinen NOx-Sensor enthält, kann die Variable "NOx Gespeichert" dazu verwendet werden, die NOx-Konzentration in dem LNT-Katalysator zu überwachen. Bei einer solchen Konfiguration werden im Schritt 120 NOx-Konzentrationspegel auf der Grundlage eines Kubik-Luftdurchflusses zum Motor 22, einer geschätzten Zeit, in der der LNT-Katalysator mit NOx gesättigt sein wird, und der Zeit zwischen Iterationen des Schritts 120 geschätzt. Bei dem Fahrzeug 20 wird Abgas durch den NOx-Sensor 94 gemessen. Das Steuermodul 42 verwendet das NOx-Sensorsignal dazu, einen Ist-NOx-Pegel zu ermitteln und Daten, die den Istpegel angeben, in der Variablen "NOx Gespeichert" zu speichern.
  • Im Schritt 128 ermittelt das Steuermodul 42, ob der Istpegel von in dem LNT-Katalysator gespeicherten NOx einen vorgegebenen Grenzwert, der angibt, dass der LNT-Katalysator im Wesentlichen mit NOx gesättigt ist, überschreitet. Ein solcher Grenzwert kann in verschiedener Weise, beispielsweise in Abhängigkeit von dem NOx-Sensorort (den NOx-Sensororten) relativ zu dem Abgaskatalysator 68, angegeben sein. Bei dem beispielhaften Fahrzeug 20 befindet sich der LNT-Katalysator, wenn eine NOx-Konzentration von 0,1 Gramm pro Liter gemessen wird, in Sättigung oder in der Nähe einer solchen. Der Ausdruck "im Wesentlichen gesättigt" wird folglich verwendet, um einen Grad möglicher Verschiedenheit von der totalen Sättigung zu repräsentieren, der nicht zu einer Veränderung der grundlegenden Arbeitsweise von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führt.
  • Wenn im Schritt 128 ermittelt wird, dass der LNT-Katalysator die Sättigung noch nicht erreicht hat, kehrt die Steuerung zum Schritt 108 zurück. Wenn im Schritt 128 ermittelt wird, dass der LNT-Katalysator die Sättigung erreicht hat, wird der LNT-Katalysator im Schritt 136 erwärmt, um einen Temperaturbereich zu erreichen, der im Voraus so, dass die Katalysatorregenerierung gefördert wird, z. B. zwischen 300 °C und 350 °C, zwischen 325 °C und 375 °C oder durch Verwendung anderer geeigneter Bereiche, bestimmt worden ist. Um den Katalysator zu erwärmen steuert das Steuermodul 42 ein Luft-/Kraftstoffverhältnis, das über eine Kraftstoffpumpe 26 und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 32 an den Motor 22 abgegeben wird. Speziell veranlasst das Steuermodul 42 eine Anreicherung des Kraftstoffs, wodurch die Wärme in dem Motorabgas und in dem LNT-Katalysator gesteigert wird. Das Erwärmen könnte bei anderen Fahrzeugkonfigurationen auf andere Weise, beispielsweise durch Verwendung einer von außen an dem Abgaskatalysator 68 oder einem anderen Teil des Fahrzeug-Kraftstoffsystems angebrachten Energiequelle, ausgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ könnte Kraftstoff zur Verbrennung in ei nem oder beiden Töpfen 74 und 86 an einem anderen Ort, beispielsweise in den Abgaskrümmer 70, eingespritzt werden.
  • Im Schritt 140 ermittelt das Steuermodul 42, ob die Temperatur des LNT-Katalysators den oben genannten Regenerationstemperaturbereich erreicht hat, z. B. 300 °C überschreitet. Wenn der LNT-Katalysator 300 °C nicht erreicht hat, kehrt die Steuerung zum Schritt 136 zurück. Wenn der Katalysator 300 °C erreicht hat, beginnt das Steuermodul im Schritt 144 mit der Regeneration (auch als Reinigen bezeichnet) des LNT-Katalysators. Das Steuermodul 42 reichert Kraftstoff, der an den Motor 22 abgegeben wird, an und spritzt ihn in Impulsen ein, um in den Töpfen 74 und 86 gespeichertes NOx zu reduzieren.
  • Im Schritt 148 dekrementiert das Steuermodul 42 die Variable "NOx Gespeichert" um einen Betrag, der das aus dem LNT-Katalysator beseitigte NOx repräsentiert. Bei dem Fahrzeug 20 verwendet das Steuermodul 42 ein Signal von dem NOx-Sensor 94, um einen Ist-NOx-Pegel in dem LNT-Katalysator zu ermitteln. Bei einer anderen Konfiguration werden im Schritt 148 NOx-Reduktionspegel auf der Grundlage eines Kubik-Luftdurchflusses zum Motor 22, einer geschätzten Zeitspanne für das Regenerieren des LNT-Katalysators, und der Zeit zwischen Iterationen des Schritts 148 geschätzt.
  • Im Schritt 152 ermittelt das Steuermodul 42, ob die Menge von in dem LNT-Katalysator gespeicherten NOx reduziert ist oder unter einem Grenzwert von beispielsweise 0,01 Gramm pro Liter liegt, der angibt, dass der LNT-Katalysator im Wesentlichen regeneriert ist. Der Ausdruck "im Wesentlichen regeneriert" wird verwendet, um einen Grad möglicher Verschiedenheit von der totalen Regenerierung zu repräsentieren, der nicht zu einer Veränderung der grundlegenden Arbeitsweise von Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung führt. Wenn im Schritt 152 ermittelt wird, dass die NOx-Konzentration in dem LNT-Katalysator einen solchen Grenzwert noch nicht erreicht hat, kehrt die Steuerung zum Schritt 136 zurück. Wenn im Schritt 152 ermittelt wird, dass der LNT-Katalysator gereinigt worden ist, wird im Schritt 156 das Erwärmen des LNT-Katalysators deaktiviert. Das Verfahren 100 wird im Schritt 160 gestoppt.
  • Die Anwendung der Verfahren und des Systems, die oben genannt worden sind, kann die Leistung von LNT-Katalysatoren bei niedrigen Temperaturen verbessern und dabei die Kraftstoffeinsparung fördern. Durch das Verfahren und das System, die oben genannt worden sind, muss der Katalysator nur dann erwärmt werden, wenn es erforderlich ist, um eine angemessene Katalysatorleistung sicherzustellen. Da ein übermäßiges Katalysatorerwärmen zu einem hohen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs führen kann, kann ein selektives Erwärmen hinsichtlich der Erhaltung günstiger Kraftstoffverbrauchseigenschaften wichtig sein. Der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs kann insbesondere bei Fahrzeugen, die bei niedrigen Temperaturen arbeiteten, wie beispielsweise Fahrzeugen mit Dieselmotoren beibehalten werden und dabei das Emissionssteuerungspotential von LNT-Katalysatoren erhöht werden.
  • Fachleute auf dem Gebiet können aus der obigen Beschreibung erkennen, dass die weitreichenden Lehren der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Formen implementiert werden können. Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit bestimmten Beispielen von ihr beschrieben worden ist, soll daher der wahre Umfang der Erfindung nicht darauf begrenzt sein, da dem erfahrenen Praktiker nach einem Studium der Zeichnungen, der Patentbeschreibung und der folgenden Ansprüche weitere Abänderungen offenbar werden.

Claims (20)

  1. Verfahren des Verwendens eines Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysators zum Steuern der Fahrzeugmotoremissionen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Zulassen, während eine Temperatur des Katalysators innerhalb eines vorgegebenen Niedrigtemperaturbereichs liegt, dass der Katalysator NOx speichert, bis er im Wesentlichen gesättigt ist; Erwärmen des im Wesentlichen gesättigten Katalysators auf eine Temperatur, die den Niedrigbereich überschreitet; und Regenerieren des erwärmten Katalysators.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Regenerierens des erwärmten Katalysators das Halten einer Temperatur des Katalysators oberhalb des Niedrigbereichs, bis der Katalysator im Wesentlichen regeneriert ist, umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte des Erwärmens und des Regenerierens das Betreiben des Motors bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis umfassen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Niedrigtemperaturbereich zwischen 175 °C und 300 °C liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erwärmens des im Wesentlichen gesättigten Katalysators das Erwärmen des Katalysators auf 325 °C bis 375 °C umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Zulassens, dass der Katalysator NOx speichert, bis er im Wesentlichen gesättigt ist, das Ermitteln, ob das in dem Katalysator gespeicherte NOx eine vorgegebene Dichte übersteigt, umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Regenerierens des erwärmten Katalysators das Ermitteln, ob das in dem Katalysator gespeicherte NOx unterhalb einer vorgegebener Dichte liegt, umfasst.
  8. Verfahren des Verwendens eines Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysators zum Steuern der Fahrzeugmotoremissionen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ermitteln, ob eine Temperatur des Katalysators in einem vorgegebenen Niedrigtemperaturbereich liegt und ob der Katalysator NOx adsorbiert; und Erwärmen des Katalysators auf der Grundlage des Ermittlungsschritts auf oberhalb des Temperaturbereichs, um den Katalysator zum Reinigen aufzubereiten.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Erwärmungsschritt wiederholt wird, bis der Katalysator im Wesentlichen gereinigt ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Erwärmens des Katalysators das Betreiben des Motors bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der vorgegebene Niedrigtemperaturbereich zwischen 175 °C und 300 °C liegt.
  12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Ermittelns, ob der Katalysator NOx adsorbiert, das Ermitteln, ob das in dem Katalysator gespeicherte NOx eine vorgegebene Dichte übersteigt, umfasst.
  13. Verfahren des Verwendens eines Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysators zum Steuern von Fahrzeugemissionen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ermitteln, ob eine Temperatur des Katalysators in einem vorgegebenen Niedrigtemperaturbereich liegt und ob der Katalysator NOx speichert; Erwärmen des Katalysators auf der Grundlage des Ermittlungsschritts auf eine Temperatur oberhalb des vorgegebenen Niedrigbereichs, um den Katalysator zum Beseitigen des NOx aufzubereiten.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der vorgegebene Niedrigtemperaturbereich zwischen 175 °C und 300 °C liegt.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, das ferner den Schritt des Regenerierens des aufbereiteten Katalysators umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Regenerierens des aufbereiteten Katalysators das Laufenlassen des Motors bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Regenerierens des aufbereiteten Katalysators das Ermitteln, ob das in dem Katalysator gespeicherte NOx unter einer vorgegebenen Dichte liegt, umfasst.
  18. System zum Steuern von Fahrzeugemissionen, umfassend: einen LNT-Katalysator, der NOx aus einem von einem Motor des Fahrzeugs erzeugten Abgasstrom adsorbiert; und ein Steuermodul des Fahrzeugs, das das Erwärmen des LNT-Katalysators steuert; wobei das Steuermodul: zulässt, während eine Temperatur des Katalysators innerhalb eines vorgegebenen Niedrigtemperaturbereichs liegt, dass der Katalysator NOx speichert, bis er im Wesentlichen gesättigt ist; den im Wesentlichen gesättigten Katalysator auf eine Temperatur erwärmt, die den vorgegebenen Niedrigbereich überschreitet; und das gespeicherte NOx von dem erwärmten Katalysator reduziert.
  19. Emissionssteuersystem nach Anspruch 18, wobei das Steuermodul ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Motor steuert und wobei das Steuermodul das Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, um das Erwärmen des im Wesentlichen gesättigten Katalysators und/oder das Reduzieren des gespeicherten NOx auszuführen.
  20. Emissionssteuersystem nach Anspruch 18, wobei das Steuermodul das gespeicherte NOx beseitigt, bis der Katalysator im Wesentlichen regeneriert ist.
DE102006005546A 2005-02-09 2006-02-07 Steuern der Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysatorleistung Expired - Fee Related DE102006005546B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/053,966 2005-02-09
US11/053,966 US7565799B2 (en) 2005-02-09 2005-02-09 Controlling lean NOx trap (LNT) catalyst performance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006005546A1 true DE102006005546A1 (de) 2006-11-09
DE102006005546B4 DE102006005546B4 (de) 2010-11-18

Family

ID=36778520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006005546A Expired - Fee Related DE102006005546B4 (de) 2005-02-09 2006-02-07 Steuern der Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysatorleistung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7565799B2 (de)
CN (1) CN1817414A (de)
DE (1) DE102006005546B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016204216A1 (de) * 2016-03-15 2017-09-21 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands eines NOx-Speicherkatalysators

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060168949A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Lifeng Xu Alumina-based lean NOx trap system and method of use in dual-mode HCCI engines
US20060168948A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Lifeng Xu Alumina-based lean NOx trap system and method of use
JP4730277B2 (ja) * 2006-10-20 2011-07-20 株式会社デンソー 排気浄化用触媒の診断装置
DE102007044937B4 (de) * 2007-09-20 2010-03-25 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP6243620B2 (ja) * 2012-12-18 2017-12-06 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company 車両のlnt制御方法
KR101567209B1 (ko) * 2014-04-24 2015-11-06 현대자동차주식회사 차량용 배기 후처리장치의 제어 방법
GB201517580D0 (en) * 2015-10-06 2015-11-18 Johnson Matthey Plc Exhaust system comprising a passive nox adsorber
DE102016219043A1 (de) 2015-11-03 2017-05-04 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines NOx- Speicherkatalysators während des Betriebs eines autonom fahrenden Fahrzeuges sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
WO2018209063A1 (en) 2017-05-10 2018-11-15 Gcp Applied Technologies Inc. In-situ barrier device with internal injection conduit
US20230003150A1 (en) * 2019-12-13 2023-01-05 Basf Corporation LEAN NOx TRAP PLUS LOW TEMPERATURE NOx ADSORBER SYSTEM FOR LOW TEMPERATURE NOx TRAPPING
CN114570202B (zh) * 2020-11-30 2023-06-09 河北林格环保科技有限公司 一种烟气脱硝系统和烟气脱硝方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3067266B2 (ja) * 1991-06-04 2000-07-17 三菱自動車工業株式会社 Nox センサ
JP2586738B2 (ja) * 1991-10-14 1997-03-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
KR0150432B1 (ko) * 1994-05-10 1998-10-01 나까무라 유이찌 내연엔진의 제어장치 및 제어방법
JP3440654B2 (ja) * 1994-11-25 2003-08-25 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置
JP2836523B2 (ja) * 1995-03-24 1998-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JPH1071325A (ja) * 1996-06-21 1998-03-17 Ngk Insulators Ltd エンジン排ガス系の制御方法および触媒/吸着手段の劣化検出方法
JP3557815B2 (ja) * 1996-11-01 2004-08-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US5894725A (en) * 1997-03-27 1999-04-20 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for maintaining catalyst efficiency of a NOx trap
US6105365A (en) * 1997-04-08 2000-08-22 Engelhard Corporation Apparatus, method, and system for concentrating adsorbable pollutants and abatement thereof
FR2764637B1 (fr) * 1997-06-16 1999-08-13 Inst Francais Du Petrole Procede et ensemble d'elimination des oxydes d'azote presents dans des gaz d'echappement, utilisant un moyen de piegeage des oxydes d'azote
DE19844745C1 (de) * 1998-09-29 1999-12-30 Siemens Ag Regenerationsverfahren für einen NOx-Speicherkatalysator einer Brennkraftmaschine
US6182443B1 (en) * 1999-02-09 2001-02-06 Ford Global Technologies, Inc. Method for converting exhaust gases from a diesel engine using nitrogen oxide absorbent
US6497092B1 (en) * 1999-03-18 2002-12-24 Delphi Technologies, Inc. NOx absorber diagnostics and automotive exhaust control system utilizing the same
DE19929292A1 (de) * 1999-06-25 2000-12-28 Volkswagen Ag Verfahren zur Steuerung eines Arbeitsmodus einer Verbrennungskraftmaschine
DE19951544C1 (de) * 1999-10-26 2000-12-07 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines NOx-Speicherkatalysators
US6481199B1 (en) * 2000-03-17 2002-11-19 Ford Global Technologies, Inc. Control for improved vehicle performance
JP3810663B2 (ja) * 2001-09-19 2006-08-16 三菱電機株式会社 内燃機関の排気ガス浄化方法、及び排気ガス浄化装置
JP4232524B2 (ja) * 2003-04-25 2009-03-04 株式会社日立製作所 エンジンの制御装置
JP4158697B2 (ja) * 2003-06-17 2008-10-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置および排気浄化方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016204216A1 (de) * 2016-03-15 2017-09-21 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands eines NOx-Speicherkatalysators
DE102016204216B4 (de) 2016-03-15 2022-08-25 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands eines NOx-Speicherkatalysators

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006005546B4 (de) 2010-11-18
CN1817414A (zh) 2006-08-16
US20060174610A1 (en) 2006-08-10
US7565799B2 (en) 2009-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006005546A1 (de) Steuern der Lean-NOx-Trap-(LNT)-Katalysatorleistung
DE102014105210B4 (de) System und Verfahren zum Reinigen von Abgas
DE102010046747B4 (de) Benzinpartikelfilterregeneration und Diagnose
DE102010025643B4 (de) Abgassystem
DE102007044191B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrom
DE102014109450B4 (de) System und Verfahren zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle
DE102017100290B4 (de) Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der anspringleistung von nachbehandlungskatalysatoren
DE102011018929B4 (de) Steuersystem, um einen Kohlenwasserstoffschlupf während einer Regeneration eines Partikelmaterialfilters zu verhindern
DE60126871T2 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102015224635B4 (de) Abgasreinigungsvorrichtung und Verfahren zum Berechnen einer in einer Mager-NOx-Falle der Abgasreinigungsvorrichtung adsorbierten NOx-Masse
DE60032399T2 (de) Vorrichtung zur Abgasreinigung für eine Brennkraftmaschine
DE102010037019A1 (de) Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor und Entschwefelungsverfahren für dasselbe
DE102010047809A1 (de) Systeme und Verfahren zum Steuern einer Regeneration von Stickoxidadsorbern
DE102012212415A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem für Kompressionszündungsmotoren
DE102008051958A1 (de) Dieselabgas-Temperaturreduktion
DE112009000544T5 (de) System zur Steuerung einer Abgasnachbehandlung
DE102018107862A1 (de) Abgasbehandlungssystem mit einem Ammoniakspeicher-Steuersystem
DE102009044776A1 (de) Verfahren zum Reinigen von in Abgas enthaltenem Stickoxid und ein das Verfahren ausführendes Abgassystem
DE102016214951A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftmaschine
DE102011105601B4 (de) Steuersystem zur Regeneration eines Partikelmaterialfilters unter Verwendung eines katalytischen Wandlers als einer Verbrennungseinrichtung
DE112019007908T5 (de) Systeme und Verfahren zur virtuellen Bestimmung der Schwefelkonzentration in Kraftstoffen
DE102016105606A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors
DE102010056454B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Dieselmotors während einer Regeneration eines Dieselpartikelfilters
DE102016215386A1 (de) Verfahren zur Optimierung eines NOx-Ausstoßes in einem kombinierten Abgasnachbehandlungssystem
DE102004018676B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8364 No opposition during term of opposition
R020 Patent grant now final

Effective date: 20110218

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee