汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统、控制方法及车辆与流程

1.本公开涉及汽车尾气后处理技术领域，具体地涉及一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统、控制方法及车辆。


背景技术：

2.在当前“碳达峰”、“碳中和”的国家战略背景下，汽油机技术朝着节能减排的方向快速发展。稀薄燃烧技术以高燃油经济性、高热效率、低常规排放物的优势，被认为是未来汽油机发展的重要技术路线之一。但由于燃用偏离理论空燃比的混合气，传统的三效催化转化器(three-way catalytic converter，twc)出现氧阻抑现象，对稀燃发动机排气中氮氧化物(nitrogen oxides，nox)的转化率急剧下降，导致nox排放较多，污染环境。如何控制nox排放成为稀燃汽油机技术发展的限制因素。
3.为有效控制nox排放，现有的技术大多取消了twc，而选择采用额外的nox催化器，主要有以下两种方式：
4.(1)设置nox捕集器。相较于twc，nox捕集器可以将稀燃发动机排气中的nox以硝酸盐或亚硝酸盐的形式化学存储在碱土化合物中，实现nox排放控制。但是，nox捕集器存在存储量上限，此时燃烧系统需切换至浓燃以实现nox捕集器的再生，对发动机控制系统要求高，同时，会造成缸内局部过浓，影响发动机燃烧效率，所以该方案对发动机热效率及控制系统设计不利。
5.(2)设置选择性催化还原器。申请号为cn202211111496.0的中国专利申请通过引入额外的还原剂，以化学反应的形式将nox转化为氨气和水，以实现nox排放控制。但是，选择性催化还原器需要定期加注还原剂，且还原剂喷射系统控制复杂。同时，该系统体积大，对整车布置要求高，所以该方案在轻型乘用车上应用难度较大。
6.由上可知，现有的稀燃汽油机后处理系统存在nox转化效率、发动机热效率、后处理系统体积和后处理控制难度不可同时兼顾的问题。


技术实现要素：

7.本公开实施例的目的在于提供一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统、控制方法及车辆，以解决现有技术中存在的汽油机稀薄燃烧尾气后处理过程中，nox转化效率、发动机热效率、后处理系统体积和后处理控制难度不可同时兼顾的技术问题。
8.为了解决上述技术问题，本公开的实施例采用了如下技术方案：
9.一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，包括通过管路依次串联连接的颗粒捕集器、脱氧器、三效催化转化器，所述尾气后处理系统还包括连接在所述颗粒捕集器的下游和所述三效催化转化器的上游之间的旁通管路，所述旁通管路上设有旁通阀，所述脱氧器和所述三效催化转化器之间的连接管路上设有控制阀，所述控制阀位于所述旁通管路与所述连接管路的连接处的上游。
10.在一些实施例中，所述三效催化转化器的催化剂为pt贵金属催化剂，和/或所述脱
氧器的催化剂为铈锆固溶体。
11.在一些实施例中，所述颗粒捕集器的碳载量大于所述脱氧器的氧载量。
12.在一些实施例中，所述尾气后处理系统还包括电控单元，所述电控单元分别与所述旁通阀和所述控制阀连接；
13.所述尾气后处理系统还包括分别与所述电控单元连接nox浓度传感器和氧气浓度传感器，所述nox浓度传感器和氧气浓度传感器设置靠近所述三效催化转化器的进口的管路上。
14.在一些实施例中，所述尾气后处理系统还包括与所述电控单元连接的压差传感器，以检测所述颗粒捕集器的进气口和出气口的压差。
15.本公开还提供一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法，应用于上述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，所述方法包括：
16.确定当前汽油机稀薄燃烧的工作工况，其中，所述工作工况包括当量比工况、稀燃工况及再生工况；
17.根据所述汽油机稀薄燃烧的工作工况对所述旁通阀和所述控制阀进行控制，以控制所述脱氧器和/或三效催化转化器的工作。
18.在一些实施例中，根据所述汽油机稀薄燃烧的工作工况对所述旁通阀和所述控制阀进行控制，包括：
19.若所述汽油机稀薄燃烧处于当量比工况，控制所述旁通阀开启，并控制所述控制阀关闭；
20.若所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况，控制所述旁通阀开启，并控制所述控制阀开启；
21.若所述汽油机稀薄燃烧处于再生工况，控制所述旁通阀关闭，并控制所述控制阀开启。
22.在一些实施例中，所述方法还包括：
23.若所述汽油机稀薄燃烧的混合气的lambda＝1，确定所述汽油机稀薄燃烧处于当量比工况；
24.若所述混合气的lambda》1，且所述颗粒捕集器的进气口和出气口的压差小于预设压差阈值时，确定所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况；
25.若所述混合气的lambda》1，且所述颗粒捕集器的进气口和出气口的压差大于等于预设压差阈值时，确定所述汽油机稀薄燃烧处于再生工况。
26.在一些实施例中，在所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况的情况下，所述方法还包括：根据氧气分压与nox分压的大小关系控制所述旁通阀和所述控制阀的开度；
27.若所述氧气分压大于nox分压，控制所述旁通阀的开度增大，控制所述控制阀的开度减小；
28.若所述氧气分压等于nox分压，控制所述旁通阀的开度保持不变，控制所述控制阀的开度保持不变；
29.若所述氧气分压小于nox分压，控制所述旁通阀的开度减小，控制所述控制阀的开度增大。
30.本公开还提供一种车辆，其包括上述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统。
31.本公开实施例提供的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统、控制方法及车辆，通过管路将颗粒捕集器、脱氧器、三效催化转化器依次串联，并在颗粒捕集器的下游和三效催化转化器的上游之间设置旁通管路，在旁通管路上设置旁通阀，在所述脱氧器和所述三效催化转化器之间的连接管路上设置控制阀，能够根据汽油机稀薄燃烧系统的燃烧情况控制旁通阀和/或控制阀的开启或关闭，实现twc前氧气分压控制，进而提高twc的转化效率，有效降低nox排放，且不影响发动机热效率；同时，可以将颗粒捕集器再生过程与脱氧器再生过程耦合，实现二者再生过程的协同工作。另外，本公开仅需增加脱氧器(包括相应的连接管路)、旁通管路以及对应的控制阀、旁通阀即可进行不同的后处理流程，整个系统体积较小，且控制方便。本公开无需设置专门的nox捕集器，汽油机正常进行稀薄燃烧即可，不影响发动机的燃烧效率。
附图说明
32.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使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公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本公开实施例的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统的结构示意图；
34.图2为本公开实施例的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法的流程图；
35.图3为本公开实施例的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法的另一流程图。
36.附图标记：
37.1-颗粒捕集器；2-脱氧器；3-三效催化转化器；41-旁通阀、42-控制阀；5-电控单元；61-nox浓度传感器、62-氧气浓度传感器、63-压差传感器；101-旁通管路；102-连接管路；20-汽油机燃烧系统、201-排气歧管。
具体实施方式
38.此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
39.应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
40.包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
41.通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。
42.还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
43.当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
44.此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
45.本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
46.图1示出了本公开实施例的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统的结构示意图，如图1所示，本公开实施例提供的一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，包括通过管路依次串联连接的颗粒捕集器(gpf)1、脱氧器(脱氧剂载体)2、三效催化转化器(twc)3，所述尾气后处理系统还包括连接在所述颗粒捕集器1的下游和所述三效催化转化器3的上游之间的旁通管路101，所述旁通管路101上设有旁通阀41，所述脱氧器2和所述三效催化转化器3之间的连接管路102上设有控制阀42，控制阀42位于所述旁通管路101与所述连接管路102的连接处的上游。
47.其中，颗粒捕集器1的进气口通过排气歧管201与汽油机燃烧系统20的尾气出口连接，汽油机燃烧系统20中燃用的油气混合气(简称混合气)进行稀薄燃烧产生的原排尾气进入颗粒捕集器1中，颗粒捕集器1用于对原排尾气中的碳烟颗粒物(pm、pn)进行捕集，当颗粒捕集器1中的颗粒物累积到一定程度，可以对颗粒物进行燃烧再生，避免颗粒物在颗粒捕集器1累积。
48.脱氧器2用于控制twc催前氧气分压；或者用于再生，将吸附的氧气脱附，托付后的氧气进入三效催化转化器3与颗粒捕集器1再生产生的co(一氧化碳)、hc(碳氢化合物)微粒在三效催化转化器3中进行反应，实现颗粒捕集器1与脱氧器2的协同再生。
49.三效催化转化器3用于对颗粒捕集器1捕集的颗粒物和co、hc和nox(氮氧化物)等有害气体进行处理，实现尾气后处理。
50.旁通阀41用于控制旁通管路101导通或关闭，控制阀42用于控制脱氧器2和所述三效催化转化器3之间的连接管路102的导通或关闭。
51.本实施例中，将旁通管路101与脱氧器2和三效催化转化器3之间的连接管路102并联，并在旁通管路101上设置旁通阀41，在脱氧器2与三效催化转化器3之间的连接管路102上设置控制阀42，能够根据汽油机稀薄燃烧系统20的燃烧情况控制旁通阀41和/或控制阀42的开启或关闭，对汽油机稀薄燃烧系统排出的尾气进行针对性处理，以满足不同的后处理需求。
52.具体地，当汽油机稀薄燃烧系统20处于当量比工况时，旁通阀41开启，控制阀42关闭，原排尾气经过颗粒捕集器1后通过旁通管路101进入三效催化转化器3中进行处理，实现co、hc、nox和颗粒物的排放控制。此时，脱氧器2处于短路，不工作的情况。
53.当汽油机稀薄燃烧系统20处于稀燃工况时，旁通阀41和控制阀42均开启，经过颗粒捕集器1的尾气中的一部分通过旁通管路101直接进入三效催化转化器3中，另一部分通过脱氧器2处理后再进入三效催化转化器3，从而可以在利用脱氧器2对氧气分压进行控制后，通过三效催化转化器3对尾气中的co、hc、nox和颗粒物排放进行控制。通过脱氧器2对twc前氧气分压进行控制，可以提高twc的转化效率，有效降低nox排放，且不影响发动机热
效率。
54.当汽油机稀薄燃烧系统20处于再生工况时，旁通阀41关闭，控制阀42开启，原排尾气依次经过颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3，颗粒捕集器1用于进行碳载量再生，脱氧器2用于进行氧载量再生，三效催化转化器3用于对再生尾气中的co、hc、nox排放进行控制。
55.本公开实施例提供的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统通过管路将颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3依次串联，并在颗粒捕集器1的下游和三效催化转化器3的上游之间设置旁通管路101，在旁通管路101上设置旁通阀41，在所述脱氧器2和所述三效催化转化器3之间的连接管路102上设置控制阀42，能够根据汽油机稀薄燃烧系统20的燃烧情况控制旁通阀41和/或控制阀42的开启或关闭，实现twc前氧气分压控制，进而提高twc的转化效率，有效降低nox排放，且不影响发动机热效率；同时，可以将颗粒捕集器1再生过程与脱氧器2再生过程耦合，实现二者再生过程的协同工作。本实施例中，仅需增加脱氧器2(包括相应的连接管路)、旁通管路101以及对应的控制阀42、旁通阀41即可进行不同的后处理流程，整个系统体积较小，且控制方便。另外，本实施例中，无需设置专门的nox捕集器，汽油机正常进行稀薄燃烧即可，不影响发动机的燃烧效率。
56.综上，本公开实施例在保证发动机热效率的前提下，解决了稀燃汽油机后处理系统nox转化效率低的问题，同时解决了稀燃汽油机(进行稀薄燃烧的汽油机)后处理系统控制难度高及系统体积大的问题。
57.优选地，三效催化转化器3的催化剂为pt贵金属催化剂，以提高尾气的转换效率。
58.优选地，脱氧器2的催化剂为具有高储氧能力的铈锆固溶体，再生时，能够脱附更多的氧气，以在三效催化转化器3中对nox进行有效处理，提高nox转化率和转化效率。
59.优选地，颗粒捕集器1的碳载量大于脱氧器2的氧载量，以保证脱氧器2再生完全。
60.优选地，尾气后处理系统中的管路(包括串联颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3的连接管路以及旁通管路101)采经过绝热处理的管路，避免排气温度下降，影响催化剂效率。
61.在一些实施例中，如图所示，所述尾气后处理系统还包括电控单元5，所述电控单元5分别与所述旁通阀41和所述控制阀42连接；
62.所述尾气后处理系统还包括分别与所述电控单元5连接的nox浓度传感器61和氧气浓度传感器62，所述nox浓度传感器61和氧气浓度传感器62设置靠近所述三效催化转化器3的进口的管路上。
63.电控单元5分别与旁通阀41和控制阀42电连接，可以对旁通阀41和控制阀42的开启或关闭进行精确控制，保证各管路的顺利导通。
64.nox浓度传感器61和氧气浓度传感器62分别用于检测twc前的nox浓度和氧气浓度，以便于根据nox浓度调整氧气分压，进而提高三效催化转化器3对nox的处理效果和处理效率。具体地，当旁通阀41开启，控制阀42开启时，脱氧器2、nox浓度传感器61和氧气浓度传感器62可以构成氧浓度控制模块，以控制twc催前氧气分压。当旁通阀41开启，控制阀42关闭时，nox浓度传感器61、氧气浓度传感器62可以和三效催化转化器3构成三效催化转化模块，对尾气中的co、hc和nox进行处理。
65.本实施例中，电控单元5不仅能够在旁通阀41和/或控制阀42开启时，通过nox浓度
传感器61和氧气浓度传感器62检测nox浓度和氧气浓度，还能够根据nox浓度传感器61和氧气浓度传感器62检测到的nox浓度和氧气浓度对旁通阀41和/或控制阀42的开度进行负反馈控制，对尾气中的氧气分压进行控制，提高twc的转化效率，降低nox排放。
66.在一些实施例中，如图1所示，所述尾气后处理系统还包括与所述电控单元5连接的压差传感器63，以检测所述颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差。通过压差传感器63可以判断汽油机燃烧系统20中油气混合气的工作工况(燃烧情况)，进而对旁通阀41和控制阀42的工作进行控制。
67.具体地，本实施例中，通过压差传感器63检测到的压差和汽油机燃烧系统20中燃用的混合气的lambda(空燃比)确定汽油机燃烧系统20的工作工况。
68.(1)当所述混合气的lambda＝1，确定汽油机燃烧系统20处于当量比工况；
69.(2)当所述混合气的lambda＞1，且所述颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差小于预设压差阈值(p＜p
limit
)时，确定汽油机燃烧系统20处于稀燃工况；
70.(3)当所述混合气的lambda＞1，且所述颗粒捕集器的进气口和出气口的压差大于或等于预设压差阈值(p≥p
limit
)时，确定汽油机燃烧系统20处于再生工况。
71.预设压差阈值p
limit
可以通过试验台架数据预先设定。上述实施例中，仅需一个压差传感器63即可检测颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差，检测方便、快捷，且成本较低。另一些实施例中，可以分别在颗粒捕集器1的进气管路和出气管路上设置压力传感器，以检测颗粒捕集器1的前后压差。
72.需要说明的是，本公开实施例提供的尾气处理系统中，颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3、旁通阀41、控制阀42、各传感器及对应连接结构可以根据实际情况设置，本公开不具体限定。例如，本实施例中，先将颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3依次串联后再设置旁通管路101，方便上述三个设备的集中布置；另一些实施例中，也可以先将颗粒捕集器1和三效催化转化器3串联，然后再在颗粒捕集器1和三效催化转化器3之间的旁通管路上布置脱氧器2，如此，可以在有限长度的空间范围内布置主要的后处理设备。脱氧器2(脱氧剂载体)的形状、体积、目数、孔径、孔隙率等也不具体限定，脱氧器2可以为耦合式载体或分离式载体，脱氧器2中催化剂的配方也可以根据实际需要选用。旁通阀41、控制阀42以及各传感器的形状和结构，本公开不具体限定。例如，旁通阀41和控制阀42可以为单向阀，以避免气体回流。汽油机可以为传统汽油机，也可以为混合动力汽油机。汽油机的缸数、燃烧喷射方式(气道喷射或缸内直喷)、点火方式(火花塞点火或预燃室点火)等结构和工作模式，本公开均不具体限定。
73.图2和图3示出了本公开实施例的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法的流程图。如图2和图3所示，本公开实施例还提供一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法，应用于上述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，所述方法包括：
74.s101：确定当前汽油机稀薄燃烧的工作工况，其中，所述工作工况包括当量比工况、稀燃工况及再生工况；
75.s102：根据所述汽油机稀薄燃烧的工作工况对所述旁通阀41和所述控制阀42进行控制，以控制所述脱氧器2和/或三效催化转化器3的工作。
76.具体地，上述的控制方法可以通过设置在尾气后处理系统的电控单元5实现。如图3所示，电控单元5的信号处理器可以接收发动机发送的发动机启动信号，若信号处理器接
收到该发动机启动信号，确定发动机启动运行(汽油机开始进行稀薄燃烧)，电控单元5检测汽油机稀薄燃烧的工作工况，进而根据汽油机稀薄燃烧的工作工况控制旁通阀41和所述控制阀42的开启或关闭。若信号处理器未接收到发动机启动信号，确定汽油机未进行稀薄燃烧，控制尾气后处理系统处于关闭状态。
77.本公开实施例提供的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法，通过管路将颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3依次串联，并在颗粒捕集器1的下游和三效催化转化器3的上游之间设置旁通管路101，在旁通管路101上设置旁通阀41，在所述脱氧器2和所述三效催化转化器3之间的连接管路102上设置控制阀42形成尾气后处理系统，根据前汽油机稀薄燃烧的工作工况对旁通阀41和/或控制阀42的开启或关闭进行控制，可以实现twc前氧气分压控制，进而提高twc的转化效率，有效降低nox排放，且不影响发动机热效率；同时，可以将颗粒捕集器1再生过程与脱氧器2再生过程耦合，实现二者再生过程的协同工作，且控制精准、方便。
78.在一些实施例中，如图3所示，步骤s102中，根据所述汽油机稀薄燃烧的工作工况对所述旁通阀和所述控制阀进行控制，包括：
79.s1021：若所述汽油机稀薄燃烧处于当量比工况，控制所述旁通阀41开启，并控制所述控制阀42关闭；
80.s1022：若所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况，控制所述旁通阀41开启，并控制所述控制阀42开启；
81.s1023：若所述汽油机稀薄燃烧处于再生工况，控制所述旁通阀41关闭，并控制所述控制阀42开启。
82.步骤s1021至步骤s1023中，根据汽油机稀薄燃烧的工作工况控制旁通阀41和/或控制阀42开启或关闭，进而控制颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3工作，以对汽油机燃烧系统20中混合气燃烧产生的原排尾气进行相应的处理。
83.当汽油机稀薄燃烧处于当量比工况时，控制所述旁通阀41开启，并控制所述控制阀42关闭，控制颗粒捕集器1和三效催化转化器3正常启动工作，原排尾气经过颗粒捕集器1后通过旁通管路101进入三效催化转化器3中进行处理，实现co、hc、nox和颗粒物的排放控制。此时，脱氧器2处于短路，控制脱氧器2不启动工作。
84.当汽油机稀薄燃烧系统20处于稀燃工况时，控制旁通阀41和控制阀42均开启，并控制颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3正常启动工作，原排尾气经过颗粒捕集器1后，一部分尾气通过旁通管路101直接进入三效催化转化器3中，另一部分尾气通过脱氧器2处理后再进入三效催化转化器3，从而可以在利用脱氧器2对氧气分压进行控制后，通过三效催化转化器3对尾气中的co、hc、nox和颗粒物排放进行控制。通过脱氧器2对twc前氧气分压进行控制，可以提高twc的转化效率，有效降低nox排放，且不影响发动机热效率。
85.当汽油机稀薄燃烧系统20处于再生工况时，控制旁通阀41关闭，并控制阀42开启，并控制颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3正常启动工作，原排尾气依次经过颗粒捕集器1、脱氧器2、三效催化转化器3，颗粒捕集器1用于进行碳载量再生，脱氧器2用于进行氧载量再生，三效催化转化器3用于对再生尾气中的co、hc、nox排放进行控制，实现颗粒捕集器1和脱氧器2的协同再生。
86.在一些实施例中，如图3所示，所述方法还包括：
87.s201：若所述汽油机稀薄燃烧的尾气中混合气的lambda＝1，确定所述汽油机稀薄燃烧处于当量比工况；
88.s202：若所述混合气的lambda＞1，且所述颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差小于预设压差阈值(p＜p
limit
)时，确定所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况；
89.s203：若所述混合气的lambda＞1，且所述颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差大于或等于预设压差阈值(p≥p
limit
)，确定所述汽油机稀薄燃烧处于再生工况。
90.步骤s201至步骤s203中，根据汽油机稀薄燃烧时的燃用混合气的lambda以及颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差判断汽油机稀薄燃烧的工作工况。如图3所示，汽油机启动进行稀薄燃烧后，电控单元5先检测燃用的混合气的lambda值，若电控单元5检测到lambda＝1，确定汽油机稀薄燃烧处于当量比工况，控制旁通阀41处于全开状态，并控制控制阀42处于关闭状态，以使经过颗粒捕集器1的尾气通过旁通管路101快速流入三效催化转化器3中，对尾气进行处理。若电控单元5检测到lambda＞1，电控单元5控制压差传感器63启动检测颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差，并将压差与预设压差阈值进行比较，若颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差小于预设压差阈值(p＜p
limit
)，确定汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况，电控单元5控制旁通阀41和控制阀42均开启，此时，电控单元5可以根据nox浓度传感器61和氧气浓度传感器62检测到的nox浓度和氧气浓度控制旁通阀41和控制阀42的开度大小；若颗粒捕集器1的进气口和出气口的压差大于或等于预设压差阈值(p≥p
limit
)，确定汽油机稀薄燃烧处于再生工况，电控单元5控制旁通阀41关闭，控制阀42处于全开状态，以实现颗粒捕集器1和脱氧器2的快速再生。
91.在一些实施例中，如图3所示，在所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况的情况下，所述方法还包括：
92.s301：根据氧气分压与nox分压的大小关系控制所述旁通阀41和所述控制阀42的开度。
93.具体地，如图3所示，本步骤中，在汽油机处于稀燃工况的情况下，电控单元5可以根据nox浓度传感器61和氧气浓度传感器62检测到的nox浓度和氧气浓度，确定氧气分压与nox分压的大小关系，进而对旁通阀41和所述控制阀42的开度进行精准控制。若所述氧气分压大于nox分压，确定需要降低氧气分压，以提高三效催化转化器3的转化效率，此时，电控单元5控制所述旁通阀41的开度增大，控制所述控制阀42的开度减小，以使进入脱氧器2进行脱氧的尾气流量减少；若所述氧气分压等于nox分压，控制所述旁通阀41的开度保持不变，控制所述控制阀42的开度保持不变，尾气按照原有流量分别进入旁通管路101和脱氧器2；若所述氧气分压小于nox分压，确定需要提高氧气分压，以提高三效催化转化器3的转化效率，此时，电控单元5控制所述旁通阀41的开度减小，控制所述控制阀42的开度增大，以使较大流量的尾气进入脱氧器2进行脱氧，提供较多的氧气。
94.本实施例中，电控单元5在根据汽油机稀薄燃烧的工作工况对旁通阀41和控制阀42的开闭状态以及开度进行控制后，可以实时检测发动机是否正常工作，若正常工作，则继续检测汽油机稀薄燃烧的工作工况，进而根据步骤s101和s102对旁通阀41和控制阀42进行控制，如此往复循环，可以根据汽油机稀薄燃烧时，实时变化的工作工况对尾气后处理系统的工作进行精准控制，在保证发动机热效率的前提下，提高尾气后处理系统的nox转化效率，并降低控制难度。
95.本公开实施例还提供一种车辆，所述车辆包括上述实施例中的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统。
96.本公开实施例提供的车辆对应于上述实施例的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统实施例中的任何可选项也适用于车辆的实施例，此处不再赘述。
97.以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围。
98.此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
99.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

技术特征：
1.一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，其特征在于，包括通过管路依次串联连接的颗粒捕集器、脱氧器、三效催化转化器，所述尾气后处理系统还包括连接在所述颗粒捕集器的下游和所述三效催化转化器的上游之间的旁通管路，所述旁通管路上设有旁通阀，所述脱氧器和所述三效催化转化器之间的连接管路上设有控制阀，所述控制阀位于所述旁通管路与所述连接管路的连接处的上游。2.根据权利要求1所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，其特征在于，所述三效催化转化器的催化剂为pt贵金属催化剂，和/或所述脱氧器的催化剂为铈锆固溶体。3.根据权利要求1所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，其特征在于，所述颗粒捕集器的碳载量大于所述脱氧器的氧载量。4.根据权利要求1所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，其特征在于，所述尾气后处理系统还包括电控单元，所述电控单元分别与所述旁通阀和所述控制阀连接；所述尾气后处理系统还包括分别与所述电控单元连接nox浓度传感器和氧气浓度传感器，所述nox浓度传感器和氧气浓度传感器设置靠近所述三效催化转化器的进口的管路上。5.根据权利要求4所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，其特征在于，所述尾气后处理系统还包括与所述电控单元连接的压差传感器，以检测所述颗粒捕集器的进气口和出气口的压差。6.一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法，应用于根据权利要求1至5中任一项所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统，其特征在于，包括：确定当前汽油机稀薄燃烧的工作工况，其中，所述工作工况包括当量比工况、稀燃工况及再生工况；根据所述汽油机稀薄燃烧的工作工况对所述旁通阀和所述控制阀进行控制，以控制所述脱氧器和/或三效催化转化器的工作。7.根据权利要求6所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法，其特征在于，根据所述汽油机稀薄燃烧的工作工况对所述旁通阀和所述控制阀进行控制，包括：若所述汽油机稀薄燃烧处于当量比工况，控制所述旁通阀开启，并控制所述控制阀关闭；若所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况，控制所述旁通阀开启，并控制所述控制阀开启；若所述汽油机稀薄燃烧处于再生工况，控制所述旁通阀关闭，并控制所述控制阀开启。8.根据权利要求6所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述汽油机稀薄燃烧的混合气的lambda＝1，确定所述汽油机稀薄燃烧处于当量比工况；若所述混合气的lambda＞1，且所述颗粒捕集器的进气口和出气口的压差小于预设压差阈值时，确定所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况；若所述混合气的lambda＞1，且所述颗粒捕集器的进气口和出气口的压差大于等于预设压差阈值时，确定所述汽油机稀薄燃烧处于再生工况。9.根据权利要求8所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理控制方法，其特征在于，在所述汽油机稀薄燃烧处于稀燃工况的情况下，所述方法还包括：根据氧气分压与nox分压的大小关系控制所述旁通阀和所述控制阀的开度；
若所述氧气分压大于nox分压，控制所述旁通阀的开度增大，控制所述控制阀的开度减小；若所述氧气分压等于nox分压，控制所述旁通阀的开度保持不变，控制所述控制阀的开度保持不变；若所述氧气分压小于nox分压，控制所述旁通阀的开度减小，控制所述控制阀的开度增大。10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统。

技术总结
本公开实施例提供一种汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统、方法及车辆，该汽油机稀薄燃烧的尾气后处理系统包括通过管路依次串联连接的颗粒捕集器、脱氧器、三效催化转化器，所述尾气后处理系统还包括连接在所述颗粒捕集器的下游和所述三效催化转化器的上游之间的旁通管路，所述旁通管路上设有旁通阀，所述脱氧器和所述三效催化转化器之间的连接管路上设有控制阀，所述控制阀位于所述旁通管路与所述连接管路的连接处的上游。本公开实施例在保证发动机热效率的前提下，解决了稀燃汽油机后处理系统NOx转化效率低的问题，同时解决了稀燃汽油机后处理系统控制难度高及系统体积大的问题。问题。问题。


技术研发人员：刘铭礼 刘耀东 韩令海 李金成 宫艳峰 段加全 黄平慧
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/7/22