Dpf自動再生系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種DPF自動再生系統(tǒng)，包括排氣管、DOC、DPF及電源電路，所述排氣管由進(jìn)氣排氣管和出氣排氣管構(gòu)成，DOC和DPF串聯(lián)連接后位于進(jìn)氣排氣管和出氣排氣管間，柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置內(nèi)置在進(jìn)氣排氣管內(nèi)，壓差傳感器的兩個探頭分別設(shè)置在DPF進(jìn)氣端和出氣端且壓差傳感器信號輸出端接ARTECU的信號輸入端，熱電偶K1和熱電偶K2分別設(shè)置在DOC和DPF串聯(lián)連接部和DPF出氣端且熱電偶K1和熱電偶K2信號輸出端分別接ARTECU的信號輸入端，噴油泵進(jìn)口接回油管，噴油泵出口接柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置中的輸油管，噴油泵信號控制端接ARTECU的信號輸出端，空氣閥進(jìn)口接氣泵，空氣閥出口與柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置中的供氣管道連通。
【專利說明】DPF自動再生系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種在DPF復(fù)合再生中采用柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置的加熱棒用于起燃，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動監(jiān)測、主動電控、模糊再生的DPF自動再生系統(tǒng)，屬DPF自動再生系統(tǒng)制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]CN1517526A、名稱“廢氣凈化系統(tǒng)”，在帶有電熱塞的柴油機(jī)的排氣通道內(nèi)具有連續(xù)再生型柴油微粒過濾器、以及連續(xù)再生型柴油微粒過濾器的再生控制裝置，其特征在于:所述再生控制裝置，通過控制對汽缸內(nèi)的燃料噴射來進(jìn)行延遲噴射或二次噴射，并且，進(jìn)行用電熱塞加熱汽缸內(nèi)的控制，以對上述連續(xù)再生型柴油微粒過濾器進(jìn)行再生。
[0003]CN102933803A、名稱“用于柴油發(fā)動機(jī)的排氣凈化裝置”，所述柴油發(fā)動機(jī)在滿足預(yù)定怠速停止條件的情況下實施怠速停止而自動地停止所述柴油發(fā)動機(jī)，所述排氣凈化裝置包括:柴油微粒過濾器(DPF)，其布置在所述柴油發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)中以捕集從所述柴油發(fā)動機(jī)排出的排氣中的微粒物質(zhì)；DPF再生部，在滿足預(yù)定DPF再生條件的情況下，所述DPF再生部通過使所述DPF的溫度升高來執(zhí)行DPF再生；DPF再生中斷重啟部，其中斷所述DPF再生，執(zhí)行怠速停止，自動地重啟所述柴油發(fā)動機(jī)，然后重啟所述DPF再生；以及怠速停止延遲部，當(dāng)在所述DPF再生期間轉(zhuǎn)為怠速操作時，即使在滿足所述預(yù)定怠速停止條件的情況下，所述怠速停止延遲部也延遲所述怠速停止的執(zhí)行，直到所述怠速停止啟動時的所述DPF的溫度變得不低于轉(zhuǎn)為所述怠速操作時的所述DPF的溫度為止。
[0004]CN1676891A、名稱“廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法”，該廢氣凈化系統(tǒng)，在搭載于車輛上的內(nèi)燃機(jī)的廢氣通路上具有連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置和排氣節(jié)流閥，并且具有柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)，該柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)具有:判斷所述連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置的再生開始時間的再生時間判斷機(jī)構(gòu)、和使排氣溫度上升并將捕集的粒狀物強(qiáng)制燃燒以使所述連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置再生的再生機(jī)構(gòu)，其特征在于，通過所述再生機(jī)構(gòu)，進(jìn)行所述連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置的再生控制時，在檢測出車輛的停止?fàn)顟B(tài)的情況下，中斷該再生控制，進(jìn)行多級噴射控制，并且關(guān)閉所述排氣節(jié)流閥。
實用新型內(nèi)容
[0005]設(shè)計目的:設(shè)計一種在DPF復(fù)合再生中采用柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置的加熱棒用于起燃，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動監(jiān)測、主動電控、模糊再生的DPF自動再生系統(tǒng)及再生方法。
[0006]設(shè)計方案:為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。本申請在系統(tǒng)設(shè)計中，一是以本 申請人:在先專利申請的柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置(簡稱升溫裝置)為基石，并根據(jù)柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置從回油管路取油提供給升溫裝置，升溫裝置中的加熱棒點(diǎn)燃汽油，由獨(dú)立氣泵提供燃燒所需空氣統(tǒng)；二是基于DPF壓差模型的再生時機(jī)判斷方案，基于閉環(huán)控制的再生模糊溫度控制策略和再生結(jié)束判斷方法。
[0007]采用ART E⑶實時采集DPF兩端的壓力差，當(dāng)壓力達(dá)到再生設(shè)定值時，ART E⑶控制加熱棒加熱，空氣閥打開，噴油泵工作，實施再生。ARTE⑶檢測熱電耦Kl的溫度，并控制噴油泵的噴油量，讓溫度燃燒在設(shè)定值。ART檢測熱電耦K2，當(dāng)K2的溫度達(dá)到設(shè)定值時，表示再生完成，退出再生(停止加熱棒、噴油泵、空氣閥的工作)。
[0008]技術(shù)方案:一種DPF自動再生系統(tǒng),包括排氣管、D0C、DPF及電源電路,所述排氣管由進(jìn)氣排氣管和出氣排氣管構(gòu)成，DOC和DPF串聯(lián)連接后位于進(jìn)氣排氣管和出氣排氣管間，柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置內(nèi)置在進(jìn)氣排氣管內(nèi)，壓差傳感器的兩個探頭分別設(shè)置在DPF進(jìn)氣端和出氣端且壓差傳感器信號輸出端接ART ECU的信號輸入端，熱電偶Kl和熱電偶K2分別設(shè)置在DOC和DPF串聯(lián)連接部和DPF出氣端且熱電偶Kl和熱電偶K2信號輸出端分別接ART ECU的信號輸入端，噴油泵進(jìn)口接回油管，噴油泵出口接柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置中的輸油管，噴油泵信號控制端接ART ECU的信號輸出端，空氣閥進(jìn)口接氣泵，空氣閥出口與柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置中的供氣管道連通，空氣閥信號控制端接ARTECU的信號輸出端，柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置加熱棒信號控制端接ART ECU的信號輸出端。
[0009]本實用新型與【背景技術(shù)】相比，一是本申請以本 申請人:在先專利申請的柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置為基石，采用本申請自動監(jiān)測、主動電控、模糊再生DPF自動再生系統(tǒng)和方法，不僅突破環(huán)境溫度及車輛排氣溫度的低溫限制，不受環(huán)境溫度影響，在環(huán)境溫度≥-30°C時，不僅能實現(xiàn)點(diǎn)火再生，而且點(diǎn)火升溫時不會產(chǎn)生二次污染，滿足各級排放標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)火過程中先預(yù)熱燃油，形成油氣后，由噴嘴以霧狀直接噴到引燃零件上，進(jìn)而點(diǎn)燃，不僅避免了點(diǎn)火再生時對隨車電子器件的干擾和影響，而且實現(xiàn)了柴油機(jī)在低排氣溫度下微粒過濾器升溫再生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是DPF自動再生系統(tǒng)的示意圖，其中，ART E⑶是指電控設(shè)備采集傳感器值，再生條件判斷、控制再生等；D0C是指氧化性催化轉(zhuǎn)化器；DPF是指PM顆粒物過濾器；熱電耦K1\K2是指溫度傳感器；壓差傳感器是指檢測DPF兩端的壓力差；adl\ad2\ad3是指傳感器采集線纜；Control l\control 2\control 3是指輸出控制線纜；空氣閥是指控制從空氣泵中的空氣輸入輸入到燃燒室；噴油泵是指控制從回油管中取出柴油并向燃燒室中噴入。
[0011]圖2是溫度、壓力、油位信號采集電路的示意圖。
[0012]圖3是溫度、壓力、油位AD轉(zhuǎn)化電路的示意圖。
[0013]圖4是噴油泵、添加劑泵信號輸出電路的示意圖。
[0014]圖5是輸出空氣泵、加熱棒、油路電磁閥控制電路的示意圖。
[0015]圖6是電源電路的示意圖。
[0016]圖7是圖2-圖6的總裝電路示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:參照附圖1-7。一種DPF自動再生系統(tǒng)，包括排氣管1、D0C3、DPF4及電源電路，所述排氣管由進(jìn)氣排氣管101和出氣排氣管102構(gòu)成，D0C3和DPF4串聯(lián)連接后位于進(jìn)氣排氣管101和出氣排氣管102間，柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2內(nèi)置在進(jìn)氣排氣管101內(nèi)，壓差傳感器5的兩個探頭分別設(shè)置在DPF4進(jìn)氣端和出氣端且壓差傳感器5信號輸出端通過ad2接ART E⑶6的信號輸入端，熱電偶Kl和熱電偶K2分別設(shè)置在DOC3和DPF4串聯(lián)連接部和DPF4出氣端且熱電偶Kl和熱電偶K2信號輸出端分別通過ad3和adl接ART ECU6的信號輸入端，噴油泵7進(jìn)口接回油管，噴油泵7出口接柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2中的輸油管，噴油泵7信號控制端通過Contro3接ART E⑶6的信號輸出端，空氣閥8進(jìn)口接氣泵，空氣閥8出口與柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2中的供氣管道連通，空氣閥8信號控制端通過Contro2接ART E⑶6的信號輸出端，柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2加熱棒201信號控制端接ART ECU6的信號輸出端。所述空氣閥8控制從空氣泵中的空氣輸入到柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2的燃燒室202。所述噴油泵7控制從回油管中取出柴油并向柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2中的燃燒室噴入。柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2系本 申請人:的在先系列專利申請之一。
[0018]1、電源電路設(shè)計思路:汽車電控ECU工作環(huán)境復(fù)雜，氣候環(huán)境、工況環(huán)境、電磁環(huán)境。在設(shè)計時必須充分考慮電路的單個元器件的適應(yīng)性都達(dá)到復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用，所有器件的工作溫度選擇都在零下40度到85度以上的工作范圍。工況環(huán)境和電磁環(huán)境的變化帶來電路噪聲，最易影響的是電源、信號采集、輸出控制的穩(wěn)定性，設(shè)計時充分考慮各個因數(shù)的影響，通過以下的電路設(shè)計保證設(shè)計的性能達(dá)到設(shè)計要求。
[0019]電源電路:采用DC-DC和LDO的綜合使用。DC-DC由于汽車在各工況工作時電源波動范圍大、電磁干擾嚴(yán)重，所以選擇輸入電壓范圍寬在7V至42V之間都能正常工作、抗電磁干擾強(qiáng)的LMZ14203芯片。
[0020]LDO線性穩(wěn)壓電源MIC39100-3.3，在電路設(shè)計中增加LDO是為進(jìn)一步降低電源的波動(紋波干擾)，更精確的采集模擬信號(壓力、溫度)，讓判斷變得更加穩(wěn)定可靠，減少不必要的誤判。
[0021]溫度采集:K型熱電耦，可以采用運(yùn)放和環(huán)境溫度傳感器，進(jìn)行電壓采集、環(huán)境溫度傳感器采集CPU再進(jìn)行軟件補(bǔ)償，該方法為很多低端廉價的應(yīng)用，選擇專業(yè)的ADI 8497處理芯片，集成了溫度補(bǔ)償電路，不用額外的環(huán)境溫度傳感器及其軟件算法，電路簡單可靠，也簡化了軟件設(shè)計。
[0022]AD采樣電路:ADI 7794電路具有6通道的采集能力，自帶濾波功能，自帶基準(zhǔn)電源，具有24位的高精度，單芯片解決多個采集值，硬件設(shè)計簡單可靠。
[0023]油泵控制電路:采用隔離控制信號輸出控制為IS07242該芯片有高度的隔離特性，防止在控制油泵高電壓，大電流時將干擾信號引入采集和CPU處理電路，BTS442E2為控制輸出，該芯片最高可以控制最大電壓42V電流21A，電壓和電流的負(fù)荷遠(yuǎn)大于油泵要求。以上設(shè)計充分的冗余設(shè)計，保證供油頻率的穩(wěn)定性(簡介的控制了供油量的穩(wěn)定)。
[0024]空氣泵和加熱泵控制電路:采用光耦隔離TLP281-4控制IR7240，TLP281-4、IR7240耐壓遠(yuǎn)大于24V要求，該控制信號無需快速的切換控制(控制頻率低)。
[0025]二添加劑:CPU時刻檢測油位傳感器信號，當(dāng)油位信號有大幅度改變時，根據(jù)油位信號改變的幅度，按一定比例向油箱噴入添加劑，利用CPU控制添加劑泵實現(xiàn)。
[0026]其DPF自動再生系統(tǒng)自動再生的方法:ART E⑶6實時采集DPF4兩端的壓力差，當(dāng)壓力達(dá)到再生設(shè)定值時，ART E⑶6控制柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2中的加熱棒加熱、控制空氣閥8打開向柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2中的供氣管道供氣、控制噴油泵7向柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2中的輸油管定量供油，實施再生，ART E⑶6檢測熱電耦Kl的溫度，并控制噴油泵的噴油量，讓溫度燃燒在設(shè)定值，ART ECU6檢測熱電耦K2，當(dāng)熱電耦K2的溫度達(dá)到設(shè)定值時，表示再生完成，退出再生，停止柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置2加熱棒、噴油泵、空氣閥的工作。
[0027]進(jìn)入再生判定:通過ART E⑶6中嵌入式CPU采集壓差傳感器時刻監(jiān)測DPF 4進(jìn)氣和出氣端口的壓力差值來判定是否需要進(jìn)入再生，當(dāng)DPF4中的PM含量在額定范圍內(nèi)時，DPF4兩端的壓差值基本平衡；當(dāng)超出DPF4額定含量壓差信號持續(xù)上升，利用額定含量和超出額定含量兩種不同的壓差來判定是否進(jìn)入自動再生；再生過程:ART E⑶6中CPU控制加熱棒工作電路，打開加熱棒進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)預(yù)熱時間到達(dá)，打開空氣閥8，然后打開噴油泵7的油路電磁閥，CPU控制噴油電路進(jìn)行小HZ噴油，在加熱棒201和尾氣溫度的雙重作用下，排氣溫度上升，達(dá)到點(diǎn)燃柴油的起燃點(diǎn)，溫度迅速上升，同時CPU時刻檢測DPF前的溫度，進(jìn)入模糊預(yù)測控制噴油量，當(dāng)溫度未達(dá)到PM再生溫度時，提高噴油量；當(dāng)溫度超過或者接近時減少噴油量，讓再生溫度達(dá)控制在合理的設(shè)定范圍內(nèi)。再生結(jié)束:通過嵌入式CPU采集壓差傳感器時刻監(jiān)測DPF4進(jìn)氣和出氣端口的壓力差值來判定是否需要退出再生，當(dāng)PM再生后，DPF4進(jìn)氣和出氣端口的壓力差值會回到一個合理的范圍內(nèi)，通過壓差傳感器采集的壓力信號是否達(dá)到設(shè)定的合理之，CPU控制再生結(jié)束。再生結(jié)束關(guān)閉噴油泵，再關(guān)閉加熱棒，最后關(guān)閉空氣栗。
[0028]ART ECU6中的CPU時刻檢測油位傳感器信號，當(dāng)油位信號有大幅度改變時，根據(jù)油位信號改變的幅度，按一定比例向油箱噴入添加劑，利用CPU控制添加劑泵工作與否。
[0029]需要理解到的是:上述實施例雖然對本實用新型的設(shè)計思路作了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對本實用新型設(shè)計思路的簡單文字描述，而不是對本實用新型設(shè)計思路的限制，任何不超出本實用新型設(shè)計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種DPF自動再生系統(tǒng)，包括排氣管(1)、D0C (3)、DPF (4)及電源電路，其特征是:所述排氣管由進(jìn)氣排氣管(101)和出氣排氣管(102)構(gòu)成，DOC (3)和DPF (4)串聯(lián)連接后位于進(jìn)氣排氣管(101)和出氣排氣管(102)間，柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置(2)內(nèi)置在進(jìn)氣排氣管(101)內(nèi)，壓差傳感器(5)的兩個探頭分別設(shè)置在DPF (4)進(jìn)氣端和出氣端且壓差傳感器(5)信號輸出端接ART E⑶(6)的信號輸入端，熱電偶Kl和熱電偶K2分別設(shè)置在DOC (3)和DPF (4)串聯(lián)連接部和DPF (4)出氣端且熱電偶Kl和熱電偶K2信號輸出端分別接ART E⑶(6)的信號輸入端，噴油泵(7)進(jìn)口接回油管，噴油泵(7)出口接柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置(2)中的輸油管，噴油泵(7)信號控制端接ART E⑶(6)的信號輸出端，空氣閥(8 )進(jìn)口接氣泵，空氣閥(8 )出口與柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置(2 )中的供氣管道連通，空氣閥(8)信號控制端接ART E⑶(6)的信號輸出端，柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置(2)加熱棒信號控制端接ART E⑶(6)的信號輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DPF自動再生系統(tǒng)，其特征是:所述空氣閥(8)控制從空氣泵中的空氣輸入到柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置(2)的燃燒室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DPF自動再生系統(tǒng)，其特征是:所述噴油泵(7)控制從回油管中取出柴油并向柴油發(fā)動機(jī)排氣后處理升溫裝置(2)中的燃燒室噴入。
【文檔編號】F01N11/00GK203655390SQ201320653967
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】黃黎敏, 黃利錦 申請人:貴州黃帝車輛凈化器有限公司