CN106368770A - 用于再生车辆的废气过滤器的方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于再生车辆用废气过滤器的方法，包括：由控制器控制发动机运行在高RPM范围并再生废气过滤器；由设置在排气管上的温度传感器单元控制发动机运行在高RPM范围；控制发动机运行在所测得的废气温度阈值之上的中RPM范围；以及由温度传感器单元控制发动机运行在中RPM范围；以及如果在第二次测量中由温度传感器单元测量的废气温度是由控制器预定的中RPM逃逸温度或更低，控制发动机运行在怠速状态。

Description

用于再生车辆的废气过滤器的方法及其系统
技术领域
本公开涉及用于再生车辆的废气过滤器的方法及其系统，其防止由于废气温度上升对过滤器的热破坏并提高过滤器再生的可靠性。
背景技术
一般来说，废气过滤器是指去除车辆的发动机排出的废气中对环境有害物质的废气后处理装置。具体地，与汽油发动机相比，柴油发动机由于氮氧化物和碳氧化物而产生大量细尘，因此提供去除此类粉尘的各种装置。
具体地，在柴油发动机中，具有细粒诸如细尘的外来物质产生烟并受国际性法规管制。因此，可提供去除此类细尘的废气过滤器，并且随着废气过滤器的使用周期增加，在过滤器中堆积的外来物质的量增加并降低过滤器的性能。
为了解决过滤器性能的下降，使用一种通过使用当发动机在高RPM运行时所产生的高温废气去除在过滤器中堆积的具有细粒的外来物质来再生过滤器的方法。另外，许多企业已尝试开发过滤器再生方法。
结合上述方法，可参考题目为“用于提高DPF净化率的辅助空气供给装置和净化方法(Auxiliary air supplying device for improving DPFpurification rate and purification method)”的韩国专利登记号10-0398151。
不过，在通过使用当发动机在高RPM旋转时所产生的高温废气去除在过滤器中堆积的具有细粒的外来物质来再生过滤器的方法中，如果在已完成过滤器再生后发动机返回到低RPM，废气量减少，发动机冷却效果下降，以及发动机中氧气的浓度增加并与排气管中的剩余燃料反应，因此，废气的温度连续增加并导致对过滤器的热破坏。
上面的描述旨在更好理解本公开的背景，但是本领域的技术人员应当理解这些对应于已知的技术。
发明内容
因此，针对上述问题提出本公开，并且本公开的目的是提供用于再生车辆的废气过滤器的方法及其系统，这防止由于废气温度上升对过滤器的热破坏并提高过滤器再生的可靠性。
根据本公开的方面，上述和其他目的可以通过提供用于再生车辆的废气过滤器的方法来实现，该方法包括由控制器控制发动机运行在高RPM范围并由于废气温度上升而再生废气过滤器，首次由设置在排气管上的温度传感器单元测量控制发动机运行在高RPM范围的废气的温度，如果在首次测量中由温度传感器单元测量的废气温度是由控制器预定的高RPM逃逸温度或更高，则由控制器控制发动机运行在中RPM范围，第二次由温度传感器单元测量控制发动机运行在中RPM范围的废气温度，并且，如果在第二次测量中由温度传感器单元测量的废气温度是由控制器预定的中RPM逃逸温度或更低，则控制发动机运行在怠速状态。
在第二次测量中，控制器可测量控制发动机运行在中RPM范围的保持时间，以及温度传感器单元可测量废气的温度。
在控制发动机运行在怠速状态时，如果在第二次测量中由温度传感器单元测量的废气的温度是由控制器预定的中RPM逃逸温度或更低，并且控制发动机运行在由控制器测量的中RPM范围的保持时间是由控制器预定的中RPM逃逸时间或更多，则控制器可控制发动机运行在怠速状态。
发动机的高RPM范围可以是1200 RPM-1500 RPM的范围。
发动机的中RPM范围可以是650 RPM-1200 RPM的范围。
在控制发动机运行在高RPM范围时，设置在废气过滤器和发动机之间的排气管上的燃料喷射装置可将燃料喷射到排气管中以提高废气的温度。
在首次测量和第二次测量中，设置在燃料喷射装置和废气过滤器之间的排气管上的温度传感器单元可测量废气的温度。
根据本公开的另一方面，提供一种再生车辆的废气过滤器的方法，该方法包括控制器控制发动机运行在高RPM范围并由于废气温度上升而再生废气过滤器，首次测量控制发动机运行在高RPM范围的废气的温度，如果在首次测量中测量的废气温度是高RPM逃逸温度或更高，则控制发动机运行在中RPM范围以防止废气过热和氧气达到过高浓度，第二次测量控制发动机运行在中RPM范围的废气温度，并且，如果在第二次测量中测量的废气温度是中RPM逃逸温度或更低，则控制发动机运行在怠速状态。
根据本公开的另一方面，提供一种用于再生车辆的废气过滤器的系统，该系统包括设置在车辆发动机和废气过滤器之间的排气管上的测量废气温度的温度传感器单元，以及控制器，其经配置控制发动机运行在高RPM范围并由于废气温度上升而再生废气过滤器，如果在高RPM范围的废气的温度是高RPM逃逸温度或更高，控制发动机运行在中RPM范围以防止废气过热和氧气达到过高浓度，以及如果在中RPM范围的废气温度是中RPM逃逸温度或更低，则控制发动机运行在怠速状态。
附图说明
通过下列结合附图的具体实施方式，本公开的上述和其他目的、特征和其他优点将更加易于理解，其中：
图1是示出根据本公开的一个实施例的用于再生车辆的废气过滤器的方法的流程图；以及
图2是示出根据本公开的一个实施例的用于再生车辆的废气过滤器的系统的视图。
具体实施方式
现将详细参考本公开的优选实施例，所述实施例的示例在附图中示出。在可能的情况下，相同附图标号将在整个附图中用于指向相同或类似的部件。
图1是根据本公开的一个实施例示出用于再生车辆的废气过滤器300的方法的流程图，以及图2是根据本公开的一个实施例用于再生车辆的废气过滤器300的系统的视图。
本公开可简单和有效地用于防止由于废气温度上升对废气过滤器的热破坏并提高废气过滤器再生的可靠性。
如在图1中示例性示出的，根据本公开用于再生车辆的废气过滤器300的方法可包括：由控制器100控制发动机500运行在高RPM范围并由于废气温度上升而再生废气过滤器300(操作S100)，首次由设置在排气管上的温度传感器单元200测量控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)的废气的温度(操作S200)，如果在首次测量(操作S200)中由温度传感器单元200测量的废气温度是由控制器110预定的高RPM逃逸温度或更高，则由控制器100控制发动机500运行在中RPM范围，以防止废气过热和氧气达到过高浓度(操作S300)，第二次由温度传感器单元200测量控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)的废气温度(操作S400)，并且，如果在第二次测量中(操作S400)由温度传感器单元200测量的废气温度是由控制器110预定的中RPM逃逸温度或更低，则控制发动机500运行在怠速状态(操作S500)。
更详细地，在控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)时，控制器100控制发动机500运行在高RPM范围，并因此废气的温度上升并且可再生废气过滤器300。
控制器100可以是车辆的ECU或可以是与ECU分开设置的控制单元。控制器100连接至发动机500的控制区并控制发动机500以预定RPM运行。
当发动机500的RPM增加时，发动机500所消耗的燃料量增加并且所产生的热量增加。废气的温度由此上升并达到在废气过滤器300中堆积的外来物质可自燃以便从废气过滤器300去除的温度。
此外，如在图1中所示例性示出的，在本公开的首次测量中(操作S200)，设置在排气管上的温度传感器单元200可测量废气的温度以控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)。
温度传感器单元200可安装在废气流动路径的任意点，并且优选安装在位于发动机500和废气隔离器300之间的排气管上。如果温度传感器单元200过分靠近发动机500安装，则废气的温度可能由于发动机500的燃料燃烧引起的热能的干扰而不能准确测量。
因此，控制器100确定由温度传感器单元200测量的废气温度是否对应于由控制器100预定的高RPM逃逸温度，并在所测得的废气温度未达到高RPM逃逸温度的情况下继续执行控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)，因此调节废气的温度达到目标温度。
此外，如在图1中所示例性示出的，在控制发动机500运行在本公开的中RPM范围(操作S300)时，如果在首次测量中(操作S200)由温度传感器单元200测量的废气温度是高RPM逃逸温度或更高，则控制器100控制发动机500运行在中RPM范围以防止废气过热和氧气达到过高的浓度。
高RPM逃逸温度优选设定为在废气过滤器300中堆积的外来物质可自燃的温度和设定为低于可能对废气过滤器300的材料造成热破坏的温度的温度。
当废气温度通过发动机500的高RPM运行而上升并超过在废气过滤器300中堆积的外来物质可能自燃的温度时，废气达到废气过滤器300的材料可能被热量破坏并且废气过滤器300被破坏使得过滤器300的性能下降或丢失的温度。
如果发动机500从高RPM范围直接过渡到怠速状态，则保持在高RPM范围的进气量在指定的时间内连续保持并且空气以所述进气量被吸入发动机500中。此外，喷射到发动机500中的燃料量快速下降、耗氧量下降并因此废气中的氧气浓度快速增加。
随着从达到怠速状态的发动机500排出的空气量快速下降，流到发动机500中的空气量也下降并因此发动机冷却效果下降，并且，在控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)期间发动机500所产生的高温废气的一部分得以保持并因此在怠速状态中的废气在初始阶段保持高温。
另外，在发动机500中未完全燃烧并与废气一起从发动机500排出的剩余燃料存在于排气管中与废气一起流向过滤器300。由于废气具有过高的氧气浓度并且高温经过排气管，废气与剩余燃料在排气管中反应并因此过热。
因此，在当发动机500从高RPM范围过渡到怠速状态的时刻，在排气管中流动的废气上升到可能对过滤器300造成热破坏的温度，并随后到达废气过滤器300，从而造成对废气过滤器300的热破坏。
因此，如果废气温度达到高RPM逃逸温度，则控制器100控制发动机500运行在中RPM范围，在所述中RPM范围中，发动机500的RPM低于发动机500在高RPM范围中的RPM并高于发动机500在怠速状态中的RPM。
中RPM范围可具有将发动机500设定在发动机500在高RPM状态中的RPM和发动机500在怠速状态中的RPM之间并防止排出空气量突然减少的RPM，因此防止废气中的氧气的浓度过高和废气过热。
就是说，通过将发动机500的RPM从高RPM调节到中RPM，废气的流速下降，废气中氧气的消耗量保持在指定水平并且废气量保持在指定水平，从而防止废气中的氧气达到过高的浓度。随着废气中氧气的浓度增加，燃烧可使用较少的燃料在较低的温度进行。
此外，通过将发动机500的RPM从高RPM调节至中RPM，废气的流速保持在指定的水平，并因此，通过发动机500的空气流动引起的冷却效果被保持在一定程度。从发动机500排出的废气的温度从而可通过冷却效果下降。
因此，通过控制发动机500运行在中RPM范围，可防止废气中氧气的过高浓度和废气的过热以及由于排气管内剩余燃料与高温废气的反应以及过高的氧气浓度而连续发生自燃反应，以便可防止当发动机500运行在高RPM范围(操作S100)时废气的温度快速上升。从而可防止对废气过滤器300的热破坏。
此外，如在图1中所示例性示出的，在第二次测量中(操作S400)，温度传感器单元200可测量废气的温度并控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)。
温度传感器单元200测量废气的温度并控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)，并且控制器100比较所测得的废气温度和预定的中RPM逃逸温度并调节发动机500的控制状态。如果所测得的废气温度未达到中RPM逃逸温度并且废气保持在高温状态，则控制器100可继续控制发动机500运行在中RPM范围，以便连续降低废气的温度。
此外，如在图1中所示例性示出的，在控制发动机500运行在本公开的怠速状态(操作S500)时，如果在第二次测量(操作S400)中由温度传感器单元200测量的废气温度是由控制器100预定的中RPM逃逸温度或更低时，则控制器100可控制发动机500运行在怠速状态。
与发动机500保持在高RPM范围并因此导致对废气过滤器300的热破坏的情况相比，当发动机500的RPM从高RPM突然改变到低RPM时，由于废气中氧气的过高浓度和废气过热以及到达废气过滤器300的废气温度突然上升，废气与排气管内的剩余燃料反应。
因此，控制器100保持发动机500运行在中RPM范围，以便当废气的温度下降时，防止与排气管内燃料的不良反应，并随后对应于中RPM逃逸温度、控制发动机500运行在怠速状态。
中RPM逃逸温度可基于在中RPM范围中的废气温度来设定，在该中RPM逃逸温度，废气不与排气管内的剩余燃料反应，即使发动机500经控制运行在怠速状态，以便氧气的浓度增加和发动机500的冷却效果下降，并防止废气温度突然上升以及对废气过滤器300的热破坏。
此外，如在图1中所示例性示出的，在根据本公开的实施例用于再生车辆的废气过滤器300的方法中，在第二次测量中(操作S400)，控制器100可测量控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)的保持时间以及温度传感器单元200可测量废气的温度。
更详细地，控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)的保持时间由控制器100记录以控制发动机500。仅使用废气的温度对废气中氧气的浓度的判断或废气是否逃逸与排气管内剩余燃料反应的条件的判断在可靠性上是足够的。
因此，除了经实验证实能为防止废气的温度在各种环境下突然上升做好准备的设定废气的温度以控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)以外，判断出控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)的保持时间，以便考虑控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)的经实验证实能做好准备的最小保持时间，从而提高再生废气过滤器300的方法的可靠性。
因此，如在图1中所示例性示出的，在根据本公开的实施例的用于再生车辆的废气过滤器300的方法中，当控制发动机500运行在怠速状态(操作S500)中，如果在第二次测量中(操作S400)由温度传感器单元200测量的废气温度是由控制器110预定的中RPM逃逸温度或更低并且由控制器100测量的控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)的保持时间是由控制器110预定的中RPM逃逸时间或更大，则控制器100可控制发动机500运行在怠速状态。
如上所述，控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)的保持时间得以记录，以提供控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)的保持条件的可靠性，以及控制发动机500运行在怠速状态(操作S500)，只有当由控制器100预定的中RPM逃逸温度和逃逸时间两者得到满足，控制器100才控制发动机500运行在怠速状态。
具体地讲，在只有中RPM逃逸温度得以满足的条件下，废气的再生得以完成，并且发动机500经控制运行在怠速状态，废气中的氧气的浓度增加到足以与排气管内的剩余燃料反应，并因此，废气可能由于和剩余燃料的燃烧反应而过热。
因此，连同中RPM逃逸温度一起设定中RPM逃逸时间，并且，即使废气的温度低于逃逸温度，控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)得以保持，以便废气的状态经固定以运行在中RPM。接着，即使中RPM逃逸时间得以满足，发动机500经控制运行在怠速状态。从而可防止对废气过滤器300的不良热破坏，并且可提高再生方法的可靠性。
此外，在根据本公开的实施例用于再生车辆的废气过滤器300的方法中，发动机500的高RPM范围可以是1200 RPM-1500 RPM的范围。
随着废气再生废气过滤器300的加热时间增加，由发动机500的不必要输出引起的燃料消耗增加并且效率下降。因此，为了快速提高废气的温度，发动机500的RPM经控制低于高RPM范围。
在这里，将发动机500的最大输出设定为发动机500的高RPM范围增加发动机500的负担并增加燃料消耗，从而降低效率。因此，发动机500在高RPM范围中的RPM可设定为低于发动机500的最大输出的输出，并且优选地，设定在1200 RPM-1500 RPM的范围中，以便有效提高废气的温度。
此外，在根据本公开的实施例用于再生车辆的废气过滤器300的方法中，发动机500的中RPM范围可以是650 RPM-1200 RPM的范围。
一般来说，如果发动机500处于怠速状态，则发动机500的RPM在500 RPM-600 RPM的范围。因此，中RPM范围设定在650 RPM-1200RPM的范围，其是发动机500在处于高功率状态，即1200 RPM-1500RPM的高RPM范围和发动机500在怠速状态中的RPM的平均RPM。
就是说，通过设定在高RPM范围和空闲状态之间的中范围，可防止在控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)和控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)之间在废气中产生过高的氧气浓度和过热的废气，以便防止在控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)和控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)之间产生废气中的过高氧气浓度和过热废气，具有发动机500的平均RPM范围的范围可设定为中RPM范围，从而防止对废热过滤器300的热破坏和提高可靠性。
此外，如在图1中所示例性示出的，在根据本公开的实施例的用于再生车辆的废气过滤器300的方法中，控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)，设置在废气过滤器300和发动机500之间的排气管上的燃料喷射装置400可将燃料喷射到排气管中并因此提高废气的温度。
就是说，当开始再生废气过滤器300时，控制器100可使用设置在排气管一侧的燃料喷射装置400将燃料喷射到排气管中。此外，燃料喷射装置400可只在控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)时喷射燃料，并且可在控制发动机500运行在中RPM范围(操作S300)或控制发动机500运行在怠速状态(操作500)时不喷射燃料。
因此，喷射到排气管中的燃料使用从发动机500排出的废气中的剩余氧气来燃烧，并且废气的高温用于控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)并因此废气的温度快速上升。
因此，第二次燃烧在排气管中执行，废气的温度突然上升，达到在过滤器300中堆积的外来物质可自燃的高RPM逃逸温度的时间缩短，并且控制发动机500运行在高RPM范围(操作S100)的保持时间减少，从而提高发动机500的运行效率并降低燃料消耗率。
此外，如在图1中所示例性示出的，在根据本公开的实施例的用于再生车辆的废气过滤器300的方法中，在首次测量(操作S200)和第二次测量(操作S400)中，设置在燃料喷射装置400和废气过滤器300之间的排气管上的温度传感器单元200可测量废气的温度。
为了突然提高废气的温度，燃料喷射装置400可设置在排气管的一侧。如果温度传感器单元200设置在发动机500和燃料喷射装置400之间的排气管上，则温度传感器单元200可能由于排气管内的燃烧反应不能测量废气的上升温度并因此采集低于实际到达废气过滤器300的废气的温度的温度。
因此，如果废气的温度使用排气管内的第二次燃料燃烧反应来提高，温度传感器单元200设置在燃料喷射装置400和废气过滤器300之间，以便准确测量到达废气过滤器300的废气的温度，从而提高本公开的可靠性。
如在图2中所示例性示出的，根据本公开用于再生车辆的废气过滤器300的系统可包括设置在车辆发动机500和废气过滤器300之间的排气管上的温度传感器单元200，以及控制器100，其控制发动机500运行在高RPM范围并由于废气温度上升而再生废气过滤器300，如果在高RPM范围的废气的温度是高RPM逃逸温度或更高，则控制发动机500运行在中RPM范围以防止废气过热和氧气达到过高浓度，以及如果在中RPM范围的废气温度是中RPM逃逸温度或更低，则控制发动机运行在怠速状态。
更详细地说，温度传感器单元200测量在发动机500和废气过滤器300之间的排气管的一侧的废气的温度，并且控制器100控制发动机500运行在高RPM范围、中RPM范围或怠速状态，以便控制用于再生废气过滤器300的过程。此外，高RPM逃逸温度和中RPM逃逸温度是控制器100通过实验预定的值。
在再生车辆的废气过滤器300时，可简单和有效使用本公开的再生系统，因此防止对废气过滤器300的热破坏并提高可靠性。
如从上面的描述是显而易见的，根据本公开用于再生车辆的废气过滤器的方法及其系统可防止由于废气的温度上升对废气过滤器的热破坏并提高再生废气过滤器的可靠性。
具体地，在使用发动机的高RPM范围再生废气过滤器后，发动机可经控制运行在中RPM范围，因此抑制废气中过高氧气浓度的生成并抑制与排气管内剩余燃料反应。此外，可保持废气的冷却效果，从而防止废气的温度上升。
同时，发动机运行在中RPM范围的保持时间得以测量并且发动机运行在中RPM范围得以保持，以便防止废气的温度上升，从而简单和有效提高再生废气过滤器的可靠性。
虽然本公开的优选实施例经公开用于说明目的，但是本领域的技术人员应当明白，在不偏离如在附属权利要求中公开的本公开的范围和实质的情况下，各种添加和替换是可能的。

Claims (9)

1.一种用于再生车辆用废气过滤器的方法，包括以下步骤：
由控制器控制发动机运行在高RPM范围并由于废气的温度上升而再生所述废气过滤器；
在首次测量中由设置在排气管上的温度传感器单元首次测量废气的温度，以控制所述发动机运行在高RPM范围；
如果在首次测量中由所述温度传感器单元测量的废气的温度是由所述控制器预定的高RPM逃逸温度或更高，则由所述控制器控制所述发动机运行在中RPM范围以防止废气过热并且防止氧气达到过高的浓度；
在第二次测量中由所述温度传感器单元第二次测量废气的温度，以控制所述发动机运行在中RPM范围；以及
如果在第二次测量中由所述温度传感器单元测量的废气的温度是由所述控制器预定的中RPM逃逸温度或更低，则控制所述发动机运行在怠速状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第二次测量的步骤中，所述控制器测量控制所述发动机运行在中RPM范围的保持时间，并且所述温度传感器单元测量废气的温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在控制所述发动机运行在怠速状态的步骤中，如果在第二次测量中由所述温度传感器单元测量的废气的温度是由所述控制器预定的中RPM逃逸温度或更低，并且控制所述发动机运行在由所述控制器测量的中RPM范围的保持时间是由所述控制器预定的中RPM逃逸时间或更多，则所述控制器控制所述发动机运行在怠速状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发动机的高RPM范围是1200RPM～1500RPM的范围。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发动机的中RPM范围是650RPM～1200RPM的范围。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在控制所述发动机运行在高RPM范围的步骤中，设置在所述废气过滤器和所述发动机之间的排气管上的燃料喷射装置将燃料喷射到所述排气管中以提高废气的温度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在首次测量和第二次测量的步骤中，设置在所述燃料喷射装置和所述废气过滤器之间的排气管上的所述温度传感器单元测量废气的温度。
8.一种再生车辆用废气过滤器的方法，包括以下步骤：
控制发动机运行在高RPM范围并由于废气的温度上升而再生所述废气过滤器；
首次测量废气的温度以控制所述发动机运行在高RPM范围；
如果在首次测量中所测量出的废气的温度是高RPM逃逸温度或更高，则控制所述发动机运行在中RPM范围以防止废气过热并且防止氧气达到过高的浓度；
第二次测量废气的温度以控制所述发动机运行在中RPM范围；以及
如果在第二次测量中所测量出的废气的温度是中RPM逃逸温度或更低，则控制所述发动机运行在怠速状态。
9.一种用于再生车辆的废气过滤器的系统，包括：
设置在车辆发动机和所述废气过滤器之间的排气管上的、用于测量废气的温度的温度传感器单元；以及
控制器，用于控制所述发动机运行在高RPM范围并由于废气的温度上升而再生所述废气过滤器，如果在高RPM范围的废气的温度是高RPM逃逸温度或更高，则控制所述发动机运行在中RPM范围以防止废气过热并且防止氧气达到过高的浓度，以及如果在中RPM范围的废气的温度是中RPM逃逸温度或更低，则控制所述发动机运行在怠速状态。
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