CN109844465B - 用于确定储箱中的液体量的方法和系统 - Google Patents

用于确定储箱中的液体量的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109844465B
CN109844465B CN201780065191.1A CN201780065191A CN109844465B CN 109844465 B CN109844465 B CN 109844465B CN 201780065191 A CN201780065191 A CN 201780065191A CN 109844465 B CN109844465 B CN 109844465B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
tank
subsystem
ultrasound
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780065191.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109844465A (zh
Inventor
马马杜·萨利乌·巴尔德
皮埃尔-安德烈·吉塔尔
尼古拉·于巴泰克
让-菲利普·罗兰
亚库巴·萨诺戈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nergy Automotive Systems Research SA
Original Assignee
Nergy Automotive Systems Research SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nergy Automotive Systems Research SA filed Critical Nergy Automotive Systems Research SA
Publication of CN109844465A publication Critical patent/CN109844465A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109844465B publication Critical patent/CN109844465B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F22/00—Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/80—Arrangements for signal processing
    • G01F23/802—Particular electronic circuits for digital processing equipment
    • G01F23/804—Particular electronic circuits for digital processing equipment containing circuits handling parameters other than liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/87—Combinations of sonar systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/12—Other sensor principles, e.g. using electro conductivity of substrate or radio frequency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1814—Tank level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
    • G01S2007/52014—Means for monitoring or calibrating involving a reference reflector integrated in the sensor or transducer configuration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

本发明提出一种用于确定储箱中的液体的量的方法，所述储箱包括：能够测量储箱内存在高于预定阈值水平的液体水平的第一超声波子系统；和至少一个第二超声波子系统，所述第二超声波子系统与所述储箱内的感应区域关联，并构造为测量表征所述液体的参数，所述感应区域位于预定阈值水平之下。所述方法包括以下步骤：检查由所述第一超声波子系统实现的测量的有效性(S10)；当检测到所述第一超声波子系统的测量无效时：(a)检查(S22)由所述第二超声波子系统实现的测量的有效性；(b)确定(S24、S25、S26)液体量，该量基于所述步骤(a)时的有效性检查的结果。

Description

用于确定储箱中的液体量的方法和系统
技术领域
本发明涉及液体感应系统，特别地涉及用于确定车辆储箱内的液体的水平的系统。例如，该液体可以是水溶液，即水。更特别地，本发明涉及用于确定车辆储箱内的液体混合物的量/浓度和水平的系统。例如，该液体混合物可以是存储在SCR系统(选择性催化还原系统)的储箱中的尿素水溶液，或存储在车载储箱中的燃料混合物(即柴油、汽油)。SCR(选择性催化还原)系统用于通过将一般是氨的还原剂注入排放线路来减少氮氧化物。该氨可通过氨前驱物溶液的热解来生产，该氨前驱物溶液的浓度可以是共晶的。这样的氨前驱物可以是尿素溶液，例如尿素和水的共晶溶液，像以商业名为
Figure BDA0002035147050000011
的市供溶液，该溶液是由大约32.5％去矿物质水和大约67.5％尿素组成的水溶液，尿素含量在31.8重量％至33.2重量％的范围内，包含大约18％的氨。替代地，所述液体可以是存储在车载水注射系统储箱中的水。术语“水注射”应理解为指将水喷洒到进入的空气或燃料-空气混合物中，或直接喷洒到气缸中，以冷却进气系统的某些部分，在这些部分处，“热点”可能会导致过早点火。取决于发动机，仅通过注射水也可获得功率和燃料效率的改善。水注射也可用于减少NOx或一氧化碳排放。水注射的技术效果是由于水具有非常高的蒸发热。随着环境温度的水注入发动机，热量从热的气缸头部和进气部转移到水中。热转移使水蒸发，由此冷却进气荷载。
更准确地说，本发明涉及一种用于确定这种储箱中的液体量的方法。在本说明书中，“液体”一般应理解为“处于液态”，除非明显提到液体是“处于冻结状态”。在这样的冻结状态，处于冻结状态的液体的自由性不足以在储箱外使用。
背景技术
US8733153B2披露了一种用于确定车辆储箱中的尿素溶液的品质和量两者的感应系统。该感应系统包括两个压电式超声波传感器。品质传感器布置为在反射器上反射超声波，水平传感器布置为在尿素溶液的表面上反射超声波。US873315B2还披露了一种用于确定超声波回音的有效性的方法。已知水平传感器不能感应检测水平阈值以下的水平，该检测水平阈值也称作死区水平，该水平限定零水平(即储箱底部，水平传感器的超声波在该处发出)与死区水平之间的死区。该死区一般是由于声波振响现象造成的。该文献没有说明当尿素溶液水平低于死区水平时如何确定尿素溶液的量。
发明内容
本发明的实施例的一个目的在于提供一种用于当储箱中的液体水平低于水平传感器死区水平时确定液体量的方法。
本发明的实施例的另一目的在于提供一种能够确定在冻结液体(尤其是冻结的尿素溶液)的解冻操作期间确定液体量的方法。
根据本发明的第一方面，提供一种用于确定储箱中的液体(或液体混合物)的量的方法，所述储箱包括：
-能够测量储箱内存在高于预定阈值水平的液体水平的第一超声波子系统；
-至少一个第二超声波子系统，所述第二超声波子系统与储箱内的感应区域关联，并构造为测量表征液体的参数，所述感应区域位于预定阈值水平之下。
所述方法包括以下步骤：
(a)检查由所述第二超声波子系统实现的测量的有效性；
(b)基于步骤(a)时的有效性检查的结果，确定液体量。
更确切地说，本发明涉及一种用于确定储箱中的液体(或液体混合物)的量的方法，所述储箱包括：
-能够测量储箱内存在高于预定阈值水平的液体水平的第一超声波子系统；
-至少一个第二超声波子系统，所述第二超声波子系统与储箱内的感应区域关联，并构造为测量表征液体的参数，所述感应区域位于预定阈值水平之下。
所述方法包括以下步骤：
-检查由所述第一超声波子系统实现的测量的有效性；
-当检测到所述第一超声波子系统的测量无效时：
(a)检查由所述第二超声波子系统实现的测量的有效性；
(b)确定液体量，该量基于步骤(a)的有效性检查的结果。
由此，无论是否认定由第一和第二超声波子系统实现的测量是有效的，都确定了液体量。
例如，在液体的非冻结温度下，当储箱中的液体水平低于第一超声波子系统的死区水平时，能够检测到第一超声波子系统的测量是无效的。在这样的情况下，特别有利的是通过评估第二超声波子系统的运作状态来提供对液体量的估计(确定)。
本发明的储箱配备有以测量储箱中液体水平为目的的第一超声波子系统(即水平传感器)和一个或数个用于其它目的的超声波子系统。第一超声波子系统展示出死区水平(即预定阈值水平)，在该死区水平之下，第一超声波子系统不能感应液体水平。本发明所基于的想法在于验证由用于测量液体水平之外的其它目的而存在于储箱中的第二超声波子系统实现的测量的有效性，从而确定在低于死区水平之下的感应区域中存在或不存在液体。
本发明还基于认识到：检测到给定感应区域的有效测量，则指示着在所述给定感应区域内存在液体。在一个有利实施例中，提出对每个感应区域关联预定的量数值。量数值可提前计算并存储在查询表中。例如，液体量可容易地作为感应区域在储箱内的位置和储箱的物理维度的函数来推导。在一个具体实施例中，液体量则根据有效性检查结果(即在哪个感应区域检测到有效测量)由查询表来确定或内推。
如上所述，第二超声波子系统不是构造为测量液体水平，而是相反地，构造为测量表征液体的参数。例如，这样的参数可以是物理特性(热容量、导电率)或化学特性(浓度、pH值)。
在一个具体实施例中，每个超声波子系统包括压电式超声波传感器。
在一个有利实施例中，第一超声波子系统和第二超声波子系统可安装/组装在相同模块(或支撑件)上以形成单一感应单元。
有利地，第一和第二超声波子系统构造为生成声波并检测声波的回音(即反射波)。在本发明的一个具体实施例中，当由第一超声波子系统或分别地由第二超声波子系统在预定时期内接收到回音时、和/或当回音的幅度处于预定范围内时，检测到测量是有效的。
这允许更加准确和可靠的有效性检查。
在一个具体实施例中，所述方法包括：
-检测液体是否处于冻结状态；
-当检测到液体处于冻结状态时，加热处于冻结状态的液体；
-实施步骤(a)，然后实施步骤(b)。
优选地，步骤(a)和随后的步骤(b)与加热步骤同时实施。
在一个具体实施例中，液体是尿素水溶液。在较冷的气候下，存储在储箱中的尿素溶液容易冻结，这是因为水-尿素共晶混合物的冻结温度高至-11℃。由于该原因，储箱正常配备有加热设备。例如，加热设备可以是电气加热器。而且，储箱正常配备有温度传感器。在该具体实施例中，当温度传感器检测到低于-11℃的温度时，加热设备被激活以解冻冻结的尿素溶液。本发明的一个优点在于，它在解冻过程(即通过加热)结束之前就提供液体量的数值。例如，因此能够在解冻过程期间就检测所需液体量并将其提供给车载消耗单元。在已知系统中，液体量数值一般在解冻过程结束时才能获得。
在一个有利实施例中，所述方法包括：
(c)检查由所述第一超声波子系统实现的测量的有效性；
(d)基于步骤(a)和(c)的有效性检查的结果，确定液体量。
步骤(c)可在步骤(a)之后或与其同时地实施。
由此，第一超声波子系统可用于确定液体量，即使是在死区水平之下。实际上，当检测到由第二超声波子系统实现的测量是有效的时，由第一超声波子系统给出的低于死区水平的水平数值可视为是有效的。其可行的原因在于，死区水平是具有安全边际的给定数值，以保证当液体水平高于死区水平时，数值是有效的。由此，即使当液体水平低于死区水平时，根据该实施例，如果来自第二超声波子系统的接收回音是有效的，则能够使用第一超声波子系统的水平数值来确定液体量。
有利地，步骤(b)包括从查询表获取预定量的步骤。
有利地，第二超声波子系统构造为测量液体组分的浓度数值。由此，第二超声波子系统是品质传感器。
有利地，所述液体是水溶液，尤其是尿素水溶液或水。
根据另一方面，本发明涉及一种系统，该系统包括：
储箱，该储箱包括：
-能够测量储箱内存在高于预定阈值水平的液体水平的第一超声波子系统；
-至少一个第二超声波子系统，所述第二超声波子系统与储箱内的感应区域关联，并构造为测量表征储箱中的液体的参数，所述感应区域位于预定阈值水平之下，
电子控制器，该电子控制器配置为：
-检查由所述第一和第二超声波子系统实现的测量的有效性；
-确定液体量，该量基于有效性检查的结果。
有利地，所述电子控制器还配置为实施如上所述的方法的步骤。
有利地，所述系统包括构造为检测液体是否处于冻结状态的温度传感器，该温度传感器优选地与第一超声波子系统和第二超声波子系统集合在同一模块上。
根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括上述系统。
附图说明
以下附图示出示例性实施例，因此不限制本发明的范围。说明它们的目的在于提供对本发明正确的理解。以下将结合附图说明本发明，在这些附图中：
-图1是本发明可应用的车辆液体存储系统的一个示例性实施例的示意图；
-图2示出描绘根据本发明的一个具体实施例的用于确定图1的系统中的液体量的逻辑操作步骤的操作流程图；
-图3示出描绘根据本发明的另一个具体实施例的用于确定图1的系统中的液体量的逻辑操作步骤的操作流程图。
具体实施方式
图1示出车辆液体存储系统的一个示例性实施例。如在图1的例子中示出的，该系统包括：
-用于存储液体2(例如尿素水溶液)的储箱1；
-根据本发明的一个具体实施例的液体感应系统；
-用于加热液体和/或在冷条件下(例如在-11℃下)处于冻结状态的液体的加热器5；以及
-温度传感器6。
在图1的例子中，液体感应系统包括用于确定储箱内的液体水平的第一超声波子系统3、用于确定液体组分浓度的第二超声波子系统4，和控制器7(也称作电子控制单元即ECU)。
第一超声波子系统3包括第一压电式超声波传感器31，其布置为使得由传感器产生的超声波在液体与储箱中的蒸气相(即不被液体占据但充有气体的空间)的界面处反射。使用脉冲反射方法(即音速技术)来确定储箱中的液体水平是为人熟知的，不进一步详细地说明。如在图1的例子中所示，第一超声波子系统3展现出死区水平8，第一超声波子系统在该死区水平之下不能感应液体水平。
第二超声波子系统4包括第二压电式超声波传感器41和反射器42。反射器42位于距离第二超声波传感器41已知距离处。由第二超声波传感器41生成的超声波43穿过液体传播，在反射器42上向第二超声波传感器41反射回来。所反射的超声波43被第二超声波传感器41检测到，在第二超声波传感器41上向反射器42反射回来。超声波43可在反射器42与第二超声波传感器41之间往复传递数次。使用脉冲反射方法(即音速技术)来确定液体的浓度/品质是为人熟知的，不进一步详细地说明。如图1的例子中所示，第二超声波子系统4与感应区域400关联，在该感应区域处，超声波可往复传递。感应区域400位于死区水平下方。
在一个替代实施例中，第一超声波子系统3、第二超声波子系统4和温度传感器6可集合在相同模块(或支撑件)上。
如以下参照图2所述，控制器7包括允许控制器确定储箱1中的液体量的一组计算机可执行指令。这些指令可例如设置在控制器的RAM中。替代地，指令可包含在具有计算机可读媒介的数据存储设备(例如USB盘或CD-ROM)上。
图2示出描绘根据本发明的一个具体实施例的用于确定储箱中的液体量的逻辑操作步骤的指令流程图。
在图2的例子中，在步骤S10，控制器7开启第一超声波传感器31(即水平传感器)，并判定由第一超声波传感器31接收的超声波回音32是否有效。在一个具体实施例中，当在预定时长内接收到回音时，判定超声波回音是有效的。在一个替代实施例中，当回音反射次数在预定范围内时，也判定回音是有效的。
如果在步骤S10判定接收的回音是有效的，控制器7执行步骤S110，在该步骤中，基于由第一超声波传感器31接收的回音，确定液体的量。在步骤S110，控制器7确定存在高于死区水平8的液体，并确定作为由第一超声波传感器31测得的水平的函数的液体量Q4。如果在步骤S10认定接收的回音是无效的，控制器7执行步骤S22。
在步骤S22，控制器7开启第二超声波传感器41(即浓度传感器)，并判定由第二超声波传感器41接收的超声波回音43是否有效。在一个具体实施例中，当在预定时长内接收到回音时，认定超声波回音是有效的。在一个替代实施例中，当回音反射次数在预定范围内时，也认定回音是有效的。
如果接收的回音43视为是有效的，则控制器7确定在感应区域400内存在液体，并继续到步骤23。
如果接收的回音43视为是无效的，则控制器7例如估计(步骤24)储箱中的液体量等于预定液体量Q1，该预定液体量是由控制器7例如从查询表获取的，并且作为至少温度和/或速率的函数。然后控制器7继续第二超声波子系统的有效性检查(即检查由第二超声波传感器41接收的有效回音)。
在步骤23，控制器7开启第一超声波传感器31(即水平传感器)，并判定从第一超声波传感器31接收的超声波回音是否有效。在一个具体实施例中，当在预定时长内接收到回音时，则判定超声波回音是有效的。在一个替代实施例中，当回音反射次数处于预定范围内时，也判定回音是有效的。由此，即使当液体水平L3略微低于死区水平8时，也能够使用第一超声波子系统的水平数值来确定液体量。换句话说，在该步骤23，用于判定接收的回音是否有效的预定时长或预定范围可不同于在步骤S10使用的预定时长或预定范围，这是因为由第二超声波子系统接收的回音被判定是有效的。
如果接收的回音视为是无效的，则控制器7确定在感应区域400内存在液体，并且在死区水平8以上没有液体。然后控制器7例如从查询表获取(步骤26)作为感应区域400在储箱内的位置和储箱的物理维度的函数的预定液体量Q2。要指出的是，Q2>Q1。
如果接收的回音视为是有效的，则控制器7确定在水平L3之上存在液体，并确定(步骤S25)作为由第一超声波传感器31测量的水平的函数的液体量Q3。要指出的是，Q3>Q2。
图3示出描述根据本发明的一个具体实施例的用于确定储箱中的液体量的逻辑操作步骤的指令流程图。
在图3的例子中，在步骤S20，控制器7借助于温度传感器6检测储箱的所有内容物是否都冻结。例如，温度传感器6检测到温度低于-11℃。控制器7则认定在储箱中没有可用的液体，并开启加热器5以解冻冻结的液体(例如：冻结的尿素溶液)。
在步骤S21时，控制器7使用温度传感器6，并进行测试以确定测得的温度是否高于预定阈值温度。例如，该阈值可设置为对应于-9℃。如果对测试S21的回答是“是”，控制器7执行步骤S22。反之，如果对测试S21的回答是“否”，则控制器7例如从查询表获取(步骤S210)作为加热时长、温度和/或速率的函数的预定液体量Q1。然后控制器7继续温度检查。要指出的是，加热继续进行。
在步骤S22，控制器7开启第二超声波传感器41(即浓度传感器)，并判定由第二超声波传感器41接收的超声波回音43是否有效。在一个具体实施例中，当在预定时长内接收到回音时，则判定超声波回音是有效的。在一个替代实施例中，当回音反射次数在预定范围内时，也判定回音是有效的。
如果接收的回音43视为是有效的，则控制器7确定在感应区域400内存在液体，并继续到步骤S23。
如果接收的回音43视为是无效的，则控制器7例如估计(步骤S24)储箱中的液体量仍然等于在步骤S210时确定的量Q1。然后控制器7继续对第二超声波子系统的有效性进行检查(即检查由第二超声波传感器41接收的有效回音)。
要指出的是，加热继续进行。
如在图3的例子中所示，在步骤S22，在储箱中存在高至水平L1的液体。在水平L1之上，液体仍然处于冻结状态。在该例子中，在步骤S22，则检测到由第二超声波传感器41接收的无效回音。
在步骤S23，控制器7开启第一超声波传感器31(即水平传感器)，并判定由第一超声波传感器31接收的超声波回音是否有效。在一个具体实施例中，当在预定时长内接收到回音时，则判定超声波回音是有效的。在一个替代实施例中，当回音反射次数处于预定范围内时，也判定回音是有效的。由此，即使当液体水平L3略微低于死区水平8时，也能够使用第一超声波子系统的水平数值来确定液体量。换句话说，在该步骤S23，用于判定接收的回音是否有效的预定时长或预定范围可不同于在步骤S10使用的预定时长或预定范围，这是因为由第二超声波子系统接收的回音判定为有效而可与由第一超声波子系统接收的回音结合使用来确定液体量。
如果接收的回音视为是无效的，则控制器7确定在感应区域400内存在液体，并且在死区水平8之上不存在液体。然后控制器7例如从查询表获取(步骤S26)作为感应区域400在储箱内的位置和储箱的物理维度的函数推导出的预定液体量Q2。要指出的是，Q2>Q1。
如果接收的回音视为是有效的，则控制器7确定在水平L3之上存在液体，并确定(步骤S25)作为由第一超声波传感器31测得的水平的函数的液体量Q3。要指出的是，Q3>Q2。
如在图3的例子中所示，在步骤23，在储箱中存在直至水平L2的液体。水平L2低于死区水平8和水平L3。在水平L2之上，液体仍然处于冻结状态。在该例子中，在步骤S23，则检测到由第一超声波传感器31接收的无效回音32。
尽管本发明在上文上是参照特定实施例来说明的，这是示意性的，不是用于限制目的。而且，关于一个具体实施例所披露的特征可与来自其它实施例的特征组合以获得相同的技术效果和优点，而不超出本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于确定储箱中的液体的量的方法，所述储箱包括：
-能够测量储箱内存在高于预定阈值水平(8)的液体水平的第一超声波子系统(3)；
-至少一个第二超声波子系统(4)，所述第二超声波子系统与所述储箱内的感应区域(400)关联，并构造为测量表征所述液体的参数，所述感应区域位于预定阈值水平之下，
其中，所述方法包括以下步骤：
-检查由所述第一超声波子系统实现的测量的有效性(S10)；
-当检测到所述第一超声波子系统的测量无效时：
-检测所述液体是否处于冻结状态；
-当检测到所述液体处于冻结状态时：加热处于冻结状态的液体(S20)；
-实施步骤(a)，然后实施步骤(b):
(a)检查(S22)由所述第二超声波子系统实现的测量的有效性；
(b)确定(S24、S25、S26)液体量，该量基于所述步骤(a)的有效性检查的结果。
2.如权利要求1所述的方法，所述第一和第二超声波子系统构造为生成声波并检测所述声波的回音，其中，当由所述第一超声波子系统、或分别地由所述第二超声波子系统在预定时长内接收到所述回音时和/或当所述回音的反射次数处于预定范围内时，检测到测量是有效的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(a)和随后的步骤(b)与加热步骤同时实施。
4.如权利要求1所述的方法，该方法包括：
(c)检查(S23)由所述第一超声波子系统实现的测量的有效性；
(d)基于所述步骤(a)和(c)的有效性检查的结果，确定(S25、S26)液体量。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(b)包括从查询表获取(S210)预定量(Q1)的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二超声波子系统构造为测量所述液体的组分的浓度数值。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述液体是水溶液。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述水溶液是尿素水溶液或水。
9.一种系统，该系统包括：
储箱，该储箱包括：
-能够测量所述储箱内存在高于预定阈值水平的液体水平的第一超声波子系统(3)；
-至少一个第二超声波子系统(4)，所述第二超声波子系统与所述储箱内的感应区域关联，并构造为测量表征所述储箱中的液体的参数，所述感应区域位于所述预定阈值水平之下，
电子控制器，该电子控制器配置为：
-检查由所述第一和第二超声波子系统实现的测量的有效性；
-确定液体量，该量基于所述有效性检查的结果；
所述系统包括构造为检测所述液体是否处于冻结状态的温度传感器(6)。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述电子控制器还配置为实施如权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
11.如权利要求9或10所述的系统，其中，所述温度传感器(6)与所述第一超声波子系统(3)和第二超声波子系统(4)集合在同一模块上。
12.一种车辆，该车辆包括如权利要求9至11中任一项所述的系统。
CN201780065191.1A 2016-09-22 2017-09-22 用于确定储箱中的液体量的方法和系统 Active CN109844465B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16306216.9 2016-09-22
EP16306216 2016-09-22
PCT/EP2017/074117 WO2018055128A1 (en) 2016-09-22 2017-09-22 Method and system for determining a quantity of liquid in a tank

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109844465A CN109844465A (zh) 2019-06-04
CN109844465B true CN109844465B (zh) 2021-08-13

Family

ID=57123926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780065191.1A Active CN109844465B (zh) 2016-09-22 2017-09-22 用于确定储箱中的液体量的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10989094B2 (zh)
EP (1) EP3516346B1 (zh)
CN (1) CN109844465B (zh)
WO (1) WO2018055128A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3059417B1 (fr) * 2016-11-30 2020-11-06 Plastic Omnium Advanced Innovation & Res Methode d'estimation d'un volume decongele present sous forme liquide dans un reservoir.
CN110455376B (zh) * 2019-07-15 2021-07-06 广东省计量科学研究院（华南国家计量测试中心） 一种车用尿素加注机检定装置及其实现方法
CN113639829A (zh) * 2020-05-11 2021-11-12 罗伯特·博世有限公司 监视车辆液罐液位的方法、存储介质、控制单元及scr系统
CN112228194B (zh) * 2020-08-28 2022-03-22 广西玉柴机器股份有限公司 一种改善尿素液位品质传感器液位输出合理性的方法
CN112833987A (zh) * 2020-12-16 2021-05-25 北京无线电计量测试研究所 一种适用于深井液位监测的液位监测方法及设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101842672A (zh) * 2007-08-30 2010-09-22 感测技术股份有限公司 用于丙烷储罐等的液位传感器系统
CN103201600A (zh) * 2010-11-11 2013-07-10 Ssi技术公司 确定柴油机排气流体的质量和/或深度的系统和方法
CN105067082A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 广州华凌制冷设备有限公司 一种除湿机及其水位检测方法和装置
CN105387910A (zh) * 2014-08-29 2016-03-09 气体产品与化学公司 超声液位传感系统
CN106893607A (zh) * 2016-08-04 2017-06-27 北京同创新明科技有限责任公司 一种用于汽柴油加氢装置油水界面检测的装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6615657B2 (en) * 2001-01-04 2003-09-09 Rosemount Aerospace, Inc. Built-in test procedure for non-intrusive ultrasonic level sensing
US6553822B2 (en) 2001-08-11 2003-04-29 Bert Morgan Liquid volume measurement
US6993967B2 (en) 2002-07-12 2006-02-07 Ti Group Automotive Systems, L.L.C. Fluid level sensor
CN100501349C (zh) 2006-11-03 2009-06-17 河海大学常州校区 智能液位传感器及其测量方法
KR20080081457A (ko) 2007-03-05 2008-09-10 엘지전자 주식회사 자동 급수기의 상태 표시장치
JP5573351B2 (ja) * 2010-05-17 2014-08-20 いすゞ自動車株式会社 Ｓｃｒシステム
DE102012004269A1 (de) 2012-03-02 2013-09-05 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Fördereinheit für ein flüssiges Additiv zur Abgasnachbehandlung
JP6062771B2 (ja) 2013-03-07 2017-01-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101842672A (zh) * 2007-08-30 2010-09-22 感测技术股份有限公司 用于丙烷储罐等的液位传感器系统
CN103201600A (zh) * 2010-11-11 2013-07-10 Ssi技术公司 确定柴油机排气流体的质量和/或深度的系统和方法
CN105181007A (zh) * 2010-11-11 2015-12-23 Ssi技术公司 确定具有底部的罐中流体的质量和量的系统和方法
CN105387910A (zh) * 2014-08-29 2016-03-09 气体产品与化学公司 超声液位传感系统
CN105067082A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 广州华凌制冷设备有限公司 一种除湿机及其水位检测方法和装置
CN106893607A (zh) * 2016-08-04 2017-06-27 北京同创新明科技有限责任公司 一种用于汽柴油加氢装置油水界面检测的装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018055128A1 (en) 2018-03-29
US10989094B2 (en) 2021-04-27
EP3516346A1 (en) 2019-07-31
CN109844465A (zh) 2019-06-04
US20200025055A1 (en) 2020-01-23
EP3516346B1 (en) 2021-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109844465B (zh) 用于确定储箱中的液体量的方法和系统
CN104204436B (zh) 用于在废气后处理中使用的液体添加剂的输送单元
RU2522234C2 (ru) Способ определения состояния восстановителя в баке для восстановителя
US10775348B2 (en) System for measuring a parameter of a fluid in a tank
US20050103000A1 (en) Diagnosis of a urea scr catalytic system
JP2013539515A (ja) 超音波センサを備える尿素容器
US8495868B2 (en) Control strategy for heated fluid lines
JP2010185334A (ja) 排気浄化システムの制御装置
JP2016514235A (ja) 尿素温度合理性診断を備えた排気処理システム
US20140157879A1 (en) Method and device for testing a liquid
JP2004286745A (ja) 容器中の液体の充填レベルを測定するための装置
CN110953051B (zh) 用于还原剂的质量识别的方法
KR20180083817A (ko) 품질 센서의 모니터링 방법
US10975751B2 (en) Method for estimating a thawed volume present in liquid form in a tank
US8783011B2 (en) Particulate matter detection strategy in exhaust filter
CN107435570B (zh) 柴油发动机尾气后处理系统以及流体工作系统
JP5541006B2 (ja) 液体量及び液体状態センサ
Dekate et al. Calibration and Optimization of OBD Strategies for Selective Catalytic Reduction Systems for BSVI Application
KR20210080222A (ko) 액체의 농도를 결정하기 위한 방법
CN111271165A (zh) 用于识别机动车中的储备容器的罐装错误的方法
GB2478714A (en) Vehicle that heats reducing agent tank using microwaves
JPH11271287A (ja) 超音波式ガソリン特性判別装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant