一种柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，包括检测预热单元以及点火再生单元，其中，检测预热单元包括压力传感器，转速检测模块，信号处理模块，第一比较模块，输出第一判定信号；加热模块，响应于上述判定信号对燃烧器进行预热；点火再生单元包括温度传感器，输出一温度检测值；第二比较模块，输出第二判定信号；开关模块，用以调节燃烧器进气量及进油量的大小；当第一判定信号与第二判定信号均为高电平状态时，第一电磁阀与第二电磁阀开启，延时一段时间后点火开关点火工作，通过在燃烧器中设置压力传感器、温度传感器以及开关模块等模块，并利用各个模块之间的反馈控制，提升过滤器主动再生系统的稳定性、可靠性。
【专利说明】
一种柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及汽车尾气净化技术领域，更具体地说，它涉及一种柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统。
【背景技术】
[0002]随着汽车行业节能和环保理念的普及，全球柴油机颗粒过滤器的市场前景良好。解决柴油发动机颗粒物、氮氧化物排放的柴油颗粒过滤器(DPF)的应用也越来越受到重视。现有的柴油颗粒过滤器，一般由陶瓷材料或者金属材料制成，微粒的捕集主要有静电吸附法、过滤捕集法和离心分离法，各种捕集技术各有利弊。但是在柴油颗粒过滤器使用一段时间后，其通气量将会下降，聚集在过滤器内部空隙中的颗粒将阻碍尾气的排出，降低尾气的净化效率，因此需要对柴油颗粒过滤器做再生处理。现有的再生技术以主动再生技术为主，采用诸如燃烧器加热再生系统、电加热再生系统、微波加热再生系统以及红外辐射加热再生系统中的一种对过滤器进行加热，使得其中的颗粒物在高温的作用下进一步燃烧气化。
[0003]燃烧器加热再生系统即在过滤器的入口处设置燃烧器，喷入柴油和二次空气，燃烧后引燃微粒进行再生的方法。采用这种方法要求提供额外的燃油，并且，要求恒定燃烧器的温度。因此，需要一套调节燃料和二次空气供给量的自动调节控制系统。
【实用新型内容】
[0004]针对实际运用中的需要，本实用新型提出了一种工作稳定，可靠性高的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，具体方案如下:
[0005]—种柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，包括用于检测以及提升燃烧器温度的检测预热单元，以及用于点火燃烧过滤器中颗粒物的点火再生单元，其中，所述检测预热单元包括，压力传感器，设于燃烧器内部，用于检测燃烧器内的压力并输出一压力检测值；转速检测模块，设于汽车发动机上，用于检测汽车发送机的转速并输出一转速检测值;信号处理模块，接收上述压力检测值以及转速检测值，信号转换后比较压力检测值及转速检测值，输出比值信号；第一比较模块，用以判定所述比值信号是否处于预设区间内，输出第一判定信号;加热模块，响应于上述判定信号对燃烧器进行预热;所述点火再生单元包括，温度传感器，设于燃烧器的内部用于检测燃烧器中的温度，并输出一温度检测值;第二比较模块，用以判定所述温度检测值是否处于预设区间内，输出第二判定信号;开关模块，包括点火开关以及设于燃烧器的进气口与进油口处的第一电磁阀与第二电磁阀，所述第一电磁阀与第二电磁阀响应于第一判定信号以及第二判定信号，用以调节燃烧器进气量及进油量的大小；当第一判定信号与第二判定信号均为高电平状态时，所述第一电磁阀与第二电磁阀开启，延时一段时间后点火开关点火工作。
[0006]通过上述技术方案，当燃烧器中的压力以及汽车发动机的转速不匹配时，判定为过滤器中微粒过多，需要清理，第一比较器与第二比较器限定出压力检测值与转速检测值的比值信号的范围，当上述比值信号超出该范围时，加热模块开始工作对燃烧器进行预热。通过预热使得雾化柴油进入到燃烧器后气态微粒运动更加活跃，有助于雾化柴油的扩散，也有利于雾化柴油的点火燃烧。当加热模块加热一段时间后，温度达到注油通气的要求时，开关模块导通向燃烧器内部通入雾化柴油以及空气，延时一段时间后点火燃烧，当燃烧器温度超过预设值时，开关模块关断，停止注油通气，若此时压力检测值与转速检测值的比值仍然超出预设范围，则当燃烧器中雾化柴油耗尽，温度下降时继续注油通气，进一步燃烧过滤器中的颗粒。述方案使得雾化柴油的点火更加容易，雾化柴油分布也更加均匀，有利于均匀提升燃烧器中的温度，使得催化室过滤器中的颗粒燃烧更加均匀充分，使得过滤器再生系统更加稳定可靠。
[0007]进一步的，所述第一比较模块包括，第一基准电压生成模块，用以提供第一基准电压以及第二基准电压;第一比较器，其正向输入端分别耦接于所述比值信号，其反向输入端耦接于所述第一基准电压，输出端输出一第一比较信号;第二比较器，其反向输入端耦接于所述比值信号，其正向输入端耦接于所述第二基准电压，输出端输出一第二比较信号;两输入与非门，其输入端耦接于所述第一比较信号与第二比较信号，输出端输出所述第一判定信号。
[0008]通过上述技术方案，限定出压力检测值与转速检测值的比值信号范围。
[0009]进一步的，所述信号处理模块包括，数模转换器，将压力传感器和/或转速检测模块输出的模拟信号转换为数字信号;除法器，输入端耦接于所述压力传感器和/或转速检测模块的输出信号，输出端输出所述比值信号。
[0010]通过上述技术方案，求得压力检测值与转速检测值的比值信号。
[0011 ]进一步的，所述加热模块包括:电热棒，与电源电连接，用于加热燃烧器;第一开关三极管，其基极耦接于所述第一判定信号;第一继电器回路，受控于所述第一开关三极管，设于电源与电热棒之间，用于控制电热棒的通电与断电。
[0012]进一步的，所述第二比较模块包括:第二基准电压生成模块，用以提供第三基准电压以及第四基准电压;第三比较器，其正向输入端耦接于所述比值信号，其反向输入端耦接于所述第三基准电压，输出端输出一第三比较信号;第四比较器，其正向输入端耦接于所述比值信号，其反向输入端耦接于所述第四基准电压，输出端输出一第四比较信号;两输入异或门，其输入端分别耦接于所述第三比较信号以及第四比较信号，输出端输出所述第二判定信号。
[0013]进一步的，所述第二比较模块还包括用于减少判定误差的延时确认模块，包括，第一延时输出电路，接收所述第二判定信号并延时后输出;两输入与门，其一输入端耦接于所述延时输出电路的输出端，另一输入端耦接于所述两输入异或门的输出端，所述两输入与门输出端输出所述第二判定信号。
[0014]通过上述技术方案，排除瞬时干扰误差，使得检测判定更加的准确。
[0015]进一步的，所述开关模块中包括有用于驱动所述点火开关、第一电磁阀以及第二电磁阀动作的驱动电路，所述驱动电路包括，第二开关三极管，所述第二开关三极管的集电极耦接于所述第一继电器回路中，第二开关三极管基极与所述第二判定信号耦接，所述第二开关三极管的发射极与第一电磁阀以及第二电磁阀耦接;第二延时输出电路，其输入端耦接于所述第二判定信号，输出端与所述点火开关耦接。
[0016]通过上述技术方案，当压力检测值与转速检测值的比值信号正常后，第二开关三极管的集电极停止供电，这时即使燃烧器中的温度达到了注油通气的条件，开关模块也不启动。
[0017]进一步的，所述第一基准电压生成模块由多个电阻串联分压生成。
[0018]与现有技术相比，本实用新型通过在燃烧器中设置压力传感器、温度传感器以及开关模块等模块，并利用各个模块之间的反馈控制，提升了过滤器主动再生系统的稳定性、
可靠性。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电路原理图；
[0020]图2为本实用新型的整体示意图。
[0021]附图标志:1、检测预热单元，2、点火再生单元，11、压力传感器，12、转速检测模块，13、信号处理模块，14、第一比较模块，15、加热模块，21、温度传感器，22、第二比较模块，23、开关模块，141、第一基准电压生成模块，142、第一比较器，143、第二比较器，144、两输入与非门，131、数模转换器，132、除法器，151、电热棒，152、第一开关三极管，153、第一继电器回路，221、第二基准电压生成模块，222、第三比较器，223、第四比较器，224、两输入异或门，225、第一延时输出电路，226、两输入与门，24、驱动电路，241、第二开关三极管，242、第二延时输出电路，3、燃烧器，4、过滤器，5、进气口，6、进油口。
【具体实施方式】
[0022]参照图1?2对本实用新型做进一步说明。
[0023]由于当燃烧器中的温度较低时，注入其中的雾化柴油不易扩散，由于自身热运动很小，使其与空气的混合度也不均匀，直接导致点火难度增加。为此，本实用新型在于提供一种稳定、可靠的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统。
[0024]如图1所示，包括用于检测以及提升燃烧器温度的检测预热单元I，以及用于点火燃烧过滤器中颗粒物的点火再生单元2，其中，检测预热单元I包括，压力传感器11，设于燃烧器内部，用于检测燃烧器内的压力并输出一压力检测值;转速检测模块12，设于汽车发动机上，用于检测汽车发送机的转速并输出一转速检测值;信号处理模块13，接收上述压力检测值以及转速检测值，信号转换后比较压力检测值及转速检测值，输出比值信号;第一比较模块14，用以判定比值信号是否处于预设区间内，输出第一判定信号；加热模块15，响应于上述判定信号对燃烧器进行预热；点火再生单元2包括，温度传感器21，设于燃烧器的内部用于检测燃烧器中的温度，并输出一温度检测值;第二比较模块22，用以判定温度检测值是否处于预设区间内，输出第二判定信号;开关模块23，包括点火开关以及设于燃烧器的进气口与进油口处的第一电磁阀与第二电磁阀，第一电磁阀与第二电磁阀响应于第一判定信号以及第二判定信号，用以调节燃烧器进气量及进油量的大小；当第一判定信号与第二判定信号均为高电平状态时，第一电磁阀与第二电磁阀开启，延时一段时间后点火开关点火工作。
[0025]上述技术方案，当燃烧器中的压力以及汽车发动机的转速不匹配时，判定为过滤器中微粒过多，堵塞过滤器，需要清理，第一比较器142与第二比较器143限定出压力检测值与转速检测值的比值信号的范围，当上述比值信号超出该范围时，加热模块15开始工作对燃烧器进行预热。通过预热使得雾化柴油进入到燃烧器后气态微粒运动更加活跃，有助于雾化柴油的扩散，也有利于雾化柴油的点火燃烧。当加热模块15加热一段时间后，温度达到注油通气的要求时，开关模块23导通向燃烧器内部通入雾化柴油以及空气，延时一段时间后点火燃烧，当燃烧器温度超过预设值时，开关模块23关断，停止注油通气，若此时压力检测值与转速检测值的比值仍然超出预设范围，则当燃烧器中雾化柴油耗尽，温度下降时继续注油通气，进一步燃烧过滤器中的颗粒。述方案使得雾化柴油的点火更加容易，雾化柴油分布也更加均匀，有利于均匀提升燃烧器中的温度，使得催化室过滤器中的颗粒燃烧更加均匀充分，使得过滤器再生系统更加稳定可靠。
[0026]详述的，第一比较模块14包括:第一基准电压生成模块141，用以提供第一基准电压以及第二基准电压;第一比较器142，其正向输入端分别耦接于比值信号，其反向输入端耦接于第一基准电压，输出端输出一第一比较信号；第二比较器143，其反向输入端耦接于比值信号，其正向输入端耦接于第二基准电压，输出端输出一第二比较信号;两输入与非门144，其输入端耦接于第一比较信号与第二比较信号，输出端输出第一判定信号。上述技术方案，限定出压力检测值与转速检测值的比值信号范围。
[0027]详述的，信号处理模块13包括，数模转换器131，将压力传感器11和/或转速检测模块12输出的模拟信号转换为数字信号；除法器132，输入端耦接于压力传感器11和/或转速检测模块12的输出信号，输出端输出比值信号。上述技术方案，求得压力检测值与转速检测值的比值信号。
[0028]详述的，加热模块15包括:电热棒151，与电源电连接，用于加热燃烧器;第一开关三极管152，其基极耦接于第一判定信号;第一继电器回路153，受控于第一开关三极管152，设于电源与电热棒151之间，用于控制电热棒151的通电与断电。
[0029]详述的，第二比较模块22包括:第二基准电压生成模块221，用以提供第三基准电压以及第四基准电压;第三比较器222，其正向输入端耦接于比值信号，其反向输入端耦接于第三基准电压，输出端输出一第三比较信号；第四比较器223，其正向输入端耦接于比值信号，其反向输入端耦接于第四基准电压，输出端输出一第四比较信号;两输入异或门224，其输入端分别耦接于第三比较信号以及第四比较信号，输出端输出第二判定信号。
[0030]详述的，第二比较模块22还包括用于减少判定误差的延时确认模块，包括，第一延时输出电路225，接收第二判定信号并延时后输出；两输入与门226，其一输入端耦接于延时输出电路的输出端，另一输入端親接于两输入异或门224的输出端，两输入与门226输出端输出第二判定信号。上述技术方案，排除瞬时干扰误差，使得检测判定更加的准确。
[0031]详述的，开关模块23中包括有用于驱动点火开关、第一电磁阀以及第二电磁阀动作的驱动电路24，驱动电路24包括，第二开关三极管241，第二开关三极管241的集电极耦接于第一继电器回路153中，第二开关三极管241基极与第二判定信号耦接，第二开关三极管241的发射极与第一电磁阀以及第二电磁阀耦接;第二延时输出电路242，其输入端耦接于第二判定信号，输出端与点火开关耦接。上述技术方案，当压力检测值与转速检测值的比值信号正常后，第二开关三极管241的集电极停止供电，这时即使燃烧器中的温度达到了注油通气的条件，开关模块23也不启动。
[0032]详述的，第一基准电压生成模块141以及第二基准电压生成模块221均由多个电阻串联分压生成。对于上述电阻，可以采用可调电阻，使得上述基准电压可调，从而使得注油通气的条件可调，使得控制系统能够适应于不同的需要。
[0033]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，其特征在于，包括用于检测以及提升燃烧器温度的检测预热单元(I)，以及用于点火燃烧过滤器中颗粒物的点火再生单元(2)，其中，所述检测预热单元(I)包括， 压力传感器(11)，设于燃烧器内部，用于检测燃烧器内的压力并输出一压力检测值；转速检测模块(12)，设于汽车发动机上，用于检测汽车发送机的转速并输出一转速检测值； 信号处理模块(13)，接收上述压力检测值以及转速检测值，信号转换后比较压力检测值及转速检测值，输出比值信号； 第一比较模块(14)，用以判定所述比值信号是否处于预设区间内，输出第一判定信号； 加热模块(15)，响应于上述判定信号对燃烧器进行预热； 所述点火再生单元(2)包括， 温度传感器(21)，设于燃烧器的内部用于检测燃烧器中的温度，并输出一温度检测值； 第二比较模块(22)，用以判定所述温度检测值是否处于预设区间内，输出第二判定信号； 开关模块(23)，包括点火开关以及设于燃烧器的进气口与进油口处的第一电磁阀与第二电磁阀，所述第一电磁阀与第二电磁阀响应于第一判定信号以及第二判定信号，用以调节燃烧器进气量及进油量的大小； 当第一判定信号与第二判定信号均为高电平状态时，所述第一电磁阀与第二电磁阀开启，延时一段时间后点火开关点火工作。2.根据权利要求1所述的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，其特征在于，所述第一比较模块(14)包括， 第一基准电压生成模块(141)，用以提供第一基准电压以及第二基准电压； 第一比较器(142)，其正向输入端分别耦接于所述比值信号，其反向输入端耦接于所述第一基准电压，输出端输出一第一比较信号； 第二比较器(143)，其反向输入端耦接于所述比值信号，其正向输入端耦接于所述第二基准电压，输出端输出一第二比较信号； 两输入与非门(144)，其输入端耦接于所述第一比较信号与第二比较信号，输出端输出所述第一判定信号。3.根据权利要求1所述的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，其特征在于，所述信号处理模块(13)包括， 数模转换器(131)，将压力传感器(11)和/或转速检测模块(12)输出的模拟信号转换为数字信号； 除法器(132)，输入端耦接于所述压力传感器(11)和/或转速检测模块(12)的输出信号，输出端输出所述比值信号。4.根据权利要求1所述的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，其特征在于，所述加热模块(15)包括， 电热棒(151)，与电源电连接，用于加热燃烧器； 第一开关三极管(152)，其基极耦接于所述第一判定信号； 第一继电器回路(153)，受控于所述第一开关三极管(152)，设于电源与电热棒(151)之间，用于控制电热棒(151)的通电与断电。5.根据权利要求4所述的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，其特征在于，所述第二比较模块(22)包括， 第二基准电压生成模块(221)，用以提供第三基准电压以及第四基准电压； 第三比较器(222)，其正向输入端耦接于所述比值信号，其反向输入端耦接于所述第三基准电压，输出端输出一第三比较信号； 第四比较器(223)，其正向输入端耦接于所述比值信号，其反向输入端耦接于所述第四基准电压，输出端输出一第四比较信号； 两输入异或门(224)，其输入端分别耦接于所述第三比较信号以及第四比较信号，输出端输出所述第二判定信号。6.根据权利要求5所述的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，其特征在于，所述第二比较模块(22)还包括用于减少判定误差的延时确认模块，包括， 第一延时输出电路(225)，接收所述第二判定信号并延时后输出； 两输入与门(226)，其一输入端親接于所述延时输出电路的输出端，另一输入端親接于所述两输入异或门(224)的输出端，所述两输入与门(226)输出端输出所述第二判定信号。7.根据权利要求5所述的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，其特征在于，所述开关模块(23)中包括有用于驱动所述点火开关、第一电磁阀以及第二电磁阀动作的驱动电路(24)，所述驱动电路(24)包括， 第二开关三极管(241)，所述第二开关三极管(241)的集电极耦接于所述第一继电器回路(153)中，第二开关三极管(241)基极与所述第二判定信号耦接，所述第二开关三极管(241)的发射极与第一电磁阀以及第二电磁阀耦接； 第二延时输出电路(242)，其输入端耦接于所述第二判定信号，输出端与所述点火开关耦接。8.根据权利要求2所述的柴油机颗粒过滤器的主动再生控制系统，其特征在于，所述第一基准电压生成模块(141)由多个电阻串联分压生成。
【文档编号】F01N3/023GK205605271SQ201620347649
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】张志明, 楼永良, 吴丽威
【申请人】杭州携蓝环保科技有限公司