CN104564275B - 用于监控碳氢化合物吸附剂的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监控碳氢化合物吸附剂的方法和系统。具体地，提供了一种催化剂和用于形成该催化剂的方法，该催化剂包括催化剂主体，该催化剂主体具有设置于其上的碳氢化合物吸附剂材料和储氧能力材料。

Description

用于监控碳氢化合物吸附剂的方法和系统
技术领域
本发明涉及发动机控制系统，更具体地，涉及用于监控碳氢化合物吸附剂的系统。
背景技术
本文所提供的背景说明是用于大体上呈现本发明背景的目的。发明人的一部分工作在背景技术部分中被描述，这部分内容以及在提交申请时该描述中不另构成现有技术的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。
对来自内燃发动机的排放水平的减少正越来越多地进行管理。碳氢化合物就是被管理的排气成分的一个示例。主动式碳氢化合物吸附剂是一种新兴的技术，其可以帮助车辆满足关于排气的日益增强的管理。通常，使用温度传感器来指示碳氢化合物吸附剂的功能。该功能检查是关于旁通阀以及基底热质量的检查。由于该功能检查的有限信息，所以提供的功能检查可能不能满足未来的管理。
发明内容
根据本发明的发动机控制系统提供了一种用于确定碳氢化合物吸附剂健康状况的方法。
在本发明的一个方面，一种方法包括：将储氧能力材料施用至催化剂主体，并将碳氢化合物吸附剂施用至催化剂主体。
在本发明的另一个方面，一种催化剂包括：具有设置于其上的碳氢化合物吸附剂材料和储氧能力材料的催化剂主体。
从本文所提供的描述，更多的应用领域将变得明显。应当理解的是，描述和具体示例仅仅用于说明之目的，而并不意图限制本发明的范围。
本发明还提供了以下方案：
1．一种催化剂，包括：
催化剂主体，所述催化剂主体具有设置于其上的碳氢化合物吸附剂材料和储氧能力材料。
2．如方案1所述的催化剂，其中，所述碳氢化合物吸附剂材料和储氧能力材料被设置在载体涂层内。
3．如方案2所述的催化剂，进一步包括基底，其中所述载体涂层被设置在所述基底上。
4．如方案3所述的催化剂，其中，所述基底包括直接设置在所述基底上的第一层，以及设置在所述第一层上的第二层。
5．如方案4所述的催化剂，其中，所述第一层包括碳氢化合物吸附剂材料，并且其中所述第二层包括储氧能力材料。
6．如方案4所述的催化剂，其中，所述第一层包括储氧能力材料，并且其中所述第二层包括碳氢化合物吸附剂材料。
7．如方案3所述的催化剂，其中，所述第二层设置在所述催化剂主体的前部。
8．如方案3所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料包括氧化铈CeO2。
9．如方案1所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料包括均匀分布在载体涂层内的CeO2。
10．如方案1所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料不均匀分布在载体涂层内。
11．如方案1所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料被分布成相邻于所述催化剂主体的前部。
12．如方案1所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料以快于或等于所述碳氢化合物吸附剂材料的速率退化。
13．如方案1所述的催化剂，其中，所述催化剂主体具有环形的截面。
14．如方案1所述的催化剂，其中，所述碳氢化合物吸附剂材料包括沸石，其中所述储氧能力材料以快于或等于所述沸石的速率退化。
15．一种形成催化剂的方法，包括：
将储氧能力材料应用到催化剂主体；以及
将碳氢化合物吸附剂应用到所述催化剂主体。
16．如方案15所述的方法，其中，应用储氧能力材料包括应用比所述碳氢化合物吸附剂材料退化得快或退化速率相等的储氧能力材料。
17．如方案15所述的方法，其中，将储氧能力材料应用到催化剂主体包括将所述储氧能力材料应用到基底的第一层，并且应用碳氢化合物吸附剂包括将所述碳氢化合物吸附剂材料应用为所述第一层上的第二层。
18．如方案15所述的方法，其中，将储氧能力材料应用到催化剂主体包括将所述储氧能力材料应用到基底的第二层，并且应用碳氢化合物吸附剂包括将所述碳氢化合物吸附剂材料应用为第一层。
19．如方案15所述的方法，其中，将储氧能力材料应用到催化剂主体包括将所述储氧能力材料应用到所述催化剂主体的前部。
20．如方案15所述的方法，其中，将储氧能力材料应用到催化剂主体包括将所述储氧能力材料应用到所述催化剂主体的后部。
附图说明
从详细描述和所附附图，本发明将被更加充分地理解，附图中：
图1是根据本发明的发动机控制系统的功能框图；
图2是图1的控制模块的框图；
图3是示出了用于监控碳氢化合物吸附剂的方法的流程图；
图4是示出了用于监控与碳氢化合物吸附剂相关联的旁通阀的方法的流程图；
图5是上游排气成分传感器和下游排气成分传感器的曲线图，在这些传感器中吸附剂具有高的排气成分储存能力；
图6是上游排气成分传感器和下游排气成分传感器的曲线图，其中，这些传感器信号之间的时间指示了低的排气成分储存能力；
图7是根据本发明第一实施例的催化剂的剖面图；
图8是根据本发明第二实施例的基底的剖视图；
图9是根据本发明第二实施例的第二种基底的剖视图；
图10是根据本发明第四实施例的催化剂的剖面图；
图11是根据本发明第五实施例的催化剂的剖面图；以及
图12是用于形成根据本发明的催化剂的方法的流程图。
具体实施方式
以下说明在本质上仅仅是示例性的，并且决不意图限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标记来指示相似的元件。如这里所用，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为是使用了非排他性逻辑“或”的逻辑“A或B或C”。应当理解的是，在不改变本发明原理的情况下，方法中的步骤可以以不同的顺序执行。
如这里所用，术语“模块”指的是专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器（共享处理器、专用处理器、组处理器）和储存器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其它合适部件。
以下公开内容陈述了使用氧传感器来测量排气成分。然而，也可以测量其它排气成分以检验碳氢化合物吸附剂的功能。本发明可以应用于主动式和被动式HC吸附剂。
现在参考图1，其示出了与发动机12连通的排气系统10。排气系统10包括第一三元催化剂14、排气导管16、以及第二三元催化剂18。来自发动机12的排气流动穿过排气歧管20，并且进入到排气系统10中。
碳氢化合物吸附剂30被设置在排气导管16内的第一三元催化剂14和第二三元催化剂18之间。碳氢化合物吸附剂30可以是圆柱形状的，并且具有从中穿过的通路32。通路32可以由通道壁34限定。旁通阀40可以被设置在通路32内。通过打开和关闭旁通阀40，由箭头42表示的排气可以在旁通阀40打开时被引导穿过通路32，由此基本上旁路绕过碳氢化合物吸附剂30。当旁通阀40关闭时，其阻塞通路32，由此碳氢化合物吸附剂30接收排气42。
碳氢化合物吸附剂30具有第一端44，其可以被称为入口或上游端。第一端44被设置成最先接收排气42。这样，碳氢化合物吸附剂30的第一端44被设置成朝向第一三元催化剂14和发动机12。碳氢化合物吸附剂30的第二端46被设置成朝向排气导管16的出口或下游端，从而朝向第二三元催化剂18。
碳氢化合物吸附剂30可以包括具有排气成分储存能力功能的材料。在本发明中，排气成分是氧，因而碳氢化合物吸附剂包括储氧能力功能。储氧能力（OSC）材料50被示出为是碳氢化合物吸附剂44内的方框。然而，储氧能力材料50可以被设置在整个碳氢化合物吸附剂30中。储氧能力材料50可以具有热稳定性，其以等于或者比碳氢化合物吸附剂30更快的速度退化。吸附剂催化剂的储氧能力与其排放性能相关联。OSC材料50提供了氧缓存器。这样，可以测量储氧材料的氧存储情况来确定吸附剂30的健康情况。类似地，对储氧能力的测量除了对吸附剂健康情况进行诊断之外还允许对阀40的功能进行诊断。发动机控制中“贫到富”的过渡以及改变氧含量的时间都可以被用来确定吸附剂的健康情况。
第一排气成分传感器60被设置在排气导管16内，并且生成对应于排气导管16内排气成分水平的第一排气成分信号。在关于本示例的实施中，排气成分传感器可以是排气氧传感器。
排气成分传感器62也可以被设置在碳氢化合物吸附剂30中，以便确定排气成分在吸附剂30内的存储水平。在本示例的实施中，排气成分吸附剂62可以是氧传感器，其生成对应于碳氢化合物吸附剂内排气成分的信号。来自传感器60的第一排气成分信号和来自排气传感器62的第二排气成分传感器信号都被传送到控制模块70。控制模块70还可以与旁通阀40通信，以便控制该旁通阀的打开和关闭。尽管传感器62被示出是在吸附剂内，但是传感器62可以位于吸附剂下游，例如位于TWC 18之前或TWC 18之后。
现在参考图2，其进一步详细地示出了控制模块70。控制模块70包括排气成分确定模块102，其可以与图1中所示的传感器60通信。排气成分确定模块102确定关于排气流中特定排气成分（例如氧）的排气成分水平。
吸附剂排气成分确定模块104确定吸附剂内的排气成分的量。传感器62可以生成由模块104使用的信号。来自排气成分确定模块104的排气成分信号可以被传送到吸附剂排气储存能力确定模块106。同样，如下所述那样，可以从模块104中测量的排气成分的量或者从与“贫到富”的过渡相关联的时间直接导出吸附剂的排气成分储存能力。
比较模块108可以接收来自排气成分确定模块102的排气成分信号。比较模块108可以接收来自吸附剂排气成分确定模块104的吸附剂排气确定模块信号，或者可以接收来自吸附剂排气成分储存能力确定模块106的排气成分储存能力。通过将排气内的排气成分的量与吸附剂内的成分储存能力或者所储存的排气量进行比较，该比较模块可以在故障指示器模块110处生成故障指示。比较模块108可以将模块102中测得的排气成分减去模块104中测得的排气成分，并将该差和阈值进行比较。在对阈值的比较中，可以启用故障指示器模块110。类似地，比较模块108还可以将排气成分储存能力106与来自模块102的排气内排气成分的量进行比较。当排气储存能力的量已经被排气内的排气成分使用时，吸附剂工作正常。然而，如果可获得不期望的储存能力的量，那么吸附剂可能没有正常起作用，因而故障指示器模块110可以指示故障。正如可以看到的那样，基于排气流内的排气成分和吸附剂内的排气成分可以确定许多不同的方法。至少，执行吸附剂和排气流内的排气量之间的比较。
比较模块108还可以在第一传感器60和第二传感器62之间比较“贫到富”过渡之间的时间。如果测量的时间大于时间阈值，则吸附剂正常起作用（即，具有足够的储氧能力）。
旁通阀操作模块112还可以被包括在控制模块70内。旁通阀操作模块112可以与变化确定模块114通信。该变化确定模块还可以接收来自排气成分确定模块102、吸附剂排气成分确定模块104、或者吸附剂排气成分储存能力确定模块106、或它们的组合的信号。变化确定模块114可以确定排气的量或者吸附剂内排气成分储存能力的量的变化。阀操作模块112可以打开或关闭阀，从而可以确定储存在吸附剂内的成分气体的量中的变化情况。以和上述类似的方式，可以将排气流中排气气体量之间的差与吸附剂内的量进行比较。这可以在两个不同的时刻被执行，包括在旁通阀被打开和关闭之时。吸附剂内的排气量在打开和关闭之间的差异应当是明显的。如果变化不明显，则该阀可能没有正确工作。这可以通过使关闭和打开时的气体成分的量相减或者将它们进行比较，并将差与阈值进行比较从而得以执行。如果该差没有高于阈值，则阀没有正确操作。
故障指示器模块110可以与车载诊断（OBD）接口116通信。车载诊断接口116可以提供到车载诊断系统的接口，该车载诊断系统可位于控制模块70外。车载诊断接口可以响应于阀操作中或者吸附剂中的错误而提供故障代码或其它故障信号。
现在参考图3，其示出了确定吸附剂故障的方法。在步骤210中，发动机被操作。可以在常规的操作期间执行诊断。然而，在步骤212中还可以在启动状况部分期间执行诊断，其可能需要产生一定量的排气成分。例如，发动机可能以富状况、贫状况、或其它受控方式（例如，在“贫到富”的过渡期间）运行。其它启动状况可包括运行时间和吸附剂温度。在步骤214中，开始碳氢化合物吸附剂性能监控步骤。在步骤216中，确定排气系统中的排气成分水平。这可以使用图1中所示的排气传感器60来执行。过渡的时间可以被记录。在步骤218中，可以关闭控制阀。在步骤220中，确定吸附剂中的排气成分水平。在步骤222中，如果排气成分对应于充足的能力，则在步骤224中将空气燃料比从贫切换到富。步骤226确定吸附剂内的排气成分储存能力。这直接由来自步骤220的排气成分水平确定。在步骤228中，可以确定最小可获取的OSC能力。在步骤230中，将测量的排气成分水平和排气成分储存能力进行比较。该比较在步骤220中的排气成分水平和来自步骤226的储存能力之间进行。在步骤232中，如果所测量的排气成分水平低于最小排气成分储存能力，那么控制方法前进到步骤234以生成故障信号。该故障信号可以是可听的故障信号或可视的故障信号。该故障信号还可以是存储在车载诊断系统中的故障信号。当最小储存能力被超过时，再次执行步骤210。
如上所述，实际排气成分存储能力可以直接由氧传感器信号或者由第一氧传感器60和第二氧传感器62之间的过渡间的时间来确定。这样，当两个时间相减时，则可以确定时间段差值，并将该时间段差值与时间差值阈值进行比较，以便确定氧储存能力。例如，当过渡之间的时间较短时，吸附剂的氧储存能力较低，而当过渡间的时间较高或者高于阈值时，则吸附剂可以包括充足的氧储存能力。
现在参考图4，其示出了与上述参照图3所描述的方法类似的方法。在步骤310中，发动机可以以特定的方式操作。如上所述，发动机操作可以与用于图3中测试吸附剂的操作不同。在下述方法中，关于功能性对旁通阀进行测试。同样地，发动机可以以特定方式操作，例如富模式、贫模式、或者二者的组合。
在步骤320中，进入旁通阀监控模式。在步骤322中，排气成分水平可以由图1的排气成分传感器60确定。该步骤类似于图3的步骤222。步骤324确定吸附剂中的排气成分水平。该步骤类似于图3的步骤224。在步骤326中，确定吸附剂的排气成分储存能力。这类似于上面在图3中描述的步骤226。应当注意的是，步骤322～326中的一个或全部可以被执行，以便确定旁通阀是否正确操作。还有，步骤322～326可以在不同的时刻被确定，例如当期望旁通阀在控制模块70的控制下被打开时，以及当期望旁通阀在控制模块70的控制下被关闭时。在步骤328处，排气成分水平和排气成分储存能力可以被比较。再一次地，这是取决于所选监控类型的任选步骤。
在步骤330处，可以确定吸附剂的排气成分储存能力中的变化，或者可以确定排气成分是否对应于排气成分储存能力。如果当所述阀打开或关闭时在排气成分储存能力中没有变化，或者排气成分不对应于排气成分储存能力，则在步骤332处生成故障指示。如果排气成分的确对应于排气成分储存能力，则步骤310可以被再次执行，其中发动机被操作直到确定旁通阀起作用时为止。
现在参照图5，其示出了氧传感器上游（O2传感器之前）和氧传感器下游（或O2传感器之后）的输出。在第一时间段T1期间，发动机化学计量地进行操作，导致了储存在吸附剂内的未限定的氧气量。在时间段T2期间，发动机操作在贫状态中。这允许吸附剂能力确定开始于预定参考水平。在时间段T2和T3之间，执行“贫到富”的过渡。T2-T3过渡和T4之间的时间对应于与吸附剂的氧储存能力相对应的时间段T3。这样，在氧传感器上游（或之前）的过渡和氧传感器下游的过渡之间的过渡的时间提供了直接对应于吸附剂的氧储存能力的时间T3。应当注意的是，操作在富状态中然后从富状态切换到贫状态也是可以使用的。运行在富状态中将充分消耗OSC材料到已知的量。两种方式应当被认为是等同的，并且都能够使用本文的教导来执行。
现在参考图6，时间段T1和T2直接对应于图5中所示出的那些时间段，因此将不再进一步说明。然而，在T5和T6之间的时间段和图5中所示的时间段T3相比要小一些。该氧储存能力的小的指标可以指示吸附剂的氧储存容纳减小，因而吸附剂没有正常操作。
现在参考图7，其示出了催化剂410的剖面图。催化剂410的截面可以是环形的，使得形成穿过催化剂410的旁路32。催化剂410包括催化剂主体412。催化剂主体412可以在其上具有载体涂层（washcoat）。载体涂层包括诸如沸石之类的碳氢化合物（HC）吸附剂材料414。碳氢化合物吸附剂材料414可以与载体涂层一起使用。
储氧能力（OSC）材料416还可以设置在基底主体412上。基底主体412可以包括在载体涂层内的OSC材料416。储氧能力材料可以是氧化铈（CeO2）。OSC材料416可以被设计成以大于或等于HC吸附剂材料414内的沸石材料的速率退化。使用载体涂层，可以应用碳氢化合物吸附剂材料414和储氧能力材料416这两者。载体涂层可以应用以散置有储氧能力材料416的均匀层的形式的碳氢化合物吸附剂材料。储氧能力材料可以是高表面积的氧化铈颗粒，该氧化铈颗粒在尺寸上小于15纳米。该颗粒的表面积可以在100 m2/g以上。诸如金、铜、银或铂之类的痕量的金属可以被包含在储氧能力材料内。浓度可以是1 g/ft3。额外的痕量金属可以增强氧化铈的储氧能力。储氧能力材料匹配于碳氢化合物吸附剂材料的停用温度。通过添加或去除痕量的具体金属以改变发生停用的温度范围，该材料可以被修改。可以进行温度的改变以用于如设计工艺所需要那样的各种配置。通过使用在吸附剂载体涂层中的材料，可以如上所述那样进行排放相关的诊断。如上面在图1中所示，前氧传感器和后氧传感器或者含氧感知器可以被用来测量储氧情况，其可以被用来使碳氢化合物排放和储氧情况相关联。
现在参考图8，一种用于形成催化剂410′的方法包括基底450，基底450具有设置在其每一侧上的第一层452。第一层452包括储氧能力材料。第二层454被设置在第一层452上。第二层454包括碳氢化合物吸附剂材料。储氧容纳材料和碳氢化合物吸附剂材料都如上所述。
储氧能力材料可以改善对碳氢化合物积垢、焦化、或催化剂污染的抵抗。
现在参考图9，其示出了类似于图8所示情况的实施例。在该示例中，催化剂410″包括如上所示的基底450。在该示例中，HC吸附剂涂层462被应用到基底450的每一侧。储氧能力层464被应用到每个HC吸附剂涂层材料层。
现在参考图10，其中催化剂410″′被示出为具有设置在载体涂层内的碳氢化合物吸附剂材料470。示出了设置成朝向催化剂主体474的前部或排气接收部分（朝向发动机）的外涂层或区域涂层472。这允许储氧能力材料被设置在所需的位置中。区域涂层472可以在载体涂层之后被应用。
现在参考图11，储氧能力区域490被示出为朝向催化剂410″′的后部或出口部分。在该实施例中，增加的储氧能力可以被放置成朝向催化剂410″′的后部（朝向排气尾管）。
现在参考图12，示出了形成催化剂的方法。在步骤510中，提供环形的基底。该环形的基底被形成为使得在其中形成旁路通道32。在步骤512中，储氧能力材料被应用到该基底。该储氧能力材料可以被应用在该基底材料的载体涂层内或区域内。
在步骤514中，碳氢化合物吸附剂材料还被应用到基底。碳氢化合物吸附剂材料和储氧能力材料二者可以被同时应用在载体涂层内。另外，碳氢化合物吸附剂材料可以在储氧能力材料之前或者在应用储氧能力材料之后被应用到该基底。
在碳氢化合物吸附剂材料和储氧能力材料被应用到该基底后，该催化剂被用在如上所述的诊断方法中。
本领域的技术人员现在能够从前述说明中认识到本发明的宽广教导能够以各种形式被实施。因此，尽管已经联系本发明的特定示例对其进行了描述，但是本发明的真实范围不应当被限制于此，这是因为在研究了附图、说明书和所附权利要求之后，其它的修改对于本领域技术人员而言将变得明显。

Claims (13)

1.一种催化剂，包括：
催化剂主体，所述催化剂主体配置用于从发动机接收排气，其中所述催化剂主体包括设置于其上的碳氢化合物吸附剂材料和储氧能力材料，以及
其中储氧能力材料包括痕量的第一金属，其中第一金属包括金、铜、银或铂的至少一种，其中储氧能力材料匹配碳氢化合物吸附剂材料的停用温度，并且添加或去除痕量的具体金属以改变发生停用的温度范围，
其中，所述碳氢化合物吸附剂材料和储氧能力材料被设置在载体涂层内，
进一步包括基底，其中所述载体涂层被设置在所述基底上，
其中，其进一步包括直接设置在所述基底上的第一层，以及设置在所述第一层上的第二层，其中：
所述第一层包括储氧能力材料；并且
所述第二层包括碳氢化合物吸附剂材料，
其中，储氧能力材料比所述碳氢化合物吸附剂材料退化得快或退化速率相等。
2.如权利要求1所述的催化剂，其中：
所述储氧能力材料包括氧化铈（CeO2）；并且
CeO2均匀分布在载体涂层内。
3.如权利要求1所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料是以下之一：（i）设置成朝向所述催化剂主体的排气接收部分，或者（ii）设置成朝向所述催化剂主体的出口部分。
4.如权利要求3所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料设置成（i）朝向所述催化剂主体的出口部分，和（ii）在碳氢化合物吸附剂材料中。
5.如权利要求3所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料设置成（i）朝向所述催化剂主体的排气接收部分，和（ii）在碳氢化合物吸附剂材料中。
6.如权利要求1所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料包括均匀分布在载体涂层内的CeO2。
7.如权利要求1所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料不均匀分布在载体涂层内。
8.如权利要求1所述的催化剂，其中，所述储氧能力材料被分布成相邻于所述催化剂主体的前部。
9.如权利要求1所述的催化剂，其中，所述催化剂主体具有环形的截面。
10.如权利要求1所述的催化剂，其中：
所述碳氢化合物吸附剂材料包括沸石；并且
所述储氧能力材料以快于或等于所述沸石的速率退化。
11.一种形成催化剂的方法，所述方法包括：
设置储氧能力材料中的痕量的第一金属，其中第一金属包括金、铜、银或铂的至少一种；
使储氧能力材料匹配碳氢化合物吸附剂材料的停用温度，并且添加或去除痕量的具体金属以改变发生停用的温度范围；
将储氧能力材料应用到催化剂主体，其中所述催化剂主体配置用于从发动机接收排气；以及
将碳氢化合物吸附剂材料应用到所述催化剂主体，
其中，储氧能力材料比所述碳氢化合物吸附剂材料退化得快或退化速率相等，
其中：
将储氧能力材料应用到催化剂主体包括将所述储氧能力材料应用到基底的第一层；并且
应用碳氢化合物吸附剂材料包括将所述碳氢化合物吸附剂材料应用为所述第一层上的第二层。
12.如权利要求11所述的方法，其中，将储氧能力材料应用到催化剂主体包括将所述储氧能力材料应用到所述催化剂主体的前部。
13.如权利要求11所述的方法，其中，将储氧能力材料应用到催化剂主体包括将所述储氧能力材料应用到所述催化剂主体的后部。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2473215A (en) * 2009-09-03 2011-03-09 Johnson Matthey Plc HC trap system comprising an oxygen storage component material
US8505282B2 (en) * 2011-09-09 2013-08-13 GM Global Technology Operations LLC Selective catalytic reduction (SCR) device control system
CN102718190A (zh) * 2012-07-04 2012-10-10 西北师范大学 高锰酸钾/硅钛柱撑蒙脱土纳米复合储氧材料及其制备方法
DE102018219332A1 (de) * 2018-11-13 2020-05-14 Continental Automotive Gmbh Abgasreinigungsanordnung und Kraftfahrzeug
JP7360339B2 (ja) * 2020-02-14 2023-10-12 株式会社Subaru 排気ガス浄化装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1187780A (zh) * 1995-06-15 1998-07-15 恩格尔哈德公司 柴油发动机废气催化剂及其使用方法
CN1218423A (zh) * 1996-05-14 1999-06-02 恩格尔哈德公司 包括复合层上游区的废气催化剂

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4206699C2 (de) * 1992-03-04 1996-02-01 Degussa NO¶x¶-Verminderung im mageren Abgas von Kraftfahrzeugmotoren
JP3658115B2 (ja) * 1996-11-20 2005-06-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6026639A (en) * 1997-11-03 2000-02-22 Engelhard Corporation Apparatus and method for diagnosis of catalyst performance
AU3765299A (en) 1998-05-07 1999-11-23 Engelhard Corporation Catalyzed hydrocarbon trap and method using the same
US6151547A (en) * 1999-02-24 2000-11-21 Engelhard Corporation Air/fuel ratio manipulation code for optimizing dynamic emissions
JP2001073746A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Honda Motor Co Ltd 排ガス吸着材の劣化状態評価方法
US20020082163A1 (en) * 2000-12-22 2002-06-27 Yan Jiyang Reverse-layered, catalyzed adsorber system
US7198952B2 (en) * 2001-07-18 2007-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration detecting apparatus and method
US6756336B2 (en) * 2002-02-01 2004-06-29 Cataler Corporation Catalyst for purifying exhaust gases
JP4225735B2 (ja) * 2002-03-01 2009-02-18 バブコック日立株式会社 窒素酸化物除去用触媒、その製造方法および窒素酸化物の除去方法
US7332135B2 (en) * 2002-10-22 2008-02-19 Ford Global Technologies, Llc Catalyst system for the reduction of NOx and NH3 emissions
JP4770132B2 (ja) 2004-06-22 2011-09-14 三菱自動車工業株式会社 Ｈｃ吸着触媒及びこれを用いた排気ガス浄化装置
JP4466451B2 (ja) * 2005-04-22 2010-05-26 三菱自動車工業株式会社 未燃成分吸着触媒の判定装置
JP4766238B2 (ja) 2005-09-08 2011-09-07 三菱自動車工業株式会社 Ｈｃ吸着材の劣化判定装置
CN101069856A (zh) * 2006-05-12 2007-11-14 崔建光 柴油引擎尾气污染物氧化催化剂
JP2008100152A (ja) 2006-10-18 2008-05-01 Cataler Corp 排ガス浄化用触媒
JP5173180B2 (ja) 2006-10-30 2013-03-27 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
JP2008296090A (ja) 2007-05-29 2008-12-11 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化触媒、排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
US8041501B2 (en) * 2009-01-26 2011-10-18 GM Global Technology Operations LLC Method and system for monitoring an active hydrocarbon adsorber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1187780A (zh) * 1995-06-15 1998-07-15 恩格尔哈德公司 柴油发动机废气催化剂及其使用方法
CN1218423A (zh) * 1996-05-14 1999-06-02 恩格尔哈德公司 包括复合层上游区的废气催化剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汽车尾气处理用铈锆基催化剂的研究;吴韶亮;《工程科技I辑》;中国学术期刊（光盘版）电子杂志社;20080315(第03期);第6-90页 *

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