JPH02104912A - バーナの出力制御方法と装置 - Google Patents

バーナの出力制御方法と装置

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JPH02104912A
JPH02104912A JP1207774A JP20777489A JPH02104912A JP H02104912 A JPH02104912 A JP H02104912A JP 1207774 A JP1207774 A JP 1207774A JP 20777489 A JP20777489 A JP 20777489A JP H02104912 A JPH02104912 A JP H02104912A
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burner
loop
closed
internal combustion
combustion engine
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JP1207774A
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Dieter Goerlich
ディーター・ゲェーリッヒ
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバーナの出力の閉ループ制御及び開ループ制御
用方法と装置に係り、特に粒子フィルタユニットの再生
の為に内燃機関からの排気ガスで作動されるバーナの出
力制御方法と装置に関する。
〔従来の技術〕
内燃機関、特にディーゼル内燃機関の排気ガス部内の粒
子フィルタユニットの再生の為にバーナが使用される場
合、即ち再生されるべき粒子フィルタユニットの煤フィ
ルタ上の煤の燃焼を開始するために高温の燃焼ガスを送
給するバーナが使用される場合、排気ガス部内の排気ガ
スでそのようなバーナが作動される時、いろいろな温度
で幅広く量が変化する排気ガスがバーナを通過するとい
うことがわかる。再生されるべきフィルタ上の煤の燃焼
の開始の為には、バーナが、予め定められた最低温度よ
り上にある燃焼ガスを送給しなければならないのみなら
ず、また、例えば、煤フィルタのようなバーナに連結さ
れた構成部品への過剰な温度的歪みが生ずるのを防ぐ為
に予め定められた最高温度以下の燃焼ガスがバーナから
送給されることが必要である。
〔発明の概要〕
本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、い
わゆる排気ガスバーナ出力の閉ループ制御並びに開ルー
プ制御の為の方法と装置を提案することであり、これに
よりバーナが燃料燃焼エンジンの排気ガスで作動される
時、バーナの出力は燃料燃焼エンジンの負荷変動に対し
て素早く追従し、且つ出来るだけ正確に追従するように
なる。
本発明によれば、バーナ、特に粒子フィルタユニットの
再生の為に内燃機関からの排気ガスで作動されるバーナ
出力の閉ループ制御並びに開ループ制御の為の方法は、
バーナ出力がバーナからの下流側で生ずる温度の関数と
して制御されるということに特徴がある。この場合、好
ましい実施例によれば、バーナから下流側で生ずる温度
は常にモニタされ、予め定められた値と比較され、閉ル
ープ制御によって予め定められた温度にバーナの出力を
修正する。特に、検出された温度はバーナから下流側の
領域で且つ再生されるべき粒子フィルタの前方の区域で
生じたものであり、それは閉ループ制御の変数として利
用される。
本発明に係る方法の好ましい実施例によれば、バーナか
ら下流側での温度を使用する閉ループ制御に加えて、別
の開ループ制御が開ループ制御の為の開ループ制御変数
として内燃機関の平均圧力又はエンジントルク及び／又
はスピードを考慮してバーナ出力の閉ループ制御と重畳
して利用され、それらは固定された開ループ制御変数と
して予めセットされることが出来る。閉ループ制御と開
ループ制御とを結合するという本発明に係る閉ループ制
御と間ループ制御の全体の動きの結果、負荷変動に対す
る応答は迅速に且つ正確になし遂げられる。
それ故、この方法に於いては、バーナの出力は内燃機関
の平均圧力及び／又は重畳された開ループ出力制御回路
のスピードの関数に従って付加的に制御される。それ故
この種の手順に於いて、内燃機関の瞬間の負荷変動はバ
ーナ出力の変動に影響を与える為の平均圧力又はエンジ
ントルク力及び／又はモータスピードに基づいて常に考
慮され、これによりバーナ出力は急激な負荷変動でさえ
も修正することが出来る。その結果高温の燃焼ガスが内
燃機関のあらゆる負荷条件に於いて並びに負荷条件の変
動の間中、バーナ出側に於いて生産され、煤の燃焼が粒
子フィルタ上で始まり、しかしバーナの下流側に接続さ
れた構成部品の過剰温度による歪は防止される。
負荷条件が変動する内燃機関の平均圧力又はエンジント
ルクの決定は加速装置の位置又は制御棒の位置により適
切に決定される。
本発明に於いては、バーナ、特に粒子フィルタユニット
の再生の為に内燃機関からの排気ガスで作動されるバー
ナ出力の閉ループ及び開ループ制御用装置は、燃料ポン
プと燃料量開ループ制御装置と、開ループ及び閉ループ
出力制御装置とを有し、バーナ出口から下流側の温度は
閉ループ制御変数として用いられ、その出力は燃料量制
御装置に連結される。この温度制御はバーナ出口から下
流側で生ずる温度に基づくバーナ出力の修正を可能にし
、その温度は閉ループ制御の変数として機能する。
本発明の更に別の有利な実施例によれば、開ループ制御
が温度コントロールからのより速い応答を達成する為に
重畳されることが出来、出力開ループ制御並びに閉ルー
プ制御装置は、内燃機関の平均圧力及び／又はスピード
が適用される付加的な人力を持っている。実例では、バ
ーナの出力性能を変化させる為の純粋の温度制御は場合
によってはあまりにも緩やかであるが、しかしこれは特
に内燃機関の夫々の作動の機能によるものであるという
ことが示された。
有利な方法では、本発明に係るバーナ出力の閉ループ制
御及び開ループ制御用装置は加速装置のセンサを含み、
加速装置は開ループ制御及び閉ループ出力制御装置に接
続される。更に負荷的に又は代替物として、間ループ制
御及び閉ループ出力制御装置の入力側に接続されるスピ
ードセンサが用いられることが出来る。スピードセンサ
としてクランクシャフトセンサが適切に用いられること
が出来、また同様の方法でパルス信号が発電機上で検出
され且つパルス信号が評価されることが出来、これはま
た内燃機関の夫々のスピードの指示を可能にするからで
ある。
もし、特別な場合、例えばディーゼル内燃機関の発電機
の運転又はおそら（自動変速装置と関連した車両内に配
置されたディーゼル内燃機関に於いてさえ、大きく且つ
急速なスピード変化が起こらないならば、それは、例え
ば加速装置の位置とバーナ出口から下流側区域に於ける
温度によって、バーナ出力の閉ループ制御及び開ループ
制御に於いて内燃機関の平均圧力のみを考慮するだけで
充分であるだろう。対応する操作条件が所定方法で内燃
機関内で生じるならば、明確に本発明はまた出力の閉ル
ープ制御及び開ループ制御のために決定し得る変数のさ
らなるサブコンビネーションを含んでいる。
本発明のそれらのそして更なる目的、特徴利益は本発明
に係る他の実施例を示す添付の図面に関連して説明がな
される時、以下の説明からより明らかになるだろう。
〔実施例〕
以下、添付図面に従って本発明に係る好ましい実施例を
詳説する。
第１図に於いて、Ｘ軸は内燃機関３の平均圧力Ｐｔａｅ
又はエンジントルク間を示し、Ｙ軸は内燃機関３のスピ
ードｎＭを示している０曲線Ａは、第１図に於いて、最
大平均圧力値Ｐｔａｅｖａａｘの方向を示している。内
燃機関３の負荷変動の最大平均圧力Ｐｍｅｍａｘより下
に位置する区域内に於いて、４つの曲線が示され、これ
らの曲線は例えば、粒子フィルタユニットの再生の開始
用バーナによって送給されるべき方向を示している。そ
れらの曲線は、２５％、５０％、７５％、及び１００％
の必要なバーナ出力に選定されている。前記バーナによ
って与えられるそれらの出力範囲内では、内燃機関の急
激な負荷条件変動にもかかわらず、信頼性が有り、且つ
迅速に応答する閉ループ制御と開ループ制御とを成し遂
げることが出来る。
第２図に於いて、符号ｌはバーナ出力の閉ループ制御並
びに開ループ制御用装置の全体構成を示している。この
例ではバーナ２はいわゆる排気ガスバーナと称され、こ
のバーナ２は燃焼の為の酸素源として、内燃機関３から
の排気ガスで作動される。内燃機関３の排気ガス部は全
体として符号４で示され、内燃機関３のシリンダ（点線
で示す）の出口側から延びたマニホルド５、バーナ２が
その中に配置されたバーナセグメント６、中間セグメン
ト８を介してバーナセグメント６の出口側に接続されて
いる粒子フィルタ７から構成される。内燃機関３は、例
えばディーゼル内燃機関である、バーナ２用の燃料又は
燃料−空気混合物は、燃料量閉ループ制御装置１０のコ
ントロールの下で燃料ポンプ９によって与えられる。制
御装置１０は、バーナ２によって生ずる出力が予め与え
られた閉ループ制御変数及び／又は開ループ制御変数に
従って制御されるように、準備される。
本発明によれば、開ループ並びに閉ループ出力制御装置
１１が設けられ、制御装置１１の出力は燃料量制御装置
１０と接続される。本発明はこの点に限定されないが、
開ループ制御並びに閉ループ出力制御袋Ｗ１１には、エ
ンジントルクＭｄに対応する一定のファクタを考慮して
いる間、平均圧力ＰＩＩｌｅが用いられる入力１２と、
内燃機関３のスピードが用いられる入力１３と、バーナ
２の出口と粒子フィルタ７との中間セグンメント８内に
存在する温度Ｔａが用いられる入力１４とが人力される
。加速装置のセンサ１５は加速装置の位置又は制御棒の
位置を検出する為に設けられ、内燃機関３の平均圧力Ｐ
ｍｅは内燃機関３の負荷条件を決定する為に検出される
。スピードセンサ１６は例えばクランクシャフトのセン
サによって構成することが出来、内燃機関３の速度に応
じて出力信号を出す。温度センサ１７は排気ガス部４の
中間セグンメント８内に配置される。
装置１はバーナ２出力の閉ループ並びに開ループ制御の
為の方法の実行を可能にし、バーナ出力は加速装置のセ
ンサ１５によって検出される内燃機関３の平均圧力Ｐｍ
ｅ及び／又は内燃機関３のスピードｎへの変数に従って
制御される。
第１図に関連して開ループ制御並びに閉ループ制御装置
１１の出力によっての制御に影響を与えるそれらの注意
すべき変数に従って、必要なバーナ出力は燃料の量の間
ループ制御装置１０によって制御され、それは内燃機関
の前記負荷変動にすぐに応答する。内燃機関３の平均圧
力Ｐｍｅ並びに内燃機関３のエンジンスピードｎを考慮
すると、粒子フィルタ７上で開始されるべき、煤の燃焼
の為のバーナ２から必要とされるべき、出力への急速な
接近はこのようにして得ることができる。内燃機関３の
平均圧力Ｐｍｅ及び／又はスピードｎは、例えば固定さ
れた開ループ制御の変数として予め設定されることが出
来る。閉ループ制御は温度センサ１７によって検出され
た温度Ｔａの助力と、本発明に係る装置の中の、開ルー
プ並びに閉ループ出力制御装置１１の助力とでなし遂げ
られる。温度センサ１７の助力により正確な温度開ルー
プ制御が出力開ループ並びに閉ループ制御装置１１の力
により遂行されることが出来る間、出力間ループ並びに
閉ループ制御装置ｌｌに於いて、内燃機関３の平均圧力
Ｐｍｅ並びにスピードｎは粒子フィルタ７上の煤燃焼の
信頼ある開始の為の設定された温度の概略の近寄りの為
に役に立つ。
排気ガスバーナの詳細に於いて、バーナ出力の閉ループ
並びに開ループ制御の為の方法と装置は少なくとも可能
な遅れで内燃機関３の負荷変動にすばやく追従すること
をバーナ２の排気ガス出力用に可能にし、その結果バー
ナ２によって生まれた排気ガス温度は内燃機関３のあら
ゆる負荷条件に於いて粒子フィルタフの再生の為に充分
高い温度に到達し、しかしバーナ２のあとに続いておき
る排気ガスセクション４の部分の温度的な過剰の歪みは
効果的に防止される。
以上は本発明に係る単一の実施例を示し、且つ表現した
のであるが、それに限定されるものではなく、特許請求
の範囲に包含される変更並びに変形が含まれる 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係るバーナの出力制御方法
と装置によれば、バーナ、特に粒子フィルタの再生の為
に内燃機関からの排気ガスで作動されるバーナの出力の
閉ループ制御並びに開ループ制御の為の方法に於いて、
バーナ出力がバーナ下流側で生ずる温度（Ｔａ）の関数
に従って閉ループ制御されるので、バーナの出力は燃料
燃焼エンジンの負荷変動に対して迅速に追従し、且つ出
来るだけ正確に追従する。
【図面の簡単な説明】
第１図は曲線群を示す図面で、各バーナ出力割合に対す
るエンジンスピードで描かれた内燃機関の平均圧力値の
曲線を示す、第２図はバーナ出力の閉ループ制御並びに
開ループ制御装置の図面で、本発明のプロセスの流れが
より詳細に示されている図面である。 ２・・・排気ガスバーナ、　３・・・内燃機関、　４・
・・排気ガス部、　５・・・マニホルド、　　６・・・
バーナセグメント、　７・・・粒子フィルタ、　８・・
・中間セグメント、　９・・・燃料ポンプ、　　ＩＯ・
・・燃料量閉ループ制御装置、　１１・・・開ループ並
びに閉ループ出力制御装置、　　１２．１３．１４・・
・入力、１５・・・加速装置のセンサ、　　１６・・・
スピードセンサ、　　１７・・・温度センサ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　バーナ、特に粒子フイルタの再生の為に内燃機
    関からの排気ガスで作動されるバーナ出力の閉ループ制
    御並びに開ループ制御の為の方法に於いて、バーナ出力
    がバーナ下流側で生ずる温度（Ｔａ）の関数に従って閉
    ループ制御されることを特徴とするバーナの出力制御方
    法．
  2. （２）　請求項（１）の方法に於いて、前記バーナ出力
    が内燃機関の中間圧力（Ｐｍｅ）及び／又は内燃機関の
    スピードの関数に従って更に開ループ制御されるバーナ
    の出力制御方法。
  3. （３）　請求項（１）又は（２）の方法に於いて、前記
    中間圧力（Ｐｍｅ）は加速装置の位置又は制御棒の位置
    によって検出されるバーナの出力制御方法。
  4. （４）　バーナ、特に粒子フイルタユニットの再生の為
    の、内燃機関からの排気ガスで作動され、燃料ポンプと
    燃料量調整装置を有するバーナ出力の閉ループ並びに開
    ループ制御装置であって、入力（１４）としてバーナ出
    口から下流側の温度（Ｔａ）が閉ループ並びに開ループ
    制御装置（１１）によって閉ループ制御変数として用い
    られ、制御装置（１１）のバーナ出側は燃料量開ループ
    制御装置（１０）に接続されることを特徴とするバーナ
    の出力制御装置。
  5. （５）　請求項（４）の装置に於いて、付加的な入力（
    １２、１３）として内燃機関（３）の中間圧力（Ｐｍｅ
    ）及び／又は内燃機関（３）のスピードがバーナ出力の
    開ループ制御の為に用いられるバーナの出力制御装置。
  6. （６）　請求項（４）又は（５）に於いて、加速装置セ
    ンサ（１５）は、開ループ並びに閉ループ出力制御装置
    （１１）の入力（１２）と接続され、及び／又はスピー
    ドセンサ（１６）は開ループ並びに閉ループ制御装置（
    １１）の入力（１３）に接続され、及び／又は温度セン
    サ（１７）はバーナ出力側から下流側に配置され開ルー
    プ並びに閉ループ制御装置（１１）の入力（１４）と接
    続されるバーナの出力制御装置。
  7. （７）　スピードセンサ（１６）はクランクシャフトセ
    ンサである請求項（６）のバーナの出力制御装置。
  8. （８）　スピード（ｎ）は発電機上のパルス信号として
    検出される請求項（６）のバーナの出力制御装置。
JP1207774A 1988-08-12 1989-08-10 バーナの出力制御方法と装置 Pending JPH02104912A (ja)

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