具有可變電阻整塊材料的電加熱催化劑設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有可變電阻整塊材料的電加熱催化劑設(shè)備。提供了用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括廢氣氣體導(dǎo)管、發(fā)電機(jī)、電加熱催化劑（EHC）設(shè)備，和控制模塊。廢氣氣體導(dǎo)管與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通，并構(gòu)造成接收來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體。發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)速度運(yùn)行以產(chǎn)生電能。EHC設(shè)備與廢氣氣體導(dǎo)管流體連通。EHC設(shè)備包括整塊材料結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被分成限定互不相連的電阻路徑的多個(gè)區(qū)段。這些電阻路徑被選擇性地連接到發(fā)電機(jī)以接收電能?？刂颇K與EHC設(shè)備、發(fā)電機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通信。控制模塊包括用于確定發(fā)電機(jī)速度的控制邏輯。
【專利說明】具有可變電阻整塊材料的電加熱催化劑設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體處理系統(tǒng)，并且更具體地，涉及一種廢氣氣體處理系統(tǒng)，其包括電加熱催化劑(EHC)設(shè)備，該設(shè)備具有整塊材料，該整塊材料被分成限定互不相連的電阻路徑的多個(gè)區(qū)段。
【背景技術(shù)】
[0002]從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣氣體是非均勻混合物，其包含氣體排放物例如一氧化碳(CO)、未燃燒的碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NOx)以及構(gòu)成微粒物質(zhì)(PM)的濃縮相材料(液體和固體)。催化劑組成成分通常被設(shè)置在催化劑支撐物或基體上，催化劑組成成分被提供在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣系統(tǒng)中以將這些廢氣成分的某些或全部轉(zhuǎn)換為未被規(guī)定的廢氣氣體成分。
[0003]一種類型的用于還原CO和HC排放物的廢氣處理技術(shù)是氧化催化劑(OC)設(shè)備。OC設(shè)備包括流動(dòng)通過的基體，催化劑化合物被施涂在該基體上。OC設(shè)備的催化劑化合物在OC設(shè)備獲得了閾值或熄燈溫度后就引發(fā)廢氣氣體的氧化還原。一種類型的用于還原NOx排放物的廢氣處理技術(shù)是選擇性催化還原(SCR)設(shè)備。SCR設(shè)備包括基體，其中SCR催化劑化合物被施涂在基體上。還原劑通常在SCR設(shè)備的上游被噴灑在熱廢氣氣體內(nèi)。不過，SCR設(shè)備也需要達(dá)到閾值或熄燈溫度以有效還原N0X。在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)之后，OC設(shè)備和SCR設(shè)備還沒有獲得相應(yīng)的熄燈溫度，并且因此通?？赡懿粫?huì)有效地從廢氣氣體中去除CO、HC和NOx。
[0004]用于增加OC和SCR設(shè)備的有效性的一種方法包括提供在OC設(shè)備和SCR設(shè)備上游的電加熱催化劑(EHC)設(shè)備。EHC設(shè)備包括整塊材料和電加熱器。EHC設(shè)備的電加熱器被加熱到相應(yīng)的熄燈溫度，這是在設(shè)置在EHC設(shè)備上的氧化催化劑化合物內(nèi)發(fā)生快速HC氧化時(shí)的溫度，并且還提供熱量給OC和SCR設(shè)備。
[0005]在一種方法中，EHC設(shè)備可由發(fā)電機(jī)供能。發(fā)電機(jī)具有內(nèi)部電阻，其被稱為發(fā)電機(jī)的電阻。被從發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)移到EHC設(shè)備的電能的量在負(fù)載電阻(例如，EHC設(shè)備的電阻)基本上與發(fā)電機(jī)的電阻相同時(shí)達(dá)到峰值。因此，可取的是，提供一種有效地提供電能給EHC設(shè)備的電加熱器的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其該系統(tǒng)包括廢氣氣體導(dǎo)管、發(fā)電機(jī)、電加熱催化劑(EHC)設(shè)備，和控制模塊。廢氣氣體導(dǎo)管，其與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通，并構(gòu)造成接收來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體。發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)速度運(yùn)行以產(chǎn)生電能。EHC設(shè)備與廢氣氣體導(dǎo)管流體連通。EHC設(shè)備包括整塊材料結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被分成限定互不相連的電阻路徑的多個(gè)區(qū)段。這些電阻路徑被選擇性地連接到發(fā)電機(jī)以接收電能?？刂颇K與EHC設(shè)備、發(fā)電機(jī)、和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通信。控制模塊包括控制邏輯以確定發(fā)電機(jī)速度。
[0007]通過參照附圖閱讀下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，會(huì)很容易理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明還提供了如下方案:
方案1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體處理系統(tǒng)，包括:
廢氣氣體導(dǎo)管，其與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通，并構(gòu)造成接收來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣
體；
發(fā)電機(jī)，其以發(fā)電機(jī)速度運(yùn)行以產(chǎn)生電能；
電加熱催化劑(EHC)設(shè)備，其與廢氣氣體導(dǎo)管流體連通，EHC設(shè)備包括整塊材料結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被分成限定互不相連的電阻路徑的多個(gè)區(qū)段，其中這些電阻路徑被選擇性地連接到發(fā)電機(jī)以接收電能；以及
控制模塊，其與EHC設(shè)備、發(fā)電機(jī)、和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通信，該控制模塊包括:
用于確定發(fā)電機(jī)速度的控制邏輯；以及
用于基于發(fā)電機(jī)速度選擇性地將電阻路徑連接到發(fā)電機(jī)的控制邏輯。
[0009]方案2.如方案I所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，整塊材料結(jié)構(gòu)包括第一電阻路徑和第二電阻路徑。
[0010]方案3.如方案2所述的廢氣氣體處理系統(tǒng),其中,EHC設(shè)備包括第一電極、第二電極和第三電極，這些電極與控制模塊通信。
[0011]方案4.如方案3所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，第一電極選擇性地連接第一電阻路徑到發(fā)電機(jī)，第二電極選擇性地連接第二電阻路徑到發(fā)電機(jī)和接地中之一，且第三電極選擇性地連接第一電阻路徑和第二電阻元件到接地。
[0012]方案5.如方案4所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，發(fā)電機(jī)以高度、中速和低速中的其中一者運(yùn)行。
[0013]方案6.如方案5所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，如果發(fā)電機(jī)以低速運(yùn)行，那么第一電阻路徑和第二電阻路徑被使用并聯(lián)構(gòu)造彼此連接。
[0014]方案7.如方案5所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，如果發(fā)電機(jī)以中速運(yùn)行，那么第一電阻路徑和第二電阻路徑的其中之一被連接到發(fā)電機(jī)。
[0015]方案8.如方案7所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，控制模塊包括控制邏輯以基于運(yùn)行條件在連接第一電阻路徑和第二電阻路徑中的其中之一之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0016]方案9.如方案8所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，運(yùn)行條件是EHC設(shè)備的整塊材料的溫度和發(fā)電機(jī)的電能輸出的其中之一。
[0017]方案10.如方案5所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，如果發(fā)電機(jī)以高速運(yùn)行，那么第一電阻路徑和第二電阻路徑被使用串聯(lián)構(gòu)造彼此連接。
[0018]方案11.如方案I所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，在不提供燃料的制動(dòng)事件期間，發(fā)電機(jī)提供電能給EHC設(shè)備。
[0019]方案12.如方案I所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，發(fā)電機(jī)包括內(nèi)部電阻，并且其中所述電阻路徑被選擇性地連接到發(fā)電機(jī)，使得整塊材料的整體電阻大約與發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電阻相同。
[0020]方案13.—種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體處理系統(tǒng)，包括:
廢氣氣體導(dǎo)管，其與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通，并構(gòu)造成接收來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣
體； 發(fā)電機(jī)，其以發(fā)電機(jī)速度運(yùn)行以產(chǎn)生電能，發(fā)電機(jī)包括內(nèi)部電阻；
電加熱催化劑(EHC)設(shè)備，其與廢氣氣體導(dǎo)管流體連通，EHC設(shè)備包括整塊材料結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被分成第一電阻路徑和第二電阻路徑，其中第一電阻路徑和第二電阻路徑被選擇性地連接到發(fā)電機(jī)以接收電能；以及
控制模塊，其與EHC設(shè)備、發(fā)電機(jī)、和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通信，該控制模塊包括:
用于確定發(fā)電機(jī)速度的控制邏輯；以及
用于基于發(fā)電機(jī)速度選擇性地將第一電阻路徑和第二電阻路徑連接到發(fā)電機(jī)使得整塊材料的整體電阻大約與發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電阻相同的控制邏輯。
[0021]方案14.如方案13所述的廢氣氣體處理系統(tǒng),其中,EHC設(shè)備包括第一電極、第二電極和第三電極，這些電極與控制模塊通信。
[0022]方案15.如方案14所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，第一電極選擇性地連接第一電阻路徑到發(fā)電機(jī)，第二電極選擇性地連接第二電阻路徑到發(fā)電機(jī)和接地中之一，且第三電極選擇性地連接第一電阻路徑和第二電阻元件到接地。
[0023]方案16.如方案15所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，發(fā)電機(jī)以高度、中速和低速中的其中一者運(yùn)行。
[0024]方案17.如方案16所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，如果發(fā)電機(jī)以低速運(yùn)行，那么第一電阻路徑和第二電阻路徑被使用并聯(lián)構(gòu)造彼此連接。
[0025]方案18.如方案16所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，如果發(fā)電機(jī)以中速運(yùn)行，那么第一電阻路徑和第二電阻路徑的其中之一被連接到發(fā)電機(jī)。
[0026]方案19.如方案18所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，控制模塊包括控制邏輯以基于運(yùn)行條件在連接第一電阻路徑和第二電阻路徑中的其中之一之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0027]方案20.如方案16所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，如果發(fā)電機(jī)以高速運(yùn)行，那么第一電阻路徑和第二電阻路徑被使用串聯(lián)構(gòu)造彼此連接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是示例性廢氣氣體處理系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的示意圖；
圖2是EHC設(shè)備的示例性說明；
圖3是在圖2中示出的EHC設(shè)備和切換網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
圖4A-4B是圖3中示出的切換網(wǎng)絡(luò)的說明，說明了轉(zhuǎn)換方案；以及 圖5是說明操作圖1中示出的廢氣氣體處理系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的方法的過程流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并非用于限定本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。應(yīng)該理解，在全部附圖中，對(duì)應(yīng)的參考數(shù)字指示類似或?qū)?yīng)的零件和特征。當(dāng)在本文被使用時(shí)，術(shù)語模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的、或群組)和內(nèi)存、組合邏輯電路；和/或提供所描述功能的其它合適的部件。
[0030]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示例性實(shí)施例涉及廢氣氣體處理系統(tǒng)10，用于減少內(nèi)燃(IC)發(fā)動(dòng)機(jī)12的規(guī)定廢氣氣體成分。這里描述的廢氣氣體處理系統(tǒng)可被實(shí)施在各種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括但不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、和均質(zhì)充氣壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
[0031]廢氣氣體處理系統(tǒng)10通常包括一個(gè)或多個(gè)廢氣氣體導(dǎo)管14、和一個(gè)或多個(gè)廢氣處理設(shè)備。圖1說明了電加熱催化劑(EHC)設(shè)備16、氧化催化劑設(shè)備(0C)20、和選擇性催化還原設(shè)備(SCR) 22。如能意識(shí)到的，本公開的廢氣氣體處理系統(tǒng)可包括圖1中示出的廢氣處理設(shè)備、和/或其它廢氣處理設(shè)備(未示出)中的一個(gè)或多個(gè)的各種組合，并不限于目前的示例。電能系統(tǒng)38也被示出，并且包括發(fā)電機(jī)40和切換網(wǎng)絡(luò)42。
[0032]EHC設(shè)備16被設(shè)置在OC設(shè)備20和SCR設(shè)備22的上游。EHC設(shè)備16包括整塊材料50和電加熱器52，其中電加熱器52被選擇性地激活并加熱整塊材料50。在一個(gè)實(shí)施例中，電加熱器52以約12-24伏的電壓并以約1-6千瓦的功率范圍運(yùn)行，不過，應(yīng)該理解，其它的運(yùn)行條件也可被使用。EHC設(shè)備16可由任何合適的材料構(gòu)造，該材料是導(dǎo)電的，例如纏繞的整塊材料50。氧化催化劑化合物(未示出)可被施涂在EHC設(shè)備16上以作為封閉底漆，并且可包含鉬族金屬，例如，鉬(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)或其它合適的氧化催化劑、或者它們的組合。EHC設(shè)備16的催化劑具有熄燈溫度，其是在存在EHC設(shè)備16的氧化催化劑化合物的情況下發(fā)生快速HC氧化的溫度。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，EHC熄燈溫度是約250攝氏度。
[0033]OC設(shè)備20位于EHC設(shè)備16的下游并且可包括，例如，流動(dòng)通過的金屬或陶瓷整塊材料基體，該基體可被封裝在不銹鋼殼或筒內(nèi)，該殼或筒具有與廢氣氣體導(dǎo)管14流體連通的進(jìn)口和出口。該基體可包括設(shè)置在其上的氧化催化劑化合物。氧化催化劑化合物可被施涂為封閉底漆并且可包含鉬族金屬，例如鉬(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)或其它合適的氧化催化齊U、或它們的組合。0C20可用于處理未燃燒的氣態(tài)且不揮發(fā)的HC和CO，它們被氧化以形成二氧化碳和水。
[0034]SCR設(shè)備22可被設(shè)置在OC設(shè)備20的下游。以與OC設(shè)備20類似的方式，SCR設(shè)備22可包括例如流動(dòng)通過陶瓷或金屬整塊材料基體，該基體可被封裝在不銹鋼殼或筒內(nèi)，該殼或筒具有與廢氣氣體導(dǎo)管14流體連通的進(jìn)口和出口。基體可包括施涂于其上的SCR催化劑成分。SCR催化劑成分可包含沸石和一種或多種基礎(chǔ)金屬成分，例如鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)或釩(V)，這可高效操作以在存在還原劑例如氨(NH3)的情況下轉(zhuǎn)化廢氣氣體中的NOx成分。
[0035]圖2是EHC設(shè)備16的前面56的說明，說明了 EHC設(shè)備16的整塊材料50。整塊材料50被包含在金屬基內(nèi)殼或箱58。內(nèi)箱58與外箱60同心，也由金屬基材料構(gòu)成。在圖2中所示的示例性實(shí)施例中，整塊材料50包括纏繞構(gòu)造，其中整塊材料50被分成多個(gè)電阻路徑62。具體來說，在所示出的實(shí)施例中，整塊材料50包括第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2。
[0036]EHC設(shè)備16還包括多個(gè)電極70，它們用作電加熱器52，并且這些電極被圖示為第一電極El，第二電極E2和第三電極E3。當(dāng)電極70被通電時(shí)，電流可流到第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2，由此在整塊材料50產(chǎn)生熱。第一電極El被連接到第一電阻路徑R1。第二電極E2被連接到第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2。電連接器68被沿著整塊材料50的中心部分定位，并劃分第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2。第三電極E3被連接到第二電阻路徑R2。[0037]圖3是整塊材料50的示例性電力示意圖，其中第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2被圖示為電阻器。第一切換元件S1、第二切換元件S2、和第三切換元件S3也被示出，它們是圖1中所示的切換網(wǎng)絡(luò)42的一部分。在所示的實(shí)施例中，切換元件被圖示為單極雙擲開關(guān)，不過，應(yīng)該理解，各種切換元件也可被使用，例如，晶體管?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2-3，第一切換元件SI對(duì)應(yīng)第一電極E1。第一切換元件SI選擇性地連接第一電極El到發(fā)電機(jī)40。具體來說，第一切換元件SI通過連接到第一觸點(diǎn)Cl選擇性地連接第一電極El到發(fā)電機(jī)40，并且通過連接到第二觸點(diǎn)C2選擇性地將第一電極El從發(fā)電機(jī)40斷開。第二切換元件S2選擇性地將第二電極E2連接到接地元件74。替換地，第二切換元件S2處于斷開位置，其在圖3中示出。第三切換元件S3選擇性地連接第三電極E3到發(fā)電機(jī)40，或者接地元件76。具體來說，第三切換元件S3通過連接到第三觸點(diǎn)C3選擇性地連接第三電極E3到發(fā)電機(jī)40。
[0038]回看圖1，發(fā)電機(jī)40是發(fā)動(dòng)機(jī)12的一部分，并且將來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為各種車輛電負(fù)載所需要的電能，例如EHC設(shè)備16。發(fā)電機(jī)32被聯(lián)接到車輛(未示出)的傳動(dòng)系(未示出)。在不提供燃料的制動(dòng)事件期間，駕駛員下壓制動(dòng)踏板(未示出)，并且到發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃料添加被暫時(shí)停止。由傳動(dòng)系建立的減速能量被用于旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)40以在不提供燃料的制動(dòng)事件期間產(chǎn)生電能，以提供電能給EHC設(shè)備16。發(fā)電機(jī)40包括內(nèi)部電阻，其被稱為發(fā)電機(jī)電阻Rg。發(fā)電機(jī)電阻Rg取決于發(fā)電機(jī)40的旋轉(zhuǎn)速度。具體來說，例如，當(dāng)發(fā)電機(jī)40的旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí)，發(fā)電機(jī)電阻Rg也增加。
[0039]控制模塊80被可操作地連接到并通過數(shù)個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)12和發(fā)電機(jī)40，切換網(wǎng)絡(luò)42，和廢氣氣體處理系統(tǒng)10。具體來說，圖1示出了與定位在廢氣氣體導(dǎo)管14內(nèi)的溫度傳感器82通信的控制模塊80。溫度傳感器82位于EHC設(shè)備16的下游，并發(fā)送電信號(hào)到控制模塊80以指示在特定位置處的廢氣氣體導(dǎo)管14內(nèi)的溫度。即，溫度傳感器82指示EHC設(shè)備16的溫度。
[0040]控制模塊80可監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)12以確定其旋轉(zhuǎn)速度。在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊80包括控制邏輯以基于發(fā)動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)速度確定發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度(例如，發(fā)電機(jī)速度與發(fā)動(dòng)機(jī)速度的比通常約3:1)?？刂颇K80包括控制邏輯以對(duì)發(fā)電機(jī)速度歸類。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊80將發(fā)電機(jī)速度歸類為高、中、低類。在一個(gè)說明性方法中，如果發(fā)電機(jī)速度范圍是從約0到約3000RPM，那么發(fā)電機(jī)速度就被歸類為低。如果發(fā)電機(jī)速度范圍是從約3000RPM到約7500RPM，那么發(fā)電機(jī)速度就被歸類為中等。如果發(fā)電機(jī)速度范圍高于約7500RPM，那么發(fā)電機(jī)速度就被歸類為高。
[0041]參照?qǐng)D1-3，控制模塊80還包括控制邏輯以基于發(fā)電機(jī)40的速度選擇性地切換切換網(wǎng)絡(luò)42的第一切換元件S1、第二切換元件S2和第三切換元件S3。具體來說，控制模塊80包括控制邏輯以基本上匹配負(fù)載電阻(例如，EHC設(shè)備16的整塊材料50的電阻)與發(fā)電機(jī)電阻Rg。例如，在圖1-3所示的實(shí)施例中，如果發(fā)電機(jī)40以低速運(yùn)行，那么第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2將被使用并聯(lián)構(gòu)造互相連接。具體來說，第一切換元件SI連接第一電極El和發(fā)電機(jī)40，第二切換元件S2被連接到接地元件74，而第三切換元件S3連接第三電極E3和發(fā)電機(jī)40。因此，如果第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2都具有電阻R/2，那么整塊材料50的整體電阻是％ R0
[0042]如果發(fā)電機(jī)40以中速運(yùn)行，那么第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2每一個(gè)被使用調(diào)整或轉(zhuǎn)換方案選擇性地連接到發(fā)電機(jī)40，該方案將在圖4A-4B中說明。圖4A是將第二電阻路徑R2連接到發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)換方案的說明，圖4B是將第一電阻路徑Rl連接到發(fā)電機(jī)40的轉(zhuǎn)換方案的說明。例如，參照?qǐng)D4A，第一電阻路徑Rl被從發(fā)電機(jī)40斷開，第二切換元件S2被連接到接地元件74，并且第三切換元件S3被連接到發(fā)電機(jī)40。參照?qǐng)D4B，第一電阻路徑Rl被連接到發(fā)電機(jī)40，第二切換元件S2被連接到接地74，并且第三切換元件S3被連接到接地76。
[0043]參照?qǐng)D1-4B，控制模塊80包括控制邏輯以在圖4A-4B示出的轉(zhuǎn)換方案之間進(jìn)行調(diào)整，以維持在EHC設(shè)備16的整塊材料50上的基本上變化不大的溫度曲線。具體來說，例如，控制模塊80可基于在EHC設(shè)備16的整塊材料50的溫度在轉(zhuǎn)換方案之間進(jìn)行調(diào)整(例如，通過監(jiān)測(cè)溫度傳感器82)。替換地，在另一方法中，控制模塊80可基于發(fā)電機(jī)40的電能輸出在轉(zhuǎn)換方案之間進(jìn)行調(diào)整。
[0044]如果發(fā)電機(jī)40以高速運(yùn)行，那么第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2將使用串聯(lián)構(gòu)造被彼此連接。具體來說，第一切換元件SI連接第一電極El和發(fā)電機(jī)40，第二切換元件S2處于斷開位置，并且第三切換元件S3連接第三電極E3和接地76。因此，如果第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2都具有電阻R/2，那么整塊材料50的整體電阻是R。
[0045]在發(fā)電機(jī)40以不同速度運(yùn)行時(shí)，電能系統(tǒng)38 (在圖1中示出)匹配負(fù)載電阻(例如，EHC設(shè)備16的整塊材料50的電阻)和發(fā)電機(jī)電阻Rg。從發(fā)電機(jī)40轉(zhuǎn)移到EHC設(shè)備16的電能的量在EHC設(shè)備16的整塊材料50的電阻與發(fā)電機(jī)40的電阻大約相同時(shí)達(dá)到峰值。因此，通過將整塊材料50的整體電阻(例如，第一電阻元件Rl和第二電阻元件R2)與發(fā)電機(jī)電阻Rg匹配，在不提供燃料的制動(dòng)事件期間(例如，在減速期間)最大化電加熱器52所提供的電能的量，并且增強(qiáng)了對(duì)EHC設(shè)備16的整塊材料50的加熱。
[0046]現(xiàn)在將解釋提供電能到EHC設(shè)備16的方法。參照?qǐng)D5，附圖標(biāo)記200整體上指示說明操作廢氣氣體處理系統(tǒng)10的示例性過程的示例性過程流程圖。整體參照?qǐng)D1-5，過程200開始于步驟202，其中控制模塊80包括監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)12的控制邏輯，并且基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度確定發(fā)電機(jī)速度。方法200此時(shí)可前進(jìn)到步驟204。
[0047]在步驟204，控制模塊80包括控制邏輯以歸類發(fā)電機(jī)速度。例如，控制模塊80可將發(fā)電機(jī)速度歸類為高、中、或低類。如果發(fā)電機(jī)速度是低的，方法200此時(shí)可前進(jìn)到步驟206。在步驟206，第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2將使用并聯(lián)構(gòu)造被彼此連接。參照?qǐng)D2-3，第一切換元件SI連接第一電極El和發(fā)電機(jī)40，第二切換元件S2被連接到接地74，并且第三切換元件S3連接第三電極E3和發(fā)電機(jī)40。方法200此時(shí)可終止。
[0048]如果發(fā)電機(jī)速度是中等，方法200此時(shí)可前進(jìn)到步驟208。在步驟208，控制模塊80確定第一電阻路徑Rl或第二電阻路徑R2是否被連接到發(fā)電機(jī)40?？刂颇K80包括控制邏輯以在第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2之間進(jìn)行調(diào)整(例如，轉(zhuǎn)換方案)以維持在EHC設(shè)備16的整塊材料50上的基本上變化不大的溫度曲線?？刂颇K80可基于運(yùn)行條件，例如，EHC設(shè)備16的整塊材料50的溫度，或者基于發(fā)電機(jī)40的電能輸出，在轉(zhuǎn)換方案之間進(jìn)行調(diào)整。如果運(yùn)行條件小于預(yù)定閾值(例如，如果整塊材料50的溫度低于具體溫度，或者如果發(fā)電機(jī)40的電能輸出低于規(guī)定瓦特?cái)?shù))，那么方法200前進(jìn)到步驟210，在那里第二電阻路徑R2被連接到發(fā)電機(jī)40 (例如，在圖4A中示出的轉(zhuǎn)換方案)。方法200此后可終止。
[0049]如果運(yùn)行條件大于預(yù)定閾值(例如，如果整塊材料50的溫度高于具體溫度或者如果發(fā)電機(jī)40的電能輸出高于規(guī)定瓦特?cái)?shù))，那么方法200前進(jìn)到步驟212，在那里第一電阻元件Rl被連接到發(fā)電機(jī)40 (例如，圖4B中示出的轉(zhuǎn)換方案)。方法200此后可終止。
[0050]如果發(fā)電機(jī)速度是高的，方法200此時(shí)可前進(jìn)到步驟214。在步驟214，第一電阻路徑Rl和第二電阻路徑R2被使用串聯(lián)構(gòu)造彼此連接，其中第一切換元件SI連接第一電極El和發(fā)電機(jī)40，第二切換元件S2處于斷開位置，且第三切換元件S3連接第三電極E3和接地76。方法200此時(shí)可終止。
[0051]雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改并且等同方式可用來替換本發(fā)明中的元件。而且，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可進(jìn)行許多改進(jìn)以使特定的情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，并不意圖將本發(fā)明限定為所公開的特定的實(shí)施例，而本意是本發(fā)明將包括所有落入本申請(qǐng)的范圍內(nèi)的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體處理系統(tǒng)，包括: 廢氣氣體導(dǎo)管，其與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通，并構(gòu)造成接收來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體； 發(fā)電機(jī)，其以發(fā)電機(jī)速度運(yùn)行以產(chǎn)生電能； 電加熱催化劑(EHC)設(shè)備，其與廢氣氣體導(dǎo)管流體連通，EHC設(shè)備包括整塊材料結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被分成限定互不相連的電阻路徑的多個(gè)區(qū)段，其中這些電阻路徑被選擇性地連接到發(fā)電機(jī)以接收電能；以及 控制模塊，其與EHC設(shè)備、發(fā)電機(jī)、和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通信，該控制模塊包括: 用于確定發(fā)電機(jī)速度的控制邏輯；以及 用于基于發(fā)電機(jī)速度選擇性地將電阻路徑連接到發(fā)電機(jī)的控制邏輯。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，整塊材料結(jié)構(gòu)包括第一電阻路徑和第二電阻路徑。
3.如權(quán)利要求2所述的廢氣氣體處理系統(tǒng),其中，EHC設(shè)備包括第一電極、第二電極和第三電極，這些電極與控制模塊通信。
4.如權(quán)利要求3所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，第一電極選擇性地連接第一電阻路徑到發(fā)電機(jī)，第二電極選擇性地連接第二電阻路徑到發(fā)電機(jī)和接地中之一，且第三電極選擇性地連接第一電阻路徑和第二電阻元件到接地。
5.如權(quán)利要求4所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，發(fā)電機(jī)以高度、中速和低速中的其中一者運(yùn)行。
6.如權(quán)利要求5所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，如果發(fā)電機(jī)以低速運(yùn)行，那么第一電阻路徑和第二電阻路徑被使用并聯(lián)構(gòu)造彼此連接。
7.如權(quán)利要求5所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，如果發(fā)電機(jī)以中速運(yùn)行，那么第一電阻路徑和第二電阻路徑的其中之一被連接到發(fā)電機(jī)。
8.如權(quán)利要求7所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，控制模塊包括控制邏輯以基于運(yùn)行條件在連接第一電阻路徑和第二電阻路徑中的其中之一之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
9.如權(quán)利要求8所述的廢氣氣體處理系統(tǒng)，其中，運(yùn)行條件是EHC設(shè)備的整塊材料的溫度和發(fā)電機(jī)的電能輸出的其中之一。
10.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體處理系統(tǒng)，包括: 廢氣氣體導(dǎo)管，其與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通，并構(gòu)造成接收來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣氣體； 發(fā)電機(jī)，其以發(fā)電機(jī)速度運(yùn)行以產(chǎn)生電能，發(fā)電機(jī)包括內(nèi)部電阻； 電加熱催化劑(EHC)設(shè)備，其與廢氣氣體導(dǎo)管流體連通，EHC設(shè)備包括整塊材料結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被分成第一電阻路徑和第二電阻路徑，其中第一電阻路徑和第二電阻路徑被選擇性地連接到發(fā)電機(jī)以接收電能；以及 控制模塊，其與EHC設(shè)備、發(fā)電機(jī)、和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通信，該控制模塊包括: 用于確定發(fā)電機(jī)速度的控制邏輯；以及 用于基于發(fā)電機(jī)速度選擇性地將第一電阻路徑和第二電阻路徑連接到發(fā)電機(jī)使得整塊材料的整體電阻大約與發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電阻相同的控制邏輯。
【文檔編號(hào)】F01N9/00GK103670616SQ201310399365
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】E.V.岡策, M.J.小帕拉托爾, C.H.金, C.E.索爾布里格 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司