用于具有减少的排放物的排气后处理的方法

专利名称：用于具有减少的排放物的排气后处理的方法
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：
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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(D0C)、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，该温度窗ロ取决于，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ロ的排气后处理装置吋，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。另ー种方法包括涡轮前(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ー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。另ー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減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単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ー步描述。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。


图I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是用于減少来自发动机的排放物示范性方法的流程图；图7是用于減少来自发动机的排放物示范性方法的流程图。
具体实施例方式本发明涉及控制车辆的发动机排放物。具体说发动机排放物可以通过本文公开的系统和方法来減少。图I示出用于车辆的传动系统的例子，该传动系统包括发动机、马达、发电机、燃料系统和控制系统。虽然所公开的系统和方法可以应用于压缩点火的发动机和涡轮，但是图2示出内燃发动机的例子。图2所述的示范性发动机包括排气系统，该排气系统包括排气后处理装置、栅格加热器以及排气再循环管路。图3A和3B示出由发动机排放物控制装置中所用的氧化型催化剂和NOx还原型催化剂具有的典型的转化温度数据曲线的曲线图。图4示出发动机的示例性处理示意图，该发动机包括进气和排气管路以及排气再循环。图5绘出曲线图，该曲线图示出利用栅格加热器热排气的三种情况的示例性排气温度分布图与时间的关系的曲线图；图6和图7是流程图，该流程图示出利用栅格加热器、燃料后喷射和排气再循环以控制用于减少发动机排放物的排气温度示范性方法。图I示出车辆传动系统100的例子。车辆传动系统100包括燃烧燃料的发动机110和马达120。作为非限制性的例子，发动机110包括内燃发动机并且马达120包括电动马达。马达120可以构造成利用或消耗与发动机110燃料不同的能源。例如，发动机110可以消耗液体燃料(例如，汽油)以产生发动机输出，而马达120可以消耗电能以产生马达输出。因此，具有传动系统100的车辆可以叫做混合动カ车辆(HEV)。车辆传动系统100可以根据由车辆传动系统遇到的运行状态利用各种不同的运行状态。这些运行状态中的一些运行状态可以能够使发动机110保持在关闭状态(例如，设 置成去激活状态)，其中发动机的燃料的燃烧被停止。例如，在选择的运行状态下，在发动机 110被去激活时马达120可以经由驱动轮130驱动(propel)车辆，如箭头122所示。在其他的运行状态期间，在马达120可以运行以充电诸如蓄电池的能量储存装置 150时，发动机110可以设置成去激活状态(如上面所述)。例如，马达120可以接收来自驱 动轮130的车轮转矩，如箭头122所示，其中马达将车辆的动能转换成用于储存在能量储存 装置150的电能，如箭头124所示。这种运行可以叫做车辆的再生式制动。因此，在一些实 施例中马达120能够提供发电机功能。但是，在其他实施例中，发电机160代替接受来自 驱动轮130的车轮转矩，其中该发动机可以将车辆的动能转换成用于储存在能量储存装置 150的电能,如箭头162所示。还在其他的运行状态期间，发动机110可以通过燃烧从燃料系统140接收的燃料 运行，如箭头142所示。例如，在马达120去激活时，发动机110可以运行以经由驱动轮130 驱动车辆，如箭头112所示。在其他运行状态期间发动机110和马达120两者可以每个运 行，以经由驱动轮130驱动车辆，分别如箭头112和122所示。发动机和马达两者可以选择 地驱动车辆的结构可以叫做并联式车辆传动系统。应当指出，在一些实施例中，马达120可 以经由第一组驱动轮驱动车辆，而发动机110可以经由第二组驱动轮驱动车辆。在其他实施例中，车辆传动系统100可以构造成串联式车辆传动系统，从而发动 机不直接驱动驱动动轮，而是，发动机可以运行以驱动马达120，马达120依次经由驱动轮 130驱动车辆，如箭头122所示。例如，在选择运行状态期间，发动机110可以驱动发电机 160，发电机160如箭头114所示依次给一个或多个马达120供给电能，如箭头114所示，或 如箭头162所示为能量储存装置150供给电能。作为另一个例子，发动机110可以运行以 驱动马达120，马达120依次又可以提供发电机的作用，以将发动机输出转换成电能，其中 该电能可以储存在能量储存装置150，为以后由马达使用。车辆传动系统可以构造成根据车 辆运行状态在上面所述的两个或两个以上运行状态之间转换。燃料系统140包括装在车上的用于储存燃料的一个或多个燃料储存箱144。例如， 油箱144可以储存一种或多种液体燃料，包括但不限于、汽油、柴油和酒精燃料。在一些实 例中，燃料作为两种或两种以上的混合物可以储存在车上。例如，油箱144可以构造成储存 汽油和酒精的混合物(例如，E10、E85等)，或汽油和甲醇的混合物(例如，M10、M85等)，从而 这些燃料或燃料混合物可以提供给发动机110，如箭头142所示。其他合适的燃料或燃料混 合物可以提供给发动机110，其中它们可以在发动机中燃烧以产发动机输出。发动机输出可 以用来驱动车辆，如箭头112所示或经由马达120或发电机160再充电能量储存装置150。在一些实施例中，能量储存装置150可以构造成储存可以供给装在车辆上的其他 电气负荷(电机之外)的电能，包括车厢加热和空调、发动机起动、前照灯、车厢音响和视频 系统、排气栅格加热器、排气再循环冷却器等。作为非限制性的例子，能量储存装置150可 以包括一个或多个蓄电池和/或电容器。控制系统190可以与发动机110、马达120、燃料系统140、能量储存装置150和发 电机160的其中一个或多个连接。正如图2所示的，控制系统190可以包括控制器212并 且可以接收来自发动机110、马达120、燃料系统140、能量储存装置150和发电机160的其 中一个或多个的传感器的反馈信息。而且，控制系统190可以响应这些传感器的反馈发送控制信号给发动机110、马达120、燃料系统140、能量储存装置150和发电机160的其中一个或多个。控制系统190可以接收来自车辆驾驶员的请求车辆传动系统的输出的驾驶员的指示。例如，控制系统190可以接收来自与踏板192连通的踏板位置传感器194的传感器的反馈。踏板192可以大略指制动踏板和加速踏板。能量储存装置150可以周期性地接收来自存在于车辆之外的电源180 (例如不是车辆的部件)的电能，如箭头184所示。作为非限制性的例子，车辆传动系统100可以构造成插电式混合电动车辆(JEV)从而，电能可以经由电能传输电缆从电源180供给能量储存装置150。在能量储存装置150从电源180的再充电操期间作，电カ传输电缆182可以电连接于能量储存装置150和电源180。在车辆传动系统运行以驱动车辆时，电カ传输电缆182可以在能量储存装置150和电源180之间脱开。控制系统190可以识别和/或控制储存在能量储存装置中的电能的量，这可以叫做充电状态。在其他实施例中，电カ传输电缆182可以省去，其中来自电源180的电能可以无线地接收在能量储存装置中。例如，能量储存装置150可以经由电磁感应、无线电波和电磁共 振的一个或多个接收来自电源180的电能。因此，应当理解，任何合适的途径可以用来从不包括车辆部件的电源再充电能量储存装置150。以这种方式，马达120可以通过利用不同于发动机110所用的燃料的能源驱动车辆。燃料系统140可以从存在于车辆外部的燃料源周期性地接受燃料。作为非限制性的例子，车辆传动系统100可以通过经由燃料输出装置170接受燃料而加燃料。在ー些实施例中，油箱144可以构造成储存从燃料输送装置170接收的燃料直到它供给发动机110用于燃烧。正如參考车辆传动系统100所描述的，这种插入式混合电动车辆可以构造成利用从不是另外的车辆部件的能源周期性地接收的辅助形式的能量(例如电能)。辆传动系统100也可以包括信息中心196、周围温度/湿度传感器198以及诸如横向和/或纵向和/或横摆率传感器199的侧倾稳定性控制传感器。该信息中心可以包括指示灯和/或在其上为驾驶员显示信息的基于文本的显示器，例如请求驾驶员输入以起动发动机的信息，正如在下面所讨论的。该信息中心还可以包括用于接收驾驶员输入的各种输入部分，例如按钮、触摸屏、声音输入/识别等。在可选实施例中，该信息中心可以连接于给驾驶员的声频信息而没有显示。而且，传感器199可以包括指示道路的凹凸不平的竖直加速度表。这些装置可以连接于控制系统190。在一个例子中，控制系统可以响应传感器199调节发动机输出和/或车轮制动，以增加车辆稳定性.现在參考图2，图2示出包括多个气缸的内燃发动机110，其中ー个气缸在图2中示出并且由控制系统190控制。该控制系统190包括电子发动机控制器212。发动机110包括燃烧室230和活塞236设置在其中的汽缸壁232，并且活塞连接于曲轴240。燃烧室230被示出通过相应的进气阀252和排气阀254与进气歧管244和排气歧管248连通。进气和排气阀每个可以由进气凸轮251和排气凸轮253操作。进气凸轮251的位置可以通过进气传感器255确定。排气凸轮253的位置可以通过排气传感器257确定。燃料喷嘴266被示出设置成将燃料直接喷射到燃烧室230中，对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的直接喷射。燃料喷嘴66与来自控制器212的信号FPW的脉冲宽度成正比提供液体燃料。燃料由如图I所示的燃料系统140提供给燃料喷嘴66。由燃料系统提供的燃料压カ可以通过改变调节到燃料泵(未示出)的流量的进气ロ计量阀和燃料轨压カ控制阀来调节。第二燃料喷嘴261被示出设置成从燃烧室230的下游喷射燃料到排气歧管248中，对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的后喷射。燃料喷嘴261能够与来自控制器212的信号成比例提供燃料。燃料由图I所示的燃料系统140提供给燃料喷嘴261。由燃料系统的提供的燃料压カ可以通过改变调节到燃料泵(未示出)的流量的进气ロ计量阀和燃料轨压カ控制阀来调节。进气歧管44被示出与选择的电子节气门262连通，该电子节气门262调节节气门片264的位置以控制来气进气增压室246的空气流。压缩机222从进气ロ 242吸入空气以供给增加室246。排气旋转涡轮224通过轴221连接于压缩机222。在一些例子中，还可以设置增压空气或进气冷却器。压缩机速度可以通过调节可变叶轮控制器226的位置或压缩机旁通阀228来调节。在可选的例子中，排气旁通阀234可以代替可变叶轮控制器226，或
除了可变叶轮控制器226之外还使用排气旁通阀234。可变叶轮控制器226调节可变几何形状的涡轮叶轮。当叶轮处在打开位置时排气可以通过涡轮224以提供很少的能量来旋转涡轮。当叶轮处于关闭位置时排气可以通过涡轮224并且对涡轮224赋予增加的力。可选地，排气旁通阀234允许排气围绕涡轮224流动以便减少供给涡轮的能量。而且，涡轮224可以具有固定几何形状的涡轮。压缩机旁通阀228使在压缩机222的出气ロ的排气能够返回到压缩机222的进气ロ。以这种方式，可以减小压缩机222的效率以便影响压缩机222的流量并且减少压缩机波动的可能性。由于活塞236到达上止点压缩冲程并且气缸压カ増加，不用诸如火花塞的专用火花源当燃料点火时，燃烧在燃烧室230开始。在一些例子中通用的排气氧(UEGO)传感器286可以连接于排气后处理装置290上游的排气歧管248。在其他例子中，UEGO传感器286可以设置在一个或多个排气后处理装置的下游。而且，在一些例子中，UEGO传感器286可以用既具有NOx敏感元件由具有氧敏感元件的NOx传感器代替。在较低的发动机温度预热塞268可以将电能转换成热能以便升高燃烧室230中的温度。通过升高燃烧室230的温度，通过压缩可以容易为气缸空气-燃料混合物点火。栅格加热器296在排气歧管248中可以设置在排气后处理装置290的上游。栅格加热器可以由能量储存装置150供给电力，并且可以通过发动机电子控制器212控制。在一个例子中，排气后处理装置290可以包括微粒滤清器和催化剂块。在另ー个例子中，可以利用多个排气后处理装置，每个可以具有多个催化剂块。排气后处理装置290可以包括氧化型催化剂。在其他例子中，排气后处理装置可以包括稀NOx收集器、碳氢化合物收集器、CO收集器、选择性催化剂还原(SCR)催化剂和/或柴油微粒滤清器(DPF)。当排气流过涡轮224时排气被降压并冷却。因此，排气可以缓慢地加热下游排气后处理装置290。在冷启动的情况下，在一段时间排气后处理装置290的转化效率低，直到排气能够适当地预热排气后处理装置290，在此之前排出的排气可能包含高含量的污染物(例如，CO, NOx, HC)0因此，控制器212可以从能量储存装置150对栅格加热器296提供电能以升高排气的温度。因而通过加热进入排气后处理装置290中的排气栅格加热器296能够用来加热排气后处理装置290。由于栅格加热器296直接加热排气,该栅格加热器296能够用比较低的加热功率运行，这能够避免将过多的负荷加在能量储存装置150上。因此，栅格加热器296可以是通常熟知的加热器，例如用来加热内燃发动机的进气的进气加热器，并且由于其广泛的用途而比较廉价。利用这种栅格加热器296，用比较少 量的加热功率，排气流的温度能够快速升高。从机动车辆排出的相当一部分污染物是在机动车辆冷启动之后的一段时间期间 (例如，在排气被足够加热之前，因此在排气后处理装置290被足够加热之前)排放的。因此 在冷启动之后立即加热排气流能够明显减少有害的车辆排放物。例如，在冷起动期间，用来 加热排气后处理装置290上游短距离内的排气流的低功率栅格加热器能够明显地减少车 辆排放物C0、HC、N0x等。用于诸如栅格加热器296的加热器所需要的加热功率比在别处已经考虑过的电 催化转化装置送需要的加热功率小得多。例如，排气模型计算已经表明，如果用大约800W 的加热功率加热排气流，使排气温度升高50° C，能够实现排气污染物含量的明显减少。例 如，设置在排气后处理装置290上游的诸如栅格加热器296的装置用大约800W的加热功率 能够使排气温度升高50° C。作为另一个例子，具有大约1600W的加热功率的栅格加热器 296能够使排气温度升高100° C。而且，栅格加热器296能够得到2000W，而不需要大范围 修改车辆的电力系统或燃料系统。因此栅格加热器优选构造成输出少于2000W的功率，更 优选少于1000W。一部分排气可以经由排气再循环管路270再循环到进气口 242。在一个例子中，高 压(HP)排气再循环阀272可以由控制器212打开，以使涡轮和栅格加热器296上游的一部 分排气转向。同样，中压(MP)排气再循环阀274可以由控制器212打开，使排气后处理装 置290上游的栅格加热器的下游的一部分排气转向。当排气通过涡轮224时其压力降低。 排气传输的能量以转动涡轮224的叶轮。因此涡轮224下游的排气压力(MP排气)可以低 于涡轮224上游的排气压力(HP排气)。在常规的结构中，当排气流过涡轮时排气的减压能 够导致排气冷凝(例如，水蒸气冷凝)。冷凝的水蒸气在排气再循环的情况下能够被带到发 动机气缸中，减少发动机效率，破坏油膜密封，并且增加发动机部件的腐蚀。通过利用栅格 加热器296加热涡轮下游的排气，能够避免水蒸气凝结和其相关的问题。由于栅格加热器296加热排气流，涡轮224下游的排气温度可以高于涡轮224上 游的排气温度。通过阀272和/或274变换方向的排气可以直接流到进气室242。另一方 面，通过由控制器212打开排气冷却器阀276，可以引导一部分再循环的排气通过排气再循 环冷却器278。因此，通过控制阀272和274，控制器212可以平衡流量与排气再循环，而且， 通过控制栅格加热器296，排气冷却器278和排气冷却器阀276，控制器能够调节排气再循 环的温度，和到达排气后处理装置290的排气的温度。传感器292可以是与控制器212连通的排气温度传感器。如图2所示，传感器292 设置在栅格加热器296的下游，但是在排气后处理装置290的上游。传感器292可以选择 地设置在排气后处理装置290处，将排气后处理装置290的温度通知控制器212。在另一 个例子中，传感器292可以设置在栅格加热器296的上游或涡轮224的上游，或排气后处理 装置290的下游。传感器292也可以包括构造成在前面提到的位置的多个传感器。传感器 292还可以包括诸如碳氢化合物传感器、NOx传感器或一氧化碳传感器的成分传感器。根 据来传感器292的信号，控制器212可以执行各种指令，以升高、降低或保持排气温度。例 如，在包括排气温度低于第一阈值温度Tth1的第一状态期间,控制器212可以从能量储存装 置150为栅格加热器296提供电力，以便升高排气温度。在另一个例子中，在包括排气温度高于第一阈值温度的第二状态期，控制器212通过经由燃料喷嘴261提供燃料可以后喷射燃料到排气歧管248中。在包括排气温度高于第二阈值温度的第三状态期间——第二阈值温度高于第一阈值温度，控制器212通过下述方式能够保持流过排气后处理装置的排气温度对栅格加热器输出电力、经由燃料后喷射管路后喷射燃料、经由ー个或多个排气再循环管路再循环排气、并且通过使再循环的排气转向通过排气再循环冷却器冷却该再循环的排气。在图2中控制器212被示为常规的微型计算机，包括微处理单元202、输入/输出端ロ 204、只读存储器206、随机存取存储器208、保活存储器210和常规的数据总线。控制器212被示出接收来自连接于发动机110各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括来自连接于水套214的温度传感器212发动机冷却液温度(ECT);连接于加速器踏板192用于检测由车辆驾驶员102调节的检测加速器位置的位置传感器194 ;来自 连接于进气歧管244的压カ传感器216的发动机歧管压力(MAP)的測量；来自压カ传感器217的增压压カ；来自氧传感器286的排气氧浓度；来自检测曲轴240位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器220 (例如，热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的測量；以及来自传感器258的节气门位置测量还可以检测大气压力(传感器未示出)用于由控制器212处理。在本发明的优选方面，对于曲轴的每一转发动机位置传感器218产生预定数量的等间隔脉沖，从脉冲的数目能够确定发动机的速度(RPM)。在运行期间，发动机110内的每个气缸通常进行四个冲程循环该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般而言，排气阀254关闭而进气阀252打开。空气经由进气歧管244引进到燃烧室230，并且活塞236运动到气缸底部以便增大燃烧室230内的容积。在活塞36接近气缸底部并且在其冲程的末尾(例如，当燃烧室230在其最大容积)的位置通常被本领域的技术人员叫做下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气阀252和排气阀254都关闭。活塞36朝着汽缸盖运动以便压缩燃烧室230内的空气。活塞36处在其冲程末尾并且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室230处在最小容积时)的位置通常被本领域的技术人员叫做上止点(TDC)。在叫做直接喷射的其后的过程中，燃料被吸进燃烧室中。在叫做点火的其后的过程中，喷射的燃料通过压缩点火被点火，导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞向后推到BDC。曲轴240将活塞的移动转换成旋转轴的旋转转矩。最后，在排气冲程期间，排气阀254打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48并且活塞返回到TDC。应当指出，上面仅仅作为ー个例子描述，并且进气和排气阀的打开和/或关闭正时可以变化，例如，提供正的或负的阀重叠、延迟进气阀关闭或各种其他例子。而且，在一些例子中可以用两冲程循环而不是四冲程循环。以这种方式，作为ー个例子，车辆可以包括内燃发动机，该内燃发动机包括排气后处理装置、连接于马达的能量储存装置、用于将燃料后喷射到排气后处理装置上游的排气中的燃料后喷射管路、设置在排气后处理装置的上游由能量储存装置供给电カ并且构造成加热通过排气后处理装置的排气的栅格加热器、用于将排气再循环到内燃发动机的进气ロ的一个或多个排气再循环管路和ー个或多个排气再循环流阀、连接于该ー个或多个排气再循环管路的排气再循环冷却器、以及控制器。还有，在第一状态期间，该控制器可以执行指令以从能量存储装置输出电カ给栅格加热器，以升高流过排气后处理装置的排气的温度；在第二状态期间，经由燃料后喷射管路后喷射燃料以升高流过排气后处理装置的排气的温度；在第三运行状态期间，通过对栅格加热器输出电力、经由燃料后喷射管路后喷射燃料、 经由一个或多个排气再循环管路再循环排气、以及通过使再循环的排气转向通过排气再循 环冷却器冷却该再循环的排气，保持流过排气后处理装置的排气温度。该第一状态可以包括排气温度低于第一阈值温度，第二状态可以包括排气温度高 于第一阈值温度，而第三状态可以包括排气温度高于第二阈值温度，该第二阈值温度高于 第一阈值温度。该排气后处理装置可以包括氧化型催化剂、选择性还原催化剂、稀NOx收集 器和柴油微粒滤清器之中的一个或多个。所述车辆的该能量储存装置可以连接于马达，其中该马达将动能转换成用于储存 在能量储存器中的电能，并且该能量储存装置可以包括，例如，蓄电池或燃料电池。该一个 或多个排气再循环管路可以包括栅格加热器上游的高压排气再循环流和高压排气再循环 阀，以及栅格加热器下游的中压排气再循环流和中压排气再循环阀。现在参考图3A，图3A举例说明熄灯曲线，该熄灯曲线示出作为排气温度的函数 的，例如，贵金属D0C的性能。曲线310以用％表示的转换对用。C表示的温度示出用于一 氧化碳(C0)转换的绘图数据，而曲线320示出用于碳氢化合物(HC)转换的绘图数据。示范 性的D0C示出在低温下(例如，低于120° C)没有活性。随着催化剂温度的升高，C0和HC 的氧化或转化效率增加。当催化剂升高到150° C以上时，转化率急剧增加，其中升高温度 到最大转化率，C0为接近90%，而HC为70%。在高温下，催化剂性能稳定，在熄灯曲线上形 成有特性的平直部分。C0曲线310的平直部分接近90%的转化率在大约250° C，而HC曲 线的平直部分接近70%的转化率在350° C。因此希望，为了使车辆排放物最少，将排气温 度保持在在曲线的平直部分温度以上。例如，在图3A中所用的示范性D0C的情况下，可以 希望，为了使车辆的排放物最少，将催化剂温度保持在250° C以上(用于C0转化最大)或 350° C以上(用于C0或HC转化最大)。贱金属D0C通常表现出比图3所示的活性低的活 性。对于大多数催化剂系统，包括Pt/Al203，在图3A所示的任何给定的温度，C0的转化高于 HC的转化。因此，在内燃发动机冷启动之后，诸如C0和HC的排气污染物的一小部分能够在 D0C中被转化，例如，在发动机被预热之前并且在D0C被充分加热之前。参考图3B，图3B举例说明用于两个示范性稀NOx收集器(LNT)催化剂类型的作为 用于排气成分HC/N(bT6-12的催化剂温度的函数的NOx转化曲线图的例子。就柴油机排气 的情况而论，包括比例为大约6-12的HC/NOx的排气成分通常用于高氧浓度(例如，5-10%) 的稀排气条件。曲线330示出用于Pt/Al203催化剂的绘图数据，而曲线340示出用于Cu/ ZSM-5催化剂的绘图数据。在低温下两种类型的催化剂的转化效率接近于零。高于150° C (曲线330)以上或200° C以上(曲线340)开始增加。在特定的排气温度下所示的两种催 化剂表现出最大的(例如峰值)NOx转化。在接近230° C时钼催化剂达到大约50%的最大转化，而在接近360° C时Cu/ ZSM-5催化剂达到大约60%的最大转化。Cu/ZSM-5催化剂在350-500° C之间的高温下是 活性的。而钼催化剂在在大约110-300° C的较低的温下是活性的。对于任何一种类型的 NOx还原催化剂，最大的NOx转化一般为50-60%，如图3B所示。因此，能够希望，为了使车 辆排放物最少，将温度保持在接近排气后处理装置290中所用的催化剂的峰值转化的温度 范围内。例如，可以希望，为了使车辆的排放物最少，对于Cu/ZSM-5催化剂将温度保持在 350-450° C或更窄的范围内，并且对于钼催化剂保持在110-300° C或更窄的范围内。因此，如果LNT用在与作为排气后处理装置一部分的DOC的组合中，排气后处理装置的温度控制在规定的温度范围内能够提供排气成分的有效转化。现在參考图4,图4示出发动机的处理示意图400,该发动机包括进气、排气和排气再循环流动流。处理示意图400包括发动机110、经由驱动轴连接于压缩机222的涡轮224、温度传感器292、栅格加热器296、排气后处理装置290、HP排气再循环阀272、MP排气再循环阀274、排气再循环冷却器阀276和排气再循环冷却器278。进气压缩机222用来为发动机110供给较大的燃烧质量，这使发动机110能够输出较高的驱动功率。涡轮224和压缩机222因此形成涡轮增压器。涡轮224可以形成有固定的几何形状，这在结构上比较简単、不太昂贵，并且因此相对于采用诸如可变喷嘴涡轮(VNT)的可变几何形状的涡轮的常规的涡轮增压器而言是有利的。进气滤清器450可以设置在进气压缩机222的上游以便除去颗粒物质和其他污染物。进气流动流还可以包括进气冷却器490和进气阀480。控制器212可以对进气冷却器
490和进气阀480输出信号以冷却进气温度和/或控制到发动机110的进气流量。因此，用于内燃发动机的排气再循环装置可以包括涡轮和排气后处理装置。涡轮进气ロ可以连接于排气歧管，其中涡轮将包含在排气中的动能转换成旋转能量。排气后处理装置的进气ロ可以连接于涡轮的出气ロ。排气后处理装置可以包括设置在涡轮出气口和排气后处理装置的进气ロ之间的电栅格加热器，以加热排气流并且减少排气流中的污染物含量。电栅格加热器可以具有固定的几何形状并且能够输出小于1100W的加热功率。优选小于1000W。排气后处理装置还可以包括中等压カ排气再循环回路和温度传感器，其中该中等压カ排气再循环回路具有连接于该电栅格加热器的出气ロ的进气ロ，并且设置在排气后处理装置的上游，其中该温度传感器设置在涡轮的下游，并且測量排气流的温度。用于控制排气再循环装置的方法可以包括检测内燃发动机的起动，在第一时间段期间从电栅格加热器对内燃发动机的排气流输出加热功率，以及结束对排气流输出加热功率。该方法还包括在检测内燃发动机起动之后在从电栅格加热器输出加热功率之前等待一段等待时间过去，并且检查电源的状态。根据该电源的状态可以结束该等待时间段。在第一时间段期间从电栅格加热器输出给排气流的加热功率可以小于1100W，优选小于1000W。用于机动车辆的驱动装置可以包括排气再循环装置和连接于该排气再循环装置的内燃发动机。该排气再循环装置可以包括涡轮和排气后处理装置。该涡轮可以具有连接于排气歧管的进气ロ并且该涡轮可以构造成将包含在通过排气歧管的排气流中的动能转换成旋转能量。该排气后处理装置可以具有连接于涡轮的出气ロ的进气ロ，并且可以包括设置在该涡轮的出气口和排气后处理装置的进气ロ之间的电栅格加热器。该电栅格加热器可以构造成加热排气流，并且排气后处理装置可以构造成还原该排气流中的污染物。该驱动装置还可以包括控制单元，该控制単元包括可执行的指令，以检测内燃发动机的起动、检查电源的状态、等待一等待时间段的持续时间，其中该等待的时间段的持续时间根据电源的状态结束，在第一时间段期间从该电栅格加热器输出给内燃发动机的排气流的加热功率小于1100W，优选小于1000W，该第一时间段在等待的时间段之后，并且结束对排气流的加热输出。因此，包括驱动装置的机动车辆可以包括连接于排气再循环装置的内燃发动机。该机动车辆还可以包括控制单元，该控制単元包括可执行的指令，以检测内燃发动机的起动、检查电源的状态、等待一段等待时间的持续时间，其中该等待的时间段的持续时间根据 电源的状态结束，在第一时间段期间从该电栅格加热器输出给内燃发动机的排气流的加热 功率小于1100W，优选小于1000W，该第一时间段在等待的时间段之后，并且结束对排气流 的加热输出。该排气再循环装置可以包括涡轮，其中该涡轮可以具有连接于排气歧管的进 气口并且该涡轮可以构造成将包含在通过排气歧管的排气流中的动能转换成旋转能量，并 且排气后处理装置具有连接于涡轮的出气口的进气口，该排气后处理装置构造成还原该排 气流中的污染物，该排气后处理装置还包括设置在该涡轮的出气口和排气后处理装置的进 气口之间并且构造成加热排气流的电栅格加热器。该机动车辆还可以包括连接于该排气后 处理装置的电栅格加热器的蓄电池，和连接于该蓄电池的制动力再生装置，该制动力再生 装置构造成将机动车辆的动力转换成电能并且将所述电能输出给蓄电池。现在参考图5，图5示出排气流的示范性温度分布图。排气流数据基于标准的示范 性车辆使用情况，即所谓的新欧洲驱动循环(NEDC)。用于DWlOB型发动机NEDC的示范性状 态包括在第一个200秒的大约O. 016kg/s的平均排气质量流，冷发动机启动之后从0-200 秒排气后处理装置上游的平均排气温度为131° C。图5示出以摄氏度为单位与以秒为单 位绘出的运行时间关系的三个示范性的温度分布图，其中曲线530示出在没有栅格加热器 296的情况下排气的温度分布图。因此，曲线530在三个数据例子中表现出最低的温度值。 曲线520和510分别示出修改的温度分布图，其中用大约800W加热功率的排气栅格加热器 加热50° C (曲线520)，并且用具有大约1600W加热功率的排气栅格加热器加热100° C (曲线510)，已经用作标准情况。在该图中，在曲线510的情况下并且也在曲线520的情况 下，在等待时间段540，或50秒阈值时间之后栅格加热器296首先被激活。如图5所示，与 不使用栅格加热器的情况(曲线530)相比，曲线520示出用800W栅格加热器排气温度能够 足以升高到快速达到200-250° C的熄灯温度。曲线510示出利用1500W栅格加热器排气 温度能够以更快的速度升高。曲线530和520与图3B相比，并且图3B示出，尽管利用比较低的加热功率，但是排 气流的温度能够几乎立即升高到一般的排气后处理装置具有的接近最大转化效率的范围。 因此，图1-7的示范性结构使得能够利用排气后处理上游和涡轮下游的不昂贵的并且通常 能够得到的栅格加热器，以获得大大减少的污染排放物，特别是在刚刚冷启动之后的时间 段。现在转到图6，图6示出为了还原来自内燃发动机的排放物用于控制排气再循环 装置的方法的流程图。作为一个例子，控制器212，或发动机控制系统190可以执行指令以 进行方法600。方法600在步骤604开始，在步骤604确定车辆运行状态，例如发动机运行状态、 转矩、车辆速度、温度、时间、柴油微粒滤清器压降以及能源的充电状态(S0C)。然后方法 600在步骤610继续，在步骤610该方法判断排气温度是否低于设置点温度TSP。该设置点 温度Tsp可以对应于DOC的熄灯温度，或者可以是在排气后处理装置中能够实现接近最大 转化效率的平均或最大温度。例如，对于图3A中表示的DOC催化剂Tsp可以是300° C (曲 线310)或400° C (曲线320)，或对于图3B中表示的催化剂Tsp可以是200-250° C (曲线 330)或300-400° C (曲线340)。换句话说，Tsp可以对应在排气后处理装置290中得到的 排气温度，产生排气污染物的最大转化的催化剂温度。
如果排气温度低于TSP，如是方法600在步骤620继续。否则，如果排气温度不低于Tsp，则方法6600判断发动机负荷是否稳定或可选地判断发动机启动之后的时间是否已经大于对应于等待时间段的阈值时间，tTH。该等待时间段可以根据典型的发动机运行预先确定，具体说对应于发动机电负荷已经稳定之后的发动机起动后的时间。如果发动机起动之后已经经过的时间不大于等待时间段或tTH，则方法600结束。否则，如果已经过去的时间大于tTH，则方法600在步骤630继续。在步骤630，方法600判断排气温度是否低于第一阈值温度Tth1。Tthi对应于这样的温度，低于这个温度可以优选使用栅格加热器296以加热排气，以便減少排气排放物同时保留燃料经济性的温度。Tthi也可以对应这样的温度，低于这个温度，为了加热排气后处理器装置后喷射燃料是不希望的，因为在这个温度下，燃料燃烧将产生明显的烟尘或颗粒物质的沉积，堵塞排气后处理装置290。Tthi还可以对应于这样的温度，高于这个温度利用栅格加热器加热排气变成不经济的。如果排气温度低于Tthi，则方法600在步骤650继续，在步骤650方法600判断能 量储存装置150的充电状态是否大于阈值充电状态S0CTH。SOCth可以对应于，例如，这样的充电状态，低于该充电状态该能量储存装置150不具有足够的功率在驱动诸如空调、前照灯、车厢内灯、后窗除霜器等的其他电器设备的情况下同时驱动栅格加热器296。如果充电状态大于SOCth,于是方法600在步骤660接通该栅格加热器，通过从该能量储存装置150对该栅格加热器供给电カ加热排气。同吋，MP排气再循环(EGR)阀274可以被打开以便将该栅格加热器下游的排气再循环到进气管。由于栅格加热器296加热排气，能防止排气中的水蒸气或其他成分凝結。因此，当栅格加热器296被接通时，可能表示相对于暖机运行而言的冷发动机起动和冷排气温度，优选在排气被栅格加热器296加热之后再循环。因此，当栅格加热器296接通时，在MP排气再循环阀274被打开时可以关闭HP排气再循环阀272。在其他例子中，HP EGR阀272可以部分地关闭而MPEGR阀274可以部分地打开。回到步骤630，如果排气温度不低于Tthi，于是方法600进行到步骤664。同样，如果SOC不大于S0CTH，于是方法600从步骤650继续到步骤644。在步骤644，方法600将燃料后喷射到排气中，以便升高排气温度，并且选择地接通栅格加热器296。当排气温度高于第一阈值温度Tthi时,用栅格加热器296加热排气可以不像在排气温度低于第一阈值温度Tthi时那样充分。而且，如果栅格加热器和燃料后喷射两者结合使用来加热排气，排气温度可以更快地升高。还有，加大与栅格加热器296 —起使用的燃料后喷射可以转换燃料经济性，因为与不使用栅格加热器296相比，当栅格加热器296用来升高排气温度一定量时可以后喷射少量的燃料。对于SOC低于SOCth的情况，可以不使用栅格加热器296，并且可以利用燃料后喷射加热排气。在可选的例子中，对于SOC低于SOCth的情况，可以有节制地利用栅格加热器(例如，与SOOSOCth的情况相比，供给栅格加热器较少的电力)，但是在与燃料后喷射结合中为了转换燃料经济性。在步骤660中时，可以打开MP排气再循环(EGR)阀274，以便将排气从栅格加热器再循环到进气管。由于涡轮224下游的排气通过燃料后喷射和/或栅格加热器296加热，即使在通过涡轮减压之后也能够防止排气中的水蒸气和其他成分凝結。因此，当进行燃料后喷射，和/或当栅格加热器296接通时，优选在排气被栅格加热器296加热之后再循环排气。因此，当进行步骤644吋，当MP排气再循环阀274被打开时，可以关闭HP排气再循环阀272。在其他例子中，HP EGR阀272可以部分地关闭而MPEGR阀274可以部分地打开。其次，方法600在步骤670继续，在步骤670方法600判断排气温度是否达到TSP。 正如上面所述，设置点温度TSP可以对应于D0C的熄灯温度，或可以是在诸如装置290的排 气后处理装置中能够达到接近最大转化效率的平均温度或最高温度。如果排气温度已经达 到TSP，于是EGR冷却器阀276可以在步骤680期间打开，或部分地打开，以引导一部分排气 通过冷却器278，以降低再循环到进气管的排气的温度。冷却该EGR通过稀释燃烧成分、吸 收燃烧的热和降低发动机中的燃烧温度能够帮助减少在发动机110中的燃烧期间生成的 N0xo在步骤670，如果排气温度没有达到TSP，则方法结束。然后方法600在步骤690继续，在步骤690，例如，通过操作REG冷却器278、REG 冷却器阀、栅格加热器296、进气冷却器490、REG HP和MP阀272和274，以及燃料后喷射速 率，排气温度和排气排放物被控制或保持在或TSP，或TSP周围。例如，通过打开ERG阀272和 /或274引导较大的EGR流到进气管，能够降低发动机燃烧温度。相反，通过对栅格加热器 296供给电力或通过后喷射燃料到排气中，能够升高排气温度。通过将排气温度保持在TSP 附近，排气后处理装置290可以在最大转化效率附近运行，因而是NOx和诸如C0和HC的其 他污染物最少。现在转向图7，图7示出控制用于再生柴油微尘滤清器(DPF)和用于减少来自内燃 发动机的排气排放物，同时转换燃料经济性的排气再循环装置的方法的流程图。作为一个 例子，控制器212或发动机控制系统190可以执行进行方法700的指令。在一些例子中，方 法700可以类似地操作或与方法600 —起操作。在其他例子中，方法600和方法700可以 相互单独执行。例如，当进行DPF再生时，排气可以快速地加热以再生DPF并且在方法600 中将排气温度保持在TSP可以暂时停止。方法700在步骤710开始，在步骤710，确定车辆运行状态，例如发动机运行状态、 转矩、车辆速度、温度、时间、柴油微粒滤清器压降以及能源的充电状态(S0C)。然后方法 700在步骤720继续，在步骤720方法700判断发动机负荷是否稳定，或可选地判断发动机 启动之后的时间是否已经大于对应于等待时间段的阈值时间，tTH。该等待时间段或阈值时 间，tTH，作为一个例子，如图5所示，可以是50秒。该等待时间段可以根据典型的发动机运 行预先确定，具体说对应于发动机电负荷已经稳定之后的发动机起动后的时间。如果发动 机起动之后已经经过的时间不大于等待时间段或tTH，则方法700结束。否则，如果已经过 去的时间大于tTH，于是方法700在步骤730继续。在步骤730，方法700判断柴油滤清器(DPF)上的压降(AP)——其可以是排气 后处理装置290的分量——是否大于阈值压降APth。以对应于这样的压降，高于它 该DPF可以被烟尘或颗粒物质充分地堵塞，使得它不再有效地工作以收集排气中的另外的 颗粒物，或可以阻止排气流，并且可以使颗粒物从排气排放到大气中。APTH也可以是表示 DPF可以迅速再生的阈值压降，以避免刚刚所述的不利影响。如果A P小于A PTH,如是不需要DPF的再生并且方法700在步骤736继续，其中栅 格加热器296可以关闭，燃料后喷射可以停止并且HP和MP EGR阀272和274可以打开或 部分地打开。要不然，如果DPF压降大于A PTH，于是方法700在步骤740继续，在步骤740， 方法700判断能量储存装置150的充电状态是否大于阈值充电状态S0CTH。正如前面所描述 的，S0CTH可以对应于，例如，这样的充电状态，低于它该能量储存装置150不具有足够的功率在驱动诸如空调、前照灯、车厢内灯、后窗除霜器等的其他电器设备的情况下同时驱动栅格加热器296。如果充电状态大于SOCth,于是方法700在步骤750转向(turn接通？)该栅格加热器，通过从该能量储存装置150对该栅格加热器供给电カ来加热排气。同吋，HP和MP排气再循环(EGR)阀272和274可以关闭以便将该栅格加热器下游的所有被加热的排气引导到排气后处理装置290的DPF。通过将该所有被加热的排气引导到DPF，与当一部分排气再循环到发动机进气管相比，该DPF能够被更快地加热。可选地，HP EGR阀可以打开而MP EGR阀4可以关闭。以这种方式，EGR能够仍然被用来减轻NOx在燃烧室中的产生，并且栅格加热器296下游的所有被加热的排气仍然能够被引导通过在排气后处理装置290中的DPF0而且可选地，MP和HP EGR阀可以部分地打开，以允许少量的排气被再循环。回到步骤740，如果SOC不大于S0CTH，于是方法700从步骤740继续到步骤754。在步骤754，方法700断开栅格加热器296，因为能量储存装置150不具有足够的能量在驱动诸如车厢照明、前照灯、空调等的其他电器设备的情况下同时驱动栅格加热器296。 其次，方法700在步骤760继续，在步骤760，燃料后喷射到排气中，以便升高排气温度，在DPF再生期间，排气温度可以加热到600° C。因此单独构造成用于加热排气的栅格加热器296可能不具有足够的功率将DPF的温度升高到600° C。因此，为了有效的DPF再生，燃料后喷射可以主要用来升高DPF温度。但是，栅格加热器296可以用来补充和/或开始DPF加热，使得能够保留整体燃料经济性。以这种方式，与不使用栅格加热器296时相比，在DPF再生期间需要比较少量的燃料用于后喷射。在后喷射期间，MP EGR阀不打开，以便引导所有被加热的排气通过DPF。控制器212可以控制后喷射燃料的喷射速率，以便以预定的速率升高排气温度。其次方法700在步骤770继续，在步骤770方法700判断排气温度是否达到DPF再生温度。该DPF再生温度可以对应于600° C的温度，或来自燃料燃烧的颗粒物和烟尘副产物能够有效地起反应并挥发的其他温度，因而再生DPF。如果排气温度没有达到DPF再生温度，于是方法700结束。如果排气温度已经达到DPF再生温度，于是方法700在步骤780继续，在步骤780，栅格加热器可以被关闭，并且MP EGR阀可以打开或部分地打开。通过MP EGR阀的再循环排气可以希望防止排气成分的凝结并且为了减少NOx在发动机燃烧室中的产生。其次，方法700在步骤790继续，在步骤790，例如，通过操作EGR冷却器278、EGR冷却器阀276、栅格加热器296、进气冷却器490、EGR HP和MP阀272和274，以及燃料后喷射，排气温度和排气排放物被控制或保持在DPF再生温度或其附近。例如，通过打开ERG阀272和/或274引导较大的EGR流到进气管，能够降低发动机燃烧温度，因而减少在燃烧期间NOx产生并且減少排气温度。相反，通过对栅格加热器296供给电カ或通过后喷射然后到排气中，能够升高排气温度。通过将排气温度保持在DPF再生温度附近，排气后处理装置290中的DPF能够快速回复。一旦DPF上的压降降到低于A Pth(例如在步骤730)，则方法700在步骤736继续，并且关闭栅格加热器，停止燃料后喷射，并且打开或部分打开HP和MP EGR阀其中之ー或两者。在步骤736之后，完成DPF回复，并且方法700结束。以这种方式由控制器或发动机控制系统可执行的用于发动机排放物减少的方法600和700，可以包括在第一状态期间用能量储存装置驱动栅格加热器，以升高排气温度，在第二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排气温度。而且，该第 一状态可以包括排气温度低于第一阈值温度，第二状态可以包括排气温度高于第一阈值温 度，而第三状态可以包括排气温度高于第二阈值温度。还有，该第二阈值温度高于第一阈值 温度，并且该排气温度可以包括高排气后处理装置上游的排气温度。该第一状态还可以包括能量储存装置的充电状态大于阈值充电状态SOCth，并且第 二状态还可以包括能量储存装置的充电状态小于阈值充电状态socTH。该第一状态还可以 包括在发动机起动检测后已经进过阈值时间tTH之后，并且排气温度低于第二阈值排气温 度1^2。该第二阈值排气温度可以对应于设置点温度Tsp或DPF再生温度。该方法还可以包 括，在第三状态期间，用进气冷却器冷却发动机进气流。而且，第一、第二和第三状态可以是 相互排他的。还有在方法600和700中能量储存装置还可以包括连接于发电机的能量储存装 置，其中该发电机将动能转换成用于储存在能量储存装置中的电能，例如在再生制动装置 中。该第一状态可以包括柴油微粒滤清器(DPF)上的压降大于阈值压降，并且能量储 存装置的充电状态大于阈值充电状态。该第二状态可以包括柴油微粒滤清器(DPF)上的压 降大于阈值压降，并且能量储存装置的充电状态小于阈值充电状态。该第三状态可以包括 排气温度大于DPF再生温度。而且第一、第二和第三状态可以是相互排他的。应当指出，上面描述的示范性后处理流程可以与各种发动机和/或车辆系统结构 一起应用。本文中描述的该处理流程可以表示任何数目处理策略的其中一个或多个，例如 事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以 以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的示例 性实施例的特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。一 个或多个所示的动作或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作可以 图示地表示被编程为发动机控制系统中的计算机可读的储存介质中的编码。应当明白，本文所公开的结构和程序在性质上是示范性的，并且这些具体的实施 例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于与4缸发动机相 对的V-6、I-4、I-6、V-12以及其他发动机类型。本发明的主题包括本文所公开的各种系统 和结构、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。下面的权利要求具体指出认为新颖的和非显而易见的一些组合和子组合。这些权 利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一 个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功 能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请和相关 申请中提出新权利要求来主张。这些权利要求，比原权利要求在范围上无论是更宽、更窄、 相等或不同都被认为包含在本发明的主体内。
权利要求
1.一种用于内燃发动机的排气再循环装置，该排气再循环装置包括 涡轮，其中涡轮进气口连接于排气歧管，并且其中所述涡轮构造成将包含在通过所述排气歧管的排气流中的动能转换成旋转能量；和 排气后处理装置，其中排气后处理装置的进气口连接于所述涡轮的出气口，所述排气后处理装置构造成减少排气流中的污染物含量，所述排气后处理装置包括设置在所述涡轮的出气口和所述排气后处理装置进气口之间并且构造成加热所述排气流的电栅格加热器。
2.根据权利要求I所述的排气再循环装置，其中所述电栅格加热器输出小于1100瓦的加热功率，优选小于1000瓦，并且其中所述涡轮具有固定的几何形状。
3.根据权利要求2所述的排气再循环装置，还包括 中等压力排气再循环回路，其中所述中等压力排气再循环回路具有连接于所述电栅格加热器的出气口的进气口，并且设置在所述排气后处理装置的上游，和 温度传感器，其中所述温度传感器设置在所述涡轮的下游，并且测量所述排气流的温度。
4.一种用于控制排气再循环装置的方法，包括 检测内燃发动机的起动； 在第一时间段期间从电栅格加热器对所述内燃发动机的排气流输出加热功率，和 结束对所述排气流的加热功率输出。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在检测所述内燃发动机的起动之后并且在从所述电栅格加热器输出加热功率之前允许经过一等待时间段。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括检查电源的状态，其中根据所述电源的所述状态结束所述等待时间段。
7.根据权利要求4所述的方法，其中在所述第一时间段期间从所述电栅格加热器输出给所述排气流的加热功率小于1100瓦，优选小于1000瓦。
8.一种用于机动车辆的驱动装置，所述驱动装置包括排气再循环装置和连接于所述排气再循环装置的内燃发动机，所述排气再循环装置包括 涡轮，其中所述涡轮具有连接于排气歧管的进气口，并且其中所述涡轮构造成将包含在通过所述排气歧管的排气流中的动能转换成旋转能量；和 排气后处理装置，所述排气后处理装置具有连接于所述涡轮的出气口的进气口，所述排气后处理装置构造成减少所述排气流中的污染物含量，所述排气后处理装置还包括设置在所述涡轮的出气口和所述排气后处理装置的进气口之间并且构造成加热所述排气流的电栅格加热器。
9.根据权利要求8所述的驱动装置，具有控制单元，所述控制单元包括可执行的指令，以 检测内燃发动机的起动； 检查电源的状态、和等待一等待时间段的持续时间，其中根据所述电源的状态结束所述等待时间段的持续时间； 在第一时间段期间从电栅格加热器输出给所述内燃发动机的排气流的加热功率小于1100瓦，优选小于1000瓦，所述第一时间段在所述等待时间段之后，并且结束对所述排气流的加热功率的输出。
10.一种用于减少发动机排放物的方法，包括 在第一状态期间，利用能量储存装置为栅格加热器供电以升高排气温度； 在第二状态期间，喷射燃料以升高所述排气温度；以及 在第三状态期间，通过对所述栅格加热器输出电力、喷射燃料、再循环所述排气以及用冷却器冷却所述再循环的排气保持所述排气温度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中 所述第一状态包括所述排气温度低于第一阈值温度； 所述第二状态包括所述排气温度高于第一阈值温度； 所述第三状态包括所述排气温度高于第二阈值温度，所述第二阈值温度高于所述第一阈值温度；并且 其中所述排气温度包括所述排气后处理装置上游的排气温度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一状态还包括电能储存装置的充电状态大于阈值充电状态，并且其中所述第二状态还包括所述电能储存装置的充电状态小于阈值充电状态。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一状态还包括在发动机起动检测后已经经过阈值时间之后，并且所述排气温度低于所述第二阈值排气温度。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括，在第三状态期间，用进气冷却器冷却发动机进气流。
15.根据权利要求10的方法，其中所述能量储存装置连接于发电机，并且其中所述发电机将动能转换成用于储存在所述能量储存装置中的电能。
16.根据权利要求10所述的方法，其中再循环所述排气包括使一部分排气转向到一个或更多排气再循环管路，其中所述一个或更多排气再循环管路包括在所述栅格加热器上游的高压排气再循环流和高压排气再循环阀，和在所述栅格加热器下游的中压排气再循环流和中压排气再循环阀。
17.根据权利要求10所述的方法，其中 所述第一状态包括柴油微粒滤清器DPF上的压降大于阈值压降，并且能量储存装置的充电状态大于阈值充电状态； 所述第二状态包括所述柴油微粒滤清器上的压降大于阈值压降，并且能量储存装置的充电状态小于阈值充电状态；和 所述第三状态包括所述排气温度大于DPF再生温度。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一状态还包括在发动机起动检测后在阈值时间已经过去之后。
全文摘要
本发明公开一种用于内燃发动机的排气再循环装置，用于控制排气再循环装置的方法，用于具有排气再循环装置的机动车辆的驱动装置，和具有所述类型驱动装置的机动车辆。该排气再循环装置包括涡轮和排气后处理装置。该涡轮具有连接于排气歧管的进气口，并且构造成将包含在通过该排气歧管的排气流中的动能转换成旋转能量。该排气后处理装置具有连接于该涡轮的出气口的进气口，并且构造成减少排气流中的污染物含量。电栅格加热器设置在该涡轮的出气口和该排气后处理装置的进气口之间并且构造成加热该排气流。
文档编号F02D21/08GK102953868SQ20121030888
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月27日 优先权日2011年8月26日
发明者S·彼德洛维奇, C·W·维吉尔德 申请人:福特环球技术公司