CN107559075A - 一种汽车尾气处理***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车尾气处理***和方法，本发明中，当尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值和/或发动机处于预设工况时，控制装置控制第二连通装置导通，进而尾气过滤装置的输出端的气体就会通过第二连通装置流出，不会经过SCR***,进而避免了较低的排气经过SCR***时，还会带走SCR***内部的部分热量的问题，缩短尿素停喷的时间。

Description

一种汽车尾气处理***和方法
技术领域
本发明涉及汽车排气处理领域，更具体的说，涉及一种汽车尾气处理***和方法。
背景技术
随着排放法规要求日益严格，对汽车尾气的净化要求也越来越高。选择性催化还原技术SCR***作为降低NOx的主要技术之一，只有SCR***的入口温度高于设定的温度阈值时，才会进行尿素喷射，最终达到降低NOx的目的。
但是在怠速、倒拖或者低负荷等工况时，SCR***的入口温度可能会低于温度阈值，此时，尿素停止喷射，并且该较低的排气经过SCR***时，还会带走SCR***内部的部分热量，进而使得SCR***内部温度恢复到设定的温度阈值的时间较长，进而使得尿素停喷的时间较长。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种汽车尾气处理***和方法，以解决在怠速、倒拖或者低负荷等工况时，使得尿素停喷的时间较长的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种汽车尾气处理***，包括控制装置、尾气过滤装置、第一连通装置、第二连通装置和选择性催化还原技术SCR***；
其中，所述尾气过滤装置的输出端分别与所述第一连通装置的一端、所述第二连通装置的一端连接；所述第一连通装置的另一端与所述SCR***的输入端连接，所述SCR***的输出端与所述第二连通装置的另一端连接；所述控制装置分别与所述第一连通装置、所述第二连通装置连接；
当所述尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值和/或发动机处于预设工况时，所述控制装置控制所述第二连通装置导通。
优选地，所述预设工况包括怠速工况、倒拖工况和/或低负荷工况。
优选地，当所述尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值时，所述控制装置控制所述第二连通装置导通，包括：
所述控制器判断所述尾气过滤装置的输出端的气体的温度是否低于所述温度阈值；其中，所述气体的温度是基于温度传感器检测的；
当所述控制器判断出所述温度低于所述温度阈值时，发出控制指令到所述第二连通装置，以使所述第二连通装置导通。
优选地，
所述控制装置为电子控制单元ECU；
第一连通装置包括控制阀；
第二连通装置包括旁路阀。
优选地，所述尾气过滤装置包括氧化催化转换器和柴油颗粒过滤器；
其中，所述氧化催化转换器的输出端与所述柴油颗粒过滤器的输入端连接，所述柴油颗粒过滤器的输出端分别与所述第一连通装置的一端、所述第二连通装置的一端连接。
一种汽车尾气处理方法，应用于控制装置，所述汽车尾气处理方法包括：
获取尾气过滤装置的输出端的气体的温度和发动机运行工况；
当所述温度低于预设的温度阈值和/或所述发动机运行工况为预设工况时，控制第二连通装置导通。
优选地，所述预设工况包括怠速工况、倒拖工况和/或低负荷工况。
优选地，所述控制装置控制第二连通装置导通后，还包括：
根据所述温度与所述温度阈值的差值，控制所述第二导通装置的开度和第一导通装置的开度。
优选地，当所述发动机运行工况为正常工况时，还包括：
控制所述第二导通装置的开度和第一导通装置的开度。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种汽车尾气处理***和方法，本发明中，当尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值和/或发动机处于预设工况时，控制装置控制第二连通装置导通，进而尾气过滤装置的输出端的气体就会通过第二连通装置流出，不会经过SCR***,进而避免了较低的排气经过SCR***时，还会带走SCR***内部的部分热量的问题，缩短尿素停喷的时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种汽车尾气处理***的部分结构示意图；
图2为本发明提供的一种汽车尾气处理***的结构示意图；
图3为本发明提供的一种汽车尾气处理方法的方法流程图；
图4为本发明提供的旁通阀的开度的变化图；
图5为本发明提供的一种汽车尾气流动的场景示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种汽车尾气处理***，参照图2，包括控制装置113、尾气过滤装置104、第一连通装置102、第二连通装置103和选择性催化还原技术SCR***101；
其中，尾气过滤装置104的输出端分别与第一连通装置102的一端、第二连通装置103的一端连接；第一连通装置102的另一端与SCR***101的输入端连接，SCR***101的输出端与第二连通装置103的另一端连接；控制装置113分别与第一连通装置102、第二连通装置103连接；
当尾气过滤装置104的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值和/或发动机处于预设工况时，控制装置113控制第二连通装置103导通。
其中，第一连通装置包括控制阀，第二连通装置包括旁路阀，控制装置113为电子控制单元ECU。
尾气过滤装置104包括氧化催化转换器DOC 1042和柴油颗粒过滤器DPF 1041；尾气过滤装置104处理的是发动机生成的尾气。
其中，氧化催化转换器DOC 1042的输出端与柴油颗粒过滤器DPF 1041的输入端连接，柴油颗粒过滤器DPF 1041的输出端分别与第一连通装置102的一端、第二连通装置103的一端连接。
具体的，DOC(Diesel Oxidation Catalyst)，氧化催化转换器，一种柴油车排气后处理技术，主要是通过催化剂的氧化反应除去颗粒中的可挥发有机物，减少PM排放。
DPF(Diesel Particulate Filter)，柴油颗粒过滤器，安装在柴油车排气***中，通过过滤来降低排气中颗粒物(PM)的装置。
SCR(Selective Catalytic Reduction)，选择性催化还原，降低NOx排放的一种后处理装置。
需要说明的是，本发明中的控制装置113能够根据进入SCR***的气体的温度以及发动机的运行状态，控制第二连通装置103的开启和关闭状态。
本实施例的图2中，各个器件的工作过程为：
尾气过滤装置104处理发动机生成的尾气中的颗粒物和可挥发有机物，经过处理后的气体进入SCR***，降低气体中的NOx。当尾气过滤装置104输出端的气体的温度低于预设的温度阈值和/或发动机处于预设工况时，控制装置113控制第二连通装置103导通。进而尾气过滤装置104输出端的气体经过第二连通装置103流入到空气中。此外，控制装置113可以控制第一连通装置102的开度，使得部分空气流经SCR***。
需要说明的是，图1为图2中左边的组成部分，具体解释说明请参照图2的解释说明。
可选的，在本实施例的基础上，当尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值时，控制装置控制第二连通装置导通，包括：
控制器判断尾气过滤装置的输出端的气体的温度是否低于温度阈值；其中，气体的温度是基于温度传感器检测的；
当控制器判断出温度低于温度阈值时，发出控制指令到第二连通装置，以使第二连通装置导通。
具体的，气体的温度是通过温度传感器测量得到，并将测量得到的温度信号发送到控制装置，进而控制装置能够将该温度与预设的温度阈值进行比较，判断是否需要控制第二连通装置导通。
本实施例中，当尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值和/或发动机处于预设工况时，控制装置控制第二连通装置导通，进而尾气过滤装置的输出端的气体就会通过第二连通装置流出，不会经过SCR***,进而避免了较低的排气经过SCR***时，还会带走SCR***内部的部分热量的问题，缩短尿素停喷的时间。
可选的，在上述汽车尾气处理***的实施例的基础上，预设工况包括怠速工况、倒拖工况和/或低负荷工况。
其中，汽车的怠速是指一种工作状况。发动机空转时称为怠速，即汽车档位为空挡。发动机怠速时的转速被称为怠速转速。怠速转速可以通过调整风门大小等来调整其高低。怠速即是发动机“出工不出力”。
倒拖就是柴油机是不工作的，也就是喷油器不喷油，不燃烧。由外部动力(如电力测功机)驱动使柴油机运转起来。
发动机负荷的定义为发动机在某一转速下，当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比，以百分数表示。当发动机的负荷值较小时，说明发动机处于低负荷状态。
当发动机处于怠速、倒拖和/或低负荷工况，DPF后废气温度较低，可能达不到尿素喷射条件，为了保证SCR内部温度不被流动低温废气再次带走热量，此时将SCR的旁通阀打开，使废气不流经SCR而直接排到SCR后。其中，旁通阀的开度技术人员可以根据具体工况进行控制。
在发动机正常运行工况下，通过控制控制阀或旁通阀开度控制流经SCR内部气体流量可以合理控制排气背压。其中，排气背压指发动机排气的阻力压力。
本实施例中，通过增加旁通阀，在怠速、低速、倒拖和/或低负荷等排气温度低于尿素喷射要求温度阈值的工况时，通过旁通阀将SCR旁通掉，使废气完全或部分不经过SCR而直接引到SCR后，避免低温度废气带走SCR内部热量，起到对SCR温度保温作用，缩短尿素喷停时间。同时采用本方案可以灵活控制排气背压，实现保温与背压灵活控制的双重作用。
可选的，在上述汽车尾气处理***的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种汽车尾气处理方法，应用于控制装置，参照图3，汽车尾气处理方法可以包括：
S11、获取尾气过滤装置的输出端的气体的温度和发动机运行工况；
其中，尾气过滤装置的输出端的气体的温度可以通过温度传感器测量得到，发动机运行工况可以根据发动机的运行参数分析得到。
S12、当温度低于预设的温度阈值和/或发动机运行工况为预设工况时，控制第二连通装置导通。
其中，第二导通装置为上述实施例中的旁通阀，第二导通装置可以为气动控制、电动控制或机械控制，对旁通阀的控制方式不做具体限制。
可选的，在本实施例的基础上，预设工况包括怠速工况、倒拖工况和/或低负荷工况。
可选的，在本实施例的基础上，控制装置控制第二连通装置导通后，还包括：
根据温度与温度阈值的差值，控制第二导通装置的开度和第一导通装置的开度。
具体的，当控制装置判断出温度低于预设的温度阈值和/或发动机运行工况为怠速工况、倒拖工况和/或低负荷等预设工况时，控制第二连通装置导通。
如，当发动机运行时，ECU根据SCR前温度传感器采集的信号，即根据尾气过滤装置的输出端的气体的温度，进行判断是否需要进行旁通阀的控制。若温度满足要求，不需要进行旁通阀的控制，则旁通阀处于关闭状态；当温度小于温度阈值时，达不到尿素喷射的放行条件，则此时将旁通阀打开，气体全部流经旁通管路排到SCR箱后。
此时，可以控制第二导通装置的开度，可以设置为全开、部分打开。如，当该温度与温度阈值相差不大时，可以将第二导通装置的开度设置的较少，即使大部分的气体进入SCR***，也不会对SCR***中的温度有较大的影响。当该温度与温度阈值相差较大时，由于温差较大，若大部分的气体进入SCR***，会对SCR***中的温度有较大的影响，此时可以将第二导通装置的开度设置为全开，或者大部分开。
其中，旁路阀的开度的设置可以参照图4。图4中，以气体的温度和排气背压为判断标准为例，刚开始尾气过滤装置的气体的温度高于温度阈值，此时，旁路阀处于关闭状态，过了一段时间之后，气体的温度降低，低于温度阈值，此时旁通阀完全打开，以后随着温度的变化，旁通阀的开度不断进行变化，具体可以参照图4。
除了可以设置第二导通装置的开度外，还可以设置第一导通装置的开度。
参照图1，以SCR入口前温度，即尾气过滤装置的输出端的气体的温度，为控制目标，控制旁通阀门开度。当旁通阀103处于全开状态时，控制阀102可以灵活控制排气流动方向，部分气体可以经过SCR***101，；当旁通阀103处于全关状态时，控制阀102可以灵活控制开度，合理控制排气背压。控制阀102与旁通阀103相互控制废气流量。旁通阀103全开时的气体流动图可以参照图1。当旁通阀103全关时的气体流动图可以参照图5。图5中，气体全部经过控制阀102的支路，旁通阀103的支路的空气流量为零。
本实施例中，当尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值和/或发动机处于预设工况时，控制装置控制第二连通装置导通，进而尾气过滤装置的输出端的气体就会通过第二连通装置流出，不会经过SCR***,进而避免了较低的排气经过SCR***时，还会带走SCR***内部的部分热量的问题，缩短尿素停喷的时间，更好的满足排放要求。
可选的，在上述任一汽车尾气处理方法的实施例的基础上，当发动机运行工况为正常工况时，还包括：
控制第二导通装置的开度和第一导通装置的开度。
具体的，当发动机运行工况为正常工况时，即不存在怠速工况、倒拖工况和低负荷等工况，此时，可以根据排气背压的需求来合理的控制述第二导通装置的开度和第一导通装置的开度，即控制控制阀和旁通阀的开度。
本实施例中，在发动机正常工作时，能够根据排气背压的要求合理的控制第二导通装置的开度和第一导通装置的开度，进而提高发动机的动力性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种汽车尾气处理***，其特征在于，包括控制装置、尾气过滤装置、第一连通装置、第二连通装置和选择性催化还原技术SCR***；
其中，所述尾气过滤装置的输出端分别与所述第一连通装置的一端、所述第二连通装置的一端连接；所述第一连通装置的另一端与所述SCR***的输入端连接，所述SCR***的输出端与所述第二连通装置的另一端连接；所述控制装置分别与所述第一连通装置、所述第二连通装置连接；
当所述尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值和/或发动机处于预设工况时，所述控制装置控制所述第二连通装置导通。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气处理***，其特征在于，所述预设工况包括怠速工况、倒拖工况和/或低负荷工况。
3.根据权利要求1所述的汽车尾气处理***，其特征在于，当所述尾气过滤装置的输出端的气体的温度低于预设的温度阈值时，所述控制装置控制所述第二连通装置导通，包括：
所述控制器判断所述尾气过滤装置的输出端的气体的温度是否低于所述温度阈值；其中，所述气体的温度是基于温度传感器检测的；
当所述控制器判断出所述温度低于所述温度阈值时，发出控制指令到所述第二连通装置，以使所述第二连通装置导通。
4.根据权利要求1所述的汽车尾气处理***，其特征在于，
所述控制装置为电子控制单元ECU；
第一连通装置包括控制阀；
第二连通装置包括旁路阀。
5.根据权利要求1所述的汽车尾气处理***，其特征在于，所述尾气过滤装置包括氧化催化转换器和柴油颗粒过滤器；
其中，所述氧化催化转换器的输出端与所述柴油颗粒过滤器的输入端连接，所述柴油颗粒过滤器的输出端分别与所述第一连通装置的一端、所述第二连通装置的一端连接。
6.一种汽车尾气处理方法，其特征在于，应用于控制装置，所述汽车尾气处理方法包括：
获取尾气过滤装置的输出端的气体的温度和发动机运行工况；
当所述温度低于预设的温度阈值和/或所述发动机运行工况为预设工况时，控制第二连通装置导通。
7.根据权利要求6所述的汽车尾气处理方法，其特征在于，所述预设工况包括怠速工况、倒拖工况和/或低负荷工况。
8.根据权利要求6所述的汽车尾气处理方法，其特征在于，所述控制装置控制第二连通装置导通后，还包括：
根据所述温度与所述温度阈值的差值，控制所述第二导通装置的开度和第一导通装置的开度。
9.根据权利要求6所述的汽车尾气处理方法，其特征在于，当所述发动机运行工况为正常工况时，还包括：
控制所述第二导通装置的开度和第一导通装置的开度。
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