[发明专利]一种缩短三效催化转化器起燃时间的装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种缩短三效催化转化器起燃时间的装置，包括电能储存单元、ECU控制单元、涡轮机、压气机、中冷器和三效催化转化器；还设有有进气旁路管，进气旁路管的一端连接在压气机与中冷器之间的管路上，进气旁路管的另一端连接在三效催化转化器与排气管出口阀之间的管路上。其控制方法是通过保温上一次发动机停机前的废气温度、向三效催化转化器直接通入高温的压缩空气以及利用废气能量转化成电能，在冷起动时将电能对废气加热这三种方式同时进行，从而使三效催化转化器在较短的时间内达到起燃温度，达到改善汽车冷起动排放的目的。

技术领域

本发明涉及汽车后处理技术领域，特别涉及一种缩短三效催化转化器起燃时间的装置及控制策略。

背景技术

机内净化技术通过改善发动机燃烧过程，对降低排气污染起到较大作用，但其效果有限，且不同程度地给汽车的动力性和经济性带来负面影响。随着对发动机排放要求越来越严格，改善发动机工作过程的难度越来越大，能统筹兼顾动力性、经济性和排放性能的发动机越来越复杂，成本也急剧上升。因此，世界各地都先后开发了废气后处理净化技术，在不影响或少影响发动机其他性能的同时，在排气系统中安装各种净化装置。

三效催化转化器是目前应用最多的汽油机后处理装置，然而其转化效率的高低与温度密切相关，只有达到一定温度才开始工作，当转化效率达到50％所需要的时间称为起燃时间。而在冷启动时，排气温度温度较低，起燃时间较长，故缩短起燃时间以改善冷起动的净化性能尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于有效缩短起燃时间，改善冷起动时的净化性能，提供一种缩短三效催化转化器起燃时间的装置及控制策略，通过保温上一次发动机停机前的废气温度，向三效催化转化器直接通入高温的压缩空气以及废气加热这三种方式同时进行，从而使三效催化转化器在较短的时间内达到起燃温度，达到改善汽车冷起动排放的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种缩短三效催化转化器起燃时间的装置，包括电能储存单元、ECU控制单元、涡轮机、压气机、中冷器和三效催化转化器，所述涡轮机与所述三效催化转化器之间连接有排气管，所述排气管的两端分别设有排气管进口阀和排气管出口阀，所述排气管外设有保温装置，所述排气管上设有温度传感器，所述排气管的出口处设有电热器，位于所述三效催化转化器的出口上连接有热电器；所述压气机的进口端与所述涡轮机连接，所述压气机出口端与所述中冷器连接；该装置还设有一进气旁路管，所述进气旁路管的一端连接在所述压气机与中冷器之间的管路上，所述进气旁路管的另一端连接在所述三效催化转化器与排气管出口阀之间的管路上；所述进气旁路管上设有单向阀和进气旁通阀；所述ECU控制单元、电热器和热电器均连接至所述电能储存单元；所述排气管进口阀、排气管出口阀、温度传感器和进气旁通阀均连接至所述ECU控制单元。

本发明中，所述保温装置包括由内向外依次套在排气管上的保温材料、真空层和金属外体。

利用上述缩短三效催化转化器起燃时间装置实现的缩短三效催化转化器起燃时间的控制方法，包括如下过程：

发动机正常工况时，所述ECU控制单元控制进气旁通阀关闭、排气管进口阀、排气管出口阀和单向阀均开启，同时，电热器未加热；废气沿排气管流向电热器、三效催化转化器、热电器，最终排出大气；其中，废气通过三效催化转化器净化后，流向热电器，热电器将废气能量转换为电能，通过所述电能储存单元储存起来；

发动机停机时，ECU控制单元控制排气管进口阀和排气管出口阀均关闭，所述单向阀保持开启，排气管中高温废气储存在排气管中；