用于经催化基材的车载诊断系统和诊断方法技术方案

公开了用于内燃机排气系统的车载诊断系统。系统包括具有经催化区域和未经催化区域的经催化基材、第一传感器和第二传感器。第一传感器位于经催化基材的经催化区域内并且第二传感器位于经催化基材的未经催化区域内。还公开了用于车载诊断经催化基材的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及用于经催化基材，特别是柴油氧化催化剂的车载诊断系统，和用于排气系统中的经催化基材的车载诊断的方法。本专利技术还涉及排气系统和车辆。专利技术背景内燃机产生了包含各种污染物的排气气体，所述污染物包括烃、一氧化碳、氮氧化物(“NOx”)、硫氧化物和颗粒物质。日益严格的国家和地区立法已经降低了可以从这样的柴油或汽油发动机排放的污染物的量。已经开发了包含各种催化剂组分的排气系统来实现这些低排放水平。随着这些排气系统的复杂性的增加，已经开发了车载诊断来使得车辆拥有者理解排气系统的操作条件。在机动车的背景下，车载诊断(“OBD”)是用来描述自诊断的通称，并且报道车辆的系统的能力，由连接至适合的电子管理系统的传感器网络提供。OBD系统的早期实例如果检测到问题会简单地点亮故障指示灯，但是其没有提供对于问题本质的信息。更现代的OBD系统使用标准化的数字连接端口并且能够提供对于标准化诊断故障码和选择的实时数据的信息，其能够快速表明问题并且分辨车辆的系统。除了减少来自车辆的发动机排放物，较新的立法还要求增加车载诊断(OBD)的使用以在故障或排放系统劣化(其会导致排放物超过强制性阈值；例如，颗粒物质、一氧化碳、烃和/或NOx水平高于设定限度(通常以g/km的污染物排放计))的情况下通知司机。车载诊断的通常方法包括将传感器放置在催化组分之前并且将另一传感器放置在催化组分之后，并且测量传感器值差异以确定组分是否适当地发挥功能。例如，美国专利号6,739,176教导了用于检查用于柴油发动机的排气气体纯化催化剂的操作性的方法，其包括将CO传感器放置在催化剂上游和下游以及将温度探头放置在催化剂下游。美国专利号4,029,472公开了用于检测排气气体中可燃物的定量含量的热电传感器，其具有两个热电偶接点，其中与接点之一相邻的排气气体氧化催化剂提供了在陶瓷体暴露于排气气体流时的接点温差。两个接点之间的输出差与排气气体中残留可燃物的浓度成比例。美国专利号8,127,537公开了排气系统，其包括三元催化剂(TWC)和单一的λ传感器。TWC在从入口端延伸的通道的至少部分长度中具有催化剂组合物，所述入口端具有(相对于TWC的其余部分中的催化剂组合物)降低的氧储存活性或没有氧储存活性。单一的λ传感器基本上仅与首先与具有降低的氧储存活性或没有氧储存活性的TWC组合物接触的排气气体接触。美国专利号8,205,437教导排气系统，其包括用催化剂涂覆的整料基材，和置于部分地由整料基材的外壁限定的孔中的第一传感器。相对于基材的其余部分中的催化剂组合物，从上游端延伸的通道的至少部分长度中的催化剂组合物具有对于催化剂组合物所意图的反应来说增加的活性。布置传感器，使得其基本上仅与首先接触具有增加的活性的催化剂组合物的排气气体接触。而且，美国专利号8,327,632公开了排气系统，其具有催化烟灰过滤器(CSF)、控制单元和经催化传感器。该系统可以增加流入CSF中的排气气体中的烃(HC)和/或一氧化碳(CO)含量，导致HC和/或CO在CSF中燃烧，CSF的温度增加，和CSF上收集的颗粒物质的燃烧。申请人发现放置于催化剂组分上游和下游的传感器并不足够准确，这是因为车辆排气条件的瞬时性本质，以及相比于排气气体温度的瞬时变化，通常发现就柴油排气气体而言的放热相对小。就任何汽车系统和方法而言，期望的是获得车载诊断系统的进一步改善。申请人已经发现了用于排气系统中的经催化基材的新型车载诊断系统。
技术实现思路
本专利技术为用于内燃机排气系统的车载诊断系统。车载诊断系统包括具有经催化区域和未经催化区域的经催化基材、第一传感器和第二传感器。第一传感器位于经催化基材的经催化区域内并且第二传感器位于经催化基材的未经催化区域内。本专利技术还包括用于车载诊断经催化基材的方法。该方法包括测量第一传感器处经催化区域的温度和第二传感器处未经催化区域的温度；计算温度差；和确定经催化基材是否通过或未通过诊断测试，其通过比较该温度差与就催化剂基材通过和未通过而言的预期差进行。该方法可以使用本专利技术的车载诊断系统进行。本专利技术还提供排气系统，通常用于内燃机或车辆，其包括本专利技术的车载诊断系统。本专利技术进一步提供车辆，其包括内燃机和本专利技术的车载诊断系统或本专利技术的排气系统。附图说明图1显示了用于柴油氧化催化剂基材的热传感器的两种不同的布置，1A显示了本专利技术的一个实施方案并且1B显示了对比例排布。具体实施方式本专利技术的车载诊断系统包括具有经催化区域和未经催化区域的经催化基材。经催化基材包括包含催化剂组分的基材。催化剂组分通常为载体涂层，其包含一种或多种无机氧化物和一种或多种金属。经催化基材用于清洁内燃机中形成的排气气体的方法。经催化基材的基材优选为整料基材。整料基材优选为陶瓷基材或金属基材。陶瓷基材可以由任何适合的耐火材料制造，所述耐火材料例如为氧化铝、二氧化硅、氧化钛、二氧化铈、氧化锆、氧化镁、沸石、氮化硅、碳化硅、锆硅酸盐、镁硅酸盐、硅铝酸盐和金属硅铝酸盐(例如堇青石和锂辉石)，或其中任何两者或更多者的混合物或混合氧化物。金属基材可以由任何适合的金属，并且特别是耐热性金属和金属合金例如钛和不锈钢以及除了其它痕量金属(通常为稀土金属)之外包含铁、镍、铬和/或铝的铁素体合金制造。基材优选为流通式基材，但是也可以为过滤式基材。流通式基材优选具有蜂窝状结构，所述蜂窝状结构具有轴向穿过基材并且延伸贯穿基材的多个小的平行薄壁通道。如果基材为过滤式基材，优选为壁流式整料过滤器。壁流式过滤器的通道交替地封堵，其允许排气气体物流从入口进入通道，并且然后流动穿过通道壁，并且从通向出口的不同的通道离开过滤器。因此，排气气体物流中的颗粒物捕集在过滤器中。经催化基材上的催化剂通常作为载体涂层添加至基材，所述载体涂层通常包含多种组分，包括一种或多种无机氧化物和一种或多种金属。无机氧化物最通常包括第2、3、4、5、13和14族元素的氧化物。有用的无机氧化物优选表面积为10-700m2/g，孔体积为0.1-4mL/g，并且孔径为约10-1000埃。无机氧化物优选为氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铌、钽氧化物、钼氧化物、钨氧化物、稀土氧化物(特别是二氧化铈或钕氧化物)，或其中任意两者或更多者的混合氧化物或复合氧化物，例如二氧化硅-氧化铝、二氧化铈-氧化锆或氧化铝-二氧化铈-氧化锆并且也可以为沸石。一种或多种金属通常包括一种或多种铂族金属(PGM)，优选铂、钯和/或铑。一种或多种金属也可以包括金属氧化物例本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于内燃机排气系统的车载诊断系统，该系统包括(1)具有经催化区域和未经催化区域的经催化基材；(2)第一传感器；和(3)第二传感器，其中第一传感器位于经催化基材的经催化区域内并且第二传感器位于经催化基材的未经催化区域内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.15 US 61/891,0721.用于内燃机排气系统的车载诊断系统，该系统包括(1)具有经催化区域和未经催化
区域的经催化基材；(2)第一传感器；和(3)第二传感器，其中第一传感器位于经催化基材的
经催化区域内并且第二传感器位于经催化基材的未经催化区域内。
2.根据权利要求1所述的车载诊断系统，其中所述经催化基材具有总体积，并且所述未
经催化区域具有小于所述总体积的25％的体积。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的车载诊断系统，其中所述未经催化区域的体积小
于经催化基材的总体积的10％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的车载诊断系统，其中所述经催化基材具有入口端
和出口端，和从入口端延伸至出口端的轴向长度，并且所述未经催化区域从经催化基材的
入口端沿着经催化基材的部分轴向长度延伸。
5.根据权利要求4所述的车载诊断系统，其中所述未经催化区域从经催化基材的入口
端延伸，延伸距离小于经催化基材轴向长度的60％。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的车载诊断系统，其中所述未经催化区域沿着经催
化基材径向长度的100％延伸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的车载诊断系统，其进一步包括位于经催化基材下
游的另外的氧化催化剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的车载诊断系统，其中所述未经催化区域用惰性载
体涂层涂覆。
9.根据前述权利要求中任一项所述的车载诊断系统，其中所述第一传感器和所述第二
传感器以相同的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·贝格瑞尔，D·哈彻，P·R·菲利普斯，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB