專利名稱：一種尾氣凈化控制系統及汽車的制作方法
技術領域：
本發明屬于汽車領域，尤其涉及一種尾氣凈化控制系統及汽車。
背景技術：
目前，汽車排氣系統中多使用三效催化器作為機外凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三效催化器中的催化劑將增強碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOX)三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體，HC化合物在高溫下氧化成水和二氧化碳，NOx還原成氮氣和氧氣，三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。 一般而言，三效催化器中的催化劑最低要在350攝氏度時起反應，溫度過低時，轉換效率急劇下降，催化劑的活性溫度(最佳的工作溫度)是400°C到800°C左右，過高也會使催化劑老化加劇。由于發動機冷啟動時，三效催化器加熱效率低，需要一定時間才能達到其工作溫度范圍內，因此在現有的三效催化器使用中，一般在汽車冷啟動時采用電加熱預熱器，利用電能在發動機冷啟動時預熱三效催化器，這種方式需要一定時間才能將三效催化器加熱到工作溫度，加熱速度慢，影響三效催化器的轉換效率。
發明內容
本發明實施例提供一種尾氣凈化控制系統，旨在解決現有技術采用電加熱預熱器在冷啟動時對三效催化器進行預熱，加熱速度慢，影響三效催化器的轉換效率的問題。本發明實施例是這樣實現的，一種尾氣凈化控制系統，所述系統包括電子控制單元；以及分別與所述電子控制單元連接的火花塞、氧濃度傳感器、溫度傳感器、節氣門，以及節氣門位置傳感器；所述氧濃度傳感器安裝在三效催化器后方，所述溫度傳感器安裝在三效催化器載體上，所述節氣門位置傳感器安裝在所述節氣門上；所述電子控制單元包括第一控制模塊，用于在發送機冷啟動時，控制所述節氣門打開，控制所述火花塞點火，通過所述氧濃度傳感器的反饋信號控制所述節氣門的開度；以及第二控制模塊，用于在通過所述溫度傳感器的檢測信號判斷三效催化器的溫度達到工作溫度時，關閉所述節氣門，控制所述火花塞和節氣門位置傳感器不工作。本發明實施例還提供了一種汽車，所述汽車包含上述尾氣凈化控制系統。本發明實施例中，電子控制單元根據安裝在三效催化器后方氧濃度傳感器信號和安裝在三效催化器載體上的溫度傳感器信號，控制節氣門開度和火花塞工作時間，在發動機冷啟動時，使尾氣迅速氧化升溫，對三效催化器進行快速預熱，增強了三效催化器的轉換效率。
圖I表示本發明實施例提供的尾氣凈化控制系統的結構原理圖；圖2表示本發明實施例提供的尾氣凈化控制系統的工作流程圖。
具體實施例方式在本發明實施例中，電子控制單元根據安裝在三效催化器后方的氧濃度傳感器和安裝在三效催化器載體上的溫度傳感器信號，控制節氣門開度和火花塞工作時間，使發動機在冷啟動時可以在短時間內使三效催化器達到需要的工作溫度，增強三效催化器的轉換效率。圖I示出了本發明實施例提供的尾氣凈化控制系統的結構原理，為方便說明，僅 不出了與本發明實施例相關的部分。該尾氣凈化控制系統可以廣泛應用于各種汽車上，用于對汽車尾氣的凈化處理。電子控制單元(Electronic Control Unit, EQJ) I又稱“行車電腦”、“車載電腦”等，是汽車專用微機控制器，由微處理器(CPU)、存儲器(ROM、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)、模數轉換器(A/D)以及整形、驅動等大規模集成電路組成。火花塞2、氧濃度傳感器3、溫度傳感器4、節氣門5、節氣門位置傳感器6分別與電子控制單元I連接。其中，發動機的噴油量是根據進氣量噴油的，進氣越多噴油就越多。節氣門5用來控制進氣量，間接地控制發動機的噴油量。節氣門位置傳感器6的作用是檢測出發動機是處于怠速工況還是負荷工況，是加速工況還是減速工況。當節氣門5處于怠速位置時，向電子控制單元I輸出怠速工況信號；當節氣門5處于其它位置時，輸出相對于節氣門5不同轉角的電壓信號，電子控制單元I便根據信號電壓值識別發動機的負荷，根據信號電壓在一定時間內的變化增減率識別是加速工況還是減速工況。電子控制單元I根據這些工況信息來修正噴油量，或者進行斷油控制。氧濃度傳感器3的作用是測定發動機燃燒后的排氣中氧是否過剩的信息，即氧氣含量，并把氧氣含量轉換成電壓信號傳遞到電子控制單元I，使發動機能夠實現以過量空氣因數為目標的閉環控制，確保三效催化器對排氣中的碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOX)三種污染物都有最大的轉化效率，最大程度地進行排放污染物的轉化和凈化。在本發明實施例中，氧濃度傳感器3安裝在三效催化器后方，溫度傳感器4安裝在三效催化器載體上，節氣門位置傳感器6安裝在節氣門5上。本發明實施例中，電子控制單元I采集計算安裝在三效催化器后方的氧濃度傳感器3信號和安裝在三效催化器載體上的溫度傳感器4信號，控制安裝在空氣進氣管上的節氣門5的開度，同時控制火花塞2的工作的時間，使發動機在冷啟動時可以在幾秒內使三效催化器達到需要的工作溫度。在發送機冷啟動時，第一控制模塊11控制節氣門5打開，控制火花塞2點火，通過氧濃度傳感器3的反饋信號控制節氣門5的開度。
第二控制模塊12在通過溫度傳感器4的檢測信號判斷三效催化器的溫度達到工作溫度時，關閉節氣門5，控制火花塞2和節氣門位置傳感器6不工作。作為本發明的一個優選實施例，為了避免排氣溫度過高，導致三效催化器加速老化，第三控制模塊13在發動機工作的狀況下，若通過溫度傳感器4測得的排氣溫度大于三效催化器的工作溫度限值，且氧濃度傳感器3檢測的尾氣中的氧氣含量小于設定值時，控制節氣門5開度增大，火花塞2不工作。以下對本發明實施例中尾氣凈化控制系統的工作原理進行說明當發動機冷啟動時，發動機采用較濃的混合氣燃燒，尾氣的溫度基本在100° C以下，尾氣通過排氣歧管到達排氣管，電子控制單元I給節氣門5打開信號，并通過氧濃度傳感器3的反饋信號控制調節節氣門5的開度。空氣進入空氣濾清器，然后到達排氣管，同時電子控制單元I控制火花塞2開始點火，尾氣與空氣混合后在三效催化器前方燃燒，溫度傳感器4檢測到溫度在幾秒內升高到 三效催化器的工作溫度，例如350° C，向電子控制單元I發出反饋信號，此時，電子控制單元I發出節氣門關閉信號，將節氣門5關閉。為了避免當發動機急加速、大負荷時，排氣溫度過高，從而加速三效催化器老化，在本發明實施例中，電子控制單元I根據溫度傳感器4和氧濃度傳感器3的反饋信號對節氣門5和火花塞2進行控制，通過大量控制降低排氣的溫度。在本發明實施例中，冷啟動結束后，發動機進入正常工作狀況，當發動機急加速或者大負荷時，油門開度迅速增加，所以尾氣濃度和溫度增加。電子控制單元I通過溫度傳感器4測得排氣溫度大于三效催化器的工作溫度限值，例如700° C，并且通過氧濃度傳感器3的檢測值，判斷尾氣中的氧氣含量大于設定值，判斷出發動機處于急加速工況，此時，電子控制單元I給節氣門5打開信號，控制火花塞2不工作，這樣尾氣中較濃的混合氣得到氧化，同時尾氣溫度被大量空氣降低，到達三效催化器時就不會因為溫度過高加速催化器老化。圖2示出了本發明實施例提供的尾氣凈化控制系統的工作流程，詳述如下I.發動機冷啟動；2.電子控制單元I控制節氣門5開度增大，火花塞2打火；3.電子控制單元I根據氧濃度傳感器3的反饋信號，判斷氧濃度傳感器3檢測的氧氣含量是否達到設定值，如果未達到設定值，則繼續控制節氣門5開度增大；4.當氧濃度傳感器3檢測的氧氣含量達到設定值時，通過溫度傳感器4檢測三效催化器的溫度是否達到工作溫度350° C，如果檢測三效催化器的溫度未達到工作溫度350° C，則電子控制單元I繼續控制節氣門5開度增大，火花塞2打火；5.如果溫度傳感器4檢測三效催化器的溫度達到工作溫度350° C，則電子控制單元I控制節氣門5關閉，火花塞2不工作，節氣門位置傳感器6不工作；6.判斷發動機是否工作，如果發送機不工作，則結束。7.如果發動機工作，則判斷溫度傳感器4測得的排氣溫度是否大于700° C，且氧濃度傳感器3檢測的尾氣中的氧氣含量是否小于設定值，是則電子控制單元I繼續控制節氣門5開度增大，火花塞2不工作；8.電子控制單元I判斷氧濃度傳感器3檢測的尾氣中的氧氣含量是否達到設定值，是則控制節氣門5關閉，節氣門位置傳感器6不工作。本發明實施例中，電子控制單元根據安裝在三效催化器后方氧濃度傳感器信號和安裝在三效催化器載體上的溫度傳感器信號，控制節氣門開度和火花塞工作時間，在發動機冷啟動時，使尾氣迅速氧化升溫，對三效催化器進行快速預熱，增強了三效催化器的轉換效率。當發動機急加速時和大負荷工況時，尾氣濃度較高，溫度超過三效催化器的工作溫度上限時，通過噴入大量空氣，實現冷卻尾氣同時凈化尾氣。通過本發明實施例中的尾氣凈化控制系統，發動機的尾氣可以得到全工況的最大程度的凈化。 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種尾氣凈化控制系統，其特征在于，所述系統包括 電子控制單元；以及 分別與所述電子控制單元連接的火花塞、氧濃度傳感器、溫度傳感器、節氣門，以及節氣門位置傳感器； 所述氧濃度傳感器安裝在三效催化器后方，所述溫度傳感器安裝在三效催化器載體上，所述節氣門位置傳感器安裝在所述節氣門上； 所述電子控制單元包括 第一控制模塊，用于在發送機冷啟動時，控制所述節氣門打開，控制所述火花塞點火，通過所述氧濃度傳感器的反饋信號控制所述節氣門的開度；以及 第二控制模塊，用于在通過所述溫度傳感器的檢測信號判斷三效催化器的溫度達到工作溫度時，關閉所述節氣門，控制所述火花塞和節氣門位置傳感器不工作。
2.如權利要求I所述的尾氣凈化控制系統，其特征在于，所述電子控制單元還包括 第三控制模塊，用于在發動機工作的狀況下，若通過所述溫度傳感器測得的排氣溫度大于三效催化器的工作溫度限值，且所述氧濃度傳感器檢測的尾氣中的氧氣含量小于設定值時，控制所述節氣門開度增大，所述火花塞不工作。
3.一種汽車，其特征在于，所述汽車包含權利要求I或2所述的尾氣凈化控制系統。
全文摘要
本發明適用于汽車領域，提供了一種尾氣凈化控制系統及汽車，所述系統包括電子控制單元；以及分別與所述電子控制單元連接的火花塞、氧濃度傳感器、溫度傳感器、節氣門，以及節氣門位置傳感器；所述氧濃度傳感器安裝在三效催化器后方，所述溫度傳感器安裝在三效催化器載體上，所述節氣門位置傳感器安裝在所述節氣門上；所述電子控制單元包括第一控制模塊，用于在發送機冷啟動時，控制所述節氣門打開，控制所述火花塞點火，通過所述氧濃度傳感器的反饋信號控制所述節氣門的開度；以及第二控制模塊，用于在通過所述溫度傳感器的檢測信號判斷三效催化器的溫度達到工作溫度時，關閉所述節氣門，控制所述火花塞和節氣門位置傳感器不工作。
文檔編號F02D43/00GK102828847SQ20121033567
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者孫伯原, 范長城 申請人:北京汽車股份有限公司