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一种颗粒捕集器及颗粒捕集器加热控制系统的制作方法

专利查询5月前  27

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1.本实用新型涉及汽车制造领域,尤其是涉及一种颗粒捕集器及颗粒捕集器加热控制系统。


背景技术:

2.在装有颗粒捕捉器的汽车中,当车辆驾驶一段时间后,颗粒捕捉器里的颗粒物逐渐增加会引起发动机背压升高,导致发动机性能下降,所以需要定期除去沉积的颗粒物,恢复颗粒捕捉器的过滤性能。即让其中的碳发生化学反应氧化燃烧,称为颗粒捕集器的再生。颗粒捕集器再生可以用以下几个化学方程式表达。颗粒捕集器内部温度在600℃以上且氧浓度较大时,发生化学放热反应:c+o2=co2。在颗粒捕集器内部温度高于800℃,且没有氧气时,发生如下化学吸热反应:c+h2o=co+h2。对于存在催化涂覆的颗粒捕集器,当250℃-450℃之间时还可以进行被动再生即连续再生反应:c+2no2=co2+2no。
3.颗粒捕集器的再生有被动再生和主动再生两种:被动再生指的是在日常驾驶工况下通过驾驶员松踏板时,发动机断油,大量氧气进入颗粒捕集器,且颗粒捕集器温度高于再生温度阈值时,实现再生。主动再生指的是在被动再生无法满足的情况下,车辆去跑特殊工况(例如:保持80km/h跑高速30分钟),利用ecm给发动机指令,使发动机工作在特殊工况,尾气温度升高,待颗粒捕集器温度升高后,再减稀空燃比(过量氧气),实现颗粒捕集器再生。
4.在颗粒捕集器长时间处于被动再生温度阈值以下驾驶车辆,会使颗粒捕集器严重堵塞,造成发动机性能下降,此时只能通过ecm给发动机发送指令,使发动机运转在特殊工况进行颗粒捕集器的主动再生,严重时需要怠速很长时间来实现颗粒捕集器的完全再生,不仅增加了司机的时间成本,而且不利于车辆的燃油经济性。


技术实现要素:

5.为了解决上述技术问题中的至少一个,本实用新型第一方面提供了一种颗粒捕集器,包括壳体、温度传感器及压差传感器,其中:
6.所述壳体内依次设置有进气腔体、捕集腔体、出气腔体,其中,所述进气腔体的端部设置有与所述进气腔体连通的进气管;所述出气腔体的端部设置有与所述出气腔体连通的出气管;所述捕集腔体内填充有颗粒捕集载体,所述颗粒捕集载体与所述捕集腔体的内壁之间设置有加热层;
7.所述温度传感器设置在所述进气腔体上,所述温度传感器用于获取所述进气腔体内的进气温度值;
8.所述压差传感器设置在所述壳体的外侧,所述压差传感器的第一探测端穿入至所述进气腔体内,所述压差传感器的第二探测端穿入至所述出气腔体内,所述压差传感器用于获取所述进气腔与所述出气腔内的压差值。
9.在一些实施例中,所述捕集腔体上还设置有加热控制模块,所述加热控制模块与所述加热层电连接,所述加热控制模块用于实施对所述加热层的加热控制。
10.在一些实施例中,所述颗粒捕集载体为陶瓷过滤材料。
11.在一些实施例中,所述加热层为加热电阻丝。
12.本实用新型提供的颗粒捕集器,其上集成有温度传感器、压差传感器及加热层,通过加热层加热能够提升颗粒捕集器内的温度,从而使得颗粒捕集器满足被动再生条件,从而实现颗粒捕集器的被动再生,防止颗粒捕集器被颗粒物堵塞。
13.本实用新型另一方面还提供了一种颗粒捕集器加热控制系统,其包括发动机控制单元、计时器及所述的颗粒捕集器,其中:所述计时器与所述发动机控制单元信号连接,用于获取发动机的累计运行时间值并将所述获取的累计运行时间值发送给所述发动机控制单元;所述温度传感器、所述压差传感器及所述加热控制模块均与所述发动机控制单元信号连接;所述温度传感器、所述压差传感器分别将获取到的进气温度值及压差值发送给所述发动机控制单元;所述发动机控制单元基于接收到的所述累计运行时间值、所述进气温度值及所述压差值中的至少一种生成温度控制信号,并将生成的温度控制信号发送给所述加热控制模块。
14.通过发动机控制单元、计时器及颗粒捕集器的配合,本实用新型的颗粒捕集器加热控制系统能够实施对颗粒捕集器的加热控制,从而缩短因颗粒捕集器严重堵塞造成的主动再生的时间。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要实用的附图作简单地介绍、显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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。其中,
16.图1为本实用新型提供的颗粒捕集器的结构示意图;
17.图2为本实用新型提供的颗粒捕集器加热控制系统的结构示意图;
18.图1至图2中包括:
19.颗粒捕集器10:进气腔体11、捕集腔体12、出气腔体13、温度传感器14、压差传感器15、进气管16、出气管17、加热控制模块18、颗粒捕集载体121、加热层122;
20.发动机控制单元20;
21.计时器30。
具体实施方式
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
23.如图1所示,本实用新型提供的颗粒捕集器10包括壳体、温度传感器14及压差传感器15,其中:
24.壳体内依次设置有进气腔体11、捕集腔体12、出气腔体13,其中,进气腔体11的端部设置有与进气腔体11连通的进气管16。出气腔体13的端部设置有与出气腔体13连通的出气管17。捕集腔体13内填充有颗粒捕集载体121,颗粒捕集载体121与捕集腔体12的内壁之间设置有加热层122。
25.温度传感器14设置在进气腔体上,温度传感器用于获取进气腔体11内的进气温度值。
26.压差传感器15设置在壳体的外侧,压差传感器15的第一探测端穿入至进气腔体11内,压差传感器15的第二探测端穿入至出气腔体13内,压差传感器15用于获取进气腔11与出气腔13内的压差值。
27.本实用新型的颗粒捕集器10的工作原理如下:
28.发动机排出的尾气经进气管16、进气腔体11进入至捕集腔体12内,尾气中的颗粒物被集腔体12内的颗粒捕集载体121过滤,过滤后的尾气最终经出气腔体13、出气管17排出。
29.当温度传感器14获取到的尾气的进气温度值低于颗粒捕集器被动再生温度阈值,且发动机的累计运行时间大于设定值,且进气腔11与出气腔13内的压差值大于预定值时,控制加热层122加热,从而将颗粒捕集器内的温度提升至再生温度阈值,满足被动再生的温度条件,从而实现颗粒捕集器的被动再生,防止颗粒捕集器被颗粒物堵塞。
30.而当进气腔11与出气腔13内的压差值不大于预定值时,此时,说明颗粒捕集器无堵塞风险,控制加热层122停止加热。
31.可选的,捕集腔体12上还设置有加热控制模块18,加热控制模块18与加热层122电连接,加热控制模块18用于实施对加热层122的加热控制。
32.可选的,颗粒捕集载体121为陶瓷过滤材料,加热层122为加热电阻丝。
33.本实用新型还提供了一种颗粒捕集器加热控制系统,如图2所示,该颗粒捕集器加热控制系统包括发动机控制单元(ecu)20、计时器30及前文所述的颗粒捕集器10,其中:
34.计时器30与发动机控制单元20信号连接,其用于获取发动机的累计运行时间值并将获取的累计运行时间值发送给发动机控制单元。
35.温度传感器14、压差传感器15及加热控制模块18均与发动机控制单元信号连接。温度传感器14、压差传感器15分别将获取到的进气温度值及压差值发送给发动机控制单元20。
36.发动机控制单元20基于接收到的发动机的累计运行时间值、进气温度值及压差值中的至少一种生成温度控制信号,并将生成的温度控制信号发送给加热控制模块18。
37.如,当温度传感器14发送到的尾气的进气温度值低于颗粒捕集器被动再生温度阈值,且计时器30发送的累计运行时间大于设定值,且压差传感器15发送的进气腔11与出气腔13内的压差值大于预定值时,此时,发动机控制单元20生成加热启动信号并将加热启动信号发送给加热控制模块18,加热控制模块18基于加热启动信号控制加热层122开始加热。
38.而当压差传感器15发送的进气腔11与出气腔13内的压差值不大于预定值时,发动机控制单元20生成停止加热信号并将停止加热信号发送给加热控制模块18,加热控制模块18基于停止加热信号控制加热层122停止加热。
39.可见,通过发动机控制单元20、计时器30及颗粒捕集器10的配合,本实用新型的颗粒捕集器加热控制系统能够实施对颗粒捕集器10的加热控制,从而缩短因颗粒捕集器10严重堵塞造成的主动再生的时间。
40.上文对本实用新型进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解,实施例中的描述仅仅是示例性的,在不偏离本实用新型的真实精神和
范围的前提下做出所有改变都应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的,而不是由实施例中的上述描述来限定的。

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