具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

同时，本说明书中所引用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

同时，在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和2所示，一种多段式尾气后处理装置，包括进气扩张管1，所述进气扩张管1连通有单段后处理单元，单段后处理单元连通有排气收缩管4；所述单段后处理单元包括入口法兰，入口法兰连通有管路切换单元2，管路切换单元2连通有双层管道3，双层管道3连通有出口法兰；所述单段后处理单元至少设置有两段。

如图3-7所示，所述管路切换单元2包括单层管阀体5，单层管阀体5连通有双层管阀体，双层管阀体包括内圆形管道Ⅰ6和外环形管道Ⅰ7；所述单层管阀体5和双层管阀体连通处设置有双片半环形蝶阀，双层管阀体上设置有单片盘形蝶阀；所述双片半环形蝶阀用于通断单层管阀体5和外环形管道Ⅰ6的连通；所述单片盘形蝶阀用于通断单层管阀体5和内圆形管道Ⅰ7的连通。

所述双片半环形蝶阀包括半环形蝶阀Ⅰ和半环形蝶阀Ⅱ；所述半环形蝶阀Ⅰ包括执行器Ⅰ8，执行器Ⅰ8连接有阀杆Ⅰ，阀杆Ⅰ延伸进单层管阀体5和双层管阀体连通处，位于外环形管道Ⅰ7管口的阀杆Ⅰ上设置有半环形阀板Ⅰ9；所述半环形蝶阀Ⅱ包括执行器Ⅱ10，执行器Ⅱ10连接有阀杆Ⅱ，阀杆Ⅱ延伸进单层管阀体5和双层管阀体连通处，位于外环形管道Ⅰ7管口的阀杆Ⅱ上设置有半环形阀板Ⅱ11；所述半环形阀板Ⅰ10和半环形阀板Ⅱ11对称设置；所述半环形阀板Ⅰ10的转动方向与和半环形阀板Ⅱ11的转动方向相反。

所述单片盘形蝶阀包括执行器Ⅲ12，执行器Ⅲ12连接有阀杆Ⅲ，阀杆Ⅲ延伸进内圆形管道Ⅰ内，位于内圆形管道Ⅰ的阀杆Ⅲ上设置有盘形阀板13。

所述双层管道3包括内圆形管道Ⅱ14和外环形管道Ⅱ15；所述内圆形管道Ⅱ14内设置有催化单元，催化单元为三效催化器或者颗粒捕集器。

所述内圆形管道Ⅱ14外壁上设置有保温层。

所述内圆形管道Ⅰ7与内圆形管道Ⅱ14连通；所述外环形管道Ⅰ7与外环形管道Ⅱ15连通。

所述进气扩张管1和单段后处理单元之间、单段后处理单元相互之间、单段后处理单元和排气收缩管4之间均采用法兰连接或者卡箍连接。

如图8所示，一种多段式尾气后处理控制装置，包括接入段数控制模块、后处理选择模块、后处理老化分析模块和异常检测模块；

所述接入段数控制模块，用于根据发动机的转速和进气压力，通过事先标定的基于标定的接入管路数量MAP，以及异常检测模块发至的信息，确定多段式尾气后处理装置接入排气管路的段数，并把得出的段数命令发至后处理选择模块；

所述后处理老化分析模块，用于分析每段单段后处理单元的老化情况，得出老化级别排序结果，并把老化级别排序结果发至后处理选择模块；

所述后处理选择模块，根据接入段数控制模块和后处理老化分析模块发至的信息，控制管路切换单元的管路切换；

所述异常检测模块，用于检测发动机工况和后处理状态，并把异常信息发至接入段数控制模块。

如图9所示，一种多段式尾气后处理控制方法，包括以下步骤：

（1）根据发动机的转速和进气压力，通过事先标定的基于标定的接入管路数量MAP，以及检测到的发动机工况或者后处理状态参数异常信息，确定该工况下多段式尾气后处理装置接入排气系统的后处理段数；

（接收从ECU发送的发动机实时转速、进气压力信号、以及异常检测模块发送的修正信号，基于标定的接入管路数量MAP，综合确定该工况接入排气系统的后处理段数；所述接入管路数量MAP，根据发动机的原机排放MAP和响应工况的后处理减排率MAP综合得出，MAP为万有特性曲线图的简称）

（2）通过记录每段单段后处理单元接入排气系统的时长，分析每段单段后处理单元的老化情况，基于每段单段后处理单元的情况，确定每段单段后处理单元接入的优先级，老化程度低的单段后处理单元优先接入排气系统，保证各段单段后处理单元的老化程度接近；

（3）按照确定的段数和单段后处理单元接入优先级别，控制管路切换单元的管路切换；

（4）检测发动机工况和后处理状态，当发动机工况突变时，或者后处理状态参数异常时，重新确定多段式尾气后处理装置接入排气系统的后处理段数；

（接受ECU和后处理各项传感器的信号，当发动机的转速或进气压力变化超过设定阈值，或者检测到后处理状态参数异常，如TWC的储氧量，DPF的碳载量等参数，计算接入管路的数量修正量，反馈至接入段数控制模块，并由接入段数控制模块重新确定后处理接入系统的数量）。

本申请旨在解决在发动机工况平稳或排放较低的情况下，后处理的催化能力盈余溢出，后处理利用率较低，多余的后处理催化剂承受高温会加速后处理老化，且额外增加发动机背压的问题。

本申请根据发动机的运行状态，在高排放或低转化效率时将所有后处理接入管路，而在低排放或高转化效率时，基于每段后处理的状态，选择只接入其中部分后处理，实现背压降低，避免了多余后处理的老化。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）通过灵活切换接入排气管路的后处理数量，可在高排放或低转化效率时可以保持和原后处理相同的转化效率，而在低排放或高转化效率时，降低发动机排气系统背压，提升经济性；

（2）在后处理催化能力盈余时将多余的后处理移出排气管路，可以避免后处理承受热负荷，从而避免后处理器不必要的老化，降低后处理的老化速度；

（3）通过灵活切换接入管路的后处理位置，轮换参与催化的后处理器，可以保持多段后处理的老化程度一致，平衡各段后处理的老化可以在全生命周期提升后处理的整体效率，延长使用寿命，提高后处理经济性；

（4）多段式结构可以增强废气的紊流，促进气流与活性物质的接触，后处理的性能也可以有一定提升。

本申请多段式后处理结构

如图1所示，多段式后处理由进气扩张管，若干个单段后处理单元（以3个单元为例），排气收缩管串联而成；进气扩张管与单段后处理单元之间，单段后处理单元相互之间，以及单段后处理单元与排气收缩管之间，以法兰或者卡箍相连接，保证气密性。

其中，当废气通过外环形管道Ⅱ时，废气不经过后处理催化剂；内圆形管道Ⅱ内含有后处理催化剂及载体，当废气通过内圆形管道Ⅱ时，可以对排气中的废气进行处理；内圆形管道Ⅱ和外环形管道Ⅱ之间，可设计一层保温层，避免内圆形管道Ⅱ通废气时内圆形管道Ⅱ后处理温度过高，或者外环形管道Ⅱ通废气时，内圆形管道Ⅱ的后处理温升过高；废气通过哪一管路，主要由管路切换单元，根据发动机工况、后处理各项参数情况进行控制。

本申请管路切换机构

管路切换单元控制内外两路（单层管阀体和外环形管道Ⅰ的通断；单层管阀体和内圆形管道Ⅰ的通断）的通断；根据发动机的工况、后处理参数等，控制器会根据管路切换控制策略，确定每一段后处理单元开启的管路。当选择单层管阀体和外环形管道Ⅰ的连通时，双片半环形蝶阀开启，单片盘形蝶阀关闭，反之亦然。

管路切换控制策略

管路切换控制策略主要包括接入段数控制模块，后处理选择模块，后处理老化分析模块，以及异常检测模块。

根据发动机的转速和进气压力，通过事先标定的基于标定的接入管路数量MAP，以及异常检测模块输出的修正值综合确定该工况接入排气系统的后处理段数。

如后处理不全部接入，如接入一段或两段，则通过后处理选择模块，控制哪些后处理接入管路；随后利用管路切换机构，将相应的后处理管路状态切换至需求状态。

后处理老化分析模块，通过记录每一段后处理接入排气系统的时长，分析每一段后处理的老化情况，基于每一段后处理的情况，反馈至后处理选择模块，影响后处理选择时的优先级，如老化程度低的后处理在选取时优先级较高，以保证各段后处理的老化程度接近。

异常检测模块，主要负责当发动机工况突变时，或者检测到后处理状态参数异常，如TWC的储氧量，DPF的碳载量等参数出现明显异常时，反馈至接入段数控制模块，重新确定后处理接入系统的数量，保证在异常情况下，后处理系统具有最优的转化效率。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此，在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。