一種柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，包括檢測預熱單元以及點火再生單元，其中，檢測預熱單元包括壓力傳感器，轉速檢測模塊，信號處理模塊，第一比較模塊，輸出第一判定信號；加熱模塊，響應于上述判定信號對燃燒器進行預熱；點火再生單元包括溫度傳感器，輸出一溫度檢測值；第二比較模塊，輸出第二判定信號；開關模塊，用以調節燃燒器進氣量及進油量的大小；當第一判定信號與第二判定信號均為高電平狀態時，第一電磁閥與第二電磁閥開啟，延時一段時間后點火開關點火工作，通過在燃燒器中設置壓力傳感器、溫度傳感器以及開關模塊等模塊，并利用各個模塊之間的反饋控制，提升過濾器主動再生系統的穩定性、可靠性。
【專利說明】
一種柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及汽車尾氣凈化技術領域，更具體地說，它涉及一種柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著汽車行業節能和環保理念的普及，全球柴油機顆粒過濾器的市場前景良好。解決柴油發動機顆粒物、氮氧化物排放的柴油顆粒過濾器(DPF)的應用也越來越受到重視。現有的柴油顆粒過濾器，一般由陶瓷材料或者金屬材料制成，微粒的捕集主要有靜電吸附法、過濾捕集法和離心分離法，各種捕集技術各有利弊。但是在柴油顆粒過濾器使用一段時間后，其通氣量將會下降，聚集在過濾器內部空隙中的顆粒將阻礙尾氣的排出，降低尾氣的凈化效率，因此需要對柴油顆粒過濾器做再生處理。現有的再生技術以主動再生技術為主，采用諸如燃燒器加熱再生系統、電加熱再生系統、微波加熱再生系統以及紅外輻射加熱再生系統中的一種對過濾器進行加熱，使得其中的顆粒物在高溫的作用下進一步燃燒氣化。
[0003]燃燒器加熱再生系統即在過濾器的入口處設置燃燒器，噴入柴油和二次空氣，燃燒后引燃微粒進行再生的方法。采用這種方法要求提供額外的燃油，并且，要求恒定燃燒器的溫度。因此，需要一套調節燃料和二次空氣供給量的自動調節控制系統。
【實用新型內容】
[0004]針對實際運用中的需要，本實用新型提出了一種工作穩定，可靠性高的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，具體方案如下:
[0005]—種柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，包括用于檢測以及提升燃燒器溫度的檢測預熱單元，以及用于點火燃燒過濾器中顆粒物的點火再生單元，其中，所述檢測預熱單元包括，壓力傳感器，設于燃燒器內部，用于檢測燃燒器內的壓力并輸出一壓力檢測值；轉速檢測模塊，設于汽車發動機上，用于檢測汽車發送機的轉速并輸出一轉速檢測值;信號處理模塊，接收上述壓力檢測值以及轉速檢測值，信號轉換后比較壓力檢測值及轉速檢測值，輸出比值信號；第一比較模塊，用以判定所述比值信號是否處于預設區間內，輸出第一判定信號;加熱模塊，響應于上述判定信號對燃燒器進行預熱;所述點火再生單元包括，溫度傳感器，設于燃燒器的內部用于檢測燃燒器中的溫度，并輸出一溫度檢測值;第二比較模塊，用以判定所述溫度檢測值是否處于預設區間內，輸出第二判定信號;開關模塊，包括點火開關以及設于燃燒器的進氣口與進油口處的第一電磁閥與第二電磁閥，所述第一電磁閥與第二電磁閥響應于第一判定信號以及第二判定信號，用以調節燃燒器進氣量及進油量的大小；當第一判定信號與第二判定信號均為高電平狀態時，所述第一電磁閥與第二電磁閥開啟，延時一段時間后點火開關點火工作。
[0006]通過上述技術方案，當燃燒器中的壓力以及汽車發動機的轉速不匹配時，判定為過濾器中微粒過多，需要清理，第一比較器與第二比較器限定出壓力檢測值與轉速檢測值的比值信號的范圍，當上述比值信號超出該范圍時，加熱模塊開始工作對燃燒器進行預熱。通過預熱使得霧化柴油進入到燃燒器后氣態微粒運動更加活躍，有助于霧化柴油的擴散，也有利于霧化柴油的點火燃燒。當加熱模塊加熱一段時間后，溫度達到注油通氣的要求時，開關模塊導通向燃燒器內部通入霧化柴油以及空氣，延時一段時間后點火燃燒，當燃燒器溫度超過預設值時，開關模塊關斷，停止注油通氣，若此時壓力檢測值與轉速檢測值的比值仍然超出預設范圍，則當燃燒器中霧化柴油耗盡，溫度下降時繼續注油通氣，進一步燃燒過濾器中的顆粒。述方案使得霧化柴油的點火更加容易，霧化柴油分布也更加均勻，有利于均勻提升燃燒器中的溫度，使得催化室過濾器中的顆粒燃燒更加均勻充分，使得過濾器再生系統更加穩定可靠。
[0007]進一步的，所述第一比較模塊包括，第一基準電壓生成模塊，用以提供第一基準電壓以及第二基準電壓;第一比較器，其正向輸入端分別耦接于所述比值信號，其反向輸入端耦接于所述第一基準電壓，輸出端輸出一第一比較信號;第二比較器，其反向輸入端耦接于所述比值信號，其正向輸入端耦接于所述第二基準電壓，輸出端輸出一第二比較信號;兩輸入與非門，其輸入端耦接于所述第一比較信號與第二比較信號，輸出端輸出所述第一判定信號。
[0008]通過上述技術方案，限定出壓力檢測值與轉速檢測值的比值信號范圍。
[0009]進一步的，所述信號處理模塊包括，數模轉換器，將壓力傳感器和/或轉速檢測模塊輸出的模擬信號轉換為數字信號;除法器，輸入端耦接于所述壓力傳感器和/或轉速檢測模塊的輸出信號，輸出端輸出所述比值信號。
[0010]通過上述技術方案，求得壓力檢測值與轉速檢測值的比值信號。
[0011 ]進一步的，所述加熱模塊包括:電熱棒，與電源電連接，用于加熱燃燒器;第一開關三極管，其基極耦接于所述第一判定信號;第一繼電器回路，受控于所述第一開關三極管，設于電源與電熱棒之間，用于控制電熱棒的通電與斷電。
[0012]進一步的，所述第二比較模塊包括:第二基準電壓生成模塊，用以提供第三基準電壓以及第四基準電壓;第三比較器，其正向輸入端耦接于所述比值信號，其反向輸入端耦接于所述第三基準電壓，輸出端輸出一第三比較信號;第四比較器，其正向輸入端耦接于所述比值信號，其反向輸入端耦接于所述第四基準電壓，輸出端輸出一第四比較信號;兩輸入異或門，其輸入端分別耦接于所述第三比較信號以及第四比較信號，輸出端輸出所述第二判定信號。
[0013]進一步的，所述第二比較模塊還包括用于減少判定誤差的延時確認模塊，包括，第一延時輸出電路，接收所述第二判定信號并延時后輸出;兩輸入與門，其一輸入端耦接于所述延時輸出電路的輸出端，另一輸入端耦接于所述兩輸入異或門的輸出端，所述兩輸入與門輸出端輸出所述第二判定信號。
[0014]通過上述技術方案，排除瞬時干擾誤差，使得檢測判定更加的準確。
[0015]進一步的，所述開關模塊中包括有用于驅動所述點火開關、第一電磁閥以及第二電磁閥動作的驅動電路，所述驅動電路包括，第二開關三極管，所述第二開關三極管的集電極耦接于所述第一繼電器回路中，第二開關三極管基極與所述第二判定信號耦接，所述第二開關三極管的發射極與第一電磁閥以及第二電磁閥耦接;第二延時輸出電路，其輸入端耦接于所述第二判定信號，輸出端與所述點火開關耦接。
[0016]通過上述技術方案，當壓力檢測值與轉速檢測值的比值信號正常后，第二開關三極管的集電極停止供電，這時即使燃燒器中的溫度達到了注油通氣的條件，開關模塊也不啟動。
[0017]進一步的，所述第一基準電壓生成模塊由多個電阻串聯分壓生成。
[0018]與現有技術相比，本實用新型通過在燃燒器中設置壓力傳感器、溫度傳感器以及開關模塊等模塊，并利用各個模塊之間的反饋控制，提升了過濾器主動再生系統的穩定性、
可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的電路原理圖；
[0020]圖2為本實用新型的整體示意圖。
[0021]附圖標志:1、檢測預熱單元，2、點火再生單元，11、壓力傳感器，12、轉速檢測模塊，13、信號處理模塊，14、第一比較模塊，15、加熱模塊，21、溫度傳感器，22、第二比較模塊，23、開關模塊，141、第一基準電壓生成模塊，142、第一比較器，143、第二比較器，144、兩輸入與非門，131、數模轉換器，132、除法器，151、電熱棒，152、第一開關三極管，153、第一繼電器回路，221、第二基準電壓生成模塊，222、第三比較器，223、第四比較器，224、兩輸入異或門，225、第一延時輸出電路，226、兩輸入與門，24、驅動電路，241、第二開關三極管，242、第二延時輸出電路，3、燃燒器，4、過濾器，5、進氣口，6、進油口。
【具體實施方式】
[0022]參照圖1?2對本實用新型做進一步說明。
[0023]由于當燃燒器中的溫度較低時，注入其中的霧化柴油不易擴散，由于自身熱運動很小，使其與空氣的混合度也不均勻，直接導致點火難度增加。為此，本實用新型在于提供一種穩定、可靠的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統。
[0024]如圖1所示，包括用于檢測以及提升燃燒器溫度的檢測預熱單元I，以及用于點火燃燒過濾器中顆粒物的點火再生單元2，其中，檢測預熱單元I包括，壓力傳感器11，設于燃燒器內部，用于檢測燃燒器內的壓力并輸出一壓力檢測值;轉速檢測模塊12，設于汽車發動機上，用于檢測汽車發送機的轉速并輸出一轉速檢測值;信號處理模塊13，接收上述壓力檢測值以及轉速檢測值，信號轉換后比較壓力檢測值及轉速檢測值，輸出比值信號;第一比較模塊14，用以判定比值信號是否處于預設區間內，輸出第一判定信號；加熱模塊15，響應于上述判定信號對燃燒器進行預熱；點火再生單元2包括，溫度傳感器21，設于燃燒器的內部用于檢測燃燒器中的溫度，并輸出一溫度檢測值;第二比較模塊22，用以判定溫度檢測值是否處于預設區間內，輸出第二判定信號;開關模塊23，包括點火開關以及設于燃燒器的進氣口與進油口處的第一電磁閥與第二電磁閥，第一電磁閥與第二電磁閥響應于第一判定信號以及第二判定信號，用以調節燃燒器進氣量及進油量的大小；當第一判定信號與第二判定信號均為高電平狀態時，第一電磁閥與第二電磁閥開啟，延時一段時間后點火開關點火工作。
[0025]上述技術方案，當燃燒器中的壓力以及汽車發動機的轉速不匹配時，判定為過濾器中微粒過多，堵塞過濾器，需要清理，第一比較器142與第二比較器143限定出壓力檢測值與轉速檢測值的比值信號的范圍，當上述比值信號超出該范圍時，加熱模塊15開始工作對燃燒器進行預熱。通過預熱使得霧化柴油進入到燃燒器后氣態微粒運動更加活躍，有助于霧化柴油的擴散，也有利于霧化柴油的點火燃燒。當加熱模塊15加熱一段時間后，溫度達到注油通氣的要求時，開關模塊23導通向燃燒器內部通入霧化柴油以及空氣，延時一段時間后點火燃燒，當燃燒器溫度超過預設值時，開關模塊23關斷，停止注油通氣，若此時壓力檢測值與轉速檢測值的比值仍然超出預設范圍，則當燃燒器中霧化柴油耗盡，溫度下降時繼續注油通氣，進一步燃燒過濾器中的顆粒。述方案使得霧化柴油的點火更加容易，霧化柴油分布也更加均勻，有利于均勻提升燃燒器中的溫度，使得催化室過濾器中的顆粒燃燒更加均勻充分，使得過濾器再生系統更加穩定可靠。
[0026]詳述的，第一比較模塊14包括:第一基準電壓生成模塊141，用以提供第一基準電壓以及第二基準電壓;第一比較器142，其正向輸入端分別耦接于比值信號，其反向輸入端耦接于第一基準電壓，輸出端輸出一第一比較信號；第二比較器143，其反向輸入端耦接于比值信號，其正向輸入端耦接于第二基準電壓，輸出端輸出一第二比較信號;兩輸入與非門144，其輸入端耦接于第一比較信號與第二比較信號，輸出端輸出第一判定信號。上述技術方案，限定出壓力檢測值與轉速檢測值的比值信號范圍。
[0027]詳述的，信號處理模塊13包括，數模轉換器131，將壓力傳感器11和/或轉速檢測模塊12輸出的模擬信號轉換為數字信號；除法器132，輸入端耦接于壓力傳感器11和/或轉速檢測模塊12的輸出信號，輸出端輸出比值信號。上述技術方案，求得壓力檢測值與轉速檢測值的比值信號。
[0028]詳述的，加熱模塊15包括:電熱棒151，與電源電連接，用于加熱燃燒器;第一開關三極管152，其基極耦接于第一判定信號;第一繼電器回路153，受控于第一開關三極管152，設于電源與電熱棒151之間，用于控制電熱棒151的通電與斷電。
[0029]詳述的，第二比較模塊22包括:第二基準電壓生成模塊221，用以提供第三基準電壓以及第四基準電壓;第三比較器222，其正向輸入端耦接于比值信號，其反向輸入端耦接于第三基準電壓，輸出端輸出一第三比較信號；第四比較器223，其正向輸入端耦接于比值信號，其反向輸入端耦接于第四基準電壓，輸出端輸出一第四比較信號;兩輸入異或門224，其輸入端分別耦接于第三比較信號以及第四比較信號，輸出端輸出第二判定信號。
[0030]詳述的，第二比較模塊22還包括用于減少判定誤差的延時確認模塊，包括，第一延時輸出電路225，接收第二判定信號并延時后輸出；兩輸入與門226，其一輸入端耦接于延時輸出電路的輸出端，另一輸入端親接于兩輸入異或門224的輸出端，兩輸入與門226輸出端輸出第二判定信號。上述技術方案，排除瞬時干擾誤差，使得檢測判定更加的準確。
[0031]詳述的，開關模塊23中包括有用于驅動點火開關、第一電磁閥以及第二電磁閥動作的驅動電路24，驅動電路24包括，第二開關三極管241，第二開關三極管241的集電極耦接于第一繼電器回路153中，第二開關三極管241基極與第二判定信號耦接，第二開關三極管241的發射極與第一電磁閥以及第二電磁閥耦接;第二延時輸出電路242，其輸入端耦接于第二判定信號，輸出端與點火開關耦接。上述技術方案，當壓力檢測值與轉速檢測值的比值信號正常后，第二開關三極管241的集電極停止供電，這時即使燃燒器中的溫度達到了注油通氣的條件，開關模塊23也不啟動。
[0032]詳述的，第一基準電壓生成模塊141以及第二基準電壓生成模塊221均由多個電阻串聯分壓生成。對于上述電阻，可以采用可調電阻，使得上述基準電壓可調，從而使得注油通氣的條件可調，使得控制系統能夠適應于不同的需要。
[0033]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，其特征在于，包括用于檢測以及提升燃燒器溫度的檢測預熱單元(I)，以及用于點火燃燒過濾器中顆粒物的點火再生單元(2)，其中，所述檢測預熱單元(I)包括， 壓力傳感器(11)，設于燃燒器內部，用于檢測燃燒器內的壓力并輸出一壓力檢測值；轉速檢測模塊(12)，設于汽車發動機上，用于檢測汽車發送機的轉速并輸出一轉速檢測值； 信號處理模塊(13)，接收上述壓力檢測值以及轉速檢測值，信號轉換后比較壓力檢測值及轉速檢測值，輸出比值信號； 第一比較模塊(14)，用以判定所述比值信號是否處于預設區間內，輸出第一判定信號； 加熱模塊(15)，響應于上述判定信號對燃燒器進行預熱； 所述點火再生單元(2)包括， 溫度傳感器(21)，設于燃燒器的內部用于檢測燃燒器中的溫度，并輸出一溫度檢測值； 第二比較模塊(22)，用以判定所述溫度檢測值是否處于預設區間內，輸出第二判定信號； 開關模塊(23)，包括點火開關以及設于燃燒器的進氣口與進油口處的第一電磁閥與第二電磁閥，所述第一電磁閥與第二電磁閥響應于第一判定信號以及第二判定信號，用以調節燃燒器進氣量及進油量的大小； 當第一判定信號與第二判定信號均為高電平狀態時，所述第一電磁閥與第二電磁閥開啟，延時一段時間后點火開關點火工作。2.根據權利要求1所述的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，其特征在于，所述第一比較模塊(14)包括， 第一基準電壓生成模塊(141)，用以提供第一基準電壓以及第二基準電壓； 第一比較器(142)，其正向輸入端分別耦接于所述比值信號，其反向輸入端耦接于所述第一基準電壓，輸出端輸出一第一比較信號； 第二比較器(143)，其反向輸入端耦接于所述比值信號，其正向輸入端耦接于所述第二基準電壓，輸出端輸出一第二比較信號； 兩輸入與非門(144)，其輸入端耦接于所述第一比較信號與第二比較信號，輸出端輸出所述第一判定信號。3.根據權利要求1所述的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，其特征在于，所述信號處理模塊(13)包括， 數模轉換器(131)，將壓力傳感器(11)和/或轉速檢測模塊(12)輸出的模擬信號轉換為數字信號； 除法器(132)，輸入端耦接于所述壓力傳感器(11)和/或轉速檢測模塊(12)的輸出信號，輸出端輸出所述比值信號。4.根據權利要求1所述的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，其特征在于，所述加熱模塊(15)包括， 電熱棒(151)，與電源電連接，用于加熱燃燒器； 第一開關三極管(152)，其基極耦接于所述第一判定信號； 第一繼電器回路(153)，受控于所述第一開關三極管(152)，設于電源與電熱棒(151)之間，用于控制電熱棒(151)的通電與斷電。5.根據權利要求4所述的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，其特征在于，所述第二比較模塊(22)包括， 第二基準電壓生成模塊(221)，用以提供第三基準電壓以及第四基準電壓； 第三比較器(222)，其正向輸入端耦接于所述比值信號，其反向輸入端耦接于所述第三基準電壓，輸出端輸出一第三比較信號； 第四比較器(223)，其正向輸入端耦接于所述比值信號，其反向輸入端耦接于所述第四基準電壓，輸出端輸出一第四比較信號； 兩輸入異或門(224)，其輸入端分別耦接于所述第三比較信號以及第四比較信號，輸出端輸出所述第二判定信號。6.根據權利要求5所述的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，其特征在于，所述第二比較模塊(22)還包括用于減少判定誤差的延時確認模塊，包括， 第一延時輸出電路(225)，接收所述第二判定信號并延時后輸出； 兩輸入與門(226)，其一輸入端親接于所述延時輸出電路的輸出端，另一輸入端親接于所述兩輸入異或門(224)的輸出端，所述兩輸入與門(226)輸出端輸出所述第二判定信號。7.根據權利要求5所述的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，其特征在于，所述開關模塊(23)中包括有用于驅動所述點火開關、第一電磁閥以及第二電磁閥動作的驅動電路(24)，所述驅動電路(24)包括， 第二開關三極管(241)，所述第二開關三極管(241)的集電極耦接于所述第一繼電器回路(153)中，第二開關三極管(241)基極與所述第二判定信號耦接，所述第二開關三極管(241)的發射極與第一電磁閥以及第二電磁閥耦接； 第二延時輸出電路(242)，其輸入端耦接于所述第二判定信號，輸出端與所述點火開關耦接。8.根據權利要求2所述的柴油機顆粒過濾器的主動再生控制系統，其特征在于，所述第一基準電壓生成模塊(141)由多個電阻串聯分壓生成。
【文檔編號】F01N3/023GK205605271SQ201620347649
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】張志明, 樓永良, 吳麗威
【申請人】杭州攜藍環保科技有限公司