[发明专利]用于排气后处理装置的温度控制的方法和控制单元以及用于排气后处理的布置

说明书

本发明涉及用于排气后处理装置的温度控制的方法和控制单元以及用于排气后处理的布置。具体说明了用于对布置在内燃发动机2的排气道1中的多个排气后处理装置3a、3b进行温度控制的方法，其中在每种情况下将热电装置4a、4b分配给一定数量的排气后处理装置3a、3b。该方法包括：借助于所分配的热电装置4a、4b冷却排气后处理装置3a、3b，同时产生电能；并且电加热排气后处理装置3a、3b，其中冷却期间产生的电能用于加热。此外，具体说明了用于对布置在内燃发动机2的排气道1中的多个排气后处理装置3a、3b进行温度控制的控制单元5以及用于排气后处理的布置6。

技术领域

本发明涉及用于对布置在排气道中的多个排气后处理装置进行温度控制的方法和控制单元以及用于排气后处理的布置。

背景技术

为了减少空气污染物的排放并观察这方面的极限值，通常将排气后处理装置(例如，催化转化器、颗粒过滤器等)设置在内燃发动机的排气道中。经常使用的催化转化器包括例如用于选择性催化还原的催化转化器(SCR催化转化器)和稀氮氧化物捕集催化转化器(LNT催化转化器)。

大多数排气后处理装置的共同特征是它们仅在最低温度(也称为起燃温度)和最高温度之间的给定温度范围内便于适当的排气后处理。

大多数排气后处理装置，特别是催化转化器，需要高温以便最佳地起作用，并因此理想地应该靠近发动机布置，即在紧耦合位置，因为那里的排气温度最高并且快速加热到相应的温度能够快速发生。

然而，由于安装空间通常有限，特别是在汽车的情况下，并不总是所有排气后处理装置都靠近发动机布置，而一些排气后处理装置远离发动机布置，即布置在地板下的位置。因此，远离发动机的排气后处理装置仍然能够达到最佳范围内的温度，还努力使热损失最小化并且制定用于快速加热这些排气后处理装置的策略。

然而，这又可能导致靠近发动机的排气后处理装置的过度加热，这意味着催化转化的反应速度可能下降，产生不需要的副产物和/或排气后处理装置可能由于化学或结构变化而损坏。

结果，这可能导致空气污染物的排放增加以及排气后处理系统的耐久性降低。

为了调节催化转化器的温度，从JP 2000 297 632 A中已知使用布置在催化转化器上游的热电元件。如果催化转化器的温度太低，则热电元件可以用于电加热排气，使得因此排气流过的催化转化器的温度也增加。例如，如果不需要加热催化转化器，则热能可以从排气中除去并借助于热电元件将热能转换成电能并储存在电池中。

然而，JP 2000 297 632 A中公开的系统没有考虑上面关于多个排气后处理装置的布置提到的要求。

发明内容

因此，本发明所解决的问题是具体说明一种方法和装置，其中能够改善布置在内燃发动机的排气道中的多个排气后处理装置的温度控制。

该问题通过独立权利要求的主题解决。在从属权利要求中详细说明了本发明的有利发展。

根据本发明的用于对布置在内燃发动机的排气道中的多个排气后处理装置进行温度控制的方法，其中在每种情况下将热电装置被分配给一定数量的(a number of)排气后处理装置，所述方法包括：借助于所分配的热电装置冷却排气后处理装置，同时产生电能；并且电加热排气后处理装置。在这种情况下，冷却期间产生的电能用于加热。

内燃发动机(在一些情况下也称为热力发动机)应理解为意指用于将燃料中包含的化学能转换成机械功的内部动力机。为此所需的燃烧过程中产生排气。内燃发动机可以例如被配置为压燃式或火花点火式内燃发动机。例如，汽油或柴油可用作燃料。具有布置在排气道中的排气涡轮和布置在进气管路中的压缩机的涡轮增压器可以可选地分配给内燃发动机，其中排气涡轮和压缩机经由涡轮增压器轴彼此连接。