[发明专利]设定车辆废气处理系统的废气加热器加热芯部的方法

说明书

技术领域

本发明大致涉及处理来自内燃发动机的废气流的方法，且更具体地涉及一种设定混合动力车辆废气处理系统的废气加热器的加热芯部尺寸的方法。

背景技术

具有内燃发动机(internal combustion engine：ICE)的车辆包括用于降低来自发动机的废气的毒性的处理系统。处理系统一般包括主催化转化器，其包括主催化剂，其将废气中的氮氧化物还原为氮和二氧化碳或水，以及氧化一氧化碳(CO)和未燃烧的碳氢化合物(HC)还原为二氧化碳和水。主催化剂可包括但不限于铂族金属(platinum group metal：PGM)。主催化剂必须被加热到主催化剂的起燃(light-off)温度之后方可工作。因此，废气必须在主催化剂和废气之间的反应开始之前加热主催化剂到起燃温度。主要污染物，特别是在发动机工作期间放出CO和HC，发生在主催化剂抵达起燃温度之前。

为了使主催化剂达到起燃温度的加热加速和降低在主催化剂达到起燃温度之前的污染物，废气处理系统可以包括起燃催化剂，其被布置在主催化剂的上游。起燃催化剂由于含有PGM而能可靠地促进放热的反应，譬如CO和HC的氧化，以减少污染物浓度并产生额外的热量，该热量被传递到主催化剂以减少将主催化剂加热到起燃温度的时间。

额外地，一些车辆可以包括废气加热器，譬如但并不局限于电加热器，以进一步加热废气，以减少将主催化剂加热到起燃温度的时间。通常车辆仅由内燃发动机提供动力，废气加热器被限制为仅在发动机启动之后加热废气，即发动后加热(post crank heating)。在混合动力车辆中(包括ICE/电动机组合，以为车辆提供动力)，混合动力车辆可以在起动发动机之前为废气加热器提供电力(即用电池进行发动前加热(pre-crank heating)，以由此进一步增加供应到废气加热器的热量和一旦发动机启动则减少将主催化剂加热到起燃温度的时间。

发明内容

提供一种处理来自内燃发动机的废气流的方法。该方法包括：按照加热策略用废气加热器加热废气，其中，废气加热器包括加热芯部，其尺寸被设定为，在废气按照加热策略被加热时使得废气中的毒性排放最小化。该方法还包括用起燃催化剂放热地氧化废气中的一氧化碳和碳氢化合物来产生热，该起燃催化剂布置在废气加热器的下游。该方法还包括用主催化剂处理废气，来减小废气中的毒性排放，该主催化剂布置在起燃催化剂下游。

还提供了一种对用于废气处理系统的废气加热器的加热芯部的体积尺寸进行设定的方法。该方法包括针对废气加热器的加热芯部的各种体积尺寸测量当废气按照加热策略被加热时离开废气处理系统的主催化剂的累积毒性排放。该方法还包括从废气按照加热策略被加热时加热芯部的各种体积尺寸下所测的累积毒性排放中选择出与最低累积毒性排放水平相关联的加热芯部的体积尺寸。

还提供了一种设定用于废气处理系统废气加热器的加热芯部的体积的尺寸的方法。该方法包括模拟废气处理系统的操作。模型被用于针对废气加热器加热芯部的各种体积尺寸预测当废气按照加热策略被加热时离开废气处理系统主催化剂的累积毒性排放。该方法还包括选择加热芯部的体积尺寸，该体积尺寸与从用于求出在加热芯部的各种体积尺寸的累积毒性排放的模型中获得的最低累积毒性排放水平相关联。

相应地，在起燃催化剂之前加热废气的加热芯部的体积尺寸针对特定加热策略被优化，以使得来自废气处理系统的毒性排放最小化，毒性排放包括但不限于一氧化碳排放和碳氢化合物排放。对于使混合动力车辆中的废气处理系统的效率最大化来说，优化加热芯部的体积特别有用，其中该混合动力车辆使用发动前加热来在起动内燃发动机之前预加热所述加热芯部。

当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些较佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点连接。

附图说明

图1是废气处理系统的示意平面图；

图2是显示离开废气处理系统的累积碳氢化合物排放和加热芯部体积尺寸之间的关系图。

具体实施方式

参考图1，其中相似的附图标记表示相似的部件，废气处理系统大致在20处示出。处理系统20处理来自内燃发动机24(ICE)的废气流，由箭头22示出，以降低废气的毒性，即减小废气的有毒排放，有毒排放包括但不限于氮氧化物(NO)、一氧化碳(CO)和/或碳氢化合物(HC)。