一种发动机排气处理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种发动机排气处理系统及方法，该系统包括：加热装置、控制器和开关器件；加热装置设置在发动机排气后处理装置上，且加热装置的电源端通过开关器件连接电源；控制器用于控制开关器件的开关状态，进而控制加热装置所在线路的通断状态；当控制器检测到加热指令时，输出控制信号，该控制信号控制开关器件闭合，以使加热装置对发动机排出的尾气进行加热，以使输入到发动机排气后处理装置中的尾气温度满足需求。该系统直接对发动机排除的尾气进行加热，与发动机原机的状态没有关联，不影响发动机原机的状态，不会影响发动机的瞬态过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动控制
，尤其涉及一种发动机排气处理系统及方法。
技术介绍
随着汽车数量急剧上升，汽车尾气成为城市污染的主要原因；汽车尾气主要是燃料燃烧不充分的产物。节能减排措施越来越深入，汽车尾气排放标准也越来越严格，随着欧六排放标准和国六排放标准的逐渐实施，发动机排气后处理系统成为标配。排气后处理系统所采用的技术主要包括DOC(DieselOxidationCatalyst，氧化催化转换器)技术、SCR(SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原)技术和DPF(DieselParticulateFilter，柴油颗粒过滤器)。DOC是一种柴油车排气后处理技术，主要通过催化剂的氧化反应除去颗粒中的可挥发有机物，减少颗粒物(PM)的排放；DPF安装在柴油车排气系统中，通过过滤来降低排气中颗粒物(PM)的装置；DPF再生时，也需要DPF入口的温度达到600℃以上才能实现碳颗粒与氧气反应，将积碳烧掉，完成DPF清洁的功能。SCR是降低发动机排气中的NOx排放量的一种后处理装置，SCR催化剂在250℃-350℃对废气中NOx的转换效率最高，如果低于250℃，NH4+离子无法与NOx高效的反应，会出现NH4+泄露和NOx排放高的问题。在发动机排气后处理系统中，为了满足高的SCR转换效率，以及，DPF再生需求，需要提高发动机排气的温度，现有技术中，通过进气节流阀、排气节流阀、后喷等方式提高排气温度。进气节流阀和排气节流阀都会减少发动机的新鲜进气量，势必会造成发动机空燃比降低，燃烧恶化油耗率上升。特别是在发动机处于瞬态过程时，由于进气量不足，动力性会变的更差。排气节流阀除了造成进气流量的降低，还会导致泵气功的增加，降低增压器的效率，使油耗率进一步恶化，瞬态过程更难保证。后喷方式增加了燃油喷射次数，对喷油器的寿命有一定的影响，同时，其提高排气温度的能力非常有限，另外还带来了机油稀释的风险。综上，这些方式的提温能力受到一些边界条件的限制，会牺牲发动机的动力性和经济性，同时，还会造成排放水平的降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种发动机排气处理系统及方法，以实现在不牺牲发动机动力性和经济性的前提下，提高发动机排气后处理系统对排气温度的要求。第一方面，本专利技术提供一种发动机排气处理系统，包括：加热装置、控制器、开关器件；所述加热装置设置在发动机排气后处理装置上，且所述加热装置的电源端通过所述开关器件连接电源；所述控制器，用于当检测到发动机排气后处理装置处于需要加热的工作模式时，产生加热指令，并根据所述加热指令输出目标控制信号控制所述开关器件的开关状态，使所述加热装置对所述发动机的排气进行加热。可选地，所述加热装置设置在所述发动机排气后处理装置之前的排气管路上；或者，所述加热装置设置在所述发动机排气处理装置内的催化剂载体之前。可选地，所述控制器，用于根据所述加热指令输出目标控制信号控制所述开关器件的开关状态，使所述加热装置对所述发动机的排气进行加热，具体用于：根据所述加热指令，采集输入到所述发动机排气后处理装置中尾气的排气参数，所述排气参数包括排气温度和排气流量；根据所述排气参数以及所述发动机排气后处理装置需要加热的工作模式所对应的目标温度，计算得到所述工作模式所需的加热功率；根据所述加热功率计算得到输出的控制信号的占空比；以及，输出所述占空比的目标控制信号，所述目标控制信号用于使所述加热装置将输入到所述发动机排气后处理装置中的尾气加热到所述目标温度。可选地，所述控制器用于根据所述排气参数以及所述发动机排气后处理装置需要加热的工作模式所对应的目标温度，计算得到所述工作模式所需的加热功率，具体用于：当检测到所述发动机排气后处理装置处于选择性催化还原SCR加热模式时，采集输入到所述发动机排气后处理装置中的尾气的排气温度和排气流量，根据所述SCR加热模式所需的第一目标温度、所述排气温度和所述排气流量，计算得到所述SCR加热模式所需的加热功率；当检测到所述发动机排气后处理装置处于柴油颗粒过滤器DPF再生模式时，采集输入到所述发动机排气后处理装置中的尾气的排气温度和排气流量，根据所述DPF再生模式所需的第二目标温度、所述排气温度和所述排气流量，计算得到所述DPF加热模式所需的加热功率。可选地，所述控制器用于根据所述加热功率计算得到控制信号的占空比，具体用于：查询加热功率与占空比之间的对应关系，得到计算得到的加热功率对应的控制信号的占空比。可选地，所述开关器件为继电器；所述继电器的线圈与所述控制器的第一输出端串联连接，另一端连接所述控制器的GND端；所述继电器的常开触点串联在所述加热装置的线路上。可选地，所述控制器为电子控制单元ECU。第二方面，本专利技术提供一种发动机排气处理方法，应用于发动机排气处理系统，所述发动机排气处理系统包括设置在发动机排气后处理装置上的加热装置，且所述加热装置的电源端与开关器件串联在电源的正极和负极之间；所述方法包括：当检测到所述发动机排气后处理装置处于需要加热的工作模式时，产生加热指令；根据所述加热指令输出目标控制信号，以控制所述开关器件闭合，使所述加热装置对输入到所述发动机排气后处理装置中的尾气进行加热。可选地，所述根据所述加热指令输出目标控制信号，包括：根据所述加热指令，采集输入到所述发动机排气后处理装置中尾气的排气参数，所述排气参数包括排气温度和排气流量；根据所述排气温度、所述排气流量，以及所述发动机排气后处理装置需要加热的工作模式对应的目标温度，计算得到所述工作模式所需的加热功率；根据所述加热功率计算得到输出的控制信号的占空比；输出所述占空比的目标控制信号，所述目标控制信号用于使所述加热装置将输入到所述发动机排气后处理装置中的尾气加热到所述目标温度。可选地，所述根据所述加热功率计算得到输出的控制信号的占空比，包括：查询加热功率与占空比之间的对应关系，得到计算得到的加热功率对应的控制信号的占空比。本专利技术提供的发动机排气处理系统包括：加热装置、控制器和开关器件；加热装置设置在发动机排气后处理装置上，且加热装置的电源端通过开关器件连接电源；控制器用于控制开关器件的开关状态，进而控制加热装置所在线路的通断状态；当控制器检测到加热指令时，输出控制信号，该控制信号控制开关器件闭合，以使加热装置对发动机排出的尾气进行加热，以使输入到发动机排气后处理装置中的尾气温度满足需求。该系统直接对发动机排除的尾气进行加热，与发动机原机的状态没有关联，不影响发动机原机的状态，不会影响发动机的瞬态过程。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一种加热装置的安装示意图；图2是本专利技术实施例另一种加热装置的安装示意图；图3是本专利技术实施例一种加热装置的控制系统示意图；图4是本专利技术实施例一种发动机排气处理方法的流程示意图；图5是本专利技术实施例一种排气加热中断的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机排气处理系统，其特征在于，包括：加热装置、控制器、开关器件；所述加热装置设置在发动机排气后处理装置上，且所述加热装置的电源端通过所述开关器件连接电源；所述控制器，用于当检测到发动机排气后处理装置处于需要加热的工作模式时，产生加热指令，并根据所述加热指令输出目标控制信号控制所述开关器件的开关状态，使所述加热装置对所述发动机的排气进行加热。

【技术特征摘要】
1.一种发动机排气处理系统，其特征在于，包括：加热装置、控制器、开关器件；所述加热装置设置在发动机排气后处理装置上，且所述加热装置的电源端通过所述开关器件连接电源；所述控制器，用于当检测到发动机排气后处理装置处于需要加热的工作模式时，产生加热指令，并根据所述加热指令输出目标控制信号控制所述开关器件的开关状态，使所述加热装置对所述发动机的排气进行加热。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述加热装置设置在所述发动机排气后处理装置之前的排气管路上；或者，所述加热装置设置在所述发动机排气处理装置内的催化剂载体之前。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于根据所述加热指令输出目标控制信号控制所述开关器件的开关状态，使所述加热装置对所述发动机的排气进行加热，具体用于：根据所述加热指令，采集输入到所述发动机排气后处理装置中尾气的排气参数，所述排气参数包括排气温度和排气流量；根据所述排气参数以及所述发动机排气后处理装置需要加热的工作模式所对应的目标温度，计算得到所述工作模式所需的加热功率；根据所述加热功率计算得到输出的控制信号的占空比；以及，输出所述占空比的目标控制信号，所述目标控制信号用于使所述加热装置将输入到所述发动机排气后处理装置中的尾气加热到所述目标温度。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器用于根据所述排气参数以及所述发动机排气后处理装置需要加热的工作模式所对应的目标温度，计算得到所述工作模式所需的加热功率，具体用于：当检测到所述发动机排气后处理装置处于选择性催化还原SCR加热模式时，采集输入到所述发动机排气后处理装置中的尾气的排气温度和排气流量，根据所述SCR加热模式所需的第一目标温度、所述排气温度和所述排气流量，计算得到所述SCR加热模式所需的加热功率；当检测到所述发动机排气后处理装置处于柴油颗粒过滤器DPF再生模式时，采集输入到所述发动机排气后处理装置中的尾气的排气温度和排气流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：代子阳，李文广，王聪聪，张广西，姚旺，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37