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GEBIET DER ERFINDUNG
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf Abgasbehandlungssysteme für Verbrennungsmotoren und insbesondere auf ein Abgasbehandlungssystem, das eine elektrisch beheizte Katalysator-(”EHC”)-Vorrichtung aufweist, die einen Monolith besitzt, der in eine Mehrzahl von Segmenten unterteilt ist, die diskrete Widerstandspfade definieren.
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HINTERGRUND
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Das von einem Verbrennungsmotor ausgestoßene Abgas ist ein heterogenes Gemisch, das gasförmige Emissionen, wie Kohlenmonoxid (”CO”), nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe (”KW”) und Stickoxide (”NOx”), wie auch Materialien in kondensierter Phase (Flüssigkeiten und Feststoffe) enthält, die Partikelmaterial (”PM”) bilden. In einem Motorabgassystem sind Katalysatorzusammensetzungen, die typischerweise an Katalysatorträgern oder -substraten angeordnet sind, vorgesehen, um bestimmte oder alle dieser Abgasbestandteile in nicht regulierte Abgaskomponenten umzuwandeln.
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Ein Typ von Abgasbehandlungstechnologie zur Reduzierung von CO- und KW-Emissionen ist eine Oxidationskatalysator-(”OC”)-Vorrichtung. Die OC-Vorrichtung umfasst ein Durchströmsubstrat mit einer auf das Substrat aufgetragenen Katalysatorverbindung. Die Katalysatorverbindung der OC-Vorrichtung bewirkt eine Oxidationsreaktion der Abgase, sobald die OC-Vorrichtung eine Schwellen- oder Anspringtemperatur erreicht hat. Ein Typ einer Abgasbehandlungstechnologie zum Reduzieren von NOx-Emissionen ist eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (”SCR”). Die SCR-Vorrichtung weist ein Substrat auf, das eine auf das Substrat aufgetragene SCR-Katalysatorverbindung besitzt. Ein Reduktionsmittel wird typischerweise in heiße Abgase stromaufwärts der SCR-Vorrichtung gesprüht. Jedoch muss die SCR-Vorrichtung auch eine Schwellen- oder Anspringtemperatur erreichen, um NOx effektiv zu reduzieren. Nach einem Kaltstart des Motors haben die OC-Vorrichtung und die SCR-Vorrichtung die jeweiligen Anspringtemperaturen nicht erreicht und können daher möglicherweise allgemein CO, KW und NOx von den Abgasen nicht effektiv entfernen.
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Eine Vorgehensweise zur Erhöhung der Wirksamkeit der OC- und der SCR-Vorrichtungen betrifft die Bereitstellung einer elektrisch beheizten Katalysator-(”EHC”)-Vorrichtung stromaufwärts der OC-Vorrichtung und der SCR-Vorrichtung. Die EHC-Vorrichtung weist einen Monolith und eine elektrische Heizung auf. Die elektrische Heizung der EHC-Vorrichtung wird auf eine jeweilige Anspringtemperatur erhitzt, die diejenige Temperatur ist, bei der eine schnelle KW-Oxidation innerhalb einer Oxidationskatalysatorverbindung erfolgt, die auf der EHC-Vorrichtung angeordnet ist, und liefert genauso auch Wärme an die OC- und die SCR-Vorrichtungen.
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Bei einer Vorgehensweise kann die EHC-Vorrichtung von einem Generator mit Leistung beaufschlagt werden. Der Generator verfügt über einen Innenwiderstand, der als der Widerstand des Generators bezeichnet wird. Die Menge an elektrischer Leistung, die von dem Generator an die EHC-Vorrichtung übertragen wird, erreicht einen Spitzenwert, wenn ein Lastwiderstand (z. B. der Widerstand der EHC-Vorrichtung) allgemein gleich dem Widerstand des Generators ist. Dementsprechend ist es erwünscht, eine Vorgehensweise zur wirksamen Bereitstellung elektrischer Leistung für die elektrische Heizung der EHC-Vorrichtung bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Abgasbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, das eine Abgasleitung, einen Generator, eine elektrisch beheizte Katalysator-(”EHC”)-Vorrichtung und ein Steuermodul aufweist. Die Abgasleitung steht in Fluidkommunikation mit dem Verbrennungsmotor und ist derart konfiguriert, ein Abgas von dem Verbrennungsmotor aufzunehmen. Der Generator arbeitet bei einer Generatordrehzahl, um elektrische Leistung zu erzeugen. Die EHC-Vorrichtung steht in Fluidkommunikation mit der Abgasleitung. Die EHC-Vorrichtung weist eine monolithische Struktur auf, die in eine Vielzahl von Segmenten, die diskrete Widerstandspfade definieren, unterteilt ist. Die Widerstandspfade sind selektiv mit dem Generator zum Empfangen von elektrischer Leistung verbunden. Das Steuermodul steht in Kommunikation mit der EHC-Vorrichtung, dem Generator und dem Verbrennungsmotor. Das Steuermodul weist eine Steuerlogik zum Bestimmen der Generatordrehzahl auf.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht offensichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Abgasbehandlungssystems und elektrischen Systems;
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2 ist eine beispielhafte Darstellung einer EHC-Vorrichtung;
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3 ist ein schematisches Diagramm der EHC-Vorrichtung, die in 2 gezeigt ist, und eines Schaltnetzwerks;
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4A–4B sind eine Darstellung des Schaltnetzwerks, das in 3 gezeigt ist und ein Umschaltschema zeigt; und
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5 ist ein Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren zum Betrieb des in 1 gezeigten Abgasbehandlungssystems und elektrischen Systems veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzungen zu beschränken. Es versteht sich, dass in den gesamten Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen auch gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff Modul betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
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Mit Bezug nun auf 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform auf ein Abgasbehandlungssystem 10 für die Reduzierung regulierter Abgasbestandteile eines Verbrennungsmotors 12 gerichtet. Das hierin beschriebene Abgasbehandlungssystem kann in verschiedenen Motorsystemen implementiert werden, die Dieselmotorsysteme, Benzinmotorsysteme und Motorsysteme mit homogener Kompressionszündung umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind.
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Das Abgasbehandlungssystem 10 umfasst im Allgemeinen eine oder mehrere Abgasleitungen 14 und eine oder mehrere Abgasbehandlungsvorrichtungen. 1 zeigt eine elektrisch beheizte Katalysator-(”EHC”)-vorrichtung 16, eine Oxidationskatalysator-(”OC”)-Vorrichtung 20 und eine Vorrichtung 22 für selektive katalytische Reduktion (”SCR”). Wie angemerkt sei, kann das Abgasbehandlungssystem der vorliegenden Offenbarung verschiedene Kombinationen einer oder mehrerer der in 1 gezeigten Abgasbehandlungsvorrichtungen und/oder andere (nicht gezeigte) Abgasbehandlungsvorrichtungen umfassen und ist nicht auf das vorliegende Beispiel beschränkt. Ein System 38 für elektrische Leistung ist ebenfalls dargestellt und umfasst einen Generator 40 und ein Schaltnetzwerk 42.
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Die EHC-Vorrichtung 16 ist stromaufwärts der OC-Vorrichtung 20 und der SCR-Vorrichtung 22 angeordnet. Die EHC-Vorrichtung 16 weist einen Monolith 50 und eine elektrische Heizung 52 auf, wobei die elektrische Heizung 52 selektiv aktiviert wird und den Monolith 50 heizt. Bei einer Ausführungsform arbeitet die elektrische Heizung 52 bei einer Spannung von etwa 12–24 Volt und bei einem Leistungsbereich von etwa 1–6 Kilowatt, wobei jedoch zu verstehen sei, dass genauso gut andere Betriebsbedingungen verwendet werden können. Die EHC-Vorrichtung 16 kann aus einem beliebigen geeigneten Material aufgebaut sein, das elektrisch leitend ist, wie einem gewickelten Monolith 50. Eine Oxidationskatalysatorverbindung (nicht gezeigt) kann auf die EHC-Vorrichtung 16 als ein Washcoat aufgetragen sein und kann Metalle der Platingruppe, wie Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh) oder andere geeignete oxidierende Katalysatoren oder Kombinationen daraus enthalten. Der Katalysator der EHC-Vorrichtung 16 weist eine Anspringtemperatur auf, die diejenige Temperatur ist, bei der eine schnelle KW-Oxidation in der Anwesenheit der Oxidationskatalysatorverbindung der EHC-Vorrichtung 16 stattfindet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beträgt die EHC-Anspringtemperatur etwa 250°C.
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Die OC-Vorrichtung 20 ist stromabwärts der EHC-Vorrichtung 16 angeordnet und kann beispielsweise ein Durchström-Metall- oder -Keramik-Monolithsubstrat aufweisen, das in eine Schale oder einen Kanister aus rostfreiem Stahl mit einem Einlass und einem Auslass in Fluidkommunikation mit der Abgasleitung 14 gepackt sein kann. Das Substrat kann eine daran angeordnete Oxidationskatalysatorverbindung aufweisen. Die Oxidationskatalysatorverbindung kann als ein Washcoat aufgetragen werden und kann Metalle der Platingruppe aufweisen, wie Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh) oder andere geeignete oxidierende Katalysatoren oder Kombinationen daraus. Der OC 20 ist bei der Behandlung nicht verbrannter gasförmiger und nicht flüchtiger KW und CO verwendbar, die oxidiert werden, um Kohlendioxid und Wasser zu bilden.
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Die SCR-Vorrichtung 22 kann stromabwärts der OC-Vorrichtung 20 angeordnet sein. Auf eine Weise ähnlich der OC-Vorrichtung 20 kann die SCR-Vorrichtung 22 beispielsweise ein Durchström-Keramik- oder -Metall-Monolithsubstrat aufweisen, das in eine Schale oder einen Kanister aus rostfreiem Stahl mit einem Einlass und einem Auslass in Fluidkommunikation mit der Abgasleitung 14 gepackt sein kann. Das Substrat kann eine darauf aufgebrachte SCR-Katalysatorzusammensetzung umfassen. Die SCR-Katalysatorzusammensetzung kann einen Zeolith und ein oder mehrere Grundmetallkomponenten wie etwa Eisen (”Fe”), Kobalt (”Co”), Kupfer (”Cu”) oder Vanadium (”V”) enthalten, die effizient zum Umwandeln von NOx-Bestandteilen in dem Abgas in der Anwesenheit eines Reduktionsmittels wie etwa Ammoniak (”NH3”) dienen können.
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2 ist eine Darstellung einer Vorderseite 56 der EHC-Vorrichtung 16, die den Monolith 50 der EHC-Vorrichtung 16 zeigt. Der Monolith 50 ist in einer auf Metall basierenden Innenschale oder einem auf Metall basierenden Innengehäuse 58 enthalten. Das Innengehäuse 58 ist konzentrisch mit einem Außengehäuse 60, das ebenfalls aus einem auf Metall basierenden Material aufgebaut ist. Bei der beispielhaften Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, weist der Monolith 50 eine gewickelte Konfiguration auf, wobei der Monolith 50 in eine Mehrzahl von Widerstandspfaden 62 unterteilt ist. Genauer weist bei der Ausführungsform, wie gezeigt ist, der Monolith 50 einen ersten Widerstandspfad R1 und einen zweiten Widerstandspfad R2 auf.
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Die EHC-Vorrichtung 16 weist auch eine Mehrzahl von Elektroden 70 auf, die als dielektrische Heizung 52 wirken und als eine erste Elektrode E1, eine zweite Elektrode E2 und eine dritte Elektrode E3 gezeigt sind. Wenn die Elektroden 70 mit elektrischer Energie versorgt werden, kann Strom zu dem ersten Widerstandselement R1 und dem zweiten Widerstandselement R2 fließen, wodurch Wärme in dem Monolith 50 erzeugt wird. Die erste Elektrode E1 ist mit dem ersten Widerstandspfad R1 verbunden. Die zweite Elektrode E2 ist mit sowohl dem ersten Widerstandspfad R1 als auch dem zweiten Widerstandspfad R2 verbunden. Ein elektrischer Verbinder 68 ist entlang eines Zentralabschnitts des Monolithen 50 angeordnet und teilt den ersten Widerstandspfad R1 und den zweiten Widerstandspfad R2. Die dritte Elektrode E3 ist mit dem zweiten Widerstandspfad R2 verbunden.
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3 ist ein beispielhaftes elektrisches schematisches Diagramm des Monolithen 50, bei dem das erste Widerstandselement R1 und das zweite Widerstandselement R2 als Widerstände gezeigt sind. Ein erstes Schaltelement S1, ein zweites Schaltelement S2 und ein drittes Schaltelement S3, die Teil des Schaltnetzwerks 42 sind, das in 1 gezeigt ist, sind ebenfalls gezeigt. Bei der Ausführungsform, wie gezeigt ist, sind die Schaltelemente als einpolige Wechselschalter gezeigt, wobei jedoch zu verstehen sei, dass genauso eine Mehrzahl von Schaltelementen verwendet werden kann, wie beispielsweise Transistoren. Nun Bezug nehmend auf die 2 bis 3 entspricht das erste Schaltelement S1 der ersten Elektrode E1. Das erste Schaltelement S1 verbindet die erste Elektrode E1 selektiv mit dem Generator 40. Genauer verwendet das erste Schaltelement S1 die erste Elektrode E1 selektiv mit dem Generator 40 durch Verbinden mit einem ersten Kontakt C1 und trennt die erste Elektrode E1 selektiv von dem Generator 40 durch Verbinden mit einem zweiten Kontakt C2. Das zweite Schaltelement S2 verbindet die zweite Elektrode E2 selektiv mit einem Masseelement 74. Alternativ dazu befindet sich das zweite Schaltelement S2 in einer offenen Position, die in 3 gezeigt ist. Das dritte Schaltelement S3 verbindet die dritte Elektrode E3 selektiv mit entweder dem Generator 40 oder einem Masseelement 76. Genauer verbindet das dritte Schaltelement S3 die dritte Elektrode E3 selektiv mit dem Generator 40 durch Verbinden mit einem dritten Kontakt C3.
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Nun zurück zu 1 ist der Generator 40 Teil des Motors 12 und wandelt mechanische Leistung von dem Motor 12 in elektrische Leistung um, die für verschiedene elektrische Fahrzeuglasten erforderlich ist, wie die EHC-Vorrichtung 16. Der Generator 32 ist mit einem Endantrieb (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) gekoppelt. Während eines Bremsereignisses ohne Kraftstoffbelieferung wird ein Bremspedal (nicht gezeigt) von einem Fahrer gedrückt, und eine Kraftstofflieferung an den Motor 12 wird temporär gestoppt. Verlangsamungsenergie, die von dem Endantrieb erzeugt wird, wird dazu verwendet, den Generator 40 zu drehen, um während des Bremsereignisses ohne Kraftstoffbelieferung elektrische Energie zu erzeugen, um elektrische Leistung an die EHC-Vorrichtung 16 zu liefern. Der Generator 40 weist einen Innenwiderstand auf, der als ein Widerstand des Generators Rg bezeichnet ist. Der Widerstand des Generators Rg hängt von der Rotationsdrehzahl des Generators 40 ab. Genauer nimmt beispielsweise, wenn die Drehzahl des Generators 40 zunimmt, der Widerstand des Generators Rg ebenfalls zu.
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Ein Steuermodul 80 ist funktional mit dem Motor 12 und dem Generator 40, dem Schaltnetzwerk 42 und dem Abgasbehandlungssystem 10 verbunden und überwacht diese durch eine Anzahl von Sensoren. Genauer zeigt 1 das Steuermodul 80 in Kommunikation mit einem Temperatursensor 82, der in der Abgasleitung 14 angeordnet ist. Der Temperatursensor 82 ist stromabwärts der EHC-Vorrichtung 16 angeordnet und sendet elektrische Signale an das Steuermodul 80, die die Temperatur in der Abgasleitung 14 an einem spezifischen Ort angeben. Dies bedeutet, der Temperatursensor 82 gibt die Temperatur der EHC-Vorrichtung 16 an.
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Das Steuermodul 80 kann der Motor 12 überwachen, um seine Rotationsdrehzahl zu bestimmen. Bei einer Ausführungsform weist das Steuermodul 80 eine Steuerlogik zur Bestimmung der Rotationsdrehzahl des Generators auf Grundlage der Rotationsdrehzahl des Motors 12 auf (z. B. das Verhältnis von Generatordrehzahl zu Motordrehzahl beträgt allgemein etwa 3:1). Das Steuermodul 80 weist eine Steuerlogik zur Kategorisierung der Generatordrehzahl auf. Beispielsweise kategorisiert bei einer Ausführungsform das Steuermodul 80 die Generatordrehzahl in eine Kategorie von hoch, mittel oder niedrig. Bei einer illustrativen Vorgehensweise wird die Generatordrehzahl als niedrig kategorisiert, wenn die Generatordrehzahl im Bereich von etwa 0 bis etwa 3000 U/min liegt. Die Generatordrehzahl wird als mittel kategorisiert, wenn die Generatordrehzahl im Bereich von etwa 3000 U/min bis etwa 7500 U/min liegt. Die Generatordrehzahl wird als hoch kategorisiert, wenn die Generatordrehzahl im Bereich von mehr als etwa 7500 U/min liegt.
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Bezug nehmend auf die 1 bis 3 weist das Steuermodul 80 auch eine Steuerlogik zum selektiven Schalten des ersten Schaltelements S1, des zweiten Schaltelements S2 und des dritten Schaltelements S3 des Schaltnetzwerks 42 auf Grundlage der Drehzahl des Generators 40 auf. Genauer weist das Steuermodul 80 eine Steuerlogik zum allgemeinen Anpassen eines Lastwiderstandes (z. B. des Widerstandes des Monolithen 50 der EHC-Vorrichtung 16) an den Widerstand des Generators Rg auf. Beispielsweise werden bei der Ausführungsform, wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, falls der Generator 40 bei niedriger Drehzahl arbeitet, dann der erste Widerstandspfad R1 und der zweite Widerstandspfad R2 miteinander unter Verwendung einer Parallelkonfiguration verbunden. Genauer verbindet das erste Schaltelement S1 die erste Elektrode E1 mit dem Generator 40, das zweite Schaltelement S2 ist mit Masse 74 verbunden und das dritte Schaltelement S3 verbindet die dritte Elektrode E3 mit dem Generator 40. Somit ist, wenn sowohl das erste Widerstandselement R1 als auch das zweite Widerstandselement R2 beide einen Widerstand von R/2 besitzen, dann der Gesamtwiderstand des Monolithen 50 1/4R.
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Wenn der Generator 40 bei mittlerer Drehzahl arbeitet, dann sind der erste Widerstandspfad R1 und der zweite Widerstandspfad R2 jeweils selektiv mit dem Generator 40 unter Verwendung eines Modulations- oder Umschaltschemas verbunden, wie in den 4A–4B gezeigt ist. 4A ist eine Darstellung eines Umschaltschemas zur Verbindung des zweiten Widerstandselements R2 mit dem Generator 40 und 4B ist eine Darstellung eines Umschaltschemas zur Verbindung des ersten Widerstandselements R1 mit dem Generator 40. Beispielsweise wird mit Bezug auf 4A das erste Widerstandselement R1 von dem Generator 40 getrennt, das zweite Schaltelement S2 ist mit der Masse 74 verbunden, und das dritte Schaltelement S3 ist mit dem Generator 40 verbunden. Mit Bezug auf 4B ist das erste Widerstandselement R1 mit dem Generator 40 verbunden, das zweite Schaltelement S2 ist mit der Masse 74 verbunden und das dritte Schaltelement S3 ist mit der Masse 76 verbunden.
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Mit Bezug auf die 1–4B weist das Steuermodul 80 eine Steuerlogik zum Modulieren zwischen den in den 4A–4B gezeigten Umschaltschemata auf, um ein allgemein gleichmäßiges Temperaturprofil über den Monolithen 50 der EHC-Vorrichtung 16 beizubehalten. Genauer kann beispielsweise das Steuermodul 80 zwischen den Umschaltschemata auf Grundlage der Temperatur des Monolithen 50 der EHC-Vorrichtung 16 (z. B. durch Überwachen des Temperatursensors 82) modulieren. Alternativ dazu kann bei einer anderen Vorgehensweise das Steuermodul 80 zwischen den Umschaltschemata auf Grundlage eines elektrischen Leistungsausgangs des Generators 40 modulieren.
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Wenn der Generator 40 bei hoher Drehzahl arbeitet, dann sind der erste Widerstandspfad R1 und der zweite Widerstandspfad R2 miteinander unter Verbindung einer Reihenkonfiguration verbunden. Genauer verbindet das erste Schaltelement S1 die erste Elektrode E1 mit dem Generator 40, das zweite Schaltelement S2 befindet sich in der offenen Position, und das dritte Schaltelement S3 verbindet die dritte Elektrode E3 mit der Masse 76. Somit ist, wenn sowohl das erste Widerstandselement R1 als auch das zweite Widerstandselement R2 beide einen Widerstand von R/2 besitzen, dann der Gesamtwiderstand des Monolithen 50 R.
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Das System 38 für elektrische Leistung (in 1 gezeigt) passt den Lastwiderstand (z. B. den Widerstand des Monolithen 50 der EHC-Vorrichtung 16) an den Widerstand des Generators Rg an, wenn der Generator 40 mit einer variierenden Drehzahl arbeitet. Die Menge an elektrischer Leistung, die an die EHC-Vorrichtung 16 von dem Generator 40 übertragen wird, erreicht eine Spitze, wenn der Widerstand des Monolithen 50 der EHC-Vorrichtung 16 etwa gleich dem Widerstand des Generators 40 ist. Somit wird durch Anpassen des Gesamtwiderstandes des Monolithen 50 (z. B. des ersten Widerstandselements R1 und des zweiten Widerstandselements R2) an den Widerstand des Generators Rg die Menge an elektrischer Leistung, die der elektrischen Heizung 52 geliefert wird, während eines Bremsereignisses ohne Kraftstoffbelieferung (z. B. während einer Verlangsamung) maximiert und ein Heizen des Monolithen 50 der EHC-Vorrichtung 16 wird gesteigert.
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Nun wird ein Verfahren zum Bereitstellen elektrischer Leistung für die EHC-Vorrichtung 16 erläutert. Bezug nehmend auf 5 ist ein beispielhaftes Prozessflussdiagramm, das einen beispielhaften Prozess zum Betrieb des Abgasbehandlungssystems 10 zeigt, allgemein mit Bezugszeichen 200 angegeben. Allgemein Bezug nehmend auf die 1–5 beginnt der Prozess 200 bei Schritt 202, wo ein Steuermodul 80 eine Steuerlogik zum Überwachen des Motors 12 aufweist und die Generatordrehzahl auf Grundlage der Motordrehzahl bestimmt. Das Verfahren 200 kann dann mit Schritt 204 fortfahren.
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Bei Schritt 204 weist das Steuermodul 80 eine Steuerlogik zum Kategorisieren der Generatordrehzahl auf. Beispielsweise kann das Steuermodul 80 die Generatordrehzahl in eine Kategorie aus hoch, mittel oder niedrig kategorisieren. Wenn die Generatordrehzahl niedrig ist, kann das Verfahren 200 dann mit Schritt 206 fortfahren. Bei Schritt 206 sind der erste Widerstandspfad R1 und der zweite Widerstandspfad R2 miteinander unter Verwendung einer Parallelkonfiguration verbunden. Bezug nehmend auf die 2–3 verbindet das erste Schaltelement S1 die erste Elektrode E1 mit dem Generator 40, das zweite Schaltelement S2 ist mit der Masse 74 verbunden, und das dritte Schaltelement S3 verbindet die dritte Elektrode E3 mit dem Generator 40. Das Verfahren 200 kann dann enden.
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Wenn die Generatordrehzahl mittel ist, kann das Verfahren 200 dann mit Schritt 208 fortfahren. Bei Schritt 208 bestimmt das Steuermodul 80, ob der erste Widerstandspfad R1 oder der zweite Widerstandspfad R2 mit dem Generator 40 verbunden ist. Das Steuermodul 80 weist eine Steuerlogik zum Modulieren zwischen dem ersten Widerstandspfad R1 und dem zweiten Widerstandspfad R2 (z. B. die Umschaltschemata) auf, um ein allgemein gleichmäßiges Temperaturprofil über den Monolithen 50 der EHC-Vorrichtung 16 beizubehalten. Das Steuermodul 80 kann zwischen den Umschaltschemata auf Grundlage eines Betriebszustandes, wie beispielsweise der Temperatur des Monolithen 50 der EHC-Vorrichtung 16 oder eines elektrischen Leistungsausgangs des Generators 40 modulieren. Wenn der Betriebszustand kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist (z. B. wenn die Temperatur des Monolithen 50 unterhalb einer spezifischen Temperatur liegt oder wenn der elektrische Leistungsausgang des Generators 40 unterhalb einer festgelegten Leistung liegt), fährt dann das Verfahren 200 mit Schritt 210 fort, wo das zweite Widerstandselement R2 mit dem Generator 40 verbunden ist (z. B. das Umschaltschema, wie in 4A gezeigt ist). Das Verfahren 200 kann dann enden.
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Wenn der Betriebszustand größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist (z. B. wenn die Temperatur des Monolithen 50 über einer spezifischen Temperatur liegt oder wenn der elektrische Leistungsausgang des Generators 40 über einer festgelegten Leistung liegt), dann fährt das Verfahren 200 mit Schritt 212 fort, wo das erste Widerstandselement R1 mit dem Generator 40 verbunden ist (z. B. das Umschaltschema, wie in 4B gezeigt ist. Das Verfahren 200 kann dann enden.
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Wenn die Generatordrehzahl hoch ist, kann das Verfahren 200 dann mit Schritt 214 fortfahren. Bei Schritt 214 sind der erste Widerstandspfad R1 und der zweite Widerstandspfad R2 miteinander unter Verwendung einer Reihenkonfiguration verbunden, bei der das erste Schaltelement S1 die erste Elektrode E1 mit dem Generator 40 verbindet, sich das zweite Schaltelement S1 in der offenen Position befindet und das dritte Schaltelement S3 die dritte Elektrode E3 mit der Masse 76 verbindet. Das Verfahren 200 kann dann enden.
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Während die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente gegen Elemente derselben ersetzt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang davon abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf die offenbarten bestimmten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern die Erfindung umfasst alle in den Schutzumfang der Anmeldung fallenden Ausführungsformen.
