專利名稱：發(fā)電機驅(qū)動的電加熱柴油機微粒過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本披露涉及用于電加熱柴油機微粒過濾器的電力控制電路。
背景技術(shù)：
在此提供的背景技術(shù)用于一般地給出披露的上下文的目的。在此提出的發(fā)明人的其程度在此背景技術(shù)部分中描述的工作以及描述的不能
針對本披露:現(xiàn)有技術(shù)。 、^ 、 、' 、'
電加熱柴油機微粒過濾器(DPF)將微粒或煙炱從柴油內(nèi)燃機的排氣流中過濾掉。當(dāng)DPF充滿煙炱時，通過使電流通過靠近DPF的加熱元件而將DPF再生。加熱器將累積的煙炱的部分加熱到其燃燒溫度。已加熱的煙炱點燃而轉(zhuǎn)化為氣體，且通過DPF,因此對于另一個過濾循環(huán)將DPF進行清潔。被加熱器點燃的煙炱也開始了火焰或燃屑鋒面，其傳播通過剩余的煙炱以也在再生循環(huán)期間將剩余的煙炱從DPF清潔掉。
車輛的電氣系統(tǒng)為加熱器提供電力。因為排氣從加熱器帶走熱量且降低了加熱器溫度，所以點燃煙炱所需要的電力的量部分地基于通過DPF的排氣流量。在高排氣流量下，來自電氣系統(tǒng)的電力可能不足以將加熱器加熱到在再生循環(huán)期間點燃煙炱的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
用于車輛動力總成的控制電路包括開關(guān)，該開關(guān)選擇地中斷了第一端子和第二端子之間的電流。第一電源將電力提供到第一端子，且第二
電源將電力提供到第二端子且提供到加熱的柴油機微粒過濾器(DPF )的加熱器。開關(guān)在DPF再生循環(huán)期間斷開以防止第一電源在加熱器加電時承擔(dān)加熱器負(fù)荷。
在一些特征中，笫一電源是電池。第二電源是發(fā)電機。開關(guān)是繼電器開關(guān)?？刂齐娐愤M一步包括動力總成控制模塊，該控制模塊估計了DPF內(nèi)的煙炱的量且在估計的量超過預(yù)先確定的量后斷開繼電器開關(guān)?？刂齐娐芬舶ǘ鄠€選擇地將來自第二電源的電力連通到加熱器的各加熱器區(qū)的開關(guān)。開關(guān)是晶體管開關(guān)。電流感測電路生成了指示了流向加熱器的電流的量的第 一 信號。電流感測電路包括與電流串聯(lián)的感測電阻器和基于跨過感測電阻器的壓降而生成第一信號的放大器。放大器基于第二電源的電壓生成笫二信號。
用于車輛動力總成的控制電路包括選擇地中斷了第一端子和笫二
端子之間的電流的第一開關(guān)，將電力提供到第一端子的電池，將電力提供到第二端子和加熱的柴油機微粒過濾器(DPF)的加熱器的發(fā)電機，選擇地將來自第二電源的電力連通加熱器的第二開關(guān)，和控制了第一和笫二開關(guān)且估計了 DPF內(nèi)的煙炱的量的動力總成控制沖莫塊。動力總成控制模塊在煙炱的估計的量超過預(yù)先確定的煙炱量后斷開第一開關(guān)且閉合笫二開關(guān)，因此以發(fā)電機驅(qū)動加熱器且防止電池承擔(dān)加熱器的負(fù)荷。
在其他特征中，第一開關(guān)是繼電器。加熱的DPF包括多個電阻性加熱器且第二開關(guān)包括多個選擇地將來自第二電源的電力連通到電阻性加熱器的各一個的晶體管開關(guān)。電流感測電路生成了指示了流向加熱器的電流的量的第 一 信號。電流感測電路包括與電流串聯(lián)的感測電阻器和基于跨過感測電阻器的壓降生成第一信號的放大器。放大器基于第二電源的電壓生成第二信號。
將電力提供到加熱的柴油機微粒過濾器(DPF)的加熱器的方法包括將第一和第二電源相互電連接，決定將加熱器加電，將第一和第二電
源相互電斷開，和由第二電源驅(qū)動加熱器。
在其他特征中，方法包括基于對到加熱器的電壓和電流的至少 一 個的監(jiān)測診斷加熱器。加熱器包括多個加熱器區(qū)且驅(qū)動步驟包括對到加熱器區(qū)的每個的電力單獨地進行排序。方法包括管理至少 一個由第 一 電源在驅(qū)動步驟期間驅(qū)動的負(fù)荷。方法包括在第一和第二電源電斷開時增加第二電源的輸出電壓。
在再其他的特征中，以上所述的系統(tǒng)和方法通過由一個或多個處理
器執(zhí)行的計算機程序?qū)嵤Ｓ嬎銠C程序可以駐在計算機可讀取的介質(zhì)
中，例如但不限制于存儲器，非易失性數(shù)據(jù)存儲器和/或其他合適的實際
存儲介質(zhì)中。
本披露的另外的應(yīng)用性范圍將從如下提供的詳細(xì)描述中變得顯見。應(yīng)理解的是詳細(xì)描述和特定的例子雖然指示了本披露的優(yōu)選實施例，但它們僅意圖于圖示目的且不意圖于限制本披露的范圍。


本披露將從詳細(xì)描述和附圖中變得更完整地被理解，各圖為
圖1是用于加熱的DPF的加熱器控制電路的功能性方框圖；和圖2是圖1的加熱的DPF的加熱器區(qū)的橫截面視圖。
具體實施例方式
如下的描述在本質(zhì)上僅是典型的，且不意圖于限制4皮露、其應(yīng)用或使用。為清晰的目的，相同的參考數(shù)字將在附圖中用于指示類似的元件。如在此使用，措辭"A、 B和C的至少一個"應(yīng)解釋為意味著邏輯(A或B或C),即使用非排除性"或，，邏輯。應(yīng)理解的是方法中的步驟可以以不同的次序執(zhí)行而不改變本纟皮露的原理。
如在此所使用，術(shù)語模塊指特定用途集成電路(ASIC),電子電路，執(zhí)行了一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享處理器、專用處理器或處理器組)和存儲器，組合邏輯電路，和/或提供了所述的功能性的其他合適的部件。
現(xiàn)在參考圖1,圖中示出了車輛動力總成的功能性方框圖，動力總成包括柴油發(fā)動機IO,加熱的柴油機微粒過濾器(DPF) 12,和向加熱的DPF 12的一個或多個加熱器提供電力的控制電路。來自柴油發(fā)動機10的排氣包括煙炱或微粒物，它們被加熱的DPF 12捕獲?？刂齐娐窌r時將加熱的DPF 12加電，以燒掉被捕獲的煙炱且以此清空或再生加熱的DPF 12。當(dāng)控制電路將加熱的DPF 12加電時，它也斷開了繼電器8。當(dāng)繼電器18斷開時，它將來自發(fā)電機14的電力(B+)與來自電池16的電力電隔離。應(yīng)認(rèn)識到的是發(fā)電片幾14也可以以交流發(fā)電4幾和整理器實施，如在本領(lǐng)域中已知。
在再生循環(huán)期間，控制電路僅從發(fā)電機14驅(qū)動加熱的DPF 12，且僅從電池16驅(qū)動其他車輛負(fù)荷19。控制電路因此防止加熱的DPF 12的電負(fù)荷降低了其他車輛負(fù)荷19可利用的電壓。作為結(jié)果，車輛負(fù)荷19在再生循環(huán)期間接收了充足的電力且在加熱的DPF 12加電時無不希望的效果，例如降低的風(fēng)扇速度，變暗的頭燈和其他這樣的效果。在一些實施例中，車輛負(fù)荷19可以是通過控制模塊管理的負(fù)荷，以防止車輛載荷19降低電池16的輸出電壓到低于預(yù)先確定的電壓。負(fù)荷管理也可以簡單為在繼電器18斷開時抑制明顯負(fù)荷，例如最高氣候控制風(fēng)扇速度，加熱的后燈等。繼電器18的斷開也允許發(fā)電機14的輸出電壓在高于電池16電壓的電壓下調(diào)節(jié)而不損壞車輛負(fù)荷19。當(dāng)發(fā)電機14以增加的輸出電壓運行時，它可以生成高于其輸出電壓調(diào)節(jié)為電池16的電壓時的電力。在與當(dāng)以電池16的電壓運行時的加熱器熱輸出相比時，增加的電力改進了加熱器的熱輸出。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述控制電路。加熱的DPF 12可以包括一個或多個可以單獨;也加電和加熱的區(qū)或區(qū);l或。例如，每個區(qū)可以通過相關(guān)的電阻性加熱元件形成。簡短地參考圖2,加熱的DPF 12的橫截面視圖A-A示出了五個加熱器區(qū)。五個區(qū)標(biāo)記為數(shù)字1至5。區(qū)1、 2、 4和5每個具有四分之一圓的形狀且布置為形成圓。區(qū)3具有圓形形狀且定位在由
區(qū)1、 2、 4和5形成的圓的中心處。應(yīng)認(rèn)識到的是不同量和/或布置的區(qū)可以基于加熱的DPF 12的橫截面積，來自控制電路的可利用的電力，預(yù)計的通過加熱的DPF 12的排氣流量和其他影響加熱器點燃加熱的DPF 12內(nèi)的煙炱的能力的因素來使用。
每個區(qū)與其他區(qū)無關(guān)地單獨加電。加電的區(qū)將累積的煙炱的部分加熱到其燃燒溫度。 一旦煙炱點燃，則區(qū)可以關(guān)閉。點燃的煙炱將火焰或燃屑的鋒面?zhèn)鞑ネㄟ^剩余的煙炱以將過濾器的各部分再生。區(qū)的開啟小于各區(qū)的再生循環(huán)的持續(xù)時間。因為再生的部分通過燃燒煙炱自身來供給燃料，所以區(qū)加熱的DPF可以使用更少的電能且提供比其它類型加熱的DPF 12改進的燃料經(jīng)濟性。區(qū)加熱的DPF 12的例子在美國專利申請No. 11/561,100中描述，在此通過參考將其完整合并。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1,電池16的正端子與車輛負(fù)荷19連通。車輛負(fù)荷19的例子包括頭燈、風(fēng)扇馬達等。電池16的正端子也與繼電器18的第一
7端子F連通。繼電器18的共用端子C與發(fā)電機14的輸出連通。繼電器 18可以以電磁繼電器、固態(tài)繼電器、晶體管開關(guān)或其他合適的開關(guān)設(shè)備 實施。二極管20可以越過繼電器18的觸點連接以甚至當(dāng)繼電器18斷 開時將發(fā)電機14的場偏置。
發(fā)電機14的輸出也向晶體管Ql至Q5的漏極提供電力。晶體管Ql 至Q5的源極選擇地將電力提供到加熱的DPF 12的各加熱器區(qū)1至5(在 圖2中示出)。晶體管Ql至Q5的柵極通過驅(qū)動器控制模塊22的各輸 出驅(qū)動。驅(qū)動器控制模塊22將一個或多個晶體管Q1至Q5開啟，以開 啟加熱器區(qū)的各加熱器區(qū)。驅(qū)動器控制模塊22與動力總成控制模塊 (PCM) 24連通以確定晶體管Ql至Q5的哪一個開啟。在一些實施例 中，晶體管Ql至Q5 ^^皮相繼開啟且一次開啟一個，使得每個相應(yīng)的加 熱器區(qū)從發(fā)電機14在有限的時間內(nèi)接收完全的電力。
在一些實施例中，到晶體管Ql至Q5的漏極的電流可以通過感測 電阻器28。放大器30將跨過感測電阻器28的信號放大。放大的信號連 通到PCM 24且代表了流向晶體管Ql至Q5且因此流向加熱的DPF 12 的加熱器的電流的量。電阻器32可以用于向發(fā)電機14的輸出給出一些 最小的負(fù)荷。最小負(fù)荷防止了發(fā)電機14的輸出電壓變得過大且潛在地 損壞晶體管Ql至Q5。放大器34可以用于放大或緩沖施加到晶體管Ql 至Q5的漏極的電壓。來自放大器34的信號連通到PCM24且代表了施 加到晶體管Ql至Q5且因此加熱的DPF 12的激活的加熱器區(qū)(多個區(qū)) 的電壓的量。PCM 24可以使用來自放大器30和/或34的信號來診斷晶 體管Ql至Q5和/或它們的相應(yīng)的加熱器區(qū)。PCM24估計了加熱的DPF 12內(nèi)的煙炱的量。當(dāng)估計的煙炱的量超過了預(yù)先確定的煙炱量時，PCM 24斷開了繼電器18,指令晶體管Ql至Q5的一個開啟，且增加了發(fā)電 機14的輸出電壓。
PCM 24可以從電池16通過點火開關(guān)40接收電力。PCM 24也可以 直接從電池16接收電力。在這樣的構(gòu)造中，PCM24可以從點火開關(guān)36 接收信號以指示發(fā)動機10可以運行。電機場診斷信號44來診斷發(fā)電機場。
本領(lǐng)域一4殳技術(shù)人員現(xiàn)在可從前迷描述中認(rèn)識到披露的廣泛的教 示可以以多種形式實施。因此，雖然此披露包括特定的例子，但披露的 真實范圍不應(yīng)限制于此，因為在研讀了附圖、說明書和如下的權(quán)利要求 書時其他修改將對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員顯見。
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權(quán)利要求
1. 用于車輛動力總成的控制電路，包括選擇地中斷了第一端子和第二端子之間的電流的開關(guān)；將電力提供到第一端子的第一電源；和將電力提供到第二端子且提供到加熱的柴油機微粒過濾器(DPF)的加熱器的第二電源，其中開關(guān)在DPF再生循環(huán)期間斷開以防止第一電源在加熱器加電時承擔(dān)加熱器負(fù)荷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其中第一電源包括電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其中第二電源包括發(fā)電機。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其中開關(guān)包括繼電器開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，進一步包括動力總成控制模 塊，其估計了 DPF內(nèi)的煙炱的量且在估計的量超過預(yù)先確定的量后斷開 繼電器開關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，進一步包括多個選擇地將來自 第二電源的電力連通到加熱器的各加熱器區(qū)的開關(guān)。
7. 根椐權(quán)利要求6所述的控制電路，其中開關(guān)包括晶體管開關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，進一步包括生成了指示了流向 加熱器的電流的量的第 一 信號的電流感測電路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制電路，其中電流感測電路包括與電流 串聯(lián)的感測電阻器和基于跨過感測電阻器的壓降而生成第一信號的放 大器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，進一步包括基于第二電源的 電壓生成笫二信號的放大器。
11. 用于車輛動力總成的控制電^各，包括選擇地中斷了第 一端子和第二端子之間的電流的第 一開關(guān)； 將電力提供到第一端子的電池；將電力提供到第二端子和加熱的柴油機微粒過濾器(DPF)的加熱 器的發(fā)電機；選擇地將來自笫二電源的電力連通到加熱器的第二開關(guān)；和 控制了第一和笫二開關(guān)且估計了 DPF內(nèi)的煙炱的量的動力總成控 制模塊，其中動力總成控制模塊在煙炱估計的量超過預(yù)先確定的煙炱量 后斷開第一開關(guān)且閉合第二開關(guān)，因此以發(fā)電機驅(qū)動加熱器且防止電池承擔(dān)加熱器的負(fù)荷。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制電路，其中第一開關(guān)包括繼電器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制電路，其中加熱的DPF包括多個 電阻性加熱器且第二開關(guān)包括多個選擇地將來自第二電源的電力連通 到電阻性加熱器的各一個的晶體管開關(guān)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制電路，進一步包括生成了指示了流 向加熱器的電流的量的第 一 信號的電流感測電路。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制電路，其中電流感測電路包括與電 流串聯(lián)的感測電阻器和基于跨過感測電阻器的壓降生成第 一 信號的放 大器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，進一步包括基于第二電源的 電壓生成第二信號的放大器。
17. 將電力提供到加熱的柴油機微粒過濾器(DPF)的加熱器的方 法，包括將第一和第二電源相互電連接； 選擇地將加熱器加電； 將第一和第二電源相互電斷開；和由第二電源驅(qū)動加熱器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括基于對到加熱器的電 壓和電流的至少 一 個的監(jiān)測診斷加熱器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中加熱器包括多個加熱器區(qū)且 驅(qū)動步驟包括對到加熱器區(qū)的每個的電力單獨地進行排序。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括管理至少一個由第一 電源在驅(qū)動步驟期間驅(qū)動的負(fù)荷。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括在第一和第二電源電 斷開時增加第二電源的輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)電機驅(qū)動的電加熱柴油機微粒過濾器。用于車輛動力總成的控制電路，包括選擇地中斷了第一端子和第二端子之間的電流的開關(guān)。第一電源將電力提供到第一端子，且第二電源將電力提供到第二端子且提供到加熱的柴油機微粒過濾器(DPF)的加熱器。開關(guān)在DPF再生循環(huán)期間斷開以防止第一電源在加熱器加電時承擔(dān)加熱器負(fù)荷。
文檔編號F01N9/00GK101487413SQ20081021594
公開日2009年7月22日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者E·V·岡策, M·J·小帕拉托爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司