平码五不中公式规律
  • / 7
  • 下载费用:30 金币  

使用等效电阻来估计废气后处理部件的加热器温度.pdf

关 键 ?#21097;?/dt>
使用 等效 电阻 估计 废气 处理 部件 加热器 温度
  专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
摘要
申请专利号:

CN201310747165.0

申请日:

2013.12.31

公开号:

CN103912355A

公开日:

2014.07.09

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F01N 11/00申请日:20131231|||公开
IPC分类号: F01N11/00; G01R27/08 主分类号: F01N11/00
申请人: 大陆汽车系统公司
发明人: D.E.科斯比; P.R.齐梅克; M.J.霍恩比
地址: 美国密执安州
优?#28909;ǎ?/td> 2012.12.31 US 61/747,529
专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 刘金凤;胡莉莉
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201310747165.0

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2018.02.16|||2016.02.03|||2014.07.09

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及使用等效电阻来估计废气后处理部件的加热器温度。确定被加热部件的温度以用于控制和监视。加热器驱动器在接收到接通信号时在电子催化剂的部件或废气后处理部件内生成电流,其中通过所述部件的所述电流生成适当的损耗以生成用于促进废气后处理过程的热。所述加热器驱动器根据温度?#36879;?#28201;度的预定参考值基于该部件的电阻来调节到所述被加热部件的能量。

权利要求书

权利要求书
1.  一?#22336;?#27861;,其包括:
差动地测量跨电子催化剂加热器两端的电压降;
测?#23458;?#36807;所述电子催化剂加热器的电流的量;
通过确定相当于将差动地测量的跨所述电子催化剂加热器两端的电压降除?#36816;?#27979;量的通过所述电子催化剂加热器的电流的量的除法来生成电压等效加热器电阻。

2.  根据权利要求1所述的方法,其中差动地测量跨所述电子催化剂加热器两端的电压?#21040;?#19968;步包括使用一对开尔文连接来测量跨所述电子催化剂加热器两端的所述电压降。

3.  根据权利要求1所述的方法,其中测?#23458;?#36807;所述电子催化剂加热器的电流的量进一步包括使用电流感测电阻器来测?#23458;?#36807;所述电子催化剂加热器的电流的量。

4.  根据权利要求1所述的方法,其中所述电压等效加热器电阻被用作用于所述电子催化剂加热器的温度的控制的温度模拟。

5.  根据权利要求1所述的方法,还包括:将所述电压等效加热器电阻信号与电阻参考值相比较以生成等效温度上升信号。

6.  根据权利要求5所述的方法,还包括:将所述等效温度上升信号与温度参考值相比较以生成温度控制信号,所述温度控制信号被配置成在所述等效温度上升信号与所述温度参考值的比较指示所述电子催化剂加热器比阈值温度更热时关断所述电子催化剂加热器。

7.  一种设备,包括:
差动电?#20849;?#37327;电路,其被配置成差动地测量跨电子催化剂加热器两端的电压降;
电流测量电路,其被配置成测?#23458;?#36807;所述电子催化剂加热器的电流;
除法等效电路,其被配置成通过执行相当于将所测量的跨所述电子催化剂加热器两端的电压降除?#36816;?#27979;量的通过所述电子催化剂加热器的电流的除法来生成电压等效加热器电阻信号。

8.  根据权利要求7所述的设备,其中所述差动电?#20849;?#37327;电路包括一对开尔文连接。

9.  根据权利要求7所述的设备,其中电流测量电路包括电流感测电阻器。

10.  根据权利要求7所述的设备,还包括被配置成通过将所述电压等效电阻信号与参考电阻值相比较来生成等效温度上升信号的差动放大器。

11.  根据权利要求10所述的设备,还包括被配置成将所述等效温度上升信号与温度参考值相比较以生成温度控制信号的温度控制模块,所述温度控制信号被配置成在所述等效温度上升信号与所述温度参考值的比较指示所述电子催化剂加热器比阈值温度更热时关断所述电子催化剂加热器。

说明书

说明书使用等效电阻来估计废气后处理部件的加热器温度
相关申请的交叉引用
本申请与以下5个美国临时专利申请相关:
由Perry Czimmek、Mike Hornby和Doug Cosby发明、与本临时专利申请同一天提交并且由代理人案卷号2012P01913US所标识的Using Resistance Equivalent to Estimate Temperature of a Fuel-Injector Heater。
由Perry Czimmek发明、与本临时专利申请同一天提交并且由代理人案卷号2012P01914US所标识的Tuned Power Amplifier With Loaded Choke For Inductively Heated Fuel Injector。
由Perry Czimmek发明、与本临时专利申请同一天提交并且由代理人案卷号2012P01915US所标识的Tuned Power Amplifier with Multiple Loaded Chokes for Inductively Heated Fuel Injectors。
由Perry Czimmek发明、与本临时专利申请同一天提交并且由代理人案卷号2012P02175US所标识的Resistance Determination For Temperature Control Of Heated Automotive Components。
由Perry Czimmek发明、与本临时专利申请同一天提交并且由代理人案卷号2012P02176US所标识的Resistance Determination with Increased Sensitivity for Temperature Control of Heated Automotive Component。
背景技术
本发明的实施例一般地涉及用于废气后处理部件加热器的功率电子装置,并且更特别地涉及用于控制和监视与还原剂输送废气后处理相关联的电子催化剂和分解元件的功率电子装置。
存在对于改进内燃机的排放物质量的持续需要。同时,存在在得到最大燃料节约的同时得到改进的排放物的压力。那些压力适用于以汽油、柴油、天然气或者以诸如氢、乙醇或另外的生物燃料的任何其它可替换的燃料为燃料的发动机。
将部件的类型划分成三个不同类别来简化对废气后处理加热器的位置的说明。这三种类型的部件是:3效催化剂、微粒过滤器以及还原剂分解管。3效催化剂将不需要的碳氢化合物和一氧化碳排放物与废气流中的过剩氧气相组合,并且催化其中输出水和二氧化碳的氧化反应。进一步地,发生其?#26800;?#27687;化物或NOx排放物被还原为氮和氧的还原反应。过去的3效催化剂系统浓缩燃烧,使得燃烧在排气系统内以低水平继续以便更迅速地提高催化剂的温度,典型地被称为“催化剂点火”。
用于柴油机的微粒过滤器是柴油微粒过滤器(“DPF”)。这个部件是捕获碳微粒或?#22825;?#30340;过滤器。过滤器“装载”正被捕获的颗粒,因为过滤器的孔隙小于颗粒。最后,由被装载的过滤器引起的反向压力标记该过滤器的再生。该再生通过将过滤器材料(典型地为陶瓷)加热到使得碳微粒在存在过剩氧气的情况下燃尽这样的高温来实现。该加热典型地通过利用未燃烧的燃料浓缩废气来实现,所述未燃烧的燃料然后在过滤器处燃烧,从而加热它。
还原剂分解管是尿素水溶液被还原剂输送单元(“RDU”)添加到废气流的地方。该尿素水溶?#21644;?#36807;尿素分解成氨和水来帮助选择?#28304;?#21270;还原(“SCR”)。该?#27604;?#21518;将氮氧化物还原成二价氮和水。典型地,热废气被预期在分解管内部将尿素分解成氨和水。然而,这不总是有效的,因为尿素在很窄的温度范围上分解成氨和水,并且更经常地尿素在附加反应中分解为?#25442;?#26377;助于SCR的沉积物。
在发动机冷启动期间,实?#21046;?#21160;所必需的浓缩造成非化学当量式(off-stoichiometric)加燃料,所述非化学当量式加燃料至少部分地由于冷废气后处理部件而表现为高尾管碳氢化合物排放物。最糟的排放物是在发动机运行的前几分钟期间,在这之后催化剂、其它排气部件以及发动机接近工作温度。
已经提出了许多预加热方法,它们中的大部分涉及要产生的附加燃烧产物。用来加热催化剂、分解元件或微粒过滤器的最快方法是直接利用电力。电能在几何结构和待加热材料合适的部件内部通过焦耳(Joule)或?#32442;?Ohm)损耗而被转换为热,所述焦耳或?#32442;?#25439;耗是由电流流动通过该部件而引起的。这样,期望知道加热器的温度并控制该温度。
因为加热技术使用电流,所以系统包括用于将适当的激励提供给排气系统中的部件的电子装置。该激励可以包括控制电能并且确定该电能何时被施加。
常规的电阻加热被开环地实现,或者没有基于温度的对电能的控制。可以合并远程恒温器或计算模型来提供防止失控温度事件的一些控制和?#25345;?#27700;平的控制。更复杂的方法可以监视通过加热器的电流以估计温度或者监视直接热电耦、正/负温度系数传感器、或用于确定温度的其它装置,以得到对部件温度的更精确的调节。
被加热的金属部件将具有电阻对电流的正温度系数(即,其电阻将随着其温度的升高而增大)。理想地,知道初始电阻和最终电阻将使得能够以?#25345;?#31243;度的精度知道部件的温度。用于电阻式加热器的最好的金属通常具有非常小的正温度系数,并且因?#31169;?#36890;过监视电流来测量电阻的变化将由于许多互连部件的老化和线束电阻而变得不敏感。另外,电子催化剂或E-cat是由不锈钢制成的并且同样遭受材料的小温度系数。因此,变得难以区分加热器部件的电阻变化与串联连接的其它部件的电阻变化。
更精确地知道加热器部件的电阻变化使得可以实现对温度的控制将是有利的。
发明内容
确定被加热部件的温度以用于控制和监视。加热器驱动器在接收到接通信号时在电子催化剂的部件或废气后处理部件内生成电流,其中通过所述部件的电流产生适当的损耗以产生用于促进废气后处理过程的热。所述加热器驱动器根据温度?#36879;?#28201;度的预定参考值基于该部件的电阻来调节到所述被加热部件的能量。
附图说明
图1示出了依照本发明的实施例的系统。
具体实施方式
本发明的实施例针对确定废气后处理部件中的加热器部件的温度。可以通过精确地测量跨电子装置组件内部的小值精密电阻器或“电流感测电阻器”两端的电压降来测量电流。该电压降与流过该电阻器的电流成正比。然后可以通过对跨加热器部件两端的电压的精确测量来详述该电流的知识。在通过加热器的电流已知并且跨加热器两端的电压已知的情况下,根据?#32442;?#23450;律(Ohm’s Law),可以依照众所周知的公式R=V/I来计算电阻,其中R是电阻,V是电压,以及I是电流。本发明的实施例使用该电阻知识来估计被加热部件的温度,并?#19968;?#20110;该估计来调节被加热部件的温度。
参考图1,电子催化剂(“E-Cat”)加热器110引用被加热部件,其中要确定作为温度的函数的其电阻。还被称为加热器电流信号120的I感测(电流感测)电阻器差动电压表示通过I感测电阻器122以及因此通过E-Cat加热器110的电流。电流测量电路127包括I感测电阻器122和差动电压运算放大器126。可以在电源开关或负载的高侧或低侧使用电流感测电阻器。可以用霍尔传感器或用其它类型的磁传感器(诸如感测线圈)来实现电流测量。
还被称为加热器电压信号108的跨E-Cat加热器两端的差动电压表示与流过E-Cat加热器的电流直接相关的激励电压。使用模拟或数字的等效除法113针对?#32442;?#23450;律关系R=V/I来求解两个差动电压,以提供结果作为电压等效加热器电阻信号112。可以通过组合操作和部件依照本领域内已知的常规技术来实现模拟或数字的等效除法113,所述操作和部件包括但不限于:数?#32440;?#20915;方案中的求和与移位寄存器;以及模拟解决方案中的对数、和或差,以及反对数放大。电阻变化差动放大器118然后?#19994;?#30005;压等效加热器电阻信号112与电阻参考值R-ref 124之间的差。这生成电阻变化或增量或者误差信号,其可以作为等效温度上升信号123被引入到温度控制模块130。该等效温度上升信号123可以在时间上被积分,这可以以计算的方式或者通过模拟转换以执行积分功能来执行,并且可以将其与温度参考T-ref 128相比较。温度控制模块130可以使用该比较来确定是否应该通过断开在针对本示例的图1中用MOSFET表示的电力开关116来从E-Cat加热器移除电力。温度控制模块130可以是:微控制器、数字“恒温器”、PID(比例积分微分)控制器或使用被积分并?#20918;?#19982;目标温度变化、绝对温度或一些其它温度参考相比较的温度变化(其由等效温度上升信号来表示)的任何接口。如果等效温度上升信号123太高,则温度变化太大,所以电源开关116可以被断电从而关断E-Cat加热器110。然后可以使用冷却模型来确定何时再次接通加热器。或者如果使用连续设定点控制策略,则电源开关可以被迅速地接通和断开(或者像模拟音频放大器一样在线性区中被操作),以便通过重复地调整加热器功率将温度调节到目标温度。
跨E-Cat加热器110两端的差动电压可以通过差动电?#20849;?#37327;电路109来获得,所述差动电?#20849;?#37327;电路109可以包括差动电压运算放大器114和尽可能地接近于实际的加热器电连接的到加热器的一对开尔文(Kelvin)连接104-1和104-2。该对开尔文连接指的是其中形成力?#36879;?#27979;连接的结。力部件是高载流导体并且感测部件是用于获得该连接处的电压电位的并联导线。存在两个开尔文连接使得一个导体对承载E-Cat加热器的电流,而另一个导体对被用于获得电压电位。两对导线可以具有不同的尺寸,其中载流对具有适当的尺寸以最小化损耗,并且电压电位对具有任何合理小的尺寸以用于测量。以这?#22336;?#24335;,可以依照本发明的实施例来使用这两对导线,以便执行四导线测量。
为了测量差动电压,负载或加热器可以是平衡的惠斯通(Wheatstone )电桥的一条腿。并且然后负载的任何变化将导致惠斯通电桥的不平衡,以及因此,导致跨负载两端的不同的电压。或者电阻分压器可以本地地位于加热器或负载处。并且然后来自电阻分压器的电压可以被带回到电子装置以用于判读。
总之,依照本发明的实施例,可以通过将靠近加热器测量的跨加热器两端的差动电压除以通过加热器的电流来确定加热器电阻。并且可以使用该等效电阻值来基于由于温度而导致的电阻变化来控制加热器温度。
前述详?#35813;?#36848;将被理解为在每个方面是说明性和示例性的,而不是限制性的,并?#20918;?#25991;中所公开的本发明的范围将不由本发明的说明书来确定,而是相反地由如根据专利法所许可的全宽度所解释的权利要求来确定。例如,虽然图1示出?#35828;?#20391;半导体开关和低侧电流感测电阻器,但是如本领域的技术人员所理解的那样,其它实施例可以使用高侧半导体开关或高侧电流感测电阻器或其任何组合。应当理解的是,本文中所示出和描述的实施例仅仅是本发明的实施例的例证,并且各?#20013;?#25913;可以由本领域的技术人员在不脱离本发明的范围和精神的情况下来实现。

关于本文
本文标题:使用等效电阻来估计废气后处理部件的加热器温度.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-6115939.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
平码五不中公式规律 股票融资余额是什么意思 上证指数k线走势 创业板股票涨跌幅度 美国股票涨跌幅限制 比亚迪股票 每日股票指数 上证指数如何开户 股票涨跌知识 股票涨跌颜色绿色代表什么 股票分析 牛市快讯每天推送