用于运行驱动装置的方法及相应的驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行驱动装置的方法，该驱动装置具有内燃机和连接在所述内燃机上的排气设备，该排气设备包括至少一个催化器，为了加热，在内燃机的至少一个运行状态中向所述至少一个催化器输送借助于加热装置加热的热空气流。本发明还涉及一种驱动装置。
【背景技术】
[0002]这种驱动装置用于例如驱动机动车。这种驱动装置可以作为混合动力驱动装置的组成部分，除所述驱动装置外，混合动力驱动装置具有至少一个另外的驱动装置，所述另外的驱动装置例如包括电机，尤其仅包括电机。在此可以这样设计，驱动装置和另外的驱动装置至少暂时性地共同产生用于驱动机动车的转矩。为此目的，驱动装置和另外的驱动装置例如借助于传动机构相互有效连接。除内燃机外，驱动装置还包括排气设备。排气设备用于将由内燃机产生的排气导向驱动装置的外部环境。为满足现行的废气排放规定，在到达外部环境之前需要至少部分净化排气。为此目的，排气设备包括催化器。内燃机的排气在经过排气设备的过程中被引导通过催化器，在催化器中发生催化反应，尤其是还原反应。在流过催化器之后，排气可以从排气设备排放到外部环境。
[0003]通常，催化器必须具有至少一个特定的工作温度，以便发生反应且排气能够被净化。在此，催化器的加热一方面通过从中流过的排气实现，内燃机排出的排气具有高温。但是尤其是在外部环境温度低时和/或驱动装置冷启动时，催化器要耗费相对长的时间段才达到其工作温度。在这个时间段中，不进行反应或者反应效率较低，以至于不能可靠地净化排气或者净化不完全。
[0004]这种难题在混合动力驱动装置中尤其明显，因为在混合动力驱动装置中内燃机并不是持续运转的。这意味着，在只有另外的驱动装置为提供转矩而运行的时间段内，驱动装置并因此内燃机去激活，排气无法加热催化器。所述催化器的温度相应地降低。如果温度降到低于工作温度，则在所述驱动装置或内燃机重新激活时，产生的废气无法被有效地净化。
[0005]出于这个原因设置有加热装置，借助于加热装置产生热空气流并且紧接着在内燃机的至少一个运行状态中输送到催化器用以加热催化器。通过加热装置的运行可以使催化器即便在内燃机不运行或者去激活的时间段也保持在其工作温度或高于工作温度。加热装置尤其设置在设计为柴油机的内燃机中。从前述的实施形式可知，催化器可借助于加热装置间接地加热。这意味着，加热装置不是或至少不只是通过热传连接与催化器热传递连接。其实是一种流体被加热用于产生热空气流，并且接着借助热空气流对催化器进行加热。
[0006]借助于加热装置可得到的温度通常很高，并且例如高于-至少直接在加热装置下游-催化器的最大允许温度。出于此原因可以如此设计，用于产生热空气流的加热装置只在内燃机运行的期间工作，而且在催化器上游将热空气流混入内燃机的排气。所述排气通常具有比热空气流低的温度。因此，在排气质量流足够时，由热空气流和内燃机的排气组成的流体通过催化器，所述流体的温度足够低而且优选至少相当于工作温度，但是小于催化器的最大允许温度。
[0007]但是如果排气质量流过低，例如因为内燃机停止，热空气流在加热装置最佳效率时的温度过高。因此可以如此设计，降低加热装置的效率，以便将热空气流的温度降低到催化器可承受的程度。但是降低加热装置的效率意味着，加热装置的潜力没有被充分利用，而且所产生的有害物质的量大于在最佳效率运行时的量。
[0008]从现有技术得知例如专利文献DE43 20 880 Al和DE 44 10 820 Al。第一篇专利文献涉及一种用于在内燃机排气管中引入空气的控制装置。在此如此设计，当启动开关接通时运行加热装置。此外，在内燃机起动后以及在运行过程中向进气管中导入空气期间，控制阀在起动开关接通后的一段事先规定的持续时间T1内不被打开。第二篇专利文献揭示了用于内燃机的附加空气供应装置和用于所述附加空气供应装置的气体加热装置。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的是，提供一种用于运行所述驱动装置的方法，所述方法没有开头所述缺点，而尤其是在内燃机的任何运行状态中都能借助于加热装置在释放很少的有害物质的同时实现对催化器的有效加热。
[0010]根据本发明，所述目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法实现。在此设计为，在催化器的上游将热空气流与冷新鲜空气流混合，以调节到特定的温度。因此，不是或者不只是借助于内燃机的排气调节输送到催化器的流体的温度。而是在热空气流流过催化器之前与冷新鲜空气流一起输送。尤其是在内燃机运转时，附加的还可以如此设计，内燃机的排气也在催化器上游与热空气流一起输送。
[0011]冷新鲜空气流由在驱动装置外部环境中吸取的新鲜空气组成。所述新鲜空气尤其是没有经过化学变化的，在驱动装置中没有参与过化学反应，例如燃烧或类似过程。冷新鲜空气流的新鲜空气具有比热空气流温度低的温度。通过选择合适的冷却新鲜空气质量流可以在催化器上游调节到特定的温度。在此，所述特定温度例如相当于催化器的工作温度，从所述工作温度开始催化器实现完全的催化反应。备选地，所述工作温度可以更高或更低，但是低于催化器的最大允许温度。冷新鲜空气流从加热装置旁边流过，并不流过所述加热装置。
[0012]通过将冷新鲜空气流混入到热空气流，使得流过催化器的流体的质量流量变大。同时，将温度调节到催化器可承受的程度。通过增大质量流量，使催化器能够比单独通过热空气流时更均匀和更快地被加热。此外，如上所述，加热装置可以以最佳的效率和/或释放较少有害物质地运行。
[0013]本发明另一构造设计为，冷新鲜空气流被导引经过内燃机的至少一个去激活的或在惯性行驶/惯性滑行中运行的气缸。因此，冷新鲜空气流在与热空气流混合并接着被输送到催化器之前流过内燃机的气缸。为此，气缸的气门，尤其是至少一个进气门和至少一个排气门被相应的调整。例如，所述至少一个进气门和所述至少一个排气门同时开启，使得冷新鲜空气流可以无阻碍地流过气缸。
[0014]在此，气缸可以是去激活的或在惯性行驶中运行。在两种情况下，在气缸中不发生燃料的燃烧，所以冷新鲜空气流在流过气缸时没有化学变化。在气缸去激活的情况下，优选是整个内燃机去激活。如果内燃机激活，那么燃料被供应给所述内燃机，或者燃料在内燃机中进行燃烧，如此对于冷新鲜空气流所流过的至少一个气缸不是这种情况。为此，所述至少一个气缸例如在惯性行驶中运行，那么只是由至少一个另外的激活的气缸和/或外部提供的转矩使配属于所述至少一个气缸的活塞运动。
[0015]本发明的另一构造设计为，在内燃机的上游在抽取位置将输送到加热装置的冷空气流与冷新鲜空气流分流。直到所述提取位置，冷空气流和冷新鲜空气流被共同引导，例如在共同的管路中被引导。冷空气流和冷新鲜空气流共同构成新鲜空气流，所述新鲜空气流从所述驱动装置的外部环境汲取。在抽取位置，所述新鲜空气流被分为冷空气流和冷新鲜空气流。冷空气流被输送至加热装置并借助加热装置被加热，因此冷空气流转变为热空气流。反之，冷新鲜空气流，如上所述，被引导绕过加热装置并且在加热装置下游，但在催化器上游重新与冷空气流转变而来的热空气流汇合。在此，冷新鲜空气流流过例如内燃机的至少一个气缸。
[0016]本发明的另一扩展方案设计为，在抽取位置上游借助于压缩机压缩形成冷空气流和冷新鲜空气流的新鲜空气流。对此如此理解，冷空气流和冷新鲜空气流在抽取位置的上游以新鲜空气流的形式被一起导引，直到抽取位置才被分开。附加地如此设计，借助于压缩机压缩新鲜空气流。因此，新鲜空气流应从驱动装置的外部环境中吸取，借助于压缩机实现较高的压力水平，接着在抽取位置被分为冷空气流和冷新鲜空气流。压缩机可实现为例如电驱动的压缩机或增压器的形式，尤其是压气机，例如电驱动或辅助的压气机。
[0017]在本发明的一种特别有利的方案中规定，气缸的至少一个进气门和至少一个排气门如此运行，使得冷新鲜空气流被朝着催化器的方向输送。尤其当冷新鲜空气流所导引经过的气缸在惯性行驶中运行，这是特别有利的。在这种情况下，内燃机至少一个另外的气缸和/或外部提供的转矩使所述气缸的活塞周期性地移动。因此，通过相应调整进气门和排气门可以获得一泵作用。借助于该泵作用可以增大和/或针对性地调整冷新鲜空气流的质量流量。为了获得尽可能连续的泵作用，当然有利的是，冷新鲜空气流被平行地引导通过多个在惯性行驶中运行的气缸。
[0018]本发明另一扩展方案设计为，使用以液体或气体燃料运行的燃烧器作为加热装置。这种形式的燃烧器尤其适用于在此设计的间接加热催化器。燃烧器优选以液体和/或气体燃料运行。所述燃料例如通过燃料输送管线被引入到燃烧器的混合腔中。在混合腔中可以附加地汇入空气输送管线。相应地，不仅空气而且燃料可以被馈送到混合腔中，接着被点燃用于加热催化器。以这种方式，催化器可以很快达到所希望的工作温度，从而高效地进行排气的净化。燃烧器的优点在于有很高的能量密度，灵活的安装位置和简单的结构。加热装置尤其优选按照在专利申请DE 10 2012 016 673中描述的加热装置实施。对于本发明的一个优选实施形式，通过引用全文引入前面提到的专利申请。特别是驱动装置可以附加包括前面提到的专利申请的一个或多个权利要求的特征作为现有的特征的补充或备选方案。
[0019]此外可以规定，使用电驱动的或电辅助的压缩机作为压缩机。压缩机可以仅仅是电驱动的或电辅助的。对于后一种情况，压缩机例如是增压器的组成部分，所述增压器可以实现为压气机或排气涡轮增压器。
[0020]最后可以设计为，压缩机是排气涡轮增压器的组成部分。对此前面已经提到过。排气涡轮增压器特别