专利名称：混合催化剂对流预加热系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及排气系统的催化转化器。
背景技术：
这里提供的背景描述用于总体上展现本公开背景的目的。在本背景技术部分中描述的当前署名发明人的工作以及在申请时不得以其它方式作为现有技术的说明书中的各方面，既不明确地也不隐含地被承认为抵触本公开的现有技术。催化转化器被用于内燃发动机(ICE)的排气系统中以减少排放。作为示例，三效催化剂转化器(TWC)减少排气系统内的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物。三效转化器将氮氧化物转化为氮和氧、将一氧化碳转化为二氧化碳、并且使未燃碳氢化合物氧化以产生二氧化碳和水。催化转化器通常开始工作的平均起燃温度是大约200_350°C。因此，催化转化器在发动机的冷启动时发生的暖机时段期间不工作或者提供微小的减排。在暖机时段之后，催化转化器的操作温度可以是大约400-900°C。催化转化器的效率随着操作温度的增加而改善。基于所述原因，催化转化器在冷启动时越快地增加到起燃温度，则排气系统的减排性能越好。混合电动车辆可以包括ICE和一个或多个电动马达。ICE可以具有带有催化转化器的排气系统。ICE可以被重复地停用和/或被停用延长的时间段以节约燃料。当ICE被停用时，催化转化器的温度降低。启动/停止车辆(start/stop vehicle)包括ICE并且在例如ICE空闲时段中并且/或者当该启动/停止车辆的速度是0 m/s时停用ICE。结果，催化转化器在启动混合电动车辆和启动/停止车辆时可能提供有限的减排性能。
发明内容
在一个实施例中，提供了催化剂加热系统并且该催化剂加热系统包括监测模块、 模式选择模块和电加热催化剂(EHC)控制模块。监测模块监测(i )发动机的排气系统中的催化剂组件的非EHC的第一温度和(ii)催化剂组件的有效催化剂容积中的至少一者。模式选择模块被设置成基于第一温度和有效催化剂容积中的至少一者来选择EHC加热模式并且产生模式信号。EHC控制模块基于模式信号来控制通向催化剂组件的EHC的电流。在其他特征中，提供了催化剂加热系统并且该催化剂加热系统包括第一监测模块，其监测发动机的排气系统中的催化剂组件的非EHC的第一温度。第二监测模块监测催化剂组件的EHC的第二温度。模式选择模块被设置成基于第一温度和第二温度来选择发动机速度维持模式和空气泵送模式并且产生模式信号。空气泵送模块在空气泵送模式期间发动至少一个泵送动作来将空气泵送到催化剂组件的入口中。所述至少一个泵送动作包括 (i)在发动机被停用时使发动机的曲轴旋转，以及(ii)致动空气泵。在其他特征中，提供了操作催化剂加热系统的方法。该方法包括监测(i)发动机的排气系统中的催化剂组件的非EHC的第一温度和(ii)催化剂组件的有效催化剂容积中的至少一者。基于第一温度和有效催化剂容积中的至少一者来选择EHC加热模式并且产生模式信号。基于模式信号来控制通向催化剂组件的EHC的电流。本发明还提供了以下技术方案。方案1. 一种催化剂加热系统，包括
第一监测模块，其监测下列各项中的至少一项(i)发动机的排气系统中的催化剂组件的非电加热催化剂的第一温度，和(ii)催化剂组件的有效催化剂容积；
模式选择模块，其设置成基于第一温度和有效催化剂容积中的至少一者来选择电加热催化剂加热模式并且产生模式信号；以及
电加热催化剂控制模块，其基于模式信号控制通向催化剂组件的电加热催化剂的电流。方案2.根据方案1所述的催化剂加热系统，还包括 第二监测模块，其监测电加热催化剂的第二温度，
其中，模式选择模块被设置成基于第二温度来选择发动机速度维持模式和空气泵送模式并且产生模式信号；以及
空气泵送模块，其在空气泵送模式期间发动至少一个泵送动作来将空气泵送到催化剂组件的入口中，
其中，所述至少一个泵送动作包括(i)在发动机被停用时使发动机的曲轴旋转，以及致动空气泵。方案3.根据方案2所述的催化剂加热系统，其中，当发动机被停用时，发动机的火花和燃料被禁用。方案4.根据方案2所述的催化剂加热系统，还包括第一比较模块，其将有效催化剂容积与预定容积相比较并且产生比较信号，
其中，当比较信号指示出有效催化剂容积小于预定容积时，模式选择模块选择空气泵送模式。方案5.根据方案2所述的催化剂加热系统，还包括第一比较模块，其将第一温度与催化剂起燃温度相比较并且产生第一比较信号，
其中，当第一比较信号指示出第一温度小于起燃温度时，模式选择模块选择空气泵送模式。方案6.根据方案5所述的催化剂加热系统，还包括第二比较模块，其将第二温度与最大电加热催化剂对流温度相比较并且产生第二比较信号，
其中，当第二比较信号指示出第二温度大于最大电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择空气泵送模式，以及
其中，当第二比较信号指示出第二温度小于或等于最大电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择发动机速度维持模式。方案7.根据方案6所述的催化剂加热系统，还包括第三比较模块，其将第二温度与最小电加热催化剂对流温度相比较并且产生第二比较信号，
其中，当第二比较信号指示出第二温度小于最小电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择发动机速度维持模式，以及
其中，当第二比较信号指示出第二温度大于或等于最小电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择空气泵送模式。方案8.根据方案2述的催化剂加热系统，还包括催化剂组件，其中催化剂组件包括
非电加热催化剂；和
在非电加热催化剂上游的电加热催化剂；以及
其中，电加热催化剂控制模块在空气泵送模式期间将热从电加热催化剂传递到非电加热催化剂。方案9.根据方案2所述的催化剂加热系统，其中电加热催化剂控制模块在空气泵送模式期间致动空气泵以将环境空气泵送到催化剂组件上游的排气系统中。方案10.根据方案2所述的催化剂加热系统，其中，当发动机速度小于预定速度时，模式选择模块被设置成选择空气泵送模式。方案11.根据方案2所述的催化剂加热系统，其中，电加热催化剂控制模块控制电动马达的运转以便
在发动机速度维持模式期间防止曲轴旋转；和在空气泵送模式期间允许曲轴旋转。方案12.根据方案1所述的催化剂加热系统，第一监测模块基于发动机速度、流率、以及电加热催化剂的电流和电压中的至少一者来估计第一温度和有效催化剂容积中的至少一者。方案13. —种催化剂加热系统，包括
第一监测模块，其监测发动机的排气系统中的催化剂组件的非电加热催化剂的第一温
度；
第二监测模块，其监测催化剂组件的电加热催化剂的第二温度； 模式选择模块，其被设置成基于第一温度和第二温度来选择发动机速度维持模式和空气泵送模式并且产生模式信号；以及
空气泵送模块，其在空气泵送模式期间发动至少一个泵送动作来将空气泵送到催化剂组件的入口中，
其中，所述至少一个泵送动作包括(i)在发动机被停用时使发动机的曲轴旋转，以及 (ii)致动空气泵。方案14.根据方案13所述的催化剂加热系统，还包括第一比较模块，其将第一温度与催化剂起燃温度相比较并且产生第一比较信号，
其中，当第一比较信号指示出第一温度小于起燃温度时，模式选择模块选择空气泵送模式。方案15.根据方案14所述的催化剂加热系统，还包括第二比较模块，其将第二温度与最大电加热催化剂对流温度相比较并且产生第二比较信号，
其中，当第二比较信号指示出第二温度大于最大电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择空气泵送模式，以及
其中，当第二比较信号指示出第二温度小于或等于最大电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择发动机速度维持模式。方案16.根据方案15所述的催化剂加热系统，还包括第三比较模块，其将第二温度与最小电加热催化剂对流温度相比较并且产生第二比较信号，
其中，当第二比较信号指示出第二温度小于最小电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择发动机速度维持模式，以及
其中，当第二比较信号指示出第二温度大于或等于最小电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择空气泵送模式。方案17. —种操作催化剂加热系统的方法，包括
监测下列各项中的至少一项(i)发动机的排气系统中的催化剂组件的非电加热催化剂的第一温度，和(ii)催化剂组件的有效催化剂容积；
基于第一温度和有效催化剂容积中的至少一者来选择电加热催化剂加热模式并且产生模式信号；以及
基于模式信号控制通向催化剂组件的电加热催化剂的电流。方案18.根据方案17所述的方法，还包括 监测电加热催化剂的第二温度，
基于第二温度来选择发动机速度维持模式和空气泵送模式并且产生模式信号；以及在空气泵送模式期间发动至少一个泵送动作来将空气泵送到催化剂组件的入口中， 其中，所述至少一个泵送动作包括(i)在发动机被停用时使发动机的曲轴旋转，以及 (ii)致动空气泵。方案19.根据方案18所述的方法，还包括
将有效催化剂容积与预定容积相比较并且产生比较信号，以及当比较信号指示出第一有效催化剂容积小于预定容积时，选择空气泵送模式。方案20.根据方案18所述的方法，还包括
将第一温度与催化剂起燃温度相比较并且产生比较信号，以及当比较信号指示出第一温度小于起燃温度时，选择空气泵送模式。从本文提供的描述中将明白进一步的应用领域。应当理解，描述和具体示例仅仅用于说明的目的并且不旨在限制本公开的范围。
本文描述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。图1是结合了根据本公开的催化剂加热系统的示例性发动机系统的功能框图； 图2是另一发动机系统和根据本公开的相应催化剂加热系统的功能框图3是根据本公开的发动机控制模块的功能框图； 图4图示出根据本公开的操作催化剂加热系统的方法；以及图5是图示出图4的方法的三个模式的热催化剂组件图。
具体实施例方式以下描述本质上仅仅是示例性的，并且决不旨在限制本公开及其应用或使用。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记来标识相似的元件。如本文使用的，短语“A、 B和C中的至少一个”应当理解成使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解， 在不改变本公开原理的情况下可以以不同顺序执行方法中的步骤。
如本文使用的，术语“模块”可以指代下列各项或者是下列各项的一部分或者包括下列各项专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组)和/或存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适部件。在图1中，示出了包括催化剂加热系统12的示例性发动机系统10。发动机系统10 可以是混合电动车辆系统、充电式混合电动车辆系统、起动/停止车辆系统、部分零排放车辆(P^V)系统、超低排放车辆(SULEV)系统或者其他更严格排放车辆系统(例如SULEV20) 等。发动机系统10包括具有排气系统16的发动机14。排气系统16包括催化转化器(CC) 18。催化剂加热系统12加热CC 18中的(一个或多个)催化剂(催化剂组件)。催化剂加热系统12可以在起动发动机14之前加热该(一个或多个)催化剂。虽然发动机系统10被示出为火花点火式发动机，但是发动机系统10作为示例被提供。催化剂加热系统12可以应用在各种其他发动机系统上，例如柴油发动机系统。发动机系统10包括发动机14，发动机14燃烧空气和燃料的混合物以产生驱动转矩。空气经过空气过滤器20进入发动机14。空气经过空气过滤器20并且可以被吸入涡轮增压器22。涡轮增压器22 (在被包括时)压缩新鲜空气。压缩越大，发动机14的输出就越大。压缩的空气在进入进气歧管沈之前经过空气冷却器M (在被包括时)。进气歧管沈内的空气被分配到气缸28中。燃料被燃料喷射器30喷射到气缸28 中。火花塞32点燃气缸观中的空气/燃料混合物。空气/燃料混合物的燃烧产生排气。 排气离开气缸观进入到排气系统16中。催化剂加热系统12包括排气系统16和发动机控制模块(ECM)40。排气系统16包括CC 18, ECM 40、排气歧管42、催化剂加热电路44和空气泵46。作为示例，CC 18可以包括三效催化剂(TWC)。CC 18可以还原氮氧化物NOx、使一氧化碳(CO)氧化并且使未燃碳氢化合物(HC)和挥发性有机化合物氧化。CC 18基于后燃烧空/燃比使排气氧化。氧化的量使得排气的温度增加。CC 18包括电加热催化剂(EHC) 48和非EHC 50。EHC 48被主动地加热。非EHC 50通过相邻热传递和/或对流而被被动地加热。EHC 48和非EHC 50可以指单一催化剂的不同部分或者可以是不同的相邻催化剂。仅举例来说，EHC 48可以具有CC 18的总催化剂质量的大约20%。非EHC 50可以具有总催化剂质量的大约70-80%。附加的非EHC 51可以与EHC 48相邻并且在EHC 48的上游。非EHC 51可以由于来自EHC 48的相邻热传递而增加温度。EHC 48从催化剂加热电路44接收选定的电流和/或选定的电压。对EHC 48而不是非EHC 50进行电加热允许快速激活EHC 48以便于循环外减排。催化剂加热电路44包括一个或多个端子。在所示的示例中，提供两个端子供电端子52以及接地或返回端子M。在所示的示例中，EHC 48可以执行为端子5254之间的电阻元件并且从供电端子52接收电流。在电流被供应到供电端子52时，EHC 48的温度增加。仅举例来说，电压被供应到端子。这允许EHC 48在发动机14未被启用时增加到运行温度或激活温度(例如>催化剂起燃温度)。当发动机14的火花和燃料被启用时，发动机14 被启用。施加于端子52、54的不同的电压电平可以是例如12V-42V。可以使用大于42V的电压电平。任选地，EGR阀(未示出)使排气的一部分再循环返回到进气歧管沈中。排气的剩余部分被引导到涡轮增压器22中以驱动涡轮机。涡轮机有利于从空气过滤器20接收的新鲜空气的压缩。排气从涡轮增压器22流至CC 18。发动机系统10还可以包括混合动力控制模块(HCM)60和一个或多个电动马达62。 HCM 60可以是ECM 40的一部分或者可以是独立式控制模块，如图所示。HCM 60控制(一个或多个)电动马达62的运转。(一个或多个)电动马达62可以补充和/或取代发动机14的功率输出。(一个或多个)电动马达62可以用于调整发动机14的速度(即，发动机14的曲轴66的旋转速度)。催化剂加热系统12可以以催化剂加热模式、发动机速度维持模式和空气泵送模式(可以称为二次空气喷射模式)运转。催化剂加热系统12可以在发动机14被停用时以这些模式运转。当通向发动机14的火花和燃料被禁用时，发动机14被停用。催化剂加热模式包括启用催化剂加热电路44来加热EHC 48。ECM 40在催化剂加热模式期间控制供应到端子52、54的电流和电压以及EHC 48的加热时间。ECM 40和/或HCM 60可以在发动机速度维持模式期间控制(一个或多个)电动马达62的运转以维持当前的发动机速度。(一个或多个)电动马达62可以经由皮带/滑轮系统、经由变速器、一个或多个离合器、和/或经由其他机械连接装置连接到发动机14。在一个实施例中，ECM 40和/或HCM 60在发动机速度维持模式(被维持在0转每分钟(RPM)的发动机速度)期间致动(提供动力给)(一个或多个)电动马达62以防止曲轴66旋转。这可在车辆速度大于0 m/s时发生。ECM 40和/或HCM 60可以在空气泵送模式期间控制(一个或多个)电动马达62和/或起动机64的运转以使得曲轴66旋转。当车辆速度大于0 m/s 时，ECM 40和/或HCM 60可以停用(一个或多个)电动马达62以允许曲轴66旋转。在空气泵送模式期间，在EHC 48被加热到例如催化剂起燃温度之后，空气被泵送到排气系统16中以对流地加热非EHC 50。在空气泵送模式期间，发动机14可以用作空气泵46以将空气泵送到排气系统16中。在空气泵送模式期间，发动机14被停用，但是发动机14的进气门和排气门被允许开启和闭合。这允许空气被吸入和泵出气缸观。代替使曲轴66旋转或者除了使曲轴66旋转之外，ECM 40可以在空气泵送模式期间致动空气泵46。 空气泵46被连接到CC 18上游的排气系统16并且用于将空气泵送到该排气系统16中。空气泵46可以将环境空气泵送到排气系统16中。环境空气可以被引导到发动机14的排气歧管42和/或排气门。ECM 40和/或HCM 60基于传感器信息来控制发动机14、催化剂加热系统12、空气泵46和起动机64。传感器信息可以经由传感器直接获得和/或经由存储在存储器70中的算法和表来间接地获得。示出了一些示例性传感器80，其用于确定排气流量水平、排气温度水平、排气压力水平、催化剂温度、氧水平、进气空气流率、进气空气压力、进气空气温度、车辆速度、发动机速度、EGR等。示出了排气流量传感器82、排气温度传感器83、排气压力传感器85、催化剂温度传感器86、氧传感器88、EGR传感器90、进气空气流量传感器92、进气空气压力传感器94、进气空气温度传感器96、车辆速度传感器98和发动机速度传感器99。第一排气流量、压力和/或温度传感器100可以连接到第一排气管道101并且连接在CC 18的上游。第二排气流量、压力和/或温度传感器102可以连接到第二排气管道 103并且连接在CC 18的下游。催化剂温度传感器104可以连接到CC 44。ECM 40可以基于来自传感器80、第一和第二排气传感器100、102及催化剂温度传感器104的信息来控制发动机14和催化剂加热系统12的运转。
在图2中，示出了另一发动机系统10’的功能框图。发动机系统10’包括发动机 14、催化剂加热系统12’、排气系统16’、ECM 40’并且可以包括再生系统120。再生系统120 仅被提供用于示例目的。再生系统120的部分和/或全部可以不被包括在发动机系统10’ 中。发动机14’可以例如是火花点火式发动机或柴油发动机。ECM 40’可以包括EHC 控制模块122和再生模块124。EHC控制模块122控制催化剂加热系统12’的运转。再生模块IM控制再生系统120的运转。在所示的示例中，排气系统16’包括如下序列的各项 排气歧管42’、第一排气管道126、CC 18、第二排气管道128、催化剂与过滤器组件130、第三排气管道132和消声器134。催化剂加热系统12’包括发动机14、CC 18、催化剂加热电路44、空气泵46、起动机64、和/或EHC控制模块122。CC 18包括EHC 48和非EHC 50。催化剂加热电路44可以包括端子52、54。催化剂加热系统12，还可以包括传感器100、102、104。再生系统120包括发动机14、再生模块IM和催化剂与过滤器组件130。催化剂与过滤器组件130可以包括催化剂140 (例如三效催化剂)和颗粒过滤器(PF)142。催化剂 140将从CC接收的排气中剩余的CO氧化以生成C02。催化剂140还可以还原氮氧化物NOx 并且氧化未燃碳氢化合物(HC)和挥发性有机化合物。PF 142从催化剂140接收排气并且过滤掉存在于排气中的任何煤烟颗粒。催化剂与过滤器组件130可以包括加热元件(未示出)以有助于PF 142的再生。再生模块120可以基于来自例如第二流量、压力和/或温度排气传感器102的信息和/或来自第三流量、压力和/或温度排气传感器144以及第四流量、压力和/或温度排气传感器146的信息来控制发动机14的运转。第二排气传感器102连接在催化剂与过滤器组件130的上游、在第二排气管道1 上、并且在CC 18和催化剂与过滤器组件130之间。 第三排气传感器144连接到催化剂与过滤器组件130。第四排气传感器146连接到第三排气管道132并且在催化剂与过滤器组件130的下游。PF 142的一部分可以被加热到再生温度以发动沿PF 142传播的放热反应。这种加热可以基于来自排气传感器102、144、146的信息和PF 132的当前煤烟负载来执行。ECM 40’可以估计PF 132的煤烟负载。当估计的负载处于预定水平和/或排气流率在期望范围内时，发动机14和再生系统120的运转被控制成发动再生过程。再生过程的持续时间可以基于PF 132内的颗粒物质的估计的量而变化。现在也参考图3，示出了 ECM 40”的功能框图。ECM 40”可以用于图1和图2的催化剂加热系统12、12’中。ECM 40”包括EHC控制模块122并且还可以包括车辆速度模块 150和发动机速度模块152。EHC控制模块122可以控制发动机14、催化剂加热电路44、空气泵46、(一个或多个)电动马达62和/或起动机64的运转。车辆速度模块150基于来自例如车辆速度传感器98的信息来确定车辆的速度。发动机速度模块152基于来自例如发动机速度传感器99的信息来确定发动机14的速度。EHC控制模块122包括非EHC监测模块(第一监测模块)160、EHC监测模块(第二监测模块)162、模式选择模块164、第一比较模块166、第二比较模块168、第三比较模块170、 空气泵送模块172、以及催化剂加热模块174。EHC控制模块122在由模式选择模块166选择的催化剂加热模式、发动机速度维持模式和空气泵送模式中运转。EHC控制模块122可以在相同时段中以所述模式中多于一种的模式运转。现在也参考图4，示出了操作催化剂加热系统的方法。虽然关于图1-3的实施例描述了该方法，但是该方法也可以应用于本公开的其它实施例。该方法可以开始于200。下文描述的任务202-220可以被重复地执行并且可以由图1-3的ECM 40、40’、40”之一执行。在202处，产生传感器信号。传感器信号可以包括排气流量信号、排气温度信号、 排气压力信号、催化剂温度信号、氧信号、近进气空气流量信号、近期空气压力信号、进气空气温度信号、车辆速度信号、发动机速度信号、EGR信号等，所述信号可以由如上所述的图1 和图2的传感器80和100-104、144、146产生。在204处，第一监测模块160监测非EHC 50的温度和/或非EHC 50和/或CC 18
的有效催化剂容积并且产生第一温度信号Tn。n_EH。和/或有效容积信号vACTIVE。有效容积信号Vactive可以由第一监测模块160产生或者由专用的有效催化剂容积监测模块产生。第一温度信号Tn。n_ETC可以经由例如排气传感器102直接确定。作为替代方案，第一温度信号Tn。n_EH。可以使用例如等式1间接地估计。有效容积信号Vactive可以使用例如等式2来估计。
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!^ate是通过CC 18的排气流率，其可以是供应到气缸观的空气质量流量和燃料量的函数。空气质量流量可以由空气质量流量传感器来确定，例如进气空气流量传感器92。S-是发动机14的速度(S卩，曲轴66的旋转速度)。DC是发动机的占空比。CMass是EHC 48和/或非EHC 50的质量或者是CC 18的催化剂的总质量。Cimp是EHC 48的电阻或阻抗。EHCActTime 是催化剂加热系统12被启用的时间。EHCeurrent是施加到EHC 48的电流水平。EHCv。lt是施加到EHC 48的电压。Tamb是环境温度。CAM是发动机14的凸轮定相。SI3K是火花正时。温度信号和有效催化剂容积信号Vactive和可以基于等式1和2中提供的发动机系统参数和/ 或其他发动机系统参数(例如EHC 48的质量EHCMass)中的一个或多个而定。在206处，第一比较模块164将第一温度信号Tn。n_ETC与催化剂起燃温度TaQ相比较和/或将有效催化剂容积Vactive与预定有效容积PVactive相比较并且产生第一比较信号 COMP1。催化剂起燃温度Tatj可以在例如200-350 V之间。在一个实施例中，CLO温度TaQ是大约250°C。预定有效容积PVactive指的是处于大于或等于有效催化剂温度的温度(催化剂起作用并且降低排放或催化剂起燃温度的温度)时的非EHC 50和/或CC 18的目标催化剂容积。作为示例，目标催化剂容积可以是非EHC 50的大约30-40%和/或CC 18的总催化剂容积的30-40%。当第一温度信号Tn。n_EH。不小于催化剂起燃温度Τ。ω和/或有效催化剂容积Vactive不小于预定有效容积PVactive时，控制过程可以在208处结束，否则控制过程可以前进至210。 代替在208处结束的是，控制过程可以返回202。在210处，模式选择模块166基于第一比较信号COMP1选择催化剂加热模式并且产生模式选择信号MODE。催化剂加热电路44在催化剂加热模式期间被启用以加热EHC 48。催化剂加热模块174基于模式选择信号MODE产生催化剂加热信号CH。催化剂加热信号CH 可以指示选定的电流和/或电压以施加于催化剂加热系统12的端子。催化剂加热模式可以基于发动机速度S-和/或车辆速度Sveh来选择。作为示例，当发动机速度小于预定发动机速度时，可以选择催化剂加热模式。作为另一示例，当发动机速度是大约0转每分钟(RPM) 时，可以选择催化剂加热模式。在212处，第二监测模块162监测EHC 48的温度并且产生第二温度信号TEH。。第二温度信号Tehc可以经由EHC温度传感器直接确定和/或例如使用等式3间接地估计，其中EHCtoss是EHC 48的质量。
权利要求
1.一种催化剂加热系统，包括第一监测模块，其监测下列各项中的至少一项(i)发动机的排气系统中的催化剂组件的非电加热催化剂的第一温度，和(ii)催化剂组件的有效催化剂容积；模式选择模块，其设置成基于第一温度和有效催化剂容积中的至少一者来选择电加热催化剂加热模式并且产生模式信号；以及电加热催化剂控制模块，其基于模式信号控制通向催化剂组件的电加热催化剂的电流。
2.根据权利要求1所述的催化剂加热系统，还包括 第二监测模块，其监测电加热催化剂的第二温度，其中，模式选择模块被设置成基于第二温度来选择发动机速度维持模式和空气泵送模式并且产生模式信号；以及空气泵送模块，其在空气泵送模式期间发动至少一个泵送动作来将空气泵送到催化剂组件的入口中，其中，所述至少一个泵送动作包括(i)在发动机被停用时使发动机的曲轴旋转，以及 ( )致动空气泵。
3.根据权利要求2所述的催化剂加热系统，其中，当发动机被停用时，发动机的火花和燃料被禁用。
4.根据权利要求2所述的催化剂加热系统，还包括第一比较模块，其将有效催化剂容积与预定容积相比较并且产生比较信号，其中，当比较信号指示出有效催化剂容积小于预定容积时，模式选择模块选择空气泵送模式。
5.根据权利要求2所述的催化剂加热系统，还包括第一比较模块，其将第一温度与催化剂起燃温度相比较并且产生第一比较信号，其中，当第一比较信号指示出第一温度小于起燃温度时，模式选择模块选择空气泵送模式。
6.根据权利要求5所述的催化剂加热系统，还包括第二比较模块，其将第二温度与最大电加热催化剂对流温度相比较并且产生第二比较信号，其中，当第二比较信号指示出第二温度大于最大电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择空气泵送模式，以及其中，当第二比较信号指示出第二温度小于或等于最大电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择发动机速度维持模式。
7.根据权利要求6所述的催化剂加热系统，还包括第三比较模块，其将第二温度与最小电加热催化剂对流温度相比较并且产生第二比较信号，其中，当第二比较信号指示出第二温度小于最小电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择发动机速度维持模式，以及其中，当第二比较信号指示出第二温度大于或等于最小电加热催化剂对流温度时，模式选择模块选择空气泵送模式。
8.根据权利要求2述的催化剂加热系统，还包括催化剂组件，其中催化剂组件包括 非电加热催化剂；和在非电加热催化剂上游的电加热催化剂；以及其中，电加热催化剂控制模块在空气泵送模式期间将热从电加热催化剂传递到非电加热催化剂。
9.一种催化剂加热系统，包括第一监测模块，其监测发动机的排气系统中的催化剂组件的非电加热催化剂的第一温度；第二监测模块，其监测催化剂组件的电加热催化剂的第二温度； 模式选择模块，其被设置成基于第一温度和第二温度来选择发动机速度维持模式和空气泵送模式并且产生模式信号；以及空气泵送模块，其在空气泵送模式期间发动至少一个泵送动作来将空气泵送到催化剂组件的入口中，其中，所述至少一个泵送动作包括(i)在发动机被停用时使发动机的曲轴旋转，以及 ( )致动空气泵。
10.一种操作催化剂加热系统的方法，包括监测下列各项中的至少一项(i)发动机的排气系统中的催化剂组件的非电加热催化剂的第一温度，和(ii)催化剂组件的有效催化剂容积；基于第一温度和有效催化剂容积中的至少一者来选择电加热催化剂加热模式并且产生模式信号；以及基于模式信号控制通向催化剂组件的电加热催化剂的电流。
全文摘要
本发明涉及混合催化剂对流预加热系统，具体地，一种催化剂加热系统包括监测模块、模式选择模块和电加热催化剂(EHC)控制模块。监测模块监测(i)发动机的排气系统中的催化剂组件的非电加热催化剂的第一温度和(ii)催化剂组件的有效催化剂容积中的至少一者。模式选择模块被设置成基于第一温度和有效催化剂容积中的至少一者来选择电加热催化剂加热模式并且产生模式信号。电加热催化剂控制模块基于模式信号来控制通向催化剂组件的电加热催化剂的电流。
文档编号F01N3/22GK102251837SQ20111013026
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者L. 斯波恩 B., N. 鲁斯 B., V. 冈策 E., G. 桑托索 H. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司