專利名稱：用于監(jiān)控碳?xì)浠衔镂絼┑姆椒ê拖到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，更具體地，涉及用于監(jiān)控碳?xì)浠衔镂絼┑南到y(tǒng)。
技術(shù)背景
本文所提供的背景說明是用于大體上呈現(xiàn)本發(fā)明背景的目的。發(fā)明人的一部分工 作在背景技術(shù)部分中被描述，這部分內(nèi)容以及在提交申請(qǐng)時(shí)該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的 方面，既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
對(duì)來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排放水平的減少正越來越多地進(jìn)行管理。碳?xì)浠衔锞褪潜?管理的排氣成分的一個(gè)示例。主動(dòng)式碳?xì)浠衔镂絼┦且环N新興的技術(shù)，其可以幫助車 輛滿足關(guān)于排氣的日益增強(qiáng)的管理。通常，使用溫度傳感器來指示碳?xì)浠衔镂絼┑墓?能。該功能檢查是關(guān)于旁通閥以及基底熱質(zhì)量的檢查。由于該功能檢查的有限信息，所以 提供的功能檢查可能不能滿足未來的管理。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)提供了一種用于確定碳?xì)浠衔镂絼┙】禒顩r 的方法。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，一種方法包括將儲(chǔ)氧能力材料施用至催化劑主體，并將碳 氫化合物吸附劑施用至催化劑主體。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種催化劑包括具有設(shè)置于其上的碳?xì)浠衔镂絼?材料和儲(chǔ)氧能力材料的催化劑主體。
從本文所提供的描述，更多的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。應(yīng)當(dāng)理解的是，描述和具體示 例僅僅用于說明之目的，而并不意圖限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明還提供了以下方案
1. 一種催化劑，包括
催化劑主體，所述催化劑主體具有設(shè)置于其上的碳?xì)浠衔镂絼┎牧虾蛢?chǔ)氧能 力材料。
2.如方案1所述的催化劑，其中，所述碳?xì)浠衔镂絼┎牧虾蛢?chǔ)氧能力材料被設(shè)置在載體涂層內(nèi)。
3.如方案2所述的催化劑，進(jìn)一步包括基底，其中所述載體涂層被設(shè)置在所述基 底上。
4.如方案3所述的催化劑，其中，所述基底包括直接設(shè)置在所述基底上的第一層， 以及設(shè)置在所述第一層上的第二層。
5.如方案4所述的催化劑，其中，所述第一層包括碳?xì)浠衔镂絼┎牧?，并且?中所述第二層包括儲(chǔ)氧能力材料。
6.如方案4所述的催化劑，其中，所述第一層包括儲(chǔ)氧能力材料，并且其中所述第 二層包括碳?xì)浠衔镂絼┎牧稀?br> 7.如方案3所述的催化劑，其中，所述第二層設(shè)置在所述催化劑主體的前部。
8.如方案3所述的催化劑，其中，所述儲(chǔ)氧能力材料包括氧化鈰Ce02。
9.如方案1所述的催化劑，其中，所述儲(chǔ)氧能力材料包括均勻分布在載體涂層內(nèi) 的 CeO2。
10.如方案1所述的催化劑，其中，所述儲(chǔ)氧能力材料不均勻分布在載體涂層內(nèi)。
11.如方案1所述的催化劑，其中，所述儲(chǔ)氧能力材料被分布成相鄰于所述催化劑 主體的前部。
12.如方案1所述的催化劑，其中，所述儲(chǔ)氧能力材料以快于或等于所述碳?xì)浠?物吸附劑材料的速率退化。
13.如方案1所述的催化劑，其中，所述催化劑主體具有環(huán)形的截面。
14.如方案1所述的催化劑，其中，所述碳?xì)浠衔镂絼┎牧习ǚ惺?，其中?述儲(chǔ)氧能力材料以快于或等于所述沸石的速率退化。
15. 一種形成催化劑的方法，包括
將儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到催化劑主體；以及
將碳?xì)浠衔镂絼?yīng)用到所述催化劑主體。
16.如方案15所述的方法，其中，應(yīng)用儲(chǔ)氧能力材料包括應(yīng)用比所述碳?xì)浠衔?吸附劑材料退化得快或退化速率相等的儲(chǔ)氧能力材料。
17.如方案15所述的方法，其中，將儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到催化劑主體包括將所述 儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到基底的第一層，并且應(yīng)用碳?xì)浠衔镂絼┌▽⑺鎏細(xì)浠衔镂?附劑材料應(yīng)用為所述第一層上的第二層。
18.如方案15所述的方法，其中，將儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到催化劑主體包括將所述 儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到基底的第二層，并且應(yīng)用碳?xì)浠衔镂絼┌▽⑺鎏細(xì)浠衔镂?附劑材料應(yīng)用為第一層。
19.如方案15所述的方法，其中，將儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到催化劑主體包括將所述 儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到所述催化劑主體的前部。
20.如方案15所述的方法，其中，將儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到催化劑主體包括將所述 儲(chǔ)氧能力材料應(yīng)用到所述催化劑主體的后部。


從詳細(xì)描述和所附附圖，本發(fā)明將被更加充分地理解，附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖2是圖1的控制模塊的框圖3是示出了用于監(jiān)控碳?xì)浠衔镂絼┑姆椒ǖ牧鞒虉D4是示出了用于監(jiān)控與碳?xì)浠衔镂絼┫嚓P(guān)聯(lián)的旁通閥的方法的流程圖5是上游排氣成分傳感器和下游排氣成分傳感器的曲線圖，在這些傳感器中吸 附劑具有高的排氣成分儲(chǔ)存能力。
圖6是上游排氣成分傳感器和下游排氣成分傳感器的曲線圖，其中，這些傳感器 信號(hào)之間的時(shí)間指示了低的排氣成分儲(chǔ)存能力。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的催化劑的剖面圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的基底的剖視圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的第二種基底的剖視圖10是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的催化劑的剖面圖11是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的催化劑的剖面圖；以及
圖12是用于形成根據(jù)本發(fā)明的催化劑的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且決不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為 了清楚起見，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來指示相似的元件。如這里所用，短語“A、B和 C中的至少一個(gè)”應(yīng)當(dāng)被解釋為是使用了非排他性邏輯“或”的邏輯“A或B或C”。應(yīng)當(dāng)理 解的是，在不改變本發(fā)明原理的情況下，方法中的步驟可以以不同的順序執(zhí)行。
如這里所用，術(shù)語“模塊”指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種 軟件或固件程序的處理器(共享處理器、專用處理器、組處理器)和儲(chǔ)存器、組合邏輯電路、 和/或提供所述功能的其它合適部件。
以下公開內(nèi)容陳述了使用氧傳感器來測(cè)量排氣成分。然而，也可以測(cè)量其它排氣 成分以檢驗(yàn)碳?xì)浠衔镂絼┑墓δ堋１景l(fā)明可以應(yīng)用于主動(dòng)式和被動(dòng)式HC吸附劑。
現(xiàn)在參考圖1，其示出了與發(fā)動(dòng)機(jī)12連通的排氣系統(tǒng)10。排氣系統(tǒng)10包括第一三 元催化劑14、排氣導(dǎo)管16、以及第二三元催化劑18。來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的排氣流動(dòng)穿過排氣歧 管20，并且進(jìn)入到排氣系統(tǒng)10中。
碳?xì)浠衔镂絼?0被設(shè)置在排氣導(dǎo)管16內(nèi)的第一三元催化劑14和第二三元 催化劑18之間。碳?xì)浠衔镂絼?0可以是圓柱形狀的，并且具有從中穿過的通路32。 通路32可以由通道壁34限定。旁通閥40可以被設(shè)置在通路32內(nèi)。通過打開和關(guān)閉旁通 閥40，由箭頭42表示的排氣可以在旁通閥40打開時(shí)被引導(dǎo)穿過通路32，由此基本上旁路 繞過碳?xì)浠衔镂絼?0。當(dāng)旁通閥40關(guān)閉時(shí)，其阻塞通路32，由此碳?xì)浠衔镂絼?0 接收排氣42。
碳?xì)浠衔镂絼?0具有第一端44，其可以被稱為入口或上游端。第一端44被 設(shè)置成最先接收排氣42。這樣，碳?xì)浠衔镂絼?0的第一端44被設(shè)置成朝向第一三元 催化劑14和發(fā)動(dòng)機(jī)12。碳?xì)浠衔镂絼?0的第二端46被設(shè)置成朝向排氣導(dǎo)管16的出 口或下游端，從而朝向第二三元催化劑18。
碳?xì)浠衔镂絼?0可以包括具有排氣成分儲(chǔ)存能力功能的材料。在本發(fā)明中， 排氣成分是氧，因而碳?xì)浠衔镂絼┌▋?chǔ)氧能力功能。儲(chǔ)氧能力(OSC)材料50被示出 為是碳?xì)浠衔镂絼?4內(nèi)的方框。然而，儲(chǔ)氧能力材料50可以被設(shè)置在整個(gè)碳?xì)浠?物吸附劑30中。儲(chǔ)氧能力材料50可以具有熱穩(wěn)定性，其以等于或者比碳?xì)浠衔镂絼?30更快的速度退化。吸附劑催化劑的儲(chǔ)氧能力與其排放性能相關(guān)聯(lián)。OSC材料50提供了氧 緩存器。這樣，可以測(cè)量儲(chǔ)氧材料的氧存儲(chǔ)情況來確定吸附劑30的健康情況。類似地，對(duì) 儲(chǔ)氧能力的測(cè)量除了對(duì)吸附劑健康情況進(jìn)行診斷之外還允許對(duì)閥40的功能進(jìn)行診斷。發(fā) 動(dòng)機(jī)控制中“貧到富”的過渡以及改變氧含量的時(shí)間都可以被用來確定吸附劑的健康情況。
第一排氣成分傳感器60被設(shè)置在排氣導(dǎo)管16內(nèi)，并且生成對(duì)應(yīng)于排氣導(dǎo)管16內(nèi) 排氣成分水平的第一排氣成分信號(hào)。在關(guān)于本示例的實(shí)施中，排氣成分傳感器可以是排氣氧傳感器。
排氣成分傳感器62也可以被設(shè)置在碳?xì)浠衔镂絼?0中，以便確定排氣成分 在吸附劑30內(nèi)的存儲(chǔ)水平。在本示例的實(shí)施中，排氣成分吸附劑62可以是氧傳感器，其生 成對(duì)應(yīng)于碳?xì)浠衔镂絼﹥?nèi)排氣成分的信號(hào)。來自傳感器60的第一排氣成分信號(hào)和來 自排氣傳感器62的第二排氣成分傳感器信號(hào)都被傳送到控制模塊70?？刂颇K70還可以 與旁通閥40通信，以便控制該旁通閥的打開和關(guān)閉。盡管傳感器62被示出是在吸附劑內(nèi)， 但是傳感器62可以位于吸附劑下游，例如位于TWC 18之前或TWC 18之后。
現(xiàn)在參考圖2，其進(jìn)一步詳細(xì)地示出了控制模塊70?？刂颇K70包括排氣成分確 定模塊102，其可以與圖1中所示的傳感器60通信。排氣成分確定模塊102確定關(guān)于排氣 流中特定排氣成分(例如氧)的排氣成分水平。
吸附劑排氣成分確定模塊104確定吸附劑內(nèi)的排氣成分的量。傳感器62可以生 成由模塊104使用的信號(hào)。來自排氣成分確定模塊104的排氣成分信號(hào)可以被傳送到吸附 劑排氣儲(chǔ)存能力確定模塊106。同樣，如下所述那樣，可以從模塊104中測(cè)量的排氣成分的 量或者從與“貧到富”的過渡相關(guān)聯(lián)的時(shí)間直接導(dǎo)出吸附劑的排氣成分儲(chǔ)存能力。
比較模塊108可以接收來自排氣成分確定模塊102的排氣成分信號(hào)。比較模塊108 可以接收來自吸附劑排氣成分確定模塊104的吸附劑排氣確定模塊信號(hào)，或者可以接收來 自吸附劑排氣成分儲(chǔ)存能力確定模塊106的排氣成分儲(chǔ)存能力。通過將排氣內(nèi)的排氣成分 的量與吸附劑內(nèi)的成分儲(chǔ)存能力或者所儲(chǔ)存的排氣量進(jìn)行比較，該比較模塊可以在故障指 示器模塊110處生成故障指示。比較模塊108可以將模塊102中測(cè)得的排氣成分減去模塊 104中測(cè)得的排氣成分，并將該差和閾值進(jìn)行比較。在對(duì)閾值的比較中，可以啟用故障指示 器模塊110。類似地，比較模塊108還可以將排氣成分儲(chǔ)存能力106與來自模塊102的排氣 內(nèi)排氣成分的量進(jìn)行比較。當(dāng)排氣儲(chǔ)存能力的量已經(jīng)被排氣內(nèi)的排氣成分使用時(shí)，吸附劑 工作正常。然而，如果可獲得不期望的儲(chǔ)存能力的量，那么吸附劑可能沒有正常起作用，因 而故障指示器模塊110可以指示故障。正如可以看到的那樣，基于排氣流內(nèi)的排氣成分和 吸附劑內(nèi)的排氣成分可以確定許多不同的方法。至少，執(zhí)行吸附劑和排氣流內(nèi)的排氣量之 間的比較。
比較模塊108還可以在第一傳感器60和第二傳感器62之間比較“貧到富”過渡 之間的時(shí)間。如果測(cè)量的時(shí)間大于時(shí)間閾值，則吸附劑正常起作用(即，具有足夠的儲(chǔ)氧能 力)。
旁通閥操作模塊112還可以被包括在控制模塊70內(nèi)。旁通閥操作模塊112可以 與變化確定模塊114通信。該變化確定模塊還可以接收來自排氣成分確定模塊102、吸附 劑排氣成分確定模塊104、或者吸附劑排氣成分儲(chǔ)存能力確定模塊106、或它們的組合的信 號(hào)。變化確定模塊114可以確定排氣的量或者吸附劑內(nèi)排氣成分儲(chǔ)存能力的量的變化。閥 操作模塊112可以打開或關(guān)閉閥，從而可以確定儲(chǔ)存在吸附劑內(nèi)的成分氣體的量中的變化 情況。以和上述類似的方式，可以將排氣流中排氣氣體量之間的差與吸附劑內(nèi)的量進(jìn)行比 較。這可以在兩個(gè)不同的時(shí)刻被執(zhí)行，包括在旁通閥被打開和關(guān)閉之時(shí)。吸附劑內(nèi)的排氣量 在打開和關(guān)閉之間的差異應(yīng)當(dāng)是明顯的。如果變化不明顯，則該閥可能沒有正確工作。這 可以通過使關(guān)閉和打開時(shí)的氣體成分的量相減或者將它們進(jìn)行比較，并將差與閾值進(jìn)行比 較從而得以執(zhí)行。如果該差沒有高于閾值，則閥沒有正確操作。
故障指示器模塊110可以與車載診斷(OBD)接口 116通信。車載診斷接口 116可 以提供到車載診斷系統(tǒng)的接口，該車載診斷系統(tǒng)可位于控制模塊70外。車載診斷接口可以 響應(yīng)于閥操作中或者吸附劑中的錯(cuò)誤而提供故障代碼或其它故障信號(hào)。
現(xiàn)在參考圖3，其示出了確定吸附劑故障的方法。在步驟210中，發(fā)動(dòng)機(jī)被操作。 可以在常規(guī)的操作期間執(zhí)行診斷。然而，在步驟212中還可以在啟動(dòng)狀況部分期間執(zhí)行診 斷，其可能需要產(chǎn)生一定量的排氣成分。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可能以富狀況、貧狀況、或其它受控方 式(例如，在“貧到富”的過渡期間)運(yùn)行。其它啟動(dòng)狀況可包括運(yùn)行時(shí)間和吸附劑溫度。 在步驟214中，開始碳?xì)浠衔镂絼┬阅鼙O(jiān)控步驟。在步驟216中，確定排氣系統(tǒng)中的排 氣成分水平。這可以使用圖1中所示的排氣傳感器60來執(zhí)行。過渡的時(shí)間可以被記錄。在 步驟218中，可以關(guān)閉控制閥。在步驟220中，確定吸附劑中的排氣成分水平。在步驟222 中，如果排氣成分對(duì)應(yīng)于充足的能力，則在步驟224中將空氣燃料比從貧切換到富。步驟 2 確定吸附劑內(nèi)的排氣成分儲(chǔ)存能力。這直接由來自步驟220的排氣成分水平確定。在 步驟228中，可以確定最小可獲取的OSC能力。在步驟230中，將測(cè)量的排氣成分水平和排 氣成分儲(chǔ)存能力進(jìn)行比較。該比較在步驟220中的排氣成分水平和來自步驟226的儲(chǔ)存能 力之間進(jìn)行。在步驟232中，如果所測(cè)量的排氣成分水平低于最小排氣成分儲(chǔ)存能力，那么 控制方法前進(jìn)到步驟234以生成故障信號(hào)。該故障信號(hào)可以是可聽的故障信號(hào)或可視的故 障信號(hào)。該故障信號(hào)還可以是存儲(chǔ)在車載診斷系統(tǒng)中的故障信號(hào)。當(dāng)最小儲(chǔ)存能力被超過 時(shí)，再次執(zhí)行步驟210。
如上所述，實(shí)際排氣成分存儲(chǔ)能力可以直接由氧傳感器信號(hào)或者由第一氧傳感器 60和第二氧傳感器62之間的過渡間的時(shí)間來確定。這樣，當(dāng)兩個(gè)時(shí)間相減時(shí)，則可以確定 時(shí)間段差值，并將該時(shí)間段差值與時(shí)間差值閾值進(jìn)行比較，以便確定氧儲(chǔ)存能力。例如，當(dāng) 過渡之間的時(shí)間較短時(shí)，吸附劑的氧儲(chǔ)存能力較低，而當(dāng)過渡間的時(shí)間較高或者高于閾值 時(shí)，則吸附劑可以包括充足的氧儲(chǔ)存能力。
現(xiàn)在參考圖4，其示出了與上述參照?qǐng)D3所描述的方法類似的方法。在步驟310 中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以以特定的方式操作。如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)操作可以與用于圖3中測(cè)試吸附劑的 操作不同。在下述方法中，關(guān)于功能性對(duì)旁通閥進(jìn)行測(cè)試。同樣地，發(fā)動(dòng)機(jī)可以以特定方式 操作，例如富模式、貧模式、或者二者的組合。
在步驟320中，進(jìn)入旁通閥監(jiān)控模式。在步驟322中，排氣成分水平可以由圖1的 排氣成分傳感器60確定。該步驟類似于圖3的步驟222。步驟3M確定吸附劑中的排氣成 分水平。該步驟類似于圖3的步驟224。在步驟326中，確定吸附劑的排氣成分儲(chǔ)存能力。 這類似于上面在圖3中描述的步驟226。應(yīng)當(dāng)注意的是，步驟322 326中的一個(gè)或全部 可以被執(zhí)行，以便確定旁通閥是否正確操作。還有，步驟322 3 可以在不同的時(shí)刻被確 定，例如當(dāng)期望旁通閥在控制模塊70的控制下被打開時(shí)，以及當(dāng)期望旁通閥在控制模塊70 的控制下被關(guān)閉時(shí)。在步驟3 處，排氣成分水平和排氣成分儲(chǔ)存能力可以被比較。再一 次地，這是取決于所選監(jiān)控類型的任選步驟。
在步驟330處，可以確定吸附劑的排氣成分儲(chǔ)存能力中的變化，或者可以確定排 氣成分是否對(duì)應(yīng)于排氣成分儲(chǔ)存能力。如果當(dāng)所述閥打開或關(guān)閉時(shí)在排氣成分儲(chǔ)存能力中 沒有變化，或者排氣成分不對(duì)應(yīng)于排氣成分儲(chǔ)存能力，則在步驟332處生成故障指示。如果 排氣成分的確對(duì)應(yīng)于排氣成分儲(chǔ)存能力，則步驟310可以被再次執(zhí)行，其中發(fā)動(dòng)機(jī)被操作直到確定旁通閥起作用時(shí)為止。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，其示出了氧傳感器上游(O2傳感器之前)和氧傳感器下游(或O2 傳感器之后)的輸出。在第一時(shí)間段Tl期間，發(fā)動(dòng)機(jī)化學(xué)計(jì)量地進(jìn)行操作，導(dǎo)致了儲(chǔ)存在 吸附劑內(nèi)的未限定的氧氣量。在時(shí)間段T2期間，發(fā)動(dòng)機(jī)操作在貧狀態(tài)中。這允許吸附劑能 力確定開始于預(yù)定參考水平。在時(shí)間段T2和T3之間，執(zhí)行“貧到富”的過渡。T2-T3過渡 和T4之間的時(shí)間對(duì)應(yīng)于與吸附劑的氧儲(chǔ)存能力相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段T3。這樣，在氧傳感器上 游(或之前)的過渡和氧傳感器下游的過渡之間的過渡的時(shí)間提供了直接對(duì)應(yīng)于吸附劑的 氧儲(chǔ)存能力的時(shí)間T3。應(yīng)當(dāng)注意的是，操作在富狀態(tài)中然后從富狀態(tài)切換到貧狀態(tài)也是可 以使用的。運(yùn)行在富狀態(tài)中將充分消耗OSC材料到已知的量。兩種方式應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是等同 的，并且都能夠使用本文的教導(dǎo)來執(zhí)行。
現(xiàn)在參考圖6，時(shí)間段Tl和T2直接對(duì)應(yīng)于圖5中所示出的那些時(shí)間段，因此將不 再進(jìn)一步說明。然而，在T5和T6之間的時(shí)間段和圖5中所示的時(shí)間段T3相比要小一些。 該氧儲(chǔ)存能力的小的指標(biāo)可以指示吸附劑的氧儲(chǔ)存容納減小，因而吸附劑沒有正常操作。
現(xiàn)在參考圖7，其示出了催化劑410的剖面圖。催化劑410的截面可以是環(huán)形的， 使得形成穿過催化劑410的旁路32。催化劑410包括催化劑主體412。催化劑主體412可 以在其上具有載體涂層(washcoat)。載體涂層包括諸如沸石之類的碳?xì)浠衔?HC)吸附 劑材料414。碳?xì)浠衔镂絼┎牧?14可以與載體涂層一起使用。
儲(chǔ)氧能力(OSC)材料416還可以設(shè)置在基底主體412上?；字黧w412可以包括 在載體涂層內(nèi)的OSC材料416。儲(chǔ)氧能力材料可以是氧化鈰(Ce02)。OSC材料416可以被 設(shè)計(jì)成以大于或等于HC吸附劑材料414內(nèi)的沸石材料的速率退化。使用載體涂層，可以應(yīng) 用碳?xì)浠衔镂絼┎牧?14和儲(chǔ)氧能力材料416這兩者。載體涂層可以應(yīng)用以散置有儲(chǔ) 氧能力材料416的均勻?qū)拥男问降奶細(xì)浠衔镂絼┎牧?。?chǔ)氧能力材料可以是高表面積 的氧化鈰顆粒，該氧化鈰顆粒在尺寸上小于15納米。該顆粒的表面積可以在100m2/g以上。 諸如金、銅、銀或鉬之類的痕量的金屬可以被包含在儲(chǔ)氧能力材料內(nèi)。濃度可以是lg/ft3。 額外的痕量金屬可以增強(qiáng)氧化鈰的儲(chǔ)氧能力。儲(chǔ)氧能力材料匹配于碳?xì)浠衔镂絼┎牧?的停用溫度。通過添加或去除痕量的具體金屬以改變發(fā)生停用的溫度范圍，該材料可以被 修改?？梢赃M(jìn)行溫度的改變以用于如設(shè)計(jì)工藝所需要那樣的各種配置。通過使用在吸附劑 載體涂層中的材料，可以如上所述那樣進(jìn)行排放相關(guān)的診斷。如上面在圖1中所示，前氧傳 感器和后氧傳感器或者含氧感知器可以被用來測(cè)量儲(chǔ)氧情況，其可以被用來使碳?xì)浠衔?排放和儲(chǔ)氧情況相關(guān)聯(lián)。
現(xiàn)在參考圖8，一種用于形成催化劑410 ‘的方法包括基底450，基底450具有設(shè)置 在其每一側(cè)上的第一層452。第一層452包括儲(chǔ)氧能力材料。第二層妨4被設(shè)置在第一層 452上。第二層妨4包括碳?xì)浠衔镂絼┎牧?。?chǔ)氧容納材料和碳?xì)浠衔镂絼┎牧?都如上所述。
儲(chǔ)氧能力材料可以改善對(duì)碳?xì)浠衔锓e垢、焦化、或催化劑污染的抵抗。
現(xiàn)在參考圖9，其示出了類似于圖8所示情況的實(shí)施例。在該示例中，催化劑410" 包括如上所示的基底450。在該示例中，HC吸附劑涂層462被應(yīng)用到基底450的每一側(cè)。 儲(chǔ)氧能力層464被應(yīng)用到每個(gè)HC吸附劑涂層材料層。
現(xiàn)在參考圖10，其中催化劑410'“被示出為具有設(shè)置在載體涂層內(nèi)的碳?xì)浠衔镂絼┎牧?70。示出了設(shè)置成朝向催化劑主體474的前部或排氣接收部分(朝向發(fā)動(dòng) 機(jī))的外涂層或區(qū)域涂層472。這允許儲(chǔ)氧能力材料被設(shè)置在所需的位置中。區(qū)域涂層472 可以在載體涂層之后被應(yīng)用。
現(xiàn)在參考圖11，儲(chǔ)氧能力區(qū)域490被示出為朝向催化劑410'“的后部或出口部 分。在該實(shí)施例中，增加的儲(chǔ)氧能力可以被放置成朝向催化劑410'“的后部(朝向排氣尾管)。
現(xiàn)在參考圖12，示出了形成催化劑的方法。在步驟510中，提供環(huán)形的基底。該環(huán) 形的基底被形成為使得在其中形成旁路通道32。在步驟512中，儲(chǔ)氧能力材料被應(yīng)用到該 基底。該儲(chǔ)氧能力材料可以被應(yīng)用在該基底材料的載體涂層內(nèi)或區(qū)域內(nèi)。
在步驟514中，碳?xì)浠衔镂絼┎牧线€被應(yīng)用到基底。碳?xì)浠衔镂絼┎牧?和儲(chǔ)氧能力材料二者可以被同時(shí)應(yīng)用在載體涂層內(nèi)。另外，碳?xì)浠衔镂絼┎牧峡梢栽?儲(chǔ)氧能力材料之前或者在應(yīng)用儲(chǔ)氧能力材料之后被應(yīng)用到該基底。
在碳?xì)浠衔镂絼┎牧虾蛢?chǔ)氧能力材料被應(yīng)用到該基底后，該催化劑被用在如 上所述的診斷方法中。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在能夠從前述說明中認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的寬廣教導(dǎo)能夠以各種 形式被實(shí)施。因此，盡管已經(jīng)聯(lián)系本發(fā)明的特定示例對(duì)其進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明的真實(shí)范 圍不應(yīng)當(dāng)被限制于此，這是因?yàn)樵谘芯苛烁綀D、說明書和所附權(quán)利要求之后，其它的修改對(duì) 于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得明顯。
權(quán)利要求
1.一種催化劑，包括催化劑主體，所述催化劑主體具有設(shè)置于其上的碳?xì)浠衔镂絼┎牧虾蛢?chǔ)氧能力材料。
2.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其中，所述碳?xì)浠衔镂絼┎牧虾蛢?chǔ)氧能力材料被 設(shè)置在載體涂層內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的催化劑，進(jìn)一步包括基底，其中所述載體涂層被設(shè)置在所述基底上。
4.如權(quán)利要求3所述的催化劑，其中，所述基底包括直接設(shè)置在所述基底上的第一層， 以及設(shè)置在所述第一層上的第二層。
5.如權(quán)利要求4所述的催化劑，其中，所述第一層包括碳?xì)浠衔镂絼┎牧?，并且?中所述第二層包括儲(chǔ)氧能力材料。
6.如權(quán)利要求4所述的催化劑，其中，所述第一層包括儲(chǔ)氧能力材料，并且其中所述第 二層包括碳?xì)浠衔镂絼┎牧稀?br> 7.如權(quán)利要求3所述的催化劑，其中，所述第二層設(shè)置在所述催化劑主體的前部。
8.如權(quán)利要求3所述的催化劑，其中，所述儲(chǔ)氧能力材料包括氧化鈰Ce02。
9.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其中，所述儲(chǔ)氧能力材料包括均勻分布在載體涂層內(nèi) 的 CeO2。
10.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其中，所述儲(chǔ)氧能力材料不均勻分布在載體涂層內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于監(jiān)控碳?xì)浠衔镂絼┑姆椒ê拖到y(tǒng)。具體地，提供了一種催化劑和用于形成該催化劑的方法，該催化劑包括催化劑主體，該催化劑主體具有設(shè)置于其上的碳?xì)浠衔镂絼┎牧虾蛢?chǔ)氧能力材料。
文檔編號(hào)B01J23/10GK102029150SQ201010502279
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月5日
發(fā)明者D·B·布朗, W·李 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司