一种后处理系统及用于后处理系统的控制方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种后处理系统及用于后处理系统的控制方法。


背景技术：

2.目前，由于排放法规要求，使得车辆需要安装后处理设备，通过后处理设备处理发动机排出的排放物，排放物包括氮氧化合物和碳烟颗粒等。其中，后处理系统主要包括dpf(diesel particulate filter，柴油颗粒过滤器)和doc(diesel oxidation catalyst，柴油机氧化催化剂)等，dpf可通过主动再生或被动再生的方式过滤发动机排出的气体中的碳烟颗粒，从而达到降低碳烟颗粒的排放量的目的。
3.但在后处理系统工作的过程中，存在由doc排出的气体的烟度超过正常烟度限值的现象，若出现doc排出的气体的烟度超过正常烟度限值的现象，在后处理系统长期工作后，会导致dpf内积累的碳层过厚，当dpf内积累的碳层的厚度达到一定值后，后处理系统再继续工作，就会使得dpf中的碳层存在松动甚至脱落的现象，而这种现象会造成颗粒物排放超标的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种后处理系统及用于后处理系统的控制方法，以解决现有技术中dpf中的碳层由于松动甚至脱落造成的颗粒物排放加重的风险的问题。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种后处理系统，其包括doc、第一dpf、第二dpf和控制阀，所述第一dpf的入口端和所述doc的出口端通过第一管道连通，所述第二dpf的入口端通过第二管道和所述第一管道连通，所述第二dpf的出口端通过第三管道和所述第一管道连通，所述控制阀能连通所述第一管道使得气体由所述第一管道输送至所述第一dpf，也能断开所述第一管道使得气体依次经过所述第二管道、所述第二dpf和所述第三管道输送至所述第一dpf；
7.所述第一dpf设有催化剂涂层，所述第二dpf未设置催化剂涂层。
8.作为优选，所述第二dpf的容积小于所述第一dpf的容积。
9.作为优选，所述控制阀为两位三通阀，所述两位三通阀设置于所述第一管道和所述第二管道的连接处。
10.作为优选，所述控制阀包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀设置于所述第一管道，且位于所述第一管道和所述第二管道的连接处以及所述第一管道和所述第三管道的连接处之间，所述第二单向阀设置于所述第二管道。
11.作为优选，发动机的出口端通过第四管道和所述doc的入口端连通，所述发动机的入口端设有进气流量传感器，所述进气流量传感器用于测量所述发动机的实际进气量。
12.一种用于后处理系统的控制方法，应用于上述的所述后处理系统，所述用于后处理系统的控制方法包括：
13.确定当前的实际过量空气系数；
14.根据理论过量空气系数和所述当前的实际过量空气系数对烟度map中的烟度值进行修正，得到当前的烟度值，其中，所述烟度map由转速、扭矩和烟度形成；
15.比较当前的烟度值与设定烟度限值；
16.若当前的烟度值大于所述设定烟度限值，则控制所述控制阀断开所述第一管路使得气体依次经过所述第二管道、所述第二dpf和所述三管道输送至所述第一dpf；
17.若当前的烟度值小于等于所述设定烟度限值，则控制所述控制阀连通所述第一管路使得气体由所述第一管道输送至所述第一dpf。
18.作为优选，确定当前的实际过量空气系数具体包括以下步骤：
19.判断当前的转速是否小于设定转速值；判断当前的扭矩是否小于设定扭矩值；
20.若当前的转速小于所述设定转速值，且当前的扭矩值小于所述设定扭矩值，则依据当前的实际进气量和当前的实际喷油量计算获得第一实际过量空气系数，依据废气氧浓度计算获得第二实际过量空气系数；
21.判断所述第一实际过量空气系数与所述第二实际过量空气系数是否相同；
22.若所述第一实际过量空气系数与所述第二实际过量空气系数不同，则以所述第二实际过量空气系数为当前的实际过量空气系数。
23.作为优选，若当前的转速大于等于所述设定转速值，和/或当前的扭矩值大于所述设定扭矩值，则依据当前的实际进气量和当前的实际喷油量计算获得当前的实际过量空气系数。
24.作为优选，根据理论过量空气系数和所述当前的实际过量空气系数对烟度map中的烟度值进行修正，得到当前的烟度值的具体步骤包括：
25.依据所述理论过量空气系数和所述当前的实际过量空气系数计算修正系数；
26.依据所述修正系数修正所述烟度map，获得瞬态烟度map；
27.依据当前的转速和当前的扭矩从所述瞬态烟度map获取当前的烟度值。
28.作为优选，依据所述理论过量空气系数和所述当前的实际过量空气系数计算修正系数的公式如下：
[0029][0030]
其中，a表示修正系数；λ1表示理论过量空气系数；λ2表示当前的实际过量空气系数。
[0031]
本发明的有益效果：
[0032]
本发明的目的在于提供一种后处理系统及用于后处理系统的控制方法，其中，该后处理系统包括doc、第一dpf、第二dpf和控制阀，第一dpf的入口端和doc的出口端通过第一管道连通，第二dpf的入口端通过第二管道和第一管道连通，第二dpf的出口端通过第三管道和第一管道连通，若当前的烟度值小于等于设定烟度限值，则表明当前的烟度正常，通过控制控制阀使得第一管道连通，气体从第一管道输送至第一dpf过滤，即从doc的出口端排出的气体通过第一管道直接进入第一dpf进行过滤；若当前的烟度值大于设定烟度限值，则表明当前的烟度较高，通过控制控制阀使得第一管道断开，气体依次经过第二管道、第二dpf和第三管道输送至第一dpf，使得从doc的出口端排出的气体依次经过第二dpf和第一
dpf进行过滤，其中，第二dpf未设置催化剂涂层，第二dpf通过主动再生的方式对从doc的出口端排出的气体进行粗滤，第一dpf在通过被动再生的方式在对从第二dpf排出的气体进行进一步过滤，从而避免了由于烟度值较高造成的碳烟颗粒在第一dpf内积累过量，避免了第一dpf中的碳层由于积累过量造成的碳层松动甚至脱落的现象，避免了颗粒物排放超标的风险，提高了第一dpf的使用寿命。
附图说明
[0033]
图1是本发明的具体实施例提供的后处理系统的结构示意图；
[0034]
图2是本发明的具体实施例提供的用于后处理系统的控制方法的流程图。
[0035]
图中：
[0036]
1、doc；2、第一dpf；3、第二dpf；4、第一单向阀；5、第二单向阀；6、第一管道；7、第二管道；8、第三管道；9、发动机；10、第四管道。
具体实施方式
[0037]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0038]
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0039]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0040]
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0041]
本发明提供一种后处理系统，如图1所示，该后处理系统包括doc1、第一dpf2、第二dpf3和控制阀，第一dpf2的入口端和doc1的出口端通过第一管道6连通，第二dpf3的入口端通过第二管道7和第一管道6连通，第二dpf3的出口端通过第三管道8和第一管道6连通，控制阀能连通第一管道6使得气体由第一管道6输送至第一dpf2，也能断开第一管道6使得气体依次经过第二管道7、第二dpf3和第三管道8输送至第一dpf2；第一dpf2设有催化剂涂层，第二dpf3未设置催化剂涂层。该后处理系统，若当前的烟度值小于等于设定烟度限值，则表明当前的烟度正常，通过控制控制阀使得第一管道6连通，气体从第一管道6输送至第一
dpf2过滤，即从doc1的出口端排出的气体通过第一管道6直接进入第一dpf2进行过滤；若当前的烟度值大于设定烟度限值，则表明当前的烟度较高，通过控制控制阀使得第一管道6断开，气体依次经过第二管道7、第二dpf3和第三管道8输送至第一dpf2，使得从doc1的出口端排出的气体依次经过第二dpf3和第一dpf2进行过滤，其中，第二dpf3未设置催化剂涂层，第二dpf3通过主动再生的方式对从doc1的出口端排出的气体进行粗滤，第一dpf2在通过被动再生的方式在对从第二dpf3排出的气体进行进一步过滤，从而避免了由于烟度值较高造成的碳烟颗粒在第一dpf2内积累过量，避免了第一dpf2中的碳层由于积累过量造成的碳层松动甚至脱落的现象，避免了颗粒物排放超标的风险，提高了第一dpf2的使用寿命。
[0042]
优选地，第二dpf3的容积小于第一dpf2的容积。可以理解的是，第二dpf3用于辅助第一dpf2，设置第二dpf3的容积小于第一dpf2的容积，能够降低成本，节省空间。
[0043]
其中，如图1所示，控制阀包括第一单向阀4和第二单向阀5，第一单向阀4设置于第一管道6，且位于第一管道6和第二管道7的连接处以及第一管道6和第三管道8的连接处之间，第二单向阀5设置于第二管道7。可以理解的是，当前的烟度值小于等于设定烟度限值，控制第一单向阀4使doc1与第一dpf2连通，控制第二单向阀5使doc1与第二dpf3断开；当前的烟度值大于设定烟度限值，控制第一单向阀4使doc1与第一dpf2断开，控制第二单向阀5使doc1与第二dpf3连通；其次，也可依据实际工况适应性的调节第一单向阀4和第二单向阀5的开度，从而进一步提高第一dpf2和第二dpf3的工作精度。作为一种替代方案，控制阀也可为两位三通阀(图中未示出)，两位三通阀位于第一管道6和第二管道7的连接处。
[0044]
其中，如图1所示，发动机9的出口端通过第四管道10和doc1的入口端连通，发动机9的入口端设有进气流量传感器，进气流量传感器用于测量发动机9的实际进气量。
[0045]
其中，后处理系统还包括车辆控制器，车辆控制器与控制阀和发动机9均电连接。可通过车辆控制器控制控制阀的开度，也可通过车辆控制器控制发动机9的喷油量。在本实施例中，以控制阀包括第一单向阀4和第二单向阀5为例，从而车辆控制器可控制第一单向阀4和第二单向阀5的开度。
[0046]
本发明还提供一种用于后处理系统的控制方法，该用于后处理系统的控制方法用于控制上述的后处理系统。能有效避免由于烟度值较高造成的碳烟颗粒在第一dpf2内积累过量，避免第一dpf2中的碳层由于积累过量造成的碳层松动甚至脱落的现象，避免颗粒物排放超标的风险，提高了第一dpf2的使用寿命。
[0047]
具体地，如图2所示，该用于后处理系统的控制方法具体包括以下步骤：
[0048]
s100、将烟度map预先存储于车辆控制器。
[0049]
具体地，烟度map由转速、扭矩和烟度形成。其中，烟度map由前期大量试验获得。
[0050]
s200、实时获取发动机9的实际进气量。
[0051]
具体地，通过进气流量传感器实时监测发动机9的实际进气量。
[0052]
s300、实时获取发动机9的实际喷油量。
[0053]
具体地，发动机9的实际喷油量由发动机9的实际进气量决定。实际进气量越多，则实际喷油量越大；实际进气量越少，则实际喷油量越小。
[0054]
其中，步骤s100至s300不分先后顺序。本实施例中，示例性的依次进行s100至s300。
[0055]
s400、确定当前的实际过量空气系数。
[0056]
其中，确定当前的实际过量空气系数的具体步骤如下：
[0057]
判断当前的转速是否小于设定转速值；判断当前的扭矩是否小于设定扭矩值；
[0058]
若当前的转速小于设定转速值，且当前的扭矩值小于设定扭矩值，则依据当前的实际进气量和当前的实际喷油量计算获得第一实际过量空气系数，依据废气氧浓度计算获得第二实际过量空气系数。
[0059]
判断第一实际过量空气系数与第二实际过量空气系数是否相同。
[0060]
若第一实际过量空气系数与第二实际过量空气系数不同，则以第二实际过量空气系数为当前的实际过量空气系数。
[0061]
可以理解的是，若第一实际过量空气系数与第二实际过量空气系数相同，则第一实际过量空气系数和第二实际过量空气系数均为当前的实际过量空气系数。
[0062]
若当前的转速大于等于设定转速值，和/或当前的扭矩值大于设定扭矩值，则依据当前的实际进气量和当前的实际喷油量计算获得当前的实际过量空气系数。
[0063]
具体地，若当前的转速小于设定转速值，且当前的扭矩值小于设定扭矩值时，依据当前的实际进气量和当前的实际喷油量计算获得第一实际过量空气系数的公式如下：
[0064]
第一实际过量空气系数＝实际进气量/(实际喷油量*空燃比)。
[0065]
依据废气氧浓度计算获得第二实际过量空气系数的公式为：
[0066]
第二实际过量空气系数＝(大气中的氧浓度+(废气中的氧浓度/空燃比))/(大气中的氧浓度-废气中的氧浓度)。
[0067]
其中，废气中的氧浓度为由第一dpf2排出的气体中的氧浓度。
[0068]
具体地，若当前的转速大于等于设定转速值，和/或当前的扭矩值大于等于设定扭矩值时，依据当前的实际进气量和当前的实际喷油量计算获得当前的实际过量空气系数的公式如下：
[0069]
当前的实际过量空气系数＝实际进气量/(实际喷油量*空燃比)。
[0070]
s500、根据理论过量空气系数和当前的实际过量空气系数对烟度map中的烟度值进行修正，得到当前的烟度值。
[0071]
具体地，根据理论过量空气系数和当前的实际过量空气系数对烟度map中的烟度值进行修正，得到当前的烟度值的具体步骤包括：
[0072]
s510、依据理论过量空气系数和当前的实际过量空气系数计算修正系数。
[0073]
其中，理论过量空气系数的计算公式为：理论过量空气系数＝理论进气量/(理论喷油量*空燃比)。
[0074]
具体地，依据理论过量空气系数和当前的实际过量空气系数计算修正系数的公式如下：
[0075][0076]
其中，a表示修正系数；λ1表示理论过量空气系数；λ2表示当前的实际过量空气系数。
[0077]
s520、依据修正系数修正烟度map，获得瞬态烟度map。
[0078]
s530、依据当前的转速和当前的扭矩从瞬态烟度map获取当前的烟度值。
[0079]
作为一种替代方案，根据理论过量空气系数和当前的实际过量空气系数对烟度
map中的烟度值进行修正，得到当前的烟度值的具体步骤包括：依据理论过量空气系数和当前的实际过量空气系数计算修正系数；依据车辆当前的转速和当前的扭矩从烟度map获取烟度值；依据修正系数修正烟度值得到当前的烟度值。
[0080]
s600、比较当前的烟度值与设定烟度限值。
[0081]
若当前的烟度值大于设定烟度限值，则进行步骤s610。可以理解的是，若当前的烟度值大于设定烟度限值，则表明当前的烟度较高。
[0082]
若当前的烟度值小于等于设定烟度限值，则进行步骤s620。可以理解的是，若当前的烟度值小于等于设定烟度限值，则表明当前的烟度正常。
[0083]
s610、控制控制阀断开第一管道6使得气体依次经过第二管道7、第二dpf3和第三管道8输送至第一dpf2。具体地，本实施例中，以控制阀包括第一单向阀4和第二单向阀5为例，具体地，当烟度较高时，控制第一单向阀4使doc1与第一dpf2断开，控制第二单向阀5使doc1与第二dpf3连通，使得从doc1的出口端排出的气体依次经过第二dpf3和第一dpf2进行过滤，其中，第二dpf3未设置催化剂涂层，第二dpf3通过主动再生的方式对从doc1的出口端排出的气体进行粗滤，第一dpf2再通过被动再生的方式在对从第二dpf3排出的气体进行进一步过滤，从而避免了由于烟度值较高造成的碳烟颗粒在第一dpf2内积累过量，避免了第一dpf2中的碳层由于积累过量造成的碳层松动甚至脱落的现象，避免了颗粒物排放超标的风险，提高了第一dpf2的使用寿命。
[0084]
s620、控制控制阀连通第一管道6使得气体由第一管道6输送至第一dpf2。具体地，当烟度正常时，控制第一单向阀4使doc1与第一dpf2连通，控制第二单向阀5使doc1与第二dpf3断开，使得从doc1的出口端排出的气体直接进入第一dpf2进行过滤。
[0085]
如此，该用于后处理系统的控制方法的步骤简单，将该用于后处理系统的控制方法用于控制上述的后处理系统，能有效避免由于烟度值较高造成的碳烟颗粒在第一dpf2内积累过量，避免第一dpf2中的碳层由于积累过量造成的碳层松动甚至脱落的现象，避免颗粒物排放超标的风险，提高第一dpf2的使用寿命。
[0086]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。