Система дизельного сажевого фильтра для двигателя-генератора

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Система DPF для двигателя-генератора (E, G), которая выполняет процесс регенерации на фильтре (DPF), обеспеченном для удаления образующихся при сгорании топлива твердых частиц, когда количество твердых частиц в DPF превышает заранее заданное значение, двигатель-генератор выполняет процесс регенерации путем выполнения операции автоматической регенерации, чтобы поднять температуру выхлопного газа для сжигания твердых частиц, система содержит эквивалент нагрузки (L), подключаемой к двигателю-генератору, когда это необходимо, и устройство управления (ECU), чтобы позволять двигателю выполнять операцию подготовки к регенерации таким образом, что, как только количество твердых частиц превышает заранее заданное значение, выполняется операция регенерации, если температура выхлопного газа достигает опорной температуры, и эквивалент нагрузки подключается к генератору, чтобы поднять температуру выхлопного газа, если его температура не достигает опорной температуры. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к фильтру очистки выхлопного газа, предназначенному для двигателя-генератора, и, в частности, к системе, которая удаляет твердые частицы (ТЧ, PM), образующиеся при работе дизельного двигателя для генератора и накапливаемые в дизельном сажевом фильтре (DPF), чтобы регенерировать DPF.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Дизельный двигатель образует твердые частицы вдобавок к оксидам азота (NOx) в результате сгорания топлива по своему характеру. Чтобы препятствовать выделению твердых частиц в атмосферу, возрастающее число дизельных двигателей оснащаются DPF, чтобы собирать твердые частицы (ТЧ, PM), содержащиеся в выхлопном газе. Это также применяется к генераторам, приводимым в действие двигателем.

В генераторе с приводом от двигателя, оснащенном DPF, генератор G приводится в действие дизельным двигателем E, электрическая энергия подается на нагрузку (не показана на чертежах) через выходной зажим OUT, и выхлопной газ из дизельного двигателя E выделяется в атмосферу через DPF, как показано на Фиг. 5.

Однако DPF является ограниченным в показателях количества накопленных PM, и, таким образом, как только некоторое количество твердых частиц накапливается, твердые частицы должны удаляться, например, путем сжигания некоторым способом, чтобы регенерировать DPF. Для регенерации DPF измеряют количество твердых частиц и температуру выхлопного газа и двигателем E управляют, чтобы сжечь твердые частицы.

То есть измеритель количества твердых частиц PMD (ИТЧ), обеспеченный в DPF, измеряет количество твердых частиц, и термочувствительное устройство (датчик температуры) TD (ДТ) измеряет температуру выхлопного газа. На основании результатов измерений измерительным устройством блок управления двигателем ECU (БУД) передает сигналы на двигатель E и принимает сигналы от него, чтобы управлять двигателем E. Таким образом, твердые частицы сжигаются своевременно, чтобы регенерировать DPF.

Кроме того, другой способ для регенерации DPF состоит в том, чтобы сжигать твердые частицы, используя электронагреватель, встроенный в DPF (см. выложенную заявку на патент Японии №2009-216075).

Регенерация DPF, как описано выше, позволяет двигателю-генератору, использующему дизельный двигатель, работать в непрерывном режиме. Нарушение надлежащей регенерации DPF является причиной накапливания большого количества твердых частиц. Это ведет к очень неблагоприятной ситуации, которая влечет за собой выключение генератора и ручное удаление твердых частиц в DPF.

Чтобы регенерировать DPF, другими словами, сжечь твердые частицы, выхлопной газ должен быть горячим, выше некоторой температуры. В этом случае следует принять во внимание, что установленный двигатель-генератор обычно имеет мощность, приблизительно в три раза большую, чем номинальная входная мощность для нагрузки, с тем, чтобы иметь возможность справляться, например, с запуском электродвигателя, когда большой пусковой ток течет быстро.

Таким образом, в установившемся состоянии двигатель эксплуатируется при небольшой нагрузке, и температура выхлопного газа остается низкой. Поскольку генератор используется в качестве нагрузки на двигатель, двигатель нужно эксплуатировать при постоянной скорости. Следовательно, такой способ в повышении скорости для подъема температуры выхлопного газа, как в случае с автомобилями, нельзя принять.

Следовательно, регенерация DPF в двигателе-генераторе может подразумевать способ для сжигания твердых частиц с использованием такого нагревателя, как проиллюстрировано в выложенной заявке на патент Японии №2009-216075.

Однако, обеспечение нагревателя для того, чтобы сжигать твердые частицы, не всегда приемлемо с точки зрения эффективности использования топлива. Кроме того, специальный DPF со встроенным нагревателем не является предпочтительным. Вместо специального DPF универсальный DPF (например, DPF для автомобилей) по желанию используется, но принятие универсального DPF для двигателя-генератора является неподходящим, как описано выше.

Ввиду вышеизложенного, объект настоящего изобретения состоит в обеспечении системы DPF для двигателя-генератора, которая препятствует накоплению твердых частиц без остановки подачи питания и которая позволяет регенерировать DPF эффективным по использованию топлива образом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для осуществления этой задачи настоящее изобретение обеспечивает:

систему DPF для двигателя-генератора, которая выполняет процесс регенерации на фильтре (DPF), обеспеченном для удаления твердых частиц, образующихся при сгорании топлива для двигателя, когда количество твердых частиц, приставших к DPF, превышает заранее заданное значение, двигатель-генератор выполняет процесс регенерации путем выполнения операции автоматической регенерации, чтобы поднять температуру выхлопного газа из двигателя для сжигания твердых частиц, система DPF содержит:

эквивалент нагрузки, подключаемой к двигателю-генератору, когда это необходимо; и

устройство управления для позволения двигателю выполнять операцию подготовки к автоматической регенерации таким образом, что как только количество твердых частиц превышает заранее заданное значение, операция автоматической регенерации выполняется, когда температура выхлопного газа достигает опорной температуры автоматической регенерации, и эквивалент нагрузки подключается к генератору, чтобы поднять температуру выхлопного газа, если температура выхлопного газа не достигает опорной температуры автоматической регенерации.

Как описано выше, согласно настоящему изобретению, когда количество твердых частиц в двигателе увеличивается, эквивалент нагрузки подключается к генератору на основании температуры выхлопного газа, чтобы поднять температуру выхлопного газа. Таким образом, твердые частицы сжигаются, чтобы регенерировать DPF. Это препятствует накоплению чрезмерного количества твердых частиц и, кроме того, позволяет обеспечение системы DPF для двигателя-генератора, которая имеет высокую эффективность использования топлива. В результате двигатель-генератор может эксплуатироваться, не вызывая ситуацию, в которой подача питания останавливается и в которой DPF затем регенерируется.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - блок-схема, показывающая конфигурацию системы DPF для двигателя-генератора согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 - схема, иллюстрирующая конфигурацию DPF, установленного в двигателе-генераторе;

Фиг. 3 - структурная схема, показывающая основную операцию управления для регенерации DPF в двигателе-генераторе;

Фиг. 4 - структурная схема, показывающая операцию управления регенерацией DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 5 - блок-схема, показывающая конфигурацию системы DPF в обычном двигателе-генераторе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описываться со ссылкой на сопроводительные чертежи, как изложено ниже.

Вариант 1 осуществления изобретения

Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию для осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1, генератор G включает в себя эквивалент нагрузки L и контактор MC, оба обеспеченные на выходной стороне генератора G; контактор MC прикладывает эквивалент нагрузки L к генератору G и удаляет эквивалент нагрузки L. Контактор MC включается и выключается, чтобы подключать эквивалент нагрузки L, такой как резистор, к генератору G, когда это необходимо. Генератор G затем приводится в действие, чтобы повышать мощность, выводимую из двигателя E.

На основании результатов измерений устройством PMD измерения количества твердых частиц и устройством TD измерения температуры контактором MC управляет дополнительный блок управления двигателем, G-ECU, соединенный с блоком управления двигателем ECU через локальную сеть контроллеров (протокол CAN). То есть, дополнительный блок управления двигателем G-ECU включает и выключает контактор MC в соответствии с управлением двигателем, выполняемым блоком управления двигателем ECU, чтобы с возможностью управления прикладывать эквивалент нагрузки L к генератору G, и отключает эквивалент нагрузки L.

То есть, если необходимо, эквивалент нагрузки L подключается к генератору G для повышения мощности, выводимой из двигателя E, чтобы поднять температуру выхлопного газа. Таким образом, твердые частицы в DPF сжигаются и удаляются, чтобы регенерировать DPF.

В этом случае блоком ECU управления двигателем является, например, аппаратура управления, подсоединенная к автомобильному дизельному двигателю E. Дополнительный блок G-ECU управления двигателем является аппаратурой управления, добавляемой для того, чтобы управлять контактором MC с тем, чтобы прикладывать эквивалент нагрузки L к двигателю E и отключать эквивалент нагрузки в соответствии с работой двигателя E.

Фиг. 2 иллюстрирует структуру DPF. DPF в широком смысле состоит из окислительного нейтрализатора DOC и основного корпуса DPF, который является DPF в узком смысле. DOC и основной корпус DPF как целое действуют, чтобы обрабатывать выхлопной газ IN (входной) для выработки выхлопного газа OUT (выходного). Затем устройство PMD измерения количества твердых частиц определяет количество твердых частиц на основании, например, разности давления между входным и выходным в DPF.

Фиг. 3 является структурной схемой, показывающей основную операцию по управлению регенерацией DPF в двигателе-генераторе, показанном на Фиг. 5, то есть операцию, соответствующую предпосылке для настоящего изобретения. Со ссылкой на Фиг. 3 будет представлено описание, которое относится к обычной работе и операции регенерации DPF для двигателя-генератора, оснащенного системой DPF.

"Обычная работа и операция регенерации DPF для двигателя-генератора, оснащенного системой DPF"

Сначала оператор выполняет ручные операции запуска двигателя E (S1), установки двигателя E во вращение с номинальной частотой (S2) и приложения нагрузки к генератору G (S3). Таким образом, двигатель-генератор выполняет обычную операцию (S4).

Если двигатель E эксплуатируется, твердые частицы образуются в выхлопном газе и постепенно накапливаются в DPF (S5). В это время, когда температура выхлопного газа в двигателе E является равной или более высокой, чем допускающая регенерацию DPF температура, при которой DPF может быть восстановлен, другими словами, температура, при которой твердые частицы сгорают (S6), твердые частицы в DPF спонтанно сгорают (S7). Другими словами, DPF спонтанно регенерируется, тогда как двигатель E продолжает обычную работу.

С другой стороны, когда температура выхлопного газа является более низкой, чем допускающая регенерацию температура DPF, процесс переходит на этап S8, чтобы определить, является или не является количество PM равным или более большим, чем опорное количество для автоматической регенерации. Когда количество PM меньше, чем опорное количество для автоматической регенерации, процесс возвращается на этап S4, где двигатель E продолжает обычную работу.

Если на этапе S8 определяется, что количество накопленных PM равно или больше чем опорное количество, то есть количество PM указывает, что DPF подлежит регенерации, процесс переходит на этап S9, чтобы запустить автоматическую регенерацию, если температура выхлопного газа является равной или более высокой, чем опорная температура для автоматической регенерации (S10).

В этом случае опорная температура автоматической регенерации относится к температуре, равной допускающей регенерацию температуре минус температура, до которой температура выхлопного газа может быть поднята управлением двигателем в той мере, что генератор может использоваться образом, эквивалентным таковому во время обычной работы.

В операции автоматической регенерации двигатель E управляется согласно параметру блока ECU управления двигателем в той мере, что генератор G может использоваться образом, подобным таковому в течение обычной работы, на основании количества твердых частиц (количества PM), измеренного устройством измерения количества твердых частиц PMD, обеспеченным в двигателе E, и температуры выхлопного газа, измеренной устройством измерения температуры TD, также обеспеченным в двигателе E.

Затем, процесс переходит на этап S11, где двигателем E управляют для сжигания твердых частиц в DPF (автоматическая регенерация). Управление двигателем включает поздний впрыск (впрыск топлива в течение такта выпуска поршня), ограничение впуска и т.п. В течение автоматической регенерации двигателем E управляют в той мере, что генератор может использоваться образом, эквивалентным таковому в течение обычной работы.

Процесс продолжает автоматическую регенерацию до тех пор, пока количество PM не уменьшится до опорного количества для окончания автоматической регенерации, проверяя при этом, является или не является температура выхлопного газа равной или более высокой, чем опорная температура для автоматической регенерации (S11S12S13S11…). Когда автоматической регенерацией количество PM снижается ниже опорного количества для окончания автоматической регенерации, автоматическая регенерация завершается, и двигатель E возвращается к обычной работе (S15S4).

С другой стороны, в течение операции автоматической регенерации нагрузка может снижать к более низкой температуру выхлопного газа, ниже опорной температуры автоматической регенерации. В этот момент, другими словами, когда температура выхлопного газа падает ниже опорной температуры автоматической регенерации, хотя количество PM не уменьшилось до опорного количества окончания автоматической регенерации (S13), процесс приостанавливает автоматическую регенерацию (S14) и переходит на этап S16, чтобы определять, является ли количество PM равным или более большим, чем опорное количество, при котором должна выполняться регенерация в ручном режиме.

Когда количество PM меньше, чем опорное количество, при котором должна выполняться ручная регенерация, процесс возвращается на этап S4, где двигатель E приводится в действие обычным образом. Однако, когда количество PM равно или больше, чем опорное для ручной регенерации, процесс переходит на этап S17, чтобы выдать запрос ручной регенерации. Когда выдается запрос ручной регенерации, процесс переходит на этап S18, где оператор выполняет определение и необходимые ручные операции.

Ручная регенерация является последней регенерацией DPF, которая может выполняться системой управления двигателем, и опорное значение ручной регенерации для количества PM является близким к предельному количеству, при котором DPF может безопасно восстанавливаться. Для ручной регенерации выходная мощность, частота вращения и т.п. должны быть корректируемыми и регулируемыми вплоть до большего диапазона, превышающего диапазон регулирования двигателя для автоматического управления.

Это может препятствовать выполнению генератором обычной работы, и, таким образом, подача питания должна быть остановлена. Однако внезапный перебой в питании является опасным, и осуществляемые оператором определение и ручные операции включаются в процесс для того, чтобы остановить подачу питания с использованием нагрузки, ход операции и т.п., принимаемые во внимание. Регенерация на этой стадии называется "ручное восстановление", но непосредственно операция регенерации автоматически выполняется аппаратурой ECU управления двигателем.

Сначала, на этапе S18 оператор определяет, принять ли запрос ручной регенерации. Если оператор не отвергает запрос ручной регенерации, процесс в ручном режиме продолжается на этапе S19, где нагрузка на генератор G отключается, при двигателе E, удерживаемом в состоянии холостого хода. Затем, оператор нажимает кнопку (переключатель) ручной регенерации (S20).

Таким образом, операция ручной регенерации начинается (S21), и двигателем E управляют, чтобы сжечь твердые частицы (S22). Управление выполняется до тех пор, пока количество PM не снизится до опорного количества окончания ручной регенерации (S23). Управление завершается, когда количество PM достигает опорного количества окончания ручной регенерации (S24). Процесс затем возвращается на этап S2.

С другой стороны, если оператор решает не принять запрос ручной регенерации или пропускает запрос ручной регенерации, процесс переходит на этап S25, где блок ECU управления двигателем определяет, является ли количество PM равным или большим, чем опорное количество для аварийного останова. Затем, если количество PM меньше опорного количества для аварийного останова, процесс переходит на этап S4, где двигатель E используется обычным образом. Когда количество PM достигло опорного количества для аварийного останова, двигатель Е вводится в аварийный останов (S26), поскольку твердые частицы могут подвергаться аномальному возгоранию, являясь причиной несчастного случая.

"Операция автоматической регенерации системой DPF согласно настоящему изобретению"

Фиг. 4 является структурой схемой, иллюстрирующей операцию регенерации в системе согласно настоящему изобретению, каковая операция должна вставляться между этапами S8 и S17 на фиг. 3 вместо этапов S9-S16 с такими выражениями, как заданы в диаграммах деятельности.

Структурная схема иллюстрирует содержание операции посредством этапов S101-S124, и описание ниже следует этому порядку этапов.

Сначала, на этапе S8 в структурной схеме на фиг. 3 процесс переходит на этап S101, когда количество РМ является равным или более большим, чем опорное количество для автоматической регенерации. Этап S101 определяет, является ли температура выхлопного газа равной или более высокой, чем опорная температура для автоматической регенерации. Когда температура выхлопного газа является равной или более высокой, чем опорная температура, процесс переходит на этап S108, чтобы запустить операцию автоматической регенерации. Когда температура выхлопного газа является более низкой, чем опорная температура, процесс переходит на этап S102, где эквивалент нагрузки L прикладывается к генератору.

Когда эквивалент нагрузки L прикладывается к генератору, блок управления ECU для двигателя Е управляет двигателем Е, чтобы увеличить величину впрыска топлива, поддержания режима постоянной скорости. В результате температура выхлопного газа повышается, но вследствие временной задержки в подъеме температуры газа результат операции аппаратуры управления появляется с временной задержкой. Следовательно, этап S103 рассматривает временную задержку, используя таймер (время 1 удержания).

То есть, когда время 1 удержания истекает, делается определение относительно того, является ли температура выхлопного газа равной или более высокой, чем опорная температура для автоматической регенерации (S107). Если определяется, что температура выхлопного газа является равной или более высокой, чем опорная температура автоматической регенерации, процесс переходит на этап S108 для запуска операции автоматической регенерации на этапе S109 и последующих этапах.

С другой стороны, когда температура выхлопного газа является более низкой, чем опорная температура автоматической регенерации, процесс переходит на этап S124, где эквивалент нагрузки L отключается, и на этапе S16 делается определение относительно того, является ли количество РМ равным или более высоким, чем опорное количество для ручной регенерации. Когда количество РМ меньше, чем опорное количество для ручной регенерации, процесс возвращается на этап S4, где двигатель Е приводится в действие обычным образом. Когда количество РМ равно или больше, чем опорное количество для ручной регенерации, процесс переходит на этап S17 для выдачи запроса ручной регенерации.

Описание операции возвращается на этап S103. Когда нагрузка быстро возрастает в течение заданной длительности для таймера на этапе 103 (S104a), процесс немедленно переходит на этап S105, где эквивалент нагрузки L отключается. Процесс затем возвращается на этап S101. В этом случае эквивалент нагрузки L отключается в ответ на быстрое увеличение нагрузки, чтобы обеспечить всю способность подачи питания двигателя-генератора на нагрузку при условии, что быстрое увеличение нагрузки происходит из-за, например, запуска электродвигателя. Это также относится к периоду операции автоматической регенерации, описанной ниже.

Кроме того, когда нагрузка становится равной или большей, чем опорное значение, в течение установленной длительности для таймера (S104b), процесс переходит на этап S106, где эквивалент нагрузки L отключается с использованием другого таймера (время 2 удержания) (S105). Процесс затем возвращается на этап S101. Кроме того, когда нагрузка становится меньше, чем опорное значение, в течение установленной длительности для другого таймера, процесс возвращается на этап S103, причем эквивалент нагрузки L остается приложенным к генератору.

"Управление эквивалентом нагрузки в течение операции автоматической регенерации согласно настоящему изобретению"

Когда операция автоматической регенерации запускается на этапе S108, как описано выше, двигателем E управляют для сжигания твердых частиц (автоматическая регенерация) на этапе S109. Процесс затем переходит на этап S110.

Этап S110 определяет, приложен ли эквивалент нагрузки L в текущий момент к генератору. Если эквивалент нагрузки в текущий момент приложен к генератору, когда нагрузка быстро возрастает (S111) или является равной или большей, чем опорное значение (S113), эквивалент нагрузки L отключается на этапе S112.

Кроме того, когда, на этапе S113, нагрузка меньше, чем опорное значение, процесс переходит на этап S114, чтобы определять, достигло ли количество PM опорного количества для окончания автоматической регенерации. Когда количество PM достигло опорного количества окончания автоматической регенерации, автоматическая регенерация завершается (S118). С другой стороны, когда количество PM меньше, чем опорное количество для окончания автоматической регенерации, процесс переходит на этап S121. Этап 121 определяет, является ли температура выхлопного газа равной или более высокой, чем опорная температура для автоматической регенерации. Когда температура выхлопного газа является равной или более высокой, чем опорная температура автоматической регенерации, процесс возвращается на этап S109, чтобы продолжить операцию автоматической регенерации.

Если на этапе S110 эквивалент нагрузки L не был приложен к генератору, когда нагрузка быстро возрастает (S115) или является равной или большей, чем опорное значение (S116), процесс переходит на этап S114. Кроме того, когда нагрузка меньше, чем опорное значение, эквивалент нагрузки L прикладывается к генератору (S117) и осуществляется переход на этап S114, чтобы определить, соответствует ли количество PM опорному значению для окончания автоматической регенерации.

Если на этапе S114 количество РМ достигло опорного количества окончания автоматической регенерации, процесс переходит на этап S118, чтобы завершить автоматическую регенерацию, и затем переходит на этап S119, чтобы проверить, был ли эквивалент нагрузки L приложен к генератору. Если эквивалент нагрузки L был приложен к генератору, процесс переходит на этап S120, чтобы отключить эквивалент нагрузки L. Если эквивалент нагрузки L не был приложен к генератору, процесс возвращается на этап S4, где двигатель-генератор приводится в действие обычным образом.

С другой стороны, когда этап S114 определяет, что количество РМ не соответствует опорному компоненту для окончания автоматической регенерации, этап S121 определяет, является ли температура выхлопного газа равной или более высокой, чем опорная температура для автоматической регенерации. Если температура выхлопного газа является более низкой, чем опорная температура автоматической регенерации, процесс временно приостанавливает автоматическую регенерацию (S122) и переходит на этап S123, чтобы определить, был ли эквивалент нагрузки L приложен к генератору. Если эквивалент нагрузки L не был приложен к генератору, эквивалент нагрузки L прикладывается к генератору (S102). Если эквивалент нагрузки был приложен к генератору (определение, что автоматическая регенерация более не будет эффективной), эквивалент нагрузки L отключается (S124) и осуществляется переход на этап S17, чтобы выдать запрос ручной регенерации.Если на этапе S121 температура выхлопного газа является равной или более высокой, чем опорная температура для автоматической регенерации, процесс переходит на этап S109, чтобы продолжить автоматическую регенерацию. За этим следует операция на этапе S110 и последующие этапы.

Итак, техническая предпосылка для настоящего изобретения состоит в том, что в основном избегается состояние, в котором, даже если эквивалент нагрузки L приложен к генератору (S102), чтобы увеличить нагрузку на двигатель E, температура выхлопного газа не сможет повыситься и является более низкой, чем опорная для автоматической регенерации. Такое состояние может происходить, только когда имелась бы особенно анормальная ситуация, такая как экстремальное снижение внешней температуры до неожидаемого значения или отказ механического элемента.

Вариант 2 осуществления изобретения

Вариант 1 осуществления выше описан на предпосылке, что выходное напряжение питания от генератора является фиксированным. Однако, учитывая, что многие генераторы на рынках допускают переключение между классом трехфазного напряжения 400 В и классом трехфазного напряжения 200 В, эквивалент нагрузки L по желанию выполняется переключаемым в ответ на переключение напряжения.

Для осуществления этого, например, реле детектирования напряжения может обеспечиваться во входной секции эквивалента нагрузки L, чтобы позволять автоматическое переключение эквивалента нагрузки L согласно напряжению генератора. В эквиваленте нагрузки L резисторы могут быть соединенными для возможности являться переключаемыми между последовательным соединением и параллельным соединением или между соединением звездой и соединением треугольником. Когда напряжение выходной мощности от генератора является высоким, соединение может переключаться на последовательное соединение или соединение звездой. Когда напряжение выходной мощности от генератора является низким, соединение может переключаться на параллельное соединение или соединение треугольником.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

E - Двигатель

G - Генератор

DPF - Дизельный сажевый фильтр

DOC - Окислительный нейтрализатор

TD - Устройство измерения температуры

PMD - Устройство измерения количества твердых частиц

ECU - Блок управления двигателем

G-ECU - Дополнительный блок управления двигателем

MC - Контактор

L - Эквивалент нагрузки

1. Система для регенерации дизельного сажевого фильтра (DPF) для двигателя, который приводит в действие генератор, содержащая устройство измерения количества твердых частиц, которое определяет количество твердых частиц, приставших к DPF, и устройство измерения температуры, которое определяет температуру выхлопного газа из двигателя, чтобы выполнять процесс регенерации DPF для удаления твердых частиц, образующихся при сгорании топлива для двигателя, когда количество твердых частиц, приставших к DPF, превышает заданное значение, посредством выполнения операции автоматической регенерации, чтобы поднять температуру выхлопного газа для сжигания твердых частиц, при этом система для регенерации DPF содержит:

эквивалент нагрузки, выполненной с возможностью подключения к генератору; и

устройство управления, включающее в себя блок управления двигателем и дополнительный блок управления двигателем, для обеспечения выполнения двигателем операции автоматической регенерации посредством взаимодействия блока управления двигателем и дополнительного блока управления двигателем в соответствии с определяемыми сигналами от устройства измерения количества твердых частиц и от устройства измерения температуры;

причем устройство управления управляет двигателем таким образом, что, когда количество твердых частиц превышает заданное значение, устройство управления сразу же обеспечивает выполнение операции автоматической регенерации, если температура выхлопного газа достигает опорной температуры автоматической регенерации, и устройство управления подключает эквивалент нагрузки к генератору, если температура выхлопного газа не достигает опорной температуры автоматической регенерации, чтобы поднять температуру выхлопного газа для осуществления операции автоматической регенерации;

при этом устройство управления дополнительно содержит: первый таймер для установки времени удержания, которое требуется для повышения температуры выхлопного газа для достижения опорной температуры автоматической регенерации после подключения эквивалента нагрузки;

причем устройство управления выполнено с возможностью:

определения того, превышает ли температура выхлопного газа опорную температуру автоматической регенерации;

осуществления операции автоматической регенерации сразу же, если температура выхлопного газа превышает опорную температуру автоматической регенерации;

подключения эквивалента нагрузки к генератору, если температура выхлопного газа не превышает опорную температуру автоматической регенерации;

определения того, превышает ли температура выхлопного газа опорную температуру автоматической регенерации после прохождения времени удержания первого таймера;

осуществления операции автоматической регенерации, если температура выхлопного газа превышает опорную температуру автоматической регенерации;

отключения эквивалента нагрузки, если температура выхлопного газа не превышает опорную температуру автоматической регенерации; и

определения того, превышает ли количество твердых частиц опорное количество для ручной регенерации,

чтобы генерировать запрос ручной регенерации, если количество твердых частиц превышает опорное количество для ручной регенерации, или осуществлять обычную работу двигателя, если количество твердых частиц не превышает опорное количество для ручной регенерации.

2. Система по п. 1, в которой устройство управления содержит:

второй таймер для выдачи выходного сигнала, когда прошло заданное время для отключения эквивалента нагрузки,

причем устройство управления выполнено с возможностью:

измерения величины нагрузки на генератор;

определения того, превышает ли величина нагрузки опорную нагрузку для ручной регенерации;

отключения эквивалента нагрузки, если нагрузка на генератор не превышает опорную нагрузку, но быстро увеличивается;

отключения эквивалента нагрузки после прохождения времени удержания второго таймера, если нагрузка на генератор не превышает опорную нагрузку, но быстро увеличивается; и

не отключения эквивалента нагрузки и возврата в указанное состояние после подключения эквивалента нагрузки, если нагрузка на генератор падает ниже опорной нагрузки во время удержания второго таймера.

3. Система по п. 1, в которой устройство управления выполнено с возможностью:

измерения величины нагрузки, подключенной к генератору;

определения того, превышает ли величина нагрузки на генератор заданную опорную величину;

в случае когда подключен эквивалент нагрузки при операции автоматической регенерации, отключения эквивалента нагрузки, если величина нагрузки на генератор превышает заданную опорную величину или если величина нагрузки на генератор не превышает опорную величину, но быстро увеличивается;

в случае когда эквивалент нагрузки не подключен при операции автоматической регенерации, подключения эквивалента нагрузки, если величина нагрузки на генератор не превышает опорную величину;

измерения количества твердых частиц;

прерывания операции автоматической регенерации, если удовлетворяется условие окончания операции автоматической регенерации;

измерения температуры выхлопного газа посредством устройства измерения температуры;

непрерывного осуществления операции автоматической регенерации, если температура выхлопного газа превышает опорную температуру автоматической регенерации;

определения того, подключен ли эквивалент нагрузки; и

подключения эквивалента нагрузки, если она отключена, чтобы повторно начать подготовку для операции автоматической регенерации.

4. Система по п. 1, в которой устройство управления выполнено с возможностью:

определения того, подключен ли эквивалент нагрузки к генератору после прерывания операции автоматической регенерации; и

отключения эквивалента нагрузки, если он подключен.

5. Система по п. 1, в которой эквивалент нагрузки выполнен с возможностью переключения относительно выходного напряжения генератора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Система управления выбросами выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания включает в себя фильтр, устройство повышения температуры, устройство определения дифференциального давления и электронный модуль управления.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Предложены способы и системы для пассивного восстановления фильтра твердых частиц, присоединенного к бензиновому двигателю.

Изобретение относится к системе доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания. Система доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания,содержит по меньшей мере один окислительный нейтрализатор дизельных выхлопных газов (DOC) и/или по меньшей мере один фильтр твердых частиц дизельных выхлопных газов (DPF), по меньшей мере один катализатор избирательного восстановления (SCR-катализатор), устройство подачи восстанавливающего агента, первый ΝΟx-датчик (12), расположенный выше по потоку от упомянутого DOC и/или DPF, второй ΝΟx-датчик (14), расположенный ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, и по меньшей мер, один температурный датчик (16), выполненный с возможностью измерения температуры потока выхлопных газов и формирования на ее основе по меньшей мере первого температурного сигнала (Τ1).

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ очистки, при котором восстановление оксида азота происходит вследствие того, что в поток отработанного газа до катализатора, который заполнен материалом катализатора для селективного каталитического восстановления оксида азота, добавляют выделяющий аммиак восстановитель, отличающийся тем, что отношение количества NH3 к NOx (коэффициент загрузки α) периодически варьируется с помощью изменения выхода необработанных оксидов азота из двигателя внутреннего сгорания таким образом, что коэффициент загрузки α периодически колеблется около заданного значения.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ эксплуатации установки нейтрализации отработанных газов, в котором удаление частиц сажи из отработанных газов проводят посредством пылевого фильтра.

Изобретение относится к переработке отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. При эксплуатации двигателя осуществляют подачу зажигания для сжигания воздушно-топливной смеси в двигателе, накапливают в сажевом фильтре твердые частицы, образуемые при сжигании воздушно-топливной смеси, и нагревают сажевый фильтр для улучшения его регенерации при нагрузке двигателя ниже порогового значения и отпускании акселератора посредством прекращения подачи зажигания в один или более цилиндров и подачи топлива в эти цилиндры.

Изобретение относится к системе последующей обработки отработавших газов. Способ контроля компонентов системы последующей обработки отработавших газов (EATS) для дизельного двигателя содержит по направлению потока отработавших газов форсунку системы усовершенствованного впрыска углеводородов (AHI), блок дизельного катализатора окисления (DOC), дизельный сажевый фильтр (DPF) и систему селективного каталитического восстановления (SCR), включает: измерение количества тепла (QDOC), выделившегося на блоке DOC в течение цикла впрыска углеводородов системой AHI; измерение количества тепла (QEATS) от впрыснутого системой AHI топлива, выделившегося на блоке DOC и фильтре DPF в течение цикла впрыска углеводородов системой AHI; измерение коэффициента преобразования (ηSCR) оксидов NOx в N2 системой SCR, когда впрыск углеводородов системой AHI не осуществляется; вычисление количества поданного тепла (QAHI) от топлива, впрыснутого системой AHI, в течение цикла впрыска углеводородов в случае полноценной работы форсунки; вычисление величины коэффициента прохождения углеводородов через блок DOC, равного: 1 - (QDOC/QEATS); вычисление величины коэффициента выноса углеводородов в системе AHI, равного: 1 - (QEATS/QAHI); и идентификацию неисправности форсунки системы AHI, блока DOC, фильтра DPF или системы SCR путем сравнения каждого из вычисленного коэффициента прохождения углеводородов через блок DOC, вычисленного коэффициента выноса углеводородов в системе AHI и измеренного коэффициента преобразования оксидов NOx с заданными величинами.

Настоящее изобретение относится к фильтру (2) частиц для фильтрации выхлопного газа в двигателе внутреннего сгорания, в частности автотранспортного средства. Фильтр содержит корпус и фильтрующий элемент (5).

Изобретение относится к устройствам для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство включает в себя катализатор (7) окислов азота (NOx), расположенный в выпускном трубопроводе (3) двигателя (1) внутреннего сгорания для восстановления окислов азота с помощью восстанавливающего агента, подаваемого к нему, устройство (6) подачи, которое подает мочевину к катализатору (7) окислов азота выше по потоку относительно катализатора (7) окислов азота, фильтр (5), расположенный в выпускном трубопроводе выше по потоку относительно устройства (6) подачи, чтобы улавливать твердые частицы (ТЧ) в отработавших газах.

Группа изобретений относится к способу очистки сажевого фильтра транспортного средства и к системе с глушителем транспортного средства и сажевым фильтром. Транспортное средство снабжено двигателем внутреннего сгорания и сажевым фильтром, установленным в рабочее положение внутри глушителя системы выпуска отработавших газов при нормальной работе двигателя.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Регулятор (50) потока газа для очистки сажевого фильтра (18) может быть присоединен к одной из сторон фильтра (18) для сквозного прохождения потока газа, используемого для очистки фильтра (18). Регулятор (50) является автономным устройством, сконфигурированным для установки с возможностью съема для целей очистки. Регулятор (50) содержит корпус (52), формирующий проход для потока газа, и регулирующий элемент (51), расположенный внутри корпуса (52). Регулирующий элемент (51) содержит проходную часть, содержащую по меньшей мере одно отверстие (55, 55а) для сквозного прохождения потока газа, и запирающую часть, которая может перекрывать часть проходного сечения фильтра (18), так чтобы обеспечивать прохождение потока газа по меньшей мере через одно отверстие (55, 55а). Регулирующий элемент (51) выполнен с возможностью перемещения по меньшей мере между двумя различными положениями, и указанное по меньшей мере одно отверстие (55, 55а) покрывает различные части проходного сечения в различных положениях регулирующего элемента (51). При использовании изобретения обеспечивается эффективная очистка по частям всего фильтра. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение может быть использовано в устройствах управления для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит устройство контроля выхлопных газов, размещенное в канале выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, и устройство подачи топлива, выполненное с возможностью подачи топлива в устройство контроля выхлопных газов. Устройство контроля содержит электронный блок управления. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления подачей топлива устройством подачи топлива для управления регенерацией таким образом, что при этом температура устройства контроля выхлопных газов повышается и твердые частицы, осажденные на устройстве контроля выхлопных газов, сгорают. Электронный блок управления обеспечивает повышение температуры устройства контроля выхлопных газов с первой скоростью повышения температуры для управления регенерацией, когда температура устройства контроля выхлопных газов находится в первом температурном диапазоне. Электронный блок управления обеспечивает повышение температуры устройства контроля выхлопных газов со второй скоростью повышения температуры в качестве управления регенерацией, когда температура устройства контроля выхлопных газов находится во втором температурном диапазоне. Вторая скорость повышения температуры ниже, чем первая скорость повышения температуры, а второй температурный диапазон выше, чем первый температурный диапазон. Электронный блок управления обеспечивает условия для сжигания твердых частиц путем поддержания температуры устройства контроля выхлопных газов в третьем температурном диапазоне в качестве управления регенерацией, когда температура устройства контроля выхлопных газов находится в третьем температурном диапазоне. Третий температурный диапазон выше, чем второй температурный диапазон. Электронный блок управления обеспечивает регулирование температуры устройства контроля выхлопных газов на холостом режиме работы так, чтобы она была равной или меньше, чем температура устройства контроля выхлопных газов в то время, когда двигатель внутреннего сгорания входит в состояние холостого режима работы для управления предотвращением повышения температуры, когда температура устройства контроля выхлопных газов во время управления регенерацией находится во втором температурном диапазоне и двигатель внутреннего сгорания находится в состоянии холостого режима работы. Технический результат заключается в предотвращении образования белого дыма при холостом режиме работы двигателя. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ регенерации сажевого фильтра во время использования двигателя, выпускающего отработавшие газы, в котором выполняют первую часть процесса, которая включает в себя следующие этапы: (a) оценку расхода топлива, которое необходимо добавить в отработавшие газы для достижения требуемой температуры; (b) добавление к отработавшим газам топлива с указанным расходом; (c) сжигание по крайней мере части указанного топлива в указанных отработавших газах с целью повышения температуры отработавших газов; (d) контроль значения температуры отработавших газов и сравнение его с требуемой температурой с целью определения значения отклонения; и (e) сохранение значения отклонения, определенного на этапе (d), в запоминающем устройстве; а затем выполняют вторую часть процесса регенерации, которая включает в себя этап (f) выполнения этапа (a) с применением сохраненного значения отклонения для коррекции оцененного значения расхода топлива, которое необходимо добавить в отработавшие газы для достижения требуемой температуры. 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Система DPF для двигателя-генератора, которая выполняет процесс регенерации на фильтре, обеспеченном для удаления образующихся при сгорании топлива твердых частиц, когда количество твердых частиц в DPF превышает заранее заданное значение, двигатель-генератор выполняет процесс регенерации путем выполнения операции автоматической регенерации, чтобы поднять температуру выхлопного газа для сжигания твердых частиц, система содержит эквивалент нагрузки, подключаемой к двигателю-генератору, когда это необходимо, и устройство управления, чтобы позволять двигателю выполнять операцию подготовки к регенерации таким образом, что, как только количество твердых частиц превышает заранее заданное значение, выполняется операция регенерации, если температура выхлопного газа достигает опорной температуры, и эквивалент нагрузки подключается к генератору, чтобы поднять температуру выхлопного газа, если его температура не достигает опорной температуры. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх