恒定状态控制系统、后处理系统及控制方法技术方案

本发明专利技术实施例提供恒定状态控制系统、后处理系统及控制方法。在本发明专利技术实施例中，在后处理系统的DOC前增加了恒定状态控制系统，在进入DOC前气体的温度值(第二温度值)低于温度阈值时，恒定状态控制系统会执行加热策略，令进入DOC前气体的温度值达到温度阀值。而在进入DOC前气体的温度值(第二温度值)高于温度阀值时，恒定状态控制系统会执行热能回收策略：令发动机排气流经外层排气管，由外层排气管将经过气体的热能转化为电能并存储至电池中，由于热能转化为电能，则气体的温度会降低。这样，可使进入DOC的气体的温度维持在温度阀值附近。而温度阈值又在SCR的最佳温度区间内，进而可令进入SCR的NOx的转化效率提高，降低了NOx的排放量。

【技术实现步骤摘要】
恒定状态控制系统、后处理系统及控制方法
本专利技术涉及汽车控制领域，特别涉及恒定状态控制系统、后处理系统及控制方法。
技术介绍
柴油机在汽车中的应用日益广泛，同时面临排放法规不断加严和排放限值不断降低的挑战。随着排放法规的加严，需要进一步降低发动机排气(尾气)中氮氧(NOx)的排放，从而实现超低排放。现有的后处理技术，请参见图1，采用DOC(氧化型催化器)+DPF(颗粒捕集器)+SCR(选择性催化还原器)的传统模式，该系统中DOC可氧化发动机排气中的HC、CO、NO、颗粒表面的可挥发成分，提升排气温度；DPF采用过滤材料对排气中的颗粒进行过滤补集，并通过再生技术除去颗粒捕集器内沉积的颗粒；SCR通过向尾气中喷射尿素水溶液，经过选择性催化还原过程，将尾气中的NOx(氮氧化合物)转化为氮气和水蒸气，SCR的工作效率取决于尾气的温度，在合适的温度范围(可称为最佳温度区间)内，NOx的转化效率可高达90％，但是在此温度范围之外，转化效率很低。然而，在柴油机冷启动或冷态测试循环或城市驾驶工况时排气温度低，经过后处理系统后难以达到尿素喷射的温度，SCR中的催化剂对NOx的还原反应效率很低，导致NOx排放增加，空气污染加重。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供恒定状态控制系统、后处理系统及控制方法，以解决柴油机冷启动时NOx排放增加的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种恒定状态控制系统，所述恒定状态至少包括恒温，所述系统包括：控制器、第一管路、第一温度传感器、电加热器、双层排气管、控制阀、起发一体机、电池、第二管路以及第二温度传感器；所述第一温度传感器设置在所述第一管路的内部或外表面上，所述第二温度传感器设置在所述第二管路的内部或外表面上；所述第一管路的排气口与所述电加热器的进气口相连；所述双层排气管包括外层排气管和内层排气管，所述外层排气管采用热电转换材料制备而成，所述控制阀设置在所述内层排气管内部；所述外层排气管的进气口和内层排气管的进气口分别与所述电加热器的排气口相连；所述外层排气管的出气口和内层排气管的出气口分别与所述第二管路相连接；所述第二管路的出气口与氧化型催化器的进气口相连接；所述起发一体机的第一端与所述外层排气管的外表面相连接，第二端与所述电池相连接，第三端与所述电加热器相连接；其中：所述第一温度传感器用于：周期性检测所述第一管路中发动机排气的温度，并将温度测量值上传至所述控制器；所述第一温度传感器上传的温度值为第一温度值；所述第二温度传感器用于：周期性检测所述第二管路中发动机排气的温度，并将温度测量值上传至所述控制器；所述第二温度传感器上传的温度值为第二温度值；所述控制器用于：在所述第二温度值小于温度阈值时，执行加热策略；所述加热策略包括：控制所述控制阀开启，在所述控制阀开启后，发动机排气流经所述内层排气管；控制所述起发一体机进入电动模式；在所述电动模式下，所述电池通过所述起发一体机向所述电加热器供电；控制所述电加热器加热的温度，令所述第二温度值达到所述温度阀值；在所述第二温度值大于所述温度阀值时，执行热能回收策略；所述热能回收策略包括：控制所述控制阀关闭；在所述控制阀关闭后，发动机排气流经所述外层排气管，由所述外层排气管将经过气体的热能转化为电能；控制所述起发一体机进入发电模式；在所述发电模式下，所述外层排气管转化的电能通过所述起发一体机存储至所述电池中。优选的，还包括电动涡轮机；所述电动涡轮机设置在所述第二管路的内部；所述电动涡轮机与所述起发一体机的第四端相连接。优选的，所述恒定状态还包括恒流；所述控制器还用于：在发动机排气流量小于流量阈值时，执行加速策略；所述加速策略包括：控制所述起发一体机进入电动模式；在所述电动模式下，所述电池通过所述起发一体机向所述电动涡轮机供电；根据所述排气流量和所述流量阈值控制所述电动涡轮机的转速，令进入所述氧化型催化器的排气流量达到所述流量阈值；在发动机排气流量大于流量阈值时，执行回收策略；所述回收策略包括：控制所述起发一体机进入发电模式；在所述发电模式下，所述起发一体机将所述电动涡轮机的机械能转化为电能，并存储至所述电池中。优选的，所述发动机排气流量由所述控制器计算得到。优选的，所述温度阈值在选择性催化还原器的最佳温度区间内，所述流量阈值在所述选择性催化还原器的最佳空速区间内。一种后处理系统，包括依次连接的恒定状态控制系统、氧化型催化器、颗粒捕集器和选择性催化还原器；所述恒定状态控制系统包括：控制器、第一管路、第一温度传感器、电加热器、双层排气管、控制阀、起发一体机、电池、第二管路以及第二温度传感器；所述第一温度传感器设置在所述第一管路的内部或外表面上，所述第二温度传感器设置在所述第二管路的内部或外表面上；所述第一管路的排气口与所述电加热器的进气口相连；所述双层排气管包括外层排气管和内层排气管，所述外层排气管采用热电转换材料制备而成，所述控制阀设置在所述内层排气管内部；所述外层排气管的进气口和内层排气管的进气口分别与所述电加热器的排气口相连；所述外层排气管的出气口和内层排气管的出气口分别与所述第二管路相连接；所述第二管路的出气口与氧化型催化器的进气口相连接；所述起发一体机的第一端与所述外层排气管的外表面相连接，第二端与所述电池相连接，第三端与所述电加热器相连接；其中：所述第一温度传感器用于：周期性检测所述第一管路中发动机排气的温度，并将温度测量值上传至所述控制器；所述第一温度传感器上传的温度值为第一温度值；所述第二温度传感器用于：周期性检测所述第二管路中发动机排气的温度，并将温度测量值上传至所述控制器；所述第二温度传感器上传的温度值为第二温度值；所述控制器用于：在所述第二温度值小于温度阈值时，执行加热策略；所述加热策略包括：控制所述控制阀开启，在所述控制阀开启后，发动机排气流经所述内层排气管；控制所述起发一体机进入电动模式；在所述电动模式下，所述电池通过所述起发一体机向所述电加热器供电；控制所述电加热器加热的温度，令所述第二温度值达到所述温度阀值；在所述第二温度值大于所述温度阀值时，执行热能回收策略；所述热能回收策略包括：控制所述控制阀关闭；在所述控制阀关闭后，发动机排气流经所述外层排气管，由所述外层排气管将经过气体的热能转化为电能；控制所述起发一体机进入发电模式；在所述发电模式下，所述外层排气管转化的电能通过所述起发一体机存储至所述电池中。优选的，所述恒定状态控制系统还包括电动涡轮机；所述电动涡轮机设置在所述第二管路的内部；所述电动涡轮机与所述起发一体机的第四端相连接。优选的，所述恒定状态还包括恒流；所述控制器还用于：在发动机排气流量小于流量阈值时，执行加速策略；所述加速策略包括：控制所述起发一体机进入电动模式；在所述电动模式下，所述电池通过所述起发一体机向所述电动涡轮机供电；根据所述排气流量和所述流量阈值控制所述电动涡轮机的转速，令进入所述氧化型催化器的排气流量达到所述流量阈值；在发动机排气流量大于流量阈值时，执行回收策略；所述回收策略包括：控制所述起发一体机进入发电模式；在所述发电模式下，所述起发一体机将所述电动涡轮机的机械能转化为电能，并存储至所述电池中。优选的，所述温度阈值在选择性催化还原器的最佳温度区间内，所述流量阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒定状态控制系统，其特征在于，所述恒定状态至少包括恒温，所述系统包括：控制器、第一管路、第一温度传感器、电加热器、双层排气管、控制阀、起发一体机、电池、第二管路以及第二温度传感器；所述第一温度传感器设置在所述第一管路的内部或外表面上，所述第二温度传感器设置在所述第二管路的内部或外表面上；所述第一管路的排气口与所述电加热器的进气口相连；所述双层排气管包括外层排气管和内层排气管，所述外层排气管采用热电转换材料制备而成，所述控制阀设置在所述内层排气管内部；所述外层排气管的进气口和内层排气管的进气口分别与所述电加热器的排气口相连；所述外层排气管的出气口和内层排气管的出气口分别与所述第二管路相连接；所述第二管路的出气口与氧化型催化器的进气口相连接；所述起发一体机的第一端与所述外层排气管的外表面相连接，第二端与所述电池相连接，第三端与所述电加热器相连接；其中：所述第一温度传感器用于：周期性检测所述第一管路中发动机排气的温度，并将温度测量值上传至所述控制器；所述第一温度传感器上传的温度值为第一温度值；所述第二温度传感器用于：周期性检测所述第二管路中发动机排气的温度，并将温度测量值上传至所述控制器；所述第二温度传感器上传的温度值为第二温度值；所述控制器用于：在所述第二温度值小于温度阈值时，执行加热策略；所述加热策略包括：控制所述控制阀开启，在所述控制阀开启后，发动机排气流经所述内层排气管；控制所述起发一体机进入电动模式；在所述电动模式下，所述电池通过所述起发一体机向所述电加热器供电；控制所述电加热器加热的温度，令所述第二温度值达到所述温度阀值；在所述第二温度值大于所述温度阀值时，执行热能回收策略；所述热能回收策略包括：控制所述控制阀关闭；在所述控制阀关闭后，发动机排气流经所述外层排气管，由所述外层排气管将经过气体的热能转化为电能；控制所述起发一体机进入发电模式；在所述发电模式下，所述外层排气管转化的电能通过所述起发一体机存储至所述电池中。...

【技术特征摘要】
1.一种恒定状态控制系统，其特征在于，所述恒定状态至少包括恒温，所述系统包括：控制器、第一管路、第一温度传感器、电加热器、双层排气管、控制阀、起发一体机、电池、第二管路以及第二温度传感器；所述第一温度传感器设置在所述第一管路的内部或外表面上，所述第二温度传感器设置在所述第二管路的内部或外表面上；所述第一管路的排气口与所述电加热器的进气口相连；所述双层排气管包括外层排气管和内层排气管，所述外层排气管采用热电转换材料制备而成，所述控制阀设置在所述内层排气管内部；所述外层排气管的进气口和内层排气管的进气口分别与所述电加热器的排气口相连；所述外层排气管的出气口和内层排气管的出气口分别与所述第二管路相连接；所述第二管路的出气口与氧化型催化器的进气口相连接；所述起发一体机的第一端与所述外层排气管的外表面相连接，第二端与所述电池相连接，第三端与所述电加热器相连接；其中：所述第一温度传感器用于：周期性检测所述第一管路中发动机排气的温度，并将温度测量值上传至所述控制器；所述第一温度传感器上传的温度值为第一温度值；所述第二温度传感器用于：周期性检测所述第二管路中发动机排气的温度，并将温度测量值上传至所述控制器；所述第二温度传感器上传的温度值为第二温度值；所述控制器用于：在所述第二温度值小于温度阈值时，执行加热策略；所述加热策略包括：控制所述控制阀开启，在所述控制阀开启后，发动机排气流经所述内层排气管；控制所述起发一体机进入电动模式；在所述电动模式下，所述电池通过所述起发一体机向所述电加热器供电；控制所述电加热器加热的温度，令所述第二温度值达到所述温度阀值；在所述第二温度值大于所述温度阀值时，执行热能回收策略；所述热能回收策略包括：控制所述控制阀关闭；在所述控制阀关闭后，发动机排气流经所述外层排气管，由所述外层排气管将经过气体的热能转化为电能；控制所述起发一体机进入发电模式；在所述发电模式下，所述外层排气管转化的电能通过所述起发一体机存储至所述电池中。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括电动涡轮机；所述电动涡轮机设置在所述第二管路的内部；所述电动涡轮机与所述起发一体机的第四端相连接。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述恒定状态还包括恒流；所述控制器还用于：在发动机排气流量小于流量阈值时，执行加速策略；所述加速策略包括：控制所述起发一体机进入电动模式；在所述电动模式下，所述电池通过所述起发一体机向所述电动涡轮机供电；根据所述排气流量和所述流量阈值控制所述电动涡轮机的转速，令进入所述氧化型催化器的排气流量达到所述流量阈值；在发动机排气流量大于流量阈值时，执行回收策略；所述回收策略包括：控制所述起发一体机进入发电模式；在所述发电模式下，所述起发一体机将所述电动涡轮机的机械能转化为电能，并存储至所述电池中。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发动机排气流量由所述控制器计算得到。5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述温度阈值在选择性催化还原器的最佳温度区间内，所述流量阈值在所述选择性催化还原器的最佳空速区间内。6.一种后处理系统，其特征在于，包括依次连接的恒定状态控制系统、氧化型催化器、颗粒捕集器和选择性催化还原器；所述恒定状态控制系统包括：控制器、第一管路、第一温度传感器、电加热器、双层排气管、控制阀、起发一体机、电池、第二管路以及第二温度传感器；所述第一温度传感器设置在所述第一管路的内部或外表面上，所述第二温度传感器设置在所述第二管路的内部或外表面上；所述第一管路的排气口与所述电加热器的进气口相连；所述双层...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志华，孙婷，文志永，仲昆，李耀，
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