專利名稱：用于控制通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的設(shè)備、根據(jù)權(quán)利要求9的車輛以及根據(jù)權(quán)利要求10的方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機中的燃料燃燒導(dǎo)致經(jīng)由廢氣系統(tǒng)離開該內(nèi)燃機的殘余產(chǎn)物的形成。考慮到環(huán)境，針對容許從不同類型的內(nèi)燃機釋放的排放物，提出了越來越嚴(yán)格的極限值。廢氣流中的殘余產(chǎn)物尤其呈現(xiàn)為微粒的形式?？梢允褂酶鞣N類型的過濾器以降低該廢氣流中的微粒的數(shù)量。然而，這些過濾器中有些過濾器在使用一段時間后會被堵塞，因此不得不被更換或清潔以使內(nèi)燃機令人滿意地運轉(zhuǎn)并滿足排放要求。用于將微粒從過濾器去除的一種已知解決方案是確保在內(nèi)燃機正常運轉(zhuǎn)期間在選定的時間間隔內(nèi)將升高的溫度賦予廢氣以使這些微粒氧化，借此將它們從過濾器中去除。在內(nèi)燃機的各種常見運行狀況中，足夠高的溫度不能持續(xù)足夠長的時間用于使清潔過程發(fā)生。這種情況下，通常是通過將提升廢氣溫度到足夠高的水平的一定量的燃料或一些其它介質(zhì)噴射到這些廢氣中提高廢氣的溫度或以其它一些方法幫助過濾器中的微粒氧化。這樣，過濾器被恢復(fù)用以繼續(xù)使用。這個清潔過程是有利的，因為該過濾器不需要被更換或被從其在廢氣系統(tǒng)內(nèi)的通常位置移走。這個清潔模式，或如其通常被稱為的再生，可以希望的時間間隔被應(yīng)用，從而能夠使內(nèi)燃機的排放值減到最少。然而，再生必然會釋放一些氣體，這些氣體尤其含有碳氫化合物(HC)且可能具有令人不悅的氣味并因此成為對暴露于這些氣體中的人們的損害。如果內(nèi)燃機在行駛中的車輛內(nèi)，這些氣體不會引起針對該車輛內(nèi)的人的問題，因為這些氣體被在車輛行駛時通常產(chǎn)生的氣流從該車輛清除。當(dāng)車輛靜止或僅緩慢地移動時，將有這些氣體集中在該車輛附近。然后，會有車輛的通風(fēng)系統(tǒng)可能將這些氣體吸到車輛的內(nèi)部進而使司機和乘客暴露于這些氣體中的風(fēng)險。因此，需要一種解決方案以阻止在再生期間被釋放的這些氣體(這發(fā)生在車輛靜止或以低速移動時)進入到車輛的人員室內(nèi)。類似的問題出現(xiàn)在這樣的情況下，即內(nèi)燃機被應(yīng)用到船舶中或起到工業(yè)燃燒設(shè)備的作用并且具有鄰近的人員室。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是滿足上述需要。這通過根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求9的方法來實現(xiàn)。這個需要通過控制位于廢氣系統(tǒng)微粒過濾器中的再生過程的控制單元而滿足，該微粒過濾器被連接至監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)控制人員室的通風(fēng)系統(tǒng)，從而當(dāng)該再生過程啟動時該監(jiān)控單元停止將來自周圍環(huán)境的空氣供應(yīng)到該人員室內(nèi)，在該周圍環(huán)境處可能有來自該再生過程的氣體。
在所述設(shè)備的一個實施例中，內(nèi)燃機位于車輛、船只或一些其它應(yīng)用中(該內(nèi)燃機在這些應(yīng)用中移動或可移動)，所以當(dāng)車輛等的速度在10km/h以下時停止空氣供應(yīng)到人員室內(nèi)。這個實施例是有利的，因為規(guī)定的速度確保有足夠的通風(fēng)氣流環(huán)繞車輛人員室和進氣口，以使在再生期間形成的任何氣體都將被清除或與周圍的新鮮空氣混合。在所述設(shè)備的一個實施例中，用于將燃料供應(yīng)到所述廢氣的單元位于靠近所述微粒過濾器處并在被所述控制單元激活時啟動再生。在所述設(shè)備的一個實施例中，用于檢測車輛速度的裝置是該車輛的速度計。該設(shè)備的這個實施例通過使利用已經(jīng)可得的信息和已存在的車輛若干部件成為可能而減少包含的部件。在所述設(shè)備的一個實施例中，根據(jù)來自車輛周圍環(huán)境的空氣是否將被供應(yīng)到所述人員室或者在該人員室內(nèi)的空氣是否將被循環(huán)而不需要供應(yīng)來自該周圍環(huán)境的空氣調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及設(shè)置有根據(jù)上述任何實施例的至少一個設(shè)備的車輛。本發(fā)明還涉及用于在再生過程期間切斷或至少實質(zhì)減少空氣供應(yīng)到所述人員室的方法。以下結(jié)合附圖描述舉例說明本發(fā)明的實施例。


圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。
具體實施例方式圖1示意性示出設(shè)備10，其包括呈現(xiàn)為內(nèi)燃機11形式的微粒生成裝置、廢氣系統(tǒng)12和用于將新鮮空氣供給至車輛13的人員室14的通風(fēng)系統(tǒng)的若干部件。內(nèi)燃機11例如呈現(xiàn)為給車輛13提供動力的多缸柴油機形式。圖1中的所述車輛被描繪成卡車13，但是本發(fā)明也可以與應(yīng)用于諸如公共汽車、火車、船只、叉車、起重車等的其它各種類型的微粒生成裝置結(jié)合使用。因為該圖僅是示意的，所以未示出與所述內(nèi)燃機有關(guān)的部件，例如燃料供應(yīng)裝置等。所述內(nèi)燃機的燃燒氣體(廢氣)通過廢氣系統(tǒng)12經(jīng)由排氣管15被引出至周圍環(huán)境，該排氣管位于所述車輛內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢?、距離所述車輛人員室足夠遠且距離所述通風(fēng)系統(tǒng)的新鮮空氣進氣口足夠遠，以使燃燒氣體可能被引入該人員室的風(fēng)險最小化。微粒過濾器16位于沿著該排氣管的某個位置。微粒過濾器16的目的是捕獲所述燃燒氣體中的固體微粒，阻止它們被引出至周圍環(huán)境。所述微粒呈現(xiàn)為燃料在內(nèi)燃機11的汽缸內(nèi)燃燒期間形成的殘余產(chǎn)物的形式，這些微粒的大部分是歸因于不完全燃燒的碳煙微粒。經(jīng)過一段時間的使用，微粒過濾器16由于被捕獲的微粒而被堵塞，因而限制該過濾器的流通，結(jié)果對內(nèi)燃機11的性能產(chǎn)生負面影響。隨后，微粒過濾器16可以通過所謂的再生被清潔。再生之后，該過濾器可以再次被使用并將重獲其清潔能力。過濾器16的再生的發(fā)生不需要該過濾器必須從其在廢氣系統(tǒng)12內(nèi)的正常位置被移走。再生受到被供給到所述廢氣的燃料的影響，從而使這些廢氣達到高溫和/或以一些其它方式幫助位于該過濾器內(nèi)的所述微粒氧化。這依靠位于過濾器16上游的特殊的噴射系統(tǒng)完成。這個噴射系統(tǒng)沒有出現(xiàn)在所述附圖中，也未被更詳細地描述，因為它是眾所周知的現(xiàn)有技術(shù)。或者，該噴射借助該內(nèi)燃機的延遲噴射(late injection)形式的普通燃料噴射系統(tǒng)實現(xiàn),該延遲噴射使得僅當(dāng)所述燃料到達廢氣系統(tǒng)12時在內(nèi)燃機11中才發(fā)生燃燒。廢氣系統(tǒng)12包括在所述內(nèi)燃機之后的具有渦輪的渦輪增壓裝置22，該渦輪由該內(nèi)燃機的廢氣驅(qū)動以運轉(zhuǎn)用于該內(nèi)燃機的引入空氣的壓縮機。廢氣系統(tǒng)12還包括消聲器，另外還可以包括用于減少廢氣排放物(例如水解催化劑、SCR (選擇性催化還原)催化劑、氧化催化劑(DOC)等等)的其它部件。本文未給出這些部件的更進一步的描述，因為它們對于理解本發(fā)明是非必要的。微粒過濾器16的再生由控制單元18控制?？刂茊卧?8也調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述廢氣的燃料供應(yīng)和預(yù)定的時間間隔，該時間間隔由控制單元18測量和監(jiān)控?？蛇x地，基于對被捕獲于該過濾器內(nèi)的微粒量的適合的檢測或測量，當(dāng)在過濾器內(nèi)達到一定的微粒等級時，該控制單元可以啟動再生。這可以通過借助設(shè)置在所述廢氣系統(tǒng)內(nèi)位于過濾器16前面和后面的適合的傳感器測量過濾器兩側(cè)的壓降完成。車輛包括通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)旨在響應(yīng)于監(jiān)控單元20控制至和在車輛的人員室
14內(nèi)的氣流。該通風(fēng)系統(tǒng)可以包括用于加溫/冷卻被供應(yīng)到人員室14的空氣的系統(tǒng)，在這種情況下監(jiān)控單元20也將控制供應(yīng)到人員室14的空氣的溫度調(diào)節(jié)?？刂茊卧?8在微粒過濾器16內(nèi)的所述再生過程開始之前、同時或之后立即發(fā)送信號到構(gòu)成車輛13的通風(fēng)系統(tǒng)的一部分的監(jiān)控單元20。當(dāng)監(jiān)控單元20接收到來自控制單元18的所述再生過程已經(jīng)激活的信號，該監(jiān)控單元檢查所述車輛的速度。如果該車輛是靜止的或以低于預(yù)定的低速行駛，該監(jiān)控單元將停止引入來自該車輛的周圍環(huán)境的空氣到人員室14，以阻止自該再生過程產(chǎn)生的氣體被吸入所述通風(fēng)系統(tǒng)并從所述通風(fēng)系統(tǒng)進入該人員室。關(guān)于車輛13的速度的信息可以直接自該車輛的速度計獲取或由單獨的測量裝置或車輛導(dǎo)航系統(tǒng)提供。可選地，該車輛速度可以間接地通過監(jiān)測內(nèi)燃機的速度等得到。關(guān)于該車輛是否靜止的信息也可以由其駐車制動器被啟動提供。重要的是具有用于將代表該車輛速度的信號值傳送到監(jiān)控單元20和/或控制單元18的裝置。當(dāng)沒有來自車輛13的周圍環(huán)境的空氣被供應(yīng)到人員室14時，使得人員室14內(nèi)的空氣在所述通風(fēng)系統(tǒng)中循環(huán)以在該人員室內(nèi)保持希望的空氣溫度和清潔度是適合的。在其它實施例中，進氣供應(yīng)僅部分地被停止，只要達到可被視為基本上停止的程度就足夠。即使有在再生過程期間完全切斷空氣供應(yīng)的理由，但是也有支持在再生過程期間能夠?qū)⑸倭靠諝夤?yīng)到該人員室的理由。重要的是該供應(yīng)基本上被切斷，意思是至多不超過20%且有利地至多不超過10%的來自該周圍環(huán)境的空氣被供應(yīng)到該人員室。在替代實施例中，這可以根據(jù)所述車輛速度決定，從而當(dāng)該車輛靜止時來自該周圍環(huán)境的空氣供應(yīng)被切斷，但是逐步地隨著該車輛速度增加容許來自該周圍環(huán)境的更多空氣被供應(yīng)到該人員室。當(dāng)所述車輛速度超過預(yù)定速度，所述通風(fēng)系統(tǒng)再次被開啟，從而充足的新鮮空氣再一次被引入到所述人員室內(nèi)，即使所述再生仍在進行。那么，在該車輛附近應(yīng)該將不再有來自再生的、可能被引入該人員室內(nèi)的氣體的任何集中。當(dāng)然，當(dāng)該再生停止時該通風(fēng)系統(tǒng)也會被再次開啟。本發(fā)明基于一些示例性實施例描述如上，這些實施例當(dāng)然可以多種方式結(jié)合。替代在過濾器再生期間完全切斷所述空氣供應(yīng)至人員室14地，在多個替代實施例中還可以至少實質(zhì)減少該空氣供應(yīng)。如今很多現(xiàn)代車輛或多或少都具有自動控制通風(fēng)系統(tǒng)，借此所述人員室內(nèi)的空氣在某些運行狀況下再循環(huán)例如以能夠更快速地達到希望的內(nèi)部溫度。在這種情況下，以適合的方式阻止或至少基本上阻止空氣自所述周圍環(huán)境被引入。如果車輛裝有這類自動控制通風(fēng)系統(tǒng)，那么控制單元18與監(jiān)控單元20之間的連通可以容易地通過在再生期間采用與用于在人員室14內(nèi)的空氣再循環(huán)相同的通風(fēng)狀態(tài)來建立。在其它情況下，所述通風(fēng)系統(tǒng)適合于被更多地人工控制。這類情況下，在該通風(fēng)系統(tǒng)中可以設(shè)置合適的閥和阻尼器以在再生期間實現(xiàn)相應(yīng)的功能。因此，權(quán)利要求書中的術(shù)語“通風(fēng)系統(tǒng)”包括為了能夠?qū)崿F(xiàn)期望的功能所要求的若干部件，不考慮它們的實際構(gòu)型。在上述例子中，再生由控制單元18控制，該控制單元可以是完全獨立的控制單元，但也可以是位于所述車輛內(nèi)的其它控制單元(例如所述內(nèi)燃機的普通控制系統(tǒng))的一部分。這同樣適用于監(jiān)控單元20，該監(jiān)控單元可選地可以是一些其它監(jiān)控單元或控制單元的一部分。上述主要描述本發(fā)明被用于由內(nèi)燃機提供動力的車輛。本發(fā)明還可以被類似地應(yīng)用于如上所述的這類情況下，即工業(yè)發(fā)動機被長期安裝并且靠近該發(fā)動機的人員室以來自該燃燒設(shè)備附近的空氣通風(fēng)。這種情況下，由于此處通風(fēng)完全受控于再生的激活，當(dāng)然不可能根據(jù)任何速度參數(shù)來調(diào)整通風(fēng)控制。如上所述的本發(fā)明在一些實施例中取決于車輛速度，從而僅在低速時所述空氣供應(yīng)至所述人員室才會被停止。在其它變形中，相似的功能例如通過將切斷僅限制在當(dāng)該車輛被掛在某些低檔時的時間以取代使用直接取決于車輛速度的參數(shù)來實現(xiàn)。如上所述的本發(fā)明還涉及在再生期間由內(nèi)燃機生成的將被燒掉的微粒，但是多個其它應(yīng)用可以包含任何微粒生成裝置。因此，權(quán)利要求書中的術(shù)語“內(nèi)燃機”將被認為是也包括這類其它裝置。本發(fā)明涉及用于控制如上所述的設(shè)備的方法。該方法可能已經(jīng)在關(guān)于該設(shè)備的全部必要內(nèi)容中被描述。本發(fā)明進而還涉及一種方法，借由該方法監(jiān)控單元20將所述通風(fēng)系統(tǒng)置于這樣的狀態(tài)中，即在位于所述廢氣系統(tǒng)內(nèi)的微粒過濾器的再生過程期間切斷或至少實質(zhì)減少從所述周圍環(huán)境供應(yīng)到人員室14的空氣。根據(jù)如上所述的例子，為了過濾器再生將燃料噴射進排氣管路內(nèi)。在多個替代實施例中，可以使用不包含這類燃料噴射的其它已知的再生方法。
權(quán)利要求
1.一種用于控制用于人員室的通風(fēng)系統(tǒng)以使該通風(fēng)系統(tǒng)適用于將空氣供應(yīng)到該人員室的設(shè)備，該設(shè)備包括用于控制該通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控單元(20)，另外還包括:內(nèi)燃機(11);用于將廢氣運送出該內(nèi)燃機(11)的廢氣系統(tǒng)(12)，該廢氣系統(tǒng)包括可再生的微粒過濾器(16);和用于激活在該過濾器(16)內(nèi)的再生的控制單元(18)，其特征在于，該控制單元(18)和該監(jiān)控單元(20)以這樣的方式彼此連通，即，當(dāng)再生過程被激活時能夠使該監(jiān)控單元(20)切斷或至少實質(zhì)減少從周圍環(huán)境供應(yīng)至該人員室(14)的空氣供應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備位于車輛內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括用于檢測所述車輛的速度的檢測裝置，并且所述控制單元(18)、所述監(jiān)控單元(20)和該檢測裝置以這樣的方式彼此連通，即，如果再生過程在該車輛(13)的速度低于一定的預(yù)定速度的時刻被激活則能夠使該監(jiān)控單元切斷或至少實質(zhì)減少從所述周圍環(huán)境供應(yīng)至該車輛(13)的所述人員室(14)的空氣供應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述車輛(13)的速度在10km/h以下時，供應(yīng)至所述人員室(14)的所述空氣供應(yīng)就被停止或至少被減少。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述車輛(13)靜止時，所述空氣供應(yīng)至所述人員室(14)就被停止或至少被減少。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，用于將燃料供應(yīng)至所述廢氣以啟動再生過程的單元在所述廢氣系統(tǒng)(12)內(nèi)位于所述微粒過濾器(16)的上游。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求2-6中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，用于檢測所述車輛(13)的速度的裝置是該車輛的速度計。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，在再生仍在進行時所述監(jiān)控單元(20)使得所述通風(fēng)系統(tǒng)循環(huán)所述人員室(14)內(nèi)的空氣。
9.一種設(shè)置有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備的車輛(13)。
10.一種用于控制根據(jù)前述權(quán)利要求1-8中任一項所述的設(shè)備的方法，其特征在于，在再生過程期間所述監(jiān)控單元(20)將所述通風(fēng)系統(tǒng)置于這樣的狀態(tài)中，即切斷或至少實質(zhì)減少從所述周圍環(huán)境供應(yīng)至所述人員室(14)的空氣供應(yīng)。
全文摘要
一種設(shè)備，其包括內(nèi)燃機(11)、廢氣系統(tǒng)(12)和用于收集廢氣中的微粒的微粒過濾器(16)。該設(shè)備還包括用于調(diào)節(jié)供應(yīng)到在該內(nèi)燃機附近的人員室(14)的空氣的通風(fēng)系統(tǒng)。過濾器(16)的再生導(dǎo)致希望不應(yīng)到達該人員室(14)的氣體的釋放。因此，該設(shè)備被構(gòu)造成在再生過程期間該通風(fēng)系統(tǒng)阻止空氣被從周圍環(huán)境引入到該人員室內(nèi)。該設(shè)備可以例如是車輛的一部分。
文檔編號F01N3/023GK103153659SQ201180049350
公開日2013年6月12日 申請日期2011年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者A·利耶斯特蘭德, P·布倫貝里 申請人:斯堪尼亞商用車有限公司