[發明專利]一種同時預熱發動機和催化器的設備、方法及汽車

有效

• 申請號: 202010522157.6
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111828137B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 劉義強;郭俊杰;金昶明;馬榮春;唐江;喬志偉
• 申請（專利權）人: 義烏吉利自動變速器有限公司;浙江吉利控股集團有限公司
• 主分類號: F02D41/06
• 分類號: F02D41/06;F01N3/20;F01N11/00;F01N9/00;F02N19/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本發明涉及發動機排放控制技術領域，具體涉及一種同時預熱發動機和催化器的設備、方法及汽車，設備包括循環回路，控制器以及與控制器分別連接的計時器、第一溫度傳感器和壓力監測器，循環回路包括發動機、催化器和加熱器，發動機與催化器之間通過管道總成連接，加熱器設置在發動機和催化器之間，加熱器用于在滿足加熱條件時在控制器的控制下同時對發動機和催化器加熱；本發明通過在發動機啟動前，同時預先對發動機和催化器預熱，避免發動機的冷啟動，使得發動機在啟動時更容易，且使得發動機啟動階段的油耗和排放得到較大改善，同時減少了對增壓器葉片的損壞。

技術領域

本發明涉及發動機排放控制技術領域，具體涉及一種同時預熱發動機和催化器的設備、方法及汽車。

背景技術

隨著排放法規的日益嚴格和新能源汽車技術的發展，越來越多的混合動力汽車出現在人們生活中。由于混合動力汽車由電機和發動機單獨或共同提供動力，當發動機長時間未使用后啟動，由于：①發動機內部較低的溫度使燃油不易汽化，混合物不能充分混合；②缸壁無油膜，需要補償；③發動機特性，轉速低時發出的扭矩較低；因此需進行加濃處理。但由于加濃會導致混合氣不能完全燃燒，造成碳排放(CO、CH)增加。同時考慮到剛啟動時催化器催化效率不高，使發動機冷啟動時排放較差。

利用三元催化器可以減少發動機排出的大部分廢氣污染物，但三元催化器對廢氣的轉化效率是由其自身溫度決定的。當三元催化器的溫度較低時其轉化效率幾乎為0；當其溫度達到起燃溫度一般為250℃左右時其轉化效率為最高效率的50％；當達到600℃左右時，其轉換效率高達95％。在對三元催化器無任何加熱裝置的車輛上，催化器只能通過發動機工作后排出的高溫廢氣進行加熱，導致在發動機冷啟動排放惡化需要催化器轉化排放廢氣時，由于催化器不能快速加熱，對廢氣的轉化效率過低，仍會產生較高的排放。

相對于無任何催化加熱裝置的發動機在冷啟動時催化器對廢氣的轉化效果不明顯，越來越多的混合動力汽車開始利用專門的電加熱催化器裝置在發動機啟動前將催化器加熱到一定程度。

但是，這些方案都僅是對三元催化器進行預熱，當三元催化器預熱完成后啟動發動機，由于未對發動機缸體進行預熱，這樣就會存在以下問題：

由于冷啟動時未加熱發動機，發動機缸體內部溫度不高，使發動機的冷啟動不可避免，導致發動機必須經歷啟動和暖機工況，而這兩種工況需要加濃處理，加濃會造成發動機原始排放和油耗的增加。以及催化器前端排氣管未加熱，冷啟動時氧傳感器未過露點，存在EGR露點和結冰、增壓器葉片的損壞較大的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有技術中的發動機啟動階段油耗和排放量大，啟動階段到閉環階段排放一致性差，以及增壓器葉片容易損壞的問題。

為解決上述技術問題，本發明公開了一種同時預熱發動機和催化器的設備，具體的，所述設備包括：

循環回路，所述循環回路包括發動機、催化器和加熱器，所述發動機與所述催化器之間通過管道總成連接，所述加熱器設置在所述發動機和所述催化器之間，所述加熱器用于同時對所述發動機和所述催化器加熱；

控制器，所述控制器與所述加熱器連接，用于控制所述加熱器的加熱狀態；

計時器，所述計時器分別與所述發動機和所述控制器連接，用于向所述控制器傳輸當前時間以及所述發動機上次關閉時間，以使得所述控制器基于當前時間和所述發動機上次關閉時間計算所述發動機的停機時長；

第一溫度傳感器，所述第一溫度傳感器分別與所述催化器和所述控制器連接，用于監測催化器的溫度，并將監測得到的所述催化器的溫度傳輸至控制器；

壓力監測器，所述壓力監測器分別與所述控制器以及汽車內的蓄電池連接，用于監測所述蓄電池的電壓，并將監測得到的壓力傳輸至控制器。

進一步的，所述循環回路還包括電機，所述電機與所述發動機連接，用于驅動所述發動機斷油旋轉，