專(zhuān)利名稱(chēng)：用于混合動(dòng)力車(chē)的催化劑溫度控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的排放控制，尤其地涉及用于混合動(dòng)力車(chē)的催化 劑溫度控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在此提供的背景描述是為了大體地介紹本發(fā)明的背景。目前署名的發(fā)明人的工作 就其在該背景部分中描述的程度、以及描述的在提交的時(shí)候可能不能構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面 既不明確地也不隱含地被承認(rèn)為抵觸本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。將催化轉(zhuǎn)化器與內(nèi)燃機(jī)一起使用以減少排放。催化轉(zhuǎn)化器通常在高溫時(shí)更有效地 工作。當(dāng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在催化轉(zhuǎn)化器達(dá)到工作溫度(例如“起燃溫度”)之前，催化轉(zhuǎn)化器 可能不能有效地從排氣去除排放物。起燃溫度可以是一氧化碳(Co)、未燃燒的碳?xì)浠衔?(HC)、和氮氧化物(NOx)的轉(zhuǎn)化達(dá)到50%的效率的溫度。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間，可向發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)濃燃料空氣混合物以提高排氣溫度，并可 將排氣用于加熱催化轉(zhuǎn)化器。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間不是以燃料高效方式操作。在 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間可啟動(dòng)電加熱催化器(EHC)，以向催化轉(zhuǎn)化器提供額外的熱。然而，EHC具 有慢的響應(yīng)，并且可能不能夠根據(jù)需要快速地加熱催化轉(zhuǎn)化器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的催化劑溫度控制系統(tǒng)包括車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊和電加熱催化器(EHC)控 制模塊。車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之前基于多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)中的至少一個(gè)車(chē)輛狀態(tài) 判定是否預(yù)期有車(chē)輛起動(dòng)。EHC控制模塊基于該判定啟動(dòng)EHC。在一個(gè)特征中，多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)包括車(chē)門(mén)的狀態(tài)、門(mén)鎖的狀態(tài)、車(chē)輛行李箱的狀態(tài)、 車(chē)輛中駕駛員的存在、遙控鑰匙的檢測(cè)、和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)中鑰匙的插入中的至少一個(gè)狀態(tài)。在其他特征中，當(dāng)解鎖車(chē)門(mén)并且未檢測(cè)到車(chē)輛中人的存在時(shí)，EHC產(chǎn)生第一熱輸 出。當(dāng)檢測(cè)到車(chē)輛中人的存在時(shí)，EHC產(chǎn)生比第一熱輸出高的第二熱輸出。根據(jù)本發(fā)明控制催化劑溫度的方法包括在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之前基于多個(gè)車(chē)輛狀 態(tài)中的至少一個(gè)車(chē)輛狀態(tài)判定是否預(yù)期車(chē)輛起動(dòng)；以及基于該判定啟動(dòng)電加熱催化器 (EHC)。本發(fā)明的催化劑溫度控制系統(tǒng)和方法預(yù)期車(chē)輛起動(dòng)，并基于預(yù)期將EHC用于加熱 催化轉(zhuǎn)化器的催化劑。催化轉(zhuǎn)化器在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之前由EHC加熱。因此，減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷起 動(dòng)排放和改善車(chē)輛燃料經(jīng)濟(jì)性。另外，本發(fā)明的催化劑溫度控制系統(tǒng)和方法在各種車(chē)輛操作模式中通過(guò)利用EHC 在車(chē)輛起動(dòng)之后將催化劑溫度維持在起燃溫度或高于起燃溫度。因此，減少車(chē)輛總的排放 輸出和改善車(chē)輛燃料經(jīng)濟(jì)性。因此，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案方案1. 一種催化劑溫度控制系統(tǒng)，包括
車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊，其在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之前基于多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)中的至少一個(gè)車(chē)輛 狀態(tài)判定是否預(yù)期車(chē)輛起動(dòng)；以及電加熱催化器(EHC)控制模塊，其基于所述判定啟動(dòng)EHC。方案2.根據(jù)方案1所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)車(chē)輛狀態(tài) 包括車(chē)門(mén)的狀態(tài)、門(mén)鎖的狀態(tài)、車(chē)輛行李箱的狀態(tài)、車(chē)輛中駕駛員的存在、遙控鑰匙的檢測(cè)、 和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)中鑰匙的插入中的至少一個(gè)。方案3.根據(jù)方案2所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，還包括熱輸出估計(jì)模塊，其基于 所述車(chē)輛狀態(tài)估計(jì)所述EHC的期望的預(yù)熱輸出。方案4.根據(jù)方案3所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)車(chē)門(mén)未鎖上并且 未檢測(cè)到車(chē)輛中人的存在時(shí)，所述EHC產(chǎn)生第一預(yù)熱輸出，以及當(dāng)檢測(cè)到所述車(chē)輛中人的 存在時(shí)，所述EHC產(chǎn)生比所述第一預(yù)熱輸出高的第二預(yù)熱輸出。方案5.根據(jù)方案1所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，還包括電池充電狀態(tài)確定模塊， 其確定電池的充電狀態(tài)(SOC)。方案6.根據(jù)方案5所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述EHC控制模塊 基于所述電池的所述SOC啟動(dòng)所述EHC。方案7.根據(jù)方案6所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述SOC接近電 量保持模式時(shí)，所述EHC控制模塊停用所述EHC。方案8.根據(jù)方案6所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述SOC處于電 量消耗模式時(shí)，所述EHC控制模塊啟動(dòng)所述EHC。方案9.根據(jù)方案1所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，還包括熱輸出估計(jì)模塊，其基于 所述SOC估計(jì)所述EHC的期望的維持熱輸出。方案10.根據(jù)方案9所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述維持熱輸出在 車(chē)輛起動(dòng)之后將催化轉(zhuǎn)化器維持在預(yù)定溫度或高于預(yù)定溫度。方案11. 一種控制催化劑溫度的方法，包括在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之前基于多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)中的至少一個(gè)車(chē)輛狀態(tài)判定是否預(yù)期有 車(chē)輛起動(dòng)；以及基于所述判定啟動(dòng)電加熱催化器(EHC)。方案12.根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)包括門(mén)鎖的解 鎖狀態(tài)、車(chē)門(mén)的打開(kāi)狀態(tài)、車(chē)輛行李箱的打開(kāi)狀態(tài)、車(chē)輛內(nèi)人的存在、遙控鑰匙的檢測(cè)、和點(diǎn) 火開(kāi)關(guān)中鑰匙的插入中的至少一個(gè)。方案13.根據(jù)方案11所述的方法，還包括基于所述車(chē)輛狀態(tài)估計(jì)所述EHC的期望 的熱輸出。方案14.根據(jù)方案13所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述車(chē)門(mén)未鎖上時(shí)和當(dāng)沒(méi)有檢 測(cè)到車(chē)輛中人的存在時(shí)確定第一熱輸出，和當(dāng)檢測(cè)到所述車(chē)輛中人的存在時(shí)確定第二熱輸 出，其中所述第二熱輸出高于所述第一熱輸出。方案15.根據(jù)方案11所述的方法，還包括確定電池的充電狀態(tài)(SOC)和基于所述 SOC啟動(dòng)所述EHC。方案16.根據(jù)方案15所述的方法，還包括當(dāng)所述SOC接近電量保持模式時(shí)，停用 所述EHC。
方案17.根據(jù)方案15所述的方法，包括當(dāng)所述SOC處于電量消耗模式時(shí)，啟動(dòng)所 述 EHC。方案18.根據(jù)方案15所述的方法，還包括基于所述SOC估計(jì)所述EHC的期望的熱輸出。本發(fā)明適用性的其它領(lǐng)域?qū)⑼ㄟ^(guò)以下提供的詳細(xì)說(shuō)明而變得明顯。應(yīng)理解的是， 詳細(xì)說(shuō)明和具體的示例僅用于說(shuō)明的目的，而不用于限制本發(fā)明的范圍。


通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明和附圖將變得更充分地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的包括催化劑溫度控制模塊的示例性混合動(dòng)力車(chē)的功能 框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的催化劑溫度控制模塊的功能框圖；以及圖3A、3B、和3C是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的用于控制催化轉(zhuǎn)化器的溫度的方法的流程 圖。
具體實(shí)施例方式以下的說(shuō)明本質(zhì)上僅是示例性的，并且決不用于限制本發(fā)明、其應(yīng)用、或使用。為 清楚起見(jiàn)，附圖中相同的附圖標(biāo)記用于標(biāo)識(shí)相似的元件。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“模塊”指 的是專(zhuān)用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的(共用、專(zhuān)用、或 分組的)處理器和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或提供所描述的功能性的其他合適的部件。根據(jù)本發(fā)明的催化劑溫度控制模塊基于車(chē)輛狀態(tài)確定預(yù)期是否有車(chē)輛起動(dòng)。車(chē)輛 狀態(tài)包括但不局限于車(chē)輛門(mén)鎖的鎖定狀態(tài)、車(chē)門(mén)和車(chē)輛行李箱的關(guān)閉狀態(tài)、車(chē)輛中人的存 在、車(chē)輛的預(yù)定距離內(nèi)遙控鑰匙(key fob)的檢測(cè)、和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)中鑰匙的插入。當(dāng)預(yù)期有車(chē) 輛起動(dòng)時(shí)，催化劑溫度控制模塊啟動(dòng)電加熱催化器(EHC)，以在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通之前加熱三元 催化轉(zhuǎn)化器(TWC)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)段縮短，發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)段期間過(guò)高的排放減少， 并且改善燃料經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)在參考圖1，混合動(dòng)力車(chē)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)16。發(fā)動(dòng)機(jī)12連接至向變 速器20提供旋轉(zhuǎn)功率的輸出軸18。發(fā)電機(jī)22由發(fā)動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)，并向可充電電池24提供 充電電流。電動(dòng)機(jī)16也可用作發(fā)電機(jī)，以產(chǎn)生由車(chē)輛電氣系統(tǒng)使用和/或存儲(chǔ)在電池24 中的電能。電動(dòng)機(jī)16將來(lái)自電池24的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率。機(jī)械功率被應(yīng)用于變速器 20的輸入軸。變速器20將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)16的功率結(jié)合，以向驅(qū)動(dòng)軸25提供功 率。發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)16可同時(shí)或獨(dú)立地提供推進(jìn)力?；旌蟿?dòng)力車(chē)10可以是具有能通過(guò)將插頭連接至外部電源(未示出)來(lái)再充電的 電池的插電式混合動(dòng)力車(chē)(PHEV)。PHEV在起動(dòng)時(shí)通常以電量消耗(⑶)模式操作，并且當(dāng) 電池達(dá)到其最低充電狀態(tài)(SOC)時(shí)切換至電量保持(CS)模式。SOC定義為電池全容量的可 用于進(jìn)一步放電的百分比。在CD模式中，車(chē)輛操作取決于來(lái)自具有SOC的凈減少的電池24的能量。在CS模 式中，SOC低，并且發(fā)動(dòng)機(jī)12和電池24兩者向混合動(dòng)力車(chē)10提供功率。在CS模式中，混 合動(dòng)力車(chē)10在不允許電池24的SOC變化至預(yù)定窄范圍之外的情況下盡可能高效地操作。
除⑶和CS模式之外，混合動(dòng)力車(chē)10可以電量增加(Cl)模式操作，其中車(chē)輛操作 取決于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的能量，并且電池24正被充電。另外，PHEV可以混合模式操作，其中 發(fā)動(dòng)機(jī)12在中負(fù)荷至重負(fù)荷期間補(bǔ)充電池24。發(fā)動(dòng)機(jī)12連接至排氣歧管26。排氣歧管26通過(guò)排氣管30將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的 排氣28引導(dǎo)至催化轉(zhuǎn)化器。僅用于示例，催化轉(zhuǎn)化器可以是三元催化轉(zhuǎn)化器(TWC)32。在 TWC32的入口端處安裝有電加熱催化器(EHC)。EHC34可以是與TWC32分開(kāi)的組件或一體地 形成為T(mén)WC32的一部分。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間，當(dāng)排氣流過(guò)TWC32時(shí)，排氣將TWC32逐漸地加熱至起燃溫 度?！捌鹑紲囟取笔且谎趸?Co)、碳化氫(HC)、和氮氧化物(NOx)的轉(zhuǎn)化達(dá)到50%的效率 的溫度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，TWC32主要由排氣28加熱。EHC34由電池24提供功率，并且 可被啟動(dòng)以向TWC32提供附加的熱。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)12可以燃料加濃狀態(tài)和/或點(diǎn)火延遲狀 態(tài)操作，以更快速地提高排氣和TWC32的溫度。在TWC32處設(shè)置有TWC溫度傳感器36，以測(cè)量TWC32的溫度(即催化劑溫度)。在 EHC34處設(shè)置有EHC溫度傳感器37，以測(cè)量EHC34的溫度?？刂颇K40包括催化劑溫度控 制模塊42，其通過(guò)調(diào)節(jié)EHC34的熱輸出控制TWC32的溫度。催化劑溫度控制模塊42確定預(yù) 期是否有車(chē)輛起動(dòng)，并在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通之前啟動(dòng)EHC34以加熱TWC32。參考圖2，催化溫度控制模塊42包括車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44、無(wú)聲起動(dòng)監(jiān)控模塊46、 熱輸出估計(jì)模塊48、電池狀態(tài)確定模塊50、和EHC控制模塊52。車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44確定 是否預(yù)期車(chē)輛起動(dòng)。“車(chē)輛起動(dòng)”指的是當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通并且起動(dòng)電機(jī)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系的時(shí) 刻或車(chē)輛狀態(tài)。在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通之后立即起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的非混合動(dòng)力車(chē)中，“車(chē)輛起動(dòng)”可與 “發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)”互換地使用。然而，在混合動(dòng)力車(chē)中，由于在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通之后可不立即起動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)，所以“車(chē)輛起動(dòng)”可不同于“發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)”。車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44例如基于來(lái)自近程式傳感器54、門(mén)鎖控制器56、遠(yuǎn)程控制器 58、和/或點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60的信號(hào)確定預(yù)期是否有車(chē)輛起動(dòng)。近程式傳感器54可設(shè)置在駕駛 員座位處，以檢測(cè)駕駛員的存在。替代性地，近程式傳感器54可檢測(cè)車(chē)輛的預(yù)定距離內(nèi)遙 控鑰匙的存在。換句話說(shuō)，車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44基于包括但不局限于車(chē)輛門(mén)鎖的鎖定和解鎖狀 態(tài)、車(chē)門(mén)和/或車(chē)輛行李箱的打開(kāi)和關(guān)閉狀態(tài)、車(chē)輛10中駕駛員的存在與否、車(chē)輛的預(yù)定距 離內(nèi)遙控鑰匙的檢測(cè)、和/或點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60中鑰匙的插入的車(chē)輛狀態(tài)來(lái)預(yù)期車(chē)輛起動(dòng)。僅用 于示例，當(dāng)車(chē)門(mén)打開(kāi)時(shí)、當(dāng)車(chē)輛行李箱打開(kāi)時(shí)、當(dāng)解鎖車(chē)門(mén)時(shí)、當(dāng)檢測(cè)到駕駛員座位中駕駛 員的存在時(shí)、或者當(dāng)將鑰匙插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，可預(yù)期有車(chē)輛起動(dòng)。通過(guò)監(jiān)控車(chē)門(mén)、車(chē)輛行李 箱、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)中鑰匙的插入、或車(chē)輛中駕駛員的存在的各狀態(tài)，車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44確定 預(yù)期有車(chē)輛起動(dòng)。無(wú)聲起動(dòng)監(jiān)控模塊46監(jiān)控混合動(dòng)力系統(tǒng)工作狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)，并確定車(chē)輛10是 否處于無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)?！盁o(wú)聲起動(dòng)允許”狀態(tài)指的是在將鑰匙插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60以接通 該點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60之后不立即起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的狀態(tài)。車(chē)輛10能僅由來(lái)自電池24的電功率驅(qū) 動(dòng)。例如，無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)可類(lèi)似于在自動(dòng)停止下的車(chē)輛狀態(tài)。相比之下，當(dāng)車(chē)輛10未 處于無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)時(shí)，車(chē)輛10不能僅由電功率驅(qū)動(dòng)。在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60之后將立即 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。僅用于示例，當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)(例如低于-20°C)，車(chē)輛10可以不處于無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)。車(chē)輛10的無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)確定EHC34的預(yù)熱溫度(或預(yù)熱輸出)。更具體地說(shuō)， 車(chē)輛10的無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)影響EHC34應(yīng)利用第一 EHC預(yù)熱溫度策略還是利用第二EHC預(yù) 熱溫度策略的判定。當(dāng)車(chē)輛10處于無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)時(shí)，在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60之后不會(huì)立 即起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。當(dāng)TWC32的溫度低時(shí)(例如低于起燃溫度)，EHC34可由可充電電池24 提供功率，以在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60之前加熱TWC32。由于在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之后不會(huì)立即起動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)12以向TWC32供應(yīng)排氣，所以EHC34具有相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)段以加熱TWC32的催化劑。因 此，使用第一 EHC預(yù)熱溫度策略，并將EHC加熱至第一預(yù)熱溫度。當(dāng)車(chē)輛10未處于無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)時(shí)，在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60之后將立即起動(dòng)發(fā)動(dòng) 機(jī)12。在車(chē)輛起動(dòng)之后，發(fā)動(dòng)機(jī)12將立即起動(dòng)以產(chǎn)生排氣。EHC34在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之前具有 相對(duì)少的時(shí)間以將TWC32的催化劑加熱至起燃溫度。由于與加熱EHC相關(guān)的時(shí)間約束，所 以使用第二 EHC預(yù)熱溫度策略，并將EHC34加熱至比第一預(yù)熱溫度高的第二預(yù)熱溫度。因 此，將EHC34較早地預(yù)熱至較高的預(yù)熱溫度并維持在較高的預(yù)熱溫度持續(xù)達(dá)較長(zhǎng)的一段時(shí) 間。在動(dòng)力系變熱之后，在車(chē)輛起動(dòng)期間可停用EHC34，以便為更有效的使用節(jié)省電池功率。電池狀態(tài)確定模塊50確定電池24的充電狀態(tài)(SOC)。電池狀態(tài)確定模塊50可產(chǎn) 生指示與不同的操作模式對(duì)應(yīng)的電量水平的不同信號(hào)，所述不同的操作模式包括但不局限 于CS模式、CD模式和CI模式。熱輸出估計(jì)模塊48基于車(chē)輛狀態(tài)和SOC估計(jì)EHC34的熱輸出，以加熱TWC32。熱 輸出估計(jì)模塊48包括預(yù)熱估計(jì)模塊62和維持加熱估計(jì)模塊64。當(dāng)TWC32具有比起燃溫度 低的溫度(即催化劑溫度)時(shí)，預(yù)熱估計(jì)模塊62估計(jì)EHC34的期望的預(yù)熱輸出。熱輸出估 計(jì)模塊48可與TWC溫度傳感器36、EHC溫度傳感器37、混合動(dòng)力系統(tǒng)溫度傳感器51、和環(huán) 境溫度傳感器53通訊。來(lái)自這些溫度傳感器36、37、51和53的信號(hào)還影響在預(yù)熱階段或 維持加熱階段期間的熱輸出的估計(jì)。不同的車(chē)輛狀態(tài)指示不同的車(chē)輛起動(dòng)可能性。例如，當(dāng)車(chē)輛行李箱或車(chē)門(mén)打開(kāi)時(shí)， 車(chē)輛起動(dòng)可以是可能的但非急迫的。預(yù)熱估計(jì)模塊62估計(jì)第一熱輸出，并且利用第一 EHC 預(yù)熱溫度策略，EHC34被提供功率至第一預(yù)熱溫度、例如100°C。當(dāng)檢測(cè)到駕駛員座位中人 的存在時(shí)，車(chē)輛起動(dòng)可能是急迫的。預(yù)熱估計(jì)模塊62估計(jì)第二熱輸出，并且可利用第二 EHC 預(yù)熱溫度策略，EHC34被提供功率至第二預(yù)熱溫度、例如30(TC。第二預(yù)熱輸出/溫度高于 第一預(yù)熱輸出/溫度。維持加熱估計(jì)模塊64估計(jì)EHC34期望的維持熱輸出，以在TWC32達(dá)到起燃溫度之 后將TWC32的溫度維持在起燃溫度或高于起燃溫度。僅用于示例，在發(fā)動(dòng)機(jī)12已運(yùn)轉(zhuǎn)一段 時(shí)間并且電池24已充電之后，可停止發(fā)動(dòng)機(jī)12以減少燃料消耗。在該情況下，TWC32可處 于等于或高于起燃溫度的溫度。在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止供應(yīng)排氣之后，TWC32可能冷卻。因此， 在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止之后，可啟動(dòng)EHC34，以加熱TWC32和將TWC32的溫度維持在起燃溫度或高 于起燃溫度。EHC34用于維持加熱的熱輸出取決于電池的SOC。SOC確定在什么時(shí)候再次啟 動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。維持熱估計(jì)模塊64包括基于SOC估計(jì)EHC34的維持熱輸出的SOC學(xué)習(xí)模塊66。 當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60仍然接通但發(fā)動(dòng)機(jī)12停止時(shí)，啟動(dòng)SOC學(xué)習(xí)模塊66。SOC學(xué)習(xí)模塊66可確 定EHC34的期望熱輸出和EHC34的啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間。
例如，當(dāng)車(chē)輛10處于CD模式時(shí)，車(chē)輛10很可能將電功率僅用于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉 事件與下次發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件之間較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。因此，維持加熱估計(jì)模塊64估計(jì)EHC34 的相對(duì)大的熱輸出(即第一維持熱輸出)。當(dāng)車(chē)輛10接近CD模式與CS模式之間的轉(zhuǎn)變點(diǎn) 時(shí)，維持加熱估計(jì)模塊64確定EHC34的中間水平的熱輸出(第二維持熱輸出)。在車(chē)輛10 轉(zhuǎn)變成CS模式時(shí)，維持加熱估計(jì)模塊64估計(jì)相對(duì)低水平的熱輸出(即第三維持熱輸出)。 第一維持熱輸出大于第二維持熱輸出。第二維持熱輸出大于第三維持熱輸出。EHC控制模 塊52啟動(dòng)EHC34并(例如通過(guò)控制啟動(dòng)時(shí)段)相應(yīng)地調(diào)節(jié)EHC34的維持熱輸出。下次發(fā) 動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件來(lái)得越快，則維持熱輸出越低?，F(xiàn)在參考圖3A、3B和3C，控制催化轉(zhuǎn)化器的溫度的方法80開(kāi)始于步驟82。車(chē)輛起 動(dòng)預(yù)期模塊44在步驟84中通過(guò)監(jiān)控車(chē)輛狀態(tài)確定預(yù)期是否有車(chē)輛起動(dòng)。當(dāng)在步驟84中 預(yù)期有車(chē)輛起動(dòng)時(shí)，電池狀態(tài)確定模塊50在步驟86中確定電池的SOC是否接近CS模式。 當(dāng)SOC接近CS模式時(shí)，EHC控制模塊52在步驟88中停用EHC34。催化劑溫度控制模塊42 在步驟90中確定當(dāng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12時(shí)，TWC32僅由排氣加熱。當(dāng)在步驟86中電池24的SOC不接近CS模式時(shí)，車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44在步驟92 中確定是否啟動(dòng)遠(yuǎn)程起動(dòng)。如果在步驟92中啟動(dòng)遠(yuǎn)程起動(dòng)，則方法80結(jié)束于步驟130。通 過(guò)遠(yuǎn)程控制器用于車(chē)輛起動(dòng)的催化劑溫度控制公開(kāi)于轉(zhuǎn)讓給本受讓人的共同未決的美國(guó) 申請(qǐng) No. 12/392，438 (General Motors No. P006793-PTH-RRM)，并且不受本發(fā)明保護(hù)。如果在步驟92中沒(méi)有啟動(dòng)遠(yuǎn)程起動(dòng)，則熱輸出估計(jì)模塊48在步驟94中確定催化 劑溫度(即TWC32的溫度)是否低于閾值溫度(例如起燃溫度)。當(dāng)在步驟94中確定催化 劑溫度不低于閾值溫度時(shí)，方法80轉(zhuǎn)至步驟116。當(dāng)催化劑溫度低于閾值溫度時(shí)，無(wú)聲起動(dòng) 監(jiān)控模塊46在步驟96中確定車(chē)輛10是否處于無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)。當(dāng)在步驟96中車(chē)輛10 處于無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)時(shí)，在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60之后不會(huì)立即起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12以加熱TWC32。 在步驟98中EHC34利用混合動(dòng)力電池被提供功率至第一預(yù)熱溫度(例如100°C )。車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44持續(xù)地監(jiān)控車(chē)輛狀態(tài)直至接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60。當(dāng)車(chē)輛起動(dòng)預(yù) 期模塊44在步驟100中從近程式傳感器54接收到指示駕駛員座位中駕駛員的存在的信號(hào) 時(shí)，在步驟102中EHC34被提供功率至第二預(yù)熱溫度(例如300°C )，以提供較高的熱輸出。當(dāng)在步驟96中車(chē)輛10未處于無(wú)聲起動(dòng)允許狀態(tài)時(shí)，在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60之后將立 即起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。在步驟102中EHC34被提供功率至第二溫度，以提供較高的熱輸出。當(dāng)在步驟100中沒(méi)有檢測(cè)到駕駛員的存在時(shí)，車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44在步驟104中 確定鑰匙是否插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60。如果在步驟104中鑰匙在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60中，則方法80轉(zhuǎn)至 步驟102，并EHC34被提供功率至第二溫度，以提供較高的熱輸出。如果在步驟104中鑰匙 沒(méi)有插入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60，則催化劑溫度控制模塊42在步驟106中等待來(lái)自駕駛員的進(jìn)一步 的響應(yīng)持續(xù)達(dá)第一預(yù)定時(shí)間(僅用于示例，3分鐘)。如果在步驟108中車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模 塊44從門(mén)鎖控制器56接收到指示門(mén)鎖請(qǐng)求的信號(hào)，則EHC控制模塊52在步驟112中停用 EHC34。如果在步驟108中沒(méi)有接收到指示門(mén)鎖請(qǐng)求的信號(hào)，則車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44繼續(xù) 監(jiān)控車(chē)輛狀態(tài)。當(dāng)在步驟110中在第二預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到駕駛員的進(jìn)一步響應(yīng)時(shí)，方 法80轉(zhuǎn)至步驟112以停用EHC34。返回步驟102，在由于檢測(cè)到車(chē)輛中駕駛員的存在因而EHC34被提供功率至第二 預(yù)熱溫度以提供較高的熱輸出之后，車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44在步驟116中繼續(xù)監(jiān)控點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60是否被接通。如果在步驟116中沒(méi)有接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60，則方法80轉(zhuǎn)至步驟106，以等待 來(lái)自駕駛員的進(jìn)一步的響應(yīng)。如果在步驟114中接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60，則方法80轉(zhuǎn)至步驟116。當(dāng)在步驟116中起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12時(shí)，熱輸出估計(jì)模塊48在步驟118中確定由發(fā)動(dòng) 機(jī)12和EHC34以全功率進(jìn)行TWC32的加熱。然后，方法80轉(zhuǎn)至步驟126。當(dāng)在步驟116中 未起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12時(shí)，維持加熱估計(jì)模塊64在步驟120中啟用SOC學(xué)習(xí)模塊66。SOC學(xué)習(xí) 模塊66在步驟122中估計(jì)維持熱輸出。EHC控制模塊52在步驟124中控制EHC34，以提供 期望的維持熱。車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊44在步驟126中繼續(xù)確定是否關(guān)斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60。如果在步驟 126中未關(guān)斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60，則方法80回到步驟116。當(dāng)在步驟126中關(guān)斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60時(shí)， 在步驟128中停用催化劑溫度控制模塊42。方法80結(jié)束于步驟130。參考圖3C，通過(guò)SOC學(xué)習(xí)模塊66確定維持加熱的方法140開(kāi)始于步驟142。在步 驟144中，電池狀態(tài)確定模塊50在步驟144中監(jiān)控S0C。當(dāng)在步驟146中車(chē)輛10處于⑶ 模式時(shí)，維持加熱估計(jì)模塊64在步驟148中估計(jì)與第一維持加熱時(shí)段對(duì)應(yīng)的第一維持熱輸 出。當(dāng)在步驟146中車(chē)輛10未處于CD模式時(shí)，電池狀態(tài)確定模塊50在步驟150中確定車(chē) 輛是否處于CD/CS轉(zhuǎn)變模式。如果車(chē)輛10處于CD/CS轉(zhuǎn)變模式，則維持加熱估計(jì)模塊64在 步驟152中估計(jì)與第二維持加熱時(shí)段對(duì)應(yīng)的第二維持熱輸出。當(dāng)車(chē)輛10不處于CD/CS模 式時(shí)，車(chē)輛10處于CS模式。維持加熱估計(jì)模塊64在步驟154中估計(jì)與第三維持加熱時(shí)段 對(duì)應(yīng)的第三維持熱輸出。第一維持熱輸出大于第二維持熱輸出，而第二維持熱輸出大于第 三維持熱輸出。第一維持加熱時(shí)段長(zhǎng)于第二維持加熱時(shí)段。第二維持加熱時(shí)段長(zhǎng)于第三維 持加熱時(shí)段。方法140返回至步驟144，以繼續(xù)監(jiān)控S0C。現(xiàn)在，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)前述說(shuō)明可意識(shí)到的是能以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明寬 廣的教導(dǎo)。因此，盡管本發(fā)明包括特定的示例，但由于通過(guò)對(duì)附圖、說(shuō)明書(shū)、和所附權(quán)利要求 書(shū)的研究，其它的改進(jìn)將對(duì)熟練的從業(yè)者變得顯而易見(jiàn)，所以本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)受限 制。
權(quán)利要求
1.一種催化劑溫度控制系統(tǒng)，包括車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊，其在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之前基于多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)中的至少一個(gè)車(chē)輛狀態(tài) 判定是否預(yù)期車(chē)輛起動(dòng)；以及電加熱催化器(EHC)控制模塊，其基于所述判定啟動(dòng)EHC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)包括 車(chē)門(mén)的狀態(tài)、門(mén)鎖的狀態(tài)、車(chē)輛行李箱的狀態(tài)、車(chē)輛中駕駛員的存在、遙控鑰匙的檢測(cè)、和點(diǎn) 火開(kāi)關(guān)中鑰匙的插入中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，還包括熱輸出估計(jì)模塊，其基于所述 車(chē)輛狀態(tài)估計(jì)所述EHC的期望的預(yù)熱輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)車(chē)門(mén)未鎖上并且未檢 測(cè)到車(chē)輛中人的存在時(shí)，所述EHC產(chǎn)生第一預(yù)熱輸出，以及當(dāng)檢測(cè)到所述車(chē)輛中人的存在 時(shí)，所述EHC產(chǎn)生比所述第一預(yù)熱輸出高的第二預(yù)熱輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，還包括電池充電狀態(tài)確定模塊，其確 定電池的充電狀態(tài)(SOC)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述EHC控制模塊基于所 述電池的所述SOC啟動(dòng)所述EHC。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述SOC接近電量保持 模式時(shí)，所述EHC控制模塊停用所述EHC。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述SOC處于電量消耗 模式時(shí)，所述EHC控制模塊啟動(dòng)所述EHC。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑溫度控制系統(tǒng)，還包括熱輸出估計(jì)模塊，其基于所述 SOC估計(jì)所述EHC的期望的維持熱輸出。
10.一種控制催化劑溫度的方法，包括在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之前基于多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)中的至少一個(gè)車(chē)輛狀態(tài)判定是否預(yù)期有車(chē)輛 起動(dòng)；以及基于所述判定啟動(dòng)電加熱催化器(EHC)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于混合動(dòng)力車(chē)的催化劑溫度控制系統(tǒng)及方法。催化劑溫度控制系統(tǒng)包括車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊和電加熱催化器(EHC)控制模塊。車(chē)輛起動(dòng)預(yù)期模塊在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)之前基于多個(gè)車(chē)輛狀態(tài)中的至少一個(gè)車(chē)輛狀態(tài)判定是否預(yù)期有車(chē)輛起動(dòng)。EHC控制模塊基于判定啟動(dòng)EHC。
文檔編號(hào)F01N9/00GK102003258SQ20101027137
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者B·N·魯斯, B·斯波恩, E·V·岡策, H·G·桑托索 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司