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CN103270265B - 利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统及其方法 - Google Patents

利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统及其方法 Download PDF

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CN103270265B CN201180062333.1A CN201180062333A CN103270265B CN 103270265 B CN103270265 B CN 103270265B CN 201180062333 A CN201180062333 A CN 201180062333A CN 103270265 B CN103270265 B CN 103270265B
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Abstract

本发明涉及工程机械的发动机的DPF强制再生系统，更具体而言，涉及一种特征为向发动机任意提供非工作负载，迅速执行DPF强制再生的DPF强制再生系统及其方法，例如提供一种DPF强制再生系统及其方法，在不执行实质性作业的情况下，控制使得主泵吐出最大流量的工作油，从而发动机任意接受非工作负载并驱动，因此排出高温的废气，促进DOC与燃料之间的发热反应，由此，能够比以无实质性负载的空转状态驱动发动机时更迅速地执行DPF强制再生，因而在比以往缩短的时间内完成DPF强制再生，从而能够在时间与费用方面改善再生效率。

Description

利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统及其方法
技术领域
本发明涉及发动机的柴油微粒过滤器(DPF；DieselParticulateFilter)强制再生系统，更具体而言，涉及一种特征为在工程机械的实质性作业停止的状态下，也向发动机任意提供非工作负载，迅速执行柴油微粒过滤器强制再生的柴油微粒过滤器强制再生系统及其方法。
背景技术
工程机械中使用的发动机要求满足各种限制和标准。这些标准之一是减少废气中包含的诸如氮氧化合物(NOx)及粒状物质(PM；ParticulateMatter)的污染物，在使用工程机械方面，能够与噪声相关限制一同成为主要的环境标准。
为符合这种环境标准，通常使用应用了诸如废气再循环装置(EGR；ExhaustGasRecirculation)及柴油微粒过滤器(DPF；DieselParticulateFilter)装置的多种多样装置的发动机。
其中，柴油微粒过滤器(DPF)，是指在从发动机出来的废气排出的路径上，例如在消声器内能够捕集、过滤作为包含煤烟的粒状物质的微尘(soot)的过滤器，也指加装了这种过滤器的装置。以下把柴油微粒过滤器简称为DPF。
这种过滤器需要周期性地或根据捕集量而任意清除其内捕集的微尘的步骤，通常将此称为“DPF再生(Regeneration)”或“除碳”。
这种再生根据其体现方式，大致可以分为自然再生(passiveregeneration)与强制再生(activeregeneration)。
例如，所谓DPF自然再生，是指借助于工程机械在作业中上升的废气的温度，使过滤器内捕集的微尘燃烧，或在工程机械运转中，在废气排出的路径上投入少量燃料，从而使预先配置于该路径上的柴油氧化催化剂装置(DOC；DieselOxidationCatalyst)与投入的燃料引起发热反应，生成更高的热，由此使捕集的微尘燃烧的方式。
接下来，所谓DPF强制再生，是指在驾驶员未实质性实施作业的情况下，强制驱动工程机械的发动机，排出废气，基于该废气的温度，投入于排气路径上的少量的燃料也与预先配置于排气路径上的柴油氧化催化剂装置(DOC)引起发热反应，进一步提高废气的温度至微尘燃烧(再生)所需的温度，从而使过滤器内捕集的微尘燃烧的方式。
下面参照图1，考查通常的DPF强制再生系统的概略性的构成。
如图1所示，通常的DPF强制再生系统(100)包括形成有涡轮增压器(12)的发动机(10)和在从其排出废气的排气路径(20)上形成的DPF(柴油微粒过滤器)(30)、以及DPF前端的DOC(柴油氧化催化剂装置:40)，另外，包括向排气路径(20)中的DOC前端投入少量燃料的燃料投入装置(50)及借助于发动机(10)而驱动的泵(60)。
就DPF强制再生而言，由于不生成实质性作业负载，因而在附图中省略了与之相关的详细内容。
就具有这种构成的系统的DPF强制再生而言，工程机械由于处于作业停止状态，例如，不驱动诸如动臂、铲斗等的前方作业装置，或不使车辆前后行驶等，保持不引起工程机械的实质性作业的状态，发动机以只接受最小负载的空转状态(即，低rpm)驱动，因此，在空转状态下排出的废气的温度不容易升高。
即，从开始以空转状态驱动的发动机出来的废气，与作业时相比具有相对较低的温度。
另一方面，为了以DPF强制再生方式使柴油微粒过滤器(DPF)内捕集的微尘燃烧(DPF再生)，应在配置于排气路径上的DOC与在DOC的前端投入到排气路径上的燃料之间引起发热反应，这种发热反应必须在既定温度(约235℃)以上才能实现，因此，对于在无实质性作业负载的情况下实施的DPF强制再生而言，废气加热至这种既定温度需要相当的时间。
通常，对于发动机而言，与空转驱动状态相比，在接受负载而驱动时，排出更高温度的废气。但是，不同于自然再生的情形，在强制再生的情况下，在工程机械停止的状态下，发动机以实质上无负载状态(空转状态)驱动，因此，废气的温度上升至可实现DOC的发热反应的既定温度，需要相当的时间。例如，就工程机械的DPF强制再生的情形而言，大致需要约30分钟至1个多小时左右的时间。
由于工程机械的购置费用大，所以大部分的工程机械一般以小时或天为基准租赁，与可以在作业的同时并行进行的DPF自然再生步骤不同，DPF强制再生步骤由于需要在不实施作业的情况下耗费时间，因而增大了租赁工程机械的费用负担。
而且，即使不是租赁工程机械的情形，因DPF强制再生而需要在相当的时间期间临时中断作业，这也导致了工程机械作业工程整体效率下降的结果。
另外，在长时间持续的DPF强制再生步骤期间，发动机需要持续驱动，因此存在燃料耗费量根据DPF强制再生执行的持续时间而成比例地增加的难题。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的旨在提供一种通过向发动机赋予任意的非工作负载，迅速提高废气的温度，从而能够高效地执行的DPF强制再生系统及其方法。
本发明的另一目的旨在提供一种通过实施迅速的DPF强制再生，从而能够使与强制再生相关而消耗的燃料量实现最小化的DPF强制再生系统及其方法。
解决问题的技术方案
为达成这种目的，本发明提供一种利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统，其特征在于，包括：发动机；泵，其直接连接于所述发动机，吐出工作油，能够使所述工作油的吐出流量可变；柴油微粒过滤器(DPF)，其配置于从所述发动机出来的废气排出到外部的排气路径上；燃料投入装置，其在既定温度下，把燃料投入所述排气路径，从而进行使所述柴油微粒过滤器中捕集的微尘(soot)燃烧并去除的DPF强制再生；选择开关，其用于选择所述DPF强制再生；以及强制负载生成装置，其在选择所述DPF强制再生时，通过使所述泵的吐出流量增加，从而向所述发动机提供非工作负载。
于是，在DPF强制再生的情况下，发动机接受非工作负载并驱动，从而与以空转状态驱动的情形相比，能够在更短时间把废气的温度提高到既定温度以上，由此促进DOC与燃料的发热反应，借助于因此而生成的高温，能够高效地实施DPF再生(除碳)。
另外，本发明的系统的特征在于，当主泵以反馈基于通过中心旁路管路回收到油箱的工作油的压力的信号值，而控制工作油的吐出流量的负控制方式(NegativeControlSystem)驱动时，在DPF强制再生时，把反馈值任意调整为最低，从而使得主泵吐出最大流量的工作油。
另外，本发明的系统的特征在于，还包括配置于反馈值传递的路径上的电磁阀，最低的反馈值是通过切断电磁阀而生成。
另外，本发明的系统的特征在于，当主泵以基于通过连接于操纵座内操纵杆的比例控制阀传递给主泵的比例电流值，而控制工作油吐出流量的正控制方式(PositiveControlSystem)驱动时，在DPF强制再生时，通过把比例电流值任意调整为最大，从而使得主泵吐出最大流量的工作油。
另外，本发明提供一种利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生方法，作为在前述的DPF强制再生系统中强制再生DPF的方法，其特征在于，包括：步骤(a)，在空转状态下驱动发动机；步骤(b)，测量DOC前端的废气的温度；步骤(c)，当测量的温度为既定温度以下时，驱动强制负载生成装置，把非工作负载赋予发动机；步骤(d)，发动机借助于非工作负载而排出温度更高的高温废气；步骤(e)，当测量的温度超过既定温度时，如果强制负载生成装置为驱动中，则停止强制负载生成装置的驱动；步骤(f)，实施DPF强制再生；以及步骤(g)，反复所述步骤(b)～步骤(f)，直至DPF再生完成时为止；此时，DOC与燃料间的发热反应因高温的废气而得到促进，从而使DPF强制再生高效执行。
另外，作为旨在达成目的的另一示例，本发明的一种实施形态提供一种利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统，其特征在于，包括：发动机；柴油微粒过滤器(DPF)，其配置于从发动机出来的废气向外部排出的排气路径上；柴油氧化催化剂装置(DOC)，其在排气路径上，配置于DPF的前端；燃料投入装置，其在既定温度下，向排气路径中的DOC前端投入与DOC引起发热反应的燃料；以及强制负载生成装置，其向发动机提供非工作负载；强制负载生成装置借助于风扇泵(160a)驱动，在DPF强制再生时，控制使得风扇泵在不引起工程机械的实质性作业的情况下，任意地吐出最大流量的工作油，从而生成非工作负载，从而，发动机排出既定温度以上的废气。
于是，就DPF强制再生的情形而言，发动机接受非工作负载并驱动，从而与以空转状态驱动的情形相比，能够在更短时间把废气的温度升高至既定温度以上，因此，促进DOC与燃料的发热反应，借助于由此生成的高温，能够高效实施DPF再生(除碳)。
另外，本发明的系统的特征在于，使用可变风扇泵作为风扇泵(160a)，在DPF强制再生时，把传递给可变风扇泵的比例电流信号任意调整为最大，从而使得风扇泵吐出最大流量的工作油。
另外，本发明的系统的特征在于，风扇泵与不直接连接于发动机的至少一个另外驱动式风扇马达连接。
本发明提供一种利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生方法，作为在前述的DPF强制再生系统中强制再生DPF的方法，其包括：步骤(a)，在空转状态下驱动发动机；步骤(b)，测量排气路径上的废气的温度；步骤(c)，当测量的温度为既定温度以下时，驱动强制负载生成装置，把非工作负载赋予发动机；步骤(d)，发动机借助于非工作负载而排出温度更高的高温废气；步骤(e)，当测量的温度超过既定温度时，如果强制负载生成装置为驱动中，则停止强制负载生成装置的驱动；步骤(f)，实施DPF强制再生；以及步骤(g)，反复步骤(b)～步骤(f)，直至DPF再生完成时为止；此时，发热反应因高温的废气而得到促进，从而使DPF强制再生高效执行。
有益效果
根据本发明，能够提供一种在DPF强制再生时，向发动机赋予并非工程机械实质性作业负载的任意的非工作负载，迅速提高废气的温度，从而能够高效执行的DPF强制再生系统及其方法。
另外，根据本发明，能够提供一种通过实施迅速的DPF强制再生，从而能够使与强制再生相关而消耗的燃料量实现最小化的DPF强制再生系统及其方法。
附图说明
图1是图示以往的DPF强制再生系统的一个示例的框图。
图2是图示本发明一种实施形态的DPF强制再生系统的框图。
图3是图示本发明另一实施形态的DPF强制再生系统的框图。
图4是图示本发明又一实施形态的DPF强制再生系统的框图。
图5是图示本发明一种实施形态的DPF强制再生系统的框图。
图6是图示本发明另一实施形态的DPF强制再生系统的框图。
图7是图示本发明又一实施形态的DPF强制再生方法的顺序图。
附图标记说明
100、200、300、400、400a:DPF强制再生系统
10、110、210:发动机(ENG)
12、112、212:涡轮增压器(T/C)
20、120、212:排气路径
30、130、230:柴油微粒过滤器(DPF)
40、140、240:柴油氧化催化剂装置(DOC)
50、150、250:燃料投入装置
60、160、260:泵(主泵)
160a:风扇泵
162、262:中心旁路管路
164、264:油箱
170、270:作业端控制阀
180、182、182a:反馈信号
190、192、192a:电磁阀
280、460:第一、第二比例控制阀
282、462:第一、第二比例控制信号
470:油冷却器
472、482:风扇马达
474、484:冷却风扇
480:散热器
S:控制信号
具体实施方式
下面参照附图，说明本发明的优选实施形态。
图2是图示本发明一种实施形态的DPF强制再生系统的框图。
如果具体考查，该实施形态的DPF强制再生系统(200)包括：发动机(110)，其具备涡轮增压器(112)；柴油氧化催化剂装置(DOC)(140)及柴油微粒过滤器(DPF)(130)，其依次配置于从发动机(110)排出的废气的排气路径(120)上；燃料投入装置(150)，其从DOC(140)的前端向排气路径上投入燃料。另外，还可以包括用于供驾驶员或图中未示出的控制器选择DPF强制再生的选择开关(图中未示出)。
另外，在发动机(110)上，连接有向工程机械的各种作业端(例如，动臂、铲斗、转动电机等)供应工作油的主泵(160)，主泵(160)通过包含所谓中心旁路管路(162)和并行管路的液压回路供应工作油，从而控制作业端控制阀(170)，实现各作业端的驱动。
在图中，作业端控制阀(170)单纯显示为一个模块，但实际上意味着与各作业端(动臂、铲斗、转动电机等)对应的多个控制阀和与之相关的端口及流路等。
另外，在中心旁路管路(162)的末端，具备回收工作油的油箱(164)，基于即将回收到油箱(164)之前的工作油压力的信号值(180)反馈到主泵(160)，基于该反馈的信号值，可以实时控制以后主泵(160)的工作油吐出流量。
另外，在信号值(180)反馈的路径途中，形成有电磁阀(190)，提供控制该电磁阀(190)的信号(S)。该控制信号(S)传递例如在DPF强制再生时使该电磁阀(190)切断的值。
于是，图2图示了当主泵(160)以所谓负控制方式(NegativeControlSystem)驱动时能够应用的DPF强制再生系统(200)的一个示例。
所谓负控制方式，是指例如，反馈基于通过中心旁路管路(162)回收到油箱(164)的工作油压力的信号值(180)，实时控制主泵(160)的工作油吐出流量的方式。
其特征为，与反馈的信号值(或称为“负控制信号”)成反比决定吐出流量。例如，根据负控制方式，反馈给主泵的信号值越低，吐出流量越多(L->H)，信号值越高，吐出流量越低(H->L)。
在实际工程机械实施实质性作业的情况下，工作油向各作业端(动臂、铲斗、转动电机等-图中未示出)供应，因此，回收到位于中心旁路管路(162)末端的油箱(164)的工作油的压力降低，通过反馈这种基于低压力值的信号值(L)，与其成反比，主泵(160)吐出高工作油流量(H)。
例如，如果是工程机械进行动臂与铲斗的复合驱动的情形，则主泵(160)吐出更高流量的工作油。
相反，如果工程机械未进行实质性作业，则回收到位于中心旁路管路(162)末端的油箱(164)的工作油的压力升高，通过反馈基于这种高压力值的信号值(H)，从而与其成反比，主泵(160)吐出低工作油流量(L)。
即，在无实质性作业的情况下，主泵(160)将只吐出最小的流量。这最终使得不对发动机提供实质性负载，使发动机以空转(idle)状态驱动。
在这种系统(200)中，如果是驾驶员操作选择开关(图中未示出)实施DPF强制再生的情形，则由于未发生实质性作业负载，因而发动机(110)在空转状态(即，低rpm)下驱动。
如前所述，为更迅速地执行DPF强制再生，要求把从发动机(110)排出的废气的温度升高至作为DOC(140)与燃料间引起发热反应所需标准的既定温度(例如，约235℃)以上，因此，本发明通过向发动机(110)提供并非实质性作业的非工作负载，从而能够迅速升高废气的温度。
在本发明的一个实施例中，术语“非工作负载”意味着在最终未实际驱动工程机械的各作业端的同时向发动机(110)提供的任意的强制负载。
即，在一个实施例的形态中，只通过切断配置于负控制信号的反馈路径上的电磁阀(190)，从而能够把反馈给主泵(160)的负控制信号任意控制为最低，因此，即使未执行实质性作业，主泵也持续地吐出最大流量的工作油。
于是，在主泵(160)吐出最大流量的工作油期间，随之向发动机(110)提供任意的作为强制负载的所谓“非工作负载”，发动机(110)因而进行驱动，从而与空转状态相比，能够更快地升高废气的温度。
废气达到既定温度后，即，达到约235℃后，借助于该废气的温度，DOC(140)与燃料间的发热反应得到促进，借助由发热反应而出现的约600℃～700℃的高温，配置于DOC(140)后端的DPF(130)内捕集的微尘(soot)可以被除碳。即，可以实施DPF再生。
如上所述，该实施形态的特征为，对于以负控制方式驱动的主泵(160)反馈的信号值(180)，通过切断配置于路径上的电磁阀(190)，把信号值(负控制信号)任意控制为最低，由此，使得主泵(160)吐出最大流量的工作油，从而把“非工作负载”提供给发动机(110)。
因此，其特征在于，发动机(110)通过负载，比以往以空转状态驱动时更迅速地排出高温度的废气，优选地，排出促进DOC(140)的发热反应所需的既定温度的废气。
接下来，图3图示了与图2类似的实施形态，不同之处只是在于负控制信号反馈的路径上配置有2个电磁阀(192、192a)。
具体而言，虽然在图中作为一个单一模块显示了主泵(160)，但通常的工程机械一般具有左右一对主泵，图2及图3的主泵(160)实际上可以意味着左右一对的2个主泵。
另外，以各主泵为基准，另行构成有中心旁路管路、并行管路、作业端控制阀、油箱等液压回路，结果，基于回收到油箱的工作油的压力的信号值(负控制信号)也应向各个主泵逐一反馈，因此，在各信号值(182、182a)反馈的路径上，各提供2个电磁阀(192、192a)。
即，图3除了针对向主泵反馈的路径分别形成有电磁阀(192、192a)之外，与图2的构成实质上相同，因而可以理解为图2的实施形态的变形例。
接下来，图4是图示本发明另一实施形态的DPF强制再生系统的框图。
如果具体考查，该实施形态的DPF强制再生系统(300)包括：发动机(210)，其具备涡轮增压器(212)；柴油氧化催化剂装置(DOC)(240)及柴油微粒过滤器(DPF)(230)，其依次配置于从发动机(210)排出的废气的排气路径(220)上；燃料投入装置(250)，其从DOC(240)的前端向排气路径上投入燃料。
另外，在发动机(210)中，连接有向工程机械的各种作业端(例如，动臂、铲斗、转动电机等，图中未示出)供应工作油的主泵(260)，主泵(260)通过包括所谓中心旁路管路(262)和并行管路的既定液压回路供应工作油，从而控制作业端控制阀(270)，实现各作业端的驱动。
在图中，作业端控制阀(270)单纯显示为一个模块，但实际上意味着与各作业端(动臂、铲斗、转动电机等)对应的多个控制阀和与之相关的端口及流路等。
另外，在中心旁路管路(262)的末端，具备回收工作油的油箱(264)。
另外，例如，配置有与操纵座内操纵杆的动作对应地进行控制的第一比例控制阀(280)。所述第一比例控制阀(280)控制从图中未示出的工作油供应源向主泵(260)供应的工作油的流量，使得可以将其用作第一比例控制信号(282)。所述第一比例控制信号(282)传递到决定主泵(260)流量的泵调节器(图中未示出)，之后，主泵(160)的工作油吐出流量可以被实时控制。其中，如果主泵(260)以电磁泵形态配备，则所述第一比例控制阀(280)可以用控制器取代，所述控制器可以构成得对应于驾驶员的操纵杆操作，控制主泵(260)的吐出流量。
可以向第一比例控制阀(280)提供独立于操纵杆的动作而控制比例控制阀的信号(S)。该控制信号(S)例如在DPF强制再生时，可以控制该第一比例控制阀(280)。
于是，图4图示了在主泵(260)以所谓正控制方式(PositiveControlSystem)驱动时能够应用的DPF强制再生系统(300)的一个示例。
所谓正控制方式，是指例如，对应于操纵座内操纵杆的动作，根据从第一比例控制阀(280)传递的第一比例控制信号(282)，实时控制主泵(260)的工作油吐出流量的方式，其特征是与传递的比例控制信号(或称为“正控制信号”)成比例地决定吐出流量。
例如，如果根据正控制方式，则传递给主泵的信号值越低，吐出流量越低(L->L)，信号值越高，吐出流量越高(H->H)。
在工程机械实际实施实质性作业的情况下，为驱动各作业端(动臂、铲斗、转动电机等，图中未示出)而操作操纵座内操纵杆，对应于该操纵杆的动作，第一比例控制阀(280)的第一比例控制信号(282)传递给主泵(260)，从而主泵(260)与之成比例地吐出高工作油流量(H)。
例如，如果是工程机械进行动臂和铲斗的复合驱动的情形，则主泵(260)吐出更高流量的工作油。
与此相反，如果工程机械未进行实质性作业，则不操作操纵杆，因此，最低的比例控制信号传递给主泵(260)，主泵(260)与之成比例地吐出最小的工作油流量(L)。
即，在无实质性作业的情况下，主泵(260)只吐出最小的流量。这最终使得不向发动机提供实质性负载，使发动机以空转(idle)状态驱动。
在这种系统(300)中，如果是实施DPF强制再生的情形，则不出现实质性作业负载，因此，发动机(110)在空转状态(即，低rpm)下驱动。
如前所述，为更迅速地执行DPF强制再生，要求把从发动机(210)排出的废气的温度升高至作为DOC(240)与燃料间引起发热反应所需标准的既定温度(例如，约235℃)以上，因此，本发明通过向发动机(210)提供并非实质性作业的非工作负载，从而能够迅速升高废气的温度。
即，在该实施形态中，可以只向第一比例控制阀(280)提供控制信号(S)，把从第一比例控制阀(280)传递的第一比例控制信号(282)任意控制为最大，因此，即使不执行实质性作业，主泵也能够持续地吐出最大流量的工作油。
于是，在主泵(260)吐出最大流量的工作油期间，随之向发动机(210)提供任意的作为强制负载的所谓“非工作负载”，发动机(210)因而进行驱动，从而与空转状态相比，能够更快地升高废气的温度。
废气达到既定温度后，即，达到约235℃后，借助于该废气的温度，DOC(240)与燃料间的发热反应得到促进，借助由发热反应而出现的约600℃～700℃的高温，配置于DOC(240)后端的DPF(230)内捕集的微尘(soot)可以被除碳。即，可以实施DPF再生。
如上所述，该实施形态的特征在于，把向以正控制方式驱动的主泵(260)传递的第一比例控制阀(280)的第一比例控制信号(282)任意控制为最大，因此，通过使主泵(260)吐出最大流量的工作油，从而把“非工作负载”提供给发动机(210)，因而其特征在于，发动机(210)通过负载，比以往以空转状态驱动时更迅速地排出高温度的废气，优选地，排出促进DOC(240)的发热反应所需的既定温度的废气。
下面参照附图，说明本发明的优选的另一实施形态。
图5是图示本发明另一实施形态的DPF强制再生系统的框图。
如果具体考查，该实施形态的DPF强制再生系统(400)包括：发动机(110)，其具备涡轮增压器(112)；柴油氧化催化剂装置(DOC)(140)及柴油微粒过滤器(DPF)(130)，其依次配置于从发动机(110)排出的废气的排气路径(120)上；燃料投入装置(150)，其从DOC(140)的前端向排气路径上投入燃料。
另外，在发动机(110)中，连接有向工程机械的各种作业端(例如，动臂、铲斗、转动电机等)供应工作油的主泵(图中未示出)，以及例如向使冷却风扇(474)旋转驱动的风扇马达(472)供应工作油的风扇泵(F/P；FanPump)(160)。
该风扇泵(160a)可以是能够根据泵调节器(图中未示出)的控制而变更斜板角、使流量可变的可变风扇泵，可以通过诸如第二比例控制阀(460)的控制装置传递的第二比例控制信号(462)进行控制。
在另一实施例的形态中，应用于油冷却器(470)的冷却风扇(472)可以借助于风扇马达(472)而旋转，其中，所述风扇马达(472)从风扇泵(160a)接受工作油供应并被驱动。
另外，应用于散热器(480)的冷却风扇(484)可以不包括另外的风扇马达等，而是与发动机(110)直接连接并旋转。
需要注意的是，在另一实施例的形态中，显示为油冷却器(470)通过风扇泵(160a)与发动机连接、散热器(480)直接与发动机(110)连接的状态，但并非限定于此，这些要素可以以多种形态构成。
在图中，省略了包括主泵和通过其驱动的各作业端(动臂、铲斗、转动电机等)以及对应于各作业端的多个控制阀等的液压驱动部分，在DPF强制再生时，这些作业端实质上不驱动，因此，以下省略关于其的详细说明。
在这种系统(400)中，如果是驾驶员或控制器为了选择强制再生而操作选择开关(图中未示出)，实施DPF强制再生的情形，则不出现实质性作业负载，因而发动机(110)在空转状态(即，低rpm)下驱动。
如前所述，为更迅速地执行DPF强制再生，要求把从发动机(110)排出的废气的温度升高至作为DOC(140)与燃料间引起发热反应所需标准的既定温度(例如，约235℃)以上，因此，本发明通过向发动机(110)提供并非实质性作业的非工作负载，从而能够迅速升高废气的温度。
在本发明的另一实施例中，术语“非工作负载”意味着在最终未实际驱动工程机械的各作业端的情况下向发动机(110)提供的任意的强制负载。
即，在另一实施例的形态中，可以控制使得从未与各作业端连接的风扇泵(160a)吐出最大流量的工作油，即，向控制风扇泵(160a)的第二比例控制阀(460)提供控制信号(S)，可以把从其传递的第二比例控制信号(462)任意控制为最大，因此，风扇泵与实质性作业无关地持续吐出最大流量的工作油。
于是，在风扇泵(160a)吐出最大流量的工作油期间，随之向发动机(110)提供任意的作为强制负载的所谓“非工作负载”，发动机(110)因而进行驱动，从而与空转状态相比，能够更快地升高废气的温度。
废气达到既定温度后，即，达到约235℃后，借助于该废气的温度，DOC(140)与燃料间的发热反应得到促进，由于借助发热反应而出现的约600℃～700℃的高温，配置于DOC(140)后端的DPF(130)内捕集的微尘(soot)可以被除碳。即，可以实施DPF再生。
如上所述，另一实施例形态的特征在于，把针对驱动多个冷却风扇旋转的风扇泵传递的比例控制信息任意地控制为最大，其中，所述冷却风扇与各作业端(例如，动臂、铲斗及转动电机等)无关地另行驱动，因此，使得风扇泵(160a)吐出最大流量的工作油，从而把“非工作负载”提供给发动机(110)，因此，其特征在于，发动机(110)通过负载，比以往以空转状态驱动时更迅速地排出较高温度的废气，优选地，排出促进DOC(140)的发热反应所需的既定温度的废气。
接下来，图6图示了与图5类似的实施形态，不同之处只是油冷却器(470)和散热器(480)均配置得借助于另行驱动的风扇马达(472及482)而旋转。
即，在图5的系统(400)中，散热器(480)应用与发动机直接连接的冷却风扇，相反，在图6的系统(400')中，不同之处在于，散热器(480)与油冷却器(470)一样，使用借助于风扇泵(160a)而接受工作油供应并驱动的另行的风扇马达(482)进行工作。
即，图6所示的所有冷却风扇(474、484)构成得均借助于以风扇泵(160a)驱动的风扇马达(472、482)而旋转，除此之外，与图5的构成实质上相同，因而可以理解为图5的实施形态的变形例。
另外，在以上的实施形态中，借助于风扇泵(160a)而驱动的风扇马达(472、482)针对各个油冷却器(470)及散热器(480)只示出2台，但并非限定于此，这是不言而喻的。
另外，风扇泵(160a)也可以构成得例如在操纵操纵座内操纵杆时供应所需工作油，或供应工程机械的转向装置及制动装置等中使用的工作油。
不过，在DPF强制再生步骤中，不要求发生工程机械的实质性作业，因此，在不实施实质性作业(动臂、铲斗等的驱动或工程机械的转向或制动等)的同时，能够使风扇泵(160a)吐出最大流量的工作油的范围内，本发明均可应用。
例如，当执行DPF强制再生时，为冷却发动机室产生的热，可以配置另外的冷却扇，这种冷却风扇也可以通过连接于本发明的风扇泵(160a)的风扇马达而驱动。
接下来，图7是图示与本发明另一实施形态不同的实施形态的DPF强制再生方法的顺序图。
根据图7，该实施形态为了实施DPF强制再生，发动机在空转状态下驱动并开始(S100)。为执行DPF再生，要求能够对DPF内捕集的微尘(包含煤烟等的微粒)进行除碳(再生)的例如600℃～700℃的较高温度，这可以借助在DPF强制再生步骤中DOC与投入的燃料间的发热反应来实现。
因此，只有废气温度达到作为能够促进DOC的发热反应的既定温度的约235℃，DPF强制再生才会执行。
为此，在排气路径上的DOC的前端，测量废气的温度(S110)。
测量的温度与能够促进发热反应的既定温度(约235℃)进行比较(S120)。
根据比较结果，如果测量的温度为既定温度以下，则如前所述，驱动由风扇泵构成的强制负载生成装置，生成非工作负载，将其提供给发动机(S130)。
发动机接受非工作负载并驱动，从而在无诸如动臂、铲斗等驱动的实质性作业负载的情况下，能够比空转状态更快地升高废气的温度(S140)。
废气的温度上升至能够促进DOC的发热反应的既定温度后，借助于DOC与燃料间的发热反应，生成比既定温度(约235℃)更高的高温(约600℃～700℃)，借此对DPF内捕集的微尘进行除碳(再生)(S150)。
然后，确认再生是否完成后(S160)后，DPF强制再生方法结束。
而且，在前述的测量温度比较步骤(S120)中，如果判断为测量温度超过既定温度，则确认强制负载生成装置是否处于驱动中，然后，如果处于驱动中，则使驱动中的强制负载生成装置停止，停止非工作负载的生成(S470)。
即，去除提供给发动机的非工作负载，使发动机以空转状态驱动，从而能够防止燃料不必要的消耗。
例如，向发动机提供非工作负载的目的，是把废气温度升高至能够促进DOC发热反应的既定温度，从这一点而言，在确认该目的已经实现的状态后，没有必要再向发动机提供“非工作负载”。
当然，直到再生完成之前，通过持续反复测量DOC前端的废气温度的步骤及以后步骤(S110～S160)，从而实时决定是否提供非工作负载，因而可以减少不必要的燃料消耗量。
如以上所作的说明，本发明在实施DPF强制再生时，向发动机提供并非实质性的工程机械作业负载的非工作负载，以便与发动机以空转状态驱动的以往情形相比，能够更快地把废气温度升高至既定温度，从而缩短DPF强制再生所需的时间，同时，能够因时间缩短而节省燃料消耗量。
另外，通过根据废气的温度有选择地提供非工作负载，从而在废气温度超过既定温度的情况下，切断非工作负载的提供，结果能够节省燃料消耗量。
工业上的利用可能性
本发明的工程机械的液压系统在控制电磁液压泵的电磁控制部工作不正常时，特别是因输入电磁控制部的操纵杆的操作量未能正常传递而造成电磁控制部无法控制时，可以用于临时驱动工程机械。

Claims (5)

1.一种利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统，其特征在于，包括：
发动机(110)；
泵(160、260、160a)，其直接连接于所述发动机(110)，吐出工作油，能够使所述工作油的吐出流量可变；
柴油微粒过滤器(DPF)(130)，其配置于从所述发动机出来的废气排出到外部的排气路径(120)上；
燃料投入装置(150)，其在既定温度下，将燃料投入所述排气路径，从而进行使所述柴油微粒过滤器中捕集的微尘燃烧并去除的DPF强制再生；
选择开关，其用于选择所述DPF强制再生；以及
强制负载生成装置，其在选择所述DPF强制再生时，通过使所述泵的吐出流量增加，从而向所述发动机(110)提供非工作负载，
所述泵包括主泵，所述主泵直接连接于所述发动机，供应作业端的驱动所需的工作油，
当所述主泵(160)以反馈基于通过中心旁路管路(162)回收到油箱(164)的工作油的压力的信号值(180)，而控制工作油的吐出流量的负控制方式驱动时，
所述强制负载生成装置在DPF强制再生时，将所述反馈的信号值任意调整为最低，从而使得所述主泵(160)吐出最大流量的工作油。
2.根据权利要求1所述的利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统，其特征在于，
所述反馈的信号值(180)是通过回收到所述油箱(164)的工作油被接入所述主泵的泵调节器而生成，
所述强制负载生成装置还包括电磁阀(190)，所述电磁阀(190)配置于传递所述反馈的信号值的路径上，
所述最低的反馈的信号值是通过切断所述电磁阀(190)而生成。
3.一种利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统，其特征在于，包括：
发动机(110)；
泵(160、260、160a)，其直接连接于所述发动机(110)，吐出工作油，能够使所述工作油的吐出流量可变；
柴油微粒过滤器(DPF)(130)，其配置于从所述发动机出来的废气排出到外部的排气路径(120)上；
燃料投入装置(150)，其在既定温度下，将燃料投入所述排气路径，从而进行使所述柴油微粒过滤器中捕集的微尘燃烧并去除的DPF强制再生；
选择开关，其用于选择所述DPF强制再生；以及
强制负载生成装置，其在选择所述DPF强制再生时，通过使所述泵的吐出流量增加，从而向所述发动机(110)提供非工作负载，
所述泵包括主泵，所述主泵直接连接于所述发动机，供应作业端的驱动所需的工作油，
当所述主泵(260)以基于对应于操纵座内操纵杆操作而生成的比例控制信号(282)，而控制工作油的吐出流量的正控制方式驱动时，
所述强制负载生成装置在DPF强制再生时，将所述比例控制信号(282)任意调整为最大，从而使得所述主泵(260)吐出最大流量的工作油。
4.一种利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统(400)，其特征在于，包括：
发动机(110)；
泵(160、260、160a)，其直接连接于所述发动机(110)，吐出工作油，能够使所述工作油的吐出流量可变；
柴油微粒过滤器(DPF)(130)，其配置于从所述发动机出来的废气排出到外部的排气路径(120)上；
燃料投入装置(150)，其在既定温度下，将燃料投入所述排气路径，从而进行使所述柴油微粒过滤器中捕集的微尘燃烧并去除的DPF强制再生；
选择开关，其用于选择所述DPF强制再生；以及
强制负载生成装置，其在选择所述DPF强制再生时，通过使所述泵的吐出流量增加，从而向所述发动机(110)提供非工作负载，
所述泵包括为了向驱动冷却风扇(474、484)的风扇马达(472、482)供应工作油而直接连接于所述发动机的风扇泵(160a)，
所述强制负载生成装置在DPF强制再生时，控制使得所述风扇泵(160a)在不引起工程机械的实质性作业的情况下任意吐出最大流量的工作油，从而生成非工作负载，由此所述发动机(110)排出所述既定温度以上的废气。
5.根据权利要求4所述的利用非工作负载的柴油微粒过滤器强制再生系统，其特征在于，
所述风扇泵(160a)为可变风扇泵，
DPF强制再生时，通过将传递给所述可变风扇泵的泵调节器的第二比例控制信号(462)任意调整为最大，使得所述风扇泵吐出最大流量的工作油。
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