[发明专利]汽车尾气处理系统的催化剂喷射控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车尾气处理系统，特别是涉及其中的催化剂喷射控制电路。

背景技术

基于环保因素，汽车尾气需要处理后再排放到大气中。选择性催化还原(SCR，selective catalyst reduction)反应就是一种常见的汽车尾气处理方式，其在汽车尾气处理系统中喷入氨、尿素或者其它含氮化合物作为催化剂(也称还原剂)。该催化剂有选择性地和尾气中的氮氧化物(NO_x，x为自然数)进行反应，而不和氧气发生反应，使氮氧化物还原成氮气和水。

选择性催化还原反应可用的催化剂有很多，例如添蓝(AdBlue)就是诺瓦(NOVAX)公司开发出的一种催化剂，其是利用32.5％的尿素和去离子水混合而成。

请参阅图1，这是一种现有的汽车尾气处理系统中的催化剂喷射控制电路，包括升压电路11、脉宽调制电路12和电磁阀13。

所述升压电路11将低直流电压UL(例如+24V)转换为高直流电压UH(例如+80V)输出。

所述脉宽调制电路12向电磁阀13发出脉宽调制信号Upwm以控制其启闭。所述脉宽调制电路12有三个输入信号：时钟信号clk、调制电压Us、从电磁阀13的电磁铁线圈所采集的线圈电压Ucoil。所述脉宽调制电路12内部具有MCU(微控制器)，其控制脉宽调制信号Upwm的占空比。首先该MCU根据汽车尾气处理系统中的废气含量、特定种类的废气所占比例、催化剂消耗估计等，给出一个具有初始占空比的脉宽调制信号Upwm。其次该MCU根据调制电压Us与线圈电压Ucoil的差值(即误差电压Ue)，作为对脉宽调制信号Upwm的初始占空比的一个修正。例如，脉宽调制信号Upwm的初始占空比为50％。所述误差电压Ue为正，则提高脉宽调制信号Upwm的占空比；所述误差电压Ue为负，则降低脉宽调制信号Upwm的占空比。所述误差电压Ue越大，对脉宽调制信号Upwm的初始占空比的修正量就越大。最终所述脉宽调制电路12向电磁阀13输出具有修正后的占空比的脉宽调制信号Upwm。

所述电磁阀13由高直流电压UH供给电源，并受到脉宽调制信号Upwm的控制而间歇性地为其内部的电磁铁线圈供电，从而间歇性地控制催化剂供给通道的启闭，即间歇性地向汽车尾气处理系统中喷射催化剂。

图1还给出了一种现有的脉宽调制电路12的具体结构，其包括比较器121、整流滤波电路122和脉宽调制信号发生器123。

比较器121的正、负输入端分别接入调制电压Us和直流反馈电压UFB，比较器121将这两个输入信号在同一时刻的幅值相减后输出为误差电压Ue，这是一个幅值变化的直流电压。

脉宽调制信号发生器123内部有一个MCU，其根据汽车尾气处理系统的状态采集和电压反馈环路的修正，决定所输出的脉宽调制信号Upwm的占空比。该脉宽调制信号发生器123具有两个输入，一个输入是时钟信号clk，包括脉宽调制信号Upwm在内的所有脉冲信号的频率均与其成倍频关系；另一个输入是误差电压Ue，用来对MCU仅根据汽车尾气处理系统的状态采集而给出的脉宽调制信号Upwm的初始占空比进行修正。误差电压Ue越大，调整脉宽调制信号Upwm的占空比的幅度就越大；反之亦然。

该脉宽调制信号Upwm为电磁阀13中的电磁铁线圈间歇性地供电。而该电磁铁线圈的电压Ucoil又被采集回来，经过整流滤波电路122后变为直流反馈电压UFB，作为比较器121的一个输入信号。

图1所示的现有的催化剂喷射控制电路中，电磁阀13采用单电源驱动，即始终以高直流电压UH作为电源供给。其优点是可以为电磁阀13的启动提供较大的驱动力。可是在电磁阀13打开后，驱动电压仍维持在高直流电压UH会造成电磁干扰及电磁阀13的阀体发热较高。

图1所示的脉宽调制电路12中，由电磁阀13采集而来的线圈电压Ucoil形成了一个电压反馈环路，其与调制电压Us的差值作为修正量用来调节MCU输出的脉宽调制信号Upwm的占空比。这种脉宽调制方式具有响应速度慢的缺点，会影响高速电磁阀13的开启速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电磁干扰小、发热量小、响应速度快的汽车尾气处理系统的催化剂喷射控制电路。

为解决上述技术问题，本发明汽车尾气处理系统的催化剂喷射控制电路包括升压电路、电源切换电路、脉宽调制电路和电磁阀；

所述升压电路将低直流电压转换为高直流电压输出；