发动机后处理系统、控制方法及车辆与流程

专利2025-06-22  45


本申请涉及车辆,特别涉及一种发动机后处理系统、控制方法及车辆。


背景技术:

1、稀薄燃烧技术,以其出色的燃料经济性、热效率和较低的常规排放物排放,被视为汽油机未来发展的重要方向。然而,当发动机使用偏离理论空燃比的混合气运行时,传统的三效催化转化器的性能会受到限制,尤其是在处理氮氧化物(nox)方面,其转化效率显著下降。

2、相关技术中通过采用egr(exhaust gas recirculation,废气再循环系统)技术降低缸内燃烧温度,降低发动机nox原排,同时利用twc(three-way catalytic converter,三效催化转化器)将化学计量比下排气中尾气完成处理,此方法只适用于当量比燃烧天然气发动机,不适用于稀燃天然气发动机,限值了进一步提高天然气发动机热效率的可能性。

3、另一种方案是通过引入额外的还原剂,在scr(selective catalytic reduction,选择性催化还原)内以化学反应的形式将nox转化为氮气和水,以实现nox排放控制,但scr需要定期加注还原剂,且还原剂喷射系统控制复杂。同时,它系统体积大,对整车布置要求高,所以该方案在轻型乘用车上应用难度较大。


技术实现思路

1、本申请提供一种发动机后处理系统、控制方法及车辆,以解决相关技术中发动机尾气的排气效率低、控制难度大等问题。

2、本申请第一方面实施例提供一种发动机后处理系统,包括:发动机和发动机的排气歧管;转化器,其中,排气歧管与转化器通过主管路相连;脱氧组件,其中,脱氧组件设置于主管路上;旁通组件,其中,旁通组件与主管路相连,旁通组件的第一端设置于排气歧管与脱氧组件之间,旁通组件的第二端设置于脱氧组件与转化器之间;再生组件,用于脱氧组件中脱氧剂载体的再生;检测组件,用于检测脱氧组件与转化器之间的气体浓度;控制器,其中,控制器分别与脱氧组件、旁通组件、再生组件和检测组件相连,用于根据检测组件检测的气体浓度控制脱氧组件、旁通组件、再生组件和检测组件的至少一个处理发动机尾气。

3、可选地,脱氧组件包括第一控制阀和脱氧器,其中,控制阀用于控制脱氧器管路的开闭,脱氧器用于对发动机尾气进行脱氧处理。

4、可选地,再生组件包括曲轴箱通风系统、储气罐、第二控制阀和第三控制阀,其中,第二控制阀用于控制曲轴箱通风系统与脱氧器之间管路的通断,第三控制阀用于控制储气罐与脱氧器之间管路的通断。

5、可选地,检测组件包括第一氧气浓度传感器、第二氧气浓度传感器和nox浓度传感器,其中,第一氧气浓度传感器设置于脱氧器与第二端之间的管路上,第二氧气浓度传感器和nox浓度传感器设置于第二端和转化器之间的管路上,第一氧气浓度传感器用于检测脱氧剂载体后的第一氧气分压,第二氧气浓度传感器用于检测第二端点后主管路上的第二氧气分压,第一氧气浓度传感器用于第二端点后主管路上的nox分压。

6、可选地,旁通组件包括旁通管路和设置于旁通管路上的旁通阀,其中,旁通阀用于控制旁通管路的开闭。

7、本申请第二方面实施例提供一种车辆,包括:如上述实施例的发动机后处理系统。

8、本申请第三方面实施例提供一种发动机后处理系统的控制方法,该方法用于上述实施例的发动机后处理系统的控制,包括以下步骤:获取发动机的空燃比和脱氧剂载体后的第一氧气分压;根据空燃比和第一氧气分压确定发动机后处理系统的目标工况;根据目标工况控制发动机后处理系统执行目标处理动作。

9、可选地,目标工况包括第一至第三工况,根据空燃比和第一氧气分压确定发动机后处理系统的目标工况,包括:若空燃比小于或等于预设值,则确定目标工况为第一工况;若空燃比大于预设值、且第一氧气分压小于分压阈值,则确定目标工况为第二工况;若空燃比大于预设值、且第一氧气分压大于或等于分压阈值,则确定目标工况为第三工况。

10、可选地,根据目标工况控制发动机后处理系统执行目标处理动作,包括:若目标工况为第一工况,则控制旁通阀开启和第一至第三控制阀关闭;若目标工况为第二工况,则在第二氧气分压大于nox分压时,控制第一控制阀开度增大、旁通阀开度减小、第二与第三控制阀关闭,在第二氧气分压与nox分压相等时,控制第一控制阀与述旁通阀的当前开度不变和第二与第三控制阀关闭;若目标工况为第三工况,则在第二氧气分压大于nox分压时,控制第一控制阀开度最大、第二控制阀开度增大、旁通阀与第三控制阀关闭,在第二氧气分压与nox分压相等时,控制第一控制阀开度最大、第二控制阀开度不变、旁通阀与第三控制阀关闭,在第二氧气分压小于nox分压相等时,控制第一控制阀开度最大、第二控制阀开度减小、旁通阀与第三控制阀关闭。

11、可选地,在控制第一控制阀开度最大、第二控制阀开度增大、旁通阀与第三控制阀关闭之后,还包括:识别第二控制阀的当前开度;若当前开度为最大开度,则控制第三控制阀的开度最大。

12、由此,本申请包括如下有益效果:

13、本申请实施例通过脱氧组件的精准控制,可以调节进入转化器前的氧气分压,从而优化转化器发动机尾气的转化效率,且再生组件确保脱氧剂载体能够持续再生,避免了因脱氧剂失活而导致的系统性能衰退,延长了使用寿命,控制器集成的智能控制策略,通过实时监测气体浓度并动态调整旁通组件的开度,减少了系统整体的体积和复杂度,降低了制造和维护成本。由此,解决了相关技术中发动机尾气的排气效率低、控制难度大等问题。

14、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。



技术特征:

1.一种发动机后处理系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的发动机后处理系统,其特征在于,所述脱氧组件包括第一控制阀和脱氧器,其中,所述控制阀用于控制所述脱氧器管路的开闭,所述脱氧器用于对所述发动机尾气进行脱氧处理。

3.根据权利要求2所述的发动机后处理系统,其特征在于,所述再生组件包括曲轴箱通风系统、储气罐、第二控制阀和第三控制阀,其中,所述第二控制阀用于控制所述曲轴箱通风系统与所述脱氧器之间管路的通断,所述第三控制阀用于控制所述储气罐与所述脱氧器之间管路的通断。

4.根据权利要求2所述的发动机后处理系统,其特征在于,所述检测组件包括第一氧气浓度传感器、第二氧气浓度传感器和nox浓度传感器,其中,所述第一氧气浓度传感器设置于所述脱氧器与所述第二端之间的管路上,所述第二氧气浓度传感器和所述nox浓度传感器设置于所述第二端和所述转化器之间的管路上,所述第一氧气浓度传感器用于检测脱氧剂载体后的第一氧气分压,所述第二氧气浓度传感器用于检测所述第二端点后主管路上的第二氧气分压,所述第一氧气浓度传感器用于所述第二端点后主管路上的nox分压。

5.根据权利要求1所述的发动机后处理系统,其特征在于,所述旁通组件包括旁通管路和设置于所述旁通管路上的旁通阀,其中,所述旁通阀用于控制所述旁通管路的开闭。

6.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1-5任意一项所述的发动机后处理系统。

7.一种发动机后处理系统的控制方法,其特征在于,所述方法用于权利要求1-5任意一项所述的发动机后处理系统的控制,其中,所述方法包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的发动机后处理系统的控制方法,其特征在于,所述目标工况包括第一至第三工况,所述根据所述空燃比和第一氧气分压确定所述发动机后处理系统的目标工况,包括:

9.根据权利要求8所述的发动机后处理系统的控制方法,其特征在于,所述根据所述目标工况控制所述发动机后处理系统执行目标处理动作,包括:

10.根据权利要求9所述的发动机后处理系统的控制方法,其特征在于,在控制所述第一控制阀开度最大、所述第二控制阀开度增大、所述旁通阀与第三控制阀关闭之后,还包括:


技术总结
本申请涉及车辆技术领域,特别涉及一种发动机后处理系统、控制方法及车辆,其中,系统包括:发动机和发动机的排气歧管;排气歧管与转化器通过主管路相连;脱氧组件设置于主管路上;旁通组件与主管路相连,其第一端设置于排气歧管与脱氧组件之间,第二端设置于脱氧组件与转化器之间;再生组件用于脱氧组件中脱氧剂载体的再生;检测组件用于检测脱氧组件与转化器之间的气体浓度;控制器分别与脱氧组件、旁通组件、再生组件和检测组件相连,用于根据检测组件检测的气体浓度控制脱氧组件、旁通组件、再生组件和检测组件的至少一个处理发动机尾气。由此,解决了相关技术中发动机尾气的排气效率低、控制难度大等问题。

技术研发人员:刘铭礼,段加全,钱丁超,刘耀东,马赫阳,张连方,贺振涛,张明旭
受保护的技术使用者:中国第一汽车股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-25607.html