本发明涉及一种柴油机微粒过滤器控制系统，适用于过滤控制领域。
背景技术：
大气污染正逐渐成为人们日益关注的问题，根据交通和环保部门的统计，机动车辆造成的大气污染严重危害着环境和人类的健康。随着我国经济的发展，汽车保有量迅速增加，对环境危害越来越严重。
柴油机与其它内燃机相比，具有功率大、燃油热效率高、使用寿命长、起动性能好、一氧化碳和碳氢化合物排放低、油耗低等一系列优点。有关数据显示，柴油机比汽油机要省油30%以上，并且在整个使用寿命期间，柴油机的废气排放总量比汽油机要少45，其排放的温室气体只相当于汽油机的45%。因此，柴油机是解决环保与节能双重压力最有效、最经济的手段之一。
在技术进步的推动下，昔日不受重视的柴油车正在迅速崛起，并日益成为各国车商下一轮发展新产品的战略目标。从上世纪90年代起，越来越多的国家重视发展新型环保柴油车，全球汽车行业步入汽车柴油化时代。
但柴油机在应用中最大的问题是其微粒物排放较多，是汽油机的倍。随着环境保护问题重要性的日趋增加，降低柴油机有害排放物成为当今世界上柴油机发展的一个重要方向。柴油机微粒为不完全燃烧和燃烧反应的中间产物，包括气体污染物一氧化碳、碳氢化合物(HC )、氮氧化合物及微粒污染物和黑烟颗粒物质，其中DPM由三种基本物质组成:干碳微粒俗称黑烟，吸附凝结了大量碳氢化合物的碳微粒、硫酸盐物质。柴油机排放的悬浮微粒，能引起呼吸道病、哮喘和癌症等对人体健康危害极大的疾病。同时，大气中颗粒物对能见度的影响也一直是环保部门所关注的问题之一。
因此，柴油机的排放引起各国的普遍重视，并制定了相应的控制汽车排放的法规。严格的排放法规使得柴油机排放控制技术成为柴油机行业研究的重点。由于我国汽油高硫的特点，机内净化技术已经不能满足日益严格的排放法规的要求。因此，柴油机微粒机外净化技术是一个必然的趋势，其中微粒过滤是最有效的方法。微粒过滤技术中再生是关键。红外加热再生方式装置简单、可靠，加热效率高，因此本文采用红外加热再生的微粒过滤器。红外加热再因此为了满足严格的排放法规要求，微粒过滤器的应用将是一种必然。开发一种能达到实用化水平的柴油机排气微粒过滤器，是一项具有挑战性的任务，其中控制策略和控制系统的研究是微粒过滤器实现智能化、自动化的关键。
技术实现要素：
本发明提供一种柴油机红外再生微粒过滤器控制系统，由微粒过滤器、控制单元、执行机构组成。电路控制系统实行实时控制，保证了系统的自动化、智能化工作，过滤效率高达95%以上，基本解决了柴油机的排烟问题，且经过反复调试，性能稳定，控制效果十分理想。
本发明所采用的技术方案是：
柴油机红外再生微粒过滤器控制系统主要由三大部分组成，包括微粒过滤器、控制单元、执行机构。
所述微粒过滤器的主要工作部分是过滤体，过滤体是结构紧凑密实，机械强度，高的壁流式蜂窝陶瓷，其具有抗震性能好，使用寿命长，过滤效率高，热膨胀系数低，耐热冲击性好，耐高温等优点，适合热再生。壁流陶瓷由许多边长约为2tnm的正方形通道组成，通道壁土布满孔径为几至几十微米的微构成透气性良好的薄壁孔。过滤器采用单列双层结构，双层结构具有许多优点，当排气经过滤器A过滤后，从过滤器B的壳体外的夹层中排入大气，同时排气也能从过滤器A的壳体外的夹层中进入过滤器B，过滤后排入大气。利用夹层中排气对再生过程保温，陶瓷径向边缘区域的散热减少，温度升高，径向温度梯度下降，再生效率提高。
所述控制单元是控制系统的核心，它接受各种传感器的信号，并处理、计算、输出控制信号，控制单元主要包括: 控制器的供电和接地结构、串口通讯电路、前向通道电路、步进电机驱动电路。
所述串口通讯电路采用MAXIM公司生产的MAX232芯片。MAX232是一种低功耗、单电源、双RS232发为接收器，内部含有一个电容性电压发生器，可直接把输入的+5电源变换成RS232接口所需的10V电压，能够实现RS-232的技术指标，并只需要+5V的电源。
所述前向通道接口电路中，发动机转速传感器为磁电式传感器，发动机转速信号为来自该传感器的信号。该信号的幅值随转速的变化波动很大，转速下降，幅值减小，转速升高，幅值增大。微机不能接受这样的信号必须对它进行整形，变成为处理器可以接受的脉冲信号，转速信号经过放大、整形滤波和隔离作用后，输入到单片机中。
所述执行机构为步进电机，是数字控制电机。其通过输入脉冲信号来进行控制，电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生，便于单片机控制。
所述步进电机驱动电路通过单片机SOC196KB的P1.0, P1.1, P1.2输出的脉冲信号控制步进电机的运行。单片机输出0和1的组合代码到晶体管的基极，当基极为1时，连接到晶体管有电流流过；当基极为0时，则无电流通过。1和0分布时序产生步进电机通电断电的适当时序，从而产生精确的转动步距。
本发明的有益效果是：该系统实行实时控制，保证了系统的自动化、智能化工作，过滤效率高达95%以上，基本解决了柴油机的排烟问题，且经过反复调试，性能稳定，控制效果十分理想，具有较强的抗干扰性和可靠性，精度较高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的过滤器结构图。
图2是本发明的控制器的供电和接地结构图。
图3是本发明的串口通讯电路。
图4是本发明的前向通道接口电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，微粒过滤器的主要工作部分是过滤体，过滤体是结构紧凑密实，机械强度，高的壁流式蜂窝陶瓷，其具有抗震性能好，使用寿命长，过滤效率高，热膨胀系数低，耐热冲击性好，耐高温等优点，适合热再生。壁流陶瓷由许多边长约为2tnm的正方形通道组成，通道壁土布满孔径为几至几十微米的微构成透气性良好的薄壁孔。过滤器采用单列双层结构，双层结构具有许多优点，当排气经过滤器A过滤后，从过滤器B的壳体外的夹层中排入大气，同时排气也能从过滤器A的壳体外的夹层中进入过滤器B，过滤后排入大气。利用夹层中排气对再生过程保温，陶瓷径向边缘区域的散热减少，温度升高，径向温度梯度下降，再生效率提高。
如图2, 控制单元是控制系统的核心，它接受各种传感器的信号，并处理、计算、输出控制信号，控制单元主要包括: 控制器的供电和接地结构、串口通讯电路、前向通道电路、步进电机驱动电路。
如图3，串口通讯电路采用MAXIM公司生产的MAX232芯片。MAX232是一种低功耗、单电源、双RS232发为接收器，内部含有一个电容性电压发生器，可直接把输入的+5电源变换成RS232接口所需的10V电压，能够实现RS-232的技术指标，并只需要+5V的电源。
如图4，前向通道接口电路中，发动机转速传感器为磁电式传感器，发动机转速信号为来自该传感器的信号。该信号的幅值随转速的变化波动很大，转速下降，幅值减小，转速升高，幅值增大。微机不能接受这样的信号必须对它进行整形，变成为处理器可以接受的脉冲信号，转速信号经过放大、整形滤波和隔离作用后，输入到单片机中。
步进电机驱动电路通过单片机SOC196KB的P1.0, P1.1, P1.2输出的脉冲信号控制步进电机的运行。单片机输出0和1的组合代码到晶体管的基极，当基极为1时，连接到晶体管有电流流过；当基极为0时，则无电流通过。1和0分布时序产生步进电机通电断电的适当时序，从而产生精确的转动步距。