CN109869216A - 具有位置控制的感应加热的排放控制系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有位置控制的感应加热的排放控制系统及其使用方法。在各种实施例中，电磁场发生器生成施加到一个或多个线圈的一个或多个功率信号，以引起排放控制装置的引脚的感应加热。引脚可以具有多个不同的长度，并且引脚的加热可以使排放控制装置的第一区域比排放控制装置的第二区域更快地加热。

Description

具有位置控制的感应加热的排放控制系统及其使用方法

技术领域

本公开涉及用于处理车辆废气的排放控制系统的结构和操作方法。

附图说明

为了说明的简单和清楚，附图中示出的元件不是按照共同的比例绘制的。例如，为清楚起见，一些元件的尺寸相对于其他元件被夸大。本发明的优点、特点和特征，以及结构的相关元件的方法、操作和功能，以及部件和制造经济的组合，将在考虑以下描述和权利要求时参考附图的内容而变得清楚，其中所有这些附图构成说明书的一部分，其中相同的附图标记表示各附图中的对应部分，并且其中：

图1是根据本公开的实施例的排放控制系统的示意图。

图2是根据本公开的实施例的控制器的框图表示。

图3是根据本公开的实施例的方法的流程图表示。

图4是根据本公开的实施例的电磁场发生器300的框图表示。

图5是根据本公开的实施例的电磁场发生器300的框图表示。

图6是根据本公开的实施例的随着时间变化的控制设定点的图形图。

图7是根据本公开的实施例的随着时间变化的功率信号的图形图。

图8是根据本公开的实施例的方法的流程图。

图9是根据本公开的实施例的基板的截面图。

图10是根据本公开的实施例的若干温度曲线的图解图。

图11是根据本公开的实施例的电路的示意图。

图12是根据本公开的实施例的基板的截面图。

图13是根据本公开的实施例的若干温度曲线的图解图。

图14是根据本公开的实施例的基板的截面图。

图15是根据本公开的实施例的若干温度曲线的图解图。

具体实施方式

图1是根据本公开的实施例的排放控制系统的示意图。排放控制系统75包括催化转化器60，催化转化器60在基板10中具有多个通道，以促进来自车辆发动机的废气56中的至少一个催化反应，车辆发动机产生处理过的废气56′。催化转化器60可以采用多种形式中的任何一种。这些中的典型是具有陶瓷材料的圆柱形基板的转化器。基板10可以具有蜂窝结构，其中许多小面积通道或单元延伸基板的长度，通道由壁分开。通常每平方英寸的基板单元的横截面积具有400至900个单元，并且壁的厚度通常在0.002至0.008英寸的范围内。基板10可以在挤出工艺中形成，其中生陶瓷材料通过适当形状的模具挤出，并且从挤出连续切割单元，然后将单元切割成比单元短的基板。通道或单元的区域形状可以是任何便于有助于基板10的整体强度的形状，同时具有大的接触区域，在该接触区域处流动的废气可以与涂覆内部单元壁的热催化剂相互作用。除了陶瓷之外，基板10可以嵌入或以其他方式包括多个金属引脚或其他金属元件，以便于催化转化器60的感应加热。

基板10中的管状通道的内部可以用含有特定催化剂材料的层洗涂。这些管状通道可具有圆形或椭圆形横截面、矩形、正方形或其他多边形横截面或其他横截面。合适的洗涂层可含有适合于确保粘附到基板的固化陶瓷材料上的基础材料，以及用于促进特定污染减少化学反应的夹带催化剂材料。这种催化剂材料的实例是铂和钯，它们是有效地将一氧化碳和氧气转化成二氧化碳的催化剂，和铑，铑是适合于将一氧化氮转化成氮和氧的催化剂；然而，其他催化剂也可用于促进高温氧化或还原其他气态物质。洗涂可以通过在陶瓷浆料或浆料中产生细碎催化剂的悬浮液来制备，该陶瓷浆料用于使洗涂层粘附到陶瓷基板的壁上。作为洗涂层的替代方案以将催化剂材料放置在基板表面上，基板材料本身可包含催化剂组件，使得挤出在界定基板通道或单元的内表面处呈现催化剂材料。

一个或多个温度传感器50连接到催化转化器60，以生成指示催化转化器的至少一个温度的温度信号。温度传感器50可以通过安装在催化转化器上或催化转化器中的热电偶、热敏电阻或其他热传感器来实现，以便监测转化器上或转化器中的不同位置处的温度或通过其他温度监控器来监测温度。

来自温度传感器50的输出被送到控制器52，在该控制器52处，所监测的一个或多个温度用于通过控制AC发电机(例如AC电源64)来控制感应加热。控制器52基于由这些温度信号表示的温度生成控制信号58。包括AC电源64和线圈20的至少一个电磁场发生器通过生成电磁场来感应地加热催化转化器60来响应控制信号58。AC电源64例如可以是生成AC信号(或“功率信号”)的可变AC发电机，AC信号具有随控制信号58而变化的幅度、占空比或功率。在另一个示例中，控制信号58以随着所需加热水平的幅度改变的占空比接通和断开AC源64。AC源可以生成诸如50Hz或60Hz信号的功率信号，但是同样可以采用1kHz-100kHz范围内的中频信号和100kHz-10MHz或更高频率范围内的射频信号。

考虑一个例子，其中催化转化器60通过车辆中的螺栓连接组件实现以处理内燃机排放。洗涂中的铂族金属或其他催化剂与热结合起来处理废气中的大部分污染物。催化处理可能严重依赖于温度。为了使该过程有效，可能需要达到并保持约300℃的最小起燃温度。废气处理过程可能在该温度以下迅速降低效率。在正常的发动机运行中，存在几种情况，其中催化转化器60的温度可低于该阈值：冷启动、冷却和启停混合动力车辆操作以及具有内燃机的其他电动车辆。

在冷启动条件下，发动机和排气系统处于环境温度。在非常寒冷的环境中，冬季这个温度经常可以低至-30℃。因此，在发动机和催化转化器加热到所需温度之前，可能需要几分钟的发动机运转。实际上，在系统达到阈值温度之前几乎没有排放处理，通常称为“起燃”。传统的催化转化器完全依靠发动机供热从而提高温度。

当发动机和排气系统开始发热然后温度降至阈值点以下时，发生冷却。发动机灼热后过度怠速会产生这种效果。低发动机RPM将不会产生足够的废热以使催化转化器60保持热。逐渐冷却可能导致稳态温度低于起燃温度。从高速减速也可以产生这种效果。发动机转速下降到接近怠速水平，因为不需要动力，并且如在怠速的情况下，车辆排气产生的热量不足以使催化转化器60保持热。此外，在车辆下方存在大量的对流，其从发动机和催化转化器中散发热量，从而增加了冷却速率。

在起停混合动力车辆操作中，车辆发动机可以在车辆操作期间自动关闭和重新启动。在轻度混合动力车辆中，车辆发动机由发动机控制模块停止，以避免在车辆静止时怠速，例如当车辆在交通中停止时。当驾驶员将他/她的脚从制动器上移开并使加速器接合以恢复运动时，发动机控制模块在短至200毫秒内快速重新启动发动机。在混合动力电动车辆中，内燃机可以更长时间地关闭，并且仅在必要时使用以补充通过电池动力操作的一个或多个电动机的操作。类似于先前描述的冷启动和冷却条件，催化转化器60可以处于环境温度或者低于起燃温度。

排放控制系统75还可以适用于通过催化转化器基板10的通道或单元的废气的电流体动力学(EHD)传热和传质。在EHD过程中，产生自由电子并使其从带电的上游发射器42迁移到接地的下游收集器44。在他们迁移的过程中，电子与废气中的分子碰撞，将动量传递给气体分子并引起气流中的湍流。这意味着气体流过单元以采用层流的趋势较小，和/或存在层流气流偏离层状的趋势。与没有EHD刺激的情况相比，这两种趋势使得更多的废气与转化器基板单元壁的壁接触。这导致废气和基板壁之间的传热增加以及由于废气与基板单元壁的内表面处的热催化剂的接触增加而导致的催化污染减少反应的增加。

在操作中，在启动和起燃之间的时段中，基板壁处于比废气低的温度。通过EHD热传递刺激的刺激将更多的热量从流动的废气传递到基板10，并且基板温度以比没有EHD加热过程的情况更快的速率增加。控制电路在控制器52的控制下操作，并且包括用于监控基板10的温度的第一温度传感器50和用于监控紧接在转化器上游的废气温度的第二温度传感器50。控制器52测量排气和基板温度之间的差异，并且由控制器52控制的开关用于接通EHD电压到发射器。通过切换EHD热传递过程来获得更大的起燃速度，以在启动到起燃期间刺激从废气的热传递。之后，当基板10足够热以引起污染减少催化反应时，可以通过控制器52关闭EHD热传递刺激。

此外，在怠速期间，进入转化器的废气的温度可能开始下降，并且可能出现催化转化器基板壁仍处于催化剂反应的最佳温度的情况，但进入转化器的气体低于这种反应最适合的温度。在怠速阶段期间，从减少有害排放的观点来看，转化器可以保持在或接近最佳操作温度，即使在流过转化器的气体冷却时也是如此。在这样的时期中，通过切换EHD热传递过程以在有限的时间段内吸热来获得冷却废气的低功率加热。之后，当车辆不再怠速并且排气温度升高超过监测的基板温度时，可以关闭EHD热传递刺激。

感应加热和EHD热/质量传递过程在正常驱动条件下(包括冷启动和冷却等)提高催化转化器系统75的排放物处理的性能，并且另外通过催化转化器60改善排气56的排放处理。控制操作可包括但不限于：

(a)预热-发动机启动前加热热催化转化器；

(b)后热-发动机启动后加热热催化转化器；

(c)混合动力-在催化转化器在发动机启动之前和之后被加热的情况下，预热和后热的组合，其中；

(d)热管理-通常与冷启动无关，但通过快速冷却保持转化器温度高于熄火；和/或

(e)颗粒过滤器再生

例如，一旦在预热期间实现起燃温度，控制器52就进入温度维持模式，其中温度被简单地保持并且不增加。维持模式下的功率需求是连续、强烈加热所需的功率的一小部分。通过打开和关闭全部感应电源或通过调节功率来实现维持温度。脉冲是一个更简单的过程，因为系统打开或关闭时只需要一个定时器控制。选择脉冲的频率和持续时间以及脉冲之间的延迟，使得温度在几度内维持恒定。调节功率更复杂，因为功率输出是自动调节的，目的是维持恒定的温度。更复杂的感应电路需要从0％或接近零(例如，最小10％或20％)到100％的全范围输出来操作。在一个实施例中，在发动机仍在运转时，在催化转化器冷却时触发维持模式；例如，响应于车辆发动机怠速时的冷却。使用类似于上面概述的脉冲或调制操作来防止过度冷却。

控制器52可以通过诸如独立处理器的处理器或诸如发动机控制模块的共享处理设备来实现。控制器52使用一种或多种技术，例如本文所述的技术，在可选择感应场特性或EHD高压特性以实现特定感应加热模式或EHD效应的实施方式中控制所应用的感应和EHD过程。控制器52可以独立于催化转化器安装。例如，控制器52可以安装在车辆内部，其中电子控制电路受到相对良好的保护。或者，利用防风雨外壳，转化器控制模块可以放置在靠近电池的发动机舱中或靠近催化转化器的车辆下方。

在根据一个实施例的控制方法中，温度传感器50包括一个或多个热电偶，所述热电偶在沿着其长度的某点处(例如在转化器中点处)嵌入在基板10的表面上。热电偶向控制器52提供直接反馈，而不需要计算或推断。首先进行校准以补偿基板10的外部和内部之间的偏移。在稳定状态下，来自催化转化器60的最大热损失在其周边处，其中驾驶的对流、雨水、雪和冰导致损失。在预热期间，周边、核心或整个基板10被加热到起燃温度，同时补偿所计算的所需区域的起燃温度相对于温度传感器50之间的温度偏差。

虽然上面结合使用单独的温度传感器50进行了描述，但作为补充或替代，控制器52可以使用线圈20本身进行温度跟踪。特别地，线圈20的电感随着温度的升高而变化，因为来自热的分子振动干扰磁场。较冷的温度比较热的温度产生较少的干扰。可以表征这种干扰，并且由此可以由控制器52确定整体温度。基板10是感应系统的最大质量的部件，并且包含在基板10内的热量对电感具有最大的影响。该方法中监测的温度是平均温度，因为未检测到热点和冷点的存在。感应线圈温度传感方法的使用消除了对催化转化器的额外电线的需要。

虽然电池62被示出为向EHD过程提供电力，但应注意，诸如车辆电池或其他车辆电力系统的电池可用于选择性地为催化转化器系统75的其他组件供电。在其他示例中，诸如太阳能电池之类的替代电源，诸如与块加热器或混合动力车辆插入系统一起提供的车辆电源的外部插头也可用于在替代电力的情况下为催化转化器系统75的部件供电。在操作中，可以在控制器52的控制下选择性地启用或禁用感应加热和EHD过程。在各种实施例中，感应加热可以由控制器52响应于以下条件启动：钥匙点火、钥匙打到运行位置、钥匙打到开始位置、在预定的车辆脚数内接近钥匙、启动远程启动功能、插入车辆到电网、阻止加热器插件等。响应达到的起燃温度、电池充电状态太低、达到起动器所需的电池储备、手动关闭系统、关闭发动机等，可以禁用控制器52的操作。

应当注意，车辆发动机可以通过以下燃料类型中的一种或多种运行，包括汽油、柴油、丙烷、乙醇、天然气等。控制方法可以应用于车辆运行配置，包括全时常规内燃、混合动力-串联、并联、轻度并联、串并联或功率分流、插电式混合动力、轻度混合动力自动起停、范围扩展、恒定RPM发动机、可变RPM发动机或其他配置。车辆发动机可以正常吸气、涡轮增压、超充电、气体直接喷射、电子燃料喷射、通过分配器或其他技术操作。

催化转化器60可以通过铂、钯、铑或其他催化剂操作，并且可以包括柴油氧化催化剂、微粒过滤器和/或尿素喷射系统。基板10可包括陶瓷蜂窝、编织金属、多孔膜或其他基板。催化转化器系统可以用于将诸如碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、颗粒物质和/或其他排放物的废气排放减少到全范围的空气-燃料比(λ)，例如化学计量比、富燃、稀燃和/或其他比例。

关于催化转化器系统75的其他实例，包括若干可选功能和特征，结合接下来的图1和图2给出。

图2是根据本公开的实施例的控制器的框图表示。具体地，呈现了控制器120，其可以在催化转化器系统中操作并且作为结合图2呈现的控制器52的替代操作。与控制器52类似，控制器120操作以生成控制信号58，用于控制催化和控制信号66的感应加热，以控制催化转化器的EHD过程。控制器120不是基于来自与催化转化器相关联的一个或多个温度传感器50的温度数据130来操作，控制器120基于更宽范围的车辆控制数据125来操作，例如环境温度数据132、指示车辆发动机的旋转速度的发动机RPM数据134、制动启动数据136、离合器启动数据138、剩余电池寿命数据140、停止启动模式数据142、排放数据144、发动机启动数据146、指示车辆速度的速度数据148、指示车辆路径、速度限制、当前交通拥堵、停止和行驶条件等的交通数据和车辆导航数据150、以及可选地其他发动机控制数据、车辆状态数据和诸如氧传感器电压、氧传感器温度、废气再循环温度、冷却液温度、车辆加速/减速、空燃比(λ)、点火位置、发动机正时、排气歧管温度等的车辆数据。

在各种实施例中，控制器120包括处理器和存储器，存储器存储查询表(LUT)122，其响应由车辆控制数据125指示的车辆状态并生成对应于当前状态的控制信号58和66。例如，LUT 122可以根据基于车辆状态的状态空间控制算法存储控制数据，例如催化转化器温度、环境温度、车辆RPM、由温度数据130指示的车辆速度、环境温度数据132、RPM数据134以及车辆速度数据148。以这种方式，可以基于由车辆发动机RPM的变化引起的排气量的变化、环境温度的变化以及由于不同车辆速度下的对流引起的热损失来控制催化转化器的温度。

在各种实施例中，控制器120将温度数据130与参考温度进行比较，例如催化转化器的起燃温度。控制器120生成温度指示信号152，其指示催化转化器的温度何时达到或保持在参考温度或高于参考温度。该温度指示信号152可用于触发温度指示器160，例如仪表板灯，仪表板屏幕上的弹出消息或其他用户界面，其在催化转化器达到或保持在参考温度或高于参考温度或者可以启动车辆时，向车辆的驾驶员指示。温度指示信号152还可用于触发车辆启动锁定装置170，作为车辆点火系统的一部分，该装置仅在催化转化器已达到或保持在参考值或高于参考值时启动车辆发动机。

此外，LUT 122可以根据附加变量存储附加控制数据。该表还可以包括功率电平与频率的映射，以提供给定的基板温度。控制器120可以基于谐振电路的操作条件显示/反馈温度，例如电流消耗量、谐振频率、线圈电感等。在各种实施例中，控制器120通过确定线圈的谐振频率来操作，例如金属线圈20或其他线圈，并生成控制信号，例如控制信号58或其他控制信号，以控制经由线圈的排放控制装置的感应加热。诸如AC电源64或其他AC电源的交流(AC)源通过选择性地生成到线圈的功率信号来响应控制信号，以便于经由线圈对排放控制装置进行感应加热。例如，生成控制信号可以包括：基于温度滞后曲线和线圈的谐振频率，经由LUT 122确定排放控制装置的温度；并且生成控制信号以命令AC源生成控制信号，以通过将排放控制装置的温度与一个或多个温度阈值进行比较来选择性地激活和停用感应加热。

在各种实施例中，控制器120被耦合以与车辆的连接的汽车接口175通信，其提供诸如车辆互联网接入、车辆与诸如智能手机、平板电脑、智能手表、膝上型计算机之类的无线用户设备之间的无线连接、以及用于服务和车辆诊断、车辆检查和其他连接中的无线接入。从发动机控制模块或从单独的排放传感器接收的排放数据144可以被处理和/或存储在与控制器120相关联的存储器中，以便提供实际车辆排放的历史记录。

图3是根据本公开的实施例的方法的流程图表示。具体地，提出了一种方法，用于结合结合图1和图2呈现的一个或多个功能和特征。步骤200包括生成指示催化转化器温度的温度信号。步骤202包括基于温度信号生成控制信号。步骤204包括响应于控制信号产生电磁场以感应地加热催化转化器。

在各种实施例中，进一步基于参考温度生成控制信号，以根据参考温度控制催化转化器的温度。该方法可以进一步包括当催化转化器的至少一个温度与参考温度有利地相比时生成温度信号指示信号。响应于温度信号指示信号，可以启动车辆发动机的启动。

在各种实施例中，控制器还基于以下中的至少一个生成控制信号：指示车辆发动机的旋转速度的信号；指示包含催化转化器系统的车辆的环境温度的信号；指示车辆发动机的自动起停模式的信号；指示车辆电池中的剩余电量的信号。该方法还可以包括基于车辆控制数据预测多个驾驶模式中的当前一个，并且可以根据多个驾驶模式中的当前一个来生成控制信号。该方法可以进一步包括控制催化转化器系统的电流体动力学热/质量传递过程。

图4是根据本公开的实施例的电磁场发生器300的框图表示。具体地，呈现了包括AC源64和金属线圈20的磁场发生器300。在操作中，AC源响应于控制信号，例如控制信号58，通过生成磁场310以感应加热催化转化器基板，例如基板10。具体地，磁场发生器300包括辐射磁场310的线圈，例如金属线圈20。

从诸如车辆电池的电池操作AC源64的潜在问题是在电压消耗、电流消耗和因此功率消耗之间存在相关性。这可能在排放控制装置的预热期间引起功率变化。电池可以被完全充电，使得电压相对较高，例如当车辆的交流发电机在车辆关闭之前刚刚完成对电池充电时。高电压导致高电流消耗并因此导致高功率。在其他情况下，电池电量可能耗尽，使得电池电压相对较低，例如当发动机未运行时电池过度消耗时。当室内灯或其他附件长时间打开时，可能会发生这种情况。低电压会导致电流过低，从而导致功率降低。此外，在给定的发动机启动循环内电池电压可能不恒定。当电池电量下降时，电压将随着启动而下降，然后当交流发电机启动以对电池充电时，电压将恢复。启动时的电池电压可低至11VDC，交流发电机可充电至13.5VDC或更高。这种差异可高达20％。基于电压和电流之间的相关性，这意味着电流也可以相差20％。80％的低电压消耗和80％的低电流消耗在循环结束时的64％(80％V消耗×80％A＝64％W)启动之后产生功率消耗。在加热循环的开始和结束之间的这种36％的功率摆动可能导致失去的加热机会和效率以及更长的加热时间以达到排放控制装置的起燃温度。

在操作中，控制信号58由控制器52或120生成，以控制排放控制装置的感应加热。控制信号58可以包括在启动包含排放控制装置的发动机或其后的预定时间(例如1秒、2秒、5秒、10秒、20秒等)时启动排放控制装置的加热的指示。除了启动加热的指示之外，控制信号58还可以指示功率设定点，例如目标功率传输量或其他功率水平。

控制信号58还可以提供停止排放控制装置的感应加热的指示。例如，控制器52或120可以生成控制信号58，以在启动排放控制装置的感应加热之后的预定时间内中断排放控制装置的感应加热(例如，达到关闭温度的预期时间量，例如200秒或者其他时间段)。在其他情况下，控制器52或120可以基于排放控制装置的温度与参考温度(例如起燃温度)的比较来生成控制信号58。如前所述，排放控制装置的温度可以基于诸如热电偶的温度传感器或基于线圈的阻抗变化来确定。以这种方式，可以生成控制信号58以在低于熄灭的温度下启动感应加热并且在达到熄灭温度时停止加热。控制器52或120还可以生成控制信号58以响应于所指示的线圈的空载状态而暂停排放控制装置的感应加热，例如通过线圈电压和低线圈电流的存在或缺少线圈电流。此外，控制器52或120可以监测电磁场发生器300的一个或多个部件的温度，特别是功率放大器304。控制器52或120可以生成控制信号58以在温度超过温度阈值时停止排放控制装置的感应加热，以避免损坏功率放大器304的组件和/或电磁场发生器300的其他组件。

电磁场发生器300通过生成施加到金属线圈20的功率信号来响应控制信号58，以引起排放控制装置的感应加热。例如，电磁场发生器300通过调节功率信号的频率来控制传递到线圈的功率，从而在电压消耗峰值和谷值期间保持固定的功率消耗。

在各种实施例中，振荡器306(例如压控振荡器、环形振荡器或其他振荡器电路)被配置为生成功率信号。特别地，振荡器在控制器308的控制下操作，以调节功率信号的频率以稳定功率传输。例如，控制器308可以监视AC电源64的线圈电流、线圈电压、电流消耗和/或其他操作参数，并且包括查找表、状态机或迭代控制算法，以确定改善功率因数的频率、以匹配包括线圈的储能电路的谐振频率或以其他方式稳定或以其他方式改善和/或稳定由磁场发生器300传递到催化转化器基板的导电部件用以改善感应加热的功率。

功率放大器304，例如A类、B类、C类、D类或E类(包括其组合)功率放大器电路被配置为放大功率信号以在功率放大器304的输出处生成放大的功率信号用以驱动线圈。功率放大器304可以包括一个或多个晶体管，例如双极结型晶体管、绝缘栅双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和/或其他功率晶体管。在各种实施例中，功率放大器304用作开关以在其输出处生成AC功率信号。

阻抗匹配网络302被配置为阻抗匹配功率放大器304的输出到线圈。具体地，阻抗匹配网络302可以包括一个或多个电容器以与线圈形成谐振回路电路，例如金属线圈20并且可选地，一个或多个其他无功阻抗，例如Pi网络、L网络或其他阻抗匹配电路配置中的电容器和/或电感器。在各种实施例中，控制器308被配置为调整阻抗匹配网络302的阻抗以改善功率传输。例如，控制器308可以监视AC电源64的线圈电流、线圈电压、电流消耗、功率信号频率和/或其他操作参数，并且包括查找表、状态机或迭代控制算法，以便控制可调阻抗以改善功率因数，以匹配包括线圈的储能电路的阻抗或以其他方式最大化或以其他方式改善由磁场发生器300传递到催化转化器基板的导电部件以改善感应加热的功率。

电磁场发生器300可选地包括备用电源305，该备用电源305包括电容器、可充电电池或其他可再充电的存储装置，其在电磁场发生器300未运行或来自车辆的多余电力以其他方式是可用的时段期间由车辆充电。在由于车辆电源系统上的高负载而系统的操作不一致/间歇的情况下，备用电源305向电磁场发生器300提供补充电力以实现控制和感应系统的不间断操作，例如控制到其指定/目标输出级别。

考虑以下示例；振荡器306生成一个或多个开关信号，例如具有基本上50％占空比(例如，45％-55％)的方波。功率放大器304又通过在0VDC和更高电压之间切换来提供高电压/高电流版本功率信号。在各种实施例中，功率放大器304通过H开关绝缘栅双极晶体管电路实现，该电路由两个方波信号控制，该两个方波信号具有基本上50％的不同相位的占空比信号和由振荡器306产生的相同频率。开关信号在开关期间具有“死区时间”，“在死区时间”中两个信号都不高。这允许H开关绝缘栅双极晶体管电路中的开关元件在下一个元件导通之前完全关断。这可以防止“击穿”，即当两个开关元件都接通或部分接通时产生短路的情况。

控制器308通过调节功率信号的频率来控制传递到金属线圈20的功率。金属线圈20的谐振频率由下式给出：

其中：F_RES是金属线圈的共振频率(单位为赫兹)。

L是金属线圈20的电感(单位为亨利)。

C是阻抗匹配网络302的谐振电容的电容(单位为法拉)。

最大功率以其谐振频率传递到金属线圈20。随着频率增加到高于或低于谐振，传递到金属线圈20的功率下降。控制器308监视功率信号的电压和/或电流，并基于功率信号的电压调整功率信号的频率，以控制传输到传输到金属线圈20的线圈的功率。具体地，可以基于线圈电压动态地调整功率信号的频率，以在恒定功率消耗下汲取电流，该恒定功率消耗例如在初始化时段之后匹配期望的功率设定点。这可以通过经由电压或电流传感器监测线圈电压和/或电流并使用控制器308对功率信号频率进行经验调整来实现。这允许磁场发生器300在静态期间以11伏特至13.5伏特的相同功率操作，并且还适应由于温度引起的材料特性的变化。随着排放控制装置的温度升高，感应线圈电阻和电热丝电感将改变。调整功率信号频率的调整可以确保温度不会对功率消耗产生不利影响。

在各种实施例中，控制器308确定传递到金属线圈20的功率，将传递到线圈的功率与功率设定点进行比较，并基于传输到线圈的功率与功率设定点的比较来调整功率信号的频率。控制器308可以通过以下方式调整功率信号的频率：

(a)当传递到金属线圈20的功率低于功率设定点时，降低功率信号的频率；和

(b)当传输到线圈的功率高于功率设定点时，增加功率信号的频率。

例如，可以在最大频率限制和最小频率限制之间调整功率信号的频率。最大频率限制可以设置为高于金属线圈20的谐振频率的预定频率，例如谐振频率的150％、谐振频率的200％或一些其他值。最小频率限制可以设置在金属线圈20的谐振频率处。例如，控制器20可以在启动时或在操作期间周期性地运行功率信号的频率扫描，并且基于频率确定F_RES是功率传输峰。

在各种实施例中，控制器308可以通过以高频率(例如最大频率极限)启动功率信号并在预定时间量(例如2秒、5秒、10秒或其他时间)内下降到加热频率来启动感应加热。这防止了在导通期间金属线圈20的高初始电流浪涌或电压尖峰。一旦达到加热频率，则在加热期间保持功率输出，然后关闭电源信号。

在各种实施例中，功率信号的频率可以由控制器308以不同尺寸的离散频率步长调整，例如大频率步长和小于大频率步长的小频率步长。例如，当功率设定点发生变化时，可以以大的频率步长调节功率信号的频率，直到达到新的功率设定点。当功率设定点没有变化时，可以以小的频率步长调节功率信号的频率，以便将功率传输保持在功率设定点处或附近。下面给出了一个示例算法：

1.如果操作功率设定点已更改，请将步长设置为大。

2.测量运行功率水平。

3.如果在功率设定点，则不要改变频率。如果小于设定点，则按步长减小频率，否则按步长增加频率。不要超过最大或最小频率限制。

4.测量新的运行功率水平。

5.如果步长设置为大：

a.如果尚未达到设定点或超调，请转到步骤3。

b.否则，已达到或超过设定点。将步长设置为小，然后转到步骤3。

在另一种操作模式中，一旦针对与最大功率传输相对应的一组操作条件确定谐振频率，则可以通过使用谐振频率通过控制器308将功率调节到较低功率设定点，但是通过脉冲功率在一段时间内(例如100毫秒、500毫秒、1秒、2秒或某些更长或更短的时间段)开启某些脉冲持续时间并关闭该时间段的剩余部分。平均功率可以对应于期望的功率设定点，但是感应消耗在通电部分的时间段将大于功率设定点，并且对于剩余部分的时间段为零。如果金属线圈20的谐振频率例如由于线圈电感的变化而改变，则控制器308可以通过运行频率扫描周期性地确定新的谐振频率并且将谐振频率确定为具有传输到线圈的最大功率的频率。使用谐振频率可以产生更高的热效率和电效率。峰值和关闭(零功率)周期的平均值产生总体所需的加热/功率。例如，如果期望的功率设定点是最大功率的90％，则可以在90％的时间将谐振频率施加到金属线圈20，并且可以在10％的时间内将线圈关闭。另外，频率和脉冲持续时间的调节可以应用于控制传输到金属线圈20的功率。

虽然前述控制方法主要集中于车辆系统和50％工作循环，但在一些包括采矿或工业应用的应用中，更高的工作循环可应用于排放控制装置的加热。尽管控制器308被示为与控制器52和120分开，应该注意的是，控制器308的功能同样可以结合在任何其他控制设备中，以便通过单个处理器、电路或其他设备实现。

虽然未明确示出，但是控制器52或120和/或控制器可以耦合到用于存储操作参数的存储器和/或耦合到诸如车辆显示器或监视器的显示器，以用于诊断和/或由包含排放控制装置的车辆或其他系统的操作员查看。可以存储、显示和/或输出诸如温度、电压、电流、谐振频率、熄灭时间和其他操作条件以及错误条件和其他数据的操作参数，例如作为图形和/或文本文件、csv文件或其他数据文件。可以指示正常操作并且可以生成错误消息以确保操作员、车辆和感应加热系统的安全性。可以存储和显示实时电压、电流、频率和功率以及排放控制装置的温度。可以存储和显示连接安全检查的结果，以指示在感应加热开始之前存在负载和线圈，或者如果没有发现负载则存在故障。可以显示功率放大器304的温度和/或正常操作温度和过热故障的指示。

图5是根据本公开的实施例的电磁场发生器300的框图表示。特别地，示出了磁场发生器300，其包括结合图4描述的许多共同功能和特征，该许多共同功能和特征在图4中用共同的附图标记表示。然而，在所示的实施例中，磁场发生器300包括多个线圈，例如金属线圈20和单独的驱动路径350、352等。

控制器308响应于一个或多个控制信号58而操作以控制每个金属线圈20的操作。除了结合图2描述的功能和特征之外，控制器308响应于控制信号58而操作，以选择性地启用和禁用和/或向单独的驱动路径350、352等分配电力，以便激活和为多个线圈中的所选线圈供电。考虑控制信号58命令AC源64在特定时间仅产生最大功率的一小部分的情况。在这种情况下，可以通过禁用它们相应的驱动路径来停用一个或多个线圈，以便产生更精细的控制。因为线圈在被驱动时基于互感的变化来修改彼此的电感，所以激活和去激活各种线圈可以伴随着对相应匹配电路302的一个或多个阻抗的调整和/或对激活驱动路径的相应振荡器306的频率的调整，从而改善功率因数、调整包括线圈的振荡电路的谐振频率、调整线圈的谐振频率以匹配驱动频率或者以其他方式最大化或以其他方式改善由磁场发生器300传递到排放控制装置的导电部件以改善感应加热的功率。

图6是根据本公开的实施例的随时间变化的控制设定点的图形图400。特别地，示出了控制设定点402，其例如包括在控制信号58中。控制设定点402可用于控制磁场发生器的操作，例如结合图4-5所示出的磁场发生器300，或与发动机相关的排放控制装置的其他感应加热元件。

在时间t₀，启动与排放控制装置相关联的发动机。控制设定点402在时刻t₁设定初始功率设定点P₁之前实现启动延迟。启动延迟允许电磁场发生器300被初始化并允许电池电压在命令线圈接通之前潜在地稳定。如结合图4所讨论的那样，电磁场发生器300通过调节功率信号的频率来操作，以便达到并保持在功率设定点P₁处传递到线圈的功率。

在时间t₂，功率设定点402被重置为零，或者因为确定温度已经达到熄灭或者已经检测到错误状态，例如空载线圈状况或功率放大器过热状况，或者因为预定的初始时间段已过期。在时间t₃，在没有错误状态的情况下，功率设定点402被设置为较低值P₂，例如，因为确定温度已经低于熄灭或者以其他方式将排放控制装置的温度维持在熄灭或以上。在时间t₄，功率设定点402被重置为零。虽然在所示的示例中，在t₃和t₂之间存在延迟，但是具有功率设定点P₂的较低功率程序可以被设置为在时间t₂处的初始程序之后立即开始。

虽然功率设定点402被示出为具有两个离散值，但是在其他实施例中，可以使用更多或更少数量的值。此外，所呈现的时序仅用于说明目的，并不一定按比例绘制。

图7是根据本公开的实施例的随时间变化的功率信号的图形图410。具体地，示出了线圈处的功率信号412，例如金属线圈20。如结合图4所讨论的那样，功率信号412是具有基本上50％占空比的方波。然而，可以采用更大或更小的工作循环。

功率信号的周期是T_i，频率(Hz)是1/T_i。如前所述，可以控制功率信号412的频率，以便控制传输到线圈的功率。

图8是根据本公开的实施例的方法的流程图420。

特别地，示出了一种方法，用于结合图1-7讨论的一个或多个功能和特征。步骤422包括生成控制信号以启动排放控制装置的感应加热。步骤424包括响应于控制信号生成功率信号，其中功率信号被施加到线圈以引起排放控制装置的感应加热。步骤424包括调整功率信号的频率，以控制传输到线圈的功率。

在各种实施例中，频率的调整可用于在基板的引脚材料内移动热量。随着功率增加，磁场的大小和强度增加。这可以在频率之间提供不同的加热特征。只是改变频率可能无法在所有情况下产生预期的效果。这是因为在某些条件下，无论频率如何，陶瓷基板内的给定热分布看起来都相似。在正常工作范围内的热分布将随着功率消耗/传递而成比例地变化，这由调谐频率决定。但有些情况并非如此，例如当线圈处于磁场饱和点时。

在一些磁性材料中看到，饱和状态是当施加的外部磁场H的增加不能进一步增加材料的磁化强度时达到的状态，因此总磁通密度B或多或少地偏平。(由于真空渗透性，它继续非常缓慢地增加。)饱和度是铁磁性材料的特征，例如铁、镍、钴及其合金。磁场的强度可以通过分别远离共振来减少或增加频率来被增加或减少。引脚的谐振频率可以是系统控制中使用的最低频率。在共振时，这是最高功率消耗，因此是最大加热。频率越高，功耗越低。在饱和时，电感会突然下降，即使有很多电流，也会有驱动线圈的电源平台。这意味着可能没有相同的通量链接输送功率并且变得难以施加更多的热量，并且这种进一步的加热变得不那么有效。

有利地使用饱和便于将热量移动到基板内的不同位置。通过实验或通过模拟确定饱和条件，可以设计一种系统，该系统将在陶瓷的一个区域中产生热量直至饱和，然后将该热量移动到另一个区域(或多个区域)。例如，嵌入排放控制装置的陶瓷基板中的引脚可以设计成具有多个不同的长度，以便在不同的时间饱和，使得排放控制装置的一些区域比排放控制装置的其他区域更快地加热并达到磁饱和。

例如，陶瓷基板的后部区域可以在低于饱和的任何点处比前部更强烈地被加热。后部区域的更强烈加热可能意味着后引脚将首先达到饱和。这种饱和应该产生在稳态条件下保持恒定的引脚的最高温度-热量已经达到稳定状态。虽然后部区域的热量已达到稳定，但陶瓷的前部区域继续以加速的低于饱和的速率加热，直到达到饱和时该区域中的引脚(或引脚的部分)达到类似的温度。也可以反其道而行之，其中在加热后部区域之前加热前部区域。在其他设计中，内部引脚可以在外部引脚之前加热，反之亦然。这也可以用单个引脚材料来执行。

此外，可以调节功率信号的频率以控制排放控制装置内的加热位置，其中基板的一些区域接收比其他区域更多的加热。可以通过控制器设置频率调谐以及功率输送，以将引脚的特定区域保持在初始饱和点。如果需要，这允许引脚的其他区域快速加热到相同的水平。例如，在排放控制装置的一些区域达到磁饱和之前，功率信号的频率可以被从一个频率调整，在排放控制装置的这些区域达到磁饱和之后，到新的频率。在排放控制装置的原始区域达到磁饱和之后，该新频率又可以驱动排放控制装置的其他区域的磁饱和。

此外，可以从加热开始直到完全饱和使用有源频率调谐，然后再次使用直到系统关闭。虽然电感和/或电阻将不断变化，但阻抗匹配由图4和5的匹配电路302执行，并且控制器可以迭代地调节频率或操作，以基于所需的加热曲线来补偿这些变化。

结合图9-15描述了几个其他示例。

图9是根据本公开的实施例的基板的截面图500。具体地，呈现了基板10的示例，其包括多个不同长度的多个引脚505。废气56(当存在时)从区域502通过基板10流到后部区域504，在那里它作为处理过的废气56′离开。后区504中的许多引脚505的缩短长度可以使该区域中的引脚部分在区域502中的其他部分之前达到饱和。

图10示出了根据本公开的实施例的若干温度曲线的图解图。特别地，示出了基板的加热过程的三个阶段，例如图9的基板10。在图表510中，温度曲线512呈现在基板的初始加热期间的一种状态，其中加热主要发生在后部区域504。在图515中，温度曲线516呈现一种状态，其中在基板的后部区域504在前部区域502之前已经达到饱和。在图520中，温度曲线522呈现一种状态，其中后部区域504和前部区域502都已达到饱和的状态。

在前部区域之前加热后部区域在废气流动开始期间是有利的，因为来自废气的热量最初将对基板的前部区域502具有更大的影响。然而，在引脚的其他配置中，加热可以反转，施加到内部和外部区域，并且更一般地，施加到基板的不同的三个或更多个区域。

图11是根据本公开的实施例的电路的示意图530。虽然图8-10主要集中于通过单个线圈的感应加热，如结合图5所讨论的，可以沿着基板在不同位置处使用两个或更多个线圈。可以生成功率信号532并将其施加到多个线圈以引起排放控制装置的感应加热。例如，可以在多个线圈中的每个线圈之间选择性地分配系统的总功率，以在这些不同位置之间选择性地分配加热。

在各种实施例中，可以在单个系统内使用在给定排放控制系统内串联的多个感应线圈产生不同的加热特征。例如，一个线圈在其自己的调谐曲线下操作，并且一个或多个其他线圈在与第一线圈不同的单独调谐曲线上操作。这可以通过使用多个H桥开关电路或其他功率放大器电路的单个电源来控制。多个线圈可以相互缠绕或分开。应用程序的所需加热曲线可用于确定选择哪种配置。

考虑显示的电路。第一线圈由电感器L₁示意性地表示。第二线圈由电感器L₂示意性地表示。可以选择电容器C₁和C₂的值，使得第一线圈具有第一谐振频率(基于L₁和C₁的值)，并且第二线圈具有第二谐振频率(基于L₂和C₂的值)。可以调节功率信号532的频率，以基于频率与每个LC谐振电路的谐振频率的接近程度来控制传输到每个线圈的功率。通过选择与其相应的LC谐振电路的谐振频率匹配的功率信号频率，可以最大化对一个线圈的供电，而其他线圈以较低功率传输被偏共振。

在各种实施例中，简单的前后感应加热系统可包括位于前部的一个感应线圈和位于后部的第二感应线圈。在该示例中可以使用对称的线材分布，因为其在前部和后部具有相同数量和质量的引脚。可以选择频率，使得两个线圈都被调谐到与谐振相似的偏移并且均等地供电，正面和背面基于期望的程序对称地加热。然而，如果一个线圈在比另一个更接近谐振频率的情况下工作，那么将在更接近谐振频率的一端产生更多的热量，并且在更远离谐振频率的另一端产生的热量将更少。例如，可以生成功率信号532以具有与第一谐振频率对应的功率信号频率。效果是将更多的总系统功率分配给第一线圈，并且在第一线圈的区域中将更多的功率传输(在饱和之前)分配给基板的引脚。

虽然示出了具有两个电感器和两个电容器的配置，但是具有三个或更多个电感器和相应的三个或更多个电容器的其他配置同样是可能的。

图12是根据本公开的实施例的基板的横截面视图550。具体地，呈现了基板10的示例。废气56(当存在时)从区域502通过基板10流到后部区域504，在那里它作为处理过的废气56′离开。基板10包括在前区502中具有若干不同长度的多个引脚555和在后区504中具有若干不同长度的多个引脚555′。

在该示例中示出的基板10适合于这样的配置，其中第一线圈围绕前部区域502中的引脚555对准，并且第二线圈围绕后部区域504中的引脚555′对准。该配置可以结合图11的电路使用，以通过功率信号532的频率控制功率传输到两个线圈中的每一个以及前后位置502和504的相应加热。

尽管图11的讨论集中于由单个功率信号532驱动的多个线圈，其他实施例在其他设计中是可能的(例如图5中所示)，其中基板中不同位置处的不同线圈由独立控制的功率信号分别驱动。例如，在具有独立功率信号的线圈系统中，可以完全关闭其中一个线圈，使得它不接收功率/热量，并且100％被引导到另一个线圈。一个区域和另一个区域之间的功率和加热的分配可以是100％∶0％，50％∶50％，0％∶100％，并且X％∶(1-X)％表示其之间的每种可能组合。例如，来自1kW电源的功率可以通过第一功率信号将100％的总功率仅引导到前线圈，在第二和第三功率信号中将总功率分成50％∶50％指向正面和背面的线圈，通过第四个功率信号将100％的总功率仅直接传输到后面的线圈，或者通过驱动正面和背面线圈的其他功率信号按比例分配总功率X％∶(1-X)％。在加热结束时，总功率(在该示例中为1kW)可以以不同的曲线传递到沿着基板的不同位置处的引脚。

图13呈现了根据本公开的实施例的若干温度曲线的图形图。特别地，示出了基板的加热过程的三个温度曲线，例如图12的基板10。在图560中，温度曲线562呈现在初始加热基板期间经由100％∶0％前后功率分配的一种状态，其中加热主要发生在前部区域502中。在图表565中，温度曲线566呈现在初始加热基板期间经由0％∶100％前后功率分配的一种状态，其中加热主要发生在后部区域505中。在图表570中，温度曲线572呈现在初始加热基板期间经由50％∶50％的前后功率分配的一种状态，其中加热在前部区域502和后部区域504之间均等地分割。

图14是根据本公开的实施例的基板的截面图680。虽然图12中所示的例子示出了两个非重叠线圈，一个在基板10的前部区域502中，第二个在基板10的后部区域504中，在本示例中，另一个示例涉及交织线圈，其中第一线圈较长而第二线圈较小并放置在第一个线圈的中间。

在所示的示例中，具有若干不同长度的单组引脚585嵌入在基板10中。第一线圈沿基板10的长度延伸并且包围前部区域502和后部区域504。第二线圈与区域583中的第一线圈重叠，第一线圈与前部区域502的一部分以及后部区域504的一部分相交。两个线圈之间的绕组可以在区域583中彼此交替以产生这种在第一线圈中没有间隙的配置(但间隙配置也是可能的)。交织线圈可以根据单个功率信号532或多个独立控制的功率信号成比例地操作。

为第一较长线圈供电将以适中的速率加热整个陶瓷，因为待加热的基板10的体积较大。为第二个更短的线圈供电将以更高的速率加热陶瓷的中部，因为要加热的体积减小。为两个线圈供电将适度地加热陶瓷的端部并以更高的速率加热中心。

图15呈现了根据本公开的实施例的若干温度曲线的图形图。特别地，示出了基板的加热过程的三个温度曲线，例如图14的基板10。在图表590中，温度曲线592呈现在基板的初始加热期间经由100％∶0％第一至第二线圈功率分配的状态，其中加热在基板的长度上在前部区域502和后部区域504中均匀地发生。在图595中，温度曲线562呈现在基板的初始加热期间经由0％∶100％第一至第二线圈功率分配的状态，其中加热主要发生在中间区域583中。在图600中，温度曲线602呈现在基板的初始加热期间通过50％∶50％前后功率分配的状态，其中加热沿前部区域502和后部区域504发生，但主要在中间区域583中发生。

如本文可能使用的，术语“基本上”和“大致”为其对应的术语和/或项目之间的相对性提供了行业可接受的容差。这种工业上可接受的公差范围从小于百分之一到百分之五十，并且对应于但不限于元件值、集成电路工艺变化、温度变化、上升和下降时间和/或热噪声。项目之间的这种相关性的范围从几个百分点的差异到数量差异。如本文中还可以使用的，术语“被配置为”、“可操作地耦合到”、“耦合到”和/或“耦合”包括项目之间的直接耦合和/或经由介入项目的项目之间的间接耦合。(例如，项目包括但不限于组件，元件，电路和/或模块)，其中，对于间接耦合的示例，中间项目不修改信号的信息但可以调整其当前电平、电压电平和/或功率电平。如本文中可进一步使用的，推断的耦合(即，其中一个元件通过推断耦合到另一个元件)包括以与“耦合到”相同的方式在两个项目之间的直接和间接耦合。如本文甚至可以进一步使用的，术语“配置为”、“可操作地”、“耦合到”或“可操作地耦合到”指示项目包括电源连接、输入、输出中的一个或多个(s)等，当被激活时，执行其一个或多个其相应的功能，并且还可以包括推断的耦合到一个或多个其他项目。如本文中还可进一步使用的，术语“与......相关联”包括单独项目的直接和/或间接耦合和/或嵌入在另一项目中的一个项目。

如这里可以使用的，术语“有利地比较”表示两个或更多个项目、信号等之间的比较提供了期望的关系。例如，当期望的关系是信号1具有比信号2更大的幅度时，当信号1的幅度大于信号2的幅度或者当信号2的幅度小于信号2的幅度时，可以实现有利的比较。如本文中可能使用的，术语“不利地比较”表示两个或更多个项目，信号等之间的比较未能提供期望的关系。

如这里还可以使用的，术语“处理模块”，“处理电路”，“处理器”和/或“处理单元”可以是单个处理设备或多个处理设备。这种处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任何设备。基于电路和/或操作指令的硬编码来操纵信号(模拟和/或数字)。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是或者进一步包括存储器和/或集成存储器元件，其可以是单个存储器设备、多个存储器设备和/或嵌入式电路。另一处理模块、模块、处理电路和/或处理单元。这样的存储器设备可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任何设备。注意，如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元包括多于一个处理设备，则处理设备可以位于中央(例如，经由有线和/或无线总线结构直接耦合在一起)或者可以是分布式地定位(例如，通过局域网和/或广域网间接耦合的云计算)。进一步注意，如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现其一个或多个功能，则存储器和/或存储器元件存储相应的操作指令可以嵌入在包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路内或外部。还要注意，存储元件可以存储并且处理模块、模块、处理电路和/或处理单元执行与至少一些步骤和/或功能相对应的硬编码和/或操作指令或更多的数字。这种存储器件或存储元件可以包括在制品中。

上面已经借助于示出特定功能及其关系的执行的方法步骤描述了一个或多个实施例。为了便于描述，这里任意定义了这些功能构建块和方法步骤的边界和顺序。只要适当地执行指定的函数和关系，就可以定义替代边界和序列。因此，任何这样的替代边界或序列都在权利要求的范围和精神内。此外，为了便于描述，这些功能构建块的边界已被任意定义。只要适当地执行某些重要功能，就可以定义替代边界。类似地，流程图块也可以在本文中任意定义以说明某些重要功能。

在使用的范围内，流程图块边界和序列可以另外定义，并且仍然执行某些重要功能。因此，功能构建块和流程图块和序列的这种替代定义在权利要求的范围和精神内。本领域普通技术人员还将认识到，本文中的功能构建块和其他说明性块，模块和组件可以如图所示实现，或者由分立组件，专用集成电路，执行适当软件的处理器等实现。其组合。

另外，流程图可以包括“开始”和/或“继续”指示。“开始”和“继续”指示反映了所呈现的步骤可以任选地结合在其他例程中或以其他方式与其他例程结合使用。在此上下文中，“开始”表示所呈现的第一步骤的开始，并且可以在未明确示出的其他活动之前。此外，“继续”指示反映了所呈现的步骤可以多次执行和/或可以由未具体示出的其他活动继承。此外，尽管流程图表示步骤的特定顺序，但是其他顺序同样是可能的，只要保持因果关系原则即可。

这里使用一个或多个实施例来说明一个或多个方面、一个或多个特征、一个或多个概念和/或一个或多个示例。装置、制品、机器和/或过程的物理实施例可包括参考本文所讨论的一个或多个实施例描述的一个或多个方面、特征、概念、示例等。此外从图到图，实施例可以包含相同或类似命名的功能、步骤、模块等，其可以使用相同或不同的附图标记，并且因此，功能、步骤、模块等可以是相同或相似的功能、步骤、模块等或不同的功能。

除非特别说明，否则本文给出的任何附图的图中的元件的信号可以是模拟的或数字的，连续的时间或离散的时间，以及单端或差分。例如，如果信号路径显示为单端路径，则它还表示差分信号路径。类似地，如果信号路径显示为差分路径，则它还表示单端信号路径。虽然本文描述了一个或多个特定体系结构，但是同样可以实现其他体系结构，其使用未明确示出的一个或多个数据总线、元件之间的直接连接和/或本领域普通技术人员认识到的其他元件之间的间接耦合。

术语“模块”用于一个或多个实施例的描述中。模块经由诸如处理器或其他处理设备之类的设备或可以包括存储操作指令的存储器或与存储操作指令相关联的其他硬件实现一个或多个功能。模块可以独立地操作和/或与软件和/或固件一起操作。还如本文中所使用的，模块可以包含一个或多个子模块，每个子模块可以是一个或多个模块。

虽然这里已经清楚地描述了一个或多个实施例的各种功能和特征的特定组合，但是这些特征和功能的其他组合同样是可能的。本公开不受本文公开的具体实施例的限制，并且明确地包含这些其他组合。

Claims (15)

1.一种排放控制系统，包括：排放控制装置，具有多个通道以便于车辆发动机的排放控制；控制器，生成控制信号以启动排放控制装置的感应加热；以及电磁场发生器，其通过生成至少一个功率信号来响应控制信号，该至少一个功率信号被施加到多个线圈以引起排放控制装置的感应加热，其中至少一个功率信号被生成以选择性地在多个线圈中的每一个之间分配总功率，其中通过控制功率信号的频率将总功率在多个线圈之间分配。

2.根据权利要求1所述的排放控制系统，其中所述排放控制装置具有基板和多个不同长度的引脚，并且所述排放控制装置的感应加热包括经由所述电磁场发生器感应地加热所述引脚。

3.根据权利要求2所述的排放控制系统，其中第一线圈绕第一组引脚对齐，并且第二线圈绕第二组引脚对齐。

4.根据以上任何权利要求所述的排放控制系统，其中所述多个线圈包括具有第一谐振频率的第一线圈和具有第二谐振频率的第二线圈。

5.根据权利要求4所述的排放控制系统，其中根据第一线圈和第二线圈的第一谐振频率和第二谐振频率控制所述功率信号的频率以选择地将总功率在多个线圈之间分配。

6.根据权利要求5所述的排放控制系统，所述至少一个功率信号被生成为具有对应于第一谐振频率的功率信号频率，并且其中功率信号频率不同于第二谐振频率。

7.根据权利要求4或者其任何从属权利要求所述的排放控制系统，所述至少一个功率信号被选择性地生成为选择性地将总功率分配给第一线圈的第一功率信号、选择性地将总功率分配给第二线圈的第二功率信号、以及通过在第一线圈和第二线圈之间分割总功率来选择性地分配总功率的第三功率信号和第四功率信号。

8.根据权利要求4或者其任何从属权利要求所述的排放控制系统，其中第一线圈被布置在沿排放控制装置的第一位置处，并且第二线圈被布置在与所述第一位置分开的第二位置处。

9.根据权利要求8所述的排放控制系统，其中总功率被在多个线圈之间分配以选择性地将热在至少第一位置和第二位置之间分配。

10.根据权利要求4或者其任何从属权利要求所述的排放控制系统，其中至少一个功率信号被选择性地生成为将总功率选择性地分配给第一线圈的第一功率信号、将总功率选择性地分配给第二线圈的第二功率信号、以及通过在第一线圈和第二线圈之间分割总功率来选择性地分配总功率的第三功率信号和第四功率信号。

11.根据以上任何权利要求所述的排放控制系统，其中在使用中，排放控制装置的第一区域在排放控制装置的第二区域之前达到磁饱和。

12.根据权利要求11所述的排放控制系统，其中调节所述功率信号的频率以在所述排放控制装置的第一区域与所述排放控制装置的第二区域之间控制所述排放控制装置内的加热位置。

13.根据权利要求11或者12所述的排放控制系统，其中在所述排放控制装置的所述第一区域达到磁饱和之前，所述功率信号的频率从第一频率调整，在所述排放控制装置的所述第一区域达到磁饱和之后，到第二频率。

14.根据权利要求11到13中的任何一个所述的排放控制系统，其中，在所述排放控制装置的第一区域达到磁饱和之后，所述功率信号的第二频率将所述排放控制装置的第二区域驱动到磁饱和。

15.一种用于便于车辆发动机的排放控制的方法，包括：

通过控制器生成控制信号以启动排放控制装置的感应加热；

响应于控制信号通过电磁场发生器生成至少一个功率信号；以及

将功率信号施加到多个线圈以引起排放控制装置的感应加热；

其中至少一个功率信号被生成以选择性地将总功率在多个线圈中的每个之间分配，并且其中通过控制功率信号的频率将总功率在多个线圈之间分配。