使用灰分补偿再生管理的排气系统技术方案

本发明专利技术涉及一种使用灰分补偿再生管理的排气系统，包括：排气通道，其可连接到发动机；微粒过滤器，其布置在排气通道中；传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分累积导致的跨微粒过滤器的总压差的信号；负载致动器，其被配置为选择性地调整发动机上的负载；以及控制模块，其以电子方式连接到负载致动器和传感器。所述控制模块：确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差；基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载；基于所述烟尘负载使所述负载致动器启动第一发动机负载增加；跟踪自启动所述第一发动机负载增加以来经过的时间；以及当经过的时间大于经过时间限制且烟尘负载大于目标烟尘负载时，使所述负载致动器启动后续发动机负载增加。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种排气系统，更具体地说，涉及一种使用再生管理过程的排气系统。
技术介绍
发动机(包括柴油发动机、汽油发动机、气体燃料动力发动机和所属
中已知的其它发动机)排出空气污染物的复杂混合物。这些空气污染物可以包括诸如氮氧化物之类的气体化合物，以及被称为微粒物质或烟尘的固体物料。通常使用被称为微粒过滤器的设备从发动机排气流中移除微粒物质。微粒过滤器通常包括多孔过滤介质，其捕获微粒物质并且允许其它排气继续流过。在一段时间之后，微粒过滤器变得被微粒物质堵塞，必须移除微粒物质以便微粒过滤器继续正常运行。从微粒过滤器中移除微粒物质的过程被称为再生。微粒过滤器再生方法通常包括以下步骤：检测微粒过滤器何时达到最大容量，将排气温度人为提高到足够高的温度以便燃烧微粒物质，并且保持该温度直至烧掉足够数量的微粒物质。用于检测微粒过滤器何时达到最大容量的已知方法包括使用不同输入计算微粒过滤器的微粒负载，这些输入包括跨微粒过滤器的压差、微粒过滤器温度、在不同油门凹口(throttlenotch)设置上花费的时间、在闲置上花费的时间，以及自上一次再生以来的时间。此外，获得并且保持再生温度的已知方法包括在预定时间段内增大油门凹口设置。但是，这些方法可能并非最佳。在2013年2月21日公布的Gallagher等人的美国专利公开2013/0046424(“’424公开”)中披露一种人为提高经过过滤器的排气的>温度的示例性排气系统。具体地说，’424公开披露一种具有柴油发动机的机车，所述柴油发动机连接到包括微粒过滤器的排气系统。机车控制器与发动机、油门和构成控制器(consistcontroller)通信。机车控制器从不同发动机传感器接收信号以便确定何时使微粒过滤器再生。机车控制器和构成控制器在构成中的机车之间调整负载分配，以便产生较高的排气温度以有助于再生。在每个机车中调整油门凹口设置，以便有助于特定机车的微粒过滤器的再生。基于传感器数据或者在经过某一时间量(例如30分钟)之后，确定再生完成。尽管’424公开的系统可以充分地使排气微粒过滤器再生，但可能仍然不太理想。具体地说，所述系统可能没有在再生之前和/或期间考虑柴油发动机和排气系统的能够提高再生过程的效率的重要操作条件。具体地说，所述系统可能没有独立于微粒过滤器中的烟尘含量而考虑灰分含量，这可能导致不准确的再生触发和/或终止。此外，在再生过程中，可能并未有效地管理油门凹口设置以便提高效率并降低对微粒过滤器的损坏。公开的排气系统解决了上面讨论的问题和/或现有技术的其它问题中的一个或多个。
技术实现思路
在一个方面，本公开涉及一种用于具有油门的发动机的排气系统。所述排气系统可以包括可连接到所述发动机的排气通道，以及布置在所述排气通道中的微粒过滤器。所述排气系统可以还包括传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分累积导致的跨所述微粒过滤器的总压差的信号。所述排气系统可以还包括负载致动器和控制模块，所述负载致动器被配置为选择性地调整所述发动机上的负载，所述控制模块以电子方式连接到所述负载致动器和所述传感器。所述控制模块可以被配置为确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差，基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载，并且基于所述烟尘负载导致所述负载致动器启动第一发动机负载增加。所述控制模块可以还被配置为跟踪自启动所述第一发动机负载增加以来经过的时间，并且当所述经过的时间大于经过时间限制且所述烟尘负载大于目标烟尘负载时，导致所述负载致动器启动后续发动机负载增加。在另一个方面，本公开涉及一种使发动机的排气系统中的微粒过滤器再生的方法。所述方法可以包括确定由烟尘和灰分累积导致的跨所述微粒过滤器的总压差，并且确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差。所述方法可以还包括基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载，请求操作员选择所述微粒过滤器的手动或自动再生，并且根据所述操作员选择，选择性地启动第一递增发动机负载增加。所述方法可以还包括跟踪自启动所述第一递增发动机负载增加以来经过的时间，将所述微粒过滤器的所述烟尘负载与第一目标烟尘负载相比较，并且当所述经过的时间大于经过时间限制且所述烟尘负载大于目标烟尘负载时，选择性地启动后续递增发动机负载增加。在另一个方面，本公开涉及一种机车。所述机车可以包括：发动机，其具有油门；操作员站，其具有控制台和连接到所述油门的油门选择器；微粒过滤器，其在流体上连接以便从所述发动机接收排气；传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分导致的跨所述微粒过滤器的总压差的信号；负载致动器，其被配置为选择性地调整所述发动机上的负载；以及控制模块，其以电子方式连接到所述负载致动器和所述传感器。所述控制模块可以被配置为：确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差，确定当所述补偿压差低于阈值时的所述微粒过滤器的基于闲置时间的烟尘负载，确定当所述补偿压差等于或大于所述阈值时的所述微粒过滤器的基于质量流的烟尘负载，并且根据所述基于闲置时间的烟尘负载和所述基于质量流的烟尘负载中的一个确定最终烟尘负载。所述控制模块可以还被配置为根据所述基于闲置时间的烟尘负载和所述基于质量流的烟尘负载中的一个导致所述负载致动器启动第一递增发动机负载增加，跟踪自启动所述第一递增发动机负载增加以来经过的时间且将所述最终烟尘负载与第一目标烟尘负载相比较，并且当所述经过的时间大于经过时间限制且所述最终烟尘负载大于目标烟尘负载时，导致所述负载致动器启动后续发动机负载增加。附图说明图1是结合了示例性公开的排气系统的机器的图；图2是可以由图1的排气系统执行的示例性公开的再生确定过程的流程图；图3是可以由图1的排气系统执行的示例性公开的再生管理过程的流程图；以及图4是可以包括在图3的再生管理过程中的示例性公开的递增负载序列的流程图。具体实施方式图1示出示例性动力系统10。出于本公开的目的，动力系统10被示出和描述为移动机器，例如机车。动力系统10此外可以包括一个或多个多缸内燃机12、由发动机12驱动的牵引装置14，以及连接到牵引装置14的制动器16。每个发动机12可以被配置为燃烧空气和燃料(例如柴油、汽油或气体燃料)的混合物，以便生成驱动牵引装置14的机械输出。制动器16可以被配置为选择性地与牵引装置14啮合，以便减慢移动机器的速度。动力系统10还可以包括被配置为从发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有油门的发动机的排气系统，包括：排气通道，其可连接到所述发动机；微粒过滤器，其布置在所述排气通道中；传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分累积导致的跨所述微粒过滤器的总压差的信号；负载致动器，其被配置为选择性地调整所述发动机上的负载；以及控制模块，其以电子方式连接到所述负载致动器和所述传感器，其中所述控制模块被配置为：确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差；基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载；基于所述烟尘负载导致所述负载致动器启动第一发动机负载增加；跟踪自启动所述第一发动机负载增加以来经过的时间；以及当所述经过的时间大于经过时间限制并且所述烟尘负载大于目标烟尘负载时，导致所述负载致动器启动后续发动机负载增加。

【技术特征摘要】
2014.11.26 US 14/5553511.一种用于具有油门的发动机的排气系统，包括：
排气通道，其可连接到所述发动机；
微粒过滤器，其布置在所述排气通道中；
传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分累积导致的跨所述微粒过
滤器的总压差的信号；
负载致动器，其被配置为选择性地调整所述发动机上的负载；以及
控制模块，其以电子方式连接到所述负载致动器和所述传感器，其中
所述控制模块被配置为：
确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差；
基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载；
基于所述烟尘负载导致所述负载致动器启动第一发动机负载增
加；
跟踪自启动所述第一发动机负载增加以来经过的时间；以及
当所述经过的时间大于经过时间限制并且所述烟尘负载大于目标
烟尘负载时，导致所述负载致动器启动后续发动机负载增加。
2.如权利要求1所述的排气系统，其中所述控制模块被配置为基于通
过所述排气系统的总排气流速、自上一次微粒过滤器更换以来的平均负载
因数，以及自上一次微粒过滤器更换以来经过的时间量，确定所述补偿压
差。
3.如权利要求2所述的排气系统，其中所述控制模块被配置为基于所
述补偿压差，确定基于质量流的烟尘负载和基于闲置时间的烟尘负载中的
一个。
4.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·比亚吉尼，R·N·奈尔，
申请(专利权)人：易安迪机车公司，
类型：发明
国别省市：美国;US