用于汽油车辆排放系统的加速催化剂再活化控制策略技术方案

本公开提供“用于汽油车辆排放系统的加速催化剂再活化控制策略”。公开了一种具有储氧材料的催化转化器系统，并且还公开了用于确定是否再活化储氧材料并监测所述储氧材料的失效事件的方法。效事件的方法。效事件的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于汽油车辆排放系统的加速催化剂再活化控制策略


[0001]本公开涉及储氧量材料。

技术介绍

[0002]本部分中的陈述仅仅提供了与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003]在内燃机中的燃烧过程期间，汽油被氧化，并且氢和碳与空气结合，从而形成排气。所形成的排气包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和水。
[0004]汽车排气系统包括三元催化转化器以辅助将所形成的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物气体氧化成二氧化碳、氮气和水。定期监测此类汽车排气系统的适宜的转化能力。典型的监测方法包括用至少氧传感器监测空燃(A/F)比。氧传感器检测排气中的氧浓度来确定A/F比。维持A/F比尽可能接近化学计量平衡的组成，使得氧化气体(即，氮氧化物和氧)的浓度与还原气体(即，碳氢化合物和一氧化碳)的浓度平衡。理论上，当A/F比进行化学计量平衡时，应当可能仅产生二氧化碳、水和氮排气。否则，当A/F是燃料太浓时，氮氧化物的净化速率提高，但碳氢化合物和一氧化碳的净化速率降低。类似地，当A/F是空气太浓时，氮氧化物的净化速率降低，但碳氢化合物和一氧化碳的净化速率提高。
[0005]A/F比可与储氧量(OSC)材料化学计量平衡。当排气中的氧浓度高时，OSC材料吸收氧，而当排气的氧浓度低时，OSC材料释放氧。当OSC材料吸收大量的氧时，OSC材料必须被再生，使得OSC材料可再次吸收氧(在本文中称为再活化时段)。
[0006]在汽车应用中，三元催化转化器系统典型地包括位于上游(即，靠近发动机)的前端催化转化器和位于下游(即，靠近排气位置)的后端催化转化器。在再活化时段期间，存在在上游位置处(例如，在前端催化转化器处)从氮氧化物转化的氨有可能在下游位置处(例如，在后端催化转化器处)被再氧化成氮氧化物的趋势。这被认为是对氮有低选择性的常规的三元催化剂的结果。
[0007]本公开解决了与用OSC材料实现适宜的A/F比并控制排气的组成相关的这些问题。

技术实现思路

[0008]本部分提供了对本公开的总体概述并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0009]在一种形式中，一种再活化催化转化器系统中的储氧量(OSC)材料的方法包括监测进入第一含催化剂OSC材料的至少一部分的排气氧浓度，监测进入第二含催化剂OSC材料的至少一部分的排气氧浓度，并且监测所述催化转化器系统的排气的排气氧和氮氧化物。针对所述第一含催化剂OSC材料的再活化，基于再活化拉姆达(λ)设定点lmd
react
来计算OSC再活化时间和OSC再活化速率，并且针对所述第二含催化剂OSC材料的再活化，基于再活化λ设定点lmd
react
来计算OSC再活化时间和OSC再活化速率。当在所述第一含催化剂OSC材料之后检测到过量排气氧时，再活化所述第一含催化剂OSC材料，直到存储在所述第一含催化剂
OSC材料中的氧量小于或等于预定值，并且在所述第二含催化剂OSC材料之后未检测到过量排气氧。当在所述第二含催化剂OSC材料之后检测到过量排气氧时，再活化所述第二含催化剂OSC材料，直到存储在所述第二含催化剂OSC材料中的氧量小于或等于预定值，并且在所述催化转化器系统的所述排气中未检测到氮氧化物或过量氧。
[0010]在一个变型中，再活化所述第二含催化剂OSC材料包括完全地还原所述第一含催化剂OSC材料。在其他此类变型中，再活化所述第二含催化剂OSC材料包括将所述第二含催化剂OSC材料还原到一半容量。
[0011]在另一个变型中，当发动机冷却剂温度大于80℃并且净稀燃发动机运行发生达大于或等于一定预定值的时间段时，触发再活化，所述预定值大于或等于约1毫秒至小于或等于约3秒。
[0012]在另外的变型中，用于再活化所述第一含催化剂OSC材料的所述lmd
react
小于或等于约0.98。
[0013]在又一个变型中，用于再活化所述第二含催化剂OSC材料的所述lmd
react
小于或等于约0.98。
[0014]在再一个变型中，再活化所述第一含催化剂OSC材料包括将所述第一含催化剂OSC材料还原到一半容量。
[0015]在另一种形式中，一种诊断催化转化器系统中的过量氮氧化物排气的失效事件的方法包括在所述催化转化器系统的排气位置处监测排气氧和氮氧化物。测量在所述催化转化器系统的所述排气位置处的λ函数和排气氧穿透中的至少一者。当在所述催化转化器系统的所述排气位置处的所述λ函数大于或等于一时，或者确定在所述催化转化器系统的所述排气位置处存在的所述氮氧化物的量，当所述氮氧化物量大于或等于预定水平时，发出警报。
[0016]在一个变型中，所述催化转化器系统包括第一OSC材料和第二OSC材料。监测所述第一OSC材料的排气氧和所述第二OSC材料的排气氧，并且确定所述第二OSC材料的温度是否大于或等于450
°
℃。
[0017]在另一个变型中，监测在第一OSC材料之前和之后的排气氧水平和在第二OSC材料之后的排气氧水平，并且确定发起在过量排气氧在预定持续时间内从所述第一OSC材料和所述第二OSC材料穿透时触发的OSC再活化事件的条件。
[0018]在另一个变型中，监测在第一OSC材料之前和之后的排气氧水平和在第二OSC材料之后的排气氧水平。确定在氨从所述第一OSC材料穿透并且在所述第二OSC材料之上被再氧化成氮氧化物时在所述OSC再活化事件期间的氮氧化物再造的条件。计算氮氧化物再造发生的OSC再活化时间段，并且确定在OSC再活化期间累积的氮氧化物总量是否大于阈值。
[0019]在另一种形式中，一种催化转化器系统包括：第一三元催化剂；以及第二三元催化剂，所述第二三元催化剂在所述第一三元催化剂下游。每个三元催化剂包括基底层、设置在所述基底层上的OSC层和设置在所述OSC层上的铑层。所述第二三元催化剂的所述OSC层包含铂
‑
钯/氧化铈
‑
氧化锆。
[0020]在一个变型中，铂与钯的比率在0.33与1之间。
[0021]在另一个变型中，氧化铈与氧化锆的比率在1与3之间。
[0022]在又一个变型中，所述第一三元催化剂的所述OSC层包含铂
‑
钯/氧化铈
‑
氧化锆。
在又其他此类变型中，铂与钯的比率在0.33与1之间。在再其他此类变型中，氧化铈与氧化锆的比率在1与3之间。
[0023]在另外的变型中，所述第一三元催化剂包括包含钯/氧化铈
‑
氧化锆的上游区和包含铂
‑
钯/氧化铈
‑
氧化锆的下游区。在又其他此类变型中，铂与钯的比率在0.33与1之间。在再其他此类变型中，氧化铈与氧化锆的比率在1与3之间。
[0024]根据本文提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意图限制本公开的范围。
附图说明<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种再活化催化转化器系统中的储氧量(OSC)材料的方法，所述方法包括：监测进入第一含催化剂OSC材料的至少一部分的排气氧浓度，监测进入第二含催化剂OSC材料的至少一部分的排气氧浓度，并且监测所述催化转化器系统的排气的排气氧和氮氧化物；针对所述第一含催化剂OSC材料的再活化，基于再活化λ设定点lmd
react
来计算OSC再活化时间和OSC再活化速率，并且针对所述第二含催化剂OSC材料的再活化，基于再活化λ设定点lmd
react
来计算OSC再活化时间和OSC再活化速率；当在所述第一含催化剂OSC材料之后检测到过量排气氧时，再活化所述第一含催化剂OSC材料，直到存储在所述第一含催化剂OSC材料中的氧量小于或等于预定值，并且在所述第二含催化剂OSC材料之后未检测到过量排气氧；以及当在所述第二含催化剂OSC材料之后检测到过量排气氧时，再活化所述第二含催化剂OSC材料，直到存储在所述第二含催化剂OSC材料中的氧量小于或等于预定值，并且在所述催化转化器系统的所述排气中未检测到氮氧化物或过量氧。2.根据权利要求1所述的再活化催化转化器系统中的OSC材料的方法，其中所述再活化所述第二含催化剂OSC材料包括完全地还原所述第一含催化剂OSC材料。3.根据权利要求2所述的再活化催化转化器系统中的OSC材料的方法，其中所述再活化所述第二含催化剂OSC材料包括将所述第二含催化剂OSC材料还原到一半容量。4.根据权利要求1所述的再活化催化转化器系统中的OSC材料的方法，其中当发动机冷却剂温度大于80℃并且净稀燃发动机运行发生达大于或等于一定预定值的时间段时，触发再活化，所述预定值大于或等于约1毫秒至小于或等于约3秒。5.根据权利要求1所述的再活化催化转化器系统中的OSC材料的方法，其中用于再活化所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：