用于向电热催化剂供电的系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于向电热催化剂供电的系统，具体提供一种用于内燃机的废气处理系统。所述废气系统包括废气管道、发电机、车辆电气系统、一级储能装置、可充电二级储能装置、电热催化（“EHC”）装置和控制模块。一级储能装置与发电机选择性地连接。一级储能装置具有阈值荷电状态（“SOC”）。可充电二级储能装置与发电机和车辆电气系统选择性地连接。EHC装置与废气管道流体连通。EHC装置具有与发电机选择性地连接以接收能量的电热器和被加热到相应的起燃温度的选择性激活催化剂。
【专利说明】用于向电热催化剂供电的系统
【技术领域】
[0001]本发明的示例性实施例涉及内燃机的废气处理系统，更具体地涉及包括电热催化剂(“EHC”)装置的废气处理系统，该装置具有由发电机选择性供电的电热器。
【背景技术】
[0002]从内燃机排出的废气是不均匀混合物，其包含诸如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的碳氢化合物(“HC”)和氮氧化物(NOx)的气态排放物和构成颗粒物(“PM”)的凝相材料(液体和固体)。通常位于催化剂载体或基质上的催化剂成分被设置在发动机排气系统中，以将这些废气成分中的一些或全部转化为非管制的废气成分。
[0003]用于减少CO和HC排放物的一种废气处理技术是氧化催化(“0C”)装置。OC装置包括流过式基质和施加至该基质的催化剂化合物。一旦OC装置达到阈值或起燃温度，OC装置的催化剂化合物就诱发废气的氧化反应。用于减少NOx排放物的一种废气处理技术是选择性催化还原(“SCR”)装置。SCR装置包括基质，其中，SCR催化剂化合物被施加到该基质上。还原剂通常被喷射到SCR装置上游的热废气中。然而，SCR装置还需要达到阈值或起燃温度以有效地还原N0X。在发动机的冷启动期间，OC装置和SCR装置未达到各自的起燃温度，并且因此通常不能从废气中有效地去除CO、HC和N0X。
[0004]提高OC和SCR装置的效率的一种方法涉及在OC装置和SCR装置的上游设置电热催化(“EHC”)装置。EHC装置包括主体(monolith)和电热器。电热器连接到电源，诸如向电热器供电的车辆电池。然而，向EHC装置的电热器供电会使车辆电池深度放电，这转而会影响电池寿命。此外，当向EHC供电时，车辆的内部和/或外部照明会由于车辆电力系统的压降而明显变暗。如果车辆电池具有相对较低的荷电状态(“ S0C"),则与充满电的车辆电池相比将发生更显著的变暗。在一些情形中，车辆照明的亮度或强度可以降低多达约50%。因此，期望提供向EHC的电热器有效地供电的系统。
【发明内容】
[0005]在本发明的一个示例性实施例中，提供用于内燃机的废气处理系统。所述废气系统包括废气管道、发电机、车辆电气系统、一级储能装置、可充电二级储能装置、电热催化(“EHC”)装置和控制模块。一级储能装置与发电机选择性地连接。一级储能装置具有阈值荷电状态(“S0C”)。可充电二级储能装置与发电机和车辆电气系统选择性地连接。EHC装置与废气管道流体连通。EHC装置具有与发电机选择性地连接以接收能量的电热器和被加热到相应的起燃温度的选择性激活催化剂。控制模块与EHC装置、发电机、一级储能装置和可充电二级储能装置通信。控制模块包括用于监控EHC装置以确定EHC装置的选择性激活催化剂是否已经达到起燃温度的控制逻辑。控制模块包括当一级储能装置在阈值SOC以上时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑。控制模块包括当一级储能装置与发电机的连接断开时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，使发电机与EHC装置的电热器连接并且使可充电二级储能装置与车辆电气系统连接的控制逻辑。
[0006]方案1.一种用于内燃机的废气处理系统，包括:
废气管道，其与内燃机流体连通并且被配置为接收来自内燃机的废气；
发电机；
车辆电气系统；
与发电机选择性地连接的一级储能装置，所述一级储能装置具有阈值荷电状态(“S0C”)；
与发电机和车辆电气系统选择性地连接的可充电二级储能装置；
与废气管道流体连通的电热催化(“EHC”)装置，该EHC装置具有与发电机选择性地连接以接收能量的电热器和被加热到相应的起燃温度的选择性激活催化剂；以及
控制模块，其与EHC装置、发电机、一级储能装置和可充电二级储能装置通信，所述控制模块包括:
用于监控EHC装置以确定EHC装置的选择性激活催化剂是否已经达到起燃温度的控制逻辑；
当一级储能装置在阈值SOC以上时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑；以及
当一级储能装置与发电机的连接断开时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，使发电机与EHC装置的电热器连接并且使可充电二级储能装置与车辆电气系统连接的控制逻辑。
[0007]方案2.根据方案I所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在选择性激活催化剂在起燃温度以上时在不加油制动期间监控发电机的控制逻辑，并且其中，所述控制模块包括用于确定发电机是否产生在阈值充电值以上的能量的控制逻辑。
[0008]方案3.根据方案2所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监控可充电二级储能装置以确定二级阈值SOC的控制逻辑。
[0009]方案4.根据方案3所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在一级储能装置在阈值SOC以上时，在可充电二级储能装置在二级阈值SOC以下时，以及在发电机产生在阈值充电值以上的能量时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑。
[0010]方案5.根据方案4所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在一级储能装置与发电机断开连接时使发电机与可充电二级储能装置连接并且使发电机与电热器断开连接的控制逻辑。
[0011]方案6.根据方案5所述的废气处理系统，其中，当发电机与可充电二级储能装置连接时，发电机在不受管制的高压模式下操作，在该模式中，动力系统基本不受限制地转动发电机。
[0012]方案7.根据方案I所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括下述控制逻辑:其用于当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，在不加油制动事件期间监控发电机以确定发电机是否产生了在阈值EHC能量值以上的能量。
[0013]方案8.根据方案7所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监控可充电二级储能装置以确定二级阈值SOC的控制逻辑。
[0014]方案9.根据方案8所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在一级储能装置在阈值SOC以上并且可充电二级储能装置在二级阈值SOC以上时使一级储能装置与发电机断开连接的控制逻辑。
[0015]方案10.根据方案9所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在发电机产生在阈值EHC能量值以上的能量时将可充电二级储能装置连接到车辆电气系统并且将发电机连接到EHC装置的电热器的控制逻辑。
[0016]方案11.根据方案I所述的废气处理系统，其中，所述一级储能装置的阈值SOC是被选择用以基本防止一级储能装置深度放电的预定值。
[0017]方案12.根据方案I所述的废气处理系统，其中，所述一级储能装置是大约12伏特至大约24伏特范围内的车辆电池。
[0018]方案13.根据方案I所述的废气处理系统，其中，所述可充电二级储能装置是超级电容器和锂离子电池之一。
[0019]方案14.根据方案I所述的废气处理系统，包括当二级可充电储能装置用于向车辆电气系统供电时向车辆电气系统提供基本恒定的电压的调压器。
[0020]方案15.—种用于内燃机的废气处理系统，包括:
废气管道，其与内燃机流体连通并且被配置为接收来自内燃机的废气；
发电机；
车辆电气系统；
与发电机选择性地连接的一级储能装置，所述一级储能装置具有阈值荷电状态(“S0C”)；
与发电机和车辆电气系统选择性地连接的可充电二级储能装置，该可充电二级储能装置具有二级阈值SOC ；
与废气管道流体连通的电热催化(“EHC”)装置，该EHC装置具有与发电机选择性地连接以接收能量的电热器和被加热到相应的起燃温度的选择性激活催化剂；以及
控制模块，其与EHC装置、发电机、一级储能装置和可充电二级储能装置通信，所述控制模块包括:
用于监控EHC装置以确定EHC装置的选择性激活催化剂是否已经达到起燃温度的控制逻辑；
当一级储能装置在阈值SOC以上时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑；
当一级储能装置与发电机的连接断开时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，使发电机与EHC装置的电热器连接并且使可充电二级储能装置与车辆电气系统连接的控制逻辑；
用于在选择性激活催化剂在起燃温度以上时在不加油制动期间监控发电机的控制逻辑，并且其中，所述控制模块包括用于确定发电机是否产生在阈值充电值以上的能量的控制逻辑；以及
用于在一级储能装置在阈值SOC以上时，在可充电二级储能装置在二级阈值SOC以下时，以及在发电机产生在阈值充电值以上的能量时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑。
[0021]方案16.根据方案15所述的废气处理系统,其中,所述控制模块包括用于在一级储能装置与发电机断开连接时使发电机与可充电二级储能装置连接并且使发电机与电热器断开连接的控制逻辑。
[0022]方案17.根据方案16所述的废气处理系统，其中，当可充电二级储能装置与发电机连接时，发电机在不受管制的高压模式下操作，在该模式中，动力系统基本不受限制地转动发电机。
[0023]方案18.根据方案15所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括下述控制逻辑:用于当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，在不加油制动事件期间监控发电机以确定发电机是否产生在阈值EHC能量值以上的能量。
[0024]方案19.根据方案18所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在一级储能装置在阈值SOC以上并且可充电二级储能装置在二级阈值SOC以上时使一级储能装置与发电机断开连接的控制逻辑。
[0025]方案20.根据方案19所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在发电机产生在阈值EHC能量值以上的能量时将可充电二级储能装置连接到车辆电气系统并且将发电机连接到EHC装置的电热器的控制逻辑。
[0026]通过结合附图对本发明进行的以下详细描述，本发明的以上特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]其它特征、优点和细节仅通过举例方式显现在对实施例的以下详细描述中，所述详细描述参照附图，其中:
图1是示例性废气处理系统和电气系统的示意图；以及 图2是图示操作图1所示的废气处理系统和电气系统的方法的过程流程图。
【具体实施方式】
[0028]以下描述本质上仅是示例性的，并非意在限制本发明、其应用或用途。应该理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。如在此使用的，术语模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、运行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的)和内存、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适部件。
[0029]现在参照图1，示例性实施例涉及废气处理系统10，其用于还原内燃(“1C”)发动机12的管制废气成分。在此描述的废气处理系统可以实现在多种发动机系统中，所述发动机系统可以包括但不限于柴油机系统、汽油机系统和均质充量压燃发动机系统。
[0030]废气处理系统10大体包括一个或多个废气管道14以及一个或多个废气处理装置。图1图示了电热催化(“EHC”)装置16、氧化催化(“0C”)装置20和选择性催化还原(“SCR”)装置22。如可以理解的，本发明的废气处理系统可以包括图1所示的一个或多个废气处理装置的各种结合，和/或其它废气处理装置(未示出)，并且不受限于本例子。还示出了电气系统30，其包括发电机32、一级储能装置34、二级可充电储能装置36、发电机总线38、可调式调压器40、车辆系统总线42和车辆电气系统44。车辆电气系统44可以包括例如内部和外部灯、各种电动机(例如鼓风电机、雨刮器电机等)和其它电气部件(未示出)。[0031 ] EHC 16位于OC装置20和SCR装置22的上游。EHC装置16包括主体50和电热器52，其中，电热器52选择性地被启动并加热主体50。在一个实施例中，电热器52在约12-24伏特的电压下和约1-6千瓦的功率范围内操作，然而应该理解，也可以使用其它操作条件。EHC装置16可以由导电的任意合适材料制成，诸如缠绕的或层叠的金属主体50。氧化催化化合物(未示出)可以作为涂层(wash coat)施加至EHC装置16，并且可以包含钼族金属，诸如钼(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)或其它合适的氧化催化剂，或其结合。EHC装置16的催化剂包括起燃温度，其是在EHC装置16的氧化催化化合物内发生快速HC氧化的温度。在一个示例性实施例中，EHC起燃温度为约250°C。
[0032]OC装置20位于EHC装置16的下游，并且可以包括例如流过式金属或陶瓷主体基质，该基质可以被封装在具有与废气管道14流体连通的入口和出口的不锈钢壳或罐中。基质可以包括位于其上的氧化催化化合物。氧化催化化合物可以施加为涂层并且可以包含钼族金属，诸如钼(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh )或其它合适的氧化催化剂，或其结合。OC装置20在下述方面有用，即处理未燃烧的气态和不易挥发的HC和CO，其中HC和CO被氧化而形成二氧化碳和水。
[0033]SCR装置22可以位于OC装置20的下游。以类似于OC装置20的方式，SCR装置22可以包括例如流过式陶瓷或金属主体基质，该基质可以被封装在具有与废气管道14流体连通的入口和出口的不锈钢壳或罐中。该基质可以包括施加于其上的SCR催化剂成分。SCR催化剂成分可以包含沸石以及一种或多种基础金属成分，诸如铁(“Fe”)钴(“Co”)、铜(“Cu”)或钒(“V”)，它们可以在存在诸如氨(“NH3”)的还原剂的情况下有效地操作以转化废气中NOx成分。
[0034]电气系统30可以包括将电气系统30的各个部件选择性地互相连接的多个开关。具体地，EHC开关60被设置为使EHC装置16的电热器52与电源(例如发电机32)选择性地连接。高压存储开关62被设置为使二级可充电储能装置36与发电机32选择性地连接。旁路开关64被设置为使一级储能装置34与发电机32选择性地连接。辅助开关66被设置为使二级可充电储能装置36与车辆电气系统44选择性地连接。在如图1所示的实施例中，采用单刀单掷开关，然而应该理解，可以使用任意类型的开关元件，诸如由机械元件(例如旋转凸轮)启动的机械开关、继电器或晶体管。
[0035]发电机32是发动机12的一部分，并且将来自发动机12的机械能转化为各种车辆电负载所需的电能。发电机32联接到车辆(未示出)的动力系统(未示出)。在不加油(unfueled)制动事件期间，驾驶员踩踏制动踏板(未示出)，并且暂时停止向发动机12加燃料。动力系统产生的减速能用于使发电机32在不加油制动事件期间转动以产生电能。在一个实施例中，发电机32在不加油制动事件期间联接到动力系统时可以在不受管制的高压模式下操作。不受管制的高压模式通常在不受限制的情况下转动发电机32并且最大化不加油事件期间的发电机磁场。在不受管制的高压模式期间，EHC开关60切换到打开或断开位置，以断开EHC装置16与发电机32的连接。旁路开关64也切换到断开位置，以断开一级储能装置34与发电机32的连接。高压存储开关62和辅助开关66切换到接通位置。发电机32在不受管制的高压模式下操作，以为二级可充电储能装置36充电。
[0036]一级储能装置34是车辆电池，诸如约12至约24伏特范围内的铅酸电池。尽管讨论了铅酸电池，但是应该理解，也可以使用其它类型的储能装置。一级储能装置34可以用于向车辆电气系统44选择性地提供电能。一级储能装置34包括受监控的荷电状态(“SOC”)。具体地，一级储能装置34包括一级SOC水平，其是被选择以基本上防止一级储能装置34深度放电的预定值(例如，在一个实施例中，一级SOC水平为约80-85%S0C)。
[0037]二级可充电储能装置36通常是承受发电机32在不受管制的高压模式期间为二级可充电储能装置36充电时所经历的相对较高的电压(例如约24V或更高)的任意类型的可充电储能装置。例如，二级可充电储能装置36可以是超级电容器或锂离子电池。在一个实施例中，可以使用约500至约1000法拉范围内、在约16伏特(最大充电电压)至约5伏特(最小充电电压)之间操作的超级电容。二级可充电储能装置36也包括S0C。如果二级可充电储能装置36的SOC在二级SOC水平以上，则这表示二级可充电储能装置36具有足以提供操作车辆电气系统44的电能的荷电水平。
[0038]在操作废气处理系统10期间，如果一级储能装置34的充电SOC在一级SOC水平以上，并且如果启动(例如在起燃之前)EHC装置16的电热器52，则二级可充电储能装置36可用于向车辆电气系统44供电。具体地，如果二级可充电储能装置36的SOC在二级SOC水平以上，则二级可充电储能装置36通过辅助开关66连接到车辆电气系统44。
[0039]调压器40可以在二级可充电储能装置36用于向车辆电气系统44供电的情形下用于向车辆电气系统44提供规则的或基本恒定的电压。具体地，如果辅助开关66位于接通位置以将二级可充电储能装置36连接到车辆电气系统44，则调压器40可以用于缓慢降低二级可充电储能装置36供应的相对较高的电压。因此，基本恒定的电压被供应到车辆电气系统44。
[0040]控制模块70可操作地连接到并监控发动机12、废气处理系统10和电气系统30。具体地，图1示出了可操作地连接到发动机12、发电机32、EHC装置16、一级储能装置34、二级可充电储能装置36和调压器40的控制模块70。控制模块70还与EHC开关60、高压存储开关62、旁路开关64和辅助开关66通信。控制模块70还与位于EHC装置16的主体50下游的温度传感器72通信，以检测EHC装置16的温度。在替代方法中，省略温度传感器72，并且代替地控制模块50包括用于基于废气系统10的操作参数确定EHC装置16的温度的控制逻辑。具体地，可以基于发动机12的废气流量、发动机12的输入气体温度和提供到电热器52的电能计算EHC装置16的温度。
[0041 ] 控制模块70包括用于监控EHC装置16的温度(例如通过温度传感器72或通过废气处理系统10的操作参数)以确定选择性激活的EHC装置16的催化剂在起燃温度以下还是以上的控制逻辑。如果EHC装置16在起燃温度以上，则控制模块70包括用于通过将HlC开关60切换到断开位置来停用EHC装置16的控制逻辑(如果EHC装置16当前被启动)。在停用EHC装置16之后，控制模块70在不加油制动事件期间监控发电机32，以确定发电机32由于动力系统减速而产生的电能。具体地，控制模块70确定发电机32产生的电能是否在阈值充电值以上。阈值充电能量值是在不加油制动事件期间足以为二级可充电储能装置36充电的电能的量。
[0042]如果发电机32产生的电能在阈值充电值以上，则控制模块70监控一级储能装置34以确定一级储能装置34的SOC是否在一级SOC水平(例如被选择用于基本防止深度放电的SOC水平)以上。如果一级储能装置34的SOC在一级SOC水平以上，则控制模块70监控二级可充电储能装置36，以确定其SOC是否在二级SOC水平以下。如果二级SOC在二级SOC水平以下，则表示二级可充电储能装置36不具有足以向车辆电气系统44供电的电荷水平。换言之，二级可充电储能装置36需要被充电。因此，控制模块70包括控制逻辑，以将高压存储开关62切换到接通位置，将旁路开关64切换到断开位置，以及将辅助开关66切换到接通位置。发电机32可以在不受管制的高压模式下操作，以将二级可充电储能装置36充电至至少二级SOC水平。
[0043]如果控制模块70确定EHC装置16在起燃温度以下，则控制模块70在不加油制动事件期间监控发电机32，以确定发电机32由于动力系统减速而产生的电能。具体地，控制模块70确定发电机32产生的电能是否在阈值EHC能量水平以上。阈值EHC能量水平是足以连续向电热器52供电以将EHC装置16加热至起燃温度的电能量。
[0044]如果发电机32产生的电能在阈值EHC能量水平以上，则控制模块70监控一级储能装置34以确定一级储能装置34的SOC在一级SOC水平(例如被选择用以基本防止深度放电的SOC水平)以上还是以下。如果一级储能装置34在一级SOC水平以下，则断开EHC开关60，并且关闭EHC装置16的电热器52。
[0045]如果一级储能装置34的SOC在一级SOC水平以上，则控制模块70监控二级可充电储能装置36，以确定二级可充电储能装置36的SOC在二级SOC水平以上还是以下。如果控制模块70确定二级可充电储能装置36的二级SOC在二级SOC水平以下(例如，二级可充电储能装置36不具有足以向车辆电气系统44供电的电荷水平)，则断开EHC开关60，并且关闭EHC装置16的电热器52。
[0046]如果控制模块70确定二级可充电储能装置36的SOC在二级SOC水平以上，则表示二级可充电储能装置36具有足以向车辆电气系统44供电的电荷水平。因此，控制模块70将辅助开关66切换到接通位置，以使二级可充电储能装置36与车辆电气系统44连接。EHC开关60保持在接通位置，此时发电机32向EHC装置16的加热器52供电。旁路开关64被切换到断开位置，以断开一级储能装置34与发电机32的连接。二级可充电储能装置36向车辆电气系统44供电，直到旁路开关64被切换回接通位置以将一级储能装置34连接到发电机32为止。
[0047]在电热器52加热期间，所述废气处理系统10和电气系统30将基本防止一级存储装置34 (例如12伏特的车辆电池)的深度放电。这是因为如果启动EHC装置16的话二级可充电储能装置36可以向车辆电气系统44供电。这继而增加了一级储能装置34的总体寿命。此外，在目前可用的一些类型的车辆电气系统中，当向EHC设备供电时，车辆的内部和/或外部照明会明显变暗，尤其是车辆电池具有相对较低的SOC时。与此相反，二级可充电储能装置36可以替代具有相对较低的SOC的车辆电池向在加热EHC装置16期间车辆电气系统44供电。这继而可以降低车辆照明系统的变暗程度。
[0048]现在将解释操作废气处理系统10的方法。参照图2，该图示出了操作废气处理系统10的示例性过程流程图200。总体上参照图1-2，方法200可以开始于步骤202，在该步骤EHC开关60在接通位置并且电热器52加热EHC装置16的催化剂。旁路开关64也在接通位置并且一级储能装置34与车辆电气系统44连接。高压存储开关62和辅助开关66在断开位置。
[0049]在步骤202，控制模块70包括用于监控EHC装置16的温度以确定EHC装置16在起燃温度以下还是以上的控制逻辑。如图1所示，在一个实施例中，温度传感器72被设置用以检测EHC装置16的温度。可选择地，可以省略温度传感器72，并且替代地控制模块50包括用于基于废气系统10的操作参数确定EHC16的温度的控制逻辑。如果EHC装置16未在起燃温度以上(N)，则方法200可以前进到步骤216。如果EHC装置16在起燃温度以上(Y),则方法200可以前进到步骤204。
[0050]在步骤204，通过将EHC开关60切换到断开位置来关闭EHC装置16的加热器52。然后，方法200可以前进到步骤206。
[0051]在步骤206，控制模块70在不加油制动事件期间监控发电机32，以确定发电机32在动力系统减速期间产生的电能。如果发电机32产生的电能在阈值充电值以下或未处于阈值充电值(例如足以为二级可充电储能装置36充电的电能量)，则方法200前进到步骤208。在步骤208，旁路开关64保持在接通位置。之后，方法200可以结束或者在步骤202重新开始。如果发电机32产生的电能在阈值充电值以上，则方法200可以前进到步骤210。
[0052]在步骤210，控制模块监控一级储能装置34以确定一级储能装置34的SOC是否在一级SOC水平(例如被选择用以基本防止深度放电的SOC水平)以上。如果一级储能装置34的SOC在一级SOC水平以下，则方法200可以前进到步骤208，在步骤208旁路开关64保持接通。然后，方法200可以结束。如果一级储能装置34的SOC在一级SOC水平以上，则方法200可以前进到步骤212。
[0053]在步骤212，控制模块70监控二级可充电储能装置36的S0C。如果二级可充电储能装置36的SOC在二级SOC水平以上，则方法200可以前进到步骤208。然后，方法200可以结束。如果二级可充电储能装置36的SOC在二级SOC水平以下，则表示二级可充电储能装置36不具有足以向车辆电气系统44供电的荷电水平。然后，方法200可以前进到步骤214。
[0054]在步骤214，控制模块70将高压存储开关62和辅助开关66切换到接通位置。控制模块70将旁路开关64转至断开位置以断开一级储能装置34与发电机32的连接。EHC开关60在断开位置。现在发电机32可以在不受管制的高压模式下操作，以为二级可充电储能装置36充电。然后，方法200可以结束。
[0055]如上所述，如果EHC装置16未在起燃温度以上，则方法200可以前进到步骤216。在步骤216，控制模块70在不加油制动事件期间监控发电机32，以确定由动力系统减速而产生的电能是否在阈值EHC能量水平以上。如果产生的电能在阈值EHC能量水平以下，则方法200可以前进到步骤218。在步骤218，旁路开关64保持在接通位置。然而，EHC开关60被切换到断开位置。高压开关62和电池辅助开关64保持在断开位置。然后方法200可以结束或在步骤202重新开始。如果发电机32产生的电能在阈值EHC能量水平以上，则方法200可以前进到步骤220。
[0056]在步骤220，控制模块70监控一级储能装置34以确定一级储能装置34的SOC是否在一级SOC水平(例如被选择用以基本防止深度放电的SOC水平)以下。如果一级储能装置34的SOC在一级SOC水平以下，则方法200前进到步骤218。然后方法200可以结束或在步骤202重新开始。如果一级储能装置34的一级SOC在一级SOC水平以上，则方法200可以前进到步骤222。
[0057]在步骤222，控制模块70监控二级可充电储能装置36以确定其SOC是否在二级SOC水平以上。如果控制模块70确定二级可充电储能装置36的SOC在二级SOC水平以下(例如二级可充电储能装置36不具有足以向车辆电气系统44供电的荷电水平)，则方法200可以前进到步骤218。然后，方法200可以结束或在步骤202重新开始。如果控制模块70确定二级可充电储能装置36的二级SOC在二级SOC水平以上，则方法200可以前进到步骤224。
[0058]在步骤224，控制模块70将辅助开关66切换到接通位置，以使二级可充电储能装置36与车辆电气系统44连接。旁路开关64被切换到断开位置，以断开一级储能装置34与发电机32的连接。EHC开关60保持在接通位置，并且高压存储开关62在断开位置。二级可充电储能装置36向车辆电气系统44供电，直到旁路开关64被切换回接通位置以将一级存储装置34连接到发电机32为止。然后，方法200可以结束。
[0059]尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行各种改变并且可以对本发明的元件进行等价替代。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以对本发明进行各种改型，以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明将不受限于作为计划执行本发明的最佳实施方式而公开的特定实施例，而是将包括落在本申请的范围内的所有实施例。
【权利要求】
1.一种用于内燃机的废气处理系统，包括: 废气管道，其与内燃机流体连通并且被配置为接收来自内燃机的废气； 发电机； 车辆电气系统； 与发电机选择性地连接的一级储能装置，所述一级储能装置具有阈值荷电状态(“SOC”)； 与发电机和车辆电气系统选择性地连接的可充电二级储能装置； 与废气管道流体连通的电热催化(“EHC”)装置，该EHC装置具有与发电机选择性地连接以接收能量的电热器和被加热到相应的起燃温度的选择性激活催化剂；以及 控制模块，其与EHC装置、发电机、一级储能装置和可充电二级储能装置通信，所述控制模块包括: 用于监控EHC装置以确定EHC装置的选择性激活催化剂是否已经达到起燃温度的控制逻辑； 当一级储能装置在阈值SOC以上时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑；以及 当一级储能装置与发电机的连接断开时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，使发电机与EHC装置的电热器连接并且使可充电二级储能装置与车辆电气系统连接的控制逻辑。
2.根据权利要求1所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在选择性激活催化剂在起燃温度以上时在不加油制动期间监控发电机的控制逻辑，并且其中，所述控制模块包括用于确定发电机是否产生在阈值充电值以上的能量的控制逻辑。
3.根据权利要求2所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监控可充电二级储能装置以确定二级阈值SOC的控制逻辑。
4.根据权利要求3所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在一级储能装置在阈值SOC以上时，在可充电二级储能装置在二级阈值SOC以下时，以及在发电机产生在阈值充电值以上的能量时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑。
5.根据权利要求4所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在一级储能装置与发电机断开连接时使发电机与可充电二级储能装置连接并且使发电机与电热器断开连接的控制逻辑。
6.根据权利要求5所述的废气处理系统，其中，当发电机与可充电二级储能装置连接时，发电机在不受管制的高压模式下操作，在该模式中，动力系统基本不受限制地转动发电机。
7.根据权利要求1所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括下述控制逻辑:其用于当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，在不加油制动事件期间监控发电机以确定发电机是否产生了在阈值EHC能量值以上的能量。
8.根据权利要求7所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监控可充电二级储能装置以确定二级阈值SOC的控制逻辑。
9.根据权利要求8所述的废气处理系统，其中，所述控制模块包括用于在一级储能装置在阈值SOC以上并且可充电二级储能装置在二级阈值SOC以上时使一级储能装置与发电机断开连接的控制逻辑。
10.一种用于内燃机的废气处理系统，包括: 废气管道，其与内燃机流体连通并且被配置为接收来自内燃机的废气； 发电机； 车辆电气系统； 与发电机选择性地连接的一级储能装置，所述一级储能装置具有阈值荷电状态(“SOC”)； 与发电机和车辆电气系统选择性地连接的可充电二级储能装置，该可充电二级储能装置具有二级阈值SOC ； 与废气管道流体连通的电热催化(“EHC”)装置，该EHC装置具有与发电机选择性地连接以接收能量的电热器和被加热到相应的起燃温度的选择性激活催化剂；以及 控制模块，其与 EHC装置、发电机、一级储能装置和可充电二级储能装置通信，所述控制模块包括: 用于监控EHC装置以确定EHC装置的选择性激活催化剂是否已经达到起燃温度的控制逻辑； 当一级储能装置在阈值SOC以上时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑； 当一级储能装置与发电机的连接断开时和当选择性激活催化剂在起燃温度以下时，使发电机与EHC装置的电热器连接并且使可充电二级储能装置与车辆电气系统连接的控制逻辑； 用于在选择性激活催化剂在起燃温度以上时在不加油制动期间监控发电机的控制逻辑，并且其中，所述控制模块包括用于确定发电机是否产生在阈值充电值以上的能量的控制逻辑；以及 用于在一级储能装置在阈值SOC以上时，在可充电二级储能装置在二级阈值SOC以下时，以及在发电机产生在阈值充电值以上的能量时，断开一级储能装置与发电机的连接的控制逻辑。
【文档编号】F01N3/20GK103573346SQ201310318453
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】E.V.冈策, M.J.小帕拉托尔, C.E.索尔布里格, C.H.金 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司