本發(fā)明涉及一種操控用于支持NOx存儲(chǔ)催化器再生的他勵(lì)的電機(jī)的方法以及用于執(zhí)行該方法的一種計(jì)算單元和一種計(jì)算機(jī)程序。

背景技術(shù)：

為了進(jìn)一步減少內(nèi)燃機(jī)的燃耗以及因此進(jìn)一步減少二氧化碳排放，內(nèi)燃機(jī)可以伴隨氧氣過剩（貧油運(yùn)行）運(yùn)行。不過在此產(chǎn)生其它的不受歡迎的且有害的廢氣，例如氮氧化物（NOx）。可以使用其內(nèi)儲(chǔ)存有氮氧化物的所謂的NOx存儲(chǔ)催化器來凈化廢氣。但因?yàn)檫@些NOx存儲(chǔ)催化器僅具有有限的存儲(chǔ)容量，所以它們必須被定期地（例如就機(jī)動(dòng)車而言大約每隔幾分鐘）清空，也就是說再生。出于這個(gè)目的，內(nèi)燃機(jī)用富油的混合物（也就是說空氣不足）亞化學(xué)計(jì)量地運(yùn)行，因而在此產(chǎn)生的未完全燃燒的氣體（例如一氧化碳（CO）和碳?xì)浠衔铮℉C））在NOx存儲(chǔ)催化器中以供將釋出的氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

按照本發(fā)明，建議了具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的一種操控用于支持NOx存儲(chǔ)催化器再生的他勵(lì)的電機(jī)的方法以及用于執(zhí)行該方法的一種計(jì)算單元和一種計(jì)算機(jī)程序。有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求和接下來的說明的主題。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)

本發(fā)明建議了一種用于再生NOx存儲(chǔ)催化器的經(jīng)改良的方法，在該方法中可以減少或完全避免NOx存儲(chǔ)催化器的連續(xù)的再生的中斷，這些中斷由內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)朝著較低的負(fù)荷移動(dòng)引起。

如所闡釋的那樣，為了再生NOx存儲(chǔ)催化器，需要內(nèi)燃機(jī)的一種用富油的混合物的運(yùn)行。但為此必然會(huì)例如由于快速的行駛而存在某種最小負(fù)荷。若負(fù)荷被減小，那么這可能導(dǎo)致，內(nèi)燃機(jī)不再能用富油的混合物的運(yùn)行且再生被中斷。這可能造成超過有害物質(zhì)極限值。

為了防止這一點(diǎn)，可以接通電機(jī)，以便因此再次達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)朝著較高的負(fù)荷的移動(dòng)。由電機(jī)產(chǎn)生的電能越多，那么內(nèi)燃機(jī)必然功率更大。但電機(jī)的開始運(yùn)轉(zhuǎn)并不是突如其來進(jìn)行的。尤其就通常使用在機(jī)動(dòng)車內(nèi)的他勵(lì)的電機(jī)而言，在轉(zhuǎn)子通電后持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間（幾百毫秒）直至建立起期望的勵(lì)磁場(chǎng)。為了在再生期間維持再生，這也許有可能過長(zhǎng)，因?yàn)樗鲈偕ǔＴ?0毫秒到200毫秒內(nèi)必須再次被供以適當(dāng)?shù)臍怏w。本發(fā)明現(xiàn)在利用以下措施：根據(jù)NOx存儲(chǔ)催化器的運(yùn)行狀態(tài)用預(yù)勵(lì)磁電流為轉(zhuǎn)子繞組通電，也就是說預(yù)勵(lì)磁。如果隨后由電機(jī)實(shí)際上要求一負(fù)荷，那么以預(yù)勵(lì)磁電流為出發(fā)點(diǎn)可以快速地建立起期望的勵(lì)磁場(chǎng)以及可以避免再生的中斷。因此就可以更為快速地達(dá)到期望的扭矩。若扭矩建立本身就足夠快了，那么用于建立扭矩的時(shí)間就可以是一樣的，這導(dǎo)致了更小的扭矩梯度以及因而導(dǎo)致了參與的部件的更小的機(jī)械負(fù)荷。預(yù)勵(lì)磁能夠?qū)崿F(xiàn)更為緩慢的力矩上升，因?yàn)樵谄渌闆r下用于激勵(lì)轉(zhuǎn)子繞組所需的時(shí)間，現(xiàn)在以供用于力矩建立（也就是說定子繞組的通電）使用。更為緩慢的力矩上升減少了驅(qū)動(dòng)系內(nèi)的、尤其輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的過度振蕩，并且因此減小了所有處于其內(nèi)的部件的負(fù)荷，部件例如是楔形皮帶、皮帶張緊器、接合皮帶盤（Enkopplungsriemenscheibe）、必要時(shí)空轉(zhuǎn)皮帶盤（Freilaufriemenscheibe）、曲軸、雙慣量飛輪和輔助設(shè)備，例如水泵、空調(diào)壓縮機(jī)等。使用壽命被提高。

預(yù)勵(lì)磁電流優(yōu)選小于最大勵(lì)磁電流的50%，例如約為最大勵(lì)磁電流的30%。預(yù)勵(lì)磁電流尤其為幾安培，例如小于10A，比如1到4A。通常將用于給轉(zhuǎn)子繞組通電的開關(guān)的占空比（Tastverh?ltnis）用作為針對(duì)勵(lì)磁電流的調(diào)整參數(shù)，該開關(guān)接通和切斷到轉(zhuǎn)子繞組的車載電壓。

電機(jī)在預(yù)勵(lì)磁期間無扭矩地運(yùn)行。定子繞組或相繞組在預(yù)勵(lì)磁期間尤其不被通電，或至多被以下述方式通電：使得電機(jī)沒有從內(nèi)燃機(jī)分出扭矩。因此可以將在預(yù)勵(lì)磁期間的能量損失保持在最小以及基本上局限于轉(zhuǎn)子繞組的損失功率。這僅有幾瓦。因?yàn)樵偕苍趲酌腌娭缶鸵呀?jīng)結(jié)束，這個(gè)損失功率在總能量平衡中并不明顯顯露。

為了能從一開始就對(duì)負(fù)荷減小作出反應(yīng)，預(yù)勵(lì)磁被相宜地和NOx存儲(chǔ)催化器的再生一起（尤其同時(shí)在常見的運(yùn)行和處理時(shí)間的框架內(nèi)）或在NOx存儲(chǔ)催化器的再生開始后不久（例如幾毫秒，尤其小于轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)）就開始。預(yù)勵(lì)磁同樣相宜地和NOx存儲(chǔ)催化器的再生一起或在NOx存儲(chǔ)催化器的再生結(jié)束前不久再次被終止，以便最小化損失功率。

NOx存儲(chǔ)催化器的運(yùn)行狀態(tài)可以通過再生運(yùn)行被限定，也就是說，內(nèi)燃機(jī)為了NOx存儲(chǔ)催化器的再生是否用富油的混合物運(yùn)行，根據(jù)NOx存儲(chǔ)催化器的運(yùn)行狀態(tài)來執(zhí)行預(yù)勵(lì)磁。作為備選或附加，該運(yùn)行狀態(tài)也可以由NOx存儲(chǔ)催化器的負(fù)載狀態(tài)限定，如下文中所說明的那樣。

按照一種優(yōu)選的實(shí)施方式，根據(jù)被作為運(yùn)行狀態(tài)的NOx存儲(chǔ)催化器的負(fù)載狀態(tài)來執(zhí)行預(yù)勵(lì)磁。尤其只有在NOx存儲(chǔ)催化器的負(fù)載狀態(tài)達(dá)到至少一個(gè)負(fù)載閾值時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組才被預(yù)勵(lì)磁。負(fù)載閾值可以例如為50%或更多，例如為70%。

這可以與再生有關(guān)或無關(guān)地發(fā)生，也就是說，當(dāng)負(fù)載閾值達(dá)到時(shí)，預(yù)勵(lì)磁可以總是在達(dá)到負(fù)載閾值時(shí)被啟動(dòng)，或者預(yù)勵(lì)磁僅和再生一起或在再生期間被啟動(dòng)。這一點(diǎn)進(jìn)一步減少了損失功率。在第一種情況下相宜地選擇略微較高的負(fù)載閾值，例如大約70%，反之，在第二種情況下則相宜地選擇略微較低的負(fù)載閾值，例如大約50%。

在NOx存儲(chǔ)催化器再生期間優(yōu)選開始發(fā)電機(jī)式地運(yùn)行電機(jī)，尤其當(dāng)實(shí)現(xiàn)了下述一種高度的負(fù)荷減小時(shí)：該高度導(dǎo)致了內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)以這種方式移動(dòng)：使得NOx存儲(chǔ)催化器的再生必然被中斷。對(duì)電機(jī)的發(fā)電機(jī)式運(yùn)行來說，勵(lì)磁繞組用期望的勵(lì)磁電流通電以及接在相繞組之后的變流器相應(yīng)地也就是說通常整流地被操控。因此再生可以無中斷且完整地被執(zhí)行。電能優(yōu)選被儲(chǔ)存在車載電網(wǎng)的電的蓄能器中，例如電池或蓄電池中，并然后可以再次被使用。從電機(jī)分出的扭矩優(yōu)選以下述方式快速地被建立：使得NOx存儲(chǔ)催化器的再生不必被中斷。這可以如之前所闡釋那樣盡可能快地完成，也就是說，比在沒有預(yù)勵(lì)磁的情況下更快地完成，或者這可以盡可能慢地完成，也就是說與沒有預(yù)勵(lì)磁的情況具有可比性地或正好一樣快地但材料節(jié)省地完成。

所述電機(jī)尤其是起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)（例如皮帶傳動(dòng)的起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)，RSG）或者BRS（也稱為助推式回收機(jī)，BRM）的電機(jī)。起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)（SG）是下述的電機(jī)：它們?cè)谲囕v中根據(jù)需求可以被作為電動(dòng)機(jī)或作為發(fā)電機(jī)來運(yùn)行。作為發(fā)電機(jī)，起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)必須能夠執(zhí)行傳統(tǒng)上發(fā)電機(jī)面臨的所有的任務(wù)，亦即車載電網(wǎng)的供電和車輛電池的充電。作為電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)必須在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)將它的曲軸在短時(shí)間內(nèi)帶到所需的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。在相應(yīng)大的額定功率下，電機(jī)可以在馬達(dá)運(yùn)行中在驅(qū)動(dòng)時(shí)支持內(nèi)燃機(jī)，例如在所謂的助推運(yùn)行中加速時(shí)或用于渦輪遲滯補(bǔ)償（Turboloch-Kompensation）。在制動(dòng)時(shí)可以通過發(fā)電機(jī)式的運(yùn)行重新利用（回收）制動(dòng)能的一部分。相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器也被稱為混合式驅(qū)動(dòng)器，相應(yīng)的系統(tǒng)也被稱為助推式回收系統(tǒng)（BRS）。

根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算單元，例如機(jī)動(dòng)車的控制器，尤其在程序技術(shù)上被設(shè)置用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。

以形式為計(jì)算機(jī)程序的對(duì)該方法的實(shí)施也是有利的，因?yàn)檫@導(dǎo)致了極低的成本，尤其當(dāng)實(shí)施的控制器還能用于其它的任務(wù)并因而總歸是存在的時(shí)。用于提供計(jì)算機(jī)程序的合適的數(shù)據(jù)載體尤其是磁性的、光學(xué)的和電的存儲(chǔ)器，例如硬盤、閃存、EEPROM、DVD以及其他等等。也可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（因特網(wǎng)、以太網(wǎng)等等）下載程序。

附圖說明

本發(fā)明的其它的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案由說明書和附圖得出。

本發(fā)明借助實(shí)施例在附圖中被示意性示出且在接下來參照附圖被說明。

圖1示意性示出了由內(nèi)燃機(jī)、NOx存儲(chǔ)催化器和電機(jī)構(gòu)成的一種裝置，正如該裝置可以作為本發(fā)明的基礎(chǔ)那樣。

圖2以接線圖的方式且簡(jiǎn)化地示出了一個(gè)示例性的電機(jī)，正如該電機(jī)可以使用在本發(fā)明的框架內(nèi)那樣。

具體實(shí)施方式

在圖1中示意性地示出了裝置100，正如該裝置可以作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式的基礎(chǔ)那樣。裝置100具有內(nèi)燃機(jī)110，例如柴油機(jī)或汽油機(jī)，它的廢氣被導(dǎo)入到排氣系120中。在排氣系120中有NOx存儲(chǔ)催化器121。

在此被構(gòu)造成助推式回收機(jī)130的電機(jī)，更精確地說，電機(jī)的轉(zhuǎn)子131（參見圖2），扭矩傳遞式地與內(nèi)燃機(jī)110，更精確地說與該內(nèi)燃機(jī)的曲軸（未示出）連接。扭矩傳遞可以例如借助皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成。

參考以等效線路圖粗略地示意性示出電機(jī)的圖2，電機(jī)具有轉(zhuǎn)子131、定子132和變流器133。轉(zhuǎn)子131具有轉(zhuǎn)子繞組L且以能相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被支承。為了產(chǎn)生勵(lì)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子可以用勵(lì)磁電流I_e通電。若電機(jī)以發(fā)電機(jī)的方式運(yùn)行，那么可以在接口B+上分接出電壓。

裝置100此外還具有在程序技術(shù)上設(shè)置用于執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的計(jì)算單元140。該計(jì)算單元或與該計(jì)算單元處于數(shù)據(jù)傳遞式連接中的另一計(jì)算單元與傳感器122在NOx存儲(chǔ)催化器121上連接，傳感器用于測(cè)量作為可能的運(yùn)行狀態(tài)的NOx存儲(chǔ)催化器121的負(fù)載狀態(tài)，可以根據(jù)該運(yùn)行狀態(tài)來執(zhí)行預(yù)勵(lì)磁。此外，計(jì)算單元140與電機(jī)130處于數(shù)據(jù)傳遞式連接中，以便操控這個(gè)電機(jī)。

另一可能的運(yùn)行狀態(tài)是再生運(yùn)行，也就是說，內(nèi)燃機(jī)為了再生NOx存儲(chǔ)催化器而用富油的混合物運(yùn)行，可以根據(jù)該運(yùn)行狀態(tài)來執(zhí)行預(yù)勵(lì)磁。

在此，所述的運(yùn)行狀態(tài)的多個(gè)優(yōu)選的組合是可行的。預(yù)勵(lì)磁可以始終在再生進(jìn)行期間發(fā)生，或僅當(dāng)同時(shí)達(dá)到或超過特定的負(fù)載閾值時(shí)發(fā)生。預(yù)勵(lì)磁此外可以備選地在達(dá)到或超過特定的負(fù)載閾值時(shí)與進(jìn)行的再生無關(guān)地始終發(fā)生。

按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，電機(jī)130的轉(zhuǎn)子繞組L在所示的例子中在NOx存儲(chǔ)催化器121再生進(jìn)行期間與負(fù)載狀態(tài)無關(guān)地用預(yù)勵(lì)磁電流通電。在預(yù)勵(lì)磁期間，電機(jī)無扭矩地運(yùn)行，也就是說，定子132的相繞組未被通電或頂多以下述方式被通電：使得電機(jī)沒有從內(nèi)燃機(jī)分出扭矩。

預(yù)勵(lì)磁允許在要求扭矩的情況下快速在轉(zhuǎn)子131中產(chǎn)生勵(lì)磁場(chǎng)，因而同樣可以快速地從內(nèi)燃機(jī)分出扭矩。這一點(diǎn)在否則的話使再生中斷了的功率下降的情況下導(dǎo)致再生的維持。這一點(diǎn)在備選的實(shí)施方式中允許以較小梯度的方式執(zhí)行扭矩上升，因而使得參與的部件得到保護(hù)。