CN107654274B - 调节和显示尿素溶液液位测量值以及使加热器运转的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种调节和显示尿素溶液液位测量值以及使加热器运转的方法和系统，该调节和显示尿素溶液液位测量值的方法可以包括：利用尿素溶液品质传感器，测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度；利用测量的尿素溶液浓度，确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中；当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，根据尿素溶液浓度，调节尿素溶液液位测量值；将尿素溶液液位测量值与参考尿素溶液液位测量值进行比较；当尿素溶液液位测量值小于参考尿素溶液液位测量值时，点亮警示灯。

Description

调节和显示尿素溶液液位测量值以及使加热器运转的方法和 系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月25日提交的韩国专利申请第10-2016-0094294号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种调节和显示尿素溶液液位测量值以及使加热器运转的方法和系统。更具体的，本发明涉及一种通过经由尿素溶液品质传感器来确定不纯的尿素溶液注入从而进行尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的方法和系统。
背景技术
一般而言，经由排气歧管而从发动机排放的排气被引导至形成在排气管路上的催化剂转换器并且被净化。之后，排气在其经过消声器时噪声减小，并且通过尾管而被排放到空气中。
选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)转换器是这些催化转换器中的一种。
SCR意为例如尿素、氨、一氧化碳和碳氢化合物(HC)的还原剂，这种还原剂相较于氧能更好地与氮氧化物进行反应。
设置有SCR转换器的车辆的排气系统包括尿素溶液箱和配料模块(dosingmodule)。该配料模块将还原剂(例如尿素)注入到经过排气管路的排气中。由此，SCR转换器能够有效地减少氮氧化物。
但是，在SCR转换器中的氮氧化物的净化效率极大地受到尿素品质的影响。即，如果尿素的品质不合适，则SCR转换器很难对氮氧化物进行净化。因此，规定要求应当在车辆上安装用于警告尿素品质不合适的装置。
尿素溶液品质传感器逐渐地被用于警告不合适的尿素品质。不纯的尿素溶液的注入导致了尿素溶液箱液位识别的错误。不纯的尿素溶液相比正常的尿素溶液会更快地冻结，从而会损伤尿素溶液喷射器和泵。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供这样一种方法和系统：通过利用尿素溶液品质传感器来确定不纯的尿素溶液、调节尿素溶液箱液位错误识别、并且根据不纯的尿素溶液浓度来设定加热器运转条件，从而将注射器和泵的损伤的可能性最小化。
根据本发明的示例性的实施方案的一种调节和显示尿素溶液液位测量值的方法包括：利用尿素溶液品质传感器，测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度；利用测量的尿素溶液浓度，确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中；当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，根据尿素溶液浓度，调节尿素溶液液位测量值；将尿素溶液液位测量值与参考尿素溶液液位测量值进行比较；当尿素溶液液位测量值小于参考尿素溶液液位测量值时，点亮警示灯。
同时，根据本发明的示例性的实施方案的一种使加热器运转的方法包括：利用尿素溶液品质传感器，测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度；利用测量的尿素溶液浓度，确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中；当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，确定尿素溶液温度是否低于根据不纯的尿素溶液的加热器运转条件温度；当尿素溶液温度低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度时，加热器运转。
同时，根据本发明的示例性的实施方案的使加热器运转的方法可以进一步包括：当没有不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，确定尿素溶液温度是否低于零下7度，并且当尿素溶液温度低于零下7度时，所述加热器运转。
同时，可以通过测量根据不纯的尿素溶液浓度的冰点，来设定根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度。
同时，当不纯的尿素溶液浓度为100％时，加热器运转条件温度可以为0度。
同时，当不纯的尿素溶液浓度为50％时，加热器运转条件温度可以为零下5度。
根据本发明的示例性的实施方案的一种调节和显示尿素溶液液位测量值以及使加热器运转的系统包括：尿素溶液温度传感器，其测量尿素溶液温度；尿素溶液液位传感器，其测量尿素溶液液位；尿素溶液品质传感器，其测量尿素溶液品质；以及控制器，其与所述尿素溶液温度传感器、尿素溶液液位传感器和尿素溶液品质传感器连接，并且在尿素溶液不足时点亮警示灯，以及根据尿素溶液温度来施加使加热器运转的信号。
所述控制器可以利用尿素溶液品质传感器来测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度，并且经由测量的尿素溶液浓度来确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中。
当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，所述控制器可以根据尿素溶液浓度来调节尿素溶液液位测量值。
所述控制器可以比较尿素溶液液位测量值和参考尿素溶液液位测量值，并且当尿素溶液液位测量值小于参考尿素溶液液位测量值时，点亮警示灯。
当根据测量的尿素溶液浓度，不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，所述控制器可以确定尿素溶液温度是否低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度，并且，当尿素溶液温度低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度时，所述控制器施加使加热器运转的信号。
当根据测量的尿素溶液浓度，确定没有不纯尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，所述控制器可以确定尿素溶液温度是否低于零下7度，并且当尿素溶液温度低于零下7度时，所述控制器施加使加热器运转的信号。
根据本发明，可以根据不纯的尿素溶液的状态而准确地点亮尿素溶液不足警示灯。
此外，通过根据不纯的尿素溶液浓度确定最佳加热器运转条件，能够提高加热器的效率，并且尿素溶液注入器和尿素溶液泵损伤的可能性能够最小化。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为示例性的排气系统的示意图，其中，尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统可以应用至该排气系统。
图2为根据本发明的示例性的实施方案的尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统的方框图。
图3为根据本发明的示例性的实施方案的尿素溶液液位测量值的调节和显示的方法的流程图。
图4为根据本发明的示例性实施方案的使加热器运转的方法的流程图。
应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性的实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为这些示例性的实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
下文将参考所附附图对本发明进行更为全面的描述，在这些附图中显示了本发明的示例性实施方案。本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。
此外，在示例性的实施方案中，由于同样的附图标记指代具有相同配置的元件，各个示例性的实施方案会进行代表性的描述，并且在其他的示例性的实施方案中，只有不同于各个示例性的实施方案的配置会得到描述。
附图只是示意性的，其并不一定按比例进行绘制。为了清楚和简便，附图中的各部件的相对尺寸和比例会被扩大或减少，并且这些尺寸仅是示例性的而并非限定性的。此外，在两个或多个视图中示出的相同的结构、元件或组件使用相同的附图标记来显示类似的特征。应当理解，当诸如层，膜，区域或基底的元件被称为在另一元件“上”时，它可以是直接在其他元件上或者也可以存在中间元件。
本发明的示例性的实施方案详细地示出了本发明的一个示例性的实施方案。结果是，附图的各种改变将是可预期的。因此，该示例性的实施方案并不限于所示出的范围的特定方面，并且例如，包括通过制造来改变的方面。
现在，将参考图1来描述根据本发明的示例性实施方案的一种排气系统，其中，尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统可以应用至该排气系统。
参见图1，产生于发动机10的排气依次穿过微粒过滤器30和选择性催化还原(SCR)转换器50。在该过程中，包含在排气中的有害物质可以被去除。根据环境需要，可以使用氧化催化器来代替微粒过滤器30或者可以使用氧化催化剂和微粒过滤器30。微粒过滤器30和SCR转换器50安装在排气管路20上。
发动机10将空气-燃料混合物(其中燃料和空气混合)燃烧，以将化学能转化为机械能。发动机10连接至进气歧管，以将空气接收至燃烧室12中，并且发动机10连接至排气歧管，以将在燃烧过程中产生并且在排气歧管中汇集的排气排出到车辆的外部。喷射器14安装在燃烧室12中，以将燃料喷射到燃烧室内。
排气管路20连接至排气歧管，并且排气经由排气管路20被排放到车辆的外部。
微粒过滤器30在排气管路20上安装在发动机10的下游，并且捕获包含在排气中的烟尘。
SCR转换器50在排气管路20上安装在微粒过滤器30的下游，并且利用还原剂将包含在排气中的氮氧化物还原为氮气。
为了这些目的，该排气系统进一步包括：尿素溶液箱60、尿素溶液泵70和给料装置40。
尿素溶液箱60将尿素溶液存储在其中。
尿素溶液泵70泵送尿素溶液箱60中的尿素溶液。
给料装置40将通过尿素溶液泵70泵送的尿素溶液喷射入排气管路20。给料装置40在微粒过滤器30和SCR转换器50之间安装在排气管路20上，并且将尿素溶液注入到将要流进SCR转换器50的排气中。注入到排气中的尿素溶液分解为氨，并且分解得到的氨用作用于氮氧化物的还原剂。
图2为根据本发明的示例性的实施方案的尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统的方框图。
如图2所示，根据本发明的示例性的实施方案的尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统包括：尿素溶液温度传感器82、尿素溶液液位传感器84、尿素溶液品质传感器86、控制器80、警示灯88、加热器90、以及发动机10。
尿素溶液温度传感器82安装于尿素溶液箱60，检测存储在尿素溶液箱60中的尿素溶液的温度，并将对应于尿素溶液温度的信号传输至控制器80。
尿素溶液液位传感器84安装于尿素溶液箱60，并且利用超声波来检测尿素溶液箱60中的原始(raw)尿素液位。通常的，尿素溶液箱60中的尿素溶液的液面在车辆行驶期间持续地变化。在该说明书中，原始尿素液位意为在任意时刻检测的尿素液位，并且尿素液位意为对于任意时段的原始尿素液位的平均值。即，原始尿素液位是即使尿素并没有被供应也没有被消耗也持续地变化的值，而尿素液位是当尿素没有被供应也没有被消耗时不会变化的值。尿素溶液液位传感器84可以基于原始尿素液位来确定尿素液位，并且将对应于尿素液位的信号传输至控制器80。相反的，尿素溶液液位传感器84可以将对应于原始尿素液位的信号传输至控制器80。在后面的情况中，控制器80可以基于原始尿素液位来计算尿素液位。在本说明书和权利要求书中，应该理解检测尿素液位包括：尿素溶液液位传感器84检测原始尿素液位并且确定尿素液位；以及尿素溶液液位传感器84检测原始尿素液位并且控制器80确定尿素液位。
尿素溶液品质传感器86检测尿素溶液品质，并且将对应于尿素溶液品质的信号传输至控制器80。这里，尿素溶液品质可以为尿素溶液浓度。
控制器80与尿素溶液温度传感器82、尿素溶液液位传感器84和尿素溶液品质传感器86连接，并且在尿素溶液不足时点亮警示灯88，以及根据尿素溶液的温度来使加热器运转。
控制器80利用尿素溶液品质传感器86来测量注入到尿素溶液箱60中的尿素溶液浓度，并且经由测量的尿素溶液浓度来确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱60中。
此外，当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱60中时，控制器80根据尿素溶液浓度来调节尿素溶液液位测量值，并且比较尿素溶液液位测量值和参考尿素溶液液位测量值，当尿素溶液液位测量值小于参考尿素溶液液位测量值时，控制器80施加点亮警示灯88的信号。
此外，当根据测量的尿素溶液的浓度，不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，控制器80确定尿素溶液温度是否低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度，并且当尿素溶液温度低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度时，控制器80来施加使加热器90运转的信号。
此外，当根据测量的尿素溶液浓度，没有不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱60中时，控制器80确定尿素溶液温度是否低于零下7度，并且当尿素溶液温度低于零下7度时，控制器80施加使加热器90运转的信号。
控制器80可以通过经由预定程序工作的至少一个处理器实现，并且所述预定程序能够被程序化，以执行根据本发明的示例性的实施方案的尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的方法的每个步骤。
下面，将结合图3和图4，对根据本发明的示例性的实施方案的尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的方法进行详细描述。
图3为根据本发明的示例性的实施方案的尿素溶液液位测量值的调节和显示的方法的流程图。图4为根据本发明的示例性实施方案的使加热器运转的方法的流程图。
如图3所示，首先，在步骤S201，利用尿素溶液品质传感器来测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度。尿素溶液品质传感器检测尿素溶液品质，并且将对应于尿素溶液品质的信号传输至控制器。这里，尿素溶液品质可以为尿素溶液浓度。
下一步，在步骤S202，利用测量的尿素溶液浓度来确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中。所述不纯的尿素溶液意为混合有杂质的尿素溶液，而不是纯尿素溶液。
之后，在步骤S203，当确定不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，根据尿素溶液浓度来调节尿素溶液液位测量值。当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，液位测量值比正常的尿素溶液的液位测量值高出大约10％。通过利用在之前得到的实验数据而可以经由控制器将尿素溶液测量值调节为当使用正常的尿素溶液时的液位测量值。
之后，在步骤S204，比较尿素溶液液位测量值和参考尿素溶液液位测量值，并且在步骤S205，当尿素溶液液位测量值小于参考尿素溶液液位测量值时，点亮警示灯。
参见图4，首先，在步骤S301，利用尿素溶液品质传感器来测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度。下一步，在步骤S302，利用测量的尿素溶液浓度来确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中。
在步骤S303，当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，根据不纯的尿素溶液来确定尿素溶液温度传感器是否低于加热器运转条件温度。在这时，通过测量根据不纯的尿素溶液浓度的冰点，来设定根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度。当不纯的尿素溶液浓度为100％时，加热器运转条件温度可以为0度，当不纯的尿素溶液浓度为50％时，加热器运转条件温度可以为零下5度。
之后，当尿素溶液温度低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度时，在步骤S304，加热器运转。
在步骤S305，当没有不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，确定尿素溶液温度是否低于零下7度，并且当尿素溶液温度低于零下7度时，在步骤S304，加热器运转。
如上所述，根据本发明的示例性的实施方案，通过根据不纯的尿素溶液浓度来确定尿素溶液箱中的流体的冰点来可变地控制加热器运转的时间点，从而提高加热器的耐久性，并且优化加热器的运转效率。因此，尿素溶液注入器和尿素溶液泵损伤的可能性可以最小化。
为了在所附权利要求中方便解释和精确限定，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后部”、“后”、“内”、“外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。
前面对本发明具体示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。对这些示例性实施方案的选择和描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (10)

1.一种调节和显示尿素溶液液位测量值的方法，包括：
利用尿素溶液品质传感器，测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度；
利用测量的尿素溶液浓度，确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中，所述不纯的尿素溶液是混合有杂质的尿素溶液；
当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，根据尿素溶液浓度，调节尿素溶液液位测量值；
将尿素溶液液位测量值与参考尿素溶液液位测量值进行比较；
当尿素溶液液位测量值小于参考尿素溶液液位测量值时，点亮警示灯。
2.一种使加热器运转的方法，其包括：
利用尿素溶液品质传感器，测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度；
利用测量的尿素溶液浓度，确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中，所述不纯的尿素溶液是混合有杂质的尿素溶液；
当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，确定尿素溶液温度是否低于根据不纯的尿素溶液的加热器运转条件温度；
当尿素溶液温度低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度时，加热器运转。
3.根据权利要求2所述的使加热器运转的方法，进一步包括：
当没有不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，确定尿素溶液温度是否低于零下7度；
当尿素溶液温度低于零下7度时，所述加热器运转。
4.根据权利要求2所述的使加热器运转的方法，其中，通过测量根据不纯的尿素溶液浓度的冰点，从而设定根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度。
5.根据权利要求2所述的使加热器运转的方法，其中，当不纯的尿素溶液浓度为100％时，加热器运转条件温度为0度。
6.根据权利要求2所述的使加热器运转的方法，其中，当不纯的尿素溶液浓度为50％时，加热器运转条件温度为零下5度。
7.一种尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统，包括：
尿素溶液温度传感器，其测量尿素溶液温度；
尿素溶液液位传感器，其测量尿素溶液液位；
尿素溶液品质传感器，其测量尿素溶液品质；
控制器，其与所述尿素溶液温度传感器、尿素溶液液位传感器和尿素溶液品质传感器连接，并且在尿素溶液不足时点亮警示灯，以及根据尿素溶液温度来施加使加热器运转的信号；
所述控制器利用尿素溶液品质传感器来测量注入到尿素溶液箱中的尿素溶液浓度，并且经由测量的尿素溶液浓度来确定不纯的尿素溶液是否注入到尿素溶液箱中，所述不纯的尿素溶液是混合有杂质的尿素溶液；
当不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，所述控制器根据尿素溶液浓度来调节尿素溶液液位测量值。
8.根据权利要求7所述的尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统，其中，所述控制器比较尿素溶液液位测量值和参考尿素溶液液位测量值，并且当尿素溶液液位测量值小于参考尿素溶液液位测量值时，施加点亮警示灯的信号。
9.根据权利要求7所述的尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统，其中，当根据测量的尿素溶液浓度，不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，所述控制器确定尿素溶液温度是否低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度，并且当尿素溶液温度低于根据不纯的尿素溶液浓度的加热器运转条件温度时，所述控制器施加使加热器运转的信号。
10.根据权利要求7所述的尿素溶液液位测量值的调节和显示以及使加热器运转的系统，其中，当根据测量的尿素溶液浓度，没有不纯的尿素溶液注入到尿素溶液箱中时，所述控制器确定尿素溶液温度是否低于零下7度，并且当尿素溶液温度低于零下7度时，所述控制器施加使加热器运转的信号。
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