本公開涉及用于凈化在車輛運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣中的有害物質(zhì)的裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

該部分的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，并且可不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

在車輛運(yùn)行過(guò)程中，由燃料的燃燒產(chǎn)生的排出廢氣包含根據(jù)車輛運(yùn)行的條件生成的對(duì)人體有害或者可污染大氣的常規(guī)排放物。顯著的常規(guī)排放物包括碳氧化物、氮氧化物等。

為了降低這些常規(guī)物質(zhì)的排放，車輛配備有各種排氣凈化設(shè)備或裝置，具體地，裝備有用于移除存在于廢氣中的氮氧化物(nox)的選擇性催化還原(scr)設(shè)備。

scr設(shè)備是這樣的設(shè)備，即，該設(shè)備用于通過(guò)向包含nox物質(zhì)的廢氣中噴射尿素溶液而形成尿素溶液和廢氣的混合物并允許混合物在穿過(guò)催化設(shè)備的過(guò)程中經(jīng)受化學(xué)反應(yīng)以變?yōu)樗偷獨(dú)鈦?lái)移除nox物質(zhì)。

同時(shí)，在這種scr設(shè)備的情況下，隨著尿素溶液與廢氣的混合比率越均勻，移除nox物質(zhì)的性能增強(qiáng)得越多，從而為了增強(qiáng)用于減少nox物質(zhì)的排氣凈化設(shè)備的性能，提高scr設(shè)備中的混合尿素溶液與廢氣的性能是一項(xiàng)重要任務(wù)。

如以上描述作為背景技術(shù)的僅是為了促進(jìn)對(duì)本公開的背景的更好理解，它不必被視為承認(rèn)它對(duì)應(yīng)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所已知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開提供一種排氣凈化裝置以及控制該裝置的方法，該排氣凈化裝置可有效提高混合廢氣與用于還原廢氣中的nox物質(zhì)的尿素溶液的性能。

根據(jù)本公開的用于車輛的排氣凈化裝置包括：噴射器，用于向排氣管中噴射尿素溶液，該噴射器以這樣的方式布置，即，通過(guò)噴射器的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)調(diào)整噴射角度；驅(qū)動(dòng)單元，布置為提供用于調(diào)整噴射器的噴射角度的驅(qū)動(dòng)力；以及控制單元，布置為基于廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值來(lái)確定噴射器的噴射角度，并且驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元以便控制噴射器的噴射角度。

排氣凈化裝置可進(jìn)一步包括密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件以這樣的方式布置在排氣管中用于噴射器的安裝部分處，該方式使得密封構(gòu)件可通過(guò)噴射器的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)變形，使得它在允許噴射器的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的同時(shí)密封噴射器的安裝部分。

密封構(gòu)件可布置為包圍噴射器的安裝部分并且至少部分地包圍噴射器。

控制單元可基于作為參數(shù)的來(lái)自噴射器的尿素溶液的噴射量以及廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值，來(lái)確定噴射器的噴射角度。

控制單元被布置為通過(guò)數(shù)據(jù)映射確定與廢氣的當(dāng)前空間速度匹配的噴射器的噴射角度，在該數(shù)據(jù)映射中，廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值被分箱(binned)，并且用于每個(gè)箱(bin)的噴射器的噴射角度被預(yù)先確定并存儲(chǔ)。

控制單元可確定噴射器的噴射角度，使得當(dāng)廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值增大時(shí)，噴射器的噴射角度減小。

排氣凈化裝置可進(jìn)一步包括連桿構(gòu)件，該連桿構(gòu)件用于向噴射器傳遞驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力。

驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置有執(zhí)行旋轉(zhuǎn)位移的旋轉(zhuǎn)臂，其中，該旋轉(zhuǎn)臂可布置為耦接至連桿構(gòu)件以傳遞驅(qū)動(dòng)力。

排氣凈化裝置可進(jìn)一步包括引導(dǎo)構(gòu)件，該引導(dǎo)構(gòu)件以突起的形狀形成以限制噴射器的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的范圍。

在本公開的另一方面中，控制用于車輛的排氣凈化裝置的方法包括：通過(guò)控制單元基于廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值來(lái)確定噴射器的用于向排氣管中噴射尿素溶液的噴射角度的步驟；以及通過(guò)控制單元控制噴射器的噴射角度的步驟?？刂茊卧?qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元并且控制噴射器的噴射角度，使得噴射器的噴射角度調(diào)整為在確定噴射角度的步驟中所確定的噴射角度。

在確定噴射角度的步驟中，控制單元可基于作為參數(shù)的噴射器的尿素溶液噴射量以及廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值，來(lái)確定噴射器的噴射角度。

在確定噴射角度的步驟中，控制單元可通過(guò)數(shù)據(jù)映射確定用于廢氣的當(dāng)前空間速度的噴射器的噴射角度，在該數(shù)據(jù)映射中，廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值被分箱，并且用于每個(gè)箱的噴射器的噴射角度被預(yù)先確定并存儲(chǔ)。

在確定噴射角度的步驟中，控制單元可控制噴射器使得當(dāng)廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值增大時(shí)，噴射器的噴射角度減小。

根據(jù)如上提及的排氣凈化裝置以及其控制方法，能夠有效增強(qiáng)混合廢氣與用于還原廢氣中的nox物質(zhì)的尿素溶液的性能。

具體地，根據(jù)廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值來(lái)控制噴射器的用于噴射尿素溶液的噴射角度，并且由此能夠有效增強(qiáng)可根據(jù)運(yùn)行條件而進(jìn)行各種改變的混合尿素溶液的性能。

具體地，當(dāng)廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值增加時(shí)，能夠通過(guò)控制尿素溶液噴射角度減小，來(lái)抑制或防止用于混合尿素溶液所期望的廢氣的流動(dòng)距離特別是由于廢氣的空間速度的增加而增加。

在另一形式中，噴射器布置為在排氣管中樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)，并且密封構(gòu)件布置在噴射器與排氣管之間的耦接部分處以允許噴射器樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)。因此，可在有效抑制或防止可出現(xiàn)在該耦接部分處的廢氣等的任意泄漏的同時(shí)，有效進(jìn)行噴射器的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。

此外，因?yàn)樘峁┯糜跇修D(zhuǎn)地移動(dòng)噴射器的驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臂，并且旋轉(zhuǎn)臂布置為經(jīng)由連桿構(gòu)件向噴射器提供驅(qū)動(dòng)力，所以不論驅(qū)動(dòng)單元與噴射器之間的距離由于噴射器的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)如何改變的事實(shí)如何，都能夠穩(wěn)定提供驅(qū)動(dòng)力。

從本文提供的描述中，進(jìn)一步領(lǐng)域的適用性將變得顯而易見。應(yīng)理解，描述和具體實(shí)例旨在僅用于舉例說(shuō)明，而并非旨在限制本公開的范圍。

附圖說(shuō)明

為了可充分理解本公開，現(xiàn)將參考附圖以實(shí)例的方式描述本公開的各種方式，其中：

圖1是示出用于車輛的排氣凈化裝置設(shè)置在廢氣的流動(dòng)通道中的構(gòu)造的示意圖；

圖2是示出尿素噴射器在廢氣的流動(dòng)通道中設(shè)置在用于車輛的排氣凈化裝置中的構(gòu)造的示圖；

圖3是示出尿素噴射器通過(guò)用于車輛的排氣凈化裝置中的驅(qū)動(dòng)單元樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)的示圖；以及

圖4是說(shuō)明控制用于車輛的排氣凈化裝置的方法的流程圖。

本文所描述的附圖僅用于說(shuō)明性目的，并非旨在以任何方式限制本公開的范圍。

具體實(shí)施方式

以下描述本質(zhì)上僅是示例性的，并非旨在限制本公開、應(yīng)用或用途。應(yīng)理解，貫穿附圖，相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)指代相同或相應(yīng)的部件和特征。

進(jìn)一步地，在本公開的描述中，當(dāng)其被確定為不必要地使本公開的范圍不清楚時(shí)，不提供相關(guān)已知構(gòu)造和功能的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1至圖3所示，根據(jù)本公開的用于車輛的排氣凈化裝置包括：噴射器150，用于向排氣管20中噴射尿素溶液，該噴射器以這樣的方式布置，即，通過(guò)噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)來(lái)調(diào)整噴射角度“α”；驅(qū)動(dòng)單元250，布置為提供用于調(diào)整噴射器150的噴射角度“α”的驅(qū)動(dòng)力；以及控制單元350，布置為根據(jù)廢氣的空間速度確定噴射器150的噴射角度“α”，并且驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元250以控制噴射器150的噴射角度“α”。

具體地，噴射器150被布置為以這樣的方式向排氣管20中噴射尿素溶液，即，由噴射器的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)控制噴射角度“α”。

如圖1至圖2所示，噴射器150布置在排氣管20的一部分中，以便噴射用于移除包含在廢氣中的nox物質(zhì)的尿素溶液。此外，噴射器150布置在催化劑設(shè)備的上游，以用于通過(guò)催化劑來(lái)進(jìn)行尿素溶液和廢氣的混合物的還原作用并且噴射尿素溶液。

另一方面，為了促進(jìn)尿素溶液與廢氣的混合，排氣凈化裝置可設(shè)置有混合器。在這種情況下，如圖1所示，噴射器150可位于混合器的上游。

在一個(gè)形式中，噴射器150可布置為指向廢氣流動(dòng)的下游，使得能夠抑制或防止由于廢氣流動(dòng)的影響，由噴射器150噴射的尿素溶液移動(dòng)回至噴射器150并粘附至噴射器150。然而，毋庸置疑，如果需要，噴射器150可布置為指向廢氣流動(dòng)的上游。

另一方面，噴射器150布置在排氣管20中以便樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)，使得通過(guò)噴射器的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)控制噴射角度“α”。為此，噴射器150鉸接至排氣管20的一點(diǎn)以便促進(jìn)其樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。圖1或圖3示出布置在排氣管20中的噴射器150樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)的狀態(tài)。

在一個(gè)形式中，噴射器150可布置在排氣管20的上端側(cè)，以便向廢氣的下游噴射尿素溶液。在該形式中，噴射器150布置為圍繞垂直于廢氣的流動(dòng)方向的中央軸線樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)。因此，噴射器150樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)，以便指向廢氣的上游或下游或者指向排氣管20的底表面。

同時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元250布置為提供用于調(diào)整噴射器150的噴射角度“α”的驅(qū)動(dòng)力。圖3示出用于向噴射器150提供驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)單元250，該驅(qū)動(dòng)單元布置在噴射器150的外圍部分處，即，排氣管20的外表面。

該驅(qū)動(dòng)單元250可設(shè)置為各種類型，諸如氣動(dòng)類型、機(jī)械類型等，并且可適于提供各種移動(dòng)，諸如旋轉(zhuǎn)或平移移動(dòng)等。圖3示出驅(qū)動(dòng)單元250的設(shè)置為電機(jī)的一個(gè)形式，其由控制單元350控制并提供旋轉(zhuǎn)力。

控制單元350布置為基于廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度的值確定噴射器150的噴射角度“α”，并且驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元250以便控制噴射器150的噴射角度“α”。

具體地，本公開的排氣凈化裝置是用于移除包含在廢氣中的nox物質(zhì)的裝置。該裝置形成由噴射器150噴射的尿素溶液與廢氣的混合物，并且混合物在穿過(guò)催化設(shè)備的過(guò)程中經(jīng)受化學(xué)反應(yīng)，并且因此移除該nox物質(zhì)。

本公開中使用的術(shù)語(yǔ)“nox物質(zhì)”統(tǒng)一涉及包含在車輛的廢氣中的不穩(wěn)定氮氧化物，并且通常包括一氧化氮、二氧化氮等。這種nox物質(zhì)將通過(guò)與尿素溶液的反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗偷獨(dú)?，并且隨后排出至車輛的外部。

在排氣凈化裝置中，當(dāng)從噴射器150噴射的尿素溶液與廢氣均勻混合時(shí)，通過(guò)催化劑它們的化學(xué)反應(yīng)量增加，并且由此移除nox物質(zhì)的效率增強(qiáng)。因此，有利的是，在排氣凈化裝置中，混合尿素溶液與廢氣的性能提高得更多。

另一方面，由于廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度取決于車輛的運(yùn)行條件而變化，所以在噴射器150與催化劑設(shè)備之間的有限距離內(nèi)產(chǎn)生的混合尿素溶液與廢氣的性能具體地取決于廢氣的空間速度而變化。

例如，當(dāng)廢氣的空間速度增加時(shí)，以相同噴射角度“α”噴射的將遍及所有廢氣擴(kuò)散的尿素溶液所期望的流動(dòng)距離增加，然而當(dāng)廢氣的空間速度降低時(shí)，以相同噴射角度“α”噴射的將遍及所有廢氣擴(kuò)散的尿素溶液所期望的流動(dòng)距離減小。

因此，在噴射器150的噴射角度“α”固定的條件下，在噴射器150與催化劑設(shè)備之間產(chǎn)生的混合尿素溶液與廢氣的性能是可變的。因此，在本公開的該形式中，噴射器150的噴射角度“α”被控制為取決于廢氣的空間速度而變化，使得混合尿素溶液與廢氣的性能改進(jìn)。

為此，控制單元350被布置為根據(jù)廢氣的空間速度而確定能夠樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)的噴射器150的噴射角度“α”，并且驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元250并樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)噴射器150，使得噴射器150以所確定的噴射角度“α”噴射尿素溶液。在圖3中示意性示出這些部件中的每一個(gè)之間的關(guān)系。

如下描述控制廢氣的空間速度以及噴射器150的噴射角度“α”的一個(gè)形式。

首先，廢氣的空間速度可確定為如下的：

其中，sv代表廢氣的空間速度，g代表廢氣的流動(dòng)速率，t代表廢氣的溫度，p代表廢氣的壓力，v代表在排氣管20中流動(dòng)的混合物的體積，并且a是在以上參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣鹊耐瑫r(shí)以實(shí)驗(yàn)的方式或理論的方式得出的常量。

控制單元350可使用以上等式計(jì)算廢氣的空間速度，并且還使用傳感器得到廢氣的空間速度的測(cè)量值。

如上所述，如果廢氣的空間速度增加，則尿素溶液在相同距離內(nèi)擴(kuò)散至廢氣中的程度可降低。因此，為了使得尿素溶液在接近排氣管20的徑向方向的方向上噴射并且由此增加尿素溶液的擴(kuò)散程度，噴射器150的噴射角度“α”被迫減小。

本公開中的噴射器150的噴射角度“α”指的是垂直于廢氣的流動(dòng)方向的基準(zhǔn)線“l(fā)”與噴射器150的噴射方向之間的角度。即，噴射器150的噴射角度“α”越小，則尿素溶液將被噴射得越垂直于廢氣的流動(dòng)方向。此外，噴射器150的噴射角度“α”越大，則尿素溶液將被噴射得越平行于廢氣的流動(dòng)方向。

由于當(dāng)廢氣的空間速度增加時(shí)，尿素溶液在相同距離內(nèi)擴(kuò)散至廢氣中的程度可降低，所以控制單元350控制驅(qū)動(dòng)單元250以減小噴射器150的噴射角度“α”，使得尿素溶液在接近排氣管20的徑向方向的方向上噴射，并且因此它更快速地?cái)U(kuò)散至廢氣中，由此增強(qiáng)混合尿素溶液與廢氣的性能。

相反，如果廢氣的空間速度降低，則廢氣流對(duì)尿素溶液的流動(dòng)的影響降低，并且因此可存在這樣的情況，即，尿素溶液橫跨廢氣流移動(dòng)并且在噴射器150的相對(duì)側(cè)處粘附至排氣管20的內(nèi)壁。

如果尿素溶液粘附至排氣管20的內(nèi)壁，則它不能促成與廢氣中的nox物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，并且最終將降低移除nox物質(zhì)的效率。因此，控制單元350增加噴射器150的噴射角度“α”以允許尿素溶液在接近廢氣的流動(dòng)方向的方向上噴射，使得尿素溶液不橫跨廢氣流移動(dòng)，并且因此它擴(kuò)散至廢氣中而不粘附至排氣管20的內(nèi)壁，由此增強(qiáng)混合廢氣與尿素溶液的性能。

另一方面，如上所述，廢氣的可通過(guò)采用廢氣的流動(dòng)速率、壓力和溫度作為參數(shù)來(lái)計(jì)算的空間速度與廢氣的流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值成比例地增加。因此，本公開實(shí)現(xiàn)為使得可基于廢氣的與空間速度成比例關(guān)系的流動(dòng)速率、溫度或壓力以及廢氣的空間速度來(lái)確定噴射器150的噴射角度“α”。

廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值與噴射器150的噴射角度“α”之間的具體確定關(guān)系可以實(shí)驗(yàn)的方式或理論的方式確定，并且可通過(guò)排氣凈化裝置的環(huán)境或結(jié)構(gòu)特性來(lái)調(diào)整。

如參考該形式討論的，本公開控制噴射尿素溶液的噴射角度α，使得即使在噴射器150與催化劑設(shè)備之間的廢氣的空間速度變化的情況下，也可改進(jìn)混合尿素溶液與廢氣的性能，并且最終改進(jìn)移除廢氣中的nox物質(zhì)的效率。

另一方面，如圖2和圖3所示，根據(jù)本公開的一個(gè)形式的用于車輛的排氣凈化裝置可進(jìn)一步包括密封構(gòu)件200，該密封構(gòu)件布置在用于噴射器150的安裝部分處，在該安裝部分處，噴射器150安裝在排氣管20上。密封構(gòu)件200通過(guò)噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)而變形，使得它在允許噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的同時(shí)密封安裝部分。

在一個(gè)形式中，噴射器150可布置在排氣管20的廢氣在其中流動(dòng)的一點(diǎn)處，并且在另一形式中，噴射器150可布置為穿透排氣管20的一點(diǎn)。因此，可存在廢氣泄漏至排氣管20的外部的情況。

具體地，當(dāng)噴射器150被布置為樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)時(shí)，在噴射器150的安裝部分中(即，排氣管20的噴射器150穿透的一部分處)可能不可避免地形成間隙。因此，有可能使得在排氣管20中流動(dòng)的廢氣等通過(guò)噴射器150的安裝部分處的間隙而泄漏至排氣管20的外部。

為了避免這一點(diǎn)，本公開設(shè)置有密封構(gòu)件200，該密封構(gòu)件布置在噴射器150的安裝部分處并且可通過(guò)噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)變形。在本公開中，噴射器150安裝為樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)，使得噴射器150的噴射角度“α”取決于廢氣的空間速度而變化，其中，為了促進(jìn)噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)，密封構(gòu)件200適于通過(guò)噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)而容易地變形。

密封構(gòu)件200可由各種柔性材料(諸如，橡膠，硅酮等)制成。此外，密封構(gòu)件布置在噴射器150的安裝部分周圍，以便抑制或防止廢氣通過(guò)噴射器150與排氣管20之間的間隙的任何泄漏。圖2和圖3示意性示出布置這種密封構(gòu)件200的構(gòu)造。

在另一形式中，如圖2和圖3所示，密封構(gòu)件200可布置為包圍噴射器150的安裝部分并且至少部分地包圍噴射器150。

不同于常見的尿素溶液噴射器，本公開的噴射器150被布置為促進(jìn)樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。因此，期望本公開的密封構(gòu)件200的延展性(ductility)大于密封常見噴射器的安裝部分的密封構(gòu)件的延展性，并且期望該密封構(gòu)件可靠地抑制或防止廢氣等的泄漏。

因此，密封構(gòu)件200可由具有柱形形狀的高延展性的密封材料制成，并且可適于包圍噴射器150的安裝部分以及噴射器150的一部分，使得它可有效抑制或防止廢氣等的泄漏。圖3示意性示出密封構(gòu)件200，該密封構(gòu)件適于包圍噴射器150的下部以及噴射器150的安裝部分。

根據(jù)本公開的一個(gè)形式，控制單元350可采用來(lái)自噴射器150的尿素溶液的噴射量以及廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值作為參數(shù)，來(lái)確定噴射器150的噴射角度“α”。

具體地，混合尿素溶液與廢氣的性能可取決于廢氣的空間速度(可替換地，流動(dòng)速率、壓力或溫度)，但是也取決于尿素溶液的噴射量而變化。因此，本公開的控制單元350基于廢氣的空間速度以及來(lái)自噴射器150的尿素溶液的噴射量，來(lái)確定噴射器150的噴射角度“α”。

作為一個(gè)實(shí)例，如果尿素溶液的噴射量大，則即使在相同的廢氣的空間速度下，也有可能使得尿素溶液粘附至排氣管20的內(nèi)壁，并且因此噴射器150的噴射角度“α”被迫減小。相反，如果尿素溶液的噴射量小，則即使在相同的廢氣的空間速度下，也有可能使得尿素溶液向廢氣的擴(kuò)散程度降低，并且因此噴射器150的噴射角度“α”被迫增大。

即，在一個(gè)形式中，廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值以及尿素溶液的噴射量?jī)烧叨急灰暈橛糜诖_定噴射器150的噴射角度“α”的參數(shù)，并且因此能夠確定可改進(jìn)混合廢氣與尿素溶液的性能的噴射器150的噴射角度“α”。

在另一形式中，控制單元350可布置為通過(guò)數(shù)據(jù)映射確定與廢氣的當(dāng)前空間速度匹配的噴射器150的噴射角度“α”，在該數(shù)據(jù)映射中，廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值被分箱(binned)，并且用于每個(gè)箱(bin)的噴射器150的噴射角度“α”被預(yù)先確定并存儲(chǔ)。

具體地，控制單元350可實(shí)時(shí)計(jì)算廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值，并且還基于以實(shí)驗(yàn)方式或理論方式得到的關(guān)系來(lái)實(shí)時(shí)確定噴射器150的合適的噴射角度“α”。然而，這種計(jì)算處理可能導(dǎo)致時(shí)間延遲并且增加用于這種計(jì)算的處理負(fù)擔(dān)。

因此，在本公開的該形式中，控制單元350適于使用數(shù)據(jù)映射確定噴射器150的噴射角度“α”，在該數(shù)據(jù)映射中，基于以上處理，根據(jù)廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值來(lái)預(yù)先確定噴射器150的噴射角度“α”。

具體地，由于數(shù)據(jù)映射由廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度(具體地，空間速度)中的至少一個(gè)的分箱值(binningvalues)構(gòu)成，并且允許噴射器150的噴射角度“α”被確定為用于每個(gè)箱，所以與實(shí)時(shí)計(jì)算方法相比，使用該數(shù)據(jù)映射來(lái)確定噴射器150的噴射角度“α”是容易的。

應(yīng)理解，如果需要，廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值的箱可被不同地限定在該數(shù)據(jù)映射中。

另一方面，控制單元350可控制噴射器150的噴射角度“α”，使得當(dāng)廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值增加時(shí)，噴射器150的噴射角度“α”減小。

如上所述，如果在相同的噴射器150的噴射角度“α”下，廢氣的空間速度增加，則在尿素溶液遍及所有廢氣擴(kuò)散之前，廢氣到達(dá)催化劑設(shè)備，這帶來(lái)這樣的結(jié)果，即，用于移除nox物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)的量可能減少，并且由此移除nox物質(zhì)的效率降低。

相反，如果在噴射器150的相同噴射角度“α”下，廢氣的空間速度降低，則尿素溶液流橫跨廢氣移動(dòng)并粘附至排氣管20的與噴射器150相對(duì)的內(nèi)壁，這帶來(lái)這樣的結(jié)果，即，尿素溶液不能促成與nox物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，并且由此移除nox物質(zhì)的效率降低。

因此，如果廢氣的空間速度增加，則噴射器150的噴射角度“α”被迫減小以允許尿素溶液在接近排氣管20的徑向方向的方向上流動(dòng)，使得不管來(lái)自排氣管20的一側(cè)的廢氣的移動(dòng)的影響如何，尿素溶液都遍及所有廢氣均勻擴(kuò)散。

相反，如果廢氣的空間速度降低，則噴射器150的噴射角度“α”被迫增加以允許尿素溶液在接近廢氣流動(dòng)的方向的方向上流動(dòng)，使得抑制或防止尿素溶液橫跨廢氣移動(dòng)并粘附至排氣管20的內(nèi)壁。

總之，根據(jù)廢氣的空間速度確定噴射器150的允許尿素溶液在廢氣中均勻擴(kuò)散的適當(dāng)?shù)膰娚浣嵌圈?，使得混合廢氣與尿素溶液的性能以及移除廢氣中的nox物質(zhì)的效率增強(qiáng)。

即使在使用廢氣的與空間速度成比例關(guān)系的流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值的情況下，也可應(yīng)用與參考空間速度進(jìn)行的以上描述相同的解釋。

另一方面，如圖3所示，用于車輛的排氣凈化裝置進(jìn)一步包括連桿構(gòu)件300，該連桿構(gòu)件用于向噴射器150傳遞驅(qū)動(dòng)單元250的驅(qū)動(dòng)力。

具體地，連桿構(gòu)件300將驅(qū)動(dòng)單元250與噴射器150耦接，并且可設(shè)置為各種形狀，諸如線性成形連桿、彎曲連桿、彎曲成形連桿等。

驅(qū)動(dòng)單元250被布置為提供用于樞轉(zhuǎn)地旋轉(zhuǎn)噴射器150的驅(qū)動(dòng)力。然而，就安裝有排氣凈化裝置的排氣管20一側(cè)的可用空間而言，將驅(qū)動(dòng)單元250布置為直接耦接至噴射器150可能不足。

具體地，存在除了排氣凈化裝置以外，各種設(shè)備安裝在車輛的廢氣通過(guò)其流動(dòng)的流動(dòng)通道中的多種情況。因此，重要的是，適當(dāng)利用定位排氣管20的空間。

即，在本公開的該形式中，利用用于耦接驅(qū)動(dòng)單元250與噴射器150的連桿構(gòu)件300，使得能夠增強(qiáng)安裝排氣凈化裝置時(shí)的空間利用率的自由度，并且它將有利于確定車輛的布局設(shè)計(jì)。圖3示出驅(qū)動(dòng)單元250的驅(qū)動(dòng)力傳遞至噴射器150的狀態(tài)，該驅(qū)動(dòng)單元布置為經(jīng)由連桿構(gòu)件300與噴射器150隔開。

在另一形式中，如圖3所示，驅(qū)動(dòng)單元250設(shè)置有形成旋轉(zhuǎn)位移的旋轉(zhuǎn)臂260，同時(shí)旋轉(zhuǎn)臂260布置為耦接至連桿構(gòu)件300以傳遞驅(qū)動(dòng)力。

驅(qū)動(dòng)單元250可布置為提供各種類型的驅(qū)動(dòng)力，其中，由于本公開的本質(zhì)，當(dāng)噴射器150樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)時(shí)，噴射器150的點(diǎn)(驅(qū)動(dòng)單元250或連桿構(gòu)件300耦接至該點(diǎn)并且驅(qū)動(dòng)力傳遞至該點(diǎn))與驅(qū)動(dòng)單元250之間的距離將改變。

因此，期望的是，用于通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元250或連桿構(gòu)件300向噴射器150傳遞驅(qū)動(dòng)力的結(jié)構(gòu)還可改變傳遞驅(qū)動(dòng)力的距離。在該形式中，傳遞驅(qū)動(dòng)力的距離可借助于包括形成在驅(qū)動(dòng)單元250中的旋轉(zhuǎn)臂260以及連桿構(gòu)件300的結(jié)構(gòu)而變化。

以下將參考圖3進(jìn)一步描述該過(guò)程。

首先，驅(qū)動(dòng)單元250布置作為用于提供旋轉(zhuǎn)力的器件，諸如電機(jī)。驅(qū)動(dòng)單元250的動(dòng)力軸255設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臂260，使得旋轉(zhuǎn)臂260通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元250的動(dòng)力形成旋轉(zhuǎn)位移。

如圖3所示，連桿構(gòu)件300的一側(cè)265與驅(qū)動(dòng)單元250的旋轉(zhuǎn)臂260耦接，并且另一側(cè)305與噴射器150耦接，同時(shí)耦接點(diǎn)中的每一個(gè)鉸接以促進(jìn)旋轉(zhuǎn)。即，連桿構(gòu)件300構(gòu)成為使得形成在連桿構(gòu)件300與旋轉(zhuǎn)臂260之間的角度以及同樣形成在連桿構(gòu)件300與噴射器150之間的角度可根據(jù)驅(qū)動(dòng)單元250的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)而改變。

利用該結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)單元250的動(dòng)力軸255與連桿構(gòu)件300的另一側(cè)305(即，連桿構(gòu)件300與噴射器150耦接并且驅(qū)動(dòng)力或位移傳遞至噴射器150的點(diǎn))之間的距離是可變的，并且能夠在提供借助于該結(jié)構(gòu)由噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)產(chǎn)生的噴射器150與驅(qū)動(dòng)單元250之間的可變距離的同時(shí)，從驅(qū)動(dòng)單元250向噴射器150傳遞驅(qū)動(dòng)力或位移。

即，利用如上所述的結(jié)構(gòu)，能夠在使傳遞驅(qū)動(dòng)力的距離借助于驅(qū)動(dòng)單元250的位置變化的同時(shí)，向噴射器150傳遞驅(qū)動(dòng)單元250的驅(qū)動(dòng)力，考慮到空間利用率的方面以及噴射器150的特性，該驅(qū)動(dòng)單元被設(shè)置為與噴射器150隔開。

參考圖3，排氣凈化裝置進(jìn)一步包括引導(dǎo)構(gòu)件320和325，這些引導(dǎo)構(gòu)件以突起的形狀布置以限制噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的范圍。

噴射器150設(shè)置為以樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)的方式調(diào)整尿素溶液的噴射角度“α”。如果噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)在正常范圍之外或者由于異常操作造成過(guò)度的驅(qū)動(dòng)力施加在該噴射器上，則有可能使得噴射器150、排氣管20或連桿構(gòu)件300等的耦接點(diǎn)變形或故障。

為了抑制或防止這種情形，本公開設(shè)置有引導(dǎo)構(gòu)件320和325以限制噴射器150的樞轉(zhuǎn)角度的范圍。引導(dǎo)構(gòu)件320和325的數(shù)量或位置可根據(jù)需要改變。例如，如果需要，多個(gè)引導(dǎo)構(gòu)件可沿著噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的方向安裝，或者引導(dǎo)構(gòu)件可僅設(shè)置在噴射器150的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的方向的一側(cè)處。此外，引導(dǎo)構(gòu)件320和325可與排氣管20整體設(shè)置，或者可單獨(dú)設(shè)置并且隨后與排氣管結(jié)合。

圖3示出設(shè)置有用于限制噴射器150的噴射角度“α”的最大水平的引導(dǎo)構(gòu)件320以及用于限制噴射器的噴射角度的最小水平的引導(dǎo)構(gòu)件325的構(gòu)造。應(yīng)理解，噴射器150的噴射角度“α”的這種最大水平和最小水平可考慮設(shè)計(jì)因素而被不同地確定。

如圖4所示，控制用于車輛的排氣凈化裝置的方法包括：確定噴射角度的步驟s200，在該步驟中，控制單元350基于廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值，來(lái)確定噴射器150的用于向排氣管20中噴射尿素溶液的噴射角度“α”；以及控制噴射器的噴射角度的步驟s300，在該步驟中，控制單元350驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元250并且控制噴射器150的噴射角度“α”，使得噴射器150的噴射角度“α”滿足在確定噴射角度的步驟s200中所確定的噴射角度“α”。

具體地，在確定噴射角度的步驟s200中，控制單元350基于廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值，來(lái)確定噴射器150的用于向排氣管20的內(nèi)部噴射尿素溶液的噴射角度“α”。

如先前討論的，如果在噴射器150的相同噴射角度“α”下，廢氣的空間速度等改變，則混合尿素溶液與廢氣的性能變化，并且因此移除nox物質(zhì)的效率不能始終保持最大。因此，根據(jù)廢氣的空間速度以及廢氣的與空間速度成比例關(guān)系的流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值，來(lái)確定噴射器150的用于噴射尿素溶液的噴射角度“α”。

在控制噴射角度的步驟s300中，控制單元350驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元250并且控制噴射器150的噴射角度“α”，使得噴射器150的噴射角度“α”可調(diào)整為在確定噴射角度的步驟s200中所確定的噴射角度“α”。

如先前討論的，在控制單元350適于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元250并且將噴射器150控制為以在確定噴射角度的步驟s200中所確定的噴射角度“α”定位的同時(shí)，用于噴射尿素溶液的噴射器150被設(shè)置為樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。

在另一形式中，如圖4所示，在確定噴射角度的步驟s200中，控制單元350可采用噴射器150的尿素溶液噴射量以及廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值作為參數(shù)，來(lái)確定噴射器150的噴射角度“α”。

由于混合廢氣與尿素溶液的性能取決于尿素溶液的噴射量以及廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度而變化，所以能夠基于尿素溶液的噴射量以及廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值來(lái)確定噴射器150的噴射角度“α”。

在另一形式中，如圖4所示，在確定噴射角度的步驟s200中，控制單元350可通過(guò)數(shù)據(jù)映射確定用于廢氣的當(dāng)前空間速度的噴射器150的噴射角度“α”，在該數(shù)據(jù)映射中，廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值被分箱，并且用于每個(gè)箱的噴射器150的噴射角度“α”被預(yù)先確定并存儲(chǔ)。

即，代替實(shí)時(shí)計(jì)算噴射器150的噴射角度“α”，控制單元350可使用數(shù)據(jù)映射來(lái)確定目前所期望的噴射器150的噴射角度“α”，在該數(shù)據(jù)映射中，廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值被分箱，并且噴射角度“α”被設(shè)定為用于每個(gè)箱。

在又一形式中，如圖4所示，在確定噴射角度的步驟s200中，控制單元350可控制噴射器150的噴射角度“α”，使得當(dāng)廢氣的空間速度、流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值增大時(shí)，噴射器150的噴射角度“α”減小。

換言之，如果廢氣的空間速度增加，則遍及所有廢氣擴(kuò)散尿素溶液所期望的距離會(huì)增加。為了抑制或防止這一點(diǎn)，噴射器150的噴射角度“α”被迫減小以允許尿素溶液在接近排氣管20的徑向方向的方向上噴射，由此增強(qiáng)混合尿素溶液與廢氣的性能。

相反，如果廢氣的空間速度降低，則可存在尿素溶液流橫跨廢氣移動(dòng)并粘附至排氣管20的情況。因此，控制單元350增加噴射器150的噴射角度“α”以允許尿素溶液在接近廢氣的流動(dòng)方向的方向上噴射，使得抑制或防止尿素溶液粘附至排氣管，由此增強(qiáng)混合廢氣與尿素溶液的性能。

此外，即使在使用廢氣的與空間速度成比例關(guān)系的流動(dòng)速率、壓力和溫度中的至少一個(gè)的值的情況下，也可應(yīng)用與參考空間速度進(jìn)行的以上描述相同的解釋。

盡管已相對(duì)于具體形式描述和示出了本公開，但是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，顯而易見的是，在不偏離本公開的精神和范圍的情況下，可對(duì)本公開進(jìn)行各種修改和改變。