[發(fā)明專利]用于診斷催化轉化器的性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980144219.6
• 申請日: 2009-11-05
• 公開（公告）號: CN102209838A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設計）人: 布魯諾·塞拉;雷米·弗雷特
• 申請（專利權）人: 法雷奧電機控制系統(tǒng)公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發(fā)明的領域是汽油為燃料的機動車的催化轉化器領域，并更特別地是這些轉化器的隨車(onboard)診斷領域。

背景技術

催化轉化器是安裝在機動車排氣管線上的且在消音器上游的部件。該催化轉化器是被設計用于減少污染氣體(HC、CO、NOx等)的排放的過濾器。

更特別地，該催化轉化器包括陶瓷塊，該陶瓷塊包括內(nèi)部覆蓋有催化劑并使廢氣通過的通道。

當前一些時候，政府(特別是歐盟的政府)已經(jīng)頒布標準，迫使制造者安裝增效的催化轉化器，并提供用于診斷轉化器隨其老化的性能的隨車診斷服務。

最初的設計是被稱為被動方法的診斷方法，因為該設計包括觀測而沒有干涉。為了這個目的，使用在排氣管上、在催化轉化器上游和下游分別放置有兩個氧氣探測器的系統(tǒng)。在實踐中，僅觀測來自下游探測器的信號。氧氣探測器測量由存在于廢氣中的氧離子的移動產(chǎn)生的電壓。

來自上游探測器的信號具有正弦曲線性質(zhì)，反映了發(fā)動機吸入的混合物的濃度(richness)調(diào)整，由富集階段和貧乏階段交替振蕩。這種交替可使得可以通過催化轉化器而具有廢氣的最佳轉化。

當轉化器是新的而被第一次使用時，來自下游探測器的信號是大致扁平的信號。逐漸地，隨著催化轉化器老化，來自下游探測器的信號被干擾，日益變化并放大從而又具有正弦曲線的形式。在催化轉化器的服役壽命結束時，催化劑不再起作用，來自下游探測器的后催化信號與上游探測器的信號大致相同，僅在時間上移動了一間隔，該間隔是氣體從兩個探測器中的一個通向另一個所必要的。

診斷包括將被診斷的轉化器的后催化信號與基準催化轉化器的后催化信號(post-catalytic?signal)進行比較。

標準的每個變化迫使日益低的探測閾值。

被動診斷方法因此不再足夠精確以滿足當前探測準則。隨著標準變化，診斷也已變化并且被動(passive)診斷方法已經(jīng)落后并被稱為侵入(intrusive)方法的方法取代。

根據(jù)侵入方法，盡管繼續(xù)使用上游和下游的兩個氧氣探測器并比較各信號，該方法在發(fā)動機從而侵入限定器(intrusive?qualifier)的操作中通過以一系列濃度槽形部(slot)激勵氧氣探測器起作用。每個激勵包括在發(fā)動機已經(jīng)穩(wěn)定了一段時期(例如3秒)之后注入更多汽油。侵入診斷基于測量儲氧能力(oxygen?storage?capacity)(OSC)。

在正常發(fā)動機速度時，比率

等于1。

引起的激勵在來自上游探測器Sa的信號中是雙濃度槽形部，具有第一貧乏槽形部(空氣過剩)(在該情況中具有大于1的比率Cr)和第二富集槽形部(燃料過剩)(在該情況中具有小于1的比率Cr)，如圖2所示。當催化轉化器是新的時，后催化信號Sp再生出與上游信號Sa的雙濃度槽形部大致相同的雙濃度槽形部，但具有時間位移Δt(n)。

在催化轉化器的有效壽命結束時，盡管后催化信號的濃度槽形部之外的部分變?yōu)檎业模c上游信號Sa的大致相同，激勵通過與上游信號Sa的雙槽形部大致相同的雙槽形部被反映在后催化信號Sp中，但在時間上偏移了大大小于Δt(n)的Δt(v)(圖3)。

由于雙槽形部的特性可被診斷性可編程控制器的軟件完美地控制，與信號Sa和Sp的曲線的正弦部分不同，侵入診斷方法比被動診斷更加精確。當Δt(n)達到低閾值時，產(chǎn)生警報。

發(fā)明內(nèi)容

申請人在認識到侵入診斷的自相矛盾的一面之后提出其發(fā)明。催化轉化器的功能在于減少污染氣體的排放。但是侵入診斷的激勵及其強化和弱化階段造成了污染，并且這與催化轉化器的狀態(tài)無關。此外，通常地當轉化器是新的并防止污染時，該自相矛盾性更加顯現(xiàn)。

所以申請人敢于抵抗要求日益精確的趨勢，以便回退而在催化轉化器的服役壽命的第一部分期間再次提出被動診斷，以便隨后再次滿足標準化需求，并在催化轉化器的服役壽命的第二部分期間(與污染有關的最重要的部分)轉換到侵入診斷。

在顯露的前述自相矛盾和大膽的回退之后，通過使本發(fā)明基于由于標準日益嚴格制造者必須出售強力的催化轉化器至少一定時間這樣的事實，申請人最終示出了簡單的常識。所有這些可構成創(chuàng)造性的證據(jù)。