混合催化劑輻射預(yù)加熱系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及混合催化劑輻射預(yù)加熱系統(tǒng)，具體地，一種催化劑加熱系統(tǒng)包括監(jiān)測模塊、模式選擇模塊和電加熱催化劑（EHC）控制模塊。監(jiān)測模塊監(jiān)測下列各項中的至少一項：(i)發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的催化劑組件的第一有效容積，和(ii)催化劑組件的非電加熱催化劑的第一溫度。模式選擇模塊設(shè)置成基于第一有效催化劑容積和第一溫度中的至少一者來選擇非電加熱催化劑輻射加熱模式并且產(chǎn)生模式信號。電加熱催化劑控制模塊基于模式信號將電加熱催化劑的溫度增加到大于穩(wěn)定溫度的升高溫度。穩(wěn)定溫度大于催化劑起燃溫度。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本公開涉及排氣系統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化器。
技術(shù)介紹
這里提供的背景描述用于總體上展現(xiàn)本公開背景的目的。在本
技術(shù)介紹
部分中描述的當(dāng)前署名專利技術(shù)人的工作以及在申請時不得以其它方式作為現(xiàn)有技術(shù)的說明書中的各方面，既不明確地也不隱含地被承認(rèn)為抵觸本公開的現(xiàn)有技術(shù)。催化轉(zhuǎn)化器被用于內(nèi)燃發(fā)動機（ICE）的排氣系統(tǒng)中以減少排放。作為示例，三效催化劑轉(zhuǎn)化器（TWC）減少排氣系統(tǒng)內(nèi)的氮氧化物、一氧化碳和碳氫化合物。三效轉(zhuǎn)化器將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮和氧、將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳、并且使未燃碳氫化合物氧化以產(chǎn)生二氧化碳和水。催化轉(zhuǎn)化器通常開始工作的平均起燃溫度是大約200-350℃。因此，催化轉(zhuǎn)化器在發(fā)動機的冷啟動時發(fā)生的暖機時段期間不工作或者提供微小的減排。在暖機時段之后，催化轉(zhuǎn)化器的操作溫度可以是大約400-900℃。催化轉(zhuǎn)化器的效率隨著操作溫度的增加而改善。基于所述原因，催化轉(zhuǎn)化器在冷啟動時越快地增加到起燃溫度，則排氣系統(tǒng)的減排性能越好?；旌想妱榆囕v可以包括ICE和一個或多個電動馬達。ICE可以具有帶有催化轉(zhuǎn)化器的排氣系統(tǒng)。ICE可以被重復(fù)地停用和/或被停用延長的時間段以節(jié)約燃料。當(dāng)ICE被停用時，催化轉(zhuǎn)化器的溫度降低。啟動/停止車輛（start/stopvehicle）包括ICE并且在例如ICE空閑時段中并且/或者當(dāng)該啟動/停止車輛的速度是0m/s時停用ICE。結(jié)果，催化轉(zhuǎn)化器在啟動混合電動車輛和啟動/停止車輛時可能提供有限的減排性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一個實施例中，提供了催化劑加熱系統(tǒng)。催化劑加熱系統(tǒng)包括監(jiān)測模塊、模式選擇模塊和電加熱催化劑（EHC）控制模塊。監(jiān)測模塊監(jiān)測（i）發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的催化劑組件的第一有效容積和（ii）催化劑組件的非EHC的第一溫度中的至少一者。模式選擇模塊被設(shè)置成基于第一有效催化劑容積和第一溫度中的至少一者來選擇非EHC輻射加熱模式并且產(chǎn)生模式信號。EHC控制模塊基于模式信號使EHC的溫度增加到大于穩(wěn)定溫度的升高溫度。穩(wěn)定溫度大于催化劑起燃溫度。在其他特征中，提供了操作催化劑加熱系統(tǒng)的方法，該方法包括：監(jiān)測（i）發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的催化劑組件的第一有效容積和（ii）催化劑組件的非EHC的第一溫度中的至少一者。基于第一有效催化劑容積和第一溫度中的至少一者來選擇非EHC輻射加熱模式并且產(chǎn)生模式信號?；谀Ｊ叫盘柺笶HC的溫度增加到大于穩(wěn)定溫度的升高溫度。穩(wěn)定溫度大于催化劑起燃溫度。本專利技術(shù)還提供了以下技術(shù)方案。方案1.一種催化劑加熱系統(tǒng)，包括：第一監(jiān)測模塊，其監(jiān)測下列各項中的至少一項：(i)發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的催化劑組件的第一有效容積，和(ii)催化劑組件的非電加熱催化劑的第一溫度；模式選擇模塊，其設(shè)置成基于第一有效催化劑容積和第一溫度中的至少一者來選擇非電加熱催化劑輻射加熱模式并且產(chǎn)生模式信號；以及電加熱催化劑控制模塊，其基于所述模式信號將電加熱催化劑的溫度增加到大于穩(wěn)定溫度的升高溫度，其中，穩(wěn)定溫度大于催化劑起燃溫度。方案2.根據(jù)方案1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中：當(dāng)發(fā)動機被停用時，電加熱催化劑控制加熱模塊經(jīng)由電加熱催化劑加熱電路向電加熱催化劑供應(yīng)電流以增加電加熱催化劑的溫度；以及當(dāng)發(fā)動機的火花和燃料被禁用時，發(fā)動機被停用。方案3.根據(jù)方案1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，還包括第一比較模塊，其將第一有效催化劑容積與預(yù)定有效容積相比較并且產(chǎn)生第一比較信號，其中，當(dāng)?shù)谝槐容^信號指示出第一有效催化劑容積小于預(yù)定有效容積時，模式選擇模塊選擇電加熱催化劑輻射加熱模式。方案4.根據(jù)方案3所述的催化劑加熱系統(tǒng)，還包括第二比較模塊，其將催化劑組件的第二有效催化劑容積與有效啟動容積相比較并且產(chǎn)生第二比較信號，其中，當(dāng)?shù)诙容^信號指示出第二有效催化劑容積大于有效啟動容積時，模式選擇模塊選擇電加熱催化劑穩(wěn)定模式。方案5.根據(jù)方案4所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中，有效啟動容積是在啟動發(fā)動機之前所要求的催化劑組件的最小有效容積。方案6.根據(jù)方案4所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中，電加熱催化劑控制模塊：在電加熱催化劑輻射加熱模式期間將電加熱催化劑的溫度增加到升高溫度；以及在電加熱催化劑穩(wěn)定模式期間將電加熱催化劑的溫度減小到穩(wěn)定溫度。方案7.根據(jù)方案4所述的催化劑加熱系統(tǒng)，還包括所述電加熱催化劑，其中，電加熱催化劑在輻射加熱模式期間輻射地加熱非電加熱催化劑，以及其中，電加熱催化劑在電加熱催化劑穩(wěn)定模式期間與在輻射加熱模式期間相比提供更少的對非電加熱催化劑的輻射加熱。方案8.根據(jù)方案1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，還包括第一比較模塊，其將第一溫度與催化劑起燃溫度相比較并且產(chǎn)生第一比較信號，其中，當(dāng)?shù)谝槐容^信號指示出第一溫度小于催化劑起燃溫度時，模式選擇模塊選擇電加熱催化劑輻射加熱模式。方案9.根據(jù)方案8所述的催化劑加熱系統(tǒng)，還包括第二比較模塊，其將非電加熱催化劑的第二溫度與啟動溫度相比較并且產(chǎn)生第二比較信號，其中，當(dāng)?shù)诙容^信號指示出第二溫度大于啟動溫度時，模式選擇模塊選擇電加熱催化劑穩(wěn)定模式。方案10.根據(jù)方案10所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中，啟動溫度是啟動發(fā)動機之前所要求的最小催化劑溫度。方案11.根據(jù)方案1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中：啟動溫度大于催化劑起燃溫度；以及啟動溫度小于升高溫度。方案12.根據(jù)方案1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，還包括催化劑組件，其中：催化劑組件包括非電加熱催化劑和電加熱催化劑；電加熱催化劑在非電加熱催化劑的上游；以及電加熱催化劑控制模塊在輻射加熱模式期間控制從電加熱催化劑到非電加熱催化劑的熱傳遞。方案13.根據(jù)方案1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，電加熱催化劑控制模塊基于發(fā)動機速度信號將催化劑組件的電加熱催化劑的溫度增加到升高溫度。方案14.根據(jù)方案1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)動機的速度小于預(yù)定速度時，電加熱催化劑控制模塊將催化劑組件的電加熱催化劑的溫度增加到升高溫度。方案15.一種操作催化劑加熱系統(tǒng)的方法，包括：監(jiān)測下列各項中的至少一項：(i)發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的催化劑組件的第一有效容積，和(ii)催化劑組件的非電加熱催化劑的第一溫度；基于第一有效催化劑容積和第一溫度中的至少一者來選擇非電加熱催化劑輻射加熱模式并且產(chǎn)生模式信號；以及基于模式信號將電加熱催化劑的溫度增加到大于穩(wěn)定溫度的升高溫度，其中，穩(wěn)定溫度大于催化劑起燃溫度。方案16.根據(jù)方案16所述的方法，還包括：將第一有效催化劑容積與預(yù)定有效容積相比較并且產(chǎn)生第一比較信號，以及當(dāng)?shù)谝槐容^信號指示出第一有效催化劑容積小于預(yù)定有效容積時，選擇電加熱催化劑輻射加熱模式。方案17.根據(jù)方案17所述的方法，還包括：將催化劑組件的第二有效催化劑容積與有效啟動容積相比較并且產(chǎn)生第二比較信號；以及當(dāng)?shù)诙容^信號指示出第二有效催化劑容積大于有效啟動容積時，選擇電加熱催化劑穩(wěn)定模式。方案18.根據(jù)方案18所述的方法，包括：在電加熱催化劑輻射加熱模式期間將電加熱催化劑的溫度增加到升高溫度；以及在電加熱催化劑穩(wěn)定模式期間將電加熱催化劑的溫度減小到穩(wěn)定溫度，其中，電加熱催化劑在電加熱催化劑穩(wěn)定模式期間被停用。方案19.根據(jù)方案16所述的方法，還包括：將第一溫度與催化劑起燃溫度相比較并且產(chǎn)生第一比較信號；以及當(dāng)?shù)谝槐容^信號指示出第一溫度小于催化劑起燃溫度時，選擇電加熱催化劑輻射加熱模式。從本本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種催化劑加熱系統(tǒng)，包括：催化轉(zhuǎn)化器，包括電加熱催化劑和非電加熱催化劑，其中，催化轉(zhuǎn)化器應(yīng)用在發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中，其中，電加熱催化劑通過向電加熱催化劑供應(yīng)電流被主動加熱；第一監(jiān)測模塊，監(jiān)測催化轉(zhuǎn)化器的非電加熱催化劑的第一溫度；模式選擇模塊，設(shè)置成基于第一溫度來選擇非電加熱催化劑輻射加熱模式并且產(chǎn)生模式信號，其中，非電加熱催化劑不供應(yīng)電流，且被電加熱催化劑被動或輻射加熱；以及電加熱催化劑控制模塊，基于所述模式信號將電加熱催化劑的溫度增加到大于穩(wěn)定溫度的升高溫度，其中，穩(wěn)定溫度大于催化劑起燃溫度；第一比較模塊，設(shè)置成將第一溫度與催化劑起燃溫度相比較并且產(chǎn)生第一比較信號，其中，當(dāng)?shù)谝槐容^信號指示出第一溫度小于催化劑起燃溫度時，模式選擇模塊被設(shè)置成選擇電加熱催化劑輻射加熱模式；以及第二比較模塊，將非電加熱催化劑的第二溫度與啟動溫度相比較并且產(chǎn)生第二比較信號，其中，啟動溫度是啟動發(fā)動機之前非電加熱催化劑所請求的最小溫度，以及其中，當(dāng)?shù)诙容^信號指示出非電加熱催化劑的第二溫度大于啟動溫度時，模式選擇模塊被設(shè)置成選擇電加熱催化劑穩(wěn)定模式。

【技術(shù)特征摘要】
2010.05.11 US 12/7776621.一種催化劑加熱系統(tǒng)，包括：催化轉(zhuǎn)化器，包括電加熱催化劑和非電加熱催化劑，其中，催化轉(zhuǎn)化器應(yīng)用在發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中，其中，電加熱催化劑通過向電加熱催化劑供應(yīng)電流被主動加熱；第一監(jiān)測模塊，監(jiān)測催化轉(zhuǎn)化器的非電加熱催化劑的第一溫度；模式選擇模塊，設(shè)置成基于第一溫度來選擇非電加熱催化劑輻射加熱模式并且產(chǎn)生模式信號，其中，非電加熱催化劑不供應(yīng)電流，且被電加熱催化劑被動或輻射加熱；以及電加熱催化劑控制模塊，基于所述模式信號將電加熱催化劑的溫度增加到大于穩(wěn)定溫度的升高溫度，其中，穩(wěn)定溫度大于催化劑起燃溫度；第一比較模塊，設(shè)置成將第一溫度與催化劑起燃溫度相比較并且產(chǎn)生第一比較信號，其中，當(dāng)?shù)谝槐容^信號指示出第一溫度小于催化劑起燃溫度時，模式選擇模塊被設(shè)置成選擇電加熱催化劑輻射加熱模式；以及第二比較模塊，將非電加熱催化劑的第二溫度與啟動溫度相比較并且產(chǎn)生第二比較信號，其中，啟動溫度是啟動發(fā)動機之前非電加熱催化劑所請求的最小溫度，以及其中，當(dāng)?shù)诙容^信號指示出非電加熱催化劑的第二溫度大于啟動溫度時，模式選擇模塊被設(shè)置成選擇電加熱催化劑穩(wěn)定模式。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中：當(dāng)發(fā)動機被停用時，電加熱催化劑控制加熱模塊經(jīng)由電加熱催化劑加熱電路向電加熱催化劑供應(yīng)電流以增加電加熱催化劑的溫度；以及當(dāng)發(fā)動機的火花和燃料被禁用時，發(fā)動機被停用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中：第一比較模塊被設(shè)置成將催化轉(zhuǎn)化器的第一有效催化劑容積與預(yù)定有效容積相比較并且產(chǎn)生第一比較信號，第一監(jiān)測模塊被設(shè)置成監(jiān)測第一有效容積；模式選擇模塊被設(shè)置成基于第一有效催化劑容積來選擇非電加熱催化劑輻射加熱模式并且產(chǎn)生模式信號；以及當(dāng)?shù)谝槐容^信號指示出第一有效催化劑容積小于預(yù)定有效容積時，模式選擇模塊選擇電加熱催化劑輻射加熱模式。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中：第二比較模塊被設(shè)置成將催化劑組件的第二有效催化劑容積與有效啟動容積相比較并且產(chǎn)生第二比較信號；以及當(dāng)?shù)诙容^信號指示出第二有效催化劑容積大于有效啟動容積時，模式選擇模塊選擇電加熱催化劑穩(wěn)定模式。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中，有效啟動容積是在啟動發(fā)動機之前所請求的催化劑組件的最小有效容積。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中，電加熱催化劑控制模塊：在電加熱催化劑輻射加熱模式期間將電加熱催化劑的溫度增加到升高溫度；以及在電加熱催化劑穩(wěn)定模式期間將電加熱催化劑的溫度減小到穩(wěn)定溫度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，還包括所述電加熱催化劑，其中，電加熱催化劑在輻射加熱模式期間輻射地加熱非電加熱催化劑，以及其中，電加熱催化劑在電加熱催化劑穩(wěn)定模式期間與在輻射加熱模式期間相比提供更少的對非電加熱催化劑的輻射加熱。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，其中：啟動溫度大于催化劑起燃溫度；以及啟動溫度小于升高溫度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑加熱系統(tǒng)，還包括催化劑組件，其中：催化劑組件包括非電加熱催化劑和電加熱催化劑；電加熱催化劑在非電加熱催化劑的上游；以及電加熱催化劑控制模塊在輻射加熱模式期間控制從電加熱催化劑到非電加熱催化劑的熱傳遞。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：EV岡策，HG桑托索，BL斯波恩，BN魯斯，
申請(專利權(quán))人：通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US