专利名称：车载诊断系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种车载诊断系统和方法。
背景技术：
系统一包括那些具有排气涡轮或稀燃发动机的系统，通常包括选择性催化还原 (SCR)催化剂以便降低氮氧化物(NOx)排放。SCR催化剂结合气体还原剂-例如氨基或尿素基还原剂使用。当前，选择性催化还原催化剂系统的车载诊断使用NOx传感器来执行。更具体地，NOJ#感器用于选择性催化还原催化剂的上游和下游以便测量SCR催化剂之前和之后的NOx浓度。然而，由于氨滑移-即氨穿过SCR而未反应(部分是由于未反应氨与排气中的NOx之间的干涉)导致执行车载诊断的NOx传感器的有效性可能受影响。
发明内容
本发明公开了一种用于具有发动机和排气系统的车辆的车载诊断系统和方法。所述系统包括通过排气系统联接至发动机的改良的选择性催化还原催化剂，其中所述改良的选择性催化还原催化剂包括氧存储成分。上游氧传感器设置在改良的选择性催化还原催化剂上游的排气管中，而下游氧传感器设置在改良的选择性催化还原催化剂下游的排气管中。发动机控制模块从上游和下游氧传感器接收数据并且基于来自上游和下游氧传感器的数据确定改良的选择性催化还原催化剂的寿命。方案I. 一种用于具有发动机和排气系统的车辆的车载诊断系统，所述系统包括
通过排气系统联接至发动机的改良的选择性催化还原催化剂，所述改良的选择性催化还原催化剂包括氧存储成分；
设置在排气系统中且位于改良的选择性催化还原催化剂上游的上游氧传感器；
设置在排气系统中且位于改良的选择性催化还原催化剂下游的下游氧传感器；以及发动机控制模块，所述发动机控制模块从上游和下游氧传感器接收数据并且基于来自上游和下游氧传感器的数据确定改良的选择性催化还原催化剂的寿命。方案2.如方案I所述的车载诊断系统，其中所述改良的选择性催化还原催化剂的选择性催化还原催化剂从基于氧化物的催化剂和分子筛中选择。方案3.如方案I所述的车载诊断系统，其中所述氧存储成分从CeO2、金属促进的 CeO2、氧化铝支撑体上的CeO2以及氧化锆稳定的CeO2中选择。方案4.如方案3所述的车载诊断系统，其中所述金属促进的CeO2包括从铜、铁、 钨、镍以及它们的混合物中选择的痕量金属。方案5.如方案4所述的车载诊断系统,其中所述金属的痕量等于或小于20g / ft3。方案6.如方案3所述的车载诊断系统，其中所述金属促进的CeO2具有大于 IOOm2 / g的表面面积。
方案7.如方案I所述的车载诊断系统，其中在改良的选择性催化还原催化剂暴露在其中的条件下，所述氧存储成分显现出氧存储容量的变化，并且其中所述氧存储容量以等于或快于改良的选择性催化还原催化剂中的选择性催化还原催化剂的劣化速率的速
率变化。方案8.如方案I所述的车载诊断系统，其中所述数据包括上游和下游氧传感器数据，并且其中所述发动机控制模块包括用于执行下列操作的机器可读指令
检测氧存储成分的氧存储容量的变化；以及确定氧存储容量的变化是否超过阈值。方案9.如方案8所述的车载诊断系统，进一步包括操作性地连接至发动机控制模块的车内警报器，其中当氧存储容量的变化超过阈值时，发动机控制模块起动车内警报器。方案10. —种用于具有发动机和排气系统的车辆的车载诊断方法，所述方法包括
通过发动机控制模块并使用来自上游氧传感器和下游氧传感器的信号数据来确定包括嵌设在其中的氧存储成分的改良的选择性催化还原催化剂的氧存储容量，该上游氧传感器设置在排气系统中且位于改良的选择性催化还原催化剂的上游，该下游氧传感器设置在排气系统中且位于改良的选择性催化还原催化剂的下游；
通过发动机控制模块检测改良的选择性催化还原催化剂的氧存储容量的变化；以及通过发动机控制模块确定氧存储容量的变化是否超过阈值。方案11.如方案10所述的车载诊断方法，进一步包括
确定氧存储容量的变化超过阈值；以及
触发车内警报器以指示改良的选择性催化还原催化剂应当更换。方案12.如方案10所述的车载诊断方法，进一步包括
确定氧存储容量的变化处于或低于阈值；以及
继续监测上游和下游氧传感器信号数据。方案13. —种车载诊断方法,包括
使改良的选择性催化还原催化剂的氧存储容量与改良的选择性催化还原催化剂中的选择性催化还原催化剂的热劣化相关联；以及
确定氧存储容量的变化何时超过阈值，从而辨认改良的选择性催化还原催化剂中的选择性催化还原催化剂的劣化。方案14. 一种改良的选择性催化还原催化剂,包括
从基于氧化物的催化剂和分子筛中选择的选择性催化还原催化剂；以及与选择性催化还原催化剂结合的氧存储成分。方案15.如方案14所述的改良的选择性催化还原催化剂，其中所述氧存储成分与选择性催化还原催化剂混合。方案16.如方案14所述的改良的选择性催化还原催化剂，其中所述氧存储成分形成为选择性催化还原催化剂上的层。方案17.如方案14所述的改良的选择性催化还原催化剂，其中所述氧存储成分和选择性催化还原催化剂被分区域涂覆在支撑体上。
方案18.如方案14所述的改良的选择性催化还原催化剂，其中所述氧存储成分从CeO2、金属促进的CeO2、氧化铝支撑体上的CeO2以及氧化锆稳定的CeO2中选择。方案19.如方案18所述的改良的选择性催化还原催化剂，其中所述金属促进的 CeO2包括从铜、铁、钨、镍以及它们的混合物中选择的痕量金属。方案20.如方案19所述的改良的选择性催化还原催化剂，其中所述金属的痕量等于或小于20g / ft3。
本发明的特征和优点将通过参考下面的详细描述和附图而清楚地显现，附图中相同的附图标记指代类似(尽管或许不相同)的部件。为了简洁起见，具有前述功能的附图标记或特征可能或可能不会结合出现了它们的其他附图来描述。图IA和IB是一起示出了氧存储成分与SCR催化剂劣化之间的热关系的图表，其中图IA示出了用于在烤箱中老化的改良的SCR催化剂的与平均催化剂温度相对的CO2产量，而图IB示出了用于在烤箱中老化的改良的SCR催化剂的与平均催化剂温度相对的NOx 转化率的百分比；
图IC是贯穿CO / O2滴定循环的气体成分变化的示意图2是车载诊断系统的示例的示意图3A和3B是改良的SCR催化剂的示例的示意图4A至4C是由支撑体支撑的改良的SCR催化剂的示例的局部剖视图和示意图；以及图5A和5B是示出了怎样使用在此公开的系统和方法来执行车载诊断的示例的图表。
具体实施例方式在此公开的系统和方法的示例基于改良的SCR催化剂(即包括氧存储成分的SCR 催化剂)的氧存储容量与改良的SCR催化剂的热劣化之间的关系。在实验室反应器CO / O2循环测量期间，已经发现，随着改良的SCR催化剂的老化，二氧化碳产量随着操作温度的增加而增加。二氧化碳产量的变化指示改良的SCR催化剂存储氧的能力增大。这在图IA 中被示出。还已发现的是，NOxR化百分比随着改良的SCR催化剂老化而减小。这在图IB 中被示出。图IA和IB分别示出了使用改良催化剂的CO / O2滴定实验以及NOx转化实验的实验室反应器数据。为了形成改良催化剂，铜沸石催化剂被掺入30g / L的氧存储成分(来自Rhodia公司的、70%Ce02与30%Zr02的混合氧化物CeO2-ZrO2)，并且在烤箱中在550°C下老化5小时、在750°C下老化50小时、在875°C下老化16小时、或在875°C下老化24小时。CO / O2滴定用于测试改良催化剂老化5小时、16小时和24小时的氧存储容量。 为了比较氧存储容量，还测试了无掺杂的铜沸石催化剂。CO / O2滴定测试由120秒重复性测试循环(用100%N2净化系统10s、用O2氧化催化剂40s、再用100%N2净化系统10s、随后添加2500ppm的C060s)组成，同时温度以每分钟2°C的速率从200°C至600°C渐升2小时。图 IC示出了贯穿CO / O2滴定循环的气体成分怎样变化。该图中示出了 3个完整的120秒循环，其中一个标记为“测试循环”。每个循环都包括暴露在O2中40秒、接着暴露在CO中60 秒，在气体变化期间用N2净化10秒。在这种测试中，当催化剂暴露在O2下时，氧存储在氧存储成分中，并且当气体成分切换至CO时，CO与存储在氧存储成分中的氧反应以形成C02。 测量CO转换成C02，使得能够确定催化剂存储O2的能力有多强。CO2产量数据是当催化剂在相应温度下暴露在CO中时在60秒时间期间内记录的数据的总和。如图IA所示，在测试期间，随着平均催化剂温度增大至超过500°C，0)2产量随着改良催化剂的老化严重程度的增加而增大。例如，老化24小时的改良催化剂比老化16 小时的改良催化剂产生更多的CO2，而老化16小时的改良催化剂比老化5小时的改良催化剂产生更多的CO2。测量了改良催化剂老化5小时、50小时、16小时和24小时的NOxR化率。稳定状态的NOx转化测量通过包含10%02、5%H20、8%C02、200ppmN0以及180ppmNH3的供给气流在 25000^'的空间速度下执行。如图IB所示，NOx转化率(即，SCR性能)随着相应改良催化剂的老化严重程度的增加而减小。一并考虑，这种数据表明，可通过检测改良的SCR催化剂的氧存储容量的变化来监测用于改良的SCR催化剂的SCR催化剂的健康和寿命。这样一来，与传统的NOx传感器相比，可使用氧传感器来执行这些改良的SCR催化剂的车载诊断。图2中示出了基于改良的SCR催化剂的氧存储容量与改良的SCR催化剂的热劣化之间的关系来执行车载诊断的系统10的示例。系统10可用于具有发动机12和排气系统 14 (其包括排气管16)的任何车辆，并且该排气系统14使用SCR催化剂来还原N0X。在一个示例中，系统10用于具有柴油发动机的车辆。发动机12通过一系列燃烧将燃料转换成能量。在柴油发动机中，压缩空气并且随后喷射燃料。当压缩空气时空气变热，由此点燃喷射的燃料。发动机12与发动机控制模块 24 (在下文进一步描述)通信，所述发动机控制模块24传递信号从而在期望的时间输送精确量的燃料和空气至发动机12。燃烧过程产生排气，所述排气通过排气系统14排出发动机 12。系统10包括改良的选择性催化还原催化剂18。改良的SCR催化剂18通过排气系统14联接至发动机12。改良的SCR催化剂18包括SCR催化剂和氧存储成分。排气系统14可包括用于支撑改良的SCR催化剂18的支撑体(所述支撑体的局部横截面在图4A至图4C中示出，见附图标记42)。在一个示例中，支撑体42是具有接纳富含氧气或氧气稀少的排出气流的入口以及从所述支撑体42输送排出气流的出口的流通支撑体。支撑体42可以是具有数百个(例如大约400个)平行流经通道(见图4A至4C中的附图标记44)的单块蜂窝结构。流经通道44包括表面46、48，排气在穿过支撑体42的同时在所述表面46、48上流动。单块蜂窝结构可由任何能够承受与排出气流相关的温度和化学环境的材料形成。可使用的材料的某些具体示例包括陶瓷-例如挤压堇青石、碳化硅、 氮化硅、氧化锆、浓铝红柱石、锂辉石、硅酸铝镁、硅酸锆、硅线石、叶长石或防热和腐蚀的金属-例如钛或不锈钢。将参照图4A至4C进一步描述支撑体42以及所述支撑体42怎样支撑改良的SCR催化剂18的各种示例。SCR催化剂是从基于氧化物的催化剂或分子筛中选出的选择性催化还原催化剂。 适当的基于氧化物的催化剂包括支撑在氧化钛上的钒氧化物或氧化钨、支撑在氧化钛上的钒-钨混合氧化物。适当的分子筛包括沸石(即硅铝酸盐)或硅酸铝磷。沸石的示例包括 Cu / ZSM-5、菱沸石(例如，可商购的SSZ-13)-例如铜基菱沸石或锂基沸石。硅酸铝磷的示例包括那些具有菱沸石结构的材料-例如可商购的SAP0-34(例如Cu / SAP0-34)。氧存储成分可以是改良的SCR催化剂18暴露在其中的条件下氧存储容量出现变化的任何材料。这些条件可包括排气系统14的温度以及通过所述排气系统14排出的排放物的成分。在一个示例中，氧存储成分选择为使得氧存储容量以等于或快于选定的SCR催化剂的劣化速率的速率变化。例如，氧存储容量可在暴露时间期间增大，同时SCR催化剂的 NOx存储/转化率在暴露时间期间减小。适当的氧存储成分的示例包括CeO2、金属促进的 CeO2、氧化铝支撑体上的CeO2以及氧化锆稳定的Ce02。应该认为，CeO2、氧化铝支撑体上的 CeO2或氧化锆稳定的CeO2可能尤其适用于具有至少800°C的上限操作温度的系统。应该认为，金属促进的CeO2可能尤其适于小于800°C的上限操作温度的系统。这可能至少部分由于下述事实，选定的金属在所述温度下烧结，从而改变这些氧存储成分的氧存储容量函数。金属促进的CeO2包括添加至CeO2的痕量(大于O)金属。所述金属选择为使得CeO2 的氧存储容量被该金属提高并且使得该金属在排气系统14的操作温度下烧结。在一个示例中，该金属是铜、铁、钨、镍或这些金属的混合物。在另一个示例中，所述痕量等于或小于 20g / ft3 (克/立方英尺)。在又一个示例中，痕量范围从I g / ft3至IOg / ft3。在再一个示例中，痕量等于或小于Ig / ft3。在采用金属促进的CeO2的情况下，导致氧存储容量增大的机理可能与金属从SCR催化剂(例如沸石结构)向氧存储成分的移动相关。如果金属发生移动，则在此公开的示例可能不太期望采用金属促进的Ce02。氧存储成分可具有任何期望的粒度和/或表面面积。在一个示例中，粒度等于或小于15nm。在另一个示例中，表面面积等于或大于IOOm2 / g。氧存储成分与SCR催化剂的比率的范围在大约I :4至大约I :5之间。在一个示例中，氧存储成分装载量为大约30克/升并且SCR催化剂装载量范围在大约120克/升至大约160克/升之间。图3A和3B中示出了改良的SCR催化剂18的示例(标记为、18")的示意图。如这些附图中所示，改良的SCR催化剂18的每个示例都包括SCR催化剂36和氧存储成分38。图3A示出了改良的SCR催化剂18、18 ^的示例，其中氧存储成分38与 SCR催化剂36混合，并且由此大体上均匀地遍及改良的SCR催化剂18、1V而存在。可使用任何基于溶液的方法来制造这种催化剂18、W。例如，氧存储成分38的溶液可渗入SCR催化剂36。图3B示出了改良的SCR催化剂18、18 ^的示例，其中氧存储成分38在SCR催化剂36的表面上沉积成一层。当使用沉积法时，氧存储成分38可首先被球磨以形成浆体。可通过添加乙酸或其他适当的酸使浆体的PH值保持在5. O。在球磨预定时间(例如15小时至20小时)之后，将浆体涂覆到单块芯SCR催化剂(例如
% 〃xl〃400cpsi / 4密尔堇青石)上。在一个示例中，总涂覆装载量的目标是30g / L。
在涂覆之后，单块催化剂在适当的温度下被干燥和焙烧预定时间(例如在550°C下在静态空气中5小时)。图4A至4C示出了通过前述支撑体42支撑的改良的SCR催化剂18的示例。图4A 示出了具有改良的SCR催化剂18、18 '(图3A所示)的示例的支撑体42的示例,所述改良的SCR催化剂18、18丨均匀地涂覆在所述支撑体的表面上。SCR催化剂36和氧存储成分 38混合到一起并且覆盖在支撑体42的各表面上。氧存储材料38还可与铜一起加载到SCR 催化剂36上。这种多个材料的混合物可均匀地涂覆在支撑体42的表面上。图4B示出了具有分区域涂覆在表面的不同范围上的SCR催化剂36以及氧存储成分38的支撑体42的示例。分区域涂覆大体上意指涂覆不同的涂层(例如催化剂材料)到单块衬底或支撑体的不同位置(区域)上。在图4B所示的示例中，SCR催化剂36涂覆在前区域FZ(S卩，邻近于流经通道44的入口的范围)附近，而氧存储成分38涂覆在后区域RZ ( S卩，邻近于流经通道 44的出口的范围)附近。在另一个示例中，氧存储成分38可沉积在前区域FZ中，而SCR催化剂36可沉积在后区域RZ中。图4C示出了支撑体42的示例，所述支撑体42具有涂覆在其各表面(两个区域FZ、RZ)上的SCR催化剂36并且具有仅在前区域FZ中涂覆在SCR催化剂36上的氧存储成分38。类似地，在另一个示例中，支撑体42可具有涂覆在其各表面上的SCR催化剂36以及仅在后区域RZ中涂覆在SCR催化剂36上的氧存储成分38。回过来参阅图2，系统10进一步包括设置在排气系统14中且位于改良的SCR催化剂18的前面或上游的上游氧传感器20以及设置在排气系统14中且位于改良的SCR催化剂18的后面或下游的下游氧传感器22。氧传感器20、22中的每个都检测排气中的浓(过量燃料)和稀(过量氧)混合物。更具体地说，在排气与改良的SCR催化剂18反应之前上游氧传感器20检测排气中的浓和稀混合物，而在排气与改良的SCR催化剂18反应之后下游氧传感器22检测排气中的浓和稀混合物。在一个示例中，传感器20、22中的机理涉及产生电压的化学反应，并且电压数据被传送至发动机控制模块24以供分析。例如，发动机控制模块24可分析电压以确定是浓混合物还是稀混合物，并可随后以适当方式调节进入发动机12的燃料量。这样一来，系统10还包括发动机控制模块24，所述发动机控制模块24与发动机 12以及两个氧传感器20、22通信。发动机控制模块24包括处理器26、存储器28、输入口 30、输出口 32、通信线路以及其他硬件和软件(未示出)以便控制发动机12和相关任务。发动机控制模块24可控制任务-例如保持燃料-空气比率、控制排气再循环以及车载诊断。如前面所述，发动机控制模块24与两个氧传感器20、22通信。处理器26接收上游和下游氧传感器数据(例如电压数据)并且处理这些数据以监测改良的SCR催化剂18 的健康和寿命。处理器26可以是微控制器、控制器、微处理器和/或主处理器。在另一个示例中，处理器26是专用集成电路(ASIC)。在一个示例中，处理器26包括具有计算机可读代码/机器可读指令以便执行改良的SCR催化剂18的车载诊断的软件程序。例如，所述软件程序可包括用于监测接收到的传感器数据、用于基于接收到的传感器数据检测氧存储容量的变化、用于确定检测到的变化是否超过阈值、以及用于在检测到的变化超过阈值时触发报警器或警报的计算机可读代码/机器可读指令。在一个示例中，发动机控制模块24包括用于确定或计算改良的SCR催化剂中的氧存储成分38的氧存储容量的机器可读指令。这可以使用从传感器20、22接收的数据实现。 在一个示例中，氧存储容量通过监测上游氧传感器20和下游氧传感器22的电压数据来确定。浓/稀或稀/浓转换可通过电压数据确定。当执行改良的SCR催化剂的车载诊断时， 可指令(通过发动机控制模块24)发动机12以使改良的SCR催化剂在切换到稀排气供给流(即，稀混合物)之前在预定时间段(例如5秒至10秒)内浸透在浓排气供给流(即浓混合物)中。在切换到稀混合物之后，可以测量上游传感器20与下游传感器22之间的切换时间。这种测量提供了改良的SCR催化剂18的氧存储容量的评估。测得的存储容量随后可与之前建立的阈值相比较并且与具体的改良的SCR催化剂18相关联。根据催化剂18的大小和状态，这些数值可在I秒至30秒范围内。至少部分取决于用于改良的SCR催化剂18的氧存储改良的类型，改良催化剂18 的老化氧存储容量将从原始状态开始变化。随后监测这种变化。变化水平超过特定阈值可以指示催化剂健康不佳。例如，在一个示例中，上游传感器20与下游传感器22之间的切换时间延迟可从5秒增加至15秒。为了比较的目的，之前建立的数值可存储在发动机控制模块24内。对于受损的(劣化的)改良催化剂18而言，如果之前建立的最大数值为12秒，那么可以确定在该示例中测得的催化剂具有不佳的性能。可用来提供氧存储容量的指示的另一方法是监测空气-燃料比率从上游传感器 20以及下游传感器22切换的频率。发动机控制模块24可使用稀于和浓于化学计量比大约10%浓度的空气/燃料比率来使发动机的空气/燃料比率在大约O. I赫兹至大约I赫兹之间调整。可测量上游传感器20和下游传感器22的浓和稀空气/燃料比率偏移的频率。 下游传感器22通常将具有在浓和稀空气-燃料比率之间切换的低频率。下游传感器22的切换频率将随着改良的SCR催化剂18的氧存储容量的变化而变化。例如，在非常低水平的氧存储容量下，下游传感器22将具有几乎等于上游传感器20的切换频率。相反地，改良的 SCR催化剂18内的高水平氧存储容量将用于抑制空气-燃料比率偏移并且产生相对较慢的用于下游传感器22的空气-燃料比率切换。上游传感器20与下游传感器22的切换频率的比率随后可与之前建立的最低可接受程度的改良催化剂18的阈值相比较。一旦切换比率超过阈值，发动机控制模块24可指示改良的SCR催化剂18出现故障。响应于辨认出改良的SCR催化剂18变劣，发动机控制模块24可触发车辆中的报警器34。报警器34是通知车辆中的使用者改良的SCR催化剂18应当更换的车内警报。警报器34可以是视觉警报器(例如光学或视觉显示器)。在一个示例中，警报器34包括当被触发时点亮的车内图标-其类似于当检测到燃料在低水平时产生的警报。视觉警报可显示在仪表盘上或车内显示器上。应当理解的是，当车载诊断显示氧存储容量和改良的SCR催化剂18性能合格时， 系统10将在不激活警报器34的情况下继续操作。在一个示例中，车载诊断将以规则排定的间隔(如发动机控制模块24中编程的)来执行。应当进一步理解的是，系统10还可包括其他传感器、转换器等，其通过输入口 30 和输出口 32与发动机控制模块24通信从而进一步执行在此描述的方法。为了进一步解释本发明，在此给出了一个示例。应当理解的是，所提供的这个示例是为了进行说明而不能被理解成限制本发明的范围。示例
图5A和5B示出了在此公开的车载诊断方法的预示示例。图5A示出了来自上游和下游传感器20、22的氧传感器数据，所述数据在第一诊断检查期间在发动机控制模块24处被接收，而图5B示出了来自上游和下游传感器20、22的氧传感器数据，所述数据在随后的诊断检查期间在发动机控制模块24处被接收。接收到的氧传感器数据是电压以及测量所述电压的时间。当执行改良的SCR催化剂的第一车载诊断时，发动机控制模块24传递信号至发动机12从而使其以特定方式运转。在这个示例中，发动机以化学计量的平均燃料-空气比率操作，并且由此上游氧传感器20的电压数据在诊断的前8秒在浓混合物与稀混合物之间规则转换。随后，在切换至稀混合物之前，改良的SCR催化剂从8秒标记至大约15秒标记浸透在浓排气供给流中。在15秒时，混合物从浓切换至稀。如图5A所示，上游传感器立即辨认出从浓至稀的切换。通过下游传感器辨认出浓至稀的转换会有相对较短的延迟。该延迟大约是I秒。这种相对较短的延迟表明，改良的SCR催化剂的氧存储容量较低，并且改良的 SCR催化剂健康状况良好(即适当操作)。当执行改良的SCR催化剂的随后的车载诊断时，发动机控制模块24传递信号至发动机12从而使其以特定方式操作。类似于图5A，发动机以化学计量的平均燃料-空气比率运转，并且由此上游氧传感器20的电压数据在诊断的前8秒在浓混合物与稀混合物之间规则转换。随后，在切换至稀混合物之前，改良的SCR催化剂从8秒标记至大约15秒标记浸透在浓排气供给流中。在15秒时，混合物从浓切换至稀。如图5B所示，上游传感器立即辨认出从浓至稀的切换。在这个示例中，通过下游传感器辨认出浓至稀转换的延迟大于图5A 中记录的延迟。在这个示例中，该延迟大于4秒。辨认延迟的变化是通过发动机控制模块24来认别的。所述变化通过发动机控制模块24计算，并且与用于具体系统10的预定阈值来比较。在这个示例中，预定阈值可以是 3秒。所述变化稍微超过3秒阈值，并且由此发动机控制模块24被编程为辨认出氧存储容量已经增大并且SCR催化剂应当更换。虽然已经详细描述了若干示例，但是所属领域技术人员将清楚的是，所公开的实施方式可被改型。因此，前面的描述应被认为是非限制性的。
权利要求
1.一种用于具有发动机和排气系统的车辆的车载诊断系统，所述系统包括通过排气系统联接至发动机的改良的选择性催化还原催化剂，所述改良的选择性催化还原催化剂包括氧存储成分；设置在排气系统中且位于改良的选择性催化还原催化剂上游的上游氧传感器；设置在排气系统中且位于改良的选择性催化还原催化剂下游的下游氧传感器；以及发动机控制模块，所述发动机控制模块从上游和下游氧传感器接收数据并且基于来自上游和下游氧传感器的数据确定改良的选择性催化还原催化剂的寿命。
2.如权利要求I所述的车载诊断系统，其中所述改良的选择性催化还原催化剂的选择性催化还原催化剂从基于氧化物的催化剂和分子筛中选择。
3.如权利要求I所述的车载诊断系统，其中所述氧存储成分从CeO2、金属促进的Ce02、 氧化铝支撑体上的CeO2以及氧化锆稳定的CeO2中选择。
4.如权利要求3所述的车载诊断系统，其中所述金属促进的CeO2包括从铜、铁、钨、镍以及它们的混合物中选择的痕量金属。
5.如权利要求4所述的车载诊断系统，其中所述金属的痕量等于或小于20g/ ft3。
6.如权利要求3所述的车载诊断系统，其中所述金属促进的CeO2具有大于IOOm2/ g 的表面面积。
7.如权利要求I所述的车载诊断系统，其中在改良的选择性催化还原催化剂暴露在其中的条件下，所述氧存储成分显现出氧存储容量的变化，并且其中所述氧存储容量以等于或快于改良的选择性催化还原催化剂中的选择性催化还原催化剂的劣化速率的速率变化。
8.一种用于具有发动机和排气系统的车辆的车载诊断方法，所述方法包括通过发动机控制模块并使用来自上游氧传感器和下游氧传感器的信号数据来确定包括嵌设在其中的氧存储成分的改良的选择性催化还原催化剂的氧存储容量，该上游氧传感器设置在排气系统中且位于改良的选择性催化还原催化剂的上游，该下游氧传感器设置在排气系统中且位于改良的选择性催化还原催化剂的下游；通过发动机控制模块检测改良的选择性催化还原催化剂的氧存储容量的变化；以及通过发动机控制模块确定氧存储容量的变化是否超过阈值。
9.一种车载诊断方法，包括使改良的选择性催化还原催化剂的氧存储容量与改良的选择性催化还原催化剂中的选择性催化还原催化剂的热劣化相关联；以及确定氧存储容量的变化何时超过阈值，从而辨认改良的选择性催化还原催化剂中的选择性催化还原催化剂的劣化。
10.一种改良的选择性催化还原催化剂，包括从基于氧化物的催化剂和分子筛中选择的选择性催化还原催化剂；以及与选择性催化还原催化剂结合的氧存储成分。
全文摘要
本发明公开了一种用于具有发动机和排气系统的车辆的车载诊断系统和方法。所述系统包括通过排气系统联接至发动机的改良的选择性催化还原催化剂，其中改良的选择性催化还原催化剂包括氧存储成分。上游氧传感器设置在改良的选择性催化还原催化剂上游的排气管中，而下游氧传感器设置在改良的选择性催化还原催化剂下游的排气管中。发动机控制模块从所述上游和下游氧传感器接收数据并且基于来自所述上游和下游氧传感器的数据确定改良的选择性催化还原催化剂的寿命。
文档编号B01J29/56GK102606267SQ20121001859
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月20日 优先权日2011年1月21日
发明者D.B.布朗, G.齐, P.M.纳特, S.J.施米格, W.李 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司