[发明专利]用于具有减少的排放物的排气后处理的方法

说明书

相关申请

本申请要求2011年8月26日提交的德国专利申请No.102011081644.5的优先权，为了所有的目的该申请的整个内容通过参考结合于此。

技术领域

本发明涉及改进的车辆排放物。在一个例子中，电栅格加热器用来将在冷启动之后流进后处理系统中的排气快速加热到催化剂熄灯温度。这种方法对减少发动机起动之后的NOx排放物特别有用。

背景技术

现代车辆发动机具有排气后处理装置，该排气后处理装置用来将有害的排气污染物（例如，NOx、CO、碳氢化合物等）转化成诸如水蒸气和氮气的惰性气体或环境友好的气体，因而防止它们释放到环境中。这种排气后处理装置的一些例子包括柴油机微粒滤清器（DPF）、柴油氧化型催化剂（DOC）、稀NOx收集器（LNT）、以及选择性催化剂还原装置（SCR）。但是，排气后处理装置在比较窄的温度窗口内具有高转化效率，该温度窗口取决于，例如，所用催化剂的金属载体或类型。当包含污染物的排气流过其工作温度超过最佳温度窗口的排气后处理装置时，转化效率低并且环境有害的污染物从车辆排出。例如，在冷发动机起动之后的一段时间期间，动DOC温度可以低于用于氧化诸如排气碳氢化合物的污染物的熄灯温度。为此，当排气温度低时燃料的后喷射经常用来加热排气。另一种方法包括涡轮前（pre turbine）催化剂（PTC）以增加碳氢化合物和一氧化碳的冷转化。也已经提出电催化转化器，其中加热元件直接设置在排气后处理装置上或排气后处理装置的上游。

本文的发明人已经认识到由于上述方法的潜在问题。虽然后喷射能够帮助升高排气温度，但是燃料的后喷射对整体燃料经济性有害。而且，燃料在低排气温度下的燃烧导致增加烟尘或颗粒物的生成和沉积，加重排气后处理装置的堵塞。而且，涡轮前催化剂的不良耐用性阻碍其广泛的应用，并且电催化转化器事实上太昂贵并且需要太多的电力。

发明内容

解决前面提到的问题的一种方法是用于减少来自内燃发动机的排气排放物的方法，包括在第一排气状态期间利用能量储存装置驱动（power）栅格加热器以升高排气温度；在第二排气状态期间喷射燃料以升高排气温度；以及在第三排气状态期间通过对栅格加热器输出电力、喷射燃料、再循环排气以及用冷却器冷却该再循环排气保持该排气温度。由栅格加热器用来加热进入排气后处理装置中的排气，用于栅格加热器的功率需要比用于电催化转化器的功率需要低得多，因此，可以安装栅格加热器而不需要对现有的能量供给源进行大范围的修改。另一个优点是供给栅格加热器功率可以由诸如再生式制动器的选择性再生充电（SCR）技术产生，因而相对于常规的排放物排出减少方法保存燃料经济性。而且，在冷起动期间利用栅格加热器加热排气流相对于后喷射方法能够延长排气后处理装置的寿命，因为当排气是冷排气时喷射的燃料导致较多的烟尘沉积和排气后处理装置的堵塞。

本发明的上面的优点和其他优点以及特征从下面单独的或结合附图的详细描述将容易明白。

应当理解，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面指出的任何缺点的装置或本发明的任何部分。

附图说明

图1示出用于车辆的传动系统的示意图，该传动系统包括发动机、能量储存装置、燃料系统和马达；

图2示出发动机的示意图，该发动机包括栅格加热器、排气后处理装置以及排气再循环；

图3A示出作为其温度函数的通常的柴油氧化型催化转化器（DOC）的转化效率的曲线图；

图3B示出示出作为其温度函数的双NOx还原型催化剂的转化效率的曲线图；

图4示出发动机的简化的处理示意图，该发动机包括涡轮增压器、栅格加热器、排气后处理装置、排气再循环阀和冷却器、以及进气冷却器；

图5示出排气流的示范性温度分布图的曲线；

图6是用于减少来自发动机的排放物示范性方法的流程图；

图7是用于减少来自发动机的排放物示范性方法的流程图。

具体实施方式