[发明专利]使用催化转换器单元中的旁路的混合动力车辆热管理

说明书

技术领域

本发明一般涉及混合动力车辆和操作混合动力车辆以在内燃发动机旋转时保持用于内燃发动机的排气处理系统的催化器的热效率的方法。

背景技术

具有内燃发动机(ICE)的混合动力车辆包括排气处理系统以减少来自发动机的排气的毒性。该处理系统通常包括催化转换器单元，其包括催化剂，该催化剂还原排气中的氮氧化物为氮和二氧化碳或水，以及氧化一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HCs)为二氧化碳和水。催化剂可包括但不限于铂族金属(PGM)。在催化剂变得可操作前，主催化剂必须被加热至该催化剂的起燃温度。因此，在催化剂和排气开始反应前，排气必须加热催化剂至起燃温度。

混合动力车辆可进一步包括电机。内燃发动机和电机可每个都被选择性地接合以驱动车辆，即内燃发动机和电机可每个被选择性地接合以产生驱动扭矩用于变速器。当电机被接合以提供驱动扭矩给变速器时，内燃发动机通常不被供应燃料且不运行。但是，由于电机和内燃发动机二者被联接至变速器以提供驱动扭矩至变速器，当电机被接合以提供驱动扭矩时电机可导致内燃发动机旋转。当内燃发动机被旋转同时电机在提供驱动扭矩时，内燃发动机产生气流，其被引导穿过排气处理系统。该气流不被加热，且冷却排气处理系统的部件，包括催化器。如果催化器被冷却至低于起燃温度的温度，则当提供燃料和运行时来自内燃发动机的排气可不能被适当地处理。

发明内容

提供一种操作混合动力车辆的方法。该方法包括确定内燃发动机是旋转或不旋转；确定当内燃发动机旋转时内燃发动机是被提供燃料以产生驱动扭矩，或是在内燃发动机被旋转时内燃发动机没有被提供燃料；和引导由内燃发动机产生的气流穿过旁路，该旁路绕开主催化器以防止当内燃发动机在旋转且没有被提供燃料时该气流冷却主催化器。

还提供一种操作混合动力车辆的方法。该方法包括确定内燃发动机是旋转或是不旋转；确定当内燃发动机旋转时内燃发动机被提供燃料以产生驱动扭矩，或当内燃发动机旋转时没有被提供燃料。当内燃发动机旋转且没有被提供燃料时，排气处理系统的旁路阀被打开以引导由内燃发动机产生的气流穿过旁路，该旁路绕开主催化器，以防止气流冷却主催化器。当内燃发动机旋转且被提供燃料时，旁路阀被关闭以引导由内燃发动机产生的排气流穿过主催化器以处理该排气流。该方法进一步包括当发动机旋转且被提供燃料时感测主催化器的温度；确定主催化器的被感测温度是否大于预定温度；和当主催化器的温度大于预定极限时至少部分地打开旁路阀，以将由内燃发动机产生的排气流的至少一部分转向为穿过旁路，以防止当发动机旋转且被提供燃料时主催化器过热。该方法还包括当主催化器的温度大于预定极限时利用下游副催化器处理通过旁路转向的排气流。

还提供一种车辆。车辆包括变速器，其被配置为接收驱动扭矩和传递该驱动扭矩至驱动轮。内燃发动机被联接至该变速器，且被配置为选择性地提供驱动扭矩至变速器。排气处理系统被联接至内燃发动机，且被配置用于当内燃发动机被提供燃料时处理由内燃发动机产生的排气流。电机被联接至该变速器，且被配置为选择性地提供驱动扭矩至变速器。当电机通过驱动扭矩至变速器时，电机旋转处于不提供燃料状态的内燃发动机，由此产生了穿过排气处理系统的未加热气流。排气处理系统包括主催化器、限定了绕开主催化器的流体流动路径的旁路、和配置为控制主催化器和旁路之间的流体流动的旁路阀。当电机提供驱动扭矩给变速器且旋转内燃发动机时，旁路阀被布置为处于打开位置中以引导气流穿过旁路。当内燃发动机被提供燃料且提供驱动扭矩至变速器时，旁路阀被布置为处于关闭位置中以引导来自内燃发动机的排气穿过主催化器。

因此，当电机提供驱动扭矩给变速器且由此旋转内燃发动机时，由内燃发动机产生的未加热气流被引导穿过旁路，由此绕开主催化器。由于未加热气流被引导穿过旁路且没有跨过或经过主催化器，来自旋转内燃发动机的未加热空气不冷却主催化器，由此防止主催化器冷却至低于主催化器的起燃温度的温度，且保持主催化器的热效率。主催化器可由此准备用于当内燃发动机被提供燃料且运行时处理来自内燃发动机的排气。

当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。

附图说明

图1是用于混和动力车辆的内燃发动机的排气处理系统的平面示意图。

图2是排气处理系统的催化转化器单元的示意横截面视图。

图3是显示操作混和动力车辆以保持排气处理系统的主催化器的热效率的方法的流程图。

具体实施方式