車輛尾氣處理裝置和發(fā)動機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種車輛尾氣處理裝置及發(fā)動機系統(tǒng)，能減少催化劑活化時間來避免長時間將車輛尾氣回收在儲罐，并在理論空燃比下同時對發(fā)動機排放的尾氣和儲罐內(nèi)儲存的尾氣進行凈化，同時在發(fā)動機長時間處于低排溫的狀態(tài)下，避免車輛尾氣排放惡化。車輛尾氣處理裝置包括構(gòu)成三通管的空氣總管、第一空氣進入管和第二空氣進入管。在空氣總管與第一空氣進入管及第二空氣進入管的連接部位處設(shè)置有流量控制閥，在催化劑溫度沒有達到活性溫度下，控制部將流量控制閥切換為使外部空氣經(jīng)由第一空氣進入管進入發(fā)動機的排氣管中，在達到活性溫度下，控制部將流量控制閥切換為使外部空氣同時經(jīng)由第一空氣進入管和第二空氣進入管，分別進入發(fā)動機的排氣管和催化器中。
【專利說明】車輛尾氣處理裝置和發(fā)動機系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛尾氣處理裝置以及包括該車輛尾氣處理裝置的發(fā)動機系統(tǒng)，更具體來說，涉及一種減少或避免車輛尾氣在催化劑活化前直接向大氣排放的車輛尾氣處理裝置以及包括該車輛尾氣處理裝置的發(fā)動機系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著車輛數(shù)量越來越多，使用范圍越來越廣，車輛尾氣對世界環(huán)境造成的危害也越來越大。
[0003]為減小車輛尾氣對環(huán)境造成的污染，在車輛的排氣管上常常安裝有利用催化劑來對尾氣進行凈化的三元凈化器，不過，由于催化劑只有在達到活性溫度之后才能發(fā)揮其作用效果，因此，以往在催化劑達到活性之前的那段時間內(nèi)，尾氣并未得到有效的凈化。為消除上述時間段內(nèi)的尾氣所造成的影響，以往曾提出了推遲點火時刻來提高排氣溫度的方法，但在這種情況下反而會因HC和CO的排出量的增加而使排放惡化。
[0004]為徹底解決尾氣排放問題，在專利文獻I中提出了這樣的方法:在車輛上安裝可拆卸的壓力容器，將車輛尾氣全部收集到上述壓力容器中，在上述壓力容器裝滿尾氣之后，由集中收集站集中收集、更換上述壓力容器，以對所收集的車輛尾氣進行集中處理。不過，在這種情況下，對壓力容器進行全程回收和集中處理需要投入大量資金，而且每次壓力容器裝滿，就得去集中收集站更換，相當(dāng)不便。
[0005]鑒于專利文獻I存在上述問題， 申請人:曾提出將在催化器中的催化劑活化之前排放的車輛尾氣朝回氣管排出并收集在儲罐中，在催化劑活化之后，將儲罐中儲存的、未經(jīng)處理的車輛尾氣經(jīng)由單向閥輸送至催化器中凈化后朝大氣排出的技術(shù)方案。具體來說， 申請人:提出如下技術(shù)方案:包括尾氣管和設(shè)置在尾氣管上催化器，同時還包括:在尾氣管上設(shè)置于比催化器更靠尾氣排出方向下游側(cè)的第一部位的切換閥；一端經(jīng)由切換閥而與所述尾氣管連通，另一端則與催化器的尾氣排出方向上游側(cè)的入口連通的回氣管；設(shè)置在回氣管上的儲罐；在回氣管上設(shè)置于回氣管的另一端與儲罐之間的部位的第一單向閥；以及控制部，在發(fā)動機啟動后的規(guī)定時間內(nèi)，所述控制部將所述切換閥切換至第一狀態(tài)，在發(fā)動機啟動后的規(guī)定時間內(nèi)，控制部將切換閥切換至使尾氣不朝大氣排出而朝所述回氣管排出的第一狀態(tài)，在發(fā)動機啟動后經(jīng)過了規(guī)定時間之后，控制部將切換閥切換至使尾氣不朝回氣管排出而朝大氣排出的第二狀態(tài)。
[0006]專利文獻1:CN102128067A
[0007] 申請人:提出的上述技術(shù)方案能夠以較低的成本有效地減少車輛尾氣造成的污染，但是，在上述技術(shù)方案中仍舊有可以加以改進的余地。
[0008].在對催化劑活性前的尾氣進行回收時，由于催化器中的催化劑活化需要較長的時間，因此，若長時間對上述車輛尾氣進行回收，則一方面增大了儲罐的體積，同時儲罐內(nèi)的壓力也容易過高而突破安全壓力。
[0009].在催化劑活化之后，將儲罐內(nèi)的氣體通過催化器中的催化劑凈化后朝大氣排出時，催化劑在同一時間既要對發(fā)動機排放的尾氣進行處理，又要對儲罐內(nèi)儲存的尾氣進行處理，從而導(dǎo)致催化劑的凈化效率出現(xiàn)下降。 申請人:在對凈化效率降低的原因進行深入研究后，認為這是由于在催化器中進行凈化的混合氣體的濃度過高、該濃度偏離理論空燃比的緣故。
[0010].在系統(tǒng)運行以后，由于發(fā)動機所處的工作狀況不同，會導(dǎo)致排氣溫度處于不同的溫度區(qū)間，因而會直接對催化劑的溫度造成影響。也就是說，當(dāng)發(fā)動機長時間處于低排溫(排氣溫度處于較低的區(qū)間)的狀態(tài)下，催化劑仍有可能從已活化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔罨癄顟B(tài)，進而造成車輛尾氣排放的惡化。
[0011]因此，如何減少催化劑活化的時間來避免長時間將車輛尾氣回收在儲罐中、如何使催化器中的催化劑在合理的理論空燃比下同時對發(fā)動機排放的尾氣和儲罐內(nèi)儲存的尾氣進行凈化、以及如何在發(fā)動機長時間處于低排溫的狀態(tài)下避免車輛尾氣排放惡化便成為亟待解決的問題

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種車輛尾氣處理裝置以及包括該車輛尾氣處理裝置的發(fā)動機系統(tǒng)，能在以較低的成本有效地減少車輛尾氣造成的污染的前提下，減少催化劑活化的時間來避免長時間將車輛尾氣回收在儲罐，并使催化器中的催化劑在合理的理論空燃比下同時對發(fā)動機排放的尾氣和儲罐內(nèi)儲存的尾氣進行凈化，同時能夠在發(fā)動機長時間處于低排溫的狀態(tài)下，避免車輛尾氣排放惡化而使排放效果最優(yōu)化。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面的車輛尾氣處理裝置包括:尾氣管，該尾氣管用于將從發(fā)動機排出的尾氣排出至大氣；催化器，該催化器設(shè)置在所述尾氣管上，以利用催化劑對尾氣進行凈化；切換閥，該切換閥在所述尾氣管上設(shè)置于比所述催化器更靠尾氣排出方向下游側(cè)的第一部位；回氣管，該回氣管的一端經(jīng)由所述切換閥而與所述尾氣管連通，另一端則與所述催化器的尾氣排出方向上游側(cè)的入口連通，或與所述尾氣管的比所述催化器更靠尾氣排出方向上游側(cè)的第二部位連通；儲罐，該儲罐設(shè)置在所述回氣管上；第一單向閥，該第一單向閥在所述回氣管上設(shè)置于所述回氣管的另一端與所述儲罐之間的部位，以防止尾氣從所述回氣管的另一端經(jīng)由所述儲罐向所述回氣管的一端流動；以及控制部，所述控制部能使所述切換閥在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間切換，其中，在所述第一狀態(tài)下，所述切換閥使尾氣不朝大氣排出而朝所述回氣管排出，在所述第二狀態(tài)下，所述切換閥使尾氣不朝所述回氣管排出而朝大氣排出，其特征是，所述車輛尾氣處理裝置還包括空氣進氣通路，該空氣進氣通路具有構(gòu)成三通管的空氣總管、第一空氣進入管和第二空氣進入管，所述第一空氣進入管的一端與所述空氣總管連通，另一端與所述發(fā)動機的、和所述車輛尾氣處理裝置的所述尾氣管連通的排氣管相連通，所述第二空氣進入管的一端與所述空氣總管連通，另一端與所述催化器相連通，在所述空氣總管與所述第一空氣進入管的一端及所述第二空氣進入管的一端的連接部位處設(shè)置有流量控制閥，在所述第一狀態(tài)下，所述控制部將所述流量控制閥切換為使外部空氣從所述空氣總管經(jīng)由所述第一空氣進入管進入所述發(fā)動機的所述排氣管中，在所述第二狀態(tài)下，所述控制部將所述流量控制閥切換為使外部空氣從所述空氣總管同時經(jīng)由所述第一空氣進入管和所述第二空氣進入管，分別進入所述發(fā)動機的所述排氣管和所述催化器中。
[0014]本發(fā)明第二方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第一方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，所述車輛尾氣裝置設(shè)置有用于對所述儲罐內(nèi)的尾氣壓力進行檢測的第一壓力傳感器和用于對從所述發(fā)動機的所述排氣管經(jīng)由所述尾氣管進入所述催化器的氣體壓力進行檢測的第二壓力傳感器，在所述第二狀態(tài)下，所述控制部對所述流量控制閥的開度、即流向所述第一空氣進入管的外部空氣的量與流向所述第二空氣進入管的外部空氣的量間的關(guān)系進行控制，以使從所述儲罐經(jīng)由所述回氣管進入所述催化器的氣體壓力接近于由所述第二壓力傳感器檢測出的所述氣體壓力。
[0015]本發(fā)明第三方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第一方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，所述車輛尾氣處理裝置還包括溫度傳感器，該溫度傳感器用于檢測流經(jīng)所述催化器的尾氣的溫度，若所述溫度傳感器檢測到的溫度沒有達到催化劑的活性溫度，則所述控制部將所述切換閥切換至所述第一狀態(tài)，若所述溫度傳感器檢測到的溫度達到催化劑的活性溫度，則所述控制部將所述切換閥切換至所述第二狀態(tài)。
[0016]本發(fā)明第四方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第一方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，在所述空氣總管的入口處設(shè)置有空氣壓縮泵，以將外部空氣抽吸至空氣總管中，在所述第一空氣進入管的中途設(shè)置有第二單向閥，在所述第二空氣進入管的中途設(shè)置有第三單向閥，所述第二單向閥和所述第三單向閥均用于防止從外部進入的外部空氣逆流。
[0017]本發(fā)明第五方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第四方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，所述回氣管的另一端與所述催化器的尾氣排出方向上游側(cè)的入口連通，在所述尾氣管的比所述催化器更靠尾氣排出方向上游側(cè)的部位設(shè)置有第四單向閥，以防止尾氣向發(fā)動機逆流。
[0018]本發(fā)明第六方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第四方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，所述回氣管的另一端與所述尾氣管的比所述催化器更靠尾氣排出方向上游側(cè)的第二部位連通，在所述尾氣管的比所述第二部位更靠尾氣排出方向上游側(cè)的部位設(shè)置有第四單向閥，以防止尾氣向發(fā)動機逆流。
[0019]本發(fā)明第七方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第一方面至第六方面中任一方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，在所述回氣管上，在所述回氣管的一端與所述儲罐之間設(shè)置有用于將尾氣壓縮后輸送至所述儲罐的尾氣壓縮泵，在所述回氣管上，在所述儲罐與所述單向閥之間設(shè)置有排氣閥，在所述儲罐上連接有泄壓回路，在該泄壓回路上設(shè)有泄壓閥。
[0020]本發(fā)明第八方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第一方面至第六方面中任一方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，所述切換閥設(shè)置在所述催化器的尾氣排出方向下游側(cè)的出口附近。
[0021]本發(fā)明第九方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第七方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，所述尾氣壓縮泵設(shè)置在所述儲罐的使尾氣流入的入口附近。
[0022]本發(fā)明第十方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第七方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，所述排氣閥設(shè)置在所述儲罐的使尾氣流出的出口附近。
[0023]本發(fā)明第十一方面的車輛尾氣處理裝置是在本發(fā)明第二方面的車輛尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征是，所述流量控制閥的開度是通過下式進行控制的，α % = τ % +Z(S(V排氣閥))+ [Q (轉(zhuǎn)速，負荷)+W (J (V空氣壓縮栗))]X R[f (V13)/f (V14)L其中:
[0024]τ %:基礎(chǔ)開度；
[0025]V排氣w:排氣閥的驅(qū)動電壓；
[0026]S O:排氣閥的驅(qū)動電壓與排氣閥的排出氣體濃度之間所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系；
[0027]Z O:根據(jù)排氣閥的排出氣體的濃度所確定的流量控制閥的開度補正；
[0028]Q (轉(zhuǎn)速，負荷):根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(轉(zhuǎn)速、負荷)所確定的流量控制閥的開度補正；
[0029]Vstos:空氣壓縮泵的輸出電壓；
[0030]J ():空氣壓縮泵的驅(qū)動電壓與抽吸到的空氣量之間所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系；
[0031]W O:根據(jù)空氣壓縮泵抽吸到的空氣量所確定的流量控制閥的開度補正；
[0032]V13、V14:空燃比傳感器的輸出電壓；
[0033]f (V13)、f (V14):空燃比傳感器的輸出電壓與被測氣體的濃度之間所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系;
[0034]R O:由空燃比傳感器間的濃度比例所確定的流量控制閥的開度系數(shù)。
[0035]本發(fā)明第十二方面的發(fā)動機系統(tǒng)包括發(fā)動機和本發(fā)明第一方面至第十一方面中任一項所述的車輛尾氣處理裝置，該車輛尾氣處理裝置的尾氣管與所述發(fā)動機的排氣口連通。
[0036]通過如上所述構(gòu)成，能使在催化劑活化前的氣體(空氣+尾氣)儲存在儲罐中，同時，由于尾氣在進入催化器前的發(fā)動機的排氣管中與外部空氣混合，因此，車輛尾氣中沒有燃燒完全的燃料與外部空氣接觸后，進一步與其中的氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，而產(chǎn)生熱量。通過這種燃燒產(chǎn)生的熱量，能夠迅速提高催化劑的溫度，藉此來縮短催化劑活化所需要的時間，從而大量減少氣體存儲的量。
[0037]此外，通過如上所述構(gòu)成，能防止儲存在儲罐內(nèi)的壓力過高，來防止壓力突破安全壓力范圍。
[0038]通過如上所述構(gòu)成，進入發(fā)動機的排氣管中的外部空氣與從發(fā)動機中產(chǎn)生的車輛尾氣混合，車輛尾氣中沒有燃燒完全的燃料與外部空氣接觸后，進一步與其中的氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，而產(chǎn)生熱量，并通過這種燃燒產(chǎn)生的熱量，來保持催化器中的催化劑的溫度。同時，由于在催化劑活化前儲存在儲罐中的氣體(尾氣+空氣)的壓力比從發(fā)動機中產(chǎn)生的車輛尾氣的壓力大，因此，通過適當(dāng)增加外部空氣，來確保兩者的氣體壓力大致相同，以避免氣體倒灌。另外，進入催化器中的空氣與從儲罐中排出的氣體(尾氣+空氣)及從發(fā)動機的排氣管排出的氣體(尾氣+空氣)混合，來調(diào)節(jié)在催化器中的混合氣體的濃度，以使其處于理論空燃比，從而能使催化劑的轉(zhuǎn)換效率維持在較高的水平。
[0039]此外，根據(jù)如上所述設(shè)置的發(fā)動機系統(tǒng)，由于在該發(fā)動機系統(tǒng)中增加了催化劑活性的實時判斷，并依據(jù)活性判斷結(jié)果，使發(fā)動機系統(tǒng)在催化劑活化對策和催化劑非活化對策這兩種運行狀態(tài)下進行實時切換，以使排放效果最優(yōu)化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是表示本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。[0041]圖2是表示本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)包括的車輛尾氣處理裝置的動作流程的流程圖。
[0042]圖3是表示本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)在催化器中的催化劑活化前的氣體(空氣+尾氣)的流動路徑的示意圖，此時，儲罐內(nèi)的壓力尚未達到臨界安全壓力。
[0043]圖4是表示本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)在催化器中的催化劑活化前的氣體(空氣+尾氣)的流動路徑的示意圖，此時，儲罐內(nèi)的壓力達到臨界安全壓力。
[0044]圖5是表示本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)在催化器中的催化劑活化后的氣體(空氣+尾氣)的流動路徑的示意圖，此時，儲罐內(nèi)尚有氣體(空氣+尾氣)，壓力不為零。
[0045]圖6是表示本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)在催化器中的催化劑活化后的氣體(空氣+尾氣)的流動路徑的示意圖，此時，儲罐內(nèi)沒有氣體，壓力為零。
【具體實施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0047]首先，參照圖1，對本實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)進行說明。
[0048]如圖1所示，本實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)包括車輛尾氣處理裝置I和發(fā)動機2，其中，車輛尾氣處理裝置I包括尾氣管101和催化器102，所述尾氣管101用于將從發(fā)動機2的排氣口排出的尾氣沿著圖1中的粗虛線箭頭排出至大氣，所述催化器102設(shè)置在所述尾氣管101的中途，以利用三元催化劑對流過的尾氣進行凈化。另外，所述尾氣管101包括第一尾氣管IOla和第二尾氣管101b，所述第一尾氣管IOla的一端(圖1中的左端)與大氣連通，另一端(圖1中的右端)與所述催化器102的尾氣排出方向下游側(cè)的出口 1020UT連通，所述第二尾氣管IOlb的一端(圖1中的左端)與所述催化器102的尾氣排出方向上游側(cè)的入口102IN連通，另一端(圖1中的右端)與發(fā)動機2的排氣管連通。
[0049]在所述發(fā)動機2的排氣管的中途，設(shè)置有第一空氣進入管TA1。在車輛尾氣處理裝置I所包括的催化器102上，設(shè)置有第二空氣進入管TA2。所述第一空氣進入管TAl和所述第二空氣進入管TA2與空氣總管MA連通。
[0050]在所述第一空氣進入管ATl的中途設(shè)置有單向閥(第二單向閥)VAl，在所述第二空氣進入管AT2的中途設(shè)置有單向閥(第三單向閥)VA2。在所述空氣總管MA與所述第一空氣進入管TAl及所述第二空氣進入管TA2的連通部位處設(shè)置有流量控制閥VI，該流量控制閥Vl能對從外部進入空氣總管MA的空氣向所述第一空氣進入管TAl進入的量及向所述第二空氣進入管TA2進入的量的比例進行調(diào)節(jié)。在所述空氣總管MA的空氣入口處設(shè)置有空氣壓縮泵PA。
[0051]另外，上述車輛尾氣處理裝置I還包括:切換閥103，該切換閥103在所述尾氣管101 (具體是第一尾氣管IOla)上設(shè)置于比所述催化器102更靠尾氣排出方向下游側(cè)(即圖1中的左側(cè))的第一部位；回氣管104，該回氣管104的一端經(jīng)由所述切換閥103而與所述尾氣管101連通，另一端則與所述催化器102的尾氣排出方向上游側(cè)的入口 102IN連通；儲罐105，該儲罐105設(shè)置在所述回氣管104的中途；單向閥(第一單向閥)V4，該單向閥V4在所述回氣管104上設(shè)置于所述回氣管104的另一端與所述儲罐105之間的部位，以防止尾氣從所述回氣管104的另一端經(jīng)由所述儲罐105向所述回氣管104的一端流動。在圖1所示的例子中，作為切換閥103，使用了二位三通電磁閥，在催化劑的預(yù)熱期間，將所述切換閥103切換至使P-B管路連通的第一狀態(tài)，以使尾氣不朝大氣排出而朝所述回氣管104排出，在催化劑的預(yù)熱期間之后，將所述切換閥103切換至使P-A管路的第二狀態(tài)，以使尾氣不朝所述回氣管104排出而朝大氣排出。
[0052]另外，上述車輛尾氣處理裝置I還包括溫度傳感器Tl，該溫度傳感器Tl用于檢測流經(jīng)所述催化器102的尾氣的溫度。
[0053]另外，上述車輛尾氣處理裝置I中，在所述回氣管104上，在所述回氣管104的一端與所述儲罐105之間設(shè)置有用于將尾氣壓縮后輸送至所述儲罐105的壓縮泵106，并且，在所述儲罐105與所述單向閥V4之間設(shè)置有排氣閥V2，在所述儲罐105上連接有泄壓回路，在該泄壓回路上設(shè)有泄壓閥V3。
[0054]另外，上述車輛尾氣處理裝置I還包括壓力傳感器Pl和壓力傳感器P2，所述壓力傳感器Pl用于檢測所述儲罐105內(nèi)的尾氣的壓力，所述壓力傳感器P2用于檢測所述第二尾氣管IOlb內(nèi)的尾氣的壓力。在本實施方式中，壓力傳感器Pl設(shè)置在儲罐105內(nèi)，壓力傳感器P2設(shè)置在第一尾氣管IOla上。
[0055]另外，雖未圖示，但本實施方式的車輛尾氣處理裝置I還包括對車輛尾氣處理裝置I的各個部件進行控制的控制部。
[0056]以下，參照圖2，并結(jié)合圖3?圖6，對本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)所進行的控制流程、以及氣體(空氣十尾氣)在不同情況下的流動路徑進行說明。
[0057]如圖2所示,在發(fā)動機啟動(步驟S100)后,對電磁閥103 (二位三通電磁閥)通電(步驟S110)，所述控制部預(yù)先將所述切換閥103切換至P — B管路連通(儲氣回路(第一狀態(tài)))。
[0058]接著，發(fā)動機2點火(步驟S120)，所述控制部對所述發(fā)動機2是否點火成功進行判斷(步驟S130)。
[0059]當(dāng)控制部判斷為所述發(fā)動機2點火失敗(在步驟S130中判斷為“否”)時，控制部結(jié)合啟動失敗策略進行控制(步驟S140)，并再次點火(步驟S120)。
[0060]直至所述控制部判斷為所述發(fā)動機2成功點火(在步驟S130中判斷為“是”)后，對催化劑是否為活化狀態(tài)進行判斷(步驟S200)。
[0061]當(dāng)控制部判斷為催化劑處于非活化狀態(tài)(在步驟S200中判斷為“否”)時，所述控制部使所述壓縮泵(尾氣壓縮泵)106工作(步驟S211 )，同時，所述控制部使所述空氣壓縮泵PA工作(步驟S212)。
[0062]在初始狀態(tài)下，此時，設(shè)置在所述空氣總管MA與所述第一空氣進入管TAl及所述第二空氣進入管TA2的連通部位處的流量控制閥Vl被控制成使外部空氣在所述空氣壓縮泵PA的抽吸作用下，從所述空氣總管MA，經(jīng)由所述第一空氣進入管TA1，進入發(fā)動機2的排氣管。此時，從發(fā)動機2中產(chǎn)生的車輛尾氣與所述外部空氣在發(fā)動機2的排氣管中混合，并在尾氣壓縮泵106的抽吸作用下，經(jīng)過所述催化器102，并經(jīng)由此時的P — B管路連通而從所述回氣管104進入所述儲罐105，并儲存在其中。
[0063]由于在催化劑活化前,外部空氣從所述空氣總管MA經(jīng)由第一空氣進入管TAl，進入發(fā)動機2的排氣管，并在其中與發(fā)動機2中產(chǎn)生的車輛尾氣混合，因此，車輛尾氣中沒有燃燒完全的燃料與外部空氣接觸后，進一步與其中的氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，而產(chǎn)生熱量。通過這種燃燒產(chǎn)生的熱量，能夠迅速提高催化劑的溫度，藉此來縮短催化劑活化所需要的時間。
[0064]接著，所述控制部對儲罐105內(nèi)儲存的氣體的壓力是否超過臨界安全壓力進行判斷(步驟S300)。
[0065]在所述控制部判斷為儲罐105內(nèi)的氣體壓力沒有超過臨界安全壓力(步驟S300中判斷為“否”)時，所述控制部判斷發(fā)動機2是否有停止信號(步驟S310)。
[0066]在所述控制部判斷為發(fā)動機2有停止信號(步驟S310中判斷為“是”)時，所述控制部使所述發(fā)動機2熄火(步驟S311)，并且使所述尾氣壓縮泵106停止(步驟S312)，同時使空氣壓縮泵PA停止(步驟S313)。接著，所述控制部使電磁閥103 (二位三通電磁閥)斷電(步驟S314)，所述控制部將所述切換閥103切換至P — A管路連通(排氣回路(第二狀態(tài)))。
[0067]在所述控制部判斷為發(fā)動機2沒有停止信號(步驟S310中判斷為“否”)時，所述控制部繼續(xù)返回步驟S200，繼續(xù)對催化劑是否為活化狀態(tài)進行判斷。
[0068]在步驟S300中，當(dāng)所述控制部判斷為儲罐105內(nèi)的氣體壓力超過臨界安全壓力(步驟S300中判斷為“是”)時，所述控制部使所述泄壓閥V3工作(步驟S320)，來將儲罐105內(nèi)的氣體壓力排出。
[0069]接著，所述控制部對催化劑是否為活化狀態(tài)進行判斷(步驟S321)。在所述控制部判斷為催化劑已處于活化狀態(tài)(步驟S321中判斷為“是”)時，則進入后述的在催化劑活化狀態(tài)下的控制步驟。
[0070]在所述控制部判斷為催化劑仍處于非活化狀態(tài)(步驟S321中判斷為“否”)時，所述控制部對儲罐105內(nèi)儲存的氣體的壓力是否處于安全壓力區(qū)域進行判斷(步驟S322)。
[0071]在所述控制部判斷為儲罐105內(nèi)的氣體壓力仍沒有處于安全壓力區(qū)域(步驟S322中判斷為“否”)時，回到步驟S321，使所述控制部使所述泄壓閥V3工作，來將儲罐105內(nèi)的氣體壓力排出。
[0072]在所示控制部判斷為儲罐105內(nèi)的氣體壓力已處于安全壓力區(qū)域(步驟S322中判斷為“是”)時，所示控制部使所示泄壓閥V3停止(步驟S323)，接著進入所述的步驟S310，來判斷發(fā)動機2是否有停止信號。
[0073]在反復(fù)執(zhí)行步驟S200、步驟S211、步驟S212、步驟S300、步驟S31、步驟S200、......時，如圖3中的虛線所示，設(shè)置在所述空氣總管MA與所述第一空氣進入管TAl及所述第二空氣進入管TA2的連通部位處的流量控制閥Vl被控制成使外部空氣在所述空氣壓縮泵PA的抽吸作用下，從所述空氣總管MA，經(jīng)由所述第一空氣進入管TA1，進入發(fā)動機2的排氣管。此時，從發(fā)動機2中產(chǎn)生的車輛尾氣與所述外部空氣在發(fā)動機2的排氣管中混合，并在尾氣壓縮泵106的抽吸作用下，經(jīng)過所述催化器102，并經(jīng)由此時的P — B管路連通而從所述回氣管104進入所述儲罐105，并儲存在其中。
[0074]通過如上所述構(gòu)成，能使在催化劑活化前的氣體(空氣+尾氣)儲存在儲罐105中，同時，由于尾氣在進入催化器102前的發(fā)動機2的排氣管中與外部空氣混合，因此，車輛尾氣中沒有燃燒完全的燃料與外部空氣接觸后，進一步與其中的氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，而產(chǎn)生熱量。通過這種燃燒產(chǎn)生的熱量，能夠迅速提高催化劑的溫度，藉此來縮短催化劑活化所需要的時間。
[0075]在反復(fù)執(zhí)行步驟S300、步驟S320、步驟S321、步驟S322、步驟S320、......時，如圖
4中的虛線所示，設(shè)置在所述空氣總管MA與所述第一空氣進入管TAl及所述第二空氣進入管TA2的連通部位處的流量控制閥Vl被控制成使外部空氣在所述空氣壓縮泵PA的抽吸作用下，從所述空氣總管MA，經(jīng)由所述第一空氣進入管TA1，進入發(fā)動機2的排氣管。此時，從發(fā)動機2中產(chǎn)生的車輛尾氣與所述外部空氣在發(fā)動機2的排氣管中混合，并在尾氣壓縮泵106的抽吸作用下，經(jīng)過所述催化器102，并經(jīng)由此時的P — B管路連通而從所述回氣管104進入所述儲罐105，同時通過泄壓閥V3排出到外部。
[0076]通過如上所述構(gòu)成，能防止儲存在儲罐105內(nèi)的壓力過高，來防止壓力突破安全壓力范圍。
[0077]接著，在步驟S200或步驟S321中判斷為催化劑已處于活性狀態(tài)(步驟S200、步驟S321中判斷為“是”)時，所述控制部使電磁閥103 (二位三通電磁閥)斷電(步驟S350)，所述控制部將所述切換閥103切換至P — A管路連通(排氣回路(第二狀態(tài)))(步驟S221)，接著，使所述尾氣壓縮泵106停止(步驟S222)。
[0078]此時，所述控制部使所述流量控制閥Vl工作(步驟S223 )，流量控制閥Vl結(jié)合控制策略在0%~100%內(nèi)調(diào)節(jié)(步驟S224)。
[0079]具體來說，所述控制策略的控制方法如下式所示。
[0080][計算式I]
[0081]流暈控制閥的開度(α %)計算公式:
[0082]
【權(quán)利要求】
1.一種車輛尾氣處理裝置，包括: 尾氣管，該尾氣管用于將從發(fā)動機排出的尾氣排出至大氣； 催化器，該催化器設(shè)置在所述尾氣管上，以利用催化劑對尾氣進行凈化； 切換閥，該切換閥在所述尾氣管上設(shè)置于比所述催化器更靠尾氣排出方向下游側(cè)的第一部位； 回氣管，該回氣管的一端經(jīng)由所述切換閥而與所述尾氣管連通，另一端則與所述催化器的尾氣排出方向上游側(cè)的入口連通，或與所述尾氣管的比所述催化器更靠尾氣排出方向上游側(cè)的第二部位連通； 儲罐，該儲罐設(shè)置在所述回氣管上； 第一單向閥，該第一單向閥在所述回氣管上設(shè)置于所述回氣管的另一端與所述儲罐之間的部位，以防止尾氣從所述回氣管的另一端經(jīng)由所述儲罐向所述回氣管的一端流動；以及 控制部，所述控制部能使所述切換閥在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間切換，其中，在所述第一狀態(tài)下，所述切換閥使尾氣不朝大氣排出而朝所述回氣管排出，在所述第二狀態(tài)下，所述切換閥使尾氣不朝所述回氣管排出而朝大氣排出， 其特征在于， 所述車輛尾氣處理裝置還包括空氣進氣通路，該空氣進氣通路具有構(gòu)成三通管的空氣總管、第一空氣進入管和第二空氣進入管， 所述第一空氣進入管的一端與所述空氣總管連通，另一端與所述發(fā)動機的、和所述車輛尾氣處理裝置的所述尾氣管連通的排氣管相連通， 所述第二空氣進入管的一端與所述空氣總管連通，另一端與所述催化器相連通，在所述空氣總管與所述第一空氣進入管的一端及所述第二空氣進入管的一端的連接部位處設(shè)置有流量控制閥， 在所述第一狀態(tài)下，所述控制部將所述流量控制閥切換為使外部空氣從所述空氣總管經(jīng)由所述第一空氣進入管進入所述發(fā)動機的所述排氣管中， 在所述第二狀態(tài)下，所述控制部將所述流量控制閥切換為使外部空氣從所述空氣總管同時經(jīng)由所述第一空氣進入管和所述第二空氣進入管，分別進入所述發(fā)動機的所述排氣管和所述催化器中。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 所述車輛尾氣裝置設(shè)置有用于對所述儲罐內(nèi)的尾氣壓力進行檢測的第一壓力傳感器和用于對從所述發(fā)動機的所述排氣管經(jīng)由所述尾氣管進入所述催化器的氣體壓力進行檢測的第二壓力傳感器， 在所述第二狀態(tài)下，所述控制部對所述流量控制閥的開度、即流向所述第一空氣進入管的外部空氣的量與流向所述第二空氣進入管的外部空氣的量間的關(guān)系進行控制，以使從所述儲罐經(jīng)由所述回氣管進入所述催化器的氣體壓力接近于由所述第二壓力傳感器檢測出的所述氣體壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 所述車輛尾氣處理裝置還包括溫度傳感器，該溫度傳感器用于檢測流經(jīng)所述催化器的尾氣的溫度，若所述溫度傳感器檢測到的溫度沒有達到催化劑的活性溫度，則所述控制部將所述切換閥切換至所述第一狀態(tài)， 若所述溫度傳感器檢測到的溫度達到催化劑的活性溫度，則所述控制部將所述切換閥切換至所述第二狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 在所述空氣總管的入口處設(shè)置有空氣壓縮泵，以將外部空氣抽吸至空氣總管中， 在所述第一空氣進入管的中途設(shè)置有第二單向閥， 在所述第二空氣進入管的中途設(shè)置有第三單向閥， 所述第二單向閥和所述第三單向閥均用于防止從外部進入的外部空氣逆流。
5.如權(quán)利 要求4所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 所述回氣管的另一端與所述催化器的尾氣排出方向上游側(cè)的入口連通，在所述尾氣管的比所述催化器更靠尾氣排出方向上游側(cè)的部位設(shè)置有第四單向閥，以防止尾氣向發(fā)動機逆流。
6.如權(quán)利要求4所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 所述回氣管的另一端與所述尾氣管的比所述催化器更靠尾氣排出方向上游側(cè)的第二部位連通， 在所述尾氣管的比所述第二部位更靠尾氣排出方向上游側(cè)的部位設(shè)置有第四單向閥，以防止尾氣向發(fā)動機逆流。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 在所述回氣管上，在所述回氣管的一端與所述儲罐之間設(shè)置有用于將尾氣壓縮后輸送至所述儲罐的尾氣壓縮泵， 在所述回氣管上，在所述儲罐與所述單向閥之間設(shè)置有排氣閥， 在所述儲罐上連接有泄壓回路，在該泄壓回路上設(shè)有泄壓閥。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 所述切換閥設(shè)置在所述催化器的尾氣排出方向下游側(cè)的出口附近。
9.如權(quán)利要求7所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 所述尾氣壓縮泵設(shè)置在所述儲罐的使尾氣流入的入口附近。
10.如權(quán)利要求7所述的車輛尾氣處理裝置，其特征在于， 所述排氣閥設(shè)置在所述儲罐的使尾氣流出的出口附近。
11.如權(quán)利要求2所述的車輛尾氣裝置，其特征在于， 所述流量控制閥的開度是通過下式進行控制的， α % =τ %+Z(S(V排氣閥))+ [Q(轉(zhuǎn)速，負荷)+W(J(V空氣壓縮栗))]XR[f(V13)/f(V14)]，其中: τ %:基礎(chǔ)開度； Vftnw:排氣閥的驅(qū)動電壓； s O:排氣閥的驅(qū)動電壓與排氣閥的排出氣體濃度之間所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系； ζ O:根據(jù)排氣閥的排出氣體的濃度所確定的流量控制閥的開度補正； Q (轉(zhuǎn)速，負荷):根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(轉(zhuǎn)速、負荷)所確定的流量控制閥的開度補正； V:空氣壓縮泵的輸出電壓；J ():空氣壓縮泵的驅(qū)動電壓與抽吸到的空氣量之間所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系； w O:根據(jù)空氣壓縮泵抽吸到的空氣量所確定的流量控制閥的開度補正； v13> V14:空燃比傳感器的輸出電壓； f (V13)、f (V14):空燃比傳感器的輸出電壓與被測氣體的濃度之間所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系； R O:由空燃比傳感器間的濃度比例所確定的流量控制閥的開度系數(shù)。
12.—種發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機和權(quán)利要求1至11中任一項所述的車輛尾氣處理裝置，該車輛尾氣處 理裝置的尾氣管與所述發(fā)動機的排氣口連通。
【文檔編號】F01N3/34GK103711553SQ201310409198
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】趙安成 申請人:日立汽車部件（蘇州）有限公司