發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)包括ECU控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)、中冷器、尾氣處理系統(tǒng)，與所述中冷器并行的、用于連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的旁通管路，在所述旁通管路上或所述中冷器和所述旁通管路的分口處設(shè)置有旁通閥，所述旁通閥用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向；所述ECU控制單元用于獲取所述DPF上下游壓差和所述DOC上游溫度，根據(jù)獲取到的所述DPF上下游壓差判斷DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量是否超過預(yù)設(shè)閾值，如果是，根據(jù)獲取的DOC上游溫度控制旁通閥的開度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向，進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放，保護(hù)環(huán)境，由發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管排出的排氣需要經(jīng)過尾氣處理系統(tǒng)的尾氣處理過程才能排放到環(huán)境中。
[0003]在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的尾氣處理系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度的高低對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放處理地徹底與否起著至關(guān)重要的作用。這是因?yàn)椋诎l(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放處理過程中，只有在排氣溫度達(dá)到一定溫度以后，尾氣處理系統(tǒng)才能對(duì)排氣進(jìn)行處理。溫度過低，尾氣處理效率較低或者無法進(jìn)行尾氣處理。例如在SCR (Selective Catalytic Reduct1n,選擇性催化還原)系統(tǒng)中，當(dāng)SCR上游溫度的排氣的溫度低于200°C時(shí)，NO和NH3的轉(zhuǎn)化效率較低。
[0004]此外，為了捕捉尾氣中的顆粒排放物，在尾氣處理系統(tǒng)中還安裝有DPF (DieselParticulate Filter)顆粒捕集器,該DPF顆粒捕集器是一種陶瓷過濾器,其能夠?qū)⑽矚庵械念w粒排放物質(zhì)進(jìn)入大氣之前進(jìn)行捕捉。該DPF顆粒捕集器是一種能夠再生的捕集器，當(dāng)顆粒排放物積累到一定水平后通過燃燒其內(nèi)部的顆粒物實(shí)現(xiàn)再生。DPF顆粒捕集器的再生方法分為主動(dòng)再生和被動(dòng)再生。主動(dòng)再生需要進(jìn)入DPF顆粒捕集器的排氣的溫度達(dá)到一定值才能進(jìn)行，而被動(dòng)再生的效率高低跟進(jìn)入DPF顆粒捕集器內(nèi)的排氣溫度有關(guān)。
[0005]因此，為了提高尾氣處理效率或?qū)崿F(xiàn)DPF顆粒捕集器的再生，需要控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)，以提高尾氣處理效率或?qū)崿F(xiàn)DPF顆粒捕集器的再生。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0008]一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)，包括，E⑶控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)、中冷器、尾氣處理系統(tǒng)；其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括進(jìn)氣管和排氣管，所述尾氣處理系統(tǒng)包括DOC裝置和DPF顆粒捕集器；
[0009]所述中冷器連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管與所述尾氣處理系統(tǒng)連接；
[0010]所述控制系統(tǒng)還包括，與所述中冷器并行的、用于連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的旁通管路，在所述旁通管路上或所述中冷器和所述旁通管路的分口處設(shè)置有旁通閥，所述旁通閥用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向；
[0011 ] 所述E⑶控制單元用于獲取所述DPF上下游壓差和所述DOC上游溫度，根據(jù)獲取到的所述DPF上下游壓差判斷DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量是否超過預(yù)設(shè)閾值，如果是，根據(jù)獲取的DOC上游溫度控制旁通閥的開度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向，進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。
[0012]優(yōu)選地，所述尾氣處理系統(tǒng)還包括SCR催化器，所述SCR催化器位于所述所述DPF顆粒捕集器的下游。
[0013]優(yōu)選地，所述E⑶控制單元還用于獲取SCR上游溫度，判斷所述SCR上游溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度，如果是，根據(jù)所述SCR上游溫度控制旁通閥的開度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向，進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。
[0014]優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)還包括，設(shè)置于所述DOC裝置上游的燃油噴嘴。
[0015]優(yōu)選地，所述E⑶控制單元還用于當(dāng)所述DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量未超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制所述旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒。
[0016]優(yōu)選地，所述E⑶控制單元還用于當(dāng)所述SCR上游溫度高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制所述旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒。
[0017]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018]本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的控制系統(tǒng)，包括與中冷器并行的旁通管路，該旁通管路連接發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，并且在該增加的旁通管路上或者在旁通管路與中冷器的分口處設(shè)置有一旁通閥。當(dāng)旁通閥的開度為零時(shí)，進(jìn)氣管的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)旁通閥的開度為100%時(shí)，進(jìn)氣管的空氣全部流經(jīng)旁通管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)旁通閥的開度在O?100%之間時(shí)，進(jìn)氣管的空氣部分流經(jīng)中冷器部分流經(jīng)旁通管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，通過控制旁通閥的開度能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣的流向，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流經(jīng)中冷器和/或旁通管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)行燃燒。由于經(jīng)過中冷器后空氣被冷卻，熱量損失，而經(jīng)過旁通管路的空氣的熱量沒有損失，因而通過控制進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向能夠控制燃燒后的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。溫度收到控制的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)后能夠提高尾氣處理的效率或者能夠用于DPF顆粒捕集器的再生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的具體實(shí)現(xiàn)方式，下面將在描述【具體實(shí)施方式】時(shí)用到的附圖進(jìn)行簡要說明。顯而易見地，這些附圖僅是本實(shí)用新型實(shí)施例的一部分附圖，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以獲得其它附圖。
[0020]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DPF顆粒捕集器的主動(dòng)再生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法流程示意圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型的技術(shù)方案更加清楚易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]實(shí)施例一
[0026]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合圖1對(duì)對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例一所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]如圖1所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)包括，ECU控制單元1、發(fā)動(dòng)機(jī)2、中冷器3以及尾氣處理系統(tǒng)4，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)2包括進(jìn)氣管21和排氣管22，中冷器3連接發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)氣管21和發(fā)動(dòng)機(jī)2，這樣進(jìn)氣管21內(nèi)的空氣經(jīng)過中冷器3的冷卻以后再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)2的氣缸。為了提高空氣的進(jìn)氣密度、提高進(jìn)氣量，該控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在進(jìn)氣管21和中冷器3之間的渦輪增壓器5。這樣進(jìn)入進(jìn)氣管21的空氣經(jīng)過渦輪增壓器5增壓之后，能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量和進(jìn)氣密度。
[0028]為了增加進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣的通道，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的控制系統(tǒng)還包括與中冷器3并行的旁通管路6，該旁通管路6連接在渦輪增壓器5和發(fā)動(dòng)機(jī)2之間，因此，該旁通管路6可以作為進(jìn)氣管21內(nèi)的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)2的一條通路。進(jìn)一步地，為了能夠控制進(jìn)氣管的流向，在該旁通管路6和中冷器3的分口處設(shè)置有一旁通閥7。通過控制旁通閥7的開度可以控制進(jìn)氣管21內(nèi)的空氣是否流經(jīng)中冷器3還是流經(jīng)旁通管路6還是兩者都流經(jīng)。具體地，當(dāng)旁通閥7的開度為零時(shí)，進(jìn)氣管21的空氣全部流經(jīng)中冷器3進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)2，當(dāng)旁通閥7的開度為100%時(shí)，進(jìn)氣管21的空氣全部流經(jīng)旁通管路6進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)2，當(dāng)旁通閥7的開度在O?100%之間時(shí)，進(jìn)氣管21的空氣部分流經(jīng)中冷器3部分流經(jīng)旁通管路6進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)2。當(dāng)旁通閥7的開度不為O時(shí)，進(jìn)氣管21內(nèi)的空氣經(jīng)過渦輪增壓器5部分或全部流經(jīng)旁通管路6進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，由于流經(jīng)旁通管路6的空氣沒有經(jīng)過冷卻，其熱量沒有損失，相較于經(jīng)過中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣的溫度較高，這種溫度較高的空氣與在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)與燃油混合燃燒后產(chǎn)生的氣體的溫度也較高。即發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度較高。因此，通過本實(shí)用新型控制系統(tǒng)中的旁通管路6的設(shè)置并通過控制旁通閥7的開度能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。
[0029]溫度得到提高的排氣溫度經(jīng)過渦輪增壓器5進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)4后，有利于提高尾氣處理系統(tǒng)的處理效果。當(dāng)利用尾氣進(jìn)行DPF顆粒捕集器的再生時(shí)，也有利于尾氣達(dá)到DPF顆粒捕集器再生所需的溫度。
[0030]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，尾氣處理系統(tǒng)4可以包括DOC裝置41和DPF顆粒捕集器42，為了提高尾氣的處理效果，減少尾氣的排放量，該尾氣處理系統(tǒng)4還可以包括SCR催化器43。當(dāng)尾氣處理系統(tǒng)4包括DOC裝置41、DPF顆粒捕集器42以及SCR催化器43時(shí)，其安裝順序?yàn)镈OC裝置41位于DPF顆粒捕集器42的上游，DPF顆粒捕集器位于SCR催化器43的上游。這樣，由發(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣依次經(jīng)過DOC裝置41、DPF顆粒捕集器42以及SCR催化器進(jìn)行處理后才排放到大氣中。
[0031 ] 在本實(shí)施例中，為了檢測DOC裝置41上游的溫度、DPF顆粒捕集器42上游的溫度、SCR催化器43上游的溫度，分別在DOC裝置41的上游安裝有DOC上游溫度傳感器8、在DPF顆粒捕集器42的上游安裝有DPF上游捕集器9、在SCR催化器的上游安裝有SCR上游溫度傳感器10。為了檢測DPF顆粒捕集器上下游的壓差，還安裝有DPF上下游壓差傳感器11。
[0032]為了檢測SCR催化器下游的溫度，該控制系統(tǒng)還包括用于檢測SCR催化器43下游溫度的SCR下游溫度傳感器12。
[0033]作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，上述所述的控制系統(tǒng)可以用于DPF顆粒捕集器的再生。此時(shí)，E⑶控制單元可以具體為:
[0034]E⑶控制單元I可以用于獲取DOC上游溫度傳感器8采集的溫度信號(hào)、DPF上游溫度傳感器9采集的溫度信號(hào)、SCR催化器43上游傳感器10采集的溫度信號(hào)，該E⑶單元I還用于獲取DPF顆粒捕集器42上下游的壓差傳感器11的壓差信號(hào)。E⑶單元I根據(jù)獲取到的DPF顆粒捕集器42上下游的壓差判斷DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量是否超過預(yù)設(shè)閾值，如果是，E⑶根據(jù)獲取到的DOC裝置41上游的溫度信號(hào)控制旁通閥7的開度。根據(jù)該旁通閥7的開度，使得發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流經(jīng)中冷器3和/或旁通管路6最后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒，燃燒后的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的溫度能夠提高，從而使排氣進(jìn)入所述DPF顆粒捕集器后的溫度能夠達(dá)到DPF顆粒捕集器再生的溫度。
[0035]進(jìn)一步地，E⑶控制單元還可以用于當(dāng)DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量未超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制旁通閥7關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)所述中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒。
[0036]DPF顆粒捕集器的再生包括主動(dòng)再生和被動(dòng)再生兩種方法，主動(dòng)再生指的是利用外界能量來提高捕集器內(nèi)的溫度，使微粒著火燃燒。當(dāng)DPF顆粒捕集器內(nèi)的溫度達(dá)到300°C時(shí)，沉積的顆粒物就會(huì)氧化燃燒，如果溫度達(dá)不到300°C，過多的沉積物就會(huì)堵塞過濾器，這是就需要利用外界能源(例如電加熱器、燃燒器或發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件的改變)來提高DPF內(nèi)的溫度，使顆粒物氧化燃燒。DPF顆粒捕集器的主動(dòng)再生系統(tǒng)示意圖如2所示。其中，Tl為DOC上游溫度，T2為DPF顆粒捕集器上游溫度，Λ P為DPF顆粒捕集器的上下游壓差，Τ3為DPF顆粒捕集器下游溫度。
[0037]被動(dòng)再生指的是利用燃油添加劑或者催化劑來降低微粒的著火溫度，使微粒能在正常的柴油機(jī)排氣溫度下著火燃燒。添加劑(鈰、鐵和鍶)要以一定的比例加入燃油中，添加劑過多影響不大，但是如果過少，就會(huì)導(dǎo)致再生延遲或再生溫度升高。
[0038]作為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，上述所述的控制系統(tǒng)還可以用于提高尾氣處理效率。此時(shí)E⑶控制單元可以具體為:
[0039]E⑶控制單元I用于獲取SCR催化器上游傳感器10采集的SCR上游的溫度信號(hào)，判斷該SCR上游的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度，如果是，E⑶控制單元I根據(jù)獲取到的SCR上游溫度信號(hào)控制旁通閥7的開度。根據(jù)該旁通閥7的開度，使得發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流經(jīng)中冷器和/或旁通管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒，從而使燃燒后的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的溫度得到提高，從而使進(jìn)入到SCR催化器內(nèi)的排氣溫度能夠達(dá)到SCR催化器進(jìn)行還原性催化反應(yīng)的溫度。
[0040]進(jìn)一步地，E⑶控制單元還用于當(dāng)SCR上游溫度高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)所述中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒。
[0041]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，DOC (Diesel Oxidat1n Catalysis,催化氧化)是在蜂窩陶瓷載體上涂覆貴金屬催化劑如Pt等，其目的是為了降低柴油機(jī)尾氣中的碳?xì)浠衔?、碳氧化合物和硫氧化物的化學(xué)反應(yīng)活化能，使這些物質(zhì)能與尾氣中的氧氣在較低的溫度下進(jìn)行氧化反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為C02和H20。DOC裝置即氧化型催化轉(zhuǎn)化器不需要再生系統(tǒng)和控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好的特點(diǎn)，已經(jīng)在現(xiàn)代小型柴油機(jī)上得到了一定的應(yīng)用。
[0042]DOC裝置內(nèi)的反應(yīng)原理如下:
[0043]2N0+02 — 2N02 ；
[0044]2C0+02 — CO2 ；
[0045]2CH2+02 — CO2+H2O。
[0046]DPF顆粒捕集器是一種安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)中的陶瓷過濾器，它將尾氣中的顆粒排放物質(zhì)進(jìn)入大氣之前將其捕捉。所述的顆粒排放物質(zhì)大部分是碳和碳化物的微小顆粒所組成。DPF顆粒捕集器是發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)中的用來處理顆粒排放物的裝置，當(dāng)顆粒排放物積累到一定水平后需要進(jìn)行再生，將捕捉的顆粒物燃燒，以產(chǎn)生對(duì)人體無害的二氧化碳排放到大氣中。
[0047]DPF顆粒捕集器的基本工作原理如下:
[0048]當(dāng)柴油機(jī)排氣流過DOC裝置時(shí)，在200-600°C的溫度條件下，碳氧化物和碳?xì)浠衔锊蝗勘谎趸蒀O2和H2O,同時(shí)NO被轉(zhuǎn)化成NO2。排氣從DOC裝置出來進(jìn)入DPF顆粒捕集器后，其中的微粒被不計(jì)在過濾體的濾芯內(nèi)，剩下較清潔的排氣排放到大氣中，DPF顆粒捕集器的捕集效率可達(dá)90%以上。
[0049]N02對(duì)被捕集的顆粒有很強(qiáng)的氧化能力，利用DOC內(nèi)產(chǎn)生的N02作為氧化劑除去DPF顆粒捕集器內(nèi)的微粒并生成CO2,而NO2又被還原成NO，從而達(dá)到去除微粒的目的。
[0050]DPF內(nèi)的反應(yīng)原理如下:
[0051]2C+2N02+02 — 2C02+2N0。
[0052]上述實(shí)施例一提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)，利用與中冷器并行的旁通管路6，并通過控制旁通閥7的開度，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向，從而能夠根據(jù)DOC上游溫度或SCR上游溫度的高低來控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向，從而控制進(jìn)氣管內(nèi)的空氣是否被冷卻，進(jìn)而控制燃燒后的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制，有利于DPF顆粒捕集器的再生或SCR催化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化效率。
[0053]結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型還提供了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法實(shí)施例。該發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法可以用于DPF顆粒捕集器的再生。具體參見實(shí)施例二。
[0054]實(shí)施例二
[0055]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二所示的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法流程示意圖。如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法包括以下步驟:
[0056]S31、DPF上下游壓差傳感器檢測DPF上下游的壓差:
[0057]DPF上下游差壓傳感器檢測DPF上下游的壓差。
[0058]S32、E⑶控制單元獲取DPF上下游壓差傳感器檢測到的DPF上下游的壓差:
[0059]利用控制系統(tǒng)中的ECU控制單元與控制系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)傳感器(包括DPF顆粒捕集器上下游壓差傳感器、DOC上游溫度傳感器、SCR上游溫度傳感器)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)墓δ?，控制系統(tǒng)中的ECU控制單元獲取DPF上下游壓差傳感器檢測到的DPF上下游的壓差信號(hào)。這樣，E⑶控制單元就獲取到了 DPF上下游的壓差。
[0060]S33、E⑶控制單元根據(jù)DPF顆粒捕集器上下游的壓差判斷DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量是否超過預(yù)設(shè)閾值:
[0061]需要說明的是，由于DPF顆粒捕集器上下游的壓差大小與DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的多少有關(guān)。當(dāng)DPF顆粒捕集器上下游的壓差較大時(shí)，說明DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物較多，當(dāng)DPF顆粒捕集器上下游的壓差較小時(shí)，說明DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物較少。
[0062]因此，為了能夠保證DPF顆粒捕集器的顆粒過濾效率以及能夠使得DPF顆粒捕集器及時(shí)地進(jìn)行再生，可以預(yù)先設(shè)定DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物量的一個(gè)預(yù)設(shè)閾值。DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量超過該預(yù)設(shè)閾值時(shí)，表明DPF顆粒捕集器需要進(jìn)行再生，當(dāng)DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量沒有超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，表明DPF顆粒捕集器無需進(jìn)行再生，可以繼續(xù)進(jìn)行顆粒物的過濾去除。
[0063]因此，本步驟中，E⑶控制單元根據(jù)DPF顆粒捕集器上下游的壓差判斷DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量是否超過預(yù)設(shè)閾值，以確定是否進(jìn)行DPF顆粒捕集器的再生。
[0064]如果判斷結(jié)果為是，即DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量超過預(yù)設(shè)閾值，則確定進(jìn)行DPF顆粒捕集器的再生，執(zhí)行步驟S34。
[0065]如果判斷結(jié)果為否，即DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒去的量沒有超過預(yù)設(shè)閾值，則確定不進(jìn)行DPF顆粒捕集器的再生，執(zhí)行步驟S36。
[0066]S34、E⑶控制單元根據(jù)獲取到的DOC上游的溫度控制旁通閥的開度；
[0067]如上所述，ECU控制單元能夠與各傳感器進(jìn)行信號(hào)傳輸，因此，ECU控制單元能夠獲取到DOC上游溫度傳感器采集的溫度信號(hào)。
[0068]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，尾氣處理系統(tǒng)中至少包括DOC裝置和DPF顆粒捕集器。并且DOC裝置位于DPF顆粒捕集器的上游。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣經(jīng)由DOC氧化催化后使排氣中的大部分碳氧化合物、碳?xì)浠衔镆约傲蜓趸衔锉蝗コ?，同時(shí)，經(jīng)DOC反應(yīng)后，排氣溫度也提高了，有利于DPF顆粒捕集器的再生。
[0069]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度，通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向?qū)崿F(xiàn)。具體地，通過控制旁通閥的開度即可實(shí)現(xiàn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向。
[0070]為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度達(dá)到DPF顆粒捕集器內(nèi)時(shí)能夠達(dá)到合適的DPF再生溫度，根據(jù)檢測到的DOC上游的溫度控制旁通閥的開度，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣的流向。具體地，當(dāng)DOC上游的溫度較高時(shí)，控制旁通閥的開度較小，使較大部分的空氣通過中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸；當(dāng)DOC上游的溫度較低時(shí)，控制旁通閥的開度較大，使較小部分的空氣通過中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。
[0071]S35、根據(jù)所述旁通閥的開度，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流經(jīng)中冷器和/或旁通管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒，從而使燃燒后的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度得到控制，溫度得到控制的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)入到DPF顆粒捕集器后的溫度能夠達(dá)到DPF顆粒捕集器進(jìn)行再生的溫度。
[0072]當(dāng)旁通閥的開度為0%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)行冷卻后再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒，由于在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之前，空氣被冷卻，所以燃燒后產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的溫度也相對(duì)較低。
[0073]當(dāng)旁通閥的開度為100%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)旁通管路未經(jīng)冷卻就進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒，由于在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之前，空氣未被冷卻，所以燃燒后產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的溫度相對(duì)較高。
[0074]當(dāng)旁通閥的開度在I?100%之間時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的部分空氣流經(jīng)中冷器，部分空氣流經(jīng)旁通管路，即部分空氣被冷卻后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒，由此得到的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度在上述兩者之間。
[0075]因此，通過旁通閥的開度，控制進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向，即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的溫度，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣在進(jìn)入到DPF顆粒捕集器后的溫度能夠達(dá)到DPF顆粒捕集器進(jìn)行再生的溫度。
[0076]需要說明的是，DPF顆粒捕集器的再生包括主動(dòng)再生和被動(dòng)再生。
[0077]當(dāng)DPF顆粒捕集器的再生為主動(dòng)再生時(shí)，一般要使DOC上游溫度達(dá)到250?280°C以上，才能使排氣進(jìn)入到DPF顆粒捕集器的溫度達(dá)到550°C以上，這樣DPF顆粒捕集器才能進(jìn)行主動(dòng)再生。在DPF顆粒捕集器進(jìn)行主動(dòng)再生時(shí)，一般要通過E⑶控制單元打開安裝在DOC裝置上游的柴油噴嘴向DOC裝置前的排氣管內(nèi)噴入柴油，以提高排氣溫度。
[0078]當(dāng)DPF顆粒捕集器的再生為被動(dòng)再生時(shí)，排氣進(jìn)入DPF顆粒捕集器后的溫度達(dá)到300至400°C之間，才能有效地進(jìn)行被動(dòng)再生。因此，在被動(dòng)再生時(shí)，也需要控制DOC上游溫度。
[0079]S36、E⑶控制單元控制旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒。
[0080]若DPF顆粒捕集器無需進(jìn)行再生時(shí)，E⑶控制單元控制旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油燃燒。
[0081]以上所述為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法。但是發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行是一個(gè)連續(xù)工作過程。因此，上述所述的控制方法可以是多個(gè)循環(huán)過程。當(dāng)進(jìn)行過一次DPF再生過程以后，可以重新獲取DPF顆粒捕集器上下游的壓差，重新進(jìn)行一次上述所述的循環(huán)過程，直至發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作。
[0082]上述實(shí)施例二所述的控制方法用于DPF顆粒捕集器的再生。此外，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制方法還可以用于提高尾氣處理系統(tǒng)的尾氣處理效率。具體地，參見實(shí)施例
_- O
[0083]實(shí)施例三
[0084]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法流程示意圖。如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法包括以下步驟:
[0085]S41檢測SCR上游的溫度:
[0086]SCR上游溫度傳感器檢測SCR上游的溫度。
[0087]S42、E⑶控制單元判斷所述SCR上游的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度:
[0088]需要說明的是，當(dāng)車輛長期運(yùn)行在低溫低負(fù)荷區(qū)間時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度較低，SCR催化器處于不工作狀態(tài)，此時(shí)的氮氧排放較高。為了減少氮氧化合物的排放，要使發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣經(jīng)過SCR處理。因而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度低于某一溫度時(shí)，就需要提高其溫度，使其達(dá)到SCR處理的溫度。本實(shí)施例中可以預(yù)設(shè)一溫度值，當(dāng)?shù)陀谠擃A(yù)設(shè)溫度后，采取措施提高排氣溫度。
[0089]具體地，本步驟中，E⑶控制單元判斷所述SCR上游的溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度，以確定是否采取措施提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。如果是，確定采取措施提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度，執(zhí)行步驟S43，如果否，確定不采取措施提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度，執(zhí)行步驟S45。
[0090]需要說明的是，在SCR處理時(shí)，排氣溫度低于200°C時(shí)就不能進(jìn)行工作，所以，本實(shí)用新型實(shí)施例中所述的預(yù)設(shè)溫度可以為200°C。
[0091]S43、E⑶控制單元根據(jù)獲取到的SCR上游溫度控制旁通閥的開度:
[0092]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度，通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向?qū)崿F(xiàn)。具體地，通過控制旁通閥的開度即可實(shí)現(xiàn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向。
[0093]為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度達(dá)到SCR催化器發(fā)生催化反應(yīng)時(shí)的溫度，ECU控制單元根據(jù)獲取到的SCR上游的溫度控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向。具體地，獲取到的SCR上游的溫度越低，旁通閥的開度越大。旁通閥的開度越大，流經(jīng)旁通管路不被冷卻的空氣越多，這樣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣溫度越高，從而使燃燒后產(chǎn)生的排氣的溫度也越高。
[0094]S44根據(jù)所述旁通閥的開度，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流經(jīng)中冷器和/或旁通管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒，從而使燃燒后的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度得到控制，溫度得到控制的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)入到SCR催化器后的溫度能夠達(dá)到SCR催化器進(jìn)行還原性催化反應(yīng)的溫度。
[0095]同實(shí)施例二的步驟S35相同，根據(jù)旁通閥的開度，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流進(jìn)中冷器和/或旁通管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒，從而使燃燒后的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度得到控制，使得溫度得到控制的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)入到SCR催化器后的溫度能夠達(dá)到SCR催化器進(jìn)行還原性催化反應(yīng)的溫度。
[0096]S45、E⑶控制單元控制旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與然后混合燃燒。
[0097]當(dāng)確定不需要提高發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度時(shí)，ECU控制單元控制旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與然后混合燃燒。
[0098]以上所述為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法，并且該控制方法用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理系統(tǒng)的尾氣處理效率。更具體地說，通過提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度，使其達(dá)到SCR催化器催化反應(yīng)的合適溫度，從而提高SCR催化器的轉(zhuǎn)化效率，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放，有利于保護(hù)環(huán)境。
[0099]本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制方法，不限于DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)和SCR催化系統(tǒng)，實(shí)際上，本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的提高方法可以適用于任何一種需要控制或提高發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的情形。
[0100]以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。雖然本實(shí)用新型以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括，ECU控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)、中冷器、尾氣處理系統(tǒng)；其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括進(jìn)氣管和排氣管，所述尾氣處理系統(tǒng)包括DOC裝置和DPF顆粒捕集器； 所述中冷器連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管與所述尾氣處理系統(tǒng)連接； 所述控制系統(tǒng)還包括，與所述中冷器并行的、用于連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的旁通管路，在所述旁通管路上或所述中冷器和所述旁通管路的分口處設(shè)置有旁通閥，所述旁通閥用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向； 所述E⑶控制單元用于獲取所述DPF上下游壓差和所述DOC上游溫度，根據(jù)獲取到的所述DPF上下游壓差判斷DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量是否超過預(yù)設(shè)閾值，如果是，根據(jù)獲取的DOC上游溫度控制旁通閥的開度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向，進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述尾氣處理系統(tǒng)還包括SCR催化器，所述SCR催化器位于所述所述DPF顆粒捕集器的下游。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述ECU控制單元還用于獲取SCR上游溫度，判斷所述SCR上游溫度是否低于預(yù)設(shè)溫度，如果是，根據(jù)所述SCR上游溫度控制旁通閥的開度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流向，進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括，設(shè)置于所述DOC裝置上游的燃油噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述ECU控制單元還用于當(dāng)所述DPF顆粒捕集器內(nèi)承載的顆粒物的量未超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制所述旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述ECU控制單元還用于當(dāng)所述SCR上游溫度高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制所述旁通閥關(guān)閉，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的空氣全部流經(jīng)中冷器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與燃油混合燃燒。
【文檔編號(hào)】F01N9/00GK203925695SQ201420112219
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】苗壘, 陶建忠, 張展騰, 王東升, 王意寶, 唐蛟 申請(qǐng)人:濰柴動(dòng)力股份有限公司