[发明专利]电排气催化转换器及其操作方法

说明书

本发明涉及电排气催化转换器、车辆和用于操作电排气催化转换器的方法。本发明涉及电排气催化转换器（24），其具有加热设备（30），加热设备（30）包括第一加热元件（32）和第二加热元件（34），其在电排气催化转换器（24）的活性催化作用区域（26）的上游和下游彼此分离地布置。本发明还涉及具有所述类型的电排气催化转换器（24）的车辆（10），及涉及用于操作所述类型的电排气催化转换器（24）的方法。

技术领域

本发明涉及电排气催化转换器，涉及具有所述类型的电排气催化转换器的车辆，和涉及用于操作所述类型的电排气催化转换器的方法。

背景技术

排气催化转换器尤其在带有燃烧马达的车辆中提供用于执行排气后处理的目的，以便因此显著减少在来自燃烧马达的内燃机的排气中的污染物排放。此处，在排气催化转换器中执行燃烧污染物通过相应污染物的氧化或还原的化学转换。出于该目的，排气催化转换器通常具有活性催化作用区域，在该区域中，执行化学转换催化作用。

所要求的操作温度通常位于大约500℃的区域中，因为在活性催化作用区域中执行的催化作用要求用于有效排气后处理的特定最小温度。

为了满足日益严格的排气法规，混合动力例如是一种可能，在该情况下，与纯粹燃烧马达提供动力的车辆相比，燃烧马达尽可能不操作（在混合动力车辆或轻度混合动力车辆的情况下）。然而这导致更大比例的车辆运动利用冷燃烧马达。

因此为了使排气催化转换器迅速达到期望的操作温度，例如实施基于燃烧的措施，然而这导致增加的燃料消耗。总之，更大比例的冷起动导致增加的冷-起动排放，且因此还导致增加的燃料消耗。然而替代地，可能能够使用电排气催化转换器，其具有专用加热设备，该专用加热设备电气地操作且其能够使排气催化转换器达到期望的操作温度。

发明内容

本发明的目的是提出一种电排气催化转换器，其能够尤其有效地操作。

所述目的借助于本发明的电排气催化转换器实现。

具有所述类型的电排气催化转换器的车辆和用于操作所述类型的电排气催化转换器的方法也是本发明的主题。

本发明提供以下方案。

一种用于具有内燃机的车辆的电排气催化转换器包括：活性催化作用区域，其用于还原和/或氧化在内燃机中生成并沿着流动方向流过活性催化作用区域的至少一种排气；和用于加热催化作用区域的加热设备，其中，所述加热设备具有第一加热元件和与第一加热元件分离地布置的第二加热元件。此处，第一加热元件沿排气的流动方向布置在催化作用区域的上游，并且第二加热元件沿排气的流动方向布置在催化作用区域的下游。还提供一种用于致动加热设备的控制设备，所述控制设备致动加热设备，使得在内燃机的操作期间，仅第一加热元件被致动用于加热催化作用区域的目的，且当内燃机处于停止时，仅第二加热元件被致动用于加热催化作用区域的目的。

电排气催化转换器的第一加热元件因此沿排气流动方向布置在活性催化作用区域的上游。所述活性催化作用区域通常形成为由陶瓷组成的蜂窝本体，其利用所谓的罩面涂层涂覆，催化作用在所述罩面涂层上发生。如果所述第一加热元件通电，且在该过程中变暖，则小部分热能通过热传导传递通过排气催化转换器的壳体部分至整体形式的蜂窝本体的入口。另外部分的热能通过对流经由流动通过活性催化作用区域的排气质量流动传递至布置在蜂窝本体中的催化活性整体块（monolith）。

此外，提供第二加热元件，其沿排气流动方向布置在活性催化作用区域的下游。

如果因为内燃机处于停止且因此不生成排气，所以现在没有排气的质量流动，则仅第二加热元件被加热。不管有没有排气质量流动，热量现在都能够从所述第二加热元件进入活性催化作用区域且因此通过自由对流进入蜂窝本体。以这种方式，甚至当内燃机处于停止时，活性催化作用区域也可能被保持在操作温度或者第一次达到所述操作温度。能够因此在内燃机起动之前已经获得操作温度。