[發(fā)明專利]監(jiān)控催化器的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210098991.2
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102733917A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.根斯勒;T.漢德勒;T.普菲斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周鐵;林森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控將內(nèi)燃機廢氣中一氧化氮轉(zhuǎn)變成二氧化氮的催化器的能力的方法，其中該催化器安裝在內(nèi)燃機的廢氣通道中，并且在催化器下游設(shè)置收集式顆粒傳感器。

背景技術(shù)

對內(nèi)燃機法規(guī)要求監(jiān)控所有的與排放相關(guān)的構(gòu)件。因此要按限值監(jiān)控廢氣后處理部件和在“機載檢定”(OBD)范圍內(nèi)的所屬傳感機件，其大多以排放限值的倍數(shù)示出。其中部分是監(jiān)控催化器特別是柴油-氧化-催化器的涂層是否具有將一氧化氮氧化成二氧化氮的足夠能力，并由此在合適的反應(yīng)劑(原料氣)中提供在廢氣通道下游配置的SCR催化器(SCR?=?選擇性催化反應(yīng))，其中借助于尿素將氮氧化物轉(zhuǎn)變成二氧化碳、氮和水。

按現(xiàn)有技術(shù)，在機載檢定范圍內(nèi)監(jiān)控部件時，通常需限制可進行監(jiān)控的運行參數(shù)。為更好地區(qū)分剛好是要否定的構(gòu)件(不合格的最好部件)和剛好是合格的構(gòu)件(最壞的合格部件)，僅對下列數(shù)值中的一個或多個的限制范圍進行核查功能：廢氣質(zhì)量流量、廢氣體積流量、廢氣溫度、轉(zhuǎn)數(shù)、注入量、車輛速度、環(huán)境壓力、環(huán)境溫度或廢氣返回速率。也可規(guī)定對運行種類、狀態(tài)、內(nèi)燃機的運行時間或停機時間的限制或?qū)ρ趸N、一氧化碳、顆粒物或氧濃度信號范圍的限制。該監(jiān)控的一些方法也擬僅在該內(nèi)燃機的穩(wěn)態(tài)運行條件或準穩(wěn)態(tài)運行條件下進行。

常使用顆粒過濾器與其前配置的柴油氧化催化器相組合來減少內(nèi)燃機廢氣通道中的柴油發(fā)動機的顆粒排放。使廢氣通過顆粒過濾器，該顆粒過濾器分離出廢氣中存在的固體顆粒，并使其滯留在過濾器基板中。由于在過濾器基板中聚集的炭黑料，該顆粒過濾器隨時間而阻塞，這明顯產(chǎn)生流阻增加和由此產(chǎn)生廢氣背壓增加。由此有時需在再生過程中排出該聚集的炭黑料。

為監(jiān)控顆粒過濾器的功能，已知有收集式顆粒傳感器，其大多安置在顆粒過濾器之后。廢氣中的炭黑顆粒聚集在收集式顆粒傳感器的表面上。該收集式顆粒傳感器依其顆粒負荷提供相應(yīng)的輸出信號，其可推斷導(dǎo)入廢氣中的顆粒量，并由此推斷出該顆粒過濾器的滯留能力。

在收集式顆粒傳感器的一種實施方案中，在基板上施加至少兩塊相互嚙合的交指型電極。其上聚集的炭黑顆粒不斷使兩塊電極短路，由此可在電極間產(chǎn)生電流。在對這種顆粒傳感器的一種可能的評價方法中，在交指型電極之間施加恒定電壓的情況下評價電流分布。為此測量在測量周期開始直到達到稱為觸發(fā)閾值的電流之間的時間。直到達到觸發(fā)閾值的時間長度是廢氣中顆粒含量的量度。經(jīng)該測量周期后，顆粒傳感器在再生過程中經(jīng)加熱，并燒去聚集的顆粒，以便可接著開始新的測量周期。

目前還未知成套的技術(shù)可能性來監(jiān)控催化器調(diào)節(jié)適于后續(xù)的廢氣后處理步驟的廢氣組成的能力，特別是調(diào)節(jié)適于選擇性催化反應(yīng)的NO/NO₂比例的能力。因此本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法可監(jiān)控催化涂層將一氧化氮轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸哪芰Α?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是用權(quán)利要求1的特征實現(xiàn)的。按此，在監(jiān)控周期中，由在給定的運行條件下運行內(nèi)燃機時顆粒傳感器的顆粒負荷的降低推斷出催化器有足夠的將一氧化氮轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸霓D(zhuǎn)變能力。聚集在顆粒傳感器上的通常主要由碳組成的炭黑的顆粒與導(dǎo)入廢氣中的二氧化氮NO₂發(fā)生相應(yīng)下列的化學(xué)反應(yīng)式的反應(yīng)：

2NO₂?+?C?=?2NO?+?CO₂。

該聚集的炭黑轉(zhuǎn)變成二氧化碳，由此減少在顆粒傳感器上聚集的顆粒量。這種又稱為CRT效應(yīng)或NO₂效應(yīng)的已知反應(yīng)的前提是在內(nèi)燃機廢氣中的NO₂的最小濃度以及最低廢氣溫度。只有當顆粒傳感器上游的催化器的催化涂層對一氧化氮具有足夠的氧化能力時，才存在NO₂的最小濃度。因此如果在該內(nèi)燃機的合適的例如由噴入量和負載給定的運行條件下，該顆粒傳感器的顆粒負荷以足夠的給定的程度下降，則催化器具有使一氧化氮轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸耐旰媚芰Α５绻w粒負荷以太小的程度下降、保持不變或再次增加，則為有缺陷的前置催化器。該顆粒負荷的變化在此可簡單地由顆粒傳感器的輸出信號確定。選擇監(jiān)控周期期間的內(nèi)燃機運行條件，使得在催化器具有足夠的NO轉(zhuǎn)變能力時，通過顆粒與NO₂的反應(yīng)引起的顆粒傳感器的顆粒負荷降低超過新顆粒的聚集，這在對于大多運行條件完好的廢氣后處理體系中都是如此。要指出的是，借助于顆粒傳感器進行的柴油顆粒過濾器(DPF)的真實監(jiān)控不會由于這里所述的措施而受損，因為在監(jiān)控期間可相應(yīng)考慮CRT效應(yīng)或NO₂效應(yīng)。