一种柴油机微粒捕集器车载灰烬清除系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机动车尾气排放控制领域，尤其涉及一种柴机油后处理装置微粒捕集器的车载灰烬清除系统及其控制方法。
技术背景
[0002]早在2005年，美国排放控制制造商协会规定重型卡车车载柴油机微粒捕集器的最短维修周期必须达到150000km，2007年10月，我国环保部针对汽车后处理装置的耐久性要求发布了 GB20890-2007《重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求及试验方法》的发布稿，对汽车后处理装置的耐久性要求也做出了相应的规定，从而确保汽车的后处理装置在车载使用过程中能正常工作。
[0003]微粒捕集器内的灰烬物质是指排气微粒中的不可燃物质，其随着再生过程的循环进行累积在过滤体孔道内堵塞微粒捕集器，是限制微粒捕集器使用寿命的主要影响因素，也是柴油机制造厂推广应用微粒捕集器所面临的瓶颈之一。微粒捕集器内不断累积的灰烬物质会堵塞过滤体孔道，除此之外，不断累积的灰烬会在过滤体进口孔道壁面和末端形成致密的灰烬层，恶化微粒捕集器和发动机的工作性能，如增加微粒捕集器压力损失、降低发动机的动力性和经济性等。因此，为了满足汽车后处理装置的耐久性要求，必须对车载微粒捕集器内沉积的灰烬物质进行定期有效的清除。本发明通过在微粒捕集器系统中增加反吹装置，利用空压机提供的反吹高压气流定期清理微粒捕集器沉积的灰烬，消除灰烬物质对微粒捕集器耐久性能的影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在提供一种柴油机微粒捕集器车载灰烬清除系统，考虑排气成分中不可燃灰烬物质累积在过滤体孔道内对微粒捕集器耐久性能和工作性能的恶化，避免灰烬沉积致使微粒捕集器不能满足车载耐久性要求，防止灰烬恶化微粒捕集器工作性能。微粒捕集器车载清除系统通过其上下游的控制阀来控制系统中排气以及反吹气流的流动方向，利用空压机提供的高压气流反吹微粒捕集器，将微粒捕集器中沉积的灰烬物质吹走，采用过滤装置回收高压反吹气流中的灰烬物质，防止灰烬物质污染大气，方便对其进行二次回收利用。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]—种柴油机微粒捕集器车载灰烬清除系统，包括空压机、微粒捕集器、过滤装置、压力传感器、发动机控制阀、过滤装置控制阀、排气控制阀和空压机控制阀，其特征在于:所述空压机通过管道和空压机控制阀连接在发动机排气系统中微粒捕集器的下游，过滤装置通过管道和过滤装置控制阀连接在发动机排气系统中微粒捕集器的上游，压力传感器安装在发动机控制阀和微粒捕集器之间，压力传感器监测到的排气背压通过线束输入发动机ECU，空压机、发动机控制阀、过滤装置控制阀、排气控制阀和空压机控制阀通过线束接受发动机ECU的控制，空压机能提供反吹高压气流清除微粒捕集器再生完成后残留在过滤体内的不可燃灰烬，过滤装置能收集过滤反吹高压气流中夹杂的灰烬物质。
[0007]本发明还提供了一种柴油机微粒捕集器车载灰烬清除系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0008]步骤一:微粒捕集器再生结束后，通过压力传感器监测发动机排气压力Ptest，对比存储在ECU中的发动机当前工况下微粒捕集器灰烬清除背压判断限值Piim，若Ptest 2 Piim，ECU发出微粒捕集器需要清除的指令，此时，车载指示灯闪烁，提醒驾驶员准备停车进行灰烬清除，否则，车辆正常运行；
[0009]步骤二:停车后，手动触发灰烬清除系统，车载灰烬清除系统开始工作，发动机ECU通过线束控制阀门的开关以及空压机的启动，首先发动机控制阀和排气控制阀从开启状态转为关闭状态，过滤装置控制阀和空压机控制阀由关闭状态转为开启状态，然后空压机启动，空压机提供的高压气流经过连接管道从微粒捕集器后端流进，反吹微粒捕集器，高压气流将灰烬颗粒从微粒捕集器中反吹带走，夹杂着灰烬颗粒的高压气流经过过滤装置，其中的灰烬颗粒被过滤并保留在过滤装置中；
[0010]步骤三:微粒捕集器被反吹一段时间后，发动机ECU控制空压机停止工作，当压力传感器监测到的压力值Ptest等于大气压力Patm时，发动机ECU发送阀门控制指令，过滤装置控制阀和空压机控制阀关闭，发动机控制阀和排气控制阀开启；
[0011]步骤四:启动车辆，通过压力传感器监测发动机排气压力Ptest，对比存储在ECU中的发动机当前工况下的排气压力正常值pe，若Ptest^ (1+5% )pe，则灰烬清除完毕，车辆可以正常运行，反之，重复系统工作步骤二和步骤三，直到Ptest < (l+5%)Peo
[0012]步骤五:若步骤二和步骤三重复工作3次后，监测到的排气压力Ptest仍旧不能满足要求，既Ptest> (1+5 % )Pe，发动机ECU判定微粒捕集器系统或者灰烬清除系统出现故障，车辆后处理系统需要进行检查维修。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014](I)本发明所述的车载灰烬清除系统通过空压机能在车载上直接反吹微粒捕集器，有效清除微粒捕集器内沉积的不可燃灰烬物质，防止灰烬物质堵塞微粒捕集器，延长微粒捕集器车载使用寿命；
[0015](2)本发明所述的车载灰烬清除系统能通过发动机工况和背压参数及时确认微粒捕集器内灰烬沉积状态，防止灰烬在微粒捕集器内过量沉积，避免灰烬对微粒捕集器工作性能的恶化；
[0016](3)本发明所述的车载灰烬清除系统中ECU能根据灰烬沉积状态实时调整空压机反吹高压气流压力和反吹时间，能在清理灰烬的同时减少能耗；
[0017](4)本发明所述的车载灰烬清除系统中过滤装置能有效过滤和收集反吹气流中的灰烬物质，防止灰烬物质进入大气，污染环境，同时可有效回收灰烬物质中包含的贵金属催化成分，对其进行二次利用。
[0018](5)本发明所述的车载灰烬清除系统能通过排气连接管道直接安装在车辆上，对微粒捕集器进行灰烬清除时无需对后处理系统进行卸载和维护，操作简单方便。
【附图说明】
[0019]图1柴油机微粒捕集器车载灰烬清除系统结构图；
[0020]图2柴油机微粒捕集器车载灰烬清除系统工作流程图。
[0021]其中:
[0022]1-发动机，2-空压机，3-微粒捕集器，4-过滤装置，5-发动机E⑶，6_压力传感器，7_发动机控制阀，8-过滤装置控制阀，9-排气控制阀，I O-空压机控制阀。
[0023]具体实施方法
[0024]下面结合附图对本发明的一种柴油机微粒捕集器车载灰烬清除系统作以下详细说明。
[0025]如图1所示柴油机微粒捕集器灰烬清除系统，其包括空压机2、微粒捕集器3、过滤装置4、压力传感器6、发动机控制阀7、过滤装置控制阀8、排气控制阀9和空压机控制阀10，发动机I通过管道和发动机控制阀7与微粒捕集器3连接，空压机2通过管道和空压机控制阀10连接在发动机排气系统中微粒捕集器3的下游，过滤装置4通过管道和过滤装置控制阀8连接在发动机控制阀7和微粒捕集器3之间，压力传感器6安装在发动机控制阀7和微粒捕集器3之间，排气控制阀9安装在微粒捕集器3排气管道末端，发动机ECU5通过线束连接发动机
1、空压机2、压力传感器6、发动机控制阀7、过滤装置控制阀8、排气控制阀9和空压机控制阀10。
[0026]在具体实施过程中，发动机ECU5通过线束接收压力传感器6监测到的排气背压和发动机I工况信息，并调控空压机2和各个连接阀的工作状态;如图2所示发动机ECU5能根据监测的排气背压Ptest、灰烬清除背压判断限值Pum和排气压力正常值Pe的比对情况判断灰烬清除系统的开启和关闭状态，若Ptest > Piim，发动机ECU5判定灰烬清除系统需要开启，若Ptest< (1+5% )Pe，则灰烬清