[发明专利]用于经催化基材的车载诊断系统和诊断方法

说明书

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。

技术领域

本发明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。本发明还涉及排气系统和车辆。

背景技术

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(“NO_x”)、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NO_x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。

发明内容

本发明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。