CN109555580A - 一种主动再生控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，提供一种主动再生控制系统及方法，以解决汽车的颗粒过滤器主动再生导致车辆油耗高的问题。该系统包括：发动机废气模块和颗粒过滤模块；所述发动机废气模块的输出端与所述颗粒过滤模块的输入端通过管道连接；所述发动机废气模块，用于排放发动机废气；所述管道，用于将所述发动机废气模块输出的发动机废气输入所述颗粒过滤模块；所述颗粒过滤模块，包括颗粒过滤器，用于过滤所述发动机废气的颗粒物及主动再生。本发明利用发动机废气模块和颗粒过滤模块进行热交换，提升颗粒过滤器的工作温度，从而降低汽车使用油耗。

Description

一种主动再生控制系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种主动再生控制系统及方法。

背景技术

随着排放法规的升级和环保政策的指引，越来越多的企业开始推出新能源汽车，特别是既能实现环保、还能降低油耗的混合动汽车。混合动力汽车相比于传统燃料汽车，工作工况相对集中在燃油经济性最优的区域，即发动机热效率相对较高的区域，也是发动机排出废气温度相对较低工况。如发动机长时间工作排温低的工况，会导致颗粒过滤器长时间工作在较低温度，很难达到颗粒过滤器主动再生需要的温度，因此，车辆累计行驶一定里程后，需要发动机主动喷油以提升颗粒过滤器的温度，实现喷油主动再生。但是，采用这种方式，主动再生频率越高，车辆油耗也越高，会导致消耗大量的车辆能源。

发明内容

本发明实施例提供一种主动再生控制系统及方法，以解决汽车的颗粒过滤器主动再生导致车辆油耗高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种主动再生控制系统，其特征在于，包括发动机废气模块和颗粒过滤模块；所述发动机废气模块的输出端与所述颗粒过滤模块的输入端通过管道连接；

所述发动机废气模块，用于排放发动机废气；

所述管道，用于将所述发动机废气模块输出的发动机废气输入所述颗粒过滤模块；

所述颗粒过滤模块，包括颗粒过滤器，用于过滤所述发动机废气的颗粒物及主动再生。

进一步地，所述管道设有气流流速调节部件，用于调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤模块的发动机废气的气流流速。

进一步地，所述气流流速调节部件为节流阀。

进一步地，所述颗粒过滤模块包括：

压差传感器，所述压差传感器的第一端设于所述颗粒过滤器的入口处，第二段设于所述颗粒过滤器的出口处，用于检测所述颗粒过滤器的入口处和出口处的压差值。

进一步地，所述颗粒过滤模块包括：

温度传感器，设于所述颗粒过滤器的入口处，用于检测所述颗粒过滤器的入口温度。

进一步地，还包括：

电子控制模块，与所述发动机废气模块气流流速调节部件相连，用于控制所述气流流速调节部件调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤模块的发动机废气的气流流速。

第二方面，本发明实施例还提供一种主动再生控制方法，其特征在于，应用于主动再生控制系统，所述主动再生控制系统包括发动机废气模块和颗粒过滤模块，所述发动机废气模块的输出端与所述颗粒过滤模块的输入端通过管道连接；所述颗粒过滤模块包括颗粒过滤器；

所述方法包括：

采集所述颗粒过滤器的入口处和出口处的压差值；

根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速。

进一步地，所述根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速的步骤，包括：

当获取的所述压差值达到第一设定阈值，打开气流流速调节部件；

采集所述颗粒过滤器的入口温度，并根据所述入口温度控制输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流量，以使所述颗粒过滤器工作在设定温度阈值；

当检测到所述压差值小于或等于第二设定阈值时，关闭所述气流流速调节部件。

进一步地，所述根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速的步骤，还包括：

控制发动机进行稀薄燃烧。

进一步地，所述根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速的步骤，还包括：

对所述压差值进行标定，以确定所述颗粒过滤器的初始压差值；所述初始压差值是指主动再生后的压差值。

本发明实施例中，将发动机废气模块输出的发动机废气输入颗粒过滤模块，利用发动机废气模块和颗粒过滤模块进行热交换，提升颗粒过滤器的工作温度，从而降低汽车使用油耗，节约汽车能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的主动再生控制系统的结构图之一；

图2是本发明实施例提供的主动再生控制系统的结构图之二；

图3是本发明实施例提供的主动再生控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1是本发明实施例提供的主动再生控制系统的结构图之一，所述主动再生控制系统包括发动机废气模块10和颗粒过滤模块20，所述发动机废气模块10的输出端与所述颗粒过滤模块20的输入端通过管道30连接。

所述发动机废气模块10，用于排放发动机废气。

所述管道30，用于将所述发动机废气模块10输出的发动机废气输入所述颗粒过滤模块20。

所述颗粒过滤模块20，包括颗粒过滤器21，用于过滤所述发动机废气的颗粒物及主动再生。

发动机废气，是汽车使用时产生的废气，含有上百种不同化合物，其中污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氢化合物、铅及硫氧化合物等。颗粒过滤器用于过滤发动机废气中的颗粒物，以碳为主。当颗粒物在颗粒过滤器内累积到一定程度时，需要对颗粒物进行再生反应。避免过多颗粒物在发动机极限工况下再生超温，导致过滤器载体损毁，并且，颗粒物过多堵塞过滤器，会影响发动机的能量输出。

主动再生，是利用外界能量来提高颗粒过滤器内的温度，使微粒着火燃烧。当颗粒过滤器中的温度达到一定温度时，如550°，沉积的颗粒物就会氧化燃烧，如果温度达不到一定温度，过多的沉积物就会堵塞颗粒过滤器，这时候就需要利用外加能源来提高温度，使颗粒氧化燃烧。

现有技术中，经过颗粒过滤器吸附颗粒物的发动机废气会直接排放至大气中。本发明实施例在发动机废气模块10和颗粒过滤模块20之间连接了管道30，将发动机废气模块10的输出端与颗粒过滤模块20的输入端通过管道30连接，通过管道30将发动机废气模块10过滤后的发动机废气再引入颗粒过滤模块20，利用发动机废气的温度提升颗粒过滤模块20的温度，以使颗粒过滤模块20实现主动再生。

本发明实施例通过管道30将发动机废气模块10输出的发动机废气输入颗粒过滤模块20，形成主动再生控制系统，从而提升颗粒过滤模块20的工作温度，降低汽车使用油耗。

参见图2，图2是是本发明实施例提供的主动再生控制系统的结构图之二，根据本发明一实施例提供的主动再生控制系统，管道30设有气流流速调节部件31，用于调节从所述发动机废气模块10输入所述颗粒过滤模块20的发动机废气的气流流速。

优选的，所述气流流速部件31为节流阀。通过调节气流流速部件31的开启大小，从而调节从发动机废气模块10输入颗粒过滤模块20的发动机废气的气流流速。所述气流流速部件31可以位于管道30任何位置，如靠近发动机废气模块10的输出口端、靠近颗粒过滤模块20的输入口端或者两端之间任何位置。

所述颗粒过滤模块20包括：

压差传感器22，所述压差传感器22的第一端设于颗粒过滤器21的入口处，第二端设于颗粒过滤器21的出口处，用于检测颗粒过滤器21的入口处和出口处的压差值。

压差传感器22是用来测量两个压力之间差值的传感器。由于发动机废气再过滤时过滤介质阻碍了流体流动，因此会产生阻力，即压力差。通过检测颗粒过滤器21的入口处和出口处的压差值，可以判定颗粒过滤器21的颗粒物堆积量，根据堆积量判断如何调节气流流速部件31。

温度传感器23，设于颗粒过滤器21的入口处，用于检测颗粒过滤器21的入口温度。

温度传感器23用于检测颗粒过滤器21的入口温度。颗粒过滤器21实现主动再生，需要一定的温度条件，因此，在颗粒过滤器21的入口处设置温度传感器23，可以采集颗粒过滤器21当前的工作温度，从而进行对发动机废气的气流流速部件31的调节。

所述主动再生控制系统，还包括：

电子控制模块40，与发动机废气模块10和气流流速调节部件31相连，用于控制气流流速调节部件31从发动机废气模块10输入颗粒过滤模块20的发动机废气的气流流速。

电子控制模块40是用于控制发动机废气模块10、颗粒过滤模块20和管道30上气流流速调节部件31的模块，以进行数据采集、计算处理、分析判断、决定对策等作为输入，以发出控制指令、指挥执行器工作等作为输出。在本实施例中，电子控制模块40可以采集压差传感器22的压差值，温度传感器23的温度值，根据所述压差值和温度值发送调节气流流速调节部件31的指令，以使气流流速调节部件31条件发动机废气的气流流速。

本发明实施例通过在管道30设置气流流速调节部件31从而控制从发动机废气模块10输入颗粒过滤模块20的发动机废气的气流流速，能使颗粒过滤器工作在设定温度阈值主动再生，同时不会导致颗粒过滤器超温造成载体损毁。最大限度地节约能耗。

参见图3，图3为本发明实施例提供的主动再生控制方法的流程图，所述主动再生控制方法，应用于上述主动再生控制系统，所述主动再生控制系统包括发动机废气模块和颗粒过滤模块，所述发动机废气模块的输出端与所述颗粒过滤模块的输入端通过管道连接；所述颗粒过滤模块包括颗粒过滤器；

所述方法包括：

步骤301、采集颗粒过滤器的入口处和出口处的压差值；

具体的，压差传感器采集颗粒过滤器的出口处和入口处的压差值，发送至电子控制模块，电子控制模块采集压差传感器采集的所述压差值。

步骤302、根据压差值调节从发动机废气模块输入颗粒过滤器的发动机废气的气流流速。

具体的，电子控制模块采集到颗粒过滤器的入口处和出口处的压差值后，发送控制信号至管道的气流流速调节部件，控制气流流速调节部件条件从发动机废气模块输入颗粒过滤器的发动机废气的气流流速。

其中，上述步骤302，也即根据压差值调节从发动机废气模块输入颗粒过滤器的发动机废气的气流流速，可以包括：

当获取的压差值达到第一设定阈值，打开气流流速调节部件31；

具体的，颗粒过滤器的颗粒物在累积到一定程度后，需要进行主动再生，此时会产生一主动再生压差，电子控制模块将采集到的压差值与主动再生压差进行比较，可判定是否需要进行主动再生。优选的，第一设定阈值可为主动再生压差的85％。当电子控制模块采集到颗粒过滤器的入口处和出口处的压差值达到主动再生压差的85％时，输出信号控制气流流速调节部件全负荷打开，将发动机废气输入颗粒过滤器，进行循环加热，能提升颗粒过滤器的环境温度。

采集颗粒过滤器的入口温度，并根据入口温度控制输入颗粒过滤器的发动机废气的气流流量，以使颗粒过滤器工作在设定温度阈值。

颗粒过滤器要实现主动再生，需要在设定温度阈值工作。若低于设定工作阈值，则不能进行主动再生，若高于设定工作阈值，则可能出现损坏机器的情况。随着时间的累积，颗粒过滤器的工作温度持续上升，因此，在颗粒过滤器的工作期间，电子控制模块需要控制颗粒过滤器的工作温度。优选的，设定温度阈值为500°～600°期间。从而避免颗粒过滤器温度一直升高，使颗粒过滤器一直处于最佳主动再生状态。

上述步骤302，也即所述根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速的步骤，还可以包括：

控制发动机进行稀薄燃烧。

具体的，在颗粒过滤器实现主动再生除了温度还需要氧气，因此，除了控制颗粒过滤器的工作温度，还需要控制有足够的氧气。因此可以通过进行稀薄燃烧产生氧气，使得颗粒过滤器有足够的氧气进行主动再生，直到颗粒过滤器停止主动再生位置。

当检测到压差值小于或等于第二设定阈值时，关闭气流流速调节部件。

当颗粒过滤器主动再生后，即颗粒物燃烧后，会产生初始压差值。电子控制模块将检测到压差值与初始压差值比较，若小于一定阈值，则优选的，第二设定阈值为初始压差值的1.1倍。当检测到压差值小于或等于初始压差值的1.1倍时，表明颗粒过滤器的所有累积的颗粒物完成主动再生，此时，输出关闭气流流速调节部件的信号，终止发动机废气的输入。

上述步骤302，也即所述根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速的步骤，还可以包括：

对压差值进行标定，以确定颗粒过滤器的初始压差值；这里的初始压差值是指主动再生后的所述压差值。初始压差值会随着汽车使用里程的增加而不断增加。

对于初始压差值的设定，需要考虑到车辆行驶里程不断增加时，随着灰分的累积，初始压差值会不断增加，增加的幅度和速率跟不同发动机使用的机油、机油与燃油消耗比等有关。因此，电子控制模块需要通过标定去探索颗粒过滤器的压差初始值与征程行驶里程的关系，进而去设计压差初始值的函数关系，进而更准确的控制主动再生种子时刻。

一般来说，气体循环系统，特别是温度较高的气体进行循环加热，会导致发动机排气系统压损增加，因此要尽量减少循环加热的使用频率。所以，通过控制气流流速调节部件的关闭，能延长车辆的排气系统的使用寿命。

本发明实施例根据采集的压差值调节发动机废气模块输入颗粒过滤器的发动机废气的气流流速，提升颗粒过滤器主动再生的温度，降低汽车的油耗。

本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述的主动再生控制系统。由于本发明上述实施例的主动再生控制系统具有上述效果，因此，本发明实施的车辆也具有相应的技术效果，即通过管道将发动机废气模块输出的发动机废气输入颗粒过滤模块，形成主动再生控制系统，从而提升颗粒过滤模块的工作温度，降低汽车使用油耗。

根据本发明实施例的车辆的其他构成和操作对于本领域技术人员而言是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种主动再生控制系统，其特征在于，包括发动机废气模块和颗粒过滤模块，所述发动机废气模块的输出端与所述颗粒过滤模块的输入端通过管道连接；

所述发动机废气模块，用于排放发动机废气；

所述管道，用于将所述发动机废气模块输出的发动机废气输入所述颗粒过滤模块；

所述颗粒过滤模块，包括颗粒过滤器，用于过滤所述发动机废气的颗粒物及主动再生。

2.根据权利要求1所述的主动再生控制系统，其特征在于，所述管道设有气流流速调节部件，用于调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤模块的发动机废气的气流流速。

3.根据权利要求2所述的主动再生控制系统，其特征在于，所述气流流速调节部件为节流阀。

4.根据权利要求1所述的主动再生控制系统，其特征在于，所述颗粒过滤模块包括：

压差传感器，所述压差传感器的第一端设于所述颗粒过滤器的入口处，第二端设于所述颗粒过滤器的出口处，用于检测所述颗粒过滤器的入口处和出口处的压差值。

5.根据权利要求1所述的主动再生控制系统，其特征在于，所述颗粒过滤模块包括：

温度传感器，设于所述颗粒过滤器的入口处，用于检测所述颗粒过滤器的入口温度。

6.根据权利要求2所述的主动再生控制系统，其特征在于，还包括：

电子控制模块，与所述发动机废气模块和气流流速调节部件相连，用于控制所述气流流速调节部件调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤模块的发动机废气的气流流速。

7.一种主动再生控制方法，其特征在于，应用于主动再生控制系统，所述主动再生控制系统包括发动机废气模块和颗粒过滤模块，所述发动机废气模块的输出端与所述颗粒过滤模块的输入端通过管道连接；所述颗粒过滤模块包括颗粒过滤器；

所述方法包括：

采集所述颗粒过滤器的入口处和出口处的压差值；

根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速。

8.根据权利要求7所述的主动再生控制方法，其特征在于，所述根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速的步骤，包括：

当获取的所述压差值达到第一设定阈值，打开气流流速调节部件；

采集所述颗粒过滤器的入口温度，并根据所述入口温度控制输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流量，以使所述颗粒过滤器工作在设定温度阈值；

当检测到所述压差值小于或等于第二设定阈值时，关闭所述气流流速调节部件。

9.根据权利要求8所述的主动再生控制方法，其特征在于，所述根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速的步骤，还包括：

控制发动机进行稀薄燃烧。

10.根据权利要求8所述的主动再生控制方法，其特征在于，所述根据所述压差值调节从所述发动机废气模块输入所述颗粒过滤器的发动机废气的气流流速的步骤，还包括：

对所述压差值进行标定，以确定所述颗粒过滤器的初始压差值；所述初始压差值是指主动再生后的压差值。