[发明专利]汽缸停用期间的NOx控制

说明书

技术领域

本申请涉及在稀事件（例如汽缸停用）之后调节排气催化剂再生，从而实现排气NOx控制。

背景技术

发动机排放控制系统可以包括用于处理不同的排气组分的一种或更多种排气催化剂。这些可以包括，例如，三元催化剂、NOx存储催化剂、起燃催化剂、SCR催化剂等等。发动机排气催化剂可能需要周期性地再生，从而恢复催化活性和降低催化氧化。例如，通过喷射充足的燃料生成富环境和降低存储在催化剂中的氧含量可以再生催化剂。因此，在催化剂再生期间消耗的燃料可以降低发动机燃料经济性。因此，已经开发不同的催化剂再生策略。

一个示例方法由Goerigk等人的US6,969,492中示出。其中，排放控制设备包括由串联布置的至少两种催化剂生成的催化转换器级。具体地，催化级包括与NOx还原催化剂串联布置（例如，在其上游）的三元催化剂。不同催化剂的不同氨存储性能能够提高NOx还原和降低对催化剂再生的需求。另一个示例方法由Eckhoff等人的WO2009/080152中示出。其中，发动机排气系统包括具有中间SCR催化剂的多种NOx存储催化剂，排气空燃比是基于第一NOx存储催化剂上游的空燃比和第二NOx存储催化剂下游的空燃比之差在富和稀阶段之间连续交替的。

然而，本文的发明人员已经认识到这些方法的潜在问题。催化剂再生策略不仅取决于排放控制设备中不同排气催化剂的具体配置和性质，但对于利用可变排量发动机构造的发动机系统，再生还受到发动机工作模式（也就是，VDE模式或非VDE模式）的影响。特别地，在VDE运行模式期间，当停止供应燃料给所选汽缸时，发动机仍旋转数次。该旋转泵送空气通过排气三元催化剂，当汽缸重新运转时使得催化剂被氧化并且降低催化剂还原NOx的性能。虽然富化可以用于再生三元催化剂，但富化不仅导致燃料消耗，而且生成更多的氨，在发动机可以再次进入VDE模式之前必须从三元催化剂耗散氨。因此，当发动机系统中没有SCR催化剂时，在富发动机运行期间由紧密耦合的三元催化剂生成NH₃，且由于其更冷的环境NH₃存储在下游底部三元催化剂上。然而，当发动机在稀运行时，存储的NH₃可以由底部三元催化剂氧化成NO。本文中，通过将SCR催化剂放置在底部三元催化剂的上游，允许SCR催化剂在稀发动机运行期间捕获NH₃，并防止底部三元催化剂将NH₃氧化成NO。因此，在进入或离开VDE/非VDE模式过程中的延迟可以降低发动机性能。特别地，进入VDE模式的延迟以允许存储的NH₃从底部三元催化剂消散降低了燃料经济性，因为其限制能够进入VDE模式的频率。举另一个示例来说，VDE发动机可以包括具有专用排气催化剂和公共排气催化剂的汽缸组。基于是否使特定的汽缸组停用或重新运转特定的汽缸组，可能需要调节影响的排气催化剂的再生。这使得对于VDE发动机的再生策略复杂化。

发明内容

在一个示例中，某些以上问题可以至少部分地由一种发动机方法解决，该方法包含通过可停用的燃料喷射器选择性地使一个或多于一个发动机汽缸停用，并且在汽缸重新运转期间基于存储在第一排气催化剂中的氨含量的变化调节燃烧空燃比，该变化出现在汽缸重新运转之前紧邻的选择性汽缸停用期间。可以执行调节直到第二排气催化剂和第三排气催化剂的一个或多于一个的再生状态高于阈值。用这种方式，在化学计量或富发动机运行期间生成的氨可以存储在第一排气催化剂上，并且在从VDE模式改变到非VDE模式期间有利地使用生成的氨以减少第二排气催化剂和第三排气催化剂的再生需求。具体地，存储的氨可以用于还原排气氮氧化物，同时第三紧密耦合的催化剂由稍微富排气还原，从而减少第三紧密耦合的三元催化剂的主动再生需求。第二底部三元催化剂可以由稍微富发动机排气进行再生。如果车辆驾驶人员请求高负载发动机运行，那么可以执行第二底部三元催化剂的主动再生。