具体实施方式

本申请实施例通过提供一种防止排气管路结冰的方法，解决了现有技术中在低温环境下，排气管路容易结冰，造成排气管路堵塞的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种防止排气管路结冰的方法，方法包括：获取外界大气的大气温度；当大气温度小于等于预设触发温度时，检测车辆是否处于熄火状态；当车辆处于熄火状态时，打开车辆的节气门、进气门和排气门，开启车辆的气泵装置3，通过气泵装置3使外界大气流入发动机进排气系统，以置换发动机进排气系统中带有水蒸气的废气，其中，气泵装置3设置在发动机进排气系统的排气管路上。

本实施例提供了一种在排气管路上设置气泵装置3的排气系统以及一种防止排气管路结冰的方法，通过检测外界大气的大气温度，在确定外界大气的大气温度小于等于预设触发温度时，则可以开始检测车辆是否处于熄火状态，当车辆处于熄火状态时，则打开车辆的节气门、进气门和排气门，开启车辆的气泵装置3，通过气泵装置3使外界大气流入发动机进排气系统，以置换发动机进排气系统中带有水蒸气的废气，通过湿度更低的大气替换发动机进排气系统中的湿度更高的废气，减少发动机进排气系统中的含水量，减少发动机进排气系统中的结冰量，以达到降低排气管路发生堵塞的几率，保证发动机的性能处于较有状态；在最优的情况下，甚至可以将发动机进排气系统中的含水量降低至无法结冰的数值，进而可以避免发动机进排气系统内部发生结冰现象，免排气管路发生堵塞，也就不会造成发动机性能下降，也不会发生车辆无法点火的情况。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

车辆在使用过程中，发动机内部实现燃料燃烧，以产生车辆驱动力。在燃料燃烧的过程中，会生成水，由于发动机内部温度较高，所以水是以水蒸气的形式存在的。发动机在正常运行时，水蒸气伴随废气从发动机内部向排气系统转移，排气系统将带有水蒸气的废气排入大气中。当发动机停止运行时，即当发动机熄火时，发动机的节气门、进气门和排气门关闭，发动机内部为封闭环境，而排气系统的一端与发动机连通，另一端与大气连通。当发动机形成封闭环境后，排气系统与发动机连通的一端也被封闭，致使排气系统属于半封闭状态，无法形成气体流动，那么，在发动机熄火的那一刻起，排气系统内部带有水蒸气的废气就被滞留在排气系统中。

在发动机熄火后，排气系统中带有水蒸气的废气的温度高于外界大气的温度，不过，由于发动机熄火后没有向排气系统持续输入高温废气，随着时间的推移，温度越来越低，导致排气系统中的水蒸气在接触到排气系统中低温管道部分时，会形成液态水，当外界大气的温度低于冰点温度时，液态水就会结冰，进而导致排气管路的堵塞，造成发动机性能下降，当排气口完全堵塞时，发动机将无法正常点火。

当车辆经常处于低速、短里程行驶之后又熄火停车的情况下，排气系统结冰的问题尤为突出。例如，车辆低速、短里程行驶一段路之后熄火停车，在停车后的一段时间内，排气系统中的水蒸气液化成水，然后逐渐结冰，在处于正在结冰或者已经结冰完成的情况下，车辆又重新启动，再次低速、短里程行驶一段路之后熄火停车，此时，排气系统中的冰还没有完全融化，又开始在之前形成的冰的基础上，由新产生的水蒸气液化形成的水继续结冰，导致冰会越来越厚，所以，当车辆经常处于低速、短里程行驶之后又熄火停车的情况下，排气系统的结冰情况尤为严重。

相关技术中，通过在排气系统的最低处设置排水孔，依赖于液态水自身的重力，将液态水引导至排水孔进而排出排气系统，但是当车辆长期停放在坡道上时，该方式并不能实现液态水的排放，仍然存在排气管路结冰堵塞的问题。

随着排放标准越来越严格，在排气系统中增加了汽油颗粒捕集器1(GasolineParticle Filter，GPF)，以降低废气中的固体悬浮微粒或颗粒数量。汽油颗粒捕集器1中设置有微孔结构，液态水不容易通过微孔结构，进而使得汽油颗粒捕集器1中的液态水无法通过排水孔排掉，可见，对于装有汽油颗粒捕集器1的排气系统，无法通过设置排水孔的方式防止排气管路结冰堵塞。

为了解决上述技术问题，本实施例提供了如图1所示的一种防止排气管路结冰的方法。本实施例还提供了如图2所示的一种防结冰的排气系统，一种防结冰的排气系统与一种防止排气管路结冰的方法配合使用。如图2所示的，一种防结冰的排气系统包括汽油颗粒捕集器1、前级消声器2、气泵装置3、后级消声器4以及连接管道。其中，汽油颗粒捕集器1、前级消声器2、后级消声器4以及连接管道属于现有技术中排气系统的基础结构，气泵装置3是本实施例为了解决排气系统结冰的问题新增的设备。气泵装置3与车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)电连接，电子控制单元根据车辆的各种状态信息控制气泵装置3的开启与关闭。气泵装置3可以是单向气泵等设备。

为了便于叙述，也为了区别步骤S13中所提到的发动机进排气系统，本实施例将图2所示的排气系统统称为排气管道。步骤S13中所提到的发动机进排气系统不仅包括图2所示的排气管路，还包括节气门、进气门和排气门。

如图1所示的一种防止排气管路结冰的方法，应用于车辆的电子控制单元，方法包括(步骤S11-步骤S13)：

步骤S11，获取外界大气的大气温度；

只有当大气温度小于等于冰点温度时，水才可能结冰。因此，只有当大气温度达到冰点温度时，车辆的排气系统才会存在结冰的可能性。在获取外界大气的大气温度时，获取温度的频率可以根据实际情况确定，例如，可以根据车辆所在的地理位置(例如经纬度、海拔高度等)、季节等因素确定。例如，当处于北方冬季时，获取大气温度的频率可以是每十分钟采集一次；当处于南方冬季时，获取大气温度的频率可以是每两个小时采集一次；当车辆所处海拔高度超过3000米且属于较寒冷的季节时，获取大气温度的频率可以是每1个小时采集一次。

通常情况下，车辆本身装有检测外界大气的温度传感器，例如发动机环境温度传感器。因此，可以不用额外加装温度传感器以获取外界大气的大气温度，以节省成本。

步骤S12，当大气温度小于等于预设触发温度时，检测车辆是否处于熄火状态。预设触发温度小于等于冰点温度。

冰点是指水的凝固点，即水由液态变为固态的温度。在标准大气压下温度是0℃，标准温度和水的杂质有关系，但是有杂质的水由液态变为固态的温度不能算标准的冰点。本实施例中所提的冰点温度是指排气系统中液态水结冰的温度。

当水处于冰点温度时，水的状态实际上是结冰和不结冰之间的临界状态，因此，当水处于冰点温度时，不一定会结冰。因此，当预设触发温度是冰点温度时，在排气系统发生结冰现象之前，就已经对排气系统的结冰进行干预(干预措施在步骤S13中叙述)，进而可以几乎完全避免排气系统发生结冰堵塞的现象。

当预设触发温度低于冰点温度的温度值时，在排气系统开始发生结冰现象的时候，对排气系统的结冰条件进行干预，进而可以大大减少排气系统中的结冰量，减少排气系统中结冰量的堆积。

当大气温度小于等于预设触发温度时，意味着车辆在熄火后，车辆的排气系统结冰的可能性很大，为了避免排气系统结冰堵塞，需要检测车辆是否处于熄火状态，只要当车辆处于熄火状态，才需要采取预防排气系统结冰的措施(具体措施将在步骤S13中说明)。

检测车辆是否处于熄火状态的方式包括(步骤S21-步骤S22)：

步骤S21，检测车辆的变速箱档位是否处于停车档位，获得第一检测结果，检测车辆是否产生油门踏板信号、制动踏板信号和离合器踏板信号，获得第二检测结果；

步骤S22，根据第一检测结果和第二检测结果，确定车辆是否处于熄火状态。

当车辆的变速箱档位处于停车档位，且车辆没有产生油门踏板信号、制动踏板信号和离合器踏板信号时，确定车辆处于熄火状态。

当车辆的变速箱档位处于停车档位时，意味着车辆当前处于停滞状态。但是，车辆处于停滞状态并不意味着车辆处于熄火状态。例如，当车辆在等红绿灯时，变速箱档位可能处于停车档位。因此，还需要确定车辆是否产生油门踏板信号、制动踏板信号和离合器踏板信号，当车辆的变速箱档位处于停车档位，并且车辆也没有产生油门踏板信号、制动踏板信号和离合器踏板信号，意味着车辆处于熄火状态，即车辆暂时或长期处于不启动的状态。

在确定车辆处于熄火状态之后，执行步骤S13。

步骤S13，当车辆处于熄火状态时，打开车辆的节气门、进气门和排气门，开启车辆的气泵装置3，通过气泵装置3使外界大气流入发动机进排气系统，以置换发动机进排气系统中带有水蒸气的废气，其中，气泵装置3设置在发动机进排气系统的排气管路上。

当车辆处于熄火状态时，意味着排气管路中的水蒸气的温度逐渐低于露点温度，水蒸气逐渐成为液态水，存在结冰的可能性，此时就需要对结冰现象进行预防或干预。

根据图3所示的空气比焓图可知，当处于零度以下的低温环境中，空气中含水量是很低的，因此，当大气温度低于预设触发温度时，意味着空气中的湿度很低，大气湿度必定低于发动机进排气系统内部的废气湿度，因此，可以使用大气替换发动机进排气系统内部的废气。

通过气泵装置3使外界大气流入发动机进排气系统，以置换发动机进排气系统中带有水蒸气的废气，具体是指：通过气泵装置3从节气门吸入外界大气，将吸入的外界大气流入发动机进排气系统，并使发动机进排气系统中带有水蒸气的废气从消声器的出口流出，以图2为例，外界大气从排气管路的左侧流入，从排气管路的右侧流出。由于发动机进排气系统中设置有空气滤清器，如果大气从发动机进排气系统的后级消声器4的出口流入，从节气门流出(以图2为例，外界大气从排气管路的右侧流入，从排气管路的左侧流出)，会导致空气滤清器中的杂质进入发动机缸内，影响发动机缸内清洁度。因此，外界大气的流向只能从发动机的节气门流入，从发动机进排气系统的后级消声器4的出口流出。

本实施例在确定车辆处于熄火状态之后，打开车辆的节气门、进气门和排气门，使得发动机进排气系统能够实现空气流动，即气体能够从节气门进入，依次通过进气门、排气门，最后由排气管路的后级消声器4的出口流出。其中，发动机进排气系统是指由节气门、进气门、排气门、排气管路(排气管路即图2所示的管路)构成的系统。

当发动机进排气系统能够实现空气流动后，开启车辆的气泵装置3，为发动机进排气系统内的气体提供动力，通过气泵装置3驱使外界大气流入发动机进排气系统中，使得外界大气将发动机进排气系统内部带有水蒸气的废气排入大气中，进而降低发动机进排气系统内部湿度，避免排气管道结冰堵塞，或者减少排气管路内部的结冰量。

本实施例提供了一种在排气管路上设置气泵装置3的排气系统以及一种防止排气管路结冰的方法，通过检测外界大气的大气温度，在确定外界大气的大气温度小于等于预设触发温度时，则可以开始检测车辆是否处于熄火状态，当车辆处于熄火状态时，则打开车辆的节气门、进气门和排气门，开启车辆的气泵装置3，通过气泵装置3使外界大气流入发动机进排气系统，以置换发动机进排气系统中带有水蒸气的废气，通过湿度更低的大气替换发动机进排气系统中的湿度更高的废气，减少发动机进排气系统中的含水量，减少发动机进排气系统中的结冰量，以达到降低排气管路发生堵塞的几率，保证发动机的性能处于较有状态；在最优的情况下，甚至可以将发动机进排气系统中的含水量降低至无法结冰的数值，进而可以避免发动机进排气系统内部发生结冰现象，免排气管路发生堵塞，也就不会造成发动机性能下降，也不会发生车辆无法点火的情况。

在步骤S13中，在确定车辆处于熄火状态之后，在打开车辆的节气门、进气门和排气门之前，方法还包括：

步骤S31，判断车辆处于熄火状态的持续时间是否超过预设熄火时长；

步骤S32，若是，则执行打开车辆的节气门、进气门和排气门，开启车辆的气泵装置3的步骤。

车辆有可能只是暂时熄火，当车辆只是暂时熄火时，并没有必要采用大气对发动机进排气系统内的废气进行置换。为了区别车辆是否是暂时熄火，本实施例设置了一个预设熄火时长。

当车辆处于熄火状态的持续时间超过预设熄火时长，则认为车辆暂时会长期不启动，发动机进排气系统内部的水蒸气可能会导致结冰现象的发生，因此，可以执行打开车辆的节气门、进气门和排气门，开启车辆的气泵装置3的步骤，使用外界大气置换发动机进排气系统内部含有水蒸气的废气。

当车辆处于熄火状态的持续时间未超过预设熄火时长，车辆又重新启动了，则认为发动机将会继续运行，发动机进排气系统内部的温度将一直保持在较高的温度值，不会发生结冰现象，因此，不需要执行打开车辆的节气门、进气门和排气门，开启车辆的气泵装置3的步骤。

打开车辆的进气门和排气门的具体过程如下：

步骤S41，获取车辆的位置传感器采集的进气门和排气门的位置；

步骤S42，在确定进气门和排气门的位置之后，打开进气门和排气门。

在车辆熄火之后，车辆的进气门和排气门的位置是不确定的，因此，在不知晓进气门和排气门的位置的情况下，是无法开启进气门和排气门的。因此，需要从车辆的位置传感器获取进气门和排气门的位置，在知晓进气门和排气门的位置之后，才可以执行打开进气门和排气门的操作。

保持车辆的节气门、进气门和排气门的打开状态，以及保持车辆的气泵装置3的启动状态，是需要耗费车辆的电池电量的。为了避免电池电量消耗过大，需要限制气泵装置3的运行时间，具体如下：

当气泵装置3的开启时长达到预设排气时长时，关闭气泵装置3，对车辆的节气门、进气门和排气门进行复位。

监控气泵装置3的开启时长，当开启时长达到预设排气时长后，则关闭气泵装置3，对车辆的节气门、进气门和排气门进行复位。

预设排气时长可以根据如下方式确定：

步骤S51，获取外界大气的大气湿度、发动机进排气系统的废气湿度、发动机进排气系统的容积和气泵装置3的排气效率；

步骤S52，根据大气湿度和废气湿度之间的差异量、容积和排气效率，确定预设排气时长。

获取外界大气的大气湿度以及发动机进排气系统内部的废气湿度，根据两者之间的差异量可以初步估计预设排气时长。结合发动机进排气系统的容积(即需要排除的废气量)以及气泵装置3的排气效率，进而可以精确计算预设排气时长。

外界大气的大气湿度和发动机进排气系统的废气湿度可以通过安装湿度传感器进行检测得到，也可以通过如下方式获得：

步骤S61，获取外界大气的大气压力；

步骤S62，根据大气温度和大气压力，查询与大气压力对应的空气焓湿图，确定外界大气的大气湿度。

大气压力可以通过车辆自身集成的传感器获取，根据大气温度(大气温度可以是步骤S11中采集得到的数据)和大气压力，查询如图3所示的空气焓湿图，进而可以确定外界大气的大气湿度，进而可以不用额外安装湿度传感器，节省成本。

步骤S63，获取发动机进排气系统的废气温度和废气压力；

步骤S64，根据废气温度和废气压力，查询与废气压力对应的废气焓湿图，确定发动机进排气系统的废气湿度。

获取车辆的排气温度传感器采集的废气温度，以及车辆自身集成的传感器获取的废气压力，根据废气温度和废气压力，在该车辆对应的废气焓湿图中确定废气湿度，进而可以不用额外安装湿度传感器，节省成本。需要注意的是，不同车型的废气焓湿图不相同，在实际应用时，应该根据目标车辆的车型确定对应的废气焓湿图。

除了通过设置预设排气时长，确定气泵装置3的关闭时刻，还可以通过如下方式确定气泵装置3的关闭时刻：

步骤S71，获取发动机进排气系统的实时废气湿度；

步骤S72，当实时废气湿度小于等于预设废气湿度时，关闭气泵装置3，并对车辆的节气门、进气门和排气门进行复位。

可以在发动机进排气系统中设置湿度传感器，通过检测发动机进排气系统的实时废气湿度，确定气泵装置3的关闭时刻。相比于步骤S51和步骤S52所提供的确定气泵装置3的关闭时刻的方式，步骤S71和步骤S72通过实时废气湿度确定气泵装置3的关闭时刻的方式更加精确。

进一步地，本实施例还设置了气泵装置3紧急中断措施，具体如下：

步骤S81，当气泵装置3处于开启状态时，检测车辆是否发生中断触发事件，中断触发事件包括变速箱档位发生变化、点火启动、出现油门踏板信号、出现制动踏板信号、出现离合器踏板信号和电池电压低于预设电压值中的任意一件或多件事件；

步骤S82，若是，则关闭气泵装置3，并对车辆的节气门、进气门和排气门进行复位。

当气泵装置3处于开启状态时，实时检测车辆是否发生中断触发事件，只要检测到中断触发事件，则意味着车辆不再保持熄火状态，而是切换至运行状态，此时不再需要置换发动机进排气系统内部的废气，应当关闭气泵装置3，并对车辆的节气门、进气门和排气门进行复位。

中断触发事件包括变速箱档位发生变化、点火启动、出现油门踏板信号、出现制动踏板信号、出现离合器踏板信号、和电池电压低于预设电压值，只要发生其中一件事件，则需要立即关闭气泵装置3，并对车辆的节气门、进气门和排气门进行复位。

综上，本实施例提供了一种在排气管路上设置气泵装置3的排气系统以及一种防止排气管路结冰的方法，通过检测外界大气的大气温度，在确定外界大气的大气温度小于等于预设触发温度时，则可以开始检测车辆是否处于熄火状态，当车辆处于熄火状态时，则打开车辆的节气门、进气门和排气门，开启车辆的气泵装置3，通过气泵装置3使外界大气流入发动机进排气系统，以置换发动机进排气系统中带有水蒸气的废气，通过湿度更低的大气替换发动机进排气系统中的湿度更高的废气，减少发动机进排气系统中的含水量，减少发动机进排气系统中的结冰量，以达到降低排气管路发生堵塞的几率，保证发动机的性能处于较有状态；在最优的情况下，甚至可以将发动机进排气系统中的含水量降低至无法结冰的数值，进而可以避免发动机进排气系统内部发生结冰现象，免排气管路发生堵塞，也就不会造成发动机性能下降，也不会发生车辆无法点火的情况。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，故而基于本申请实施例中所介绍的信息处理的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，都属于本申请所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。