[发明专利]内燃机的废气后处理系统和用于控制废气后处理系统的方法

说明书

本发明涉及用于处理来自内燃机的废气的废气后处理系统（100），其中，该废气后处理系统（100）包括：‑废气催化器（110），其包括废气催化部分和加热元件（120），其中加热元件（120）被配置为对废气催化部分进行加热，‑电压源（140），其向加热元件（120）供应电功率以便对加热元件（120）进行加热，‑DC‑DC转换器（170），其被配置为控制从电压源（140）到加热元件（120）的电功率供应，以及‑控制单元（200），其被配置为基于对废气催化部分进行加热所需的电功率来控制DC‑DC转换器（170）。

技术领域

本发明涉及用于处理来自内燃机的废气的废气后处理系统以及用于控制内燃机的废气后处理系统的方法。

背景技术

废气后处理系统特别用于采用内燃机的车辆以处理其废气，以减少内燃机的废气排放。因此，废气后处理系统包括诸如废气催化器（catalyst）之类的组件。废气催化器通过化学氧化还原来处理废气排放。废气催化器因此包括废气催化部分，废气流过该部分并在其中发生化学氧化还原。

废气催化部分所需的工作温度通常在200℃以上的区域内。为达到该温度，废气催化器通常使用废气本身的热量。这意味着在内燃机冷启动后的第一时间，废气催化器没有在所需温度水平下运行。如果废气催化器未在所需温度水平下运行，则无法根据需要减少内燃机的排放。尤其是内燃机冷启动后的初始排放由于现代内燃机具有更高的燃烧效率从而导致更低的废气温度而加剧。更低的废气温度意味着废气催化器需要更长的时间才能达到运行温度，因此这会导致更高的排放。

对于混合动力汽车来说这也是一个问题，因为由于其性质，内燃机会间歇运行，因此，即使在混合动力车辆的运行期间，这可能也不足以使废气催化器的温度上升到其运行温度。

为了应对这些问题，使用包括加热元件的废气催化器。加热元件被配置为在内燃机运行期间加热废气催化器的废气催化部分。通常从电压源向加热元件供应电功率。对加热元件进行加热所需的电功率可能在2kW至10kW之间。由于加热元件的高电功率需求，大部分所需电功率通常从车辆的交流发电机或启动发电机提供。

对电功率供应的控制通常通过通断控制开关来实现。在加热元件通过通断开关连接到供电网络的情况下，由于加热元件的高电功率需求，难以处理网络上的突发功率消耗。当加热元件通过通断开关突然从供电网络断开时，供电网络上可能会出现瞬态脉冲。

在加热元件突然连接到供电网络的情况下以及在加热元件突然从供电网络断开的情况下，可能会导致整个网络不稳定，或网络上可能出现高能脉冲，这很可能会损害电网的控制单元或其他部分或使之毁坏。

US 2010/212 981 A1公开了用于控制电加热催化器的系统和控制模块，其包括：远程启动模块，其生成远程启动信号；催化器控制模块，其基于远程启动信号来控制对催化器进行电加热；以及发动机控制模块，其在预加热后和/或当车辆要求满足定义的请求时启动发动机。

JP 2009-18 9921 A公开了用在由电流加热的催化器装置中的电流控制系统，其与由电流加热的催化器装置一起装配，该系统包括：催化器载体，通过电流引起的其温度升高来加热所承载的催化器，其特征在于，根据其温度变化改变电流电阻；第一和第二温度传感器，其部署在催化器载体上；以及控制器，其根据来自第一和第二温度传感器的信息来控制催化器载体的电流。

US 5,261,230 A公开了用于控制布置在发动机排气通道中的催化器的加热的装置。

发明内容

本公开的目的是提供废气后处理系统和用于控制废气后处理系统的方法，可以用该方法来实现废气后处理系统的可靠且安全的运行。

该目的通过具有根据独立权利要求1的特征的废气后处理系统和具有独立权利要求6的特征的用于控制废气后处理系统的方法来实现。从属权利要求指出了有利的实施例和发展。

根据本公开，一种用于处理来自内燃机的废气的废气后处理系统包括：