专利名称：电加热氧化催化剂颗粒物保护的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于再生电加热氧化催化剂中的颗粒物质的方法和系统。
背景技术：
氧化催化剂装置在排气系统中提供用于处理未燃气体和不易挥发的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)。氧化催化剂在高温条件下氧化HC和CO形成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。加热系统在排气系统中提供以建立用于氧化过程的高温环境。在各种运行环境中，加热系统可能会发生损坏从而阻止氧化催化剂的正确运行。因此，需要提供一种防止加热系统损坏的方法和系统来确保氧化催化剂的运行。
发明内容
在一个示范性实施例中，提供了 一种氧化催化剂的加热装置的控制方法。所述控制方法包括估算所述加热装置上的颗粒物的累积量；和基于所估算的累积量，选择性地控制与加热装置电连通的开关装置。在另一个示范性实施例中，提供了一种发动机排气系统。所述排气系统包括氧化催化剂；与所述氧化催化剂相关联的加热装置；和控制模块，其估算所述加热装置上的颗粒物的累积量，并基于所估算的累积量选择性地控制与所述电加热装置电连通的开关装置。在另一个示范性实施例中，提供了一种车辆。所述车辆包括发动机；电加热氧化催化剂，其接收来自发动机的排气；控制模块，其基于电加热氧化催化剂中累积的颗粒物的估算来控制到所述电加热氧化催化剂的电流。上述本发明的特点和优点和其他特点和优点将在下面结合附图的本发明详细描述中更容易变得明显。本发明还提供了以下解决方案1、一种氧化催化剂的加热装置的控制方法，包括估算所述加热装置上的颗粒物的累积量；和基于所估算的累积量，选择性地控制与加热装置电连通的开关装置。2、如方案I所述的方法，其中，估算颗粒物的累积量包括估算与氧化催化剂相关的发动机产生的颗粒物；和基于所估算的产生的颗粒物，估算颗粒物的累积量。3、如方案I所述的方法，其中，选择性地控制开关装置包括当所述估算的累积量大于阀值时，选择性地控制开关装置到第一位置来允许电流流向加热装置。4、如方案3所述的方法，其中，选择性地控制开关装置包括当所述估算的累积量小于阀值时，选择性地控制开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置。
5、如方案3所述的方法，其中，选择性地控制开关装置包括当再生完成时，选择性地控制开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置。6、一种发动机排气系统,包括氧化催化剂；与所述氧化催化剂相关的加热装置；和控制模块，其估算所述加热装置上的颗粒物的累积量，并基于所估算的累积量选择性地控制与所述加热装置电连通的开关装置。7、如方案6所述的排气系统，其中，所述控制模块通过估算发动机产生的颗粒物来估算所述颗粒物的累积量；并基于所估算的产生的颗粒物来估算颗粒物的累积量。8、如方案6所述的排气系统，其中，当所估算的累积量大于阀值时，所述控制模块通过选择性地控制所述开关装置到第一位置来允许电流流向加热装置而选择性地控制开
关装置。9、如方案8所述的排气系统，其中，当所估算的累积量小于阀值时，所述控制模块通过选择性地控制所述开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置而选择性地控制开
关装置。10、如方案8所述的排气系统，其中，所述控制模块选择性地控制开关装置包括当再生完成时，通过选择性地控制开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置。11、一种车辆，包括发动机；电加热氧化催化剂，其接收来自发动机的排气；和控制模块，其基于估算氧化催化剂中累积的颗粒物来控制到电加热氧化催化剂的电流。12、如方案11所述的车辆，其中，所述控制模块估算所述加热装置上的颗粒物累积量，并基于所述估算的累积量选择性地控制与电加热氧化催化剂电连通的开关装置。13、如方案12所述的车辆，其中，所述控制模块通过估算发动机产生的颗粒物来估算所述颗粒物的累积量；并基于所估算的产生的颗粒物来估算颗粒物的累积量。14、如方案12所述的车辆，其中，当所估算的累积量大于阀值时，所述控制模块通过选择性地控制所述开关装置到第一位置来允许电流流向加热装置而选择性地控制开关
>J-U装直。15、如方案14所述的车辆，其中，当所估算的累积量小于阀值时，所述控制模块通过选择性地控制所述开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置而选择性地控制开关
>J-U装直。16、如方案14所述的车辆，其中，所述控制模块选择性地控制开关装置包括当再生完成时，通过选择性地控制开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置。
其他特点、优点和细节将仅通过实例的方式在下面实施例的详细描述中体现，详细的描述涉及附图，其中图1是根据示范性实施例的包括发动机和排气系统的车辆的功能性方框图2是根据示范性实施例的排气系统控制系统的数据流图；和图3是根据示范性实施例的排气系统控制方法的流程图。
具体实施例方式下面的描述本质上仅仅为示范性的，其并非意于限制本发明、其应用或使用。应当理解的是，所有附图中，相应的附图标记表示相同或者相应的部件或特征。此处使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)，电子电路，处理器(共享、专用或集成)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器，混合逻辑电路，和/或其他提供所描述的功能的适宜的组件。参考图1，本发明示范性实施例涉及一种包括排气处理系统10的车辆9，所述排气处理系统10用于还原内燃机12的调整的排气成份。应理解的是，发动机12本质上仅仅是示意性的，此处使用的本发明可以应用到各种发动机系统中。这类发动机系统可以包括，但不限于，柴油发动机系统，汽油直喷式系统，和均质压缩点火发动机系统。排气系统处理系统10通常包括一个或多个排气管道14，以及一个或多个排气处理装置。排气处理装置包括，例如氧化催化剂(OC) 18，选择性催化还原装置(SCR) 20，颗粒过滤器装置(PF)22。应认识到的是，本发明的排气处理系统10可以包括0C18和图1所示的一个或多个排气处理装置(SCR20和PF22)的各种组合，和/或其他排气处理装置(未示出)，且并不限于所示的本例子。在图1中，排气管道14可以包括数个节段，其从发动机12传输排气13到排气处理系统10的各种排气处理装置18-22。0C18可以包括，例如流通金属或陶瓷整体式基体。所述基体可以封装在具有进口和与排气管道14流体连通的出口的壳体或者罐中。所述基体可以包括布置于其上的氧化催化剂成分。氧化催化剂成分可以应用为基面涂料，且可以包含钼族金属，如钼(Pt)，钯(Pd)，铑(Rh)或其他合适的氧化催化剂，或者它们的结合。0C18处理未燃的气体和未挥发的HC和CO，其被氧化形成CO和H20。为了辅助氧化过程，电加热装置(EHD) 30布置在0C18的上游。EHD30提供了氧化HC和CO所需的高温。电流被周期性地控制到EHD30中以开始0C18中的氧化过程。在各种实施例中，EHD30可以使用具有进口和与排气管道14流体连通的出口的整体式过滤器构建。应理解的是,此处所述的整体式过滤器本质上仅仅是示意性的,EHD30可以包括其他本领域已知的过滤器装置。当排气13通过EHD30时，排气的颗粒物可以沉积在EHD30上。如果EHD30上累积了太多的颗粒物，当激活时EHD30可能会短路。因此，EHD30选择性地激活来再生沉积在EHD30上或其附近的颗粒物。控制模块32监测发动机12和/或排气处理系统10的运行情况，并通过开关装置34控制到EHD30的电流。通常，控制模块32通过估算EHD30上或其附近累积的颗粒物从而控制电流，并基于所估算的累积量选择性地控制开关装置34。现在参考图2，并继续参考图1，数据流图示出了可以嵌入控制模块32内的排气系统控制系统的各种实施例。根据本发明的排气系统控制系统的各种实施例可以包括嵌入到控制模块32内的任意数量的子模块。可以理解的是，图2示出的子模块可以结合和/或进一步分开来相似地控制EHD30上的颗粒物的再生。到系统的输入可以从发动机12传感，从其他控制模块(未示出)接收，和/或由控制模块32内的其他子模块(未示出)确定/建模。在各种实施例中，控制模块32包括颗粒物估算模块40，和加热器激活模块42。颗粒物估算模块40接收输入的发动机参数44(例如，但不限于，发动机速度，燃料，大气压力，环境空气温度，NO2,, A，排气再循环速率,排气流和排气温度)，和排气参数46 (例如，但不限于，排气流，排气温度，排气再循环速率，X，HC，NO2，单元密度(celldensity))。这些参数可以被传感和/或建模而得到。颗粒物估算模块40估算由发动机12产生的颗粒物，也就是基于发动机参数估算颗粒物速率。例如，发动机颗粒物可以基于发动机参数以及本领域已知的估算方法来估算。颗粒物估算模块然后基于发动机颗粒物和排气参数46估算累积在EHD30中或其附近的颗粒物。例如，颗粒物可以基于排气参数46以及本领域已知的估算方法来估算颗粒物。加热器激活模块42接收输入的估算的PM48。加热器激活模块42评估所估算的PM48来确定电流是否应当被控制施加到EHD30。在各种实施例中，如果所估算的PM48大于预定的阀值，加热器激活模块42通过控制信号50控制开关装置34来允许电流通向EHD30，从而激活EHD30。加热器激活模块42选择性地控制流向EHD30的电流，直到颗粒物已经成功地再生(例如，通过评估反馈参数49，其指示例如发动机中的背压变化，或者通过评估0C18之后的排气温度，等)。在这方面，加热器激活模块42通过控制信号50控制开关装置34来防止电流通向EHD30，从而停用EHD30。现在参考图3，并继续参考图1和2，其示出了根据本发明的图1的控制模块32脂够执行的排气系统控制方法的流程图。从本发明能够认识到的是，所述方法中的运行顺序并不限于图3示出的执行顺序，而是根据应用和根据本发明可以以一个或多个不同的顺序来执行。在各种实施例中，所述方法可以基于预定的事件按照计划运行，和/或在发动机12的运行期间连续地运行。在一个实施例中，所述方法可以在步骤100开始。在步骤110，预计发动机颗粒物；在步骤120，基于上述的预计估算出估算的PM48 ;在步骤130，所估算的PM48被评估。如果在步骤130估算的PM48大于预定的阀值，在步骤140，EHD30通过产生控制信号50到开关装置34被激活。在步骤150，EHD30保持激活直到达到阀值温度，在步骤160颗粒物已经再生。之后，在步骤170，EHD30可以通过控制信号50而停用，在步骤180所述方法可以结束。然而，如果在步骤130所估算的OC PM小于预定的阀值，则没有足量的颗粒物来在氧化催化剂内产生热事件，所述方法可以在步骤180结束。尽管已经参考示范性实施例来描述本发明，但是本领域技术人员将理解的是，在没有超出本发明的范围之内，各种改变都可以进行，各种等同物都可以用来替换其中的元件。另外，在没有超出本发明实质范围的情况下，根据本发明教导，各种修改都可以进行来适应特定的情形或材料。因此，本发明并非意于限制到所公开的特定实施例，而是本发明将包括所有落入本发明范围内的实施例。
权利要求
1.一种氧化催化剂的加热装置的控制方法，包括 估算所述加热装置上的颗粒物的累积量；和 基于所估算的累积量，选择性地控制与加热装置电连通的开关装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中，估算颗粒物的累积量包括 估算与氧化催化剂相关的发动机产生的颗粒物；和 基于所估算的产生的颗粒物，估算颗粒物的累积量。
3.如权利要求1所述的方法，其中，选择性地控制开关装置包括 当所述估算的累积量大于阀值时，选择性地控制开关装置到第一位置来允许电流流向加热装置。
4.如权利要求3所述的方法，其中，选择性地控制开关装置包括 当所述估算的累积量小于阀值时，选择性地控制开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置。
5.如权利要求3所述的方法，其中，选择性地控制开关装置包括 当再生完成时，选择性地控制开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置。
6.一种发动机排气系统，包括 氧化催化剂； 与所述氧化催化剂相关的加热装置；和 控制模块，其估算所述加热装置上的颗粒物的累积量，并基于所估算的累积量选择性地控制与所述加热装置电连通的开关装置。
7.如权利要求6所述的排气系统，其中，所述控制模块通过估算发动机产生的颗粒物来估算所述颗粒物的累积量；并基于所估算的产生的颗粒物来估算颗粒物的累积量。
8.如权利要求6所述的排气系统，其中，当所估算的累积量大于阀值时，所述控制模块通过选择性地控制所述开关装置到第一位置来允许电流流向加热装置而选择性地控制开关装置。
9.如权利要求8所述的排气系统，其中，当所估算的累积量小于阀值时，所述控制模块通过选择性地控制所述开关装置到第二位置来防止电流流向加热装置而选择性地控制开关装置。
10.一种车辆，包括 发动机； 电加热氧化催化剂，其接收来自发动机的排气；和 控制模块，其基于估算氧化催化剂中累积的颗粒物来控制到电加热氧化催化剂的电流。
全文摘要
本发明涉及电加热氧化催化剂颗粒物保护。具体地，提供了一种氧化催化剂的加热装置的控制方法。该控制方法包括估算加热装置上的颗粒物的累积量；基于所估算的累积量，选择性地控制与加热装置电连通的开关装置。
文档编号F01N3/027GK103032133SQ20121051669
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月5日 优先权日2011年10月6日
发明者E·V·冈策, M·J·小帕拉托尔, M·阿达内斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司