用于運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置的方法及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置的方法，該驅(qū)動(dòng)裝置具有內(nèi)燃機(jī)和連接在所述內(nèi)燃機(jī)上的排氣設(shè)備，該排氣設(shè)備包括至少一個(gè)催化器，為了加熱，在內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中向所述至少一個(gè)催化器輸送借助于加熱裝置加熱的熱空氣流。本發(fā)明還涉及一種驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]這種驅(qū)動(dòng)裝置用于例如驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車。這種驅(qū)動(dòng)裝置可以作為混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的組成部分，除所述驅(qū)動(dòng)裝置外，混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置具有至少一個(gè)另外的驅(qū)動(dòng)裝置，所述另外的驅(qū)動(dòng)裝置例如包括電機(jī)，尤其僅包括電機(jī)。在此可以這樣設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)裝置和另外的驅(qū)動(dòng)裝置至少暫時(shí)性地共同產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)矩。為此目的，驅(qū)動(dòng)裝置和另外的驅(qū)動(dòng)裝置例如借助于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互有效連接。除內(nèi)燃機(jī)外，驅(qū)動(dòng)裝置還包括排氣設(shè)備。排氣設(shè)備用于將由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的排氣導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置的外部環(huán)境。為滿足現(xiàn)行的廢氣排放規(guī)定，在到達(dá)外部環(huán)境之前需要至少部分凈化排氣。為此目的，排氣設(shè)備包括催化器。內(nèi)燃機(jī)的排氣在經(jīng)過排氣設(shè)備的過程中被引導(dǎo)通過催化器，在催化器中發(fā)生催化反應(yīng)，尤其是還原反應(yīng)。在流過催化器之后，排氣可以從排氣設(shè)備排放到外部環(huán)境。
[0003]通常，催化器必須具有至少一個(gè)特定的工作溫度，以便發(fā)生反應(yīng)且排氣能夠被凈化。在此，催化器的加熱一方面通過從中流過的排氣實(shí)現(xiàn)，內(nèi)燃機(jī)排出的排氣具有高溫。但是尤其是在外部環(huán)境溫度低時(shí)和/或驅(qū)動(dòng)裝置冷啟動(dòng)時(shí)，催化器要耗費(fèi)相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間段才達(dá)到其工作溫度。在這個(gè)時(shí)間段中，不進(jìn)行反應(yīng)或者反應(yīng)效率較低，以至于不能可靠地凈化排氣或者凈化不完全。
[0004]這種難題在混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置中尤其明顯，因?yàn)樵诨旌蟿?dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置中內(nèi)燃機(jī)并不是持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的。這意味著，在只有另外的驅(qū)動(dòng)裝置為提供轉(zhuǎn)矩而運(yùn)行的時(shí)間段內(nèi)，驅(qū)動(dòng)裝置并因此內(nèi)燃機(jī)去激活，排氣無法加熱催化器。所述催化器的溫度相應(yīng)地降低。如果溫度降到低于工作溫度，則在所述驅(qū)動(dòng)裝置或內(nèi)燃機(jī)重新激活時(shí)，產(chǎn)生的廢氣無法被有效地凈化。
[0005]出于這個(gè)原因設(shè)置有加熱裝置，借助于加熱裝置產(chǎn)生熱空氣流并且緊接著在內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中輸送到催化器用以加熱催化器。通過加熱裝置的運(yùn)行可以使催化器即便在內(nèi)燃機(jī)不運(yùn)行或者去激活的時(shí)間段也保持在其工作溫度或高于工作溫度。加熱裝置尤其設(shè)置在設(shè)計(jì)為柴油機(jī)的內(nèi)燃機(jī)中。從前述的實(shí)施形式可知，催化器可借助于加熱裝置間接地加熱。這意味著，加熱裝置不是或至少不只是通過熱傳連接與催化器熱傳遞連接。其實(shí)是一種流體被加熱用于產(chǎn)生熱空氣流，并且接著借助熱空氣流對(duì)催化器進(jìn)行加熱。
[0006]借助于加熱裝置可得到的溫度通常很高，并且例如高于-至少直接在加熱裝置下游-催化器的最大允許溫度。出于此原因可以如此設(shè)計(jì)，用于產(chǎn)生熱空氣流的加熱裝置只在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的期間工作，而且在催化器上游將熱空氣流混入內(nèi)燃機(jī)的排氣。所述排氣通常具有比熱空氣流低的溫度。因此，在排氣質(zhì)量流足夠時(shí)，由熱空氣流和內(nèi)燃機(jī)的排氣組成的流體通過催化器，所述流體的溫度足夠低而且優(yōu)選至少相當(dāng)于工作溫度，但是小于催化器的最大允許溫度。
[0007]但是如果排氣質(zhì)量流過低，例如因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)停止，熱空氣流在加熱裝置最佳效率時(shí)的溫度過高。因此可以如此設(shè)計(jì)，降低加熱裝置的效率，以便將熱空氣流的溫度降低到催化器可承受的程度。但是降低加熱裝置的效率意味著，加熱裝置的潛力沒有被充分利用，而且所產(chǎn)生的有害物質(zhì)的量大于在最佳效率運(yùn)行時(shí)的量。
[0008]從現(xiàn)有技術(shù)得知例如專利文獻(xiàn)DE43 20 880 Al和DE 44 10 820 Al。第一篇專利文獻(xiàn)涉及一種用于在內(nèi)燃機(jī)排氣管中引入空氣的控制裝置。在此如此設(shè)計(jì)，當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)接通時(shí)運(yùn)行加熱裝置。此外，在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)后以及在運(yùn)行過程中向進(jìn)氣管中導(dǎo)入空氣期間，控制閥在起動(dòng)開關(guān)接通后的一段事先規(guī)定的持續(xù)時(shí)間T1內(nèi)不被打開。第二篇專利文獻(xiàn)揭示了用于內(nèi)燃機(jī)的附加空氣供應(yīng)裝置和用于所述附加空氣供應(yīng)裝置的氣體加熱裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的是，提供一種用于運(yùn)行所述驅(qū)動(dòng)裝置的方法，所述方法沒有開頭所述缺點(diǎn)，而尤其是在內(nèi)燃機(jī)的任何運(yùn)行狀態(tài)中都能借助于加熱裝置在釋放很少的有害物質(zhì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)催化器的有效加熱。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法實(shí)現(xiàn)。在此設(shè)計(jì)為，在催化器的上游將熱空氣流與冷新鮮空氣流混合，以調(diào)節(jié)到特定的溫度。因此，不是或者不只是借助于內(nèi)燃機(jī)的排氣調(diào)節(jié)輸送到催化器的流體的溫度。而是在熱空氣流流過催化器之前與冷新鮮空氣流一起輸送。尤其是在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，附加的還可以如此設(shè)計(jì)，內(nèi)燃機(jī)的排氣也在催化器上游與熱空氣流一起輸送。
[0011]冷新鮮空氣流由在驅(qū)動(dòng)裝置外部環(huán)境中吸取的新鮮空氣組成。所述新鮮空氣尤其是沒有經(jīng)過化學(xué)變化的，在驅(qū)動(dòng)裝置中沒有參與過化學(xué)反應(yīng)，例如燃燒或類似過程。冷新鮮空氣流的新鮮空氣具有比熱空氣流溫度低的溫度。通過選擇合適的冷卻新鮮空氣質(zhì)量流可以在催化器上游調(diào)節(jié)到特定的溫度。在此，所述特定溫度例如相當(dāng)于催化器的工作溫度，從所述工作溫度開始催化器實(shí)現(xiàn)完全的催化反應(yīng)。備選地，所述工作溫度可以更高或更低，但是低于催化器的最大允許溫度。冷新鮮空氣流從加熱裝置旁邊流過，并不流過所述加熱裝置。
[0012]通過將冷新鮮空氣流混入到熱空氣流，使得流過催化器的流體的質(zhì)量流量變大。同時(shí)，將溫度調(diào)節(jié)到催化器可承受的程度。通過增大質(zhì)量流量，使催化器能夠比單獨(dú)通過熱空氣流時(shí)更均勻和更快地被加熱。此外，如上所述，加熱裝置可以以最佳的效率和/或釋放較少有害物質(zhì)地運(yùn)行。
[0013]本發(fā)明另一構(gòu)造設(shè)計(jì)為，冷新鮮空氣流被導(dǎo)引經(jīng)過內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)去激活的或在慣性行駛/慣性滑行中運(yùn)行的氣缸。因此，冷新鮮空氣流在與熱空氣流混合并接著被輸送到催化器之前流過內(nèi)燃機(jī)的氣缸。為此，氣缸的氣門，尤其是至少一個(gè)進(jìn)氣門和至少一個(gè)排氣門被相應(yīng)的調(diào)整。例如，所述至少一個(gè)進(jìn)氣門和所述至少一個(gè)排氣門同時(shí)開啟，使得冷新鮮空氣流可以無阻礙地流過氣缸。
[0014]在此，氣缸可以是去激活的或在慣性行駛中運(yùn)行。在兩種情況下，在氣缸中不發(fā)生燃料的燃燒，所以冷新鮮空氣流在流過氣缸時(shí)沒有化學(xué)變化。在氣缸去激活的情況下，優(yōu)選是整個(gè)內(nèi)燃機(jī)去激活。如果內(nèi)燃機(jī)激活，那么燃料被供應(yīng)給所述內(nèi)燃機(jī)，或者燃料在內(nèi)燃機(jī)中進(jìn)行燃燒，如此對(duì)于冷新鮮空氣流所流過的至少一個(gè)氣缸不是這種情況。為此，所述至少一個(gè)氣缸例如在慣性行駛中運(yùn)行，那么只是由至少一個(gè)另外的激活的氣缸和/或外部提供的轉(zhuǎn)矩使配屬于所述至少一個(gè)氣缸的活塞運(yùn)動(dòng)。
[0015]本發(fā)明的另一構(gòu)造設(shè)計(jì)為，在內(nèi)燃機(jī)的上游在抽取位置將輸送到加熱裝置的冷空氣流與冷新鮮空氣流分流。直到所述提取位置，冷空氣流和冷新鮮空氣流被共同引導(dǎo)，例如在共同的管路中被引導(dǎo)。冷空氣流和冷新鮮空氣流共同構(gòu)成新鮮空氣流，所述新鮮空氣流從所述驅(qū)動(dòng)裝置的外部環(huán)境汲取。在抽取位置，所述新鮮空氣流被分為冷空氣流和冷新鮮空氣流。冷空氣流被輸送至加熱裝置并借助加熱裝置被加熱，因此冷空氣流轉(zhuǎn)變?yōu)闊峥諝饬?。反之，冷新鮮空氣流，如上所述，被引導(dǎo)繞過加熱裝置并且在加熱裝置下游，但在催化器上游重新與冷空氣流轉(zhuǎn)變而來的熱空氣流匯合。在此，冷新鮮空氣流流過例如內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)氣缸。
[0016]本發(fā)明的另一擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)為，在抽取位置上游借助于壓縮機(jī)壓縮形成冷空氣流和冷新鮮空氣流的新鮮空氣流。對(duì)此如此理解，冷空氣流和冷新鮮空氣流在抽取位置的上游以新鮮空氣流的形式被一起導(dǎo)引，直到抽取位置才被分開。附加地如此設(shè)計(jì)，借助于壓縮機(jī)壓縮新鮮空氣流。因此，新鮮空氣流應(yīng)從驅(qū)動(dòng)裝置的外部環(huán)境中吸取，借助于壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)較高的壓力水平，接著在抽取位置被分為冷空氣流和冷新鮮空氣流。壓縮機(jī)可實(shí)現(xiàn)為例如電驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)或增壓器的形式，尤其是壓氣機(jī)，例如電驅(qū)動(dòng)或輔助的壓氣機(jī)。
[0017]在本發(fā)明的一種特別有利的方案中規(guī)定，氣缸的至少一個(gè)進(jìn)氣門和至少一個(gè)排氣門如此運(yùn)行，使得冷新鮮空氣流被朝著催化器的方向輸送。尤其當(dāng)冷新鮮空氣流所導(dǎo)引經(jīng)過的氣缸在慣性行駛中運(yùn)行，這是特別有利的。在這種情況下，內(nèi)燃機(jī)至少一個(gè)另外的氣缸和/或外部提供的轉(zhuǎn)矩使所述氣缸的活塞周期性地移動(dòng)。因此，通過相應(yīng)調(diào)整進(jìn)氣門和排氣門可以獲得一泵作用。借助于該泵作用可以增大和/或針對(duì)性地調(diào)整冷新鮮空氣流的質(zhì)量流量。為了獲得盡可能連續(xù)的泵作用，當(dāng)然有利的是，冷新鮮空氣流被平行地引導(dǎo)通過多個(gè)在慣性行駛中運(yùn)行的氣缸。
[0018]本發(fā)明另一擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)為，使用以液體或氣體燃料運(yùn)行的燃燒器作為加熱裝置。這種形式的燃燒器尤其適用于在此設(shè)計(jì)的間接加熱催化器。燃燒器優(yōu)選以液體和/或氣體燃料運(yùn)行。所述燃料例如通過燃料輸送管線被引入到燃燒器的混合腔中。在混合腔中可以附加地匯入空氣輸送管線。相應(yīng)地，不僅空氣而且燃料可以被饋送到混合腔中，接著被點(diǎn)燃用于加熱催化器。以這種方式，催化器可以很快達(dá)到所希望的工作溫度，從而高效地進(jìn)行排氣的凈化。燃燒器的優(yōu)點(diǎn)在于有很高的能量密度，靈活的安裝位置和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。加熱裝置尤其優(yōu)選按照在專利申請(qǐng)DE 10 2012 016 673中描述的加熱裝置實(shí)施。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式，通過引用全文引入前面提到的專利申請(qǐng)。特別是驅(qū)動(dòng)裝置可以附加包括前面提到的專利申請(qǐng)的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求的特征作為現(xiàn)有的特征的補(bǔ)充或備選方案。
[0019]此外可以規(guī)定，使用電驅(qū)動(dòng)的或電輔助的壓縮機(jī)作為壓縮機(jī)。壓縮機(jī)可以僅僅是電驅(qū)動(dòng)的或電輔助的。對(duì)于后一種情況，壓縮機(jī)例如是增壓器的組成部分，所述增壓器可以實(shí)現(xiàn)為壓氣機(jī)或排氣渦輪增壓器。
[0020]最后可以設(shè)計(jì)為，壓縮機(jī)是排氣渦輪增壓器的組成部分。對(duì)此前面已經(jīng)提到過。排氣渦輪增壓器特別