用于车辆尾气自动净化的电子控制装置 |
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| 申请号 | CN201710494109.9 | 申请日 | 2017-06-26 | 公开(公告)号 | CN107420209A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 雄创(上海)新能源科技有限公司; | 发明人 | 张启明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于车辆尾气自动 净化 的 电子 控制装置，包括中央 电子控制单元 ECU(1)、用于测量 发动机 (2)上 曲轴 转速的转速 传感器 (3)、用于测量 汽车 轮胎 上转速的 车速传感器 (4)、用于测量发动机(2)上 水 箱(5) 温度 的水温传感器(6)、用于测量发动机(2)上压 力 /流量的压力/流量传感器(14)、用于与车辆上 汽油 电磁 阀 连接的油气转换 信号 接收器(15)和发动机废气再循环EGR电控系统。提供一种可以更加有效地降低尾气中NOx、HC和CO的排放、且进一步扩大用于车辆尾气自动净化的电子控制装置适用范围、还能对 天然气 参加燃烧之后的尾气进行处理的用于车辆尾气自动净化的电子控制装置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于车辆尾气自动净化的电子控制装置，其特征在于：它包括中央电子控制单元ECU(1)、用于测量发动机(2)上曲轴转速的转速传感器(3)、用于测量汽车轮胎上转速的车速传感器(4)、用于测量发动机(2)上水箱(5)温度的水温传感器(6)、用于测量发动机(2)上压力/流量的压力/流量传感器(14)、用于与车辆上汽油电磁阀连接的油气转换信号接收器(15)和发动机废气再循环EGR电控系统；转速传感器(3)与ECU(1)输入端通过信号连接，车速传感器(4)与ECU(1)输入端通过信号连接，水温传感器(6)与ECU(1)输入端通过信号连接，压力/流量传感器(14)与ECU(1)输入端通过信号连接，发动机废气再循环EGR电控系统包括用于连接发动机(2)上排气管(7)与发动机(2)上进气管(8)的旁通管路(9)，旁通管路(9)内设有高频电磁阀(10)，高频电磁阀(10)的控制端与ECU(1)输出端信号连接；ECU(1)输出端与车辆上的主控制系统通过信号连接；油气转化信号接收器(15)输出端与ECU(1)输入端通过信号连接；排气管(7)上设有三元催化器(11)，三元催化器(11)位于发动机(2)与旁通管路(9)之间；ECU(1)输出端设有用于调定ECU(1)工作参数的通讯接口(12)，旁通管路(9)通过抽气装置从排气管(7)中抽取尾气。 |
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| 说明书全文 | 用于车辆尾气自动净化的电子控制装置技术领域背景技术[0002] 当前，汽车尾气排放问题已经是大气污染的源头之一，欧美等发达国家对于尾气排放指标已经越来越严格。之前，车辆一般是在车辆排气管上安装三元催化器来降低车辆有害气体的排放，但是三元催化器有着易老化、转换效率低的不足。现有技术中，有通过废气再循环方法来降低有害气体排放的，比如说：国家知识产权局公开的发明专利：一种车辆尾气净化复合电子控制装置，2011100531134，具体通过空气喷射电子控制子系统和发动机废气再循环EGR电控子系统来降低NOx的排放，但是该技术方案中的两个电子控制单元的输入端仅仅是发动机转速信号和节气门位置信号，即第一电子控制单元的输入端连接发动机转速信号和节气门位置信号、第二电子控制单元的输入端连接发动机转速信号和节气门位置信号，这样一来两个电子控制单元所收集到的数据有限，不能够真实地收集到发动机的工作情况；从而导致两个电子控制单元输出端对两个高频电磁阀工作的控制，进而不能够有效地降低NOx排放；另外，针对目前大多数的发动机废气再循环系统，往往都只能降低尾气中的NOx排放，而不能真正地降低尾气中HC和CO的排放；还有，现有技术中的尾气净化控制装置中，都是针对一款车型进行设置电子控制单元的工作参数，即一套尾气净化控制装置只能适用于一款车型，这就大大限制了尾气净化控制装置的推广与普及；此外，随着节能环保理念的推广，现在越来越多的汽车都采用了天然气与汽油双燃料工作的形式来驱动车辆行驶，主要就是说汽车发动机可以在两种燃料之间切换工作，具体是在保留原车供油系统的情况下增加一套“车用压缩天然气转换装置”，该“车用压缩天然气转换装置”包括天然气系统、燃气供给系统和油气燃料转换系统，这里的油气燃料转换系统主要是由三位油气转换开关、点火时间转换器和汽油电磁阀组成，其中的汽油电磁阀主要是用来控制天然气流量的阀门，但是对于现有技术中的尾气处理技术来说，只是针对汽油燃烧进行处理，而对于天然气燃烧之后的尾气并不能进行有效地处理。 发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种可以更加有效地降低尾气中NOx、HC和CO的排放、且进一步扩大用于车辆尾气自动净化的电子控制装置适用范围、还能对天然气参加燃烧之后的尾气进行处理的用于车辆尾气自动净化的电子控制装置。 [0004] 本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的用于车辆尾气自动净化的电子控制装置：它包括中央电子控制单元ECU、用于测量发动机上曲轴转速的转速传感器、用于测量汽车轮胎上转速的车速传感器、用于测量发动机上水箱温度的水温传感器、用于测量发动机上压力/流量的压力/流量传感器、用于与车辆上汽油电磁阀连接的油气转换信号接收器和发动机废气再循环EGR电控系统；转速传感器与ECU输入端通过信号连接，车速传感器与ECU输入端通过信号连接，水温传感器与ECU输入端通过信号连接，压力/流量传感器与ECU输入端通过信号连接；油气转化信号接收器输出端与ECU输入端通过信号连接，发动机废气再循环EGR电控系统包括用于连接发动机上排气管与发动机上进气管的旁通管路，旁通管路内设有高频电磁阀，高频电磁阀的控制端与ECU输出端信号连接；ECU输出端与车辆上的主控制系统通过信号连接；排气管上设有三元催化器，三元催化器位于发动机与旁通管路之间；ECU输出端设有用于调定ECU工作参数的通讯接口，旁通管路通过抽气装置从排气管中抽取尾气。 [0005] 作为本发明的一种优选，旁通管路上设有滤清器，滤清器位于高频电磁阀与排气管之间。 [0006] 作为本发明的一种优选，所述的抽气装置包括盖帽和用于与旁通管路连接的吸管，吸管穿过排气管侧壁插入到排气管内，盖帽与吸管上端旋合，吸管上设有供尾气流动的进气流道，盖帽上设有供尾气流动的第一流道，盖帽上设有用于与旁通管路旋合的外螺纹；吸管上位于排气管外部一端设有第一环形凸起，吸管上套接有压簧，排气管与吸管交界处设有第一密封圈，压簧一端与第一环形凸起抵紧，另一端与第一密封圈抵紧；吸管内滑动连接有推杆,推杆下端通过第一铰接点转动连接有第一连杆和第二连杆，第一连杆、第二连杆分别通过第二铰接点、第三铰接点转动连接有第一顶杆、第二顶杆，第一顶杆、第二顶杆分别通过第四铰接点、第五铰接点转动连接在吸管侧壁上；吸管侧壁上设有供第一顶杆、第二顶杆转动的侧孔，第一顶杆与第二顶杆之间设有拉簧，第四铰接点和第五铰接点位于侧孔的下边缘位置，且第一顶杆与第二顶杆撑开后呈倒置的八字形结构；推杆上端部与盖帽下表面抵紧或脱开，吸管上端开口处套接有第二密封圈，吸管侧壁上设有进气口，且推杆通过滑块滑动连接在进气流道上。 [0007] 作为本发明的一种优选，第一连杆和第二连杆对称分布在第一铰接点两侧，第一顶杆和第二顶杆对称分布在第一铰接点两侧。 [0008] 作为本发明的一种优选，进气口端面与吸管轴线平行，排气管轴线与进气口端面垂直，进气口设置在吸管上位于排气管内部一端，且进气口朝向尾气排出方向设置。 [0009] 作为本发明的一种优选，侧孔有两个，两个侧孔对称分布在推杆两侧，两个侧孔所处的平面与进气口端面平行。 [0010] 作为本发明的一种优选，排气管上设有供吸管插入的安装孔，吸管沿排气管直径方向插入到排气管内；推杆沿吸管长度方向设置，推杆轴线与吸管轴线重合。 [0011] 作为本发明的一种优选，滑块为倒置的圆锥台结构，滑块外壁滑动连接在进气流道上，滑块上设有供推杆滑动的通孔，滑块轴线与吸管轴线重合，且滑块上设有供尾气流动的第二流道。 [0012] 作为本发明的一种优选，推杆中部设有第二环形凸起，滑块下端与第二环形凸起上表面抵紧或脱开。 [0013] 作为本发明的一种优选，拉簧一端与第一顶杆下端转动连接，另一端与第二顶杆下端转动连接。 [0014] 采用以上结构后，本发明一种用于车辆尾气自动净化的电子控制装置与现有技术相比，本发明通过外部电脑与通讯接口对接，进而调定ECU的工作参数；也就是说，同一个用于车辆尾气自动净化的电子控制装置可以应用于不同车型的尾气排放状况，只需要调定ECU中的转速范围、车速范围和水温范围即可，进而扩大用于车辆尾气自动净化的电子控制装置的适用范围；另外，通过汇集发动机转速、车辆行驶车速、发动机压力/流量数值和发动机水温情况，可以更加全面地分析发动机工作情况，从而可以更加精确地控制高频电磁阀工作，进而可以更加有效地降低NOx排放；其次，通过测量发动机上的压力/流量，并将该数值在ECU中换算成空燃比修正值，然后将该空燃比修正值反馈到车辆上的主控制系统，车辆上的主控制系统会依据该空燃比修正值对发动机的喷油量进行调控以充分燃烧汽油，降低HC和CO的排放；通过油气转化信号接收器的设置，那么当ECU接收到汽油作为燃料进行工作时，ECU输出端会根据发动机转速、车辆行驶车速、发动机压力/流量数值等信息对EGR系统的高频电磁阀开度进行调控；而当ECU接收到天然气作为燃料进行工作时，ECU输出端也会根据相应的发动机转速、车辆行驶车速、发动机压力/流量数值等信息对EGR系统的高频电磁阀开度进行调控；此外，在连接旁通管路与排气管时，操作人员只需先将吸管插入到排气管中，再扣压盖帽以使得推杆向下移动，在推杆下移过程中会推动第一连杆、第二连杆撑开，进而推动第一顶杆、第二顶杆撑开呈倒置的八字结构，在第一顶杆和第二顶杆被撑开之后，第一顶杆和第二顶杆的自由端会与排气管内壁抵紧，然后在将盖帽与吸管上端口旋合；最后，将旁通管路与盖帽上的外螺纹旋合即完成了旁通管路与排气管的连接，整个装配过程十分快捷，且装配更为牢固可靠。综上所述，本发明提供一种可以更加有效地降低尾气中NOx、HC和CO的排放、且进一步扩大用于车辆尾气自动净化的电子控制装置适用范围、还能对天然气参加燃烧之后的尾气进行处理的用于车辆尾气自动净化的电子控制装置。 附图说明 [0015] 图1为本发明用于车辆尾气自动净化的电子控制装置的模块图。 [0016] 图2为本发明用于车辆尾气自动净化的电子控制装置的工作原理图。 [0017] 图3为本发明抽气装置中的第一顶杆、第二顶杆与排气管内壁抵紧时的状态图。 [0018] 图4为本发明抽气装置中的第一顶杆、第二顶杆收缩时的状态图。 [0019] 图5为本发明抽气装置中滑块的结构示意图。 [0020] 图6为本发明抽气装置中滑块另一角度的结构示意图。 [0021] 图7为本发明抽气装置中吸管的结构示意图。 [0022] 图8为本发明抽气装置中吸管另一角度的结构示意图。 [0023] 图9为本发明抽气装置中盖帽的结构示意图。 [0024] 图中所示：1、中央电子控制单元ECU，2、发动机，3、转速传感器，4、车速传感器，5、水箱，6、水温传感器，7、排气管，8、进气管，9、旁通管路，10、高频电磁阀，11、三元催化器，12、通讯接口，13、滤清器，14、压力/流量传感器，15、油气转化信号接收器，16、盖帽，17、吸管，18、进气流道，19、第一流道，20、外螺纹，21、第一环形凸起，22、第一密封圈，23、压簧， 24、推杆，25、第一铰接点，26、第二铰接点，27、第三铰接点，28、第四铰接点，29、第五铰接点，30、第一连杆，31、第二连杆，32、第一顶杆，33、第二顶杆，34、拉簧，35、侧孔，36、滑块， 37、进气口，38、通孔，39、第二流道，40、第二环形凸起，41、第二密封圈。 具体实施方式[0025] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。 [0026] 如图所示，它包括中央电子控制单元(ECU)1、用于测量发动机2上曲轴转速的转速传感器3、用于测量汽车轮胎上转速的车速传感器4、用于测量发动机2上水箱5温度的水温传感器6、用于测量发动机2上压力/流量的压力/流量传感器14、用于与车辆上汽油电磁阀连接的油气转换信号接收器15和发动机废气再循环EGR电控系统；转速传感器3与(ECU)1输入端通过信号连接，车速传感器4与(ECU)1输入端通过信号连接，水温传感器6与(ECU)1输入端通过信号连接，压力/流量传感器14与(ECU)1输入端通过信号连接；油气转化信号接收器15输出端与(ECU)1输入端通过信号连接；发动机废气再循环EGR电控系统包括用于连接发动机2上排气管7与发动机2上进气管8的旁通管路9，旁通管路9内设有高频电磁阀10，高频电磁阀10的控制端与(ECU)1输出端信号连接；(ECU)1输出端与车辆上的主控制系统通过信号连接，该车辆上的主控制系统是对车辆上所有零部件的工作进行控制的系统，每辆车上都配备有一个主控制系统，该车辆上的主控制系统可以对发动机的喷油量、发动机的进气量进行控制，从而确保发动机处于最高效的状态下工作；排气管7上设有三元催化器11，三元催化器11位于发动机2与旁通管路9之间；(ECU)1输出端设有用于调定(ECU)1工作参数的通讯接口12，旁通管路9通过抽气装置从排气管7中抽取尾气。所述的中央电子控制单元(ECU)1为ARM 32位控制器，该控制器具有体积小、耗能低、高性能的特点。 [0027] 旁通管路9上设有滤清器13，滤清器13位于高频电磁阀10与排气管7之间。 [0028] 所述的抽气装置包括盖帽16和用于与旁通管路9连接的吸管17，吸管17穿过排气管7侧壁插入到排气管7内，盖帽16与吸管17上端旋合，吸管17上设有供尾气流动的进气流道18，盖帽16上设有供尾气流动的第一流道19，盖帽16上设有用于与旁通管路9旋合的外螺纹20；吸管17上位于排气管7外部一端设有第一环形凸起21，吸管17上套接有压簧23，排气管7与吸管17交界处设有第一密封圈22，压簧23一端与第一环形凸起21抵紧，另一端与第一密封圈22抵紧；吸管17内滑动连接有推杆24,推杆24下端通过第一铰接点25转动连接有第一连杆30和第二连杆31，第一连杆30、第二连杆31分别通过第二铰接点26、第三铰接点27转动连接有第一顶杆32、第二顶杆33，第一顶杆32、第二顶杆33分别通过第四铰接点28、第五铰接点29转动连接在吸管17侧壁上；吸管17侧壁上设有供第一顶杆32、第二顶杆33转动的侧孔35，第一顶杆32与第二顶杆33之间设有拉簧34，第四铰接点28和第五铰接点29位于侧孔35的下边缘位置，且第一顶杆32与第二顶杆33撑开后呈倒置的八字形结构；推杆24上端部与盖帽16下表面抵紧或脱开，吸管17上端开口处套接有第二密封圈41，吸管17侧壁上设有进气口37，且推杆24通过滑块36滑动连接在进气流道18上。 [0029] 第一连杆30和第二连杆31对称分布在第一铰接点25两侧，第一顶杆32和第二顶杆33对称分布在第一铰接点25两侧。 [0030] 进气口37端面与吸管17轴线平行，排气管7轴线与进气口37端面垂直，进气口37设置在吸管17上位于排气管7内部一端，且进气口37朝向尾气排出方向设置，进气口37与进气流道18连通。这样一来，尾气从排气管7排出之后直接进入到吸管17上的进气口37，由于吸管17上位于进气口37另一侧不漏气，如图8所示，那么尾气就可以直接沿着进气流道18向上流动。 [0031] 侧孔35有两个，两个侧孔35对称分布在推杆24两侧，两个侧孔35所处的平面与进气口37端面平行。 [0032] 排气管7上设有供吸管17插入的安装孔，吸管17沿排气管7直径方向插入到排气管7内；推杆24沿吸管17长度方向设置，推杆24轴线与吸管17轴线重合。 [0033] 滑块36为倒置的圆锥台结构，滑块36外壁滑动连接在进气流道18上，滑块36上设有供推杆24滑动的通孔38，滑块36轴线与吸管17轴线重合，且滑块36上设有供尾气流动的第二流道39。通过滑块36的设置可以推杆24始终保持竖直状态在进气流道18内滑动，也就是说，滑块36给推杆24的滑动起到了一个支撑的作用。所述的第二流道39是指在滑块36上设置多个可供尾气流动的格栅，多个格栅绕滑块36轴线均匀分布，如图5和6所示，而滑块36中间的通孔38可供推杆24滑动。 [0034] 推杆24中部设有第二环形凸起40，滑块36下端与第二环形凸起40上表面抵紧或脱开。通过第二环形凸起40的设置可以防止滑块36下滑至第一铰接点25位置，进而防止滑块36可以与第一连杆30、第二连杆31脱开，避免滑块36与第一连杆30、第二连杆31发生运动干涉。 [0035] 拉簧34一端与第一顶杆32下端转动连接，另一端与第二顶杆33下端转动连接，拉簧34两端的铰接点相对于第一铰接点25对称。通过拉簧34的设置可以使得第一顶杆32和第二顶杆33在图4的状态下可以收缩至吸管17内部，进而防止第一顶杆32和第二顶杆33由于自身重力作用而从吸管17两侧的侧孔35摆出。 [0036] 在将旁通管路9连接到排气管7的过程中：首先，第一顶杆32和第二顶杆33在拉簧34的拉力作用下都收缩在吸管17内，操作人员先将压簧23和第一密封圈22依次套接在吸管 17外壁上，再将吸管17插入到排气管7中，接着将吸管17插入到排气管7中，直到吸管17下端抵靠在排气管7内壁上，即呈图4的状态； [0037] 然后，操作人员将盖帽16抵靠在推杆24上端，下压盖帽16以驱动推杆24向下移动，推杆24下移的过程中会驱动第一连杆30、第二连杆31同时绕第一铰接点25转动而摆开呈八字形结构，与此同时，第一连杆30、第二连杆31的另一端会分别绕第二铰接点26、第三铰接点27转动以驱动第一顶杆32、第二顶杆33转动，即第一顶杆32、第二顶杆33会分别绕第四铰接点28、第五铰接点29转动，直至第一顶杆32、第二顶杆33自由端也抵靠在排气管7内壁为止，而且，此时的盖帽16已经与吸管17上端部旋合； [0038] 最后，将旁通管路9中的橡胶管与盖帽16上的外螺纹旋合，即完成了旁通管路9与排气管7的连接。 [0039] 通过这种方式来连接旁通管路9与排气管7的可靠性更高，连接更牢固可靠，具体原因是：一旦将吸管17安装到了排气管7内部之后，即呈图3的状态时，除非将盖帽16从吸管17上端口上旋下来，否则吸管17是无法从排气管7中拔出的；因为盖帽16旋合在吸管17上，那么盖帽16就与吸管17连为一体，两者不会发生相对移动，而要想吸管17可以从排气管7中拔出，那么吸管17就要解除第一顶杆32、第二顶杆33对吸管17的约束；而要解除第一顶杆 32、第二顶杆33对吸管17的约束，那就要解除第一连杆30、第二连杆31对第一顶杆32、第二顶杆33的约束，否则第一顶杆32、第二顶杆33就无法绕第四铰接点28、第五铰接点29转动； 但是，第一连杆30、第二连杆31要想转动就需要推杆24可以向上移动才能够实现，要想推杆 24向上移动就意味着推杆24相对于吸管17要发生相对位移；而实际情况是，推杆24向上移动的趋势已经被盖帽16堵死，因为盖帽16已经旋合在吸管17上，那么推杆24和盖帽16都无法向上移动，除非将盖帽16从吸管17上端旋开。所以说，通过这种方式将吸管17连接在排气管7中是牢固可靠的。 [0040] 还有，在图3状态下，压簧23上端与第一环形凸起21抵紧，下端与第一密封圈22抵紧，而在吸管17插入到排气管7中会再一定程度上挤压到压簧23收缩，所以，图3状态下的压簧23可以挤压第一密封圈22始终抵紧在排气管7与吸管17相交的间隙上；进而，避免尾气会从排气管7与吸管17的间隙发生泄漏；另外，在吸管17上端开口出套接的第二密封圈41在盖帽16与吸管17旋合的过程中也会被挤压，进而防止尾气从吸管17上端口与盖帽16下表面之间的间隙发生泄漏。通过这两处的密封设置可以提高整个装置的密封性，防止尾气发生泄漏。 [0041] 工作原理：首先，将该装置的元器件安装到车辆上，外部电脑与通讯接口12连接，对ECU中的参数进行设置，具体参数如下，对ECU中的转速、车速和水温进行设定，比如说：将转速设置在1500-3000r/min，车速设置在30-80km/h，水温设置在60℃； [0042] 然后，车辆点火启动，车辆在行驶过程中，当转速传感器3测得的转速达到2000r/min、车速传感器4测得的车速达到40km/h、水温传感器6测得的水温达到60摄氏度，此时ECU发出信号以使得高频电磁阀10工作,高频电磁阀10会根据不同的车速值、水温值和转速值而作出相应的开度以控制尾气进入发动机2的数量，排气管7中的尾气流经滤清器13、高频电磁阀10、进气管8至发动机2，进而参与燃烧，从而降低尾气中NOx的排放；另外，中央电子控制单元(ECU)1接收到压力/流量传感器14测得的数值后可以对该数值换算成空燃比修正值，并将换算之后的空燃比修正值反馈到车辆上的主控制系统，比如说：车辆上的主控制系统接收到空燃比修正值发生降低了，那么车辆上的主控制系统就会向发动机发送信号以提高该空燃比修正值使得发动机充分燃烧，进而确保从中央电子控制单元(ECU)1发出的空燃比修正值与车辆上的主控制系统中设定的标准空燃比数值(当前车辆设定的标准空燃比是空气：汽油等于14.7:1)一致；而在发动机充分燃烧的过程中就可以降低HC和CO排放的作用，进而降低尾气中HC和CO的排放；还有，当车辆在以汽油作为燃料进行行驶时，油气转化信号接收器15会向中央电子控制单元(ECU)1发送汽油工作的信号，中央电子控制单元(ECU)1会根据不同的车速值、水温值和转速值而对高频电磁阀10的开度进行调节；当车辆在以天然气作为燃料进行行驶时，油气转化信号接收器15会向中央电子控制单元(ECU)1发送天然气工作的信号，中央电子控制单元(ECU)1会根据不同的车速值、水温值和转速值而对高频电磁阀10的开度进行调节。 [0043] 而对于不同车型的车辆来说，只需要通过通讯接口12来对ECU中的转速、车速和水温进行设定，就可以同时降低尾气中NOx、HC和CO的排放。 |
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