CN107269352A - 用于车辆的排气净化装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于车辆的排气净化装置及其控制方法。该排气净化装置包括：喷射器，用于向排气管中喷射尿素溶液；驱动单元，提供用于调整喷射器的喷射角度的驱动力；以及控制单元，基于废气的空间速度、流动速率、压力和温度的值来确定喷射器的喷射角度，并且该控制单元驱动驱动单元以便控制喷射器的喷射角度。具体地，通过喷射器的枢转移动来调整喷射器的喷射角度。

Description

用于车辆的排气净化装置及其控制方法

技术领域

本公开涉及用于净化在车辆运行过程中产生的废气中的有害物质的装置及其控制方法。

背景技术

该部分的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可不构成现有技术。

在车辆运行过程中，由燃料的燃烧产生的排出废气包含根据车辆运行的条件生成的对人体有害或者可污染大气的常规排放物。显著的常规排放物包括碳氧化物、氮氧化物等。

为了降低这些常规物质的排放，车辆配备有各种排气净化设备或装置，具体地，装备有用于移除存在于废气中的氮氧化物(NOx)的选择性催化还原(SCR)设备。

SCR设备是这样的设备，即，该设备用于通过向包含NOx物质的废气中喷射尿素溶液而形成尿素溶液和废气的混合物并允许混合物在穿过催化设备的过程中经受化学反应以变为水和氮气来移除NOx物质。

同时，在这种SCR设备的情况下，随着尿素溶液与废气的混合比率越均匀，移除NOx物质的性能增强得越多，从而为了增强用于减少NOx物质的排气净化设备的性能，提高SCR设备中的混合尿素溶液与废气的性能是一项重要任务。

如以上描述作为背景技术的仅是为了促进对本公开的背景的更好理解，它不必被视为承认它对应于本领域普通技术人员所已知的现有技术。

发明内容

本公开提供一种排气净化装置以及控制该装置的方法，该排气净化装置可有效提高混合废气与用于还原废气中的NOx物质的尿素溶液的性能。

根据本公开的用于车辆的排气净化装置包括：喷射器，用于向排气管中喷射尿素溶液，该喷射器以这样的方式布置，即，通过喷射器的枢转移动调整喷射角度；驱动单元，布置为提供用于调整喷射器的喷射角度的驱动力；以及控制单元，布置为基于废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值来确定喷射器的喷射角度，并且驱动驱动单元以便控制喷射器的喷射角度。

排气净化装置可进一步包括密封构件，该密封构件以这样的方式布置在排气管中用于喷射器的安装部分处，该方式使得密封构件可通过喷射器的枢转移动变形，使得它在允许喷射器的枢转移动的同时密封喷射器的安装部分。

密封构件可布置为包围喷射器的安装部分并且至少部分地包围喷射器。

控制单元可基于作为参数的来自喷射器的尿素溶液的喷射量以及废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值，来确定喷射器的喷射角度。

控制单元被布置为通过数据映射确定与废气的当前空间速度匹配的喷射器的喷射角度，在该数据映射中，废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值被分箱(binned)，并且用于每个箱(bin)的喷射器的喷射角度被预先确定并存储。

控制单元可确定喷射器的喷射角度，使得当废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值增大时，喷射器的喷射角度减小。

排气净化装置可进一步包括连杆构件，该连杆构件用于向喷射器传递驱动单元的驱动力。

驱动单元设置有执行旋转位移的旋转臂，其中，该旋转臂可布置为耦接至连杆构件以传递驱动力。

排气净化装置可进一步包括引导构件，该引导构件以突起的形状形成以限制喷射器的枢转移动的范围。

在本公开的另一方面中，控制用于车辆的排气净化装置的方法包括：通过控制单元基于废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值来确定喷射器的用于向排气管中喷射尿素溶液的喷射角度的步骤；以及通过控制单元控制喷射器的喷射角度的步骤。控制单元驱动驱动单元并且控制喷射器的喷射角度，使得喷射器的喷射角度调整为在确定喷射角度的步骤中所确定的喷射角度。

在确定喷射角度的步骤中，控制单元可基于作为参数的喷射器的尿素溶液喷射量以及废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值，来确定喷射器的喷射角度。

在确定喷射角度的步骤中，控制单元可通过数据映射确定用于废气的当前空间速度的喷射器的喷射角度，在该数据映射中，废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值被分箱，并且用于每个箱的喷射器的喷射角度被预先确定并存储。

在确定喷射角度的步骤中，控制单元可控制喷射器使得当废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值增大时，喷射器的喷射角度减小。

根据如上提及的排气净化装置以及其控制方法，能够有效增强混合废气与用于还原废气中的NOx物质的尿素溶液的性能。

具体地，根据废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值来控制喷射器的用于喷射尿素溶液的喷射角度，并且由此能够有效增强可根据运行条件而进行各种改变的混合尿素溶液的性能。

具体地，当废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值增加时，能够通过控制尿素溶液喷射角度减小，来抑制或防止用于混合尿素溶液所期望的废气的流动距离特别是由于废气的空间速度的增加而增加。

在另一形式中，喷射器布置为在排气管中枢转地移动，并且密封构件布置在喷射器与排气管之间的耦接部分处以允许喷射器枢转地移动。因此，可在有效抑制或防止可出现在该耦接部分处的废气等的任意泄漏的同时，有效进行喷射器的枢转移动。

此外，因为提供用于枢转地移动喷射器的驱动力的驱动单元设置有旋转臂，并且旋转臂布置为经由连杆构件向喷射器提供驱动力，所以不论驱动单元与喷射器之间的距离由于喷射器的枢转移动如何改变的事实如何，都能够稳定提供驱动力。

从本文提供的描述中，进一步领域的适用性将变得显而易见。应理解，描述和具体实例旨在仅用于举例说明，而并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可充分理解本公开，现将参考附图以实例的方式描述本公开的各种方式，其中：

图1是示出用于车辆的排气净化装置设置在废气的流动通道中的构造的示意图；

图2是示出尿素喷射器在废气的流动通道中设置在用于车辆的排气净化装置中的构造的示图；

图3是示出尿素喷射器通过用于车辆的排气净化装置中的驱动单元枢转地移动的示图；以及

图4是说明控制用于车辆的排气净化装置的方法的流程图。

本文所描述的附图仅用于说明性目的，并非旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并非旨在限制本公开、应用或用途。应理解，贯穿附图，相应的参考标号指代相同或相应的部件和特征。

进一步地，在本公开的描述中，当其被确定为不必要地使本公开的范围不清楚时，不提供相关已知构造和功能的详细说明。

如图1至图3所示，根据本公开的用于车辆的排气净化装置包括：喷射器150，用于向排气管20中喷射尿素溶液，该喷射器以这样的方式布置，即，通过喷射器150的枢转移动来调整喷射角度“α”；驱动单元250，布置为提供用于调整喷射器150的喷射角度“α”的驱动力；以及控制单元350，布置为根据废气的空间速度确定喷射器150的喷射角度“α”，并且驱动驱动单元250以控制喷射器150的喷射角度“α”。

具体地，喷射器150被布置为以这样的方式向排气管20中喷射尿素溶液，即，由喷射器的枢转移动控制喷射角度“α”。

如图1至图2所示，喷射器150布置在排气管20的一部分中，以便喷射用于移除包含在废气中的NOx物质的尿素溶液。此外，喷射器150布置在催化剂设备的上游，以用于通过催化剂来进行尿素溶液和废气的混合物的还原作用并且喷射尿素溶液。

另一方面，为了促进尿素溶液与废气的混合，排气净化装置可设置有混合器。在这种情况下，如图1所示，喷射器150可位于混合器的上游。

在一个形式中，喷射器150可布置为指向废气流动的下游，使得能够抑制或防止由于废气流动的影响，由喷射器150喷射的尿素溶液移动回至喷射器150并粘附至喷射器150。然而，毋庸置疑，如果需要，喷射器150可布置为指向废气流动的上游。

另一方面，喷射器150布置在排气管20中以便枢转地移动，使得通过喷射器的枢转移动控制喷射角度“α”。为此，喷射器150铰接至排气管20的一点以便促进其枢转移动。图1或图3示出布置在排气管20中的喷射器150枢转地移动的状态。

在一个形式中，喷射器150可布置在排气管20的上端侧，以便向废气的下游喷射尿素溶液。在该形式中，喷射器150布置为围绕垂直于废气的流动方向的中央轴线枢转地移动。因此，喷射器150枢转地移动，以便指向废气的上游或下游或者指向排气管20的底表面。

同时，驱动单元250布置为提供用于调整喷射器150的喷射角度“α”的驱动力。图3示出用于向喷射器150提供驱动力的驱动单元250，该驱动单元布置在喷射器150的外围部分处，即，排气管20的外表面。

该驱动单元250可设置为各种类型，诸如气动类型、机械类型等，并且可适于提供各种移动，诸如旋转或平移移动等。图3示出驱动单元250的设置为电机的一个形式，其由控制单元350控制并提供旋转力。

控制单元350布置为基于废气的空间速度、流动速率、压力和温度的值确定喷射器150的喷射角度“α”，并且驱动驱动单元250以便控制喷射器150的喷射角度“α”。

具体地，本公开的排气净化装置是用于移除包含在废气中的NOx物质的装置。该装置形成由喷射器150喷射的尿素溶液与废气的混合物，并且混合物在穿过催化设备的过程中经受化学反应，并且因此移除该NOx物质。

本公开中使用的术语“NOx物质”统一涉及包含在车辆的废气中的不稳定氮氧化物，并且通常包括一氧化氮、二氧化氮等。这种NOx物质将通过与尿素溶液的反应转变为水和氮气，并且随后排出至车辆的外部。

在排气净化装置中，当从喷射器150喷射的尿素溶液与废气均匀混合时，通过催化剂它们的化学反应量增加，并且由此移除NOx物质的效率增强。因此，有利的是，在排气净化装置中，混合尿素溶液与废气的性能提高得更多。

另一方面，由于废气的空间速度、流动速率、压力和温度取决于车辆的运行条件而变化，所以在喷射器150与催化剂设备之间的有限距离内产生的混合尿素溶液与废气的性能具体地取决于废气的空间速度而变化。

例如，当废气的空间速度增加时，以相同喷射角度“α”喷射的将遍及所有废气扩散的尿素溶液所期望的流动距离增加，然而当废气的空间速度降低时，以相同喷射角度“α”喷射的将遍及所有废气扩散的尿素溶液所期望的流动距离减小。

因此，在喷射器150的喷射角度“α”固定的条件下，在喷射器150与催化剂设备之间产生的混合尿素溶液与废气的性能是可变的。因此，在本公开的该形式中，喷射器150的喷射角度“α”被控制为取决于废气的空间速度而变化，使得混合尿素溶液与废气的性能改进。

为此，控制单元350被布置为根据废气的空间速度而确定能够枢转地移动的喷射器150的喷射角度“α”，并且驱动驱动单元250并枢转地移动喷射器150，使得喷射器150以所确定的喷射角度“α”喷射尿素溶液。在图3中示意性示出这些部件中的每一个之间的关系。

如下描述控制废气的空间速度以及喷射器150的喷射角度“α”的一个形式。

首先，废气的空间速度可确定为如下的：

其中，SV代表废气的空间速度，G代表废气的流动速率，T代表废气的温度，P代表废气的压力，V代表在排气管20中流动的混合物的体积，并且A是在以上参数转变为速度的同时以实验的方式或理论的方式得出的常量。

控制单元350可使用以上等式计算废气的空间速度，并且还使用传感器得到废气的空间速度的测量值。

如上所述，如果废气的空间速度增加，则尿素溶液在相同距离内扩散至废气中的程度可降低。因此，为了使得尿素溶液在接近排气管20的径向方向的方向上喷射并且由此增加尿素溶液的扩散程度，喷射器150的喷射角度“α”被迫减小。

本公开中的喷射器150的喷射角度“α”指的是垂直于废气的流动方向的基准线“L”与喷射器150的喷射方向之间的角度。即，喷射器150的喷射角度“α”越小，则尿素溶液将被喷射得越垂直于废气的流动方向。此外，喷射器150的喷射角度“α”越大，则尿素溶液将被喷射得越平行于废气的流动方向。

由于当废气的空间速度增加时，尿素溶液在相同距离内扩散至废气中的程度可降低，所以控制单元350控制驱动单元250以减小喷射器150的喷射角度“α”，使得尿素溶液在接近排气管20的径向方向的方向上喷射，并且因此它更快速地扩散至废气中，由此增强混合尿素溶液与废气的性能。

相反，如果废气的空间速度降低，则废气流对尿素溶液的流动的影响降低，并且因此可存在这样的情况，即，尿素溶液横跨废气流移动并且在喷射器150的相对侧处粘附至排气管20的内壁。

如果尿素溶液粘附至排气管20的内壁，则它不能促成与废气中的NOx物质的化学反应，并且最终将降低移除NOx物质的效率。因此，控制单元350增加喷射器150的喷射角度“α”以允许尿素溶液在接近废气的流动方向的方向上喷射，使得尿素溶液不横跨废气流移动，并且因此它扩散至废气中而不粘附至排气管20的内壁，由此增强混合废气与尿素溶液的性能。

另一方面，如上所述，废气的可通过采用废气的流动速率、压力和温度作为参数来计算的空间速度与废气的流动速率、压力和温度中的至少一个的值成比例地增加。因此，本公开实现为使得可基于废气的与空间速度成比例关系的流动速率、温度或压力以及废气的空间速度来确定喷射器150的喷射角度“α”。

废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值与喷射器150的喷射角度“α”之间的具体确定关系可以实验的方式或理论的方式确定，并且可通过排气净化装置的环境或结构特性来调整。

如参考该形式讨论的，本公开控制喷射尿素溶液的喷射角度α，使得即使在喷射器150与催化剂设备之间的废气的空间速度变化的情况下，也可改进混合尿素溶液与废气的性能，并且最终改进移除废气中的NOx物质的效率。

另一方面，如图2和图3所示，根据本公开的一个形式的用于车辆的排气净化装置可进一步包括密封构件200，该密封构件布置在用于喷射器150的安装部分处，在该安装部分处，喷射器150安装在排气管20上。密封构件200通过喷射器150的枢转移动而变形，使得它在允许喷射器150的枢转移动的同时密封安装部分。

在一个形式中，喷射器150可布置在排气管20的废气在其中流动的一点处，并且在另一形式中，喷射器150可布置为穿透排气管20的一点。因此，可存在废气泄漏至排气管20的外部的情况。

具体地，当喷射器150被布置为枢转地移动时，在喷射器150的安装部分中(即，排气管20的喷射器150穿透的一部分处)可能不可避免地形成间隙。因此，有可能使得在排气管20中流动的废气等通过喷射器150的安装部分处的间隙而泄漏至排气管20的外部。

为了避免这一点，本公开设置有密封构件200，该密封构件布置在喷射器150的安装部分处并且可通过喷射器150的枢转移动变形。在本公开中，喷射器150安装为枢转地移动，使得喷射器150的喷射角度“α”取决于废气的空间速度而变化，其中，为了促进喷射器150的枢转移动，密封构件200适于通过喷射器150的枢转移动而容易地变形。

密封构件200可由各种柔性材料(诸如，橡胶，硅酮等)制成。此外，密封构件布置在喷射器150的安装部分周围，以便抑制或防止废气通过喷射器150与排气管20之间的间隙的任何泄漏。图2和图3示意性示出布置这种密封构件200的构造。

在另一形式中，如图2和图3所示，密封构件200可布置为包围喷射器150的安装部分并且至少部分地包围喷射器150。

不同于常见的尿素溶液喷射器，本公开的喷射器150被布置为促进枢转移动。因此，期望本公开的密封构件200的延展性(ductility)大于密封常见喷射器的安装部分的密封构件的延展性，并且期望该密封构件可靠地抑制或防止废气等的泄漏。

因此，密封构件200可由具有柱形形状的高延展性的密封材料制成，并且可适于包围喷射器150的安装部分以及喷射器150的一部分，使得它可有效抑制或防止废气等的泄漏。图3示意性示出密封构件200，该密封构件适于包围喷射器150的下部以及喷射器150的安装部分。

根据本公开的一个形式，控制单元350可采用来自喷射器150的尿素溶液的喷射量以及废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值作为参数，来确定喷射器150的喷射角度“α”。

具体地，混合尿素溶液与废气的性能可取决于废气的空间速度(可替换地，流动速率、压力或温度)，但是也取决于尿素溶液的喷射量而变化。因此，本公开的控制单元350基于废气的空间速度以及来自喷射器150的尿素溶液的喷射量，来确定喷射器150的喷射角度“α”。

作为一个实例，如果尿素溶液的喷射量大，则即使在相同的废气的空间速度下，也有可能使得尿素溶液粘附至排气管20的内壁，并且因此喷射器150的喷射角度“α”被迫减小。相反，如果尿素溶液的喷射量小，则即使在相同的废气的空间速度下，也有可能使得尿素溶液向废气的扩散程度降低，并且因此喷射器150的喷射角度“α”被迫增大。

即，在一个形式中，废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值以及尿素溶液的喷射量两者都被视为用于确定喷射器150的喷射角度“α”的参数，并且因此能够确定可改进混合废气与尿素溶液的性能的喷射器150的喷射角度“α”。

在另一形式中，控制单元350可布置为通过数据映射确定与废气的当前空间速度匹配的喷射器150的喷射角度“α”，在该数据映射中，废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值被分箱(binned)，并且用于每个箱(bin)的喷射器150的喷射角度“α”被预先确定并存储。

具体地，控制单元350可实时计算废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值，并且还基于以实验方式或理论方式得到的关系来实时确定喷射器150的合适的喷射角度“α”。然而，这种计算处理可能导致时间延迟并且增加用于这种计算的处理负担。

因此，在本公开的该形式中，控制单元350适于使用数据映射确定喷射器150的喷射角度“α”，在该数据映射中，基于以上处理，根据废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值来预先确定喷射器150的喷射角度“α”。

具体地，由于数据映射由废气的空间速度、流动速率、压力和温度(具体地，空间速度)中的至少一个的分箱值(binning values)构成，并且允许喷射器150的喷射角度“α”被确定为用于每个箱，所以与实时计算方法相比，使用该数据映射来确定喷射器150的喷射角度“α”是容易的。

应理解，如果需要，废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值的箱可被不同地限定在该数据映射中。

另一方面，控制单元350可控制喷射器150的喷射角度“α”，使得当废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值增加时，喷射器150的喷射角度“α”减小。

如上所述，如果在相同的喷射器150的喷射角度“α”下，废气的空间速度增加，则在尿素溶液遍及所有废气扩散之前，废气到达催化剂设备，这带来这样的结果，即，用于移除NOx物质的化学反应的量可能减少，并且由此移除NOx物质的效率降低。

相反，如果在喷射器150的相同喷射角度“α”下，废气的空间速度降低，则尿素溶液流横跨废气移动并粘附至排气管20的与喷射器150相对的内壁，这带来这样的结果，即，尿素溶液不能促成与NOx物质的化学反应，并且由此移除NOx物质的效率降低。

因此，如果废气的空间速度增加，则喷射器150的喷射角度“α”被迫减小以允许尿素溶液在接近排气管20的径向方向的方向上流动，使得不管来自排气管20的一侧的废气的移动的影响如何，尿素溶液都遍及所有废气均匀扩散。

相反，如果废气的空间速度降低，则喷射器150的喷射角度“α”被迫增加以允许尿素溶液在接近废气流动的方向的方向上流动，使得抑制或防止尿素溶液横跨废气移动并粘附至排气管20的内壁。

总之，根据废气的空间速度确定喷射器150的允许尿素溶液在废气中均匀扩散的适当的喷射角度α，使得混合废气与尿素溶液的性能以及移除废气中的NOx物质的效率增强。

即使在使用废气的与空间速度成比例关系的流动速率、压力和温度中的至少一个的值的情况下，也可应用与参考空间速度进行的以上描述相同的解释。

另一方面，如图3所示，用于车辆的排气净化装置进一步包括连杆构件300，该连杆构件用于向喷射器150传递驱动单元250的驱动力。

具体地，连杆构件300将驱动单元250与喷射器150耦接，并且可设置为各种形状，诸如线性成形连杆、弯曲连杆、弯曲成形连杆等。

驱动单元250被布置为提供用于枢转地旋转喷射器150的驱动力。然而，就安装有排气净化装置的排气管20一侧的可用空间而言，将驱动单元250布置为直接耦接至喷射器150可能不足。

具体地，存在除了排气净化装置以外，各种设备安装在车辆的废气通过其流动的流动通道中的多种情况。因此，重要的是，适当利用定位排气管20的空间。

即，在本公开的该形式中，利用用于耦接驱动单元250与喷射器150的连杆构件300，使得能够增强安装排气净化装置时的空间利用率的自由度，并且它将有利于确定车辆的布局设计。图3示出驱动单元250的驱动力传递至喷射器150的状态，该驱动单元布置为经由连杆构件300与喷射器150隔开。

在另一形式中，如图3所示，驱动单元250设置有形成旋转位移的旋转臂260，同时旋转臂260布置为耦接至连杆构件300以传递驱动力。

驱动单元250可布置为提供各种类型的驱动力，其中，由于本公开的本质，当喷射器150枢转地移动时，喷射器150的点(驱动单元250或连杆构件300耦接至该点并且驱动力传递至该点)与驱动单元250之间的距离将改变。

因此，期望的是，用于通过驱动单元250或连杆构件300向喷射器150传递驱动力的结构还可改变传递驱动力的距离。在该形式中，传递驱动力的距离可借助于包括形成在驱动单元250中的旋转臂260以及连杆构件300的结构而变化。

以下将参考图3进一步描述该过程。

首先，驱动单元250布置作为用于提供旋转力的器件，诸如电机。驱动单元250的动力轴255设置有旋转臂260，使得旋转臂260通过驱动单元250的动力形成旋转位移。

如图3所示，连杆构件300的一侧265与驱动单元250的旋转臂260耦接，并且另一侧305与喷射器150耦接，同时耦接点中的每一个铰接以促进旋转。即，连杆构件300构成为使得形成在连杆构件300与旋转臂260之间的角度以及同样形成在连杆构件300与喷射器150之间的角度可根据驱动单元250的驱动状态而改变。

利用该结构，驱动单元250的动力轴255与连杆构件300的另一侧305(即，连杆构件300与喷射器150耦接并且驱动力或位移传递至喷射器150的点)之间的距离是可变的，并且能够在提供借助于该结构由喷射器150的枢转移动产生的喷射器150与驱动单元250之间的可变距离的同时，从驱动单元250向喷射器150传递驱动力或位移。

即，利用如上所述的结构，能够在使传递驱动力的距离借助于驱动单元250的位置变化的同时，向喷射器150传递驱动单元250的驱动力，考虑到空间利用率的方面以及喷射器150的特性，该驱动单元被设置为与喷射器150隔开。

参考图3，排气净化装置进一步包括引导构件320和325，这些引导构件以突起的形状布置以限制喷射器150的枢转移动的范围。

喷射器150设置为以枢转地移动的方式调整尿素溶液的喷射角度“α”。如果喷射器150的枢转移动在正常范围之外或者由于异常操作造成过度的驱动力施加在该喷射器上，则有可能使得喷射器150、排气管20或连杆构件300等的耦接点变形或故障。

为了抑制或防止这种情形，本公开设置有引导构件320和325以限制喷射器150的枢转角度的范围。引导构件320和325的数量或位置可根据需要改变。例如，如果需要，多个引导构件可沿着喷射器150的枢转移动的方向安装，或者引导构件可仅设置在喷射器150的枢转移动的方向的一侧处。此外，引导构件320和325可与排气管20整体设置，或者可单独设置并且随后与排气管结合。

图3示出设置有用于限制喷射器150的喷射角度“α”的最大水平的引导构件320以及用于限制喷射器的喷射角度的最小水平的引导构件325的构造。应理解，喷射器150的喷射角度“α”的这种最大水平和最小水平可考虑设计因素而被不同地确定。

如图4所示，控制用于车辆的排气净化装置的方法包括：确定喷射角度的步骤S200，在该步骤中，控制单元350基于废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值，来确定喷射器150的用于向排气管20中喷射尿素溶液的喷射角度“α”；以及控制喷射器的喷射角度的步骤S300，在该步骤中，控制单元350驱动驱动单元250并且控制喷射器150的喷射角度“α”，使得喷射器150的喷射角度“α”满足在确定喷射角度的步骤S200中所确定的喷射角度“α”。

具体地，在确定喷射角度的步骤S200中，控制单元350基于废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值，来确定喷射器150的用于向排气管20的内部喷射尿素溶液的喷射角度“α”。

如先前讨论的，如果在喷射器150的相同喷射角度“α”下，废气的空间速度等改变，则混合尿素溶液与废气的性能变化，并且因此移除NOx物质的效率不能始终保持最大。因此，根据废气的空间速度以及废气的与空间速度成比例关系的流动速率、压力和温度中的至少一个的值，来确定喷射器150的用于喷射尿素溶液的喷射角度“α”。

在控制喷射角度的步骤S300中，控制单元350驱动驱动单元250并且控制喷射器150的喷射角度“α”，使得喷射器150的喷射角度“α”可调整为在确定喷射角度的步骤S200中所确定的喷射角度“α”。

如先前讨论的，在控制单元350适于驱动驱动单元250并且将喷射器150控制为以在确定喷射角度的步骤S200中所确定的喷射角度“α”定位的同时，用于喷射尿素溶液的喷射器150被设置为枢转移动。

在另一形式中，如图4所示，在确定喷射角度的步骤S200中，控制单元350可采用喷射器150的尿素溶液喷射量以及废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值作为参数，来确定喷射器150的喷射角度“α”。

由于混合废气与尿素溶液的性能取决于尿素溶液的喷射量以及废气的空间速度、流动速率、压力和温度而变化，所以能够基于尿素溶液的喷射量以及废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值来确定喷射器150的喷射角度“α”。

在另一形式中，如图4所示，在确定喷射角度的步骤S200中，控制单元350可通过数据映射确定用于废气的当前空间速度的喷射器150的喷射角度“α”，在该数据映射中，废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值被分箱，并且用于每个箱的喷射器150的喷射角度“α”被预先确定并存储。

即，代替实时计算喷射器150的喷射角度“α”，控制单元350可使用数据映射来确定目前所期望的喷射器150的喷射角度“α”，在该数据映射中，废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值被分箱，并且喷射角度“α”被设定为用于每个箱。

在又一形式中，如图4所示，在确定喷射角度的步骤S200中，控制单元350可控制喷射器150的喷射角度“α”，使得当废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值增大时，喷射器150的喷射角度“α”减小。

换言之，如果废气的空间速度增加，则遍及所有废气扩散尿素溶液所期望的距离会增加。为了抑制或防止这一点，喷射器150的喷射角度“α”被迫减小以允许尿素溶液在接近排气管20的径向方向的方向上喷射，由此增强混合尿素溶液与废气的性能。

相反，如果废气的空间速度降低，则可存在尿素溶液流横跨废气移动并粘附至排气管20的情况。因此，控制单元350增加喷射器150的喷射角度“α”以允许尿素溶液在接近废气的流动方向的方向上喷射，使得抑制或防止尿素溶液粘附至排气管，由此增强混合废气与尿素溶液的性能。

此外，即使在使用废气的与空间速度成比例关系的流动速率、压力和温度中的至少一个的值的情况下，也可应用与参考空间速度进行的以上描述相同的解释。

尽管已相对于具体形式描述和示出了本公开，但是对于本领域普通技术人员而言，显而易见的是，在不偏离本公开的精神和范围的情况下，可对本公开进行各种修改和改变。

Claims (13)

1.一种用于车辆的排气净化装置，包括：

喷射器，被构造为向排气管中喷射尿素溶液，通过所述喷射器的枢转移动调整所述喷射器的喷射角度；

驱动单元，被构造为提供用于调整所述喷射器的所述喷射角度的驱动力；以及

控制单元，被构造为基于废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值来确定所述喷射器的所述喷射角度，并且所述控制单元被构造为驱动所述驱动单元以便控制所述喷射器的所述喷射角度。

2.根据权利要求1所述的排气净化装置，所述排气净化装置进一步包括密封构件，所述密封构件布置在所述排气管中用于所述喷射器的安装部分处，并且所述密封构件被构造为通过所述喷射器的枢转移动变形，以便在允许所述喷射器的枢转移动的同时密封所述安装部分。

3.根据权利要求2所述的排气净化装置，其中，所述密封构件布置为包围所述安装部分并且至少部分地包围所述喷射器。

4.根据权利要求1所述的排气净化装置，其中，所述控制单元基于作为参数的来自所述喷射器的所述尿素溶液的喷射量以及所述废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值，来确定所述喷射器的所述喷射角度。

5.根据权利要求1所述的排气净化装置，其中，所述控制单元被构造为通过数据映射确定与所述废气的当前空间速度匹配的所述喷射器的所述喷射角度，在所述数据映射中，所述废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值被分箱，并且用于每个箱的所述喷射器的所述喷射角度被预先确定并存储。

6.根据权利要求1所述的排气净化装置，其中，所述控制单元确定所述喷射器的所述喷射角度，使得当所述废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值增大时，所述喷射器的所述喷射角度减小。

7.根据权利要求1所述的排气净化装置，所述排气净化装置进一步包括连杆构件，所述连杆构件被构造为向所述喷射器传递所述驱动单元的所述驱动力。

8.根据权利要求7所述的排气净化装置，其中，所述驱动单元设置有旋转臂，所述旋转臂被构造为执行旋转位移，所述旋转臂耦接至所述连杆构件以传递所述驱动力。

9.根据权利要求1所述的排气净化装置，所述排气净化装置进一步包括引导构件，所述引导构件以突起的形状形成以限制所述喷射器的枢转移动的范围。

10.一种控制用于车辆的排气净化装置的方法，所述方法包括：

通过控制单元基于废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个来确定喷射器的用于向排气管中喷射尿素溶液的喷射角度的步骤；以及

通过所述控制单元控制所述喷射器的所述喷射角度的步骤，所述控制单元被构造为驱动驱动单元，使得所述喷射器的所述喷射角度调整为在确定所述喷射角度的步骤中所确定的喷射角度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在确定所述喷射角度的步骤中，所述控制单元基于作为参数的所述喷射器的尿素溶液喷射量以及所述废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值，来确定所述喷射器的所述喷射角度。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，在确定所述喷射角度的步骤中，所述控制单元通过数据映射确定用于所述废气的当前空间速度的所述喷射器的所述喷射角度，在所述数据映射中，所述废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值被分箱，并且用于每个箱的所述喷射器的喷射角度被预先确定并存储。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，在确定所述喷射角度的步骤中，所述控制单元控制所述喷射器，使得当所述废气的空间速度、流动速率、压力和温度中的至少一个的值增大时，减小所述喷射器的所述喷射角度。