[发明专利]控制排气净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制包含混合动力驱动单元的机动车辆中的排气净化系统的方法，其中选择性地用电或通过增加排气温度来使催化转化器达到其工作温度。

背景技术

内燃发动机需要包含一个或多个催化转化器的排气净化系统以便净化由所述内燃发动机产生的排气。例如氧化催化转化器、氮氧化物存储催化转化器、用于选择性催化还原的催化转化器等这样的排气催化转化器，需要特定的工作温度以便有效地运转。然而，当启动内燃发动机时，排气——其温度通常用于达到催化转化器的工作温度——仍然比较冷。

在这种情况下，特别是在包含混合动力驱动单元的机动车辆中，内燃发动机在正常运转期间反复地停止和启动。混合动力车辆通常包含作为驱动元件的内燃发动机和电动机以及燃料箱或油箱，和各自作为能量存储器的可再充电电池。混合动力车辆允许驾驶员所需的动力在内燃发动机和电机之间分配。电机可以用作马达，或用作发电机。此外，通过混合动力驱动单元释放的排放物比在完全由内燃发动机驱动的机动车辆的情况下少。在这种情况下，两个驱动元件可以彼此平行地设置，其中它们可以同时作用于要移动的部件。两个驱动元件也可以彼此串联地设置，其中仅一个驱动元件直接作用于要移动的部件并且另一个驱动元件提供动力，该动力被转换并且供应给直接作用的驱动元件。

用于在启动内燃发动机之后使催化转化器快速达到工作温度的常规解决方案是将催化转化器设置成物理上接近内燃发动机。然而，催化转化器在这种情况下连续暴露于高温下，其结果是催化转化器的使用寿命降低。然而，甚至当将催化转化器设置成物理上接近内燃发动机时，保持升温时间短仍然是一个挑战。另一选项是电加热元件的使用以便加热排气和/或催化转化器。12V系统通常用于操作电加热元件。然而，结果是，动力以及因此加速升温过程的可能性通常是受限制的。

另一选项是通过增加内燃发动机上的负荷来增加排气温度，以便增加内燃发动机的扭矩，这导致排气的较高温度。在该过程中产生的机械能通常通过例如交流发电机这样的发电机转换为电能，并且用于给车辆电池充电，该车辆电池是可以多次再充电的电池。然而，这种策略取决于多少能量可以存储在车辆电池中。在一些电池中，在再充电该电池之前使其放电是必要的。车辆电池在内燃发动机上的低负荷下放电，但这防止排气温度增加以及因此防止达到催化转化器的工作温度。因此目的是在机动车辆中并且在对电池放电和充电的过程中以有效的方式快速达到催化转化器的工作温度。

发明内容

这个目的是通过具有权利要求1的特征的方法来实现。本发明的更多有利的实施例和改进可以从并列且从属的权利要求、附图和示例性实施例得到。

本发明的第一方面涉及一种用于控制机动车辆中的排气净化系统的方法，该机动车辆包含内燃发动机、排气道、至少一个排气后处理装置、至少一个可再充电电池以及排气道中的至少一个加热装置，该方法包含以下步骤：

-S1)确定排气后处理装置的温度，

-S2)确定可再充电电池的荷电状态，

-S3)只要可再充电电池的荷电状态高于第一预定的水平就打开电加热装置以便加热排气后处理装置，

-S4)只要可再充电电池的荷电状态低于第二预定的水平就增加内燃发动机的扭矩以便产生电能并且以便增加排气温度，

-S5)当排气后处理装置的温度已经达到预定值时关闭电加热装置。

方法是有利的，因为——由于电加热装置的使用——催化转化器为在内燃发动机运转的开始时或在处于冷态或在重复停止和重新启动期间的内燃发动机运转的开始之后很短的时间内的操作做准备。在这种情况下，可再充电电池有利地放电，以便其可以在内燃发动机的工作模式下在增加的负荷下再充电。由于在增加的负荷下的操作，实现归因于在该过程中有效的高扭矩的较高的排气温度，以便催化转化器达到其工作温度，这由于当其因为电池的荷电状态不能允许这样而不能通过电加热装置加热时的排气的作用。由于在实现用于在内燃发动机的工作模式下在增加的负荷下操作催化转化器的高排气温度的同时可再充电电池正充电，两个目的一起实现，因此有利地实现了快速加热并且有利地节约了燃料，其结果是该方法比常规方法更经济。

可再充电电池的荷电状态的预定的第二水平对应于选定值，可再充电电池的再充电从该选定值开始是有效的。此外，选择预定的第一水平使得其高于可再充电电池的完全放电的水平，以便不损坏所述可再充电电池。荷电状态是可再充电电池的重要特征值，并且在可再充电电池完全充电达100％的情况下通常以百分比值指示。