用于车辆中的电加热颗粒过滤器和SCR催化剂的设备、方法以及系统技术方案

本公开涉及车辆系统，尤其涉及用于车辆中的电加热颗粒过滤器和SCR催化剂的设备、方法以及系统，其中，实现了发动机、与该发动机流体联接的颗粒过滤器、在该颗粒过滤器下游与发动机流体联接的选择性催化还原(SCR)系统、与该颗粒过滤器一起实现的电加热装置、以及与该发动机和电加热装置在工作上联接的控制器。控制器在发动机被关掉时检测用于启动该发动机的条件，检测SCR系统的颗粒过滤器的温度，响应于所检测到的温度低于下限温度阈值而启用电加热装置，以及响应于所检测到的温度处于或高于下限温度阈值，而启动发动机。而启动发动机。而启动发动机。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆中的电加热颗粒过滤器和SCR催化剂的设备、方法以及系统


[0001]本公开总体上涉及发动机系统，并且更具体地涉及具有被加热以减少NOx排放的后处理系统的发动机系统。

技术介绍

[0002]使用诸如内燃机的燃料动力发动机的车辆由于燃烧处理而产生诸如NOx的不期望副产品或排放。使用后处理系统来确保发动机符合排放规定。已经在具有柴油机的车辆中实现了选择性催化还原(SCR)系统来对NOx进行还原。然而，SCR系统通常需要高于某一温度来适当地减少排放。混合动力总成系统在不需要来自发动机的转矩贡献的某些运行时段期间，部分地通过允许发动机关机来改进系统的燃料经济性。在发动机关机期间，废气不流过SCR系统，并且SCR系统开始朝着环境温度冷却。随着SCR系统冷却并变得效率较低，可能导致不期望的排放。因此，在该
中需要进一步的贡献。

技术实现思路

[0003]根据本公开，公开了这样的车辆系统，其中，实现了发动机、与发动机流体联接的颗粒过滤器、在颗粒过滤器下游与发动机流体联接的选择性催化还原(SCR)系统、与颗粒过滤器一起实现的电加热装置、以及与发动机和电加热装置在工作上联接的控制器。控制器在发动机被关掉时检测用于启动该发动机的条件，检测SCR系统的颗粒过滤器的温度，响应于所检测到的温度低于下限温度阈值而启用电加热装置，以及响应于所检测到的温度处于或高于下限温度阈值而启动发动机。
[0004]在一些示例中，所述电加热装置和所述颗粒过滤器是在公共壳体中实现的。在一些示例中，控制器可以在将发动机启动之后，响应于检测到SCR系统的颗粒过滤器的温度高于上限温度阈值而停用电加热装置。在一些示例中，控制器可以基于来自发动机的排气流量(exhaust flow rate)和排气温度来控制电加热装置。控制器可以通过响应于检测到排气流量低于流量阈值以及排气温度低于下限温度阈值，而以较高功率设定启用电加热装置来如此进行。
[0005]在一些示例中，车辆系统还包括：与控制器在工作上联接的电机、以及与该电机联接的储能装置。在发动机被关掉时，控制器可以使用电机向车辆供电。用于启动发动机的条件包括：检测到储能装置的荷电状态(SOC)低于下限SOC阈值。在一些示例中，控制器可以基于储能装置的SOC来控制电加热装置。
[0006]本文还公开了这样的车辆系统，该车辆系统具有：发动机、与该发动机流体联接的选择性催化还原(SCR)系统、与该SCR系统一起实现的电加热装置、以及与该发动机和电加热装置在工作上联接的控制器。在发动机被关掉时，控制器检测用于启动该发动机的条件，检测SCR系统的温度，响应于所检测到的温度低于下限温度阈值而启用电加热装置，以及响应于所检测到的温度处于或高于下限温度阈值而启动发动机。
[0007]在一些示例中，所述电加热装置和所述SCR系统是在公共壳体中实现的。在一些示例中，控制器可以在将发动机启动之后，响应于检测到SCR系统的温度高于上限温度阈值而停用电加热装置。在一些示例中，控制器可以基于来自发动机的排气流量和排气温度来控制电加热装置。控制器可以通过响应于检测到排气流量低于流量阈值以及排气温度低于下限温度阈值，而以较高功率设定启用电加热装置来如此进行。
[0008]在一些示例中，车辆系统包括：与控制器在工作上联接的电机、以及与该电机联接的储能装置。控制器可以在发动机被关掉时使用电机向车辆供电。用于启动发动机的条件包括：检测到储能装置的荷电状态(SOC)低于下限SOC阈值。在一些示例中，控制器可以基于储能装置的SOC来控制电加热装置。
[0009]本文还公开了操作车辆系统的方法。所述方法包括以下步骤：通过车辆系统的控制器检测用于启动车辆系统的发动机的条件；通过控制器检测颗粒过滤器或选择性催化还原(SCR)系统的温度，其中，颗粒过滤器与发动机流体联接，并且SCR系统在颗粒过滤器下游与发动机流体联接；响应于所检测到的温度低于下限温度阈值，通过控制器启用与颗粒过滤器一起实现的电加热装置；以及响应于所检测到的温度处于或高于下限温度阈值，通过控制器启动发动机。
[0010]在一些示例中，所述方法还包括以下步骤：在将发动机启动之后，响应于检测到SCR系统的颗粒过滤器的温度高于上限温度阈值，通过控制器停用电加热装置。在一些示例中，所述方法还包括以下步骤：基于来自发动机的排气流量和排气温度，通过控制器控制电加热装置。在一些示例中，所述方法还包括以下步骤：通过控制器检测排气流量低于流量阈值以及排气温度低于下限温度阈值；以及通过控制器以较高的功率设定启用电加热装置。在一些示例中，所述方法还包括以下步骤：在发动机被关掉时，通过控制器使用与该控制器在工作上联接的电机，来向车辆供电，使得用于启动发动机的条件包括：检测到与电机联接的储能装置的荷电状态(SOC)低于下限SOC阈值。在一些示例中，所述方法包括以下步骤：基于储能装置的SOC，通过控制器控制电加热装置。
[0011]本文还公开了操作车辆系统的方法。所述方法包括以下步骤：通过车辆系统的控制器检测用于启动车辆系统的发动机的条件；通过控制器检测选择性催化还原(SCR)系统的温度，其中，该SCR系统与发动机流体联接；响应于所检测到的温度低于下限温度阈值，通过控制器启用与SCR系统一起实现的电加热装置；以及响应于所检测到的温度处于或高于下限温度阈值，通过控制器启动发动机。
[0012]通过考虑下面对例示性实施方式的详细描述，本公开的附加特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见，该例示性实施方式举例说明了目前所认识到的实现本公开的最佳模式。
附图说明
[0013]对图的详细描述特别地涉及附图，其中：
[0014]图1A和图1B示出了根据本文所公开的实施方式的混合动力车辆系统的示意图；
[0015]图2示出了如本文所公开的操作车辆的处理的流程图；
[0016]图3A示出了使用根据本文所公开的实施方式的处理来比较车辆组件的温度波动的曲线图；
[0017]图3B示出了使用图3A的实施方式来比较发动机输出NOx(EONOx)排放与系统输出NOx(SONOx)排放的曲线图；
[0018]图4A示出了使用根据本文所公开的实施方式的处理来比较车辆组件的温度波动的曲线图；
[0019]图4B示出了使用图4A的实施方式来比较EONOx排放与SONOx排放的曲线图；
[0020]图5A示出了使用如本领域已知的处理和非混合动力系统来比较车辆组件的温度波动的曲线图；以及
[0021]图5B示出了使用图5A的已知系统来比较EONOx排放与SONOx排放的曲线图。
具体实施方式
[0022]本文所描述的本公开的实施方式并非旨在的排它性的或将本公开限制成所公开的精确形式。而相反，已经选择了被选定用于描述的实施方式，以使本领域技术人员能够实践本公开。
[0023]参照图1A和图1B，示出了混合动力车辆系统100，该混合动力车辆系统既包括诸如柴油机或内燃机(或ICE)的发动机102，又包括可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆系统，所述车辆系统包括：发动机；颗粒过滤器，所述颗粒过滤器与所述发动机流体联接；选择性催化还原SCR系统，所述SCR系统在所述颗粒过滤器下游与所述发动机流体联接；电加热装置，所述电加热装置与所述颗粒过滤器一起实现；以及控制器，所述控制器与所述发动机和所述电加热装置在工作上联接，所述控制器被配置成：在所述发动机被关掉时检测用于启动所述发动机的条件；检测所述SCR系统的所述颗粒过滤器的温度；响应于所检测到的温度低于下限温度阈值，而启用所述电加热装置；以及响应于所检测到的温度处于或高于所述下限温度阈值，而启动所述发动机。2.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述电加热装置和所述颗粒过滤器是在公共壳体中实现的。3.根据权利要求1所述的车辆系统，所述控制器还被配置成：在所述发动机被启动之后，响应于检测到所述SCR系统的所述颗粒过滤器的温度高于上限温度阈值而停用所述电加热装置。4.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述控制器被配置成，基于来自所述发动机的排气流量和排气温度来控制所述电加热装置。5.根据权利要求4所述的车辆系统，其中，所述控制器被配置成，响应于检测到所述排气流量低于流量阈值以及所述排气温度低于所述下限温度阈值，以较高功率设定启用所述电加热装置。6.根据权利要求1所述的车辆系统，所述车辆系统还包括与所述控制器在工作上联接的电机、以及与所述电机联接的储能装置，所述控制器被配置成：在所述发动机被关掉时，使用所述电机向所述车辆供电；其中，用于启动所述发动机的所述条件包括：检测到所述储能装置的荷电状态SOC低于下限SOC阈值。7.根据权利要求6所述的车辆系统，其中，所述控制器被配置成基于所述储能装置的SOC来控制所述电加热装置。8.一种车辆系统，所述车辆系统包括：发动机；选择性催化还原SCR系统，所述SCR系统与所述发动机流体联接；电加热装置，所述电加热装置与所述SCR系统一起实现；以及控制器，所述控制器与所述发动机和所述电加热装置在工作上联接，所述控制器被配置成：在所述发动机被关掉时，检测用于启动所述发动机的条件；检测所述SCR系统的温度；响应于所检测到的温度低于下限温度阈值，启用所述电加热装置；以及响应于所检测到的温度处于或高于所述下限温度阈值，启动所述发动机。
9.根据权利要求8所述的车辆系统，其中，所述电加热装置和所述SCR系统在公共壳体中实现。10.根据权利要求8所述的车辆系统，所述控制器还被配置成：在所述发动机被启动之后，响应于检测到...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗金勇，宋晓波，C，
申请(专利权)人：康明斯公司，
类型：发明
国别省市：