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1、(10)申请公布号 CN 104047691 A (43)申请公布日 2014.09.17 C N 1 0 4 0 4 7 6 9 1 A (21)申请号 201310641445.3 (22)申请日 2013.12.04 13/834411 2013.03.15 US F01N 9/00(2006.01) F01N 3/28(2006.01) (71)申请人通用汽车环球科技运作有限责任公 司 地址美国密执安州 (72)发明人 C.H.金 M.H.韦本加 E.V.冈策 (74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人吴超 杨炯 (54) 发明名称 单钯柴油氧化催化剂的复原。
2、控制 (57) 摘要 本发明涉及单钯柴油氧化催化剂的复原控 制。公开了用于评估和维持使用单钯（即，无铂）氧 化催化剂本体来氧化柴油发动机驱动的车辆的废 气流中的一氧化碳和碳氢化合物的方法，在其驱 动车辆的大部分时间上发动机都是以稀燃料空/ 燃比（A/F）被操作。周期地，在计算机控制模块中 准备在钯氧化催化剂本体的进口处的废气气体的 温度的最近历史。并且考虑操作发动机的A/F的 最近历史。这些温度和A/F值此后被用于确定发 动机是否应该要临时地以富燃料或理想配比A/F 模式操作以提供适合于通过减少在发动机的稀燃 操作期间形成的钯的氧化物而复原钯的废气气体 组成。 (30)优先权数据 (51)In。
3、t.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104047691 A CN 104047691 A 1/2页 2 1.一种评估和维持钯催化剂的氧化废气流中的一氧化碳和碳氢化合物的能力的方法， 该废气流从车辆发动机流出，在该发动机中空气和燃料的可燃混合物在基于计算机的发动 机和废气流控制系统的控制下被以空/燃质量比（A/F）传递到发动机的燃烧气缸，该控制 系统将燃料和空气的混合物从理想配比或富燃料A/F改变为稀燃料A/F，并且来自气缸的 废气气体被混合成废气流，该废气流。
4、包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、氧气、和水；废 气流此后流入并通过氧化催化剂支撑本体，该支撑本体具有废气流通道，该通道涂覆有氧 化催化剂，该氧化催化剂主要由在氧化铝支撑颗粒上的钯颗粒组成；废气气体此后流过一 个或多个额外的处理本体以对废气气体进行进一步处理；评估和维持方法包括下面的钯氧 化催化剂评估程序： 周期地，在发动机操作期间和在由发动机和废气流控制系统预定的氧化催化剂评估时 长期间，在废气气体进入氧化催化剂支撑本体（T OC in ）时在一定时长上测量废气气体的温 度并且还在执行每个钯氧化催化剂评估程序之前的预定发动机操作时长上确定并维持A/F 值的记录，并且在控制系统中如下地使用所。
5、收集的温度和A/F值： （a）考虑当前A/F值，并且如果其是理想配比值或富燃料值，那么终止对氧化催化剂的 进一步评估直到下一个钯氧化催化剂评估程序时，但是如果A/F值是稀燃料，那么继续到 步骤（b）； （b）考虑T OC in 的当前值，并且如果当前T OC in 大于第一预定温度，那么终止对氧化催化 剂的进一步考虑直到下一个钯氧化催化剂评估程序时，但是如果T OC in 值小于所述预定温 度，那么继续到步骤（c）； （c）考虑氧化催化剂在具体说明的时长期间是否已经被暴露给过大于第二预定温度的 T OC in ，并且如果氧化催化剂还没有暴露给过大于第二预定温度的温度，那么终止对氧化催 化剂的进。
6、一步评估直到下一个钯氧化催化剂评估程序时，但是如果催化剂已经被暴露给过 大于第二预定温度的温度，那么继续到步骤（d）；以及 （d）使用发动机控制系统在复原时长上将发动机操作模式从稀燃料A/F改变为理想配 比或富燃料A/F，该复原时长被确定为足以使废气流的成分复原钯氧化催化剂。 2.如权利要求1所述的方法，其中步骤（b）的第一预定温度是约 。 3.如权利要求1所述的方法，其中步骤（出）的第二预定温度是约。 4.如权利要求1所述的方法，其中发动机操作在10到60秒的复原时长上被维持为理 想配比或富燃料A/F，以复原钯氧化催化剂。 5.如权利要求1所述的方法，其中氧化催化剂评估过程在每小时的发动机操。
7、作期间被 重复。 6.如权利要求1所述的方法，其中A/F比值在开始每个钯氧化催化剂评估程序之前的 十分钟时长的发动机操作上被累积。 7.如权利要求1所述的方法，其中T OC in 温度被持续地测量和存储并且在预定时长的连 续T OC in 值都超过预定评估程序开始温度之后测量到T OC in 值低于约时开始并执行钯氧 化催化剂评估程序。 8.如权利要求7所述的方法，其中预定时长是5分钟或更长。 9.如权利要求7所述的方法，其中预定评估程序开始温度是或更高。 权 利 要 求 书CN 104047691 A 2/2页 3 10.如权利要求1所述的方法，其中钯氧化催化剂评估程序在发动机冷起动之后的 。
8、十五分钟时长期间被开始并连续执行。 权 利 要 求 书CN 104047691 A 1/8页 4 单钯柴油氧化催化剂的复原控制 技术领域 0001 本发明是关于使用氧化铝支撑的钯催化剂来促进柴油发动机驱动的车辆或其它 稀燃发动机车辆的含氧废气中的一氧化碳（CO）和未燃烧的碳氢化合物（HC）的氧化。更具 体地说，本发明是关于这种柴油氧化催化剂（DOC）的操作和复原以使得在用于氧化这些废 气成分的钯催化反应器中不需要铂。 背景技术 0002 一直以来都必须采用废气气体流动通过被催化的反应器以实现例如从驱动汽车 的汽油燃料火花点火发动机和柴油燃料压缩点火发动机流出的废气气体流内的一氧化碳 （CO）、。
9、未燃烧的碳氢化合物（例如，丙烯）和氮氧化物（NOx）的转化。 0003 在汽油燃料发动机的情况下，该发动机在理想配比的空燃质量比（例如，约 14.5/1）附近被操作，通常包括在氧化铝颗粒上被承载和支撑的铂和/或钯颗粒的三元催 化剂一直以来在同时氧化一氧化碳为二氧化碳、氧化残余的碳氢化合物（HC）为二氧化碳和 水、并且还原NOx成分（NO和NO 2 ）为氮气和水方面是有效的。由往复式发动机的活塞动作 驱动的废气气体流动通过挤压成型的、整块式的催化剂支撑本体，该本体形成有许多小的、 平行的流通通道（例如，每平方英寸的进口面积有400个），这些通道从催化剂支撑本体的进 口面延伸到出口面。这许多通道的。
10、壁都被合适地涂覆有薄封闭底漆层，该封闭底漆层是氧 化铝支撑的铂族金属催化剂颗粒。来自在理想配比的空/燃比燃烧模式下被操作的汽油发 动机的废气的相对低的氧含量，通常在废气通过单个催化剂本体期间允许CO、HC和NOx的 三元转化。 0004 从柴油燃料发动机或以稀燃模式（A/F = 14.6/1或更高）被操作的汽油发动机 流出的废气流通常包含约百分之八到十体积的氧和类似比例的水。废气的温度可从约 到约地变化，这取决于发动机操作时间、当前发动机载荷、和其它可变的发动机操 作条件。 0005 与在理想配比的A/F模式下操作的发动机相比，稀燃废气流仍然包含少量的CO和 HC，并且它包含了更大量的NOx成。
11、分。这些成分中的每一个必须在废气中被转化为二氧化 碳、氮气和水。并且还没有设计出单个催化剂本体来实现这些转化。 0006 已经提出了催化剂处理的不同组合来处理柴油废气。虽然柴油发动机通常是在高 A/F比（高于14.6/1）下被操作，但是在冷起动、重载荷、和其它驾驶情况期间还存在发动机 被短暂地以接近理想配比的A/F比、或者甚至是稍微富燃料（A/F约为14/1）的方式被操作 的时段。必须设计出废气系统以适应这种发动机操作模式。一种系统使用在废气系统中以 渐进流布置方式被定位的三个或更多的催化反应器，它们从在货车驾驶室或客车车身下方 的柴油发动机的废气歧管延伸，并且延伸到被处理过的废气被排出到周围。
12、大气的出口。在 这个示例性系统中，废气气体按顺序地流动通过（i）含有铂和钯的氧化催化剂（DOC）以氧 化CO和一些HC，（ii）稀NOx捕获器以在稀燃料操作期间存储NOx，以及（iii）选择性催化 还原反应器（SCR），其使用氨作为NOx的还原剂。尿素的水溶液刚好在SCR反应器的上游被 说 明 书CN 104047691 A 2/8页 5 喷射进热废气流内，以为催化还原反应提供氨。 0007 有减少这种用于稀燃料含NOx废气的复杂的废气处理系统的成本的需要。并且一 个关键成本是在DOC中使用铂。氧化铝支撑的、含铂颗粒的催化剂已经证明，尽管在柴油发 动机操作期间产生的废气温度有宽温度范围（和更高。
13、），但是在氧化含有八个百分体积 氧气的柴油废气中的CO和HC方面是有效的。钯要比铂便宜得多并且在CO和HC氧化方面 有和铂一样的活性。但是钯往往在高于约的稀废气温度下长时间暴露给含氧废气后失 去其在更低废气温度（低于）下的氧化CO和HC的活性。采用一种方式来单钯DOC催 化剂的氧化效率将是有用的，并且更便宜。 发明内容 0008 来自柴油发动机的废气气体包含氮气和氧气（来自充入发动机的空气）以及来自 碳氢化合物柴油燃料的燃烧的副产品。这些副产品包括： 水、一氧化碳（CO）、二氧化碳 （CO 2 ）、未燃烧的碳氢化合物（HC）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO 2 ）。氮氧化物被总称为NOx， 。
14、而NO是该混合物中的主要成分。废气气体还包含碳颗粒，其也必须被从柴油废气中去除， 但是不是本发明的关注点。 0009 在发明人的产生本发明的开发的工作中，发明人使用合成废气气体来测试氧化铝 支撑的、钯催化剂，该废气气体按体积包含260ppm的丙烯（C 3 H 6 ）、200ppm的NO、8的氧气、 8的水、和余量的氮气。CO没有被包含在合成废气流内，因为CO在HC含量在废气气体流 与钯氧化催化剂接触时被氧化之前容易被氧化。本发明的实践是基于发明人对这种代表性 柴油废气组成对氧化铝支撑的单钯催化剂的不同载荷的累积效应的研究，该催化剂被作为 封闭底漆施涂在挤压成型的、整块式本体的流通通道壁上。 0。
15、010 初始的惯常实践是将氧化铝支撑的钯催化剂在含有十个百分体积的水的空气中 在下加热72小时，来对其进行初始老化。此后使合成废气气体经过整块式本体的被老 化的封闭底漆中含钯的通道，并且该气体的温度被逐渐从增加到。使用傅立叶变 换红外线（FTIR）分析器来分析离开整块料的气体的组成，以确定钯催化剂在氧化丙烯方面 的性能。发现50的丙烯被转化成二氧化碳和水的温度（T 50 ）是。在类似的应用中增 加钯装填仅提供了丙烯转化的T 50 的少量减小。发明人得出结论：钯处于其氧化物形式，并 且因此要求相对高的废气气体温度来实现柴油废气流中HC的转化。 0011 如在本说明书中下面将更具体描述的，发明人证。
16、明了碳氢化合物氧化的（T 50 ）在老 化的钯（氧化）催化剂在下、在氦气环境中、在包含5氢气的合成废气流中被化学还原 时被显著减小。发明人认识到，在以理想配比的A/F比进行的周期的柴油发动机操作期间 产生的柴油废气气体可被用于还原被氧化的、钯氧化催化剂，从而恢复其在稀柴油废气中 的HC氧化方面的更低温度活性和效力。 0012 因此，下面要介绍的是下面的柴油发动机操作和单钯DOC中废气流的管理的方 法。在这个方法中，柴油废气首先经过氧化铝支撑的钯氧化催化剂以氧化CO和HC，并且此 后经过下游的催化反应器以实现（例如）NOx存储或捕获、NOx的氨选择性催化还原（SCR）、 以及柴油颗粒的过滤、存储。
17、和烧尽。 0013 本发明的实践可应用于氧化铝支撑的钯DOC反应器，该反应器被放置在由柴油或 稀燃汽油发动机驱动的车辆的废气处理系统中。通常，流通型整块式DOC反应器将被定位 说 明 书CN 104047691 A 3/8页 6 成在废气流离开柴油发动机废气歧管时接收废气流，该反应器具有钯催化剂的封闭底漆。 现代车辆使用基于计算机的控制模块来管理发动机操作以及对发动机废气的处理。这种控 制模块，以及它们相关联的仪器，可被用于诊断用钯催化的DOC的性能并且管理发动机操 作以能实现成本降低的、单钯DOC的良好使用。 0014 下面的DOC诊断和操作管理实践在车辆操作期间被周期地重复。周期的频率可在。
18、 发动机以稳态操作模式被操作时减小，例如在相对恒定的车辆载荷和速度期间。并且DOC 评估的频率可在可变发动机操作时长期间被增加，尤其是在发动机冷起动之后的时长期间 和在发动机被操作以使得废气气体经历交替的高低温度（例如，高于和低于）的时长 期间。一般而言，控制器可被操作以在许多的发动机操作时长期间持续地监视A/F比和氧 化反应器的进口温度。 0015 通过基于计算机的控制系统持续地测量进入Pd-氧化反应器的废气流的最近和 当前温度（这里，T DOCin ），并将其临时存储以作为参考。在这个控制过程中还确定由废气组 成中所证实的最近和当前发动机A/F比燃烧模式并将其存储以备使用。在发动机富燃料操。
19、 作、或理想配比的空/燃比操作时长期间，废气气体将在氧化催化剂中的氧化钯含量方面 提供减少的组成（包括相对低的氧含量和更高的HC含量）。在这种低A/F柴油废气流组成 中，钯催化剂将变得更有活性并氧化CO和HC，甚至是在低废气温度下，例如低于。 0016 更重要的是，在稀燃料发动机操作（A/F17或更大）的时长期间，还测量T DOC in 。 当废气的当前T DOC in 值高于约时，就认为钯DOC能够在这个温度水平下氧化CO和HC， 并且完成目前的诊断循环。 0017 但是，当当前废气气体温度低并且T DOC in 小于时，在控制模块中咨询最近T DOC in 历史以查看DOC最近是否暴露给过。
20、高于例如的温度。如果答案是“是”，那么在这个具 体的T DOC in 经历的组合中， 就认为钯催化剂已经被氧化。此时由发动机控制模块发出命令来快速产生“富”或“理 想配比”发动机操作模式并持续约三十秒的时长（例如，十到六十秒），以通过将氧化钯还原 到钯来“复原”钯催化剂。这种复原的具体时间可针对发动机和氧化催化剂本体的每个组 合、基于它们的性能经历来确定。本发明的钯催化剂诊断和复原方法可按在发动机控制模 块的编程中并基于操作经历所确定的时间间隔来重复。但是，当发动机正产生连续可变的 废气温度和空/燃比时，在相对短的发动机操作时长之后持续地重复测试是谨慎的。 0018 因此，提供了容易执行的计算。
21、机模块方法，以持续地评估并且在必要时进行复原， 从而实现在柴油废气气体和来自稀燃料模式操作的汽油发动机的废气的处理中相对便宜 的单钯DOC的继续不变的使用。 0019 缩写“DOC”通常指的是柴油氧化催化剂的本体。但是，本发明的实践可应用于单 钯氧化催化剂（OC或DOC）的维护和复原，不管它是被用在柴油燃料的发动机中还是在以稀 燃模式操作的汽油燃料的发动机中。同样地，缩写T DOCin 和T OCin 可被互换地使用，但没有意 图将它们的使用限制在应用于柴油燃料发动机或者稀燃汽油燃料发动机。 0020 本发明的其它目标和优点将从本发明下面的参照说明性附图的具体描述中变得 明白易懂。 附图说明 。
22、说 明 书CN 104047691 A 4/8页 7 0021 图1是模拟的柴油废气流中的丙烯的标准化转化比例（100）相对流动通过挤压成 型的、堇青石整块式催化剂支撑本体的通道的废气流的以摄氏度为单位的进口温度（102） T in 的曲线图，该Pd/Al 2 O 3 作为封闭底漆涂覆在挤压成型的、堇青石整块式催化剂支撑本体 的通道上。堇青石支撑本体被挤压成型为每平方英寸进口面面积有400个通道，并且此后 圆形圆柱形本体的每立方英尺的外部体积被装填五十克的作为封闭底漆的钯氧化催化剂。 模拟的柴油废气气体流按体积由260ppm丙烯（C 3 H 6 ）、200ppmNO、8氧气、8水、和余量氮 气。
23、组成。气体流被逐渐加热以获得在从约直到达到获得了基本上完全转化的温度的多 个温度上的丙烯转化值。当钯催化剂已经暴露给过或更高温度下的空气时，获得转化 曲线A和E。在钯催化剂已经在氮气环境下由按体积由260ppm丙烯、1氧气和200ppmNO 组成的流动的气体混合物处理过后，获得了转化曲线B、C和D。 0022 图2示意性说明了，部分地采用剖视图的方式，压缩点火内燃发动机的单个气缸 的一部分和废气后处理系统，该后处理系统包括钯催化的氧化反应器，其后面是通常使用 的、另外的废气气体处理系统，尤其是用于转化NOx。图2还示意性地说明了A/F比和温度 仪器的使用以及用于评估并维持钯氧化催化剂的氧化活性。
24、的基于计算机的发动机控制和 废气流控制模块。 具体实施方式 0023 本发明提供了评估和维持钯催化剂氧化从车辆发动机流出的废气流中的一氧化 碳和碳氢化合物的能力的方法，该车辆发动机通常以稀燃料模式的燃烧操作被操作。空气 和柴油燃料或者空气与汽油的可燃混合物被以空/燃质量比（A/F）在基于计算机的发动机 和废气流控制系统的控制下传递到发动机的燃烧气缸。在其各种不同模式的操作的大多数 中，发动机被控制以在稀燃料（经常高于14.6/1）的A/F下操作，从而获得显著改善的燃料 经济性的益处。但是，存在发动机操作时长，在其中燃料和空气的混合物被控制在理想配比 的或富燃料的A/F（例如，14.4/1到约1。
25、4/1）。这些较低的A/F时长可例如发生在发动机暖 机期间、在爬坡或其它相对高的发动机载荷期间和在其它的发动机控制、编程确定的场合， 在这些场合中期望在理想配比的空/燃比附近操作。 0024 来自多个气缸的废气气体被混合成废气流，该废气流包括一氧化碳（CO）、未完全 燃烧的碳氢化合物（HC，以丙烯为代表）、和氮氧化物（NOx），废气流此后最初流进并通过氧 化催化剂支撑本体，该本体具有涂覆有氧化催化剂的废气流通道。氧化催化剂的目的是将 一氧化碳转化为二氧化碳并且将残余的碳氢化合物转化为二氧化碳和水。废气气体仍然 NOx并且因此废气流此后被引导通过一个或多个额外的处理本体以进一步处理废气气体。 例。
26、如，流通型、整块式、NOx存储本体（有时称为NOx捕获器）可被用于在稀燃料发动机操作 时长期间吸收并临时地存储NOx并且在理想配比发动机操作期间释放NOx回到废气流中。 继NOx存储本体之后，尿素水溶液可被喷射到废气流内。尿素在热废气流内分解成氨，并且 氨被用在更下游的催化剂本体内，以还原NOx为氮气和水。这种还原NOx的实践被称为NOx 的氨-选择性催化还原NH 3 -SCR）。还有其它合适的还原NOx的实践，但是本发明的Pd氧化 催化剂与NH 3 -SCR实践组合时在转化NOx方面工作良好。 0025 对废气的进一步处理通常包括对柴油颗粒的过滤和通过燃烧将它们消灭。 0026 根据本发明的。
27、实践，目标是维持和利用钯（不含铂）作为废气流在其离开柴油发动 说 明 书CN 104047691 A 5/8页 8 机或稀燃汽油发动机时所遇到的氧化催化剂。通常，并且优选地，钯催化剂被准备为沉积并 支撑在氧化铝颗粒上的纳米尺寸的钯颗粒，氧化铝颗粒提供了高表面积来容纳并分散钯颗 粒。一般而言，优选地将氧化铝支撑的钯催化剂颗粒作为封闭底漆施涂在挤压成型的整块 式支撑本体中的通道的壁表面上。该本体可由陶瓷材料形成，例如堇青石，或者由合适的、 能够承受范围在到约的废气温度的金属形成。催化剂支撑本体通常被形成为圆柱 形，其带有圆形或椭圆形横截面并带有平行的、横向的用于废气流的进口和出口面。支撑本 体通常。
28、在每平方英寸的进口面面积上有400或更多的通道。涂有封闭底漆的本体进而被支 撑在不锈钢容器内，该容器带有进口和出口以引导废气流流动通过支撑本体的通道从而与 作为封闭底漆施涂的钯氧化催化剂颗粒的薄层密接接触。 0027 我们已经仔细研究了Pd/氧化铝催化剂（来自催化剂制造商）在合成废气气体流中 的性能，该废气气体流代表来自以其稀燃料模式操作的柴油发动机的废气。催化剂是氧化 铝支撑的钯颗粒，其被作为封闭底漆施涂到带有流通通道的小圆形堇青石本体。装填是堇 青石本体的每立方英尺的外部体积五十克钯。 0028 初始的惯常实践是将施涂有封闭底漆的堇青石本体在含有十个百分体积的水的 空气中在下加热72小时，。
29、来对氧化铝支撑的钯催化剂进行初始老化。 0029 老化的封闭底漆中含有钯的整块式本体被放置在带有敞开端的管式炉内，并且使 合成废气气体以30000h -1 的空速（SV）经过被加热的本体的通道。废气气体温度被逐渐从 以的速率增加到。离开整块料的气体的组成被分析（FTIR）以确定钯催化剂 在氧化作为废气中的代表性碳氢化合物的丙烯方面的性能。发现50的丙烯被转化成二氧 化碳和水的温度（T 50 ）是。在类似的应用中增加向堇青石本体的钯装填仅提供了丙烯 转化的T 50 的少量减小。得出结论：钯处于其氧化物形式，并且因此要求相对高的废气气体 温度来实现柴油废气流中HC的转化。 0030 此后实施了一系。
30、列测试，其结果示出在图1的曲线图中。图1是模拟的柴油废气 流中的丙烯的标准化转化比例100相对流动通过挤压成型的、堇青石整块式催化剂支撑本 体的通道的废气流的以摄氏度为单位的进口温度102T in 的曲线图，该Pd/Al 2 O 3 作为封闭底 漆涂覆在挤压成型的、堇青石整块式催化剂支撑本体的通道上。堇青石支撑本体被形成为 每平方英寸进口面面积有400个通道，并且圆形圆柱形本体的每立方英尺的外部体积被装 填五十克的作为封闭底漆施涂的钯氧化催化剂。此后将钯氧化催化剂本体在下在空气 （10水）中老化72小时。 0031 模拟的柴油废气气体流按体积由260ppm丙烯（C 3 H 6 ）、200ppm。
31、NO、8氧气、8水、 和余量氮气组成。作为封闭底漆施涂有Pd-Al 2 O 3 的本体被放置在管式炉内并且被逐渐从 加热到约，并且使合成的气体流以30000h -1 的SV经过催化剂本体。使用FTIR分 析器持续地分析离开催化剂本体的气体流并且计算丙烯到二氧化碳和水的比例转化（图1 中的100），其中0代表没有转化而1代表完全转化。图1中的转化曲线A说明了在约 （有时称为T 50 ）的温度下发生的0.5转化（50）。转化曲线A的数据证实了在潮湿空气中 老化的钯样本能够在高于约的温度下完全氧化HC，但是在柴油废气的处理中经常经 历的更低的温度下不太有效。认识到，钯催化剂的这种老化很可能将钯中的一。
32、些或许多转 化为其氧化物中的一个或多个。 0032 根据在本申请的发明内容部分描述的我们的经历，决定让钯催化剂本体（在转化 说 明 书CN 104047691 A 6/8页 9 曲线A测试中使用的）与气体流接触，该气体流被准备成模拟以约理想配比的空/燃比操 作的柴油发动机的气体流。合成气体流按体积由260ppm的丙烯、1的氧气、200ppm的NO 和余量的氮气组成，使合成气体流在的温度下并以30000h -1 的SV经过堇青石本体的通 道，并持续一个小时的时长。进行这个实践的目的是减少钯的许多氧化物含量。后续的测 试已经示出，可在短得多的时长内完成复原，例如在十到六十秒的时长内。 0033 如。
33、此处理过的Pd封闭底漆堇青石本体被再一次暴露给如在获得转化曲线A的 数据中使用的合成稀柴油废气。在三个连续的、基本上同样的测试中得到了丙烯转化曲线 B、C和D，其中Pd-堇青石本体被在炉中用模拟柴油废气气体流加热，该气体流由260ppm丙 烯（C 3 H 6 ）、200ppmNO、8氧气、8水和余量氮气组成。在这些B、C和D测试的每一个中，催 化剂没有被加热到远远高于并且证明了对丙烯的非常好的低温氧化转化活性。 0034 最后，同样的Pd氧化本体被再一次在高温下暴露给氧气和水。该本体在下被 暴露给按体积由20氧气、10水和余量氮气组成的流两个小时。这用来复制在远高于例 如的温度下长时间暴露给稀。
34、柴油废气对催化剂的影响。该催化剂再一次在上述条件 下被暴露给稀柴油废气流。丙烯转化数据在转化曲线E中给出。看到氧化Pd催化剂在高 于的废气温度下保持其氧化能力，但是失去了其大部分的更低温度氧化活性。 0035 因此，我们建议适应和使用目前的汽车的基于计算机的控制系统来评估和维持氧 化铝支撑的钯氧化催化剂的氧化能力，该控制系统被编程为控制和管理发动机操作和废气 气体处理。现在参照图2以进一步说明基于计算机的发动机操作控制和废气流处理控制如 何可被用在本发明的实践中以周期性地评估和维持单钯氧化催化剂转化在短和长操作时 长上、在范围从到约的温度下、并且以在大部分的发动机操作时间期间都远高 于理想配比。
35、比率的A/F比被操作的柴油发动机或其它的稀燃发动机的废气中的CO和HC成 分的能力。 0036 图2示意性地说明了压缩点火内燃发动机10的单个气缸12的一部分，该发动机 通过废气歧管18流体联接到第一流通废气反应器42，该反应器包含单钯氧化整块式转化 器51，以及NOx整块式吸收器53。尿素溶液此后被通过尿素喷射器44喷射入废气流。流通 陶瓷混合器46引起尿素（其在热废气内被转化为氨）与废气流的混合。废气气体此后流动 通过NOx还原反应器48，其包含氨-选择性催化还原（NH 3 -SCR）整块55，在那里NOx被还原 成氮气和水。废气流此后进入第三流通反应器50，其包含第二氧化催化剂整块反应器。
36、57， 反应器57被与柴油颗粒过滤器59组合使用。柴油颗粒过滤器59从废气流去除碳颗粒，并 临时地将它们储存在过滤器本体上。有时燃料被喷射（喷射器61）入经常为富氧的废气流 （使用混合器52）以支持被捕获在过滤器59上的碳颗粒的燃烧，从而将它们转化为二氧化 碳和水。被多次处理的废气此后离开废气系统的端部63。因此，废气处理系统的一部分在 下游稍微独立于Pd-氧化催化剂地完成了废气成分的转化，但是Pd-催化剂的管理必须不 抑制废气气体成分的下游废气转化。 0037 内燃发动机10被构造成以四冲程压缩点火燃烧循环工作，这包括重复执行的进 气-压缩-点火-排气冲程，或者以任何其它的合适的燃烧循环工作。
37、。内燃发动机10优 选地包括进气歧管14、燃烧室16、进气门17和排气门15、废气歧管18、和废气气体再循环 （EGR）系统20，该系统包括EGR阀22和其位置传感器信号78。进气歧管14可包括空气质 量流量感测设备24，其生成对应发动机进气空气的质量流率的信号输出71。进气歧管14 说 明 书CN 104047691 A 7/8页 10 任选地包括空气进口节气门设备23并且信号76对应节气门设备的位置。这些信号被传输 到基于计算机的发动机和废气处理控制系统模块50，该模块持续地接收和使用这些信号， 以及如下文中描述的许多其它信号，来控制发动机操作和废气气体处理。 0038 燃料喷射器28被构。
38、造成响应于从控制模块50接收的脉宽命令77直接将燃料脉 冲喷射进燃烧室16。在一个实施例中，一个或多个压力传感器30被构造成在每个燃烧循环 期间监视发动机10的气缸中的一个气缸或者优选是全部气缸中的缸内压力。旋转位置传 感器25被构造成监视发动机10的曲轴的旋转位置和速度。虽然描述了气缸中的单独一个 12，但是应该意识到，发动机10包括多个气缸，每一个都具有相关联的燃烧室16、燃料喷射 器28和进气门17和排气门15。对发动机10的描述是说明性的，并且本文中描述的概念不 局限于此。尽管内燃发动机10被描述为压缩点火内燃发动机，但是应该意识到，本文中描 述的概念可应用于构造成以稀理想配比A/F操。
39、作的其它内燃发动机，这些发动机可采用本 文描述的钯氧化催化剂本体51和NH 3 -SCR废气后处理系统，该后处理系统包括尿素喷射器 48和SCR整块48。 0039 空/燃比感测设备40和温度感测设备41被构造成监视内燃发动机10的废气气 体供给流，并且优选地生成信号输出，这包括空/燃比信号73和废气气体供给流温度信号 75。A/F和温度感测设备被定位成基于当前的废气气体组成和废气流温度（这两者都是在 钯氧化催化剂本体42的进口处）测量发动机的当前A/F比。它们各自的A/F信号73和温 度进口信号75还被传递到并存储在基于计算机的发动机控制和废气处理控制系统模块50 中。模块50的功能中包括使。
40、用A/F信号73和氧化催化剂进口信号（有时T DOC in ）75来评估 和维持氧化铝支撑的钯氧化催化剂本体51的功能。 0040 发动机10和其控制模块50可在其对发动机10的操作的管理中利用额外的A/F 比感测设备（在图2中未示出），但是A/F感测设备40和T DOC in 感测设备41可被用作基础来 评估和维持氧化铝支撑的钯氧化催化剂本体42的功能。 0041 废气歧管18将内燃发动机10的废气气体供给流引导到Pd氧化转化器42并且 接着经过用于尿素溶液的喷射器43，通过NH 3 -SCR反应器44、并且在经处理的废气流离开 车辆的尾气管之前通过柴油颗粒过滤器46。NOx感测设备45（及。
41、其信号79可被用于监视 NH 3 -SCR催化剂44下游的废气流。额外的温度传感器可被用于监视SCR催化剂（传感器65） 的进口温度并且管理柴油颗粒过滤器46的功能。温度传感器66可被用于监视到第二DOC57 的进口温度并且温度传感器68可被用于监视柴油颗粒过滤器59的进口温度。这些传感器 或测量仪器可发出它们的由控制模块50读取并利用以实现控制和诊断目的的信号。 0042 氧化催化转化器容器42引导发动机废气气体流通过合适的整块式钯氧化催化剂 元件51的通道。这个钯氧化催化剂元件51经常是挤压成型堇青石陶瓷本体，其带有如本 说明书前面所述的许多平行流动通道。 0043 堇青石本体被涂覆有氧化。
42、铝支撑的钯的封闭底漆，以形成氧化催化剂本体51，该 本体能够响应发动机操作条件氧化HC和CO分子，这些操作条件包括空/燃比信号73和T DOC in 信号的当前和最近历史值，这两个信号都在发动机控制和废气处理控制模块50中被接收 以用于评估和维持单钯氧化催化剂本体51的氧化在离开发动机10的废气歧管14的废气 流中的一氧化碳和碳氢化合物的能力。 0044 评估和维持方法优选地根据下面的方法步骤在模块50中使用A/F信号73和温度 说 明 书CN 104047691 A 10 8/8页 11 信号75来实践。 0045 周期地，在发动机操作期间，并且在由发动机和废气流控制系统50预定的氧化催 化。
43、剂诊断时长期间，在废气气体进入氧化催化剂支撑本体51时，在几秒的时长上测量废气 气体（T OC in ）的温度（信号75），并且这些温度信号由模块50使用。在相同的诊断时间期间， 目前A/F值和自上一次诊断时长以来的A/F值（信号73）的最近历史也由控制模块50如下 地进行收集和使用。 0046 作为第一步，在控制模块50中进行的过程考虑当前A/F值。如果当前A/F值是理 想配比值或富燃料值，那么模块就直接终止对氧化催化剂的进一步考虑，直到下一个氧化 催化剂评价周期。因为经历理想配比或当前A/F比的钯催化剂正被暴露给有益于减少封闭 底漆材料中的氧化钯分子的废气组成，无需接着进行对氧化催化剂的诊。
44、断。但是，如果A/F 值是稀燃料，那么由控制系统进行的该过程就继续进行下列步骤。 0047 现在考虑T OC in 的当前值。如果当前T OC in 值大于第一预定温度，例如约，可终 止对氧化催化剂状况的进一步考虑，直到下一个氧化催化剂评价周期。尽管钯催化剂正经 历稀燃料A/F，但废气温度的高度合适以使催化剂继续氧化CO和HC，即使催化剂包含一些 氧化钯。但是如果在稀A/F废气中目前T OC in 值小于（或者其它合适的预定温度），该过 程被继续进行到如下步骤。 0048 在模块50中进行的过程现在考虑钯氧化催化剂是否在具体说明的最近历史时长 期间已经暴露给过T DOC in ，其大于或其它选。
45、择的第二预定温度。如果氧化催化剂还没有 暴露给过或其它的第二预定温度，那么模块终止对氧化催化剂的进一步考虑，直到下 一个氧化催化剂评价周期。认为钯催化剂还没有被氧化，而是正继续提供其氧化活性。但 是如果催化剂已经在稀A/F废气流环境中被暴露给过高于（左右）的温度，那么过程必 须继续进行下面的对被氧化的钯催化剂的复原处理。 0049 该过程的实践现在已得出了如下结论：钯催化剂很可能之前已经被氧化并且现在 具有的在其相对低温度（例如，低于约）下提供合适的催化剂活性给稀废气气体的能力 已减小。因此，发动机控制模块采取行动在复原时长上将发动机操作模式从稀燃料A/F改 变为理想配比或富燃料A/F，该复原。
46、时长被确定为足以使用废气流来复原钯氧化催化剂。换 句话说，在十到约六十秒的时长上，这取决于通过氧化反应器的质量流速，发动机被操作以 减少废气流中的氧含量，同时短暂地维持足够的HC含量来有效地减少催化剂中的氧化钯 含量。用于含有PdO的催化剂的所选A/F和短暂减少时长的持续时间被选择为合适地减少 其氧化物含量并且复原或恢复其在稀A/F废气流中的相对地废气气体温度下对CO和HC的 氧化进行催化的活性。 0050 钯催化剂的复原结束了催化剂的当前评估和维持周期。但是在预定时长的发动机 操作后，重复诊断程序。这种评估和维持过程可在控制模块感测到废气温度最近已落在约 以下但发动机继续以稀A/F模式被操作时被重复。 0051 因此，已经公开了本发明的优选的且说明性的实践。但是这些示例不是用于限制 本发明的范围。 说 明 书CN 104047691 A 11 1/2页 12 图 1 说 明 书 附 图CN 104047691 A 12 2/2页 13 图 2 说 明 书 附 图CN 104047691 A 13 。