用于发动机后处理系统的方法和系统
阅读：4发布：2022-06-11
专利汇可以提供用于发动机后处理系统的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本主题涉及用于监测包含多于一个贫NOx捕集器(LNT)的 发动机 排气后处理系统的方法和处理系统监测器。该方法包括在相应的LNT的上游接收期望 空燃比 的排气。使用富于化学计量排气的空燃比进一步再生LNT，并且随后评估在LNT下游接收的空燃比。此外，基于对在LNT的上游和下游的空燃比和含 氧 量的监测，确定相应的LNT的工作状态。，下面是用于发动机后处理系统的方法和系统专利的具体信息内容。
1.一种用于监测发动机排气后处理系统的方法，其包括：
在第一贫NOx捕集器，即LNT的上游接收期望空燃比的第一排气；
开始所述第一LNT的富于化学计量的再生，从而获得具有在所述第一LNT下游的空燃比的第二排气；
评估在所述第一LNT下游接收的所述第二排气的所述空燃比；
响应于所述评估的空燃比高于所述期望的空燃比，通过设置在所述第一LNT下游的喷射器，激活将蒸发的还原剂喷射到所述第二排气，以获得所述第二排气的所述期望的空燃比，所述喷射器是蒸发器；
在所述第二LNT的上游接收所述期望的空燃比的所述第二排气；
开始所述第二LNT的富于化学计量的再生，从而获得具有在所述第二LNT下游的空燃比的第三排气；
评估在所述第二LNT下游接收的所述第三排气的所述空燃比；以及
基于对在所述第一LNT和所述第二LNT中的每个的上游和下游的所述空燃比的所述评估，确定所述第一LNT和所述第二LNT中的每个的工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二排气的所述期望空燃比是化学计量比或低于化学计量的比。
3.根据权利要求1所述的方法，其中蒸发的还原剂的所述喷射包括基于所述评估的所述第二排气的所述空燃比调整蒸发的还原剂的量，随着所述第二排气的所述空燃比增加到高于所述期望的空燃比，所述量增加。
4.根据权利要求1所述的方法，其中通过在富于化学计量的燃料加注条件下操作发动机，开始所述第一LNT的所述富于化学计量的再生。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第一LNT和所述第二LNT中的每个的工作状态包括：
在所述第一LNT和所述第二LNT中的每个的所述富于化学计量的再生之后的一段时间内，监测进入所述第一LNT上游的氧气的第一量和离开所述第二LNT下游的氧气的第二量中的每个；
在所述一段时间内，监测进入所述第一LNT上游的氧气的第三量和离开所述第二LNT下游的氧气的第四量中的每个；
确定捕集在所述第一LNT中的氧气的第五量和捕集在所述第二LNT中的氧气的第六量中的每个，氧气的所述第五量基于进入所述第一LNT的氧气的所述第一量和离开所述第一LNT的氧气的所述第二量中的每个，氧气的所述第六量基于进入所述第二LNT的氧气的所述第三量和离开所述第二LNT的氧气的所述第四量中的每个；
将氧气的所述第五量和氧气的所述第六量中的每个与预定的阈值进行比较，以及响应于氧气的所述第五量低于所述预定的阈值量，指示所述第一LNT的劣化，并且响应于氧气的所述第六量低于所述预定的阈值量，指示所述第二LNT的劣化。
6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第一LNT和所述第二LNT中的每个的状态还包括：
在所述第一LNT的所述富于化学计量的再生期间，评估所述第一LNT上游的第一空燃比和所述第一LNT的下游的第二空燃比中的每个；
在所述第二LNT的所述富于化学计量的再生期间，评估所述第二LNT上游的第三空燃比和所述第二LNT的下游的第四空燃比中的每个；
计算第一相对空燃比和第二相对空燃比中的每个，所述第一相对空燃比基于所述第一LNT上游的第一空燃比和所述第一LNT下游的所述第二空燃比中的每个，所述第二相对空燃比基于所述第二LNT上游的所述第三空燃比和所述第二LNT下游的所述第四空燃比中的每个；
将所述第一计算的相对空燃比和所述第二计算的相对空燃比中的每个与预定阈值进行比较，以及
响应于所述第一计算的相对空燃比低于所述预定的阈值，指示所述第一LNT的劣化，并且响应于所述第二计算的相对空燃比低于所述预定的阈值，指示所述第二LNT的劣化。
7.根据权利要求1所述的方法，其中响应于高于阈值的估计的排气温度，触发所述第一LNT的所述富于化学计量的再生，以进行富于化学计量的再生。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二LNT沿着发动机排气通道设置在所述第一LNT的下游。
9.一种发动机方法，其包括：
响应于第一贫NOx捕集器，即LNT上游的估计的第一空燃比为富的，开始所述第一LNT的再生；
响应于第二LNT上游的估计的第二空燃比为贫的，将蒸发的还原剂喷射到所述第二LNT，并且然后再生所述第二LNT；以及
在所述第一LNT再生期间，响应于富于阈值的第二空燃比，指示第一LNT劣化。
10.根据权利要求9所述的方法，其还包括在所述第二LNT的再生期间，响应于所述第二LNT下游的估计的第三排气空燃比富于所述阈值，指示所述第二LNT的劣化。
11.根据权利要求10所述的方法，其中经由耦合到所述第一LNT上游的所述排气通道的第一氧气传感器估计所述第一排气空燃比，经由耦合到所述第二LNT上游的所述排气通道的第二氧气传感器估计所述第二排气空燃比，并且经由耦合到所述第二LNT下游的所述排气通道的第三氧气传感器估计所述第三排气空燃比。
12.根据权利要求9所述的方法，其中将蒸发的还原剂喷射到所述第二LNT包括经由耦合到所述第二LNT上游的所述排气通道的蒸发器将一定体积的蒸发的还原剂喷射到所述排气，直到所述估计的第二排气空燃比降低到阈值空燃比，所述阈值空燃比富于化学计量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述蒸发的还原剂是燃料，并且所喷射的蒸发的还原剂的体积基于所述阈值空燃比，随着所述估计的第二排气空燃比增加到高于所述阈值空燃比，所述体积增加。
14.根据权利要求9所述的方法，其中同时进行再生所述第一LNT和再生所述第二LNT，所述第二LNT耦合到所述第一LNT下游的所述排气通道。
15.根据权利要求9所述的方法，其还包括，在完成所述第一LNT的再生时，在所述第一LNT的所述再生完成之后紧接着的阈值持续时间内估计储存在所述第一LNT中的氧气的第一量，并且响应于储存在所述第一LNT中的氧气的所述第一量低于第一阈值氧气量，指示所述第一LNT的劣化；以及
在完成所述第二LNT的再生时，在所述第二LNT的所述再生完成之后紧接着的所述阈值持续时间内估计储存在所述第二LNT中的氧气的第二量，并且响应于储存在所述第二LNT中的氧气的所述第二量低于第二阈值氧气量，指示所述第二LNT的劣化，所述第一阈值氧气量高于所述第二阈值氧气量。
16.根据权利要求10所述的方法，其还包括响应于所述第一LNT和所述第二LNT中的至少一个的劣化的所述指示，调整一个或多个发动机操作参数，包括通过减小进气节气门的开口将发动机负载限制到阈值发动机负载之下。
17.一种发动机系统，其包括：
进气系统；
排气系统，其包括耦合到排气通道的第一贫NOx捕集器，即LNT，耦合到所述第一LNT下游的所述排气通道的第二LNT，耦合到所述第一LNT上游的所述排气通道的第一氧气传感器，耦合到所述第二LNT上游的所述排气通道的第二氧气传感器，耦合到所述第二LNT下游的所述排气通道的第三氧气传感器，以及耦合到所述第二LNT上游和所述第二氧气传感器下游的排气通道的蒸发器；
涡轮增压器，其包括耦合到所述排气通道的涡轮，耦合到所述进气系统的涡轮驱动的压缩机，以及绕过所述涡轮的废气门；以及
控制器，其具有存储在非瞬时存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：
响应于在述第一LNT上游的感测到的第一排气空燃比低于化学计量的空燃比，再生所述第一LNT，响应于在所述第一LNT下游的感测到的第二排气空燃比高于所述化学计量的空燃比，经由所述蒸发器开始将蒸发的燃料喷射到所述排气，以将所述感测到的第二空燃比降低到低于所述化学计量的空燃比，然后再生所述第二LNT，并且开始所述第一LNT和所述第二LNT中的每个的诊断。
18.根据权利要求17所述的系统，其中经由所述第一氧气传感器感测所述感测到的第一空燃比，经由所述第二氧气传感器感测所述感测到的第二空燃比，并且经由所述第三氧气传感器感测在所述第二LNT下游的感测到的感测的第三空燃比。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一LNT的诊断包括将所述感测到的第二空燃比与阈值进行比较，并且响应于所述感测到的第二空燃比低于所述阈值，指示所述第一LNT的劣化，并且其中所述第二LNT的诊断包括将所述感测到的第三空燃比与所述阈值进行比较，并且响应于所述感测到的第三空燃比低于所述阈值，指示所述第二LNT的劣化。
20.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器包括另外的指令，所述另外的指令用于：响应于所述第一LNT和所述第二LNT中的每个的劣化的指示，打开所述涡轮增压器的所述废气门以降低增压压力。
用于发动机后处理系统的方法和系统
[0001] 相关申请的交叉引用
技术领域
背景技术
[0004] 内燃(IC)发动机通常耦合到排放控制装置，以减少燃烧副产物，诸如一氧化碳(CO)、烃(HC)和氮氧化物(NOx)。对于IC发动机的贫发动机操作，贫NOx捕集器(LNT)可耦合到排放控制装置。在贫操作期间，LNT储存诸如氧气和NOx的排气组分。当储存在LNT中的NOx的量超过预定的阈值时，LNT发生也被称为DeNOx再生或净化的再生过程，其目的是减少积聚在LNT中的氮氧化物(NOx)。一旦完成净化，贫发动机操作可再次恢复。
[0005] 在目前的情况下，环境保护法规要求定期监测LNT的性能，以防止过量的NOx排放。如果LNT随着时间的推移而退化，则捕集NOx的能力会退化，同时导致大气排放物的增加。因此，期望监测LNT以提供超过预定极限的LNT的退化或劣化的指示。
[0006] 在美国专利公布US20160003123A1(‘123公布)中描述了用于监测LNT的示例性系统。‘123公布描述了用于操作IC发动机的电子控制模块。该电子控制模块被配置成监测在NOx捕集器上游的发动机排气的第一空燃当量比，并且在第一空燃当量比小于1时激活用于NOx捕集器的诊断程序。该诊断程序使得电子控制模块能够监测在NOx捕集器下游的发动机排气的第二空燃当量比，以使用第一空燃当量比和第二空燃当量比来计算代表NOx捕集器的转换效率的指数，并且当效率指数低于预定阈值时，识别NOx捕集器的劣化。应理解，‘123公布描述了一种允许使用燃料有效再生的NOx捕集器监测的机构，其中激活燃料有效再生以用于监测一个NOx捕集器。但是，本文的发明人已经认识到上述方法的潜在缺点。在一个示例中，如果发动机排气后处理系统具有多于一个NOx捕集器，则NOx捕集器中的每个可需要监测。因此，可需要为每个NOx捕集器定期触发良好控制的富空气燃料混合物净化。
发明内容
[0007] 在一个示例中，上述问题可通过一种方法来解决，所述方法包括：在第一贫NOx捕集器(LNT)的上游接收期望的空燃比的第一排气；开始第一LNT的富于化学计量的再生，从而获得具有在第一LNT下游的空燃比的第二排气；评估在第一LNT下游接收的第二排气的空燃比；响应于评估的空燃比高于期望的空燃比，通过设置在第一LNT下游的喷射器，激活将蒸发的还原剂喷射到第二排气，以获得第二排气的期望的空燃比，该喷射器是蒸发器；在第二LNT的上游接收期望的空燃比的第二排气；开始第二LNT的富于化学计量的再生，从而获得具有在第二LNT下游的空燃比的第三排气；评估在第二LNT下游接收的第三排气的空燃比；以及基于对第一LNT和第二LNT中的每个的上游和下游的空燃比的评估，确定第一LNT和第二LNT中的每个的工作状态。以这种方式，通过调整进入多个LNT的排气的空燃比，可同时进行每个LNT的诊断。
[0008] 提供本发明内容以介绍与发动机排气后处理系统的监测有关的概念。下面在详细描述中进一步描述这些概念。在一个实施方式中，描述了用于监测具有多于一个LNT的发动机排气后处理系统的方法。为此，该方法利用系统来执行下面描述的用于监测排气后处理系统的所有步骤。为了监测排气后处理系统，在第一贫NOx捕集器(LNT)的上游接收期望的第一空燃比的第一排气。一旦被接收，开始第一LNT的富于化学计量的再生，以用于获得具有在第一LNT下游的空燃比的第二排气。监测在第一LNT下游接收的第二排气的空燃比，以检查第二排气的空燃比是否为贫化学计量、化学计量和富化学计量中的一个。当第一LNT下游的空燃比高于期望的空燃比时，通过喷射器，诸如设置在第一LNT下游的蒸发器，激活将蒸发的还原剂喷射到第二排气。在蒸发的还原剂(诸如燃料)喷射之后，获得在第一LNT下游的第二排气的良好控制的空燃比。此外，在稳定性及其阈值方面，第二排气的空燃比被良好地控制。在一个示例中，良好控制的空燃比是化学计量和低于化学计量的比中的至少一种。
[0009] 此外，在第二LNT的上游接收期望的空燃比的第二排气，所述第二LNT耦合在第一LNT的下游。此外，开始第二LNT的富于化学计量的再生。一旦再生第二LNT，则评估在第二LNT下游接收的第三空燃比的第三排气。最后，基于对在该LNT的上游和下游的空燃比的评估，确定相应的LNT的工作状态。在一个示例中，可将在相应LNT下游监测的空燃比与预定义的阈值进行比较。基于该比较，可确定LNT的工作状态。
[0010] 因此，通过应用先前描述的方法，使用单次净化并且因此最小化所需的燃料消耗，可同时监测多于一个的LNT。另外，通过将蒸发的还原剂喷射到在后续LNT上游的排气，该方法利用单次净化来监测后续LNT，以使排气的空燃比达到期望的空燃比，以执行后续净化，因此使用最小量的燃料来确保对多个LNT的有效监测。通过蒸发还原剂，可使用较少量的燃料在较短的持续时间内获得在第二LNT的上游的期望的空燃比，从而便于两个连续的LNT的同时再生和诊断。
[0011] 一般而言，内燃发动机，具体是柴油发动机可以贫化学计量的空气燃料混合物比进行操作。对于贫发动机操作，通常被称为贫NOx捕集器(LNT)的NOx捕集器是减少发动机排气后处理系统内的NOx的一种解决方案。在发动机操作期间，LNT以贫空燃料比储存排气排放物，例如氧化剂，并且当发动机以富于化学计量或化学计量的空燃比操作时，释放并净化排气排放物。
[0012] 目前，LNT被认为是用于贫操作的发动机的潜在的排气后处理解决方案。贫NOx捕集技术通常利用碱金属或碱土材料与铂组合，以便在操贫作条件下储存或捕集NOx。用于NOx储存的机构包括在铂上氧化NO成NO2，随后用碱金属或碱土形成硝酸盐络合物。在化学计量或富于化学计量条件下，储存的NOx首先被释放，然后通过排气中的过量的CO、H2和HC在贵金属上催化还原。
[0013] 由于在整个寿命期限的热暴露，LNT可退化，降低其储存和转换NOx的能力。因此，当LNT储存容量充分降低时，则需要净化事件，具体是富于化学计量的净化。术语净化可被定义为使用富于化学计量的再生除去氮氧化物的过程。通常，发动机空燃比从贫于化学计量变为富于化学计量，以用于氧化剂释放和还原。
[0014] 目前可用的称为“处理系统”的发动机排气后处理系统可包括多于一个的LNT，以用于更好的排气后处理解决方案。例如，处理系统可包括由多个LNT组成的排气布局。为了保持遵守排放标准并获得贫燃烧发动机的燃料经济效益，可期望借助单次净化事件监测LNT的容量，以储存诸如氧气或NOx的氧化剂。此外，为了有效的LNT操作，必须有在所有发动机操作条件下用足够水平的还原剂(HC和CO)将排气中的燃空比(F/A)增加到预定范围中的λ(λ是相对于化学计量值的空燃比)的装置。
[0015] 需要良好控制的λ条件以用于监测多个LNT。为了净化LNT，在LNT的上游引入良好控制的空燃比的排气，并且仅通过在LNT上游喷射一些额外的燃料，可以不获得所述良好控制的空燃比。LNT储存NOx，并且还具有储氧功能。在富于化学计量的再生期间，供给到LNT的HC和CO用来转化储存的NOx以及转化储存的氧气。术语较富的再生是在将富于化学计量或等于化学计量的空气燃料混合物接收在其中时的LNT净化。NOx的转化是比氧气的转化慢的反应，因为直接在富于化学计量的再生之后，O2迅速地储存在催化剂上，并且在催化剂饱和之前，在较长的时间(分钟)内发生NOx储存。当在长的NOx储存周期之后触发较富的再生时，由于慢的NOx转化，λ下游信号通常会缓慢地降低到λ1之下。因此，难以获得准确的λ水平，具体是在LNT下游的深λ，其可稳健地监测LNT。
[0016] 为此，本文中描述了被称为“处理系统”的发动机排气后处理系统中用于监测多个贫NOx捕集器(LNT)的方法。在一个示例中，系统实现用于监测发动机排气后处理系统的方法。该系统可包括但不限于至少两个LNT。该系统可包括但不限于第一传感器、第二传感器和第三传感器。在一个示例中，附加的传感器可设置在第二传感器和第二LNT之间。此外，该系统可包括但不限于第一控制器、第二控制器和第三控制器，其中所有控制器耦合到传感器。
[0017] 为了监测相应的LNT，需要富于化学计量的再生。在一个示例中，LNT的较富的再生需要期望的空燃比的排气。具体地，期望的空燃比可以是化学计量比或低于化学计量的比。在一个示例中，期望的空燃比可以是良好控制的空燃比。
[0018] 在操作中，第一传感器在富于化学计量的燃料条件中操作时评估从发动机排出的气体的空燃比。在一个示例中，从发动机排出的气体可以是第一排气。基于发动机驱动状态，可确定富于化学计量的燃料条件。这种燃料富于条件的示例可包括表示化学计量的空燃比或低于化学计量的空燃比的数据。在一示例中，第一传感器评估第一LNT上游的第一空燃比的排气。在另一个示例中，第一空燃比是期望的空燃比。
[0019] 一旦被评估，期望的空燃比的排气可在第一LNT的上游被接收。可考虑排气，以便包括在化学计量与低于化学计量的范围之间变化的期望的空燃比。在第一LNT中接收排气之后，开始第一LNT的富于化学计量的再生。在一个示例中，开始第一LNT的净化事件，其中发动机的贫于化学计量的操作被切换到发动机的较富的操作。在一个示例中，当触发第一LNT的较富的再生时，将检测最佳温度。此外，可满足催化剂的空间速度，以触发第一LNT的较富的再生。当开始第一LNT的富的再生时，在第一LNT的下游获得具有空燃比的排气。在第一LNT的净化事件期间，排气的λ特性可从期望的空燃比变化。在一个示例中，在第一LNT下游接收的排气可以是第二排气。
[0020] 对此，评估在第一LNT的下游接收的排气的空燃比。基于该评估，确定评估的排气的空燃比是否满足限定第一LNT的工作状态的预定义的阈值。在一个示例中，第二传感器评估在第一LNT下游接收的排气的空燃比。在第一LNT下游评估的空燃比可用来诊断第一LNT。
[0021] 此外，当所评估的空燃比高于期望的空燃比时，通过喷射器，诸如设置在两个LNT之间的蒸发器，激活将蒸发的还原剂喷射到排气，以获得期望的第二空燃比的排气。也就是说，将蒸发的还原剂喷射到排气获得了用于监测LNT的良好控制的λ。在一个示例中，当所监测的空燃比等于或小于期望的空燃比时，将所监测的空燃比视为第二空燃比，同时不激活还原剂喷射。在一个示例中，排气的第二空燃比在稳定性及其阈值方面是良好控制的。在一个示例中，良好控制的空燃比是化学计量的和低于化学计量的比中的至少一种。在一个示例中，附加的传感器可设置在第二传感器和第二LNT的上游之间。附加的传感器可将还原剂喷射之后的第二空气燃料混合物与预定义的阈值进行比较。在一个示例中，喷射器可以是外部喷射器。在另一个示例中，喷射器可包括控制机构。此外，控制机构基于评估激活控制算法，从而确定将排气空燃比与预定义的阈值或期望的空燃比相匹配所需要的燃料差异。控制算法启用喷射器以用于激活将还原剂以蒸发的形式喷射到排气中。
[0022] 一旦获得期望的第二空燃比的排气，具有期望的第二空燃比的排气在第二LNT的上游被接收。在一个示例中，离开第一LNT的排气由第二LNT直接接收，条件是离开第一LNT的排气具有等于或小于化学计量比的空燃比。在一个示例中，良好控制的排气在第二LNT的上游被接收。
[0023] 一旦接收期望的第二空燃比的排气，就开始第二LNT的富于化学计量的再生。当开始第二LNT的较富的再生时，在第二LNT的下游获得具有第三空燃比的排气。在第二LNT的净化事件期间，其他排气的λ特性可从期望的空燃比变化。在一个示例中，在第二LNT下游接收的排气可以是第三排气。
[0024] 此外，评估在第二LNT的下游接收的其他排气的第三空燃比。在一个示例中，第三传感器评估在第二LNT下游接收的其他排气的第三空燃比。如果输出的空燃比不满足指定LNT是否劣化或可操作的预定阈值，则监测可确定LNT的老化。
[0025] 一旦评估了在多个LNT的上游和下游的空燃比，就确定了LNT的工作状态。LNT的工作状态是LNT在再生期间在污染物减少时捕集污染物并将其转化的能力。LNT的监测可定义LNT的老化，并且可指示LNT劣化时的状态。
[0026] 在一个示例中，通过在富于化学计量的再生之后的一段时间内监测进入和离开LNT的氧气的量，确定相应的LNT的工作状态。基于通过LNT进入和离开的氧气的量，可评估在LNT中捕集的氧气的量。被捕集的氧气的量可以是用于污染物氧化所消耗的氧气的量的指示。此外，可将捕集在LNT中的氧气的量与预定的阈值进行比较。预定阈值可以是值的一定范围，如果在LNT中捕集的氧气的量下降到所述范围之下，那么可假设LNT是功能性的。
[0027] 在另一个示例中，通过评估在富于化学计量的再生期间进入LNT的空燃比，确定相应的LNT的工作状态。作为一般情况，进入LNT的空燃比将是期望的空燃比。评估在较富再生期间离开LNT的空燃比。离开LNT的空燃比取决于在LNT内进行的氧化。基于进入和离开LNT的空燃比，计算相对空燃比。此外，将计算的相对空燃比与预定阈值进行比较。预定阈值可以是值的一定范围，如果相对的空燃比下降到所述范围之下，那么可假设LNT是功能性的。
[0028] 以这种方式，获得良好控制的λ以用于监测发动机排气后处理系统。通过使用还原剂喷射，方法在一次净化事件期间监测具有多个LNT的发动机排气后处理系统，以最大化监测频率并最小化燃料损失。通过省去在彼此之后不久对两次满足净化触发条件的需要，该方法降低了两次连续净化的复杂性，因此该方法允许在一次净化事件期间的监测并且导致燃料损失最小化。在本文所述的主题中，诸如蒸发器的喷射器需要在下游的第一LNTλ和目标λ之间添加燃料△，在富于化学计量的再生期间，下游的第一LNTλ已经小于等于1。以这种方式，添加的燃料量是有限的，并且可以不需要附加的时间来蒸发在第二LNT上游的喷射的燃料。因此，使用最小化的燃料和简化的技术，有效地监测发动机排气后处理系统的效率。
[0029] 上述示例可在一个或多个基于处理器或其他逻辑的装置或系统中实现。这样的装置或系统可集成在车辆的发动机排气后处理系统内。应当理解，上面的发明内容被提供是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由具体实施方式后面的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上文或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明
[0030] 图1示出包括发动机排气后处理系统的发动机系统的示例实施例。
[0031] 图2示出发动机排气后处理系统的详细示例布局。
[0032] 图3示出根据本主题的示例的用于监测发动机排气后处理系统的处理系统监测器的框图。
[0033] 图4示出根据本主题的实施方式的用于监测发动机排气后处理系统的方法的第一流程图。
[0034] 图5示出可实现用于排气后处理系统的第一贫NOx捕集器(LNT)的诊断的示例方法的第二流程图。
[0035] 图6示出说明可实现用于排气后处理系统的第二LNT的诊断的示例方法的第三流程图。
[0036] 图7示出当激活还原剂喷射时在再生期间在第一LNT的上游和下游的λ信号的示例图形表示。
具体实施方式
[0037] 下面的描述涉及用于排气后处理系统的诊断的系统和方法。包括排气后处理系统的示例发动机系统在图1中示出。包括第一贫NOx捕集器(LNT)和第二贫NOx捕集器的排气后处理系统的细节在图2中示出。用于监测发动机排气后处理系统的诊断的处理系统监测器的框图在图3中示出。发动机控制器可被配置成执行控制程序，诸如图4、图5和图6的示例程序，以用于诊断排气后处理系统的第一LNT和第二LNT中的每个。在第一LNT的再生期间在第一LNT的上游和下游估计的空燃比的示例曲线图在图7中示出。
[0038] 图1示意性地示出包括发动机10的示例发动机系统100的方面。在所描绘的实施例中，发动机10是耦合到涡轮增压器13的增压发动机，所述涡轮增压器13包括由涡轮116驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气经由空气净化器113沿进气通道42被引入发动机10，并且流到压缩机114。压缩机可以是任何合适的进气压缩机，诸如马达驱动的或驱动轴驱动的增压器压缩机。在发动机系统10中，压缩机是经由轴19机械地耦合到涡轮116的涡轮增压器压缩机，所述涡轮116由膨胀的发动机排气驱动。
[0039] 如图1所示，压缩机114通过增压空气冷却器(charge-air cooler，CAC)17耦合到节流阀20。节流阀20耦合到发动机进气歧管22。压缩的空气充气从压缩机流过增压空气冷却器17和节流阀到达进气歧管。在图1中所示的实施例中，进气歧管内的空气进气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器124感测。
[0040] 一个或多个传感器可耦合到压缩机114的入口。例如，温度传感器55可耦合到入口以用于估计压缩机入口温度，并且压力传感器56可耦合到入口以用于估计压缩机入口压力。作为另一个示例，湿度传感器57可耦合到入口以用于估计进入压缩机的空气充气的湿度。其他传感器可包括，例如空燃比传感器等。在其他示例中，基于发动机操作条件可推断压缩机入口条件(诸如湿度、温度、压力等)中的一个或多个。另外，当启用排气再循环(EGR)时，传感器可估计包括新鲜空气和在压缩机入口处接收的排气残余物的空气充气混合物的温度、压力、湿度和空燃比。
[0042] 进气歧管22通过一系列的进气阀(未示出)耦合到一系列的燃烧室30。燃烧室经由一系列排气阀(未示出)进一步耦合到排气歧管36。在所示实施例中，示出单个排气歧管36。但是，在其他实施例中，排气歧管可包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的配置可使来自不同燃烧室的流出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。
[0043] 在一个实施例中，排气阀和进气阀中的每个可被电子致动或控制。在另一个实施例中，排气阀和进气阀中的每个可以是凸轮致动或控制的。无论是电子致动还是凸轮致动，排气阀和进气阀打开和关闭的正时可根据期望的燃烧和排放控制性能的需要进行调整。
[0044] 燃烧室30可经由喷射器66被供应一种或多种燃料，诸如汽油、醇燃料共混物、柴油、生物柴油、压缩的天然气等。燃料可经由直接喷射、端口喷射、节流阀体喷射或它们的任意组合被供应到燃烧室。在燃烧室中，可经由火花点火和/或压缩点火开始燃烧。
[0045] 如图1所示，来自一个或多个排气歧管区段的排气可被引导到涡轮116以驱动涡轮。然后，来自涡轮和废气门的组合流顺序地流过耦合到排气通道105的第一贫NOx捕集器(LNT)108和第二LNT 110。LNT中的每个可被配置成催化处理排气流，从而减少排气流中的一种或多种物质(诸如在燃烧期间产生的NOx)的量。例如，LNT可被配置成借助添加到排气的还原剂，诸如燃料、氨或尿素来歧化NOx或者选择性地还原NOx。在贫于化学计量的发动机操作期间，LNT可储存诸如NOx的氧化剂，并且在后续富于化学计量的操作期间，储存在LNT中的NOx可转化为氮和水，然后可被释放到大气中。因此，为了再生LNT(去除NOx)，在两个LNT 108和110中的每个处可期望富于化学计量的排气空燃比。诸如蒸发器的喷射器106可耦合到在第二LNT110上游的排气通道105，以将期望体积的蒸发的还原剂喷射到进入第二LNT110的排气。蒸发器106可包括加热线圈，以在燃料(处于气态)被喷射到排气之前，蒸发从燃料箱(未示出)进入蒸发器的液体燃料。在诸如当第一LNT再生时的条件期间，燃烧后产生的排气的空燃比可在第一LNT 108处被修改，并且富于化学计量的空燃比可在第二LNT处不可用，以允许第二LNT 110的再生。因此，为了适时地将进入第二LNT 110的排气的空燃比调整到富于化学计量的比并且开始第二LNT 108的再生，诸如蒸发的燃料的蒸发的还原剂可被喷射到排气。当喷射的燃料已经蒸发(处于气态)时，可以不需要附加的时间来蒸发任何液体燃料，并且可在没有任何时间延迟的情况下开始第二LNT的再生。此外，如果喷射液体燃料，则燃料的一部分可以不蒸发，并且可在排气通道中形成坑(puddle)。通过喷射蒸发的燃料，可喷射较少量的燃料以获得进入第二LNT 110的排气的期望的富于化学计量的空燃比。
[0046] 第一排气温度传感器128可耦合到在第一LNT装置108上游的排气通道105。适用于提供排气空燃比的指示的氧气传感器，诸如线性氧气传感器或UEGO(通用或宽范围排气氧气)、双态氧气传感器或EGO、HEGO(加热的EGO)，NOx、HC或CO传感器也可耦合到排气通道105。第一氧气传感器102-1可耦合到在第一LNT上游的排气通道105，以估计进入第一LNT
108的排气空燃比。第二氧气传感器102-2可耦合到在第一LNT 108下游(第二LNT 110的上游)的排气通道105，以估计离开第一LNT 108并进入第二LNT 110的排气空燃比。第二氧气传感器102-3可耦合到在第二LNT 110下游的排气通道105，以估计离开第二LNT 110的排气空燃比。
108的排气空燃比。第二氧气传感器102-2可耦合到在第一LNT 108下游(第二LNT 110的上游)的排气通道105，以估计离开第一LNT 108并进入第二LNT 110的排气空燃比。第二氧气传感器102-3可耦合到在第二LNT 110下游的排气通道105，以估计离开第二LNT 110的排气空燃比。
[0047] 第一LNT 108和第二LNT 110中的每个的诊断可适时地和同时地进行，以检测LNT中的每个的任何劣化。在一个示例中，响应于经由第一氧气传感器102-1估计的在LNT 108上游的富于化学计量的估计的第一排气空燃比，可开始第一LNT的再生。在第一LNT的再生期间，响应于第二排气空燃比低于阈值(例如，富于化学计量)，可指示第一LNT的劣化。在第一LNT的劣化的情况下，排气中的烃可能不会有效地用于NOx转化，并且因此离开第一LNT 108的排气的空燃比可富于化学计量。为了同时再生第二LNT 110，在第二LNT 110处期望富于化学计量的排气空燃比。然而，在第一LNT 108的再生期间，离开第一LNT 108的排气的空燃比可以不是较富的，因为排气中的烃用于处理被捕集在第一LNT 108中的NOx。响应于在第二LNT的上游的贫于化学计量的第二排气空燃比，可将一定体积的蒸发的还原剂，诸如燃料，经由蒸发器106喷射到进入第二LNT 110的排气，直到估计的第二排气空燃比降低到阈值空燃比，阈值空燃比富于化学计量。在一个示例中，当蒸发的燃料被喷射到排气时，第二LNT 110上游的空燃比变得富于化学计量，并且只是在此后，可开始第二LNT 110的再生。在第二LNT的再生期间，响应于在第二LNT下游的估计的第三排气空燃比(通过第三氧气传感器102-3估计的)富于阈值，可指示第二LNT的劣化。
[0048] 此外，如果LNT劣化，则用于氧化剂诸如NOx和氧气的储存容量可减小。在一个示例中，在完成第一LNT的再生时，在第一LNT的再生完成之后紧接着的阈值持续时间内估计储存在第一LNT中氧气的第一量，并且响应于储存在第一LNT中的氧气的第一量低于第一阈值氧气量，可指示第一LNT的劣化。可以基于经由来自第一氧气传感器102-1的输入确定的进入第一LNT 108的氧气的量，以及经由来自第二氧气传感器102-2的输入确定的进入第一LNT108的氧气的量，估计储存在第一LNT 108中的氧气的第一量。类似地，在完成第二LNT的再生时，在第二LNT的再生完成之后紧接着的阈值持续时间内估计储存在第二LNT中的氧气的第二量，并且响应于储存在第二LNT中的氧气的第二量低于第二阈值氧气量，可指示第二LNT的劣化，第一阈值氧气量高于第二阈值氧气量。基于经由来自第二氧气传感器102-2的输入确定的进入第二LNT 110的氧气的量，以及经由来自第三氧气传感器102-3的输入确定的进入第二LNT 110的氧气的量，可估计储存在第二LNT 110中的氧气的第二量。
[0049] 响应于第一LNT 108和第二LNT 110中的至少一个的劣化的指示，可设置诊断代码，并且可调整一个或多个发动机操作参数。在一个示例中，通过减小进气节气门的开口，发动机负载可被限制到低于阈值发动机负载。在另一个示例中，通过减少在每个随后发动机循环期间为多个发动机循环供应的燃料的脉冲宽度，可针对后续发动机循环(在检测到劣化的LNT之后)调整燃料加注计划。
[0050] 另外，用于氧化排气流中的残余烃和/或一氧化碳的氧化催化剂或三元催化剂可耦合到排气通道105。具有所讨论的功能中任一个的不同排气后处理催化剂可在排气后处理阶段中单独或一起布置在清洗涂层中或其他地方。在一些实施例中，排气后处理阶段可包括被配置成捕集和氧化排气流中的烟尘颗粒的可再生烟尘过滤器。
[0051] 来自第一LNT 108和LNT 110的处理过的排气的全部或一部分可在经过消声器172之后经由主排气通道105释放到大气中。低压排气再循环(LP-EGR)通道180可将排气从排气通道105(在涡轮116的下游)引导到进气通道42(在压缩机114的上游)。可打开EGR阀52，以允许受控量的排气进入压缩机入口以用于期望的燃烧和排放控制性能。EGR阀52可被配置为连续可变阀。但是，在替代示例中，EGR阀52可被配置为开/关阀。在另外的实施例中，发动机系统可包括高压EGR流动路径，其中排气被从涡轮116的上游吸出，并且被再循环到压缩机114下游的发动机进气歧管。
[0052] 一个或多个传感器可耦合到EGR通道180以用于提供关于EGR的组成和状况的细节。例如，可提供温度传感器以用于确定EGR的温度，可提供压力传感器以用于确定EGR的压力，可提供湿度传感器以用于确定EGR的湿度或水含量，并且可提供空燃比传感器以用于估计EGR的空燃比。另选地，EGR条件可经由耦合到压缩机入口的一个或多个温度传感器、压力传感器、湿度传感器和空燃比传感器55-57进行推断。在一个示例中，空燃比传感器57是氧气传感器。
[0053] 发动机系统100还可包括控制系统14。控制系统14被示出从多个传感器16(其各种示例在本文描述)接收信息，并且将控制信号发送到多个致动器18(其各种示例在本文描述)。作为一个示例，传感器16可包括排气温度传感器128、第一氧气传感器102-1、第二氧气传感器102-2、第三氧气传感器102-3、MAP传感器124、排气温度传感器、排气压力传感器、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、压缩机入口湿度传感器57和EGR传感器。其他传感器，诸如附加的压力传感器、温度传感器、组成传感器可耦合到发动机系统100中的各种位置。致动器81可包括，例如节气门20、EGR阀52、废气门92、蒸发器106和燃料喷射器66。控制系统14可包括控制器12。基于在其中编程的对应于一个或多个程序的指令或代码，控制器12可从各种传感器接收输入数据，处理输入数据，以及响应于处理的输入数据触发各种致动器。
[0054] 例如，基于经由第一氧气传感器102-1估计的第一LNT 108上游的第一富于化学计量的排气空燃比，可开始第一LNT 108的再生，并且响应于经由第一氧气传感器102-1估计的第一LNT下游的富于化学计量的排气空燃比，可指示第一LNT 108的劣化。基于劣化的LNT的指示，可调整多个发动机致动器(例如，燃料喷射器66)。在另一个示例中，响应于经由第二氧气传感器102-2估计的第二LNT 110上游的第二贫于化学计量的排气空燃比，致动蒸发器106以在LNT 110上游喷射蒸发的还原剂。
[0055] 图2提供示出根据本主题的实施方式的排气后处理系统101的布局。被进一步称为系统101的排气后处理系统101可以是如图1中所示的排气后处理系统101。系统101包括统称为传感器102的多个传感器102-1、102-2、102-3。在一个示例中，传感器102可以是通用排气氧气(UEGO)传感器。在一个示例中，UEGO传感器也称为比例氧气传感器。多个传感器102中的每个可被设置用于监测发动机排气后处理系统中的多个LNT。在一个示例中，多个传感器102可评估系统101中不同阶段的空燃比。应当注意，设置传感器102的方式取决于被评估的空燃比。应当理解，由传感器102测量的空燃比的值可取决于发动机如何操作以及发动机在什么条件下操作。
[0056] 多个贫NOx捕集器(LNT)包括但不限于第一LNT 108和第二LNT 110。第一LNT 108和第二LNT 110耦合到发动机104。第一LNT 108和第二LNT110具有NOx储存容量。在一个示例中，第二LNT 110相对于含有富于化学计量的柴油排放物的NOx的流动方向设置在第一LNT 108的下游。第二LNT110具有下游出口并与第一LNT 108耦合。在另一个示例中，柴油颗粒过滤器设置在第一LNT 108的下游。
[0057] 如将参考图2理解的，排放物流由发动机104产生并通过排放入口流出发动机104。此外，喷射器106设置在第一LNT 108和第二LNT 110之间。在一个示例中，可存在多个喷射器。喷射器106可以是蒸发器，其可以在需要满足空燃比要求时经由引入端口引入蒸发的还原剂，诸如燃料(含有HC)。
[0058] 此外，系统101可包括可操作地耦合到传感器102、控制器和喷射器106的处理系统监测器112。在一个示例中，系统监测器112可以是如图1中所示的控制系统14。处理系统监测器112可与传感器102的信号操作地交互，以适当地监测LNT 108,110。
[0059] 在一个示例中，可在发动机排气后处理系统中的任何地方安装多于一个的LNT。典型的布局是第一LNT被安装在发动机排气后处理系统中与发动机紧密耦合的位置处，并且第二LNT被安装在发动机排气后处理系统中底板下面的位置。
[0060] 如将理解的，各种空燃比的值的组合可被认为对应于通常被认为适当的发动机动作。例如，适当的发动机动作可包括富化学计量的操作和化学计量的操作。在一个示例中，可预定义对应于适当动作的空燃比的值。这种发动机动作可被认为形成对应于被认为适于监测发动机排气后处理系统的通常可接受的动作的期望的空燃比。在一个示例中，期望的空燃比基于历史收集的数据，其基于由相同类别的其他车辆执行的发动机动作。
[0061] 继续如图2中所示的实施方式，传感器102可另外耦合到发动机104和LNT 108、LNT 110。传感器102产生其大小与排气中的含氧量(空燃比)成比例的信号。信号被提供给控制器(未示出)，其将所述信号转换成相对空燃比。在反馈空燃比控制期间使用该信号，以将平均空燃比保持在期望的空燃比。在一个示例中，传感器102可提供排气氧气信号，其指示排气空燃比是贫化学计量的还是富化学计量的。在另一个示例中，传感器102可包括一氧化碳传感器、烃传感器和NOx传感器中的一个，上述传感器产生其大小与排气中的一氧化碳、烃、NOx的水平分别有关的信号。在一个示例中，附加的传感器可设置在第二传感器和第二LNT的上游之间。附加的传感器可将排气与预定义的阈值进行比较。
[0062] 处理系统监测器112可被实现为基于逻辑的系统。在一个实施方式中，处理系统监测器112还可包括用于处理通过传感器102获得的数据的处理逻辑电路。在一个示例中，处理系统监测器112还可包括可被实现为硬件(这种具有嵌入式指令的电子电路)或为软件(可由计算系统的处理资源执行)的监测功能。
[0063] 系统101可被实现为集成在车辆的任何发动机排气后处理系统内的基于计算的系统。从传感器102收集的数据可被持续地保持在储存库(图2中未示出)内。基于需要，可在储存库和系统101之间建立通信。处理系统监测器112在获取数据时可处理用于提供一个或多个监测功能的数据。
[0064] 以这种方式，图1和图2的系统能够实现一种用于发动机的系统，该系统包括：进气系统；排气系统，其包括耦合到排气通道的第一贫NOx收集器(LNT)，耦合到第一LNT下游的排气通道的第二LNT，耦合到第一LNT上游的排气通道的第一氧气传感器，耦合到第二LNT上游的排气通道的第二氧气传感器，耦合到第二LNT下游的排气通道的第三氧气传感器，以及耦合到第二LNT上游和第二氧气传感器下游的排气通道的蒸发器；涡轮增压器，其包括耦合到排气通道的涡轮，耦合到进气系统的涡轮驱动的压缩机，以及绕过涡轮的废气门；以及控制器，其具有存储在非瞬时存储器上的计算机可读指令，该计算机可读指令用于：响应于在第一LNT上游的感测到的第一排气空燃比低于化学计量的空燃比，再生第一LNT，响应于在第一LNT下游的感测到的第二排气空燃比高于化学计量的空燃比，经由蒸发器开始将蒸发的燃料喷射到排气，以将感测到的第二空燃比降低到低于化学计量的空燃比，然后再生第二LNT，并且开始第一LNT和第二LNT中的每个的诊断。
[0065] 结合图3中提供的处理系统监测器112的详细说明提供系统101的操作和工作。在本主题的一个实施方式中，如图3中所示，处理系统监测器112被实现为用于监测发动机排气后处理系统中的多个贫NOx捕集器(LNT)的计算装置。在一个示例中，发动机排气后处理系统可存在于车辆内。继续本实施方式，处理系统监测器112还可包括接口300、处理单元302和存储器304。接口300可包括多种接口，例如用于数据输入和输出装置(被称为I/O装置)、储存装置、网络装置等的接口，以用于将系统101与车辆的接口300(图3中未示出)通信地相关联。接口300还可用于促进处理系统监测器112和在网络环境中连接的各种其他计算装置之间的通信。
[0066] 处理单元302还可被实现为信号处理器、状态机、逻辑电路和/或基于操作指令来操纵信号的任何其他装置或部件。在一个示例中，控制器包括但不限于处理单元302。在另一个示例中，处理单元302可被实现为控制器以控制或执行与处理系统监测器112相关联的各种功能。在一个示例中，控制器可包括第一控制器、第二控制器和第三控制器。在一个示例中，控制器可操作地耦合到传感器102。
[0067] 存储器304可存储一个或多个计算机可读指令，所述指令可被取回和执行以向监测器112的控制器提供一个或多个空燃比。存储器304可包括任何非瞬时的计算机可读介质，包括例如RAM的易失性存储器，或诸如EPROM、闪速存储器等的非易失性存储器。
[0068] 处理系统监测器112还可包括模块306和数据308。模块306可被实现为硬件和编程的组合(例如，可编程指令)，以实现模块306的一个或多个功能。在一个示例中，模块206包括控制模块310、监测模块312、确定模块314和其他模块316。另一方面，数据308包括空燃比数据318、预定义的阈值数据320和其他数据322。
[0069] 在本文描述的示例中，可以多种不同的方式来实现硬件和编程的这种组合。例如用于模块306的编程可以是存储在非瞬时机器可读存储介质上的处理器可执行指令，并且用于模块306的硬件可包括处理资源(例如，一个或多个处理单元)，以执行这样的指令。在本示例中，机器可读存储介质可储存指令，当由处理资源执行时，该指令实现模块306或其相关联的功能。在这样的示例中，处理系统监测器112可包括储存指令的机器可读存储介质和用于执行指令的处理资源，或者机器可读存储介质可以是单独的，但是可被处理系统监测器112和处理资源访问。在其他示例中，模块306可由电子电路来实现。
[0070] 在操作中，处理系统监测器112可获得对应于一个或多个空燃比数据318的值。在一个示例中，可从传感器102获得空燃比数据318。如前所述，空燃比数据318可包括但不限于化学计量比、富的化学计量比、期望的空燃比，LNT出口处的空燃比。此外，存储在空燃比数据318中的值可取决于发动机操作的方式。例如，用于新发动机的空燃比数据318的值可以不同于在较旧的发动机中操作的那些值。
[0071] 发动机控制单元(未示出)在燃料富于化学计量的条件下操作发动机104。在一个示例中，发动机控制单元可耦合到处理单元302。燃料较富的条件下的操作通常是富化学计量的操作或化学计量的操作。发动机操作以产生一定空燃比的排气。在获得作为空燃比数据318存储在存储器304中的一定空燃比时，第一传感器102-1可监测在第一LNT上游从发动机104接收的排气的一定空燃比108。
[0072] 此外，被实现为控制器的处理单元302耦合到第一传感器102-1，以确定一定空燃比是否是期望的空燃比。在一个示例中，第一控制器耦合到第一传感器102-1。可从预定义的阈值数据320中选择期望的空燃比。一旦确定一定空燃比是期望的空燃比，接收到的空气燃料混合物被指定为第一空气燃料混合物。紧接着，第一LNT 108可经由端口(未示出)接收期望的空燃比的排气。
[0073] 一旦接收到第一空燃比的排气，则通过第一控制器激活控制模块310，以开始第一LNT 108的富于化学计量的再生。第一LNT 108的较富的再生可将捕集在第一LNT内部的NOx转化，并且最终导致在第一LNT 108下游的空燃比的排气的释放。耦合到第二控制器并且设置在第一LNT 108下游的第二传感器102-2接收第一LNT 108下游的空燃比的排气空气燃料混合物。第二传感器102-2可评估在第一LNT 108下游接收的排气的空燃比。第二传感器102-2将信号传输到第二控制器，并且耦合到第一控制器和第二控制器的监测模块312可监测在第一LNT 108下游接收的排气的空燃比，并且确定在第一LNT108下游接收的排气的监测的空燃比是否高于期望的空燃比。如果排气空气燃料混合物的空燃比不高于期望的空燃比，则可将相同的排气连通到下一个阶段。
[0074] 如果不是这种情况，并且排气的空燃比高于期望的空燃比，则控制器激活可以是蒸发器的喷射器106。喷射器106耦合到控制器和监测模块312。喷射器106设置在第一LNT 108和第二传感器102-2的下游，并且还设置在第二LNT 110的上游。可激活喷射器106以触发将蒸发的燃料喷射到在由第二传感器102-2监测的第一LNT 108下游接收的排气。可触发还原剂喷射，以通过将蒸发状态的还原剂喷射到预定极限来获得所期望的空燃比的排气，从而获得与喷射后的短时间内的预定义阈值数据320相匹配的期望的空燃比的排气。一旦获得所期望的空燃比的排气，接着，第二LNT 110可经由端口(未示出)接收期望空燃比的排气。
[0075] 一旦第二空燃比的排气被第二LNT 110接收，控制模块310通过控制器进一步激活，以开始第二LNT 110的富于化学计量的再生。第二LNT 110的较富的再生可导致被捕集在第二LNT 110内部的NOx的释放，并且最终导致第二LNT 110下游的空燃比的另一种排气的释放。耦合到第三控制器并且设置在第二LNT 110的下游的第三传感器102-3接收在第二LNT 110的下游的空燃比的其他排气。第三传感器102-3可评估在第二LNT 110下游接收的其他排气的空燃比。传感器102将信号传输到控制器，以进一步确定发动机排气后处理系统101的工作状态。
[0076] 一旦评估了在第一LNT 108和第二LNT 110的上游和下游的空燃比，就确定第一LNT 108和第二LNT 110的工作状态。LNT的工作状态是LNT在再生期间被氧化时捕集污染物并释放它们的能力。LNT的监测可定义LNT的老化，并且可指示LNT劣化时的状态。为此，激活耦合到控制器和第三传感器102-3的确定模块314。确定模块314收集在第一LNT 108和第二LNT 110的上游和下游的空燃比数据318。确定模块314将收集的数据引导到控制模块310。控制模块310将在第一LNT 108和第二LNT 110上游和下游的收集的数据与预定义的阈值数据220进行比较。基于该比较，确定是否需要进一步净化，或者LNT是否需要更换。
[0077] 通过处理系统监测器112的影响，获得良好控制的空燃比以用于在排气循环的每个阶段监测发动机排气后处理系统101。处理系统监测器112通过使用喷射器106在一次净化事件期间监测具有多个LNT的发动机排气后处理系统101，以使监测频率最大化，并且通过喷射将任何空燃比的排气转化成期望的空燃比所需的量的还原剂使燃料损失最小化。使用本文所述的本处理系统监测器112省略了两个连续净化的复杂性。
[0078] 图4示出根据本主题的实施方式的用于监测发动机排气后处理系统中的多于一个的贫NOx捕集器(诸如LNT 108和LNT 110)的示例方法400。基于存储在控制器的存储器上的指令，并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1所述的传感器)接收的信号，可通过控制器执行用于执行方法400和包括在本文的其余方法的指令。根据下面描述的方法，控制器可采用发动机系统的发动机致动器，以调整发动机操作。
[0079] 还可理解，方法400可由编程的计算装置执行，诸如图3中所示的处理系统监测器。此外，基于存储在非瞬时计算机可读介质中的指令，可执行方法400，这将是容易理解的。非瞬时计算机可读介质可包括例如数字存储器、磁存储介质，诸如一个或多个磁盘和磁带、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。下面参照如上所述的处理系统监测器来描述方法
400；也可使用用于执行该方法的其他合适的系统。另外，这些方法的实施方式不限于这些示例。
400；也可使用用于执行该方法的其他合适的系统。另外，这些方法的实施方式不限于这些示例。
[0080] 返回到图4，在402，第一LNT(诸如图1中的第一LNT 108)可接收期望的空燃比的排气。在第一LNT 108接收期望的空燃比的排气之前，第一传感器(诸如图1中的第一传感器102-1)可评估在第一LNT上游接收的一定空燃比的排气。耦合到第一传感器的第一控制器确定一定空燃比是否是期望的空燃比。在一个示例中，所接收的排气可被指定为第一排气。
在一个示例中，可通过部署在车辆内的一个或多个传感器获得空燃比数据。一旦获得，第一控制器可基于空燃比数据产生期望的空燃比的排气。在一个示例中，空燃比数据可包括代表发动机操作方式的数据。在另一个示例中，其可被认为是在考虑操作发动机的同时由发动机控制单元执行的一个或多个动作的表示。
在一个示例中，可通过部署在车辆内的一个或多个传感器获得空燃比数据。一旦获得，第一控制器可基于空燃比数据产生期望的空燃比的排气。在一个示例中，空燃比数据可包括代表发动机操作方式的数据。在另一个示例中，其可被认为是在考虑操作发动机的同时由发动机控制单元执行的一个或多个动作的表示。
[0081] 在404，通过控制模块激活第一LNT的富于化学计量的再生。第一LNT的较富的再生可导致捕集在第一LNT内部的NOx的释放，并且最终导致在第一LNT下游的空燃比的排气的释放。此外，耦合到第二控制器并且设置在第一LNT下游的第二传感器(诸如图1中的第二传感器102-2)可接收第一LNT下游的空燃比的排气。
[0082] 在406，第二传感器可评估在第一LNT下游接收的排气的空燃比。第二传感器将信号传输到控制器中的一个，并且控制器可激活监测模块以监测在第一LNT下游接收的排气的空燃比，并且确定在第一LNT下游接收的排气的监测的空燃比是否高于期望的空燃比。
[0083] 在408，如果排气的空燃比高于期望的空燃比，则控制器激活喷射器(诸如图1中的喷射器106)。喷射器可被激活以触发将还原剂以其蒸发状态喷射到在由第二传感器监测的第一LNT下游接收的排气。可触发还原剂喷射，以通过将还原剂喷射到预定极限来获得期望的空燃比的排气，从而获得与预定义的阈值数据匹配的期望空燃比的排气。以这种方式，喷射器仅需要添加在下游的第一LNTλ和目标λ之间的燃料△，这样便限制待添加的燃料的量。因此，使用最小化的燃料和简化的技术，有效地监测发动机排气后处理系统的效率。
[0084] 在410，第二LNT(诸如图1中的第二LNT 110)可接收期望的空燃比的排气。在一个示例中，耦合到第二LNT的控制器可将获得的期望空燃比的排气引导到第二LNT以用于后续排气处理解决方案。
[0085] 在412，通过进一步激活控制模块，开始第二LNT的富于化学计量的再生。第二LNT的较富的再生可导致在第二LNT内部捕集的NOx的释放，并且最终导致在第二LNT下游的空燃比的排气的释放。耦合到第三控制器并且设置在第二LNT下游的第三传感器(诸如图1中的第三传感器102-3)可接收第二LNT下游的空燃比的排气。
[0086] 在414，可通过第三传感器评估在第二LNT下游接收的排气的空燃比。传感器将信号传输到控制器，以进一步确定发动机排气后处理系统的工作状态。
[0087] 在416，基于对第一LNT和第二LNT的上游和下游的空燃比的评估，通过确定模块确定第一LNT和第二LNT的工作状态。LNT的工作状态是LNT在再生期间被减少时捕集污染物并释放它们的能力。LNT的监测可定义LNT的老化，并且可指示LNT劣化时的状态。对此，激活耦合到控制器和第三传感器的确定模块。确定模块收集在第一LNT和第二LNT的上游和下游的空燃比数据。确定模块214将收集的数据引导到控制模块。控制模块将在第一LNT108和第二LNT 110上游和下游的收集的数据与预定义的阈值数据220进行比较。基于该比较，确定是否需要进一步净化，或者LNT是否需要更换。
[0088] 图5示出可被实现用于排气后处理系统的第一贫NOx捕集器(诸如LNT108)的诊断的示例方法500。在502，程序包括估计和/或测量发动机操作条件。评价的条件可包括，例如发动机温度、发动机负载、驾驶员扭矩需求、发动机速度、节气门位置、排气压力、包括环境温度、压力和湿度的环境条件、MAP、MAF、增压等。在504，可以经由耦合到第一LNT上游的排气通道的排气氧气传感器(诸如图1中的第一氧气传感器102-1)在第一LNT上游估计第一排气空燃比。第一空燃比可以是流过第一LNT的排气中的燃料含量的指示。
[0089] 在506，程序包括确定是否满足用于进行第一LNT的诊断的条件。第一LNT的诊断可在再生期间和完成第一LNT的再生之后进行。在一个示例中，用于进行第一LNT的再生的条件包括第一LNT上游的排气空燃比和第一LNT上游的排气温度。期望第一LNT上游的富于化学计量的排气空燃比以用于第一LNT的再生，因为来自较富的排气的烃用来处理捕集在第一LNT中的NOx并将NOx转化成氮和水。因此，可适时地调整发动机操作，以用富于化学计量的排气空燃比操作发动机，使得可进行LNT的诊断。此外，为了再生第一LNT，期望第一LNT的排气温度高于阈值温度，阈值温度是第一LNT的起燃温度。低于第一LNT的起燃温度时，第一LNT的再生和诊断可以不被有效地进行。
[0090] 如果确定第一LNT上游的排气空燃比贫于化学计量，和/或第一LNT上游的排气温度低于阈值温度，则可推断出不可进行LNT再生。在508，可在不开始第一LNT和第二LNT中的每个的诊断的情况下操作发动机。
[0091] 如果确定满足用于第一LNT再生的条件，诸如第一LNT上游的富于化学计量的排气空燃比以及第一LNT上游的高于阈值的排气温度，则可确认已经满足了用于第一LNT的诊断的条件。在510，可开始第一LNT的再生。在第一LNT的再生期间，储存在第一LNT中的NOx可被净化并转化成可释放到大气的氮和水。由于来自排气中的燃料的烃用于净化捕集在第一LNT中的NOx，在第一LNT的再生期间，离开第一LNT的排气的燃料含量可低于进入LNT的排气的燃料含量。可继续第一LNT的再生，直到已经处理第一LNT中捕集的全部量的NOx。
[0092] 在第一LNT捕集器的再生期间，在512，可经由耦合到第一LNT下游的排气通道的第二排气氧气传感器(诸如图1中的氧气传感器102-2)估计第一LNT下游的(离开第一LNT)排气的空燃比。离开第一LNT的排气可进入耦合到第一LNT和第二排气氧气传感器中的每个的下游的排气通道的第二LNT(诸如第二LNT 110)。
[0093] 在514，响应于进入第二LNT的排气的空燃比富于化学计量，可开始第二LNT的诊断。如果第一LNT下游的排气空燃比贫于化学计量，则在排气进入第二LNT之前，可适时地调整排气空燃比。关于图6详细讨论第二LNT的上游的排气空燃比的调整和第二LNT的诊断的细节。
[0094] 在516，程序包括确定第一LNT下游的估计的空燃比是否低于阈值。阈值可以是化学计量的空燃比，并且控制器可确定第一LNT下游的排气空燃比是否富于化学计量。如果确定离开第一LNT的排气的空燃比高于阈值(诸如贫于化学计量)，则可推断排气中的燃料可已被最佳地用于第一LNT的再生。因此，在518，可指示第一LNT没有劣化并且是最佳功能性的，并且可以不期望进一步诊断第一LNT。
[0095] 但是，如果确定即使在第一LNT的再生期间，第一LNT下游的排气空燃比低于阈值(诸如富于化学计量)，则可推断排气中的燃料还没有最佳地用于再生第一LNT，从而指示第一LNT的可能的劣化。为了进一步继续第一LNT的诊断，在520，可确定在第一LNT的再生完成之后在阈值持续时间内被捕集在第一LNT中的氧气的量。在一个示例中，在已经完成第一LNT的再生的发动机循环之后紧接着的阈值数量的发动机循环内，可估计被捕集在第一LNT中的氧气的量。当第一LNT是完全功能性时，一旦完成第一LNT的再生，在贫于化学计量的发动机操作期间，存在于排气中的诸如氧气和NOx等的氧化剂可被LNT吸收。在阈值持续时间期间，经由耦合到第一LNT上游的排气通道的第一排气氧气传感器可估计进入第一LNT的氧气的第一量，并且经由耦合到第一LNT下游的排气通道的第二排气氧气传感器可估计离开第一LNT的氧气的第二量。基于进入第一LNT的氧气的第一量和离开第一LNT的氧气的第二量，可估计被捕集在第一LNT中的氧气的量。
[0096] 在522，程序包括确定在阈值持续时间期间捕集在第一LNT中的氧气的量是否低于氧气的阈值量。氧气的阈值量可对应于阈值时间期间期望被捕集在功能性的第一LNT中的氧气的量。在一个示例中，可基于当前的发动机操作条件调整氧气的阈值量。因此，当发动机用贫于化学计量的空燃比操作时，可增加氧气的阈值量。当操作的排气空燃比变得较贫时，较高量的氧气进入第一LNT并且可被第一LNT捕集。
[0097] 如果确定在第一LNT中捕集的氧气的量高于氧气的阈值量，则可推断出在第一LNT再生之后，第一LNT可最佳地操作。因此，在518，可指示没有第一LNT的劣化。但是，如果确定在第一LNT的再生之后，在第一LNT处捕集的氧气的量低于阈值，则在524，可指示第一LNT的劣化的检测。可通过设置标记或诊断代码或激活故障指示灯，指示第一LNT的劣化，以便通知车辆操作者LNT劣化并需要被更换。
[0098] 响应于劣化的LNT的指示，在526，控制器可调整一个或多个发动机致动器的操作以调整发动机操作。作为一个示例，响应于劣化的LNT的指示，控制器可在第一数量的发动机循环之后的第二数量的发动机循环中调整燃料加注计划，限制发动机负载(例如，通过减小进气节气门的开口)，限制发动机扭矩输出，和/或减小增压压力(例如，通过打开耦合到排气涡轮的废气门或耦合到进气压缩机的旁通阀)。
[0099] 图6示出可被实现用于排气后处理系统的第二贫NOx捕集器(诸如LNT110)的诊断的示例方法600。方法600可以是如图5所述的示例方法500的一部分，并且可在方法500的步骤514处在第一LNT的再生(和诊断)期间进行。当两个LNT同时再生时，第一LNT和第二LNT的诊断可同时进行。通过适时地进行LNT中的每个的再生，整个排气后处理系统的诊断可根据监管机构的要求完成。
[0100] 在602，可经由耦合到第二LNT上游的排气通道的排气氧气传感器(诸如图1中的第二氧气传感器102-2)在第二LNT的上游估计第一排气空燃比。第一空燃比可以是在第一LNT的再生期间离开第一LNT的排气中的燃料含量的指示。
[0101] 在604，程序包括确定第二LNT的上游的排气空燃比是否低于阈值空燃比。阈值空燃比可对应于化学计量空燃比，并且程序可包括确定第二LNT上游的排气空燃比是否富于化学计量。在第二LNT处可期望富于化学计量的空燃比以用于开始第二LNT的再生。可有效地利用富于化学计量的空气燃料混合物中的可用燃料以用于处理被捕集在第二LNT中的NOx并将NOx转化成氮和水。
[0102] 如果确定第二LNT上游的空燃比高于阈值(贫于化学计量)，则可以不开始第二LNT的再生，直到进入第二LNT的排气空燃比被调整为富于化学计量。因此，在606，可通过诸如蒸发器的喷射器(诸如图1中的喷射器106)，将一定量的蒸发的还原剂喷射到第二LNT上游的排气，直到进入第二LNT的排气空燃比变为富于化学计量的空燃比。在一个示例中，蒸发器可被定位在第二LNT的上游，并且喷射的还原剂可以是燃料。当燃料以蒸发状态被喷射时，可以不需要附加的时间来允许燃料的蒸发，并且在较短的持续时间内，富于化学计量的空燃比在第二LNT处可以是可用的。如果代替喷射蒸发的燃料，液体燃料将被喷射，燃料的一部分可以未蒸发，因此可需要燃料中的更大部分来达到在第二LNT处的期望的富于化学计量的空燃比。因此，喷射蒸发的燃料导致燃料效率提高。基于第二LNT上游的估计的空燃比，可调整喷射的蒸发的燃料的量。在一个示例中，随着第二LNT的上游的估计的空燃比增加到高于阈值(贫于化学计量)，可增加喷射的蒸发的燃料的量。在另一个示例中，随着第二LNT上游的估计的空燃比降低到阈值以下，可减少喷射的蒸发的燃料的量。控制器可通过直接考虑对第二LNT上游的排气空燃比的确定来确定待喷射的蒸发的燃料的量，诸如随着排气空燃比的增加而增加蒸发的燃料的量。控制器可另选地基于使用查找表的计算来确定蒸发的燃料的量，其中输入是第二LNT的上游的排气空燃比，并且输出是待喷射的蒸发的燃料的量。然后，控制器可向蒸发器发送信号，以基于所估计的量增加蒸发的燃料的喷射的脉冲宽度。
[0103] 一旦进入第二LNT的排气的空燃比变得富于化学计量，则在608，可开始第二LNT的再生。通过喷射蒸发的燃料以及将进入第二LNT的排气的空燃比调整为富于化学计量，可在第一LNT的再生开始之后立即开始第二LNT的再生，从而允许同时进行两个LNT中的每个的诊断。如果确定(在步骤604)第二LNT上游的排气空燃比富于化学计量，则程序可以直接进行到步骤608，并且可在不喷射还原剂的情况下开始第二LNT的再生。在第二LNT的再生期间，储存在第二LNT中的NOx可被净化并转换成可释放到大气的氮和水。由于来自排气中的燃料的烃用于净化捕集在第二LNT中的NOx，在第二NOx捕集器的再生期间，离开第二LNT的排气的燃料含量可低于进入第二LNT的排气的燃料含量。
[0104] 在第二LNT的再生期间，在610，可经由耦合到第二LNT下游的排气通道的第三排气氧气传感器(诸如图1中的氧气传感器102-3)，估计第二LNT下游(离开第二LNT)的排气的空燃比。
[0105] 在612，程序包括确定第二LNT下游的估计的空燃比是否低于阈值。阈值可以是化学计量空燃比，并且控制器可确定第二LNT下游的排气空燃比是否富于化学计量。如果确定离开第二LNT的排气的空燃比高于阈值(诸如贫于化学计量)，则可推断排气中的燃料可以已被最佳地用于第二LNT的再生。因此，在614，可指示第二LNT没有劣化并且是最佳功能性的，并且可能不期望进一步诊断第二LNT。在指示第二LNT没有劣化之后，方法600前进以退出。
[0106] 但是，如果确定即使在第二LNT的再生期间，第二LNT下游的排气空燃比低于阈值(诸如富于化学计量)，则可推断排气中的燃料还没有最佳地用于再生第二LNT，从而指示第二LNT的可能的劣化。
[0107] 另外，对于LNT的诊断，将基于进入LNT的排气的空燃比估计相对的空燃比，并且离开LNT的排气的空燃比与阈值进行比较。因此，在第一LNT的富于化学计量的再生期间，可评估第一LNT上游的第一空燃比和第一LNT的下游的第二空燃比中的每个；在第二LNT的富于化学计量的再生期间，可评估第二LNT上游的第三空燃比和第二LNT下游的第四空燃比中的每个；可估计第一相对空燃比和第二相对空燃比中的每个，所述第一相对空燃比基于第一LNT上游的第一空燃比和第一LNT下游的第二空燃比中的每个，所述第二相对空燃比基于第二LNT上游的第三空燃比和第二LNT下游的第四空燃比中的每个；可将第一计算的相对空燃比和第二计算的相对空燃比中的每个与预定阈值进行比较，以及响应于第一计算的相对空燃比低于预定的阈值，指示第一LNT的劣化，并且响应于第二计算的相对空燃比低于预定的阈值，指示第二LNT的劣化。
[0108] 为了进一步继续第二LNT的诊断，在616，在第二LNT的再生完成之后，可确定在阈值持续时间内被捕集在第二LNT中的氧气的量。在一个示例中，在紧接在已经完成第二LNT的再生的发动机循环之后的阈值数量的发动机循环内，可估计被捕集在第二LNT中的氧气的量。当第二LNT是完全功能性时，一旦完成第二LNT的再生，在贫于化学计量发动机的操作期间，存在于排气中的诸如氧气和NOx等氧化剂可被LNT吸收。在阈值持续时间期间，可经由耦合到第二LNT上游的排气通道的第二排气氧气传感器估计进入第二LNT的氧气的第一量，并且可经由耦合到第二LNT下游的排气通道的第三排气氧气传感器估计离开第二LNT的氧气的第二量。基于进入第二LNT的氧气的第一量和离开第二LNT的氧气的第二量，可估计被捕集在第二LNT中的氧气的量。
[0109] 在618，程序包括确定在阈值持续时间期间被捕集在第二LNT中的氧气的量是否低于氧气的阈值量。氧气的阈值量可对应于阈值时间期间预期被捕集在功能性的第二LNT中氧气的量。在一个示例中，基于当前的发动机操作条件可调整氧气的阈值量。因此，当发动机用贫于化学计量的空燃比操作时，可增加氧气的阈值量。当操作排气空燃比变得较贫时，较高量的氧气进入第二LNT并且可被第二LNT捕集。此外，当离开第一LNT的氧气进入第二LNT时，进入第二LNT的氧气的量可低于进入第一LNT的氧气的量，并且因此，储存在第二LNT中的氧气的量可以不同于储存在第一LNT中的氧气的量。在一个示例中，储存在第二LNT中的氧气的量可低于储存在第一LNT中的氧气的量。
[0110] 如果确定在第二LNT中捕集的氧气的量高于氧气的阈值量，则可推断出在第二LNT的再生之后，第二LNT可最佳地操作。因此，在614，可指示没有第二LNT的劣化。但是，如果确定在第二LNT的再生之后，在第一LNT捕集的氧气的量低于阈值，则在620，可指示第二LNT的劣化的检测。通过设置标记或诊断代码，或激活故障指示灯，可指示第二LNT的劣化，以便通知车辆操作者LNT劣化并需要被更换。
[0111] 以这种方式，在完成第一LNT的再生时，可估计在第一LNT的再生完成之后紧接着的阈值持续时间内储存在第一LNT中的氧气的第一量，并且响应于储存在第一LNT中的氧气的第一量低于第一阈值氧气量，可指示第一LNT的劣化；以及在完成第二LNT的再生时，可估计在第二LNT的再生完成之后紧接着的阈值持续时间内储存在第二LNT中的氧气的第二量，并且响应于储存在第二LNT中的氧气的第二量低于第二阈值氧气量，可指示第二LNT的劣化，第一阈值氧气量高于第二阈值氧气量。
[0112] 响应于第二LNT的指示，在622，控制器可调整一个或多个发动机致动器的操作以调整发动机操作。响应于第一LNT和第二LNT中的至少一个的劣化的指示，可调整一个或多个发动机操作参数，其包括通过减小进气节气门的开口将发动机负载限制到阈值发动机负载之下。
[0113] 以这种方式，响应于第一贫NOx捕集器(LNT)上游的估计的第一空燃比为富的，可开始第一LNT的再生；响应于第二LNT上游的估计的第二空燃比为贫的，可将蒸发的还原剂喷射到第二LNT，然后可再生第二LNT；并且在第一LNT再生期间，响应于第二空燃比贫于阈值，可指示LNT劣化。
[0114] 图7示出根据本主题的实施方式的在激活还原剂喷射时再生期间的第一LNT(诸如图1中的第一LNT 108)的上游和下游的λ信号的图形表示700。λ信号指示空燃比。该图指示在第一LNT中NOx浓度(x轴上)的百万分率(PPM)和第一LNT的上游和下游的空燃比(y轴上)之间绘制的曲线图。图形表示700示出随时间的归一化的空燃比。较低的信号是第一LNT上游的λ，并且较高的信号是第一LNT下游的λ。箭头指示由喷射器补偿的△空燃比。由第一LNT接收的期望的空燃比的排气被示为在第一LNT上游的λ。这可导致被捕集在第一LNT内部的NOx的释放，并且最终导致在第一LNT下游的空燃比的排气的释放。如果在第一LNT下游的排气的空燃比降低到低于λ目标，则激活还原剂喷射。蒸发的还原剂的喷射将使第一LNT下游的λ在预定义的阈值范围中。当以蒸发状态喷射还原剂时，在排气到达第二LNT之前不需要附加的时间来蒸发还原剂(诸如燃料)，并且NOx净化可以无延迟地开始。另外，由于喷射蒸发的燃料，所以液体燃料可以不附着到排气通道，并且总体来说，较低量的燃料可足以达到期望的空燃比。
[0115] 以这种方式，可通过适时地调整进入被定位在第一LNT下游的第二LNT的排气的空燃比，同时进行耦合到排气通道的LNT中的每个的再生和诊断。通过同时进行多个LNT的诊断，可提高车载诊断的效率。在第二LNT的上游喷射蒸发的还原剂以允许第二LNT的再生和诊断的技术效果是，可使用较低量的诸如燃料的还原剂实现进入第二LNT的排气的期望的富于化学计量的空燃比。另外，由于以蒸发状态喷射还原剂，所以可减少开始第一LNT的再生之后的开始第二LNT的再生的延迟。
[0116] 一种用于监测发动机排气后处理系统的方法，其包括：在第一贫NOx捕集器(LNT)的上游接收期望的空燃比的第一排气；开始第一LNT的富于化学计量的再生，从而获得具有在第一LNT下游的空燃比的第二排气；评估在第一LNT下游接收的第二排气的空燃比；响应于评估的空燃比高于期望的空燃比，通过设置在第一LNT下游的喷射器激活将蒸发的还原剂喷射到第二排气，以获得第二排气的期望的空燃比，该喷射器是蒸发器；在第二LNT的上游接收期望的空燃比的第二排气；开始第二LNT的富于化学计量的再生，从而获得具有在第二LNT下游的空燃比的第三排气；评估在第二LNT下游接收的第三排气的空燃比；以及基于对第一LNT和第二LNT中的每个的上游和下游的空燃比的评估，确定第一LNT和第二LNT中的每个的工作状态。除此之外或任选地，在任一个前述示例中，第二排气的期望的空燃比是化学计量比或低于化学计量的比。除此之外或任选地，在前述示例中的任一个或所有中，喷射蒸发的还原剂包括基于评估的第二排气的空燃比，调整蒸发的还原剂的量，随着第二排气的空燃比增加到高于期望的空燃比，所述量增加。除此之外或任选地，在任一个前述示例中，通过在富于化学计量的燃料加注条件下操作发动机，开始第一LNT的富于化学计量的再生。除此之外或任选地，在任一个前述示例中，确定第一LNT和第二LNT中的每个的工作状态包括：在第一LNT和第二LNT中的每个的富于化学计量的再生之后的一段时间内，监测进入第一LNT上游的氧气的第一量和离开第二LNT下游的氧气的第二量中的每个；在该段时间内，监测进入第一LNT上游的第三量和离开第二LNT下游的第四量中的每个；确定在第一LNT中捕集的氧气的第五量和在第二LNT中捕集的氧气的第六量中的每个，氧气的第五量基于进入第一LNT的氧气的第一量和离开第一LNT的氧气的第二量中的每个，氧气的第六量基于进入第二LNT的氧气的第三量和离开第二LNT的氧气的第四量中的每个；将氧气的第五量和氧气的第六量中的每个与预定的阈值进行比较，以及响应于氧气的第五量低于预定的阈值量，指示第一LNT的劣化，并且响应于氧气的第六量低于预定的阈值量，指示第二LNT的劣化。除此之外或任选地，在前述示例中的任一个或所有中，确定第一LNT和第二LNT中的每个的状态还包括：在第一LNT的富于化学计量的再生期间，评估第一LNT上游的第一空燃比和第一LNT的下游的第二空燃比中的每个；在第二LNT的富于化学计量的再生期间，评估第二LNT上游的第三空燃比和第二LNT的下游的第四空燃比中的每个；计算第一相对空燃比和第二相对空燃比中的每个，所述第一相对空燃比基于第一LNT上游的第一空燃比和第一LNT下游的第二空燃比中的每个，所述第二相对空燃比基于第二LNT上游的第三空燃比和第二LNT下游的第四空燃比中的每个；将第一计算的相对空燃比和第二计算的相对空燃比中的每个与预定阈值进行比较，以及响应于第一计算的相对空燃比低于预定的阈值，指示第一LNT的劣化，并且响应于第二计算的相对空燃比低于预定的阈值，指示第二LNT的劣化。除此之外或任选地，在前述示例中的任一个或所有中，响应于高于阈值的估计的排气温度，以及用于富于化学计量的再生的催化剂的低于阈值的空间速度中的每个，触发第一LNT的富于化学计量的再生。除此之外或任选地，在前述示例中的任一个或所有中，第二LNT沿着发动机排气通道设置在第一LNT的下游。
[0117] 另一个示例发动机方法包括：响应于第一贫NOx捕集器(LNT)上游的估计的第一空燃比为富的，开始第一LNT的再生；响应于第二LNT上游的估计的第二空燃比为贫的，将蒸发的还原剂喷射到第二LNT，然后再生第二LNT；以及在第一LNT再生期间，响应于第二空燃比富于阈值，指示LNT劣化。除此之外或任选地，前述示例中的任一个还包括在第二LNT的再生期间，响应于第二LNT下游的估计的第三排气空燃比富于阈值，指示第二LNT的劣化。除此之外或任选地，在任一个前述示例中，经由耦合到第一LNT上游的排气通道的第一氧气传感器估计第一排气空燃比，经由耦合到第二LNT上游的排气通道的第二氧气传感器估计第二排气空燃比，并且经由耦合到第二LNT下游的排气通道的第三氧气传感器估计第三排气空燃比。除此之外或任选地，在前述示例中的任一个或所有中，将蒸发的还原剂喷射到第二LNT包括经由耦合到第二LNT上游的排气通道的蒸发器将一定体积的蒸发的还原剂喷射到排气，直到估计的第二排气空燃比降低到阈值空燃比，阈值空燃比富于化学计量。除此之外或任选地，在前述示例中的任一个或所有中，蒸发的还原剂是燃料，并且所喷射的蒸发的还原剂的体积基于阈值空燃比，随着估计的第二排气空燃比增加到高于阈值空燃比，所述体积增加。除此之外或任选地，在前述示例中的任一个或所有中，同时进行再生第一LNT和再生第二LNT，第二LNT耦合到第一LNT下游的排气通道。除此之外或任选地，前述示例中的任一个或所有还包括在完成第一LNT的再生时，在紧接在第一LNT的再生完成之后的阈值持续时间内估计储存在第一LNT中的氧气的第一量，并且响应于储存在第一LNT中的氧气的第一量低于第一阈值氧气量，指示第一LNT的劣化；以及在完成第二LNT的再生时，在紧接在第二LNT的再生完成之后的阈值持续时间内估计储存在第二LNT中的氧气的第二量，并且响应于储存在第二LNT中的氧气的第二量低于第二阈值氧气量，指示第二LNT的劣化，第一阈值氧气量高于第二阈值氧气量。除此之外或任选地，前述示例中的任一个或所有还包括响应于第一LNT和第二LNT中的至少一个的劣化的指示，调整一个或多个发动机操作参数包括通过减小进气节气门的开口将发动机负载限制到阈值发动机负载之下。
[0118] 在另一个示例中，发动机系统包括：进气系统；排气系统，其包括耦合到排气通道的第一贫NOx收集器(LNT)，耦合到第一LNT下游的排气通道的第二LNT，耦合到第一LNT上游的排气通道的第一氧气传感器，耦合到第二LNT上游的排气通道的第二氧气传感器，耦合到第二LNT下游的排气通道的第三氧气传感器，以及耦合到第二LNT上游和第二氧气传感器下游的排气通道的蒸发器；涡轮增压器，其包括耦合到排气通道的涡轮，耦合到进气系统的涡轮驱动的压缩机，以及绕过涡轮的废气门；以及控制器，其具有存储在非瞬时存储器上的计算机可读指令以用于：响应于在第一LNT上游的感测到的第一排气空燃比低于化学计量的空燃比，再生第一LNT，响应于在第一LNT下游感测到的第二排气空燃比高于化学计量的空燃比，通过蒸发器开始将蒸发的燃料喷射到排气，以将感测到的第二空燃比降低到低于化学计量的空燃比，然后再生第二LNT，并且开始第一LNT和第二LNT中的每个的诊断。除此之外或任选地，在任一个前述示例中，通过第一氧气传感器感测所感测到的第一空燃比，通过第二氧气传感器感测所感测到的第二空燃比，并且通过第三氧气传感器感测在第二LNT下游感测到的感测的第三空燃比。除此之外或任选地，在前述示例的任一个或所有中，第一LNT的诊断包括将感测到的第二空燃比与阈值进行比较，并且响应于感测到的第二空燃比低于阈值，指示第一LNT的劣化，并且其中第二LNT的诊断包括将感测到的第三空燃比与阈值进行比较，并且响应于感测到的第三空燃比低于阈值，指示第二LNT的劣化。除此之外或任选地，在前述示例的任一个或所有中，控制器包含另外的指令用于：响应于第一LNT和第二LNT中的每个的劣化的指示，打开涡轮增压器的废气门以降低增压压力。
[0119] 应注意，包括在本文的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非瞬时存储器中，并且可由控制系统执行，所述控制系统包括与各种传感器、致动器以及其他发动机硬件组合的控制器。本文描述的专用程序可表示任何数量的处理策略，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等中的一个或多个。这样，示出的各种动作、操作和/或功能可以示出的程序、并行或以其他省略的情况执行。同样地，处理的顺序不一定需要实现本文所描述的示例实施例的特征和优点，而是为了便于说明和描述被提供的。根据使用的特定策略，可重复执行示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可用图表表示被编程进发动机控制系统中计算机可读存储介质的非瞬时存储器的代码，其中通过执行系统中的指令进行所述动作，所述系统包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件。
[0120] 应该理解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，且这些具体实施例不应视为限制性意义，因为许多变化是可能的。例如，以上技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4以及其他的发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置，以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0121] 下面的权利要求特别指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应该理解，这些权利要求包括一个或更多这些元件的结合，既不要求也不排除两个或更多这些元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过本权利要求的修正或通过在这个或相关申请的新权利要求的提出被要求保护。这些权利要求，无论是更宽于，更窄于，等于，或不同于原始的权利要求的范围，也被视为包括在本公开的主题之内。
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