用于柴油机排气处理液输送系统的控制系统的制作方法

本发明涉及一种用于柴油机排气处理液输送系统的控制系统。本发明还涉及一种控制柴油机排气处理液输送系统的方法以及包括控制器和柴油机排气处理液喷射器的柴油机排气处理液输送系统。

背景技术：

1、已知提供用于将排气处理液传送到车辆的排气后处理系统中的处理液输送系统。柴油机排气处理液(diesel exhaust fluid,简称def)是由纯净水和汽车级水性尿素组成的无毒液体。排气后处理系统使用def来分解发动机燃烧期间上游产生的nox气体。排气后处理系统有助于确保车辆nox排放保持在规定水平以下。

2、def通常由位于选择性催化还原(scr)催化剂上游的喷射器喷射或喷洒到车辆排气流中。喷射器可操作以将def喷射到排气系统中，同时通常设置泵以经由供给管线将def从源罐泵送到喷射器。def泵被以保持向喷射器正常供应def的方式控制。所喷射的def在scr催化剂中分解成氨和二氧化碳。def中的氨然后与排气中的nox反应形成氮气和水。scr内发生的催化反应因此有助于降低车辆排放物中的nox水平。

3、已建立政府立法以促进使用监测系统，该监测系统向车辆用户提供有关def输送系统是否正常运行的指示。随着时间的推移，喷射器可能会被颗粒堵塞或阻塞，从而限制进入排气系统中的def流。喷射器由于位于排气系统内而承受高温。因此，提供能够在def供应系统的整个生命周期内直接监测喷射器性能的传感器既困难又昂贵。

4、为了监测def输送系统性能而设置的系统通常被布置成监测泵的工作状况，泵的工作状况可以用于近似估计def输送系统的输出。然而，def泵独立于喷射器工作，这使得监测系统难以对喷射到排气系统中的def的流速提供可靠估计。

5、因此，此类def输送监测系统无法准确确定车辆的def输送系统是否在可接受的工作限制内运行，甚至无法确定车辆的def输送系统如何随时间劣化。本发明的目的是解决与已知的def输送监测系统相关联的缺点。

技术实现思路

1、根据本发明的一实施方式，提供了一种用于控制柴油机排气处理液(def)输送系统的工作的柴油机排气处理液(def)输送系统控制器，所述def输送系统包括连接到喷射器的def源，所述喷射器用于将def喷射到车辆排气后处理系统中，所述控制器包括：输入端，所述输入端被布置成接收指示所述def输送系统内的def的压力的输入信号；监测模块，所述监测模块被布置成监测所述输入信号的可测量参数；校准模块，所述校准模块被布置成基于所述def输送系统的所确定的特性来校准所述可测量参数；确定模块，所述确定模块被布置成基于所述输入信号的经校准的参数来预测喷射到所述排气后处理系统中的def的流速；诊断模块，所述诊断模块被布置成基于所预测的流速来确定诊断信号，以指示所述喷射器的工作状况；以及输出端，所述输出端被布置成输出所述诊断信号。

2、控制器被有利地布置成校准输入信号的测量参数以提供对def流速的更准确的预测。诊断模块使用得到的流速预测来确定关于def输送系统工作状态的增强指示。因此，控制器提供了检测排气后处理系统是否能够从车辆的发动机排气中充分去除nox的便利手段。

3、可测量参数可以包括输入信号的移动均方根(rms)值。rms值是输入信号的连续可变值，其可以由控制器动态监测。

4、所确定的特性可以包括对应于车辆排气后处理系统对def流量的需求最小时的最小rms值。

5、最小def流量需求状况可以与def输送系统的喷射器不可操作以将def供应到排气系统的情况相关联。因此，可测量参数的任何可识别特征都可以归因于def输送系统的其它部件(例如def供应泵)的操作。

6、校准模块可以被布置成从移动rms值中减去最小rms值以便确定经校准的参数值。减去最小rms值使控制器能够方便地将可能的异常值和错误与输入信号分离开来。

7、校准模块可以被布置成通过在def流量需求基本上小于10mg/s时(这可以对应于def输送系统的存在对将def喷射到排气中的最小需求的状况)的预定时段内测量移动rms值来确定最小rms值。低于该水平的def流量需求可以对应于与def输送系统的背景工作状态相关的rms值。

8、校准模块可以被布置成当def流量需求基本上小于5mg/s或另选地基本上小于1mg/s时确定最小rms值。

9、可测量参数可以包括对应于由喷射器将def喷射到车辆排气后处理系统期间的压力变化的幅度值。def的喷射可以指喷射的时段(即，当喷射器被启动以使得def能够流入排气系统中时)。def的喷射也可以指两个分离喷射事件之间的时间段。

10、校准模块可以被布置成将标量函数(scaler function)应用于幅度值，以便计算在各个喷射事件期间由喷射器喷射的def的质量。

11、标量函数可以包括指示作为喷射器的占空比的函数的、由喷射器喷射的def的质量的信息。校准模块可以被布置成从查找表确定标量函数。

12、确定模块可以被布置成确定作为特定喷射时段的函数的def的流速，该特定喷射时段可以表示喷射器被配置在打开位置的时间段占喷射器被控制器启动的总时间的比例。所得的def流速可以考虑到喷射器被启动但未打开的时段，从而更准确地限定在给定时间段内通过def输送系统的def的质量的表示。

13、根据前述段落中任一段落的控制器可以与压力感测装置组合提供，该压力感测装置向控制器提供输入信号。控制器的输入端可以被配置成接收输入信号，该输入信号包括与在将def源连接到喷射器的导管内流动的def的压力相关联的压力传感器信息。

14、诊断模块可以被布置成控制显示装置，以在所确定的流速偏离预定流速的情况下指示喷射器的工作状态。诊断模块能够有利地向车辆的用户传送def输送系统在次优状况下工作。

15、控制器还可以包括命令模块，该命令模块被布置成基于所确定的流速来确定用于控制喷射器的命令信号，其中，输出端可以被布置成将命令信号输出到喷射器。命令模块可以控制喷射器的操作，以便通过调整进入排气系统的def的输出来补偿def输送系统的次优运行。控制器可以被布置成输出用于控制def输送系统的其它部件(例如包括供给管线泵)的操作的命令信号。

16、根据本发明的另一方面，提供了一种def输送系统，该def输送系统包括喷射器和根据前述段落中任一段落的控制器。

17、根据本发明的又一方面，提供了一种诊断柴油机排气处理液(def)输送系统的工作的方法，所述def输送系统包括连接到喷射器的def源，所述喷射器用于将def喷射到车辆排气后处理系统中，所述方法包括：接收指示所述def输送系统内的def的压力的输入；监测所述输入信号的可测量参数；基于所述def输送系统的所确定的特性来校准所述可测量参数；基于所述输入信号的经校准的参数来确定喷射到所述排气后处理系统中的def的流速；以及基于所确定的def流速来诊断所述喷射器的工作状况。

18、可测量参数可以包括输入信号的移动均方根(rms)值。所确定的特性可以包括对应于车辆排气后处理系统对def流量的需求最小时的最小rms值。

19、校准所述可测量参数可以包括从所述移动rms值减去所述最小rms值以确定所述经校准的参数值。减去最小rms值的效果是有利地针对def输送系统的对应于车辆排气系统需要最小def水平时的最小状况来校准移动rms值。

20、校准所述可测量参数可以包括通过在def流量需求基本上小于10mg/s时的预定时段内测量所述移动rms值来确定所述最小rms值。在实施方式中，确定def流量需求基本上小于5mg/s或另选地基本上小于1mg/s时的最小rms值。

21、可测量参数可以包括对应于由喷射器将def喷射到车辆排气后处理系统期间的压力变化的幅度值。

22、校准所述可测量参数可以包括将标量函数应用于所述幅度值，以便计算在各个喷射事件期间由所述喷射器喷射的def的质量，所述标量函数包括指示作为所述喷射器的占空比的函数的、由所述喷射器喷射的def的质量的信息。

23、校准所述可测量参数的步骤可以包括从查找表确定所述标量函数。输入可以包括与在将def源连接到喷射器的导管内流动的def的压力相关联的压力传感器信息。

24、该方法可以包括在所确定的流速偏离预定流速的情况下控制显示装置，以基于所确定的def流速来指示将def喷射到所述车辆排气后处理系统中的喷射器的工作状态。

25、然而，应当理解，其它布置也是有用的，因此，本发明不旨在限于任何特定布置。在任何情况下，上述指令集(或方法步骤)可以嵌入在计算机可读存储介质(例如，非暂时性存储介质)中，该计算机可读存储介质可以包括用于以机器可读或电子处理器/计算设备可读的形式存储信息的任何机制，包括但不限于：磁存储介质(例如软盘)；光存储介质(例如，cd-rom)；磁光存储介质；只读存储器(rom)；随机存取存储器(ram)；可擦除可编程存储器(例如，eprom和eeprom)；闪速存储器；或用于存储此类信息/指令的电子或其它类型的介质。

26、应当理解，前述内容仅表示相对于def输送系统的可以包括的特定子系统以及那些子系统与控制器的布置的可能性中的一些可能性。因此，将进一步理解，包括其它或附加子系统和子系统布置的def输送系统的实施方式仍在本发明的精神和范围内。附加子系统可以包括例如与车辆排气系统的操作有关的系统。

27、在本技术的范围内，在此明确表示，在前述段落、权利要求和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和另选方式、特别是其各个特征可以独立地或以任意组合来采用。即，所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合进行组合，除非这些特征不兼容。申请人保留相应地更改任何最初提交的权利要求或提交任何新的权利要求的权利，包括修改任何最初提交的权利要求以依赖和/或合并任何其它权利要求的任何特征的权利，尽管最初未以这种方式要求保护。