用于监控甲烷氧化催化剂的方法技术

在一种用于监控内燃机（10）的废气后处理系统内的甲烷氧化催化剂（13）的方法中，在废气后处理系统中，在甲烷氧化催化剂（13）的上游布置着至少一个用于液态的燃料的喷射装置（17）。在监控方法中，在第一步骤中通过喷射装置（17）喷射液态的燃料。对甲烷氧化催化剂（13）关于液态的燃料的特性进行观察。优选在所述方法的第二步骤中，从甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的特性瑞短处甲烷氧化催化剂关于甲烷转化的特性，因而例如借助比较值可以推断出甲烷氧化催化剂有可能存在的活性变差。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种用于监控在内燃机的废气后处理系统中的甲烷氧化催化剂的方法，其中，至少一个用于燃料的喷射装置被布置在该甲烷氧化催化剂的上游。

技术介绍

已知若干内燃机，其既可以用含甲烷的气体，例如天然气或甲烷，也可以用由燃气和其它燃料、例如柴油燃料构成的混合物运行。
纯粹的燃气发动机常常从汽油机或柴油机派生出来，其中，用于点燃燃气/空气混合物的外源点火通常借助火花塞进行。在柴油机/燃气发动机中，发动机原则上以柴油机为基础，其既允许了纯粹的柴油运行也允许了用柴油燃料和燃气的混合式运行。在此，柴油热值的一部分被燃气替代。总燃料的，亦即柴油-燃气/空气混合物的点火，通过柴油成分完成。在此，由燃气替代柴油燃料的替代率能到70%。
在所有至少部分以含甲烷的气体的燃烧为基础的附件中，出现了较高的、未处理的发动机的甲烷排放物的问题。首先，出于气候保护的原因，必须在废气后处理的框架内降低甲烷排放物。已知若干甲烷氧化催化剂（MOC），其在富含钯的配方的基础上氧化废气中包含的甲烷。为此可以使用这样的配方，这些配方具有钯（Pd）与铂（Pt）的直至例如7:1或甚至更大的重量比。其它的甲烷氧化催化剂则基于所谓的只有钯的配方，例如Pd/铝氧化物。但通常在这些配方中只有在高于400°C时才会观察到一定的甲烷转化。为了完全氧化，经常需要远超500°C的温度。
甲烷氧化催化剂的特性以及普遍而言催化剂的特性在考虑到温度时可以通过所谓的起动温度说明，在起动温度下发生了包含在废气中的有害物质的预定的部分的转化。起动温度经常也被称为起燃温度。在表明转化率变差的已老化的催化剂中，所需的起动温度通常被提高。关于甲烷氧化催化剂，起动温度在催化剂的新状态中就通常没有显示出激烈的变化走向。所需的最低温度更确切地说常常在400至550°C的范围内线性地延伸。
基于立法机构的规定，汽车的废气相关的部件在考虑到要遵守排放极限值时必须受到监控。为此需要一种车载诊断（On-Board-Diagnose，OBD）。大多数已知的用来监控催化剂的附件（Ansatz）使用在处于催化剂的上游和下游的部位上被确定的温度。从这些温度值（放热）一般可以评估在催化剂中的放热反应的完整程度，因而这种程度适用于监控催化剂的功能作用。但关于甲烷氧化催化剂，这种监控通常很难，因为由于甲烷氧化催化剂的不剧烈的温度特性，在甲烷氧化催化剂中甲烷转化时的放热值的变化不那么有特征。

技术实现思路

专利技术优点
本专利技术提供了一种极为有利的监控在内燃机的废气后处理系统内的甲烷氧化催化剂的方法，该方法尤其适用于在车载诊断（OBD）过程中的监控。按本专利技术的方法在此基于一种废气后处理系统，在该废气后处理系统中，在甲烷氧化催化剂上游设至少一个用于液态的燃料的喷射装置。在按本专利技术的方法的第一个步骤中，液态的燃料通过喷射装置被喷入到排气系中。甲烷氧化催化剂关于液态的燃料所产生的特性被观察到。在按本专利技术的方法的一种优选的设计方案中，在该方法的第二步骤中从甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的特性推断出甲烷氧化催化剂关于甲烷转化的特性。用这种方法能够特别是借助例如代表一种新的甲烷氧化催化剂的若干比较值来推断出甲烷氧化催化剂的有可能存在的活性变差。此外还可以借助甲烷氧化催化剂的按本专利技术能观察到的特性和/或借助按本专利技术能确定的活性变差，来识别甲烷氧化催化剂究竟是否正常工作以及可能时是否被扩充（扩充识别）。通常可以用按本专利技术的方法来间接地量化在甲烷氧化催化剂中的甲烷转化。
按本专利技术的方法利用了，甲烷氧化催化剂的特性在转化来自液态的燃料、亦即特别是来自柴油燃料或汽油燃料或来自它们的混合物的碳氢化合物时要比甲烷氧化催化剂关于甲烷转化的特性更为清楚地被表征。但因为例如甲烷氧化催化剂的活性变差或老化也可以关于来自液态的燃料的碳氢化合物的转化被确定，所以由甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的按本专利技术求出的特性就可以推断出甲烷氧化催化剂关于甲烷转化的特性，因而在甲烷氧化时能够间接地证实效率变差。
在按本专利技术的方法的第一个步骤中，特别是确定了这样一个参数，其表征甲烷氧化催化剂关于温度的起动特性（起燃特性）。用于表征甲烷氧化催化剂关于温度的起动特性的参数，特别涉及起动温度或起燃温度。当液态的燃料被喷入排气系时就求出了这个参数，也就是说，这个参数被关于液态的燃料求出，其中，在甲烷氧化催化剂中转化来自从液态的燃料直接到排气系的喷入的碳氢化合物。在按本专利技术的方法的第二步骤中，优选在甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的特性和甲烷氧化催化剂关于含甲烷的燃料的特性之间的关联性的基础上推断出甲烷氧化催化剂关于甲烷转化的特性。在此，可以从表征对液态的燃料而言的甲烷氧化催化剂的起动特性的参数推断出在含甲烷的燃料中的或在相应产生的废气组分中的起动特性。以这种方式可以例如确定甲烷氧化催化剂关于甲烷转化的有可能存在的活性变差。
在在液态的燃料中的甲烷氧化催化剂的特性和在含甲烷的燃料中的甲烷氧化催化剂的特性之间的关联性，可以例如根据实验求出。关联性可以例如以特性曲线的形式或以特性场（Kennfeld）或类似的形式储存在废气后处理系统的控制器中，因而能够从甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的按本专利技术的方法所测量的特性可以从这条特性曲线或这种特性场中以简单的方式推断出甲烷氧化催化剂在甲烷转化时的特性以及因此可以执行对甲烷氧化催化剂的监控。
在按本专利技术的方法的一种优选的设计方案中由此观察甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的特性，办法是：确定在甲烷氧化催化剂区域内的放热。为此优选执行一次或多次温度测量。例如可以在甲烷氧化催化剂的上游和下游设置温度探头（温度传感器），因而可以观察到与甲烷氧化催化剂相关的温度变化走向。从这个温度变化走向或这种放热可以以本身公知的方式评估在催化剂中的转化，由此可以特别是求出起动温度。
作为确定放热的备选方案或附加方案，诊断还在拉姆达探头信号的基础上进行（拉姆达（Lambda）-空气系数λ）。为此需要废气后处理系统具有至少一个拉姆达探头。在按本专利技术的方法的第一步骤中，在这种情况下在液态的燃料被喷入排气系之后或期间，甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的特性被借助拉姆达探头信号求出。在此，优选在甲烷氧化催化剂的上游布置至少一个拉姆达探头以及在甲烷氧化催化剂的下游布置至少另一个拉姆达探头。借助两个拉姆达探头的信号在液态的燃料喷入排气系之后或期间可以求出甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的特性。在所述方法的这种设计方案中，通过液态的燃料喷入到排气系中而在甲烷氧化催化剂的上游优选产生了在废气中的一种总体上微浓的混合物，该混合物优选在略小于1的λ值下产生。通过在甲烷氧化催化剂的下游的λ值相比在甲烷氧化催化剂的上游的λ值的时间移动或偏差，可以推断出甲烷氧化催化剂的功能以及特别是推断出在甲烷氧化催化剂中的来自液态的燃料的碳氢化合物的转化。以这种方式可以求出甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的特性。因此在拉姆达探头信号的基础上可以例如确定甲烷氧化催化剂关于液态的燃料的起动温度。
基于拉姆达探头信号的诊断的基础尤其在于，拉姆达探头信号的时间移动此外还由在催化剂上的被吸附的或所储存的氧气的量造成，这个量通常在催化剂老化时减少。直至在甲烷氧化催化剂之后的、在甲烷氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监控内燃机（10）的废气后处理系统内的甲烷氧化催化剂（13）的方法，其中，在甲烷氧化催化剂（13）的上游布置至少一个用于液态的燃料的喷射装置（17），其特征在于，液态的燃料通过喷射装置（17）被喷射并且甲烷氧化催化剂（13）的关于液态的燃料的特性被观察。

【技术特征摘要】
2014.12.19 DE 102014226675.01.一种用于监控内燃机（10）的废气后处理系统内的甲烷氧化催化剂（13）的方法，其中，在甲烷氧化催化剂（13）的上游布置至少一个用于液态的燃料的喷射装置（17），其特征在于，液态的燃料通过喷射装置（17）被喷射并且甲烷氧化催化剂（13）的关于液态的燃料的特性被观察。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在该方法的第二步骤中从甲烷氧化催化剂（13）关于液态的燃料的特性推断出甲烷氧化催化剂关于甲烷转化的特性。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，特别借助比较值推断出甲烷氧化催化剂的有可能存在的活性变差。
4.按前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，由甲烷氧化催化剂（13）的特性和/或由甲烷氧化催化剂有可能存在的活性变差推断出甲烷氧化催化剂（13）的有可能存在的扩充。
5.按前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在该方法的在权利要求1中所说明的第一步骤中，求出关于液态的燃料的至少一个表征甲烷氧化催化剂（13）的关于温度的起动特性的参数。
6.按权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于，在该方法的第二步骤中，在甲烷氧化催化剂（13）关于液态的燃料的特性和甲烷氧化催化剂关于含甲烷的燃料的特性之间的关联性的基础上，推断出甲烷氧化催化剂关于甲烷转化的特性。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，关联性根据实验被确定和/或关联性由特性曲线或特性场推断出，其中，特性曲线或特性...

【专利技术属性】
技术研发人员：M格勒克勒，W克里斯特尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE