CN113906200A - 用于诊断柴油机排气处理液输送系统的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于诊断柴油机排气处理液输送系统即DEF输送系统(12、112)中的DEF的物理参数的方法，DEF输送系统(12、112)包括用于将DEF喷射到车辆排气后处理系统(10)中的喷射器(24)以及将喷射器(24)连接到DEF源(20)的管道，该方法包括：操作喷射器(24)以将DEF喷射到车辆排气后处理系统(10)中；接收指示压力波处于管道中的第一位置(L1)处的第一输入信号，该压力波由喷射器(24)的操作产生；接收指示压力波处于管道中的位于第一位置(L1)下游的第二位置(L2)处的第二输入信号；确定指示压力波从所述第一位置(L1)传播到第二位置(L2)所花费的时间的波传播时间；以及基于波传播时间来诊断输送系统(12、112)中的DEF的物理参数。

Description

用于诊断柴油机排气处理液输送系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于诊断柴油机排气处理液输送系统的物理参数的方法。本发明还涉及一种用于诊断柴油机排气处理液输送系统的物理参数的控制器以及一种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
已知提供用于将柴油机排气处理液(DEF：Diesel Exhaust Fluid)传送到车辆的排气后处理系统中的处理液输送系统。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来分解燃烧期间上游产生的NOx气体，从而将车辆NOx排放保持在规定水平以下。
DEF通常由位于选择性催化还原(SCR)系统上游的喷射器喷射或喷洒到车辆排气流中。设置泵以经由供给管线将DEF从源罐泵送到喷射器。DEF泵被以如下方式控制，即：保持向喷射器定期供应DEF。所喷射的DEF在SCR系统的催化剂中分解成氨和二氧化碳。氨然后与排气中的NOx反应而形成氮气和水。SCR系统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。
已知使用监测系统来提供DEF输送系统运行得如何的指示。DEF输送系统的性能受DEF输送系统的使用年限和车辆工作的环境条件(即，环境空气温度和/或压力)的变化的影响。DEF输送系统还受到DEF的浓度和质量的影响。DEF输送系统中的DEF的温度和/或压力的变化将导致对DEF的流体密度发生对应变化。另选地，车辆用户可以有意地将水添加到DEF源，稀释尿素浓度，从而改变所得到的DEF溶液的流体性质。
设置能够直接监测流过DEF输送系统的DEF的温度和/或流体密度的传感器是显著的挑战，因为喷射器和供给管线由于其靠近车辆排气系统而经常经受高温。
因此，监测输送系统中的DEF的温度和/或流体密度的系统通常被布置成监测源罐中的DEF，其可以例如用于近似输送系统的供给管线中的DEF的估计参数。
然而，源罐中的环境条件明显不同于DEF通过输送系统时所经历的环境条件，这使得监测系统难以提供被喷射到排气系统中的DEF的物理参数的可靠估计。
因此，此类DEF输送监测系统无法准确确定DEF输送系统中的DEF是否在可接受的物理限制内，甚至无法确定DEF的物理特性如何随时间变化。
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。
发明内容
根据本发明的实施方式，提供了一种用于诊断柴油机排气处理液输送系统即DEF输送系统中的DEF的物理参数的方法，所述DEF输送系统包括用于将DEF喷射到车辆排气后处理系统中的喷射器以及将所述喷射器连接到DEF源的管道，所述方法包括：操作所述喷射器以将DEF喷射到所述车辆排气后处理系统中；接收第一输入信号，所述第一输入信号指示压力波处于所述管道中的第一位置处，所述压力波由所述喷射器的操作产生；接收第二输入信号，所述第二输入信号指示所述压力波处于所述管道中的位于所述第一位置下游的第二位置处；确定指示所述压力波从所述第一位置传播到所述第二位置所花费的时间的波传播时间；以及基于所述波传播时间来诊断所述输送系统中的所述DEF的物理参数。
与现有技术布置中的DEF源中的DEF的特性相反，根据本发明的方法能够提供通过DEF输送系统的管道的DEF的物理特性的准确指示。该指示可以在不需要在DEF输送系统内设置单独的流体密度或温度传感器的情况下确定。这种传感器是昂贵的和/或难以容纳在DEF输送系统中并且特别地难以容纳在流体管道组件内。
此外，该指示提供了关于可以喷射到车辆排气系统中的DEF的质量和组成的更准确的诊断信息，这使得DEF输送系统能够被更有效地控制，从而可以增加DEF输送系统的操作效率。
DEF的物理参数的指示可以用作诊断DEF输送系统的操作效率的方法的一部分。例如，可以使用离散诊断方法来确定喷射器是否在次优条件下操作。这样的确定可以暗示需要清洁或维修DEF系统，以便防止输送系统中的可能以其它方式被引入到车辆的排气系统中的不需要的外来元素的积聚。可以利用根据本发明的方法的输出，以便指示喷射器的性能的任何检测到的变化是否由于DEF输送系统中的DEF的物理参数的变化而引起。以这种方式，由本发明的方法提供的指示可以用于防止在DEF输送系统上执行不必要的维护。相反，来自本发明的指示还可以用于提供DEF系统需要被检查或维修的早期确定。
所述方法可以包括从沿着所述管道布置在所述第二位置处的压力传感器接收所述第二输入信号。
所述方法可以包括从所述DEF输送系统的泵送组件的压力传感器接收所述第二输入信号，所述泵送组件被布置成将DEF从所述DEF源泵送到所述管道中。第一输入信号可以包括与喷射器的操作有关的信息。
确定所述波传播时间的方法步骤可以包括以下步骤：基于所述第一输入信号来确定由所述喷射器将DEF喷射到所述车辆排气后处理系统中的定时；以及基于预定校准值来确定在所述喷射器的所述操作之后所产生的压力波何时将到达所述第一位置。
第一输入信号可以包括与沿着所述管道布置在所述第一位置处的压力传感器有关的信息。第一位置可以位于喷射器的上游。
诊断所述输送系统中的所述DEF的所述物理参数的步骤可以包括基于所确定的波传播时间来确定所述管道中的所述DEF的流体密度值。因此，输送系统中的DEF的物理参数可以被定义成管道中的DEF的流体密度。此外，管道的物理性质也可以用于确定DEF流体密度。
诊断所述输送系统中的所述DEF的所述物理参数的步骤可以包括基于所确定的流体密度值来确定所述管道中的所述DEF的温度。例如，可以基于DEF的流体密度与温度之间的预定关系来确定管道中的DEF的温度，该预定关系可以表示为等式和/或查找表。
因此，输送系统中的DEF的物理参数可以被定义成管道中的DEF的温度。因此，该方法提供了在DEF通过管道时确定DEF的温度的便利装置，而不需要将附加温度传感器安装在DEF输送系统内。
所述方法可以包括基于所述管道的物理参数来诊断所述DEF的所述物理参数。
所述管道的所述物理参数可以与所述管道的直径、壁厚和杨氏模量中的至少一者有关。
所述方法可以包括基于所述DEF输送系统中的所述DEF的所述体积模量来诊断所述DEF的所述物理参数。
本发明还扩展到被布置成控制DEF输送系统的控制器。DEF输送系统包括将DEF源连接到喷射器的管道，所述喷射器被布置成将DEF喷射到车辆排气后处理系统中。控制器被布置成执行上述方面的方法。
根据本发明的另一方面实施方式，提供了一种用于诊断DEF输送系统中的DEF的物理参数的DEF输送系统控制器，所述系统包括用于将DEF喷射到车辆排气后处理系统中的喷射器以及将所述喷射器连接到DEF源的管道，所述控制器包括：第一输入端，所述第一输入端被布置成接收第一输入信号，所述第一输入信号指示压力波处于所述管道中的第一位置处，所述压力波由所述喷射器的操作产生；第二输入端，所述第二输入端被布置成接收第二输入信号，所述第二输入信号指示所述压力波处于所述管道中的位于所述第一位置下游的第二位置处；确定模块，所述确定模块被布置成确定指示所述压力波从所述第一位置传播到所述第二位置所花费的时间的波传播时间；诊断模块，所述诊断模块被布置成基于所述波传播时间来诊断所述输送系统中的所述DEF的物理参数；以及输出端，所述输出端被布置成基于所述DEF物理参数来输出诊断信号。
根据前述段落的控制器可以与压力感测装置组合提供，以用于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源连接到喷射器的管道内流动的DEF的压力相关联的压力传感器信息。
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物理参数来确定用于控制喷射器的命令信号；以及输出端，所述输出端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输送系统的其它元件的次优运行。控制器也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。
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。
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。
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。
在本申请的范围内，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/或任何实施方式的所有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权利要求的权利，包括修改任何最初提交的权利要求以从属于任何其他权利要求和/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。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的一个或更多个实施方式，在附图中：
图1例示了适合与本发明的实施方式一起使用的DEF输送系统及其与车辆排气设备的连接；
图2是示出了由DEF喷射到车辆排气设备中而导致的图1的DEF输送系统的供给管线中的DEF压力的变化的曲线图；
图3例示了根据本发明的实施方式的用于诊断DEF输送系统的控制器；
图4是示出了根据图1的适合用于诊断DEF输送系统中的DEF的物理参数的方法的方法步骤的流程图；
图5例示了与适合与本发明的另选实施方式一起使用的、与车辆排气设备连接的DEF输送系统；
图6是示出了由DEF喷射到车辆排气设备中而导致的图5的DEF输送系统的供给管线中的DEF压力的变化的曲线图；以及
图7是示出了根据图5的适合用于诊断DEF输送系统中的DEF的物理参数的方法的方法步骤的流程图。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中，参考了构成具体实施方式一部分并且例示了本发明的具体实施方式的附图。这些实施方式被足够详细地描述以使本领域普通技术人员能够制造和使用它们。
图1例示了被配置成与柴油内燃发动机(未示出)一起工作的车辆排气后处理系统10的基本架构。该后处理系统包括柴油机排气处理液(DEF)输送系统12，该DEF输送系统12被布置成将DEF输送到排气后处理系统10的选择性催化还原剂(SCR)系统14。
车辆排气后处理系统10被连接到发动机并提供管道，发动机的排气通过该管道从车辆排出。以此方式，车辆排气后处理系统10流体地连接到发动机。排气后处理系统10包括排气管16，排气管16包括包含SCR系统14的部分。SCR系统14被布置成催化由DEF输送系统12供应到SCR系统14的DEF与从发动机流过SCR系统14的发动机排气之间的反应。
柴油机排气处理液(DEF)是由纯净水和汽车级水性尿素组成的无毒液体。DEF通常包括由32.5％尿素和67.5％去离子水制成的水性尿素溶液。在排气后处理系统10的工作期间，DEF在进入SCR系统14的催化剂之前在排气管中分解成氨和二氧化碳。氨与排气中的NOx之间的反应由催化剂催化以便形成氮气和水，从而降低随后从车辆排出的NOx水平。
DEF输送系统12包括呈罐20形式的DEF源、供给管线22和喷射器24。罐20经由供给管线22流体地连接到喷射器24，喷射器24继而流体地连接到排气管16。输送系统12还包括泵送组件26，该泵送组件26包括液压泵28，该液压泵被布置成将DEF从源罐20抽吸到供给管线22中，以将DEF供应到喷射器24，如将在下面更详细地解释的。
液压泵28被配置成在正向和反向的方向上工作，使得能够将DEF从罐20泵送到供给管线22和将DEF从供给管线22泵送到罐20。以此方式，泵28能够将DEF供应到供给管线22中，这增加了供给管线22中的DEF的压力。
泵28还布置成使DEF从供给管线22返回到罐20，从而降低供给管线22中的DEF压力。泵28可以被控制成在DEF输送系统12关闭期间从供给管线22和喷射器24去除DEF，以防止DEF在DEF输送系统12不使用时冻结。
过滤器32被布置在泵28的上游。过滤器32被布置成防止DEF中的任何固体颗粒向下游传递到泵28、供给管线22和喷射器24。
泵28还被连接到返回管线34，该返回管线34提供到源罐20的二次连接。返回管线34包括节流孔(orifice)，该节流孔防止流体在低于给定阈值压力值时通过返回管线34。以这种方式，返回管线34作为压力释放机构工作，其允许过量的DEF返回到源罐20，而不是传递到供给管线22。
泵送组件26还包括压力传感器30，该压力传感器30流体地连接到供给管线22和泵28。在图1所示的例示性系统中，压力传感器30被示为位于过滤器32的下游。然而，本领域技术人员将理解，已知以多种另选方式定位压力传感器，所有这些方式都可以用于本发明的实施方式中。例如，压力传感器30可以被布置在供给管线22的位于过滤器32上游的位置处。
压力传感器30被布置成测量DEF输送系统12的供给管线22中的DEF的压力。特别地，压力传感器30充当换能器，从而生成作为由供给管线22中的DEF施加在传感器30上的压力的函数的电信号，该信号因此指示供给管线22中的DEF压力。
供给管线22包括管子或管，其在一端流体地连接到泵送组件26。供给管线22的另一端连接到喷射器24。供给管线22由此形成DEF源(即，罐20)与喷射器24之间的管道。供给管线22包括使管绝缘以将DEF保持在预定温度和压力范围内的覆盖物(未示出)。如本领域技术人员将理解的，该覆盖物可以是电加热的。
罐20被布置成与泵送组件26流体连接以允许DEF经由供给管线22被泵送到喷射器24和从喷射器24泵送。储存在罐20中的DEF可以由车辆操作者经由进入管(未示出)周期性地再填充。
DEF需要更换的频率取决于车辆的工作状况。相关的车辆工作状况可以包括车辆行驶的距离和/或车辆负载参数。对于小型车辆，典型的DEF再填充间隔发生在推荐的发动机机油更换时间前后。在DEF输送系统12的工作期间，喷射器24可操作以将DEF输送到SCR系统14，以便消除由发动机产生的NOx。
喷射器24或剂量计包括喷射器主体，该喷射器主体被布置成与排气后处理系统10的排气管16流体连通。喷射器主体具有用于从供给管线22接收DEF的流体入口。喷射器主体还包括流体出口，该流体出口被布置成在SCR系统14上游将DEF输送到排气管16中。喷射器24还包括在阀致动器的影响下打开和关闭的阀，如本领域技术人员将容易理解的。特别地，阀致动器包括螺线管机构，该螺线管机构分别在通电和断电时打开和关闭喷射器阀。
DEF在压力下容纳在供给管线22中，使得当阀被阀致动器打开时，DEF被推动通过喷射器主体的流体出口并进入排气管16。流体出口位于SCR催化剂14上游的位置，使得DEF在被喷射到排气管16中时通过从发动机流动通过排气管16的排气流而被输送到催化剂。
如图1所示，泵送组件26和喷射器24各自电连接到DEF输送系统12的控制器36。控制器36可以作为DEF输送系统12的各个部件之间的命令和控制接口操作。以此方式，控制器36形成DEF输送系统12的中央控制系统的一部分。本领域技术人员将理解，例如，控制器36可以结合到车辆的任何数量的基于计算机的控制系统中，诸如发动机控制单元(ECU)。
控制器36被布置成控制泵送组件26和喷射器24的操作以在发动机工作期间将DEF传送到排气后处理系统10。为了实现这一点，控制器36包括用于执行适当规定的过程和策略的计算机系统。
在DEF输送系统12的工作期间，控制器36被布置成根据喷射器控制策略控制喷射器24的操作，如现在将更详细地解释的。喷射器控制策略开始于控制器36接收信号，该信号指示将DEF输送到发动机排气流中的需求。DEF需求信号包括与发动机的工作参数有关的信息。发动机工作参数可以包括例如发动机转速和/或节气门位置，如技术人员将理解的。
发动机转速的增加导致来自发动机的排气(包括NOx)输出的对应增加。因此，发动机转速的增加对应于控制器36接收DEF需求信号，该DEF需求信号指示需要更多DEF被输送到排气后处理输送系统10的SCR系统14。因此，对DEF的需求增加对应于消除排气中存在的增加的NOx水平的需要。
控制器36被布置成根据DEF需求通过启动喷射器24来控制喷射器24，以控制DEF到SCR系统14的输送。在接收到DEF需求信号后，控制器36确定喷射器命令信号，然后将喷射器命令信号输出到喷射器24以便控制DEF到排气管16中的输送。特别地，喷射器命令信号被布置成控制喷射器24的阀致动器，该阀致动器在给定时间段内启动喷射器阀，从而从供给管线22释放加压DEF流。
喷射器命令信号包括用于控制阀致动器以按确定的频率和在确定的时间段内操作阀的指令。因此，致动器被配置成按预定工作频率并在预定时间段内致动喷射器阀打开和关闭。在正常工作期间，控制器36被布置成根据它从发动机接收到的DEF需求来调整喷射频率、喷射(时间)周期和/或频率值。对于典型的喷射器启动事件，控制器36控制阀致动器以按4Hz的频率在达250毫秒(ms)的启动周期内操作喷射器阀。
当DEF从供给管线22喷射到排气管16中时，它使供给管线22中DEF的压力降低。DEF压力的降低与由喷射器24喷射到排气管16中的DEF的量有关。供给管线22中的DEF压力必须保持在预定范围内，以便使喷射器24在喷射器24的后续启动期间能够有效地将DEF输送到排气管16中。
控制器26被布置成根据泵控制策略来控制泵送组件26，以便保持供给管线22中的DEF压力。例如，泵送组件26可以被布置成作为闭环控制系统与控制器36协作地工作，以便将供给管线22中的DEF的压力保持在确定的压力值范围内。特别地，控制器36能够自动控制DEF向供给管线(即，沿正向流动方向)中的流入，以便将DEF压力保持在所需范围内。本领域技术人员将理解的是，例如，在DEF输送系统12关闭期间，控制器36还能够自动控制DEF从供给管线流出(即，沿反向流动方向)的流出。
上述泵控制策略和喷射器控制策略被优化以在环境条件(即，环境温度和压力)的预定范围内控制DEF输送系统12。然而，DEF输送系统12的工作效率受DEF的浓度、组成和/或质量的影响，DEF的浓度、组成和/或质量甚至受环境条件的微小变化的影响。DEF输送系统中的DEF的温度和/或压力的变化将导致DEF的流体密度发生对应变化。车辆用户还可以通过有意地将水添加到DEF源来引起DEF性质的改变，这稀释了尿素浓度并且由此改变DEF溶液的流体密度。
DEF的物理参数的任何变化都会影响输送到排气后处理系统10的SCR系统14的DEF的量，从而影响DEF输送系统抑制车辆NOx排放的能力。
因此，与控制DEF输送系统12的工作一起，控制器36被布置成监测DEF的物理参数并且由此确定DEF输送系统12的工作效率的任何变化。特别地，监测DEF以便确定是否将足够的DEF流输送到排气后处理系统10的SCR系统14，以便维持规定的NOx排放水平。
根据本发明的特定实施方式，控制器36还被布置成将其诊断的结果输出到显示装置(未示出)，该显示装置可以被控制以向车辆的用户指示DEF输送系统12的物理参数。特别地，控制器36被布置成控制显示装置向用户输出指示DEF输送系统12的供给管线22中的DEF的物理参数的一系列指示。显示装置包括被布置成提供描述输送系统12的DEF的物理参数的指示的任何合适的显示器。这种指示可以包括图像和/或文本形式的图形表示。另选地，显示装置可以包括发光二极管(LED)，该LED被布置成显示特征照明图案或图形符号。
在另选实施方式中，来自控制器36的输出可以用于校准DEF输送系统12的操作，包括泵送组件26和/或喷射器24的操作，以便优化DEF到车辆排气后处理系统10中的输送。
为了监测输送系统中的DEF的物理参数，已知的系统通常设置有传感器，该传感器被布置成直接监测源罐20中的DEF的温度或流体密度。从这样的传感器得出的信息可以用于近似输送系统12的供给管线22中的DEF的估计参数。
然而，源罐20中的环境条件明显不同于DEF通过供给管线22时所经历的环境条件，这使得这种已知监测系统难以提供被喷射到排气后处理系统10中的DEF的物理参数的可靠估计。
因此，这种DEF输送监测系统无法准确确定供给管线22中的DEF是否在可接受的物理限制内，甚至无法确定DEF的物理特性如何随时间变化。
根据本发明的控制器36被布置成通过确定压力波沿着DEF输送系统12的供给管线22从第一位置传播到第二位置所花费的时间来解决与已知监测系统相关联的缺点。控制器36被配置成然后基于与压力波相关联的传播时间来诊断DEF的物理参数，如将在下面更详细地解释的。
现在将参考图2描述供给管线22内的传播压力波的起源，图2例示了在喷射器24的操作之后在供给管线22内的DEF的压力变化。特别地，由于喷射器24的突然打开和关闭而形成压力波，从而引起供给管线22中的DEF的流动速度的突然变化。
在图2中通过喷射器操作图中的峰值示意性地例示了示例性喷射事件。喷射器24在时间tinject处启动，并且被控制以根据从控制器36接收到喷射器控制信号而将DEF喷射到排气后处理系统10中。喷射事件产生高压瞬变或冲击波，该高压瞬变或冲击波在喷射事件开始之后不久(在时间t1处)在沿着供给管线的第一位置L1处在喷射器24的稍微上游形成。压力波的传播通过实线和虚线之间的过渡在图2中示出，实线和虚线分别表示在L1和L2处的DEF压力。压力波在L1与L2之间传播所花费的时间由tP表示。
压力波沿着供给管线22逆着DEF的一般流动方向传播到第二位置L2。传播压力波的有效速度C可以通过将沿着供给管线22的第一位置L1与第二位置L2之间的距离除以波传播时间(即，t2-t1)来确定，如下面的等式E1中所示。
Figure BDA0003390005640000111
压力波的有效速度C通过以下等式E2与供给管线22的物理特性相关：
Figure BDA0003390005640000112
其中，ρ是DEF的流体密度，K是DEF的体积模量，D是供给管线22的直径，E是供给管线材料的杨氏模量，并且e是供给管线22的壁厚度。DEF体积模量K、壁厚e、杨氏模量和直径D限定供给管线22的物理参数，并且可以通过标准研究装置来获得，如本领域技术人员将理解的。
因此，参考等式E2，由此可以基于所确定的传播压力波的有效速度C来计算供给管线22中的DEF的流体密度ρ。以这种方式，流体密度ρ限定DEF输送系统12中的DEF的确定的物理参数。
供给管线22中的DEF的流体密度可以因各种原因而改变。例如，用户可能意外地(或有意地)用水或一些另选溶液填充源罐20，这将影响输送系统12中的DEF的流体密度。
供给管线22中的DEF的流体密度在其通过DEF输送系统12时也会改变，这至少部分地由于空气吸收和随后释放到DEF溶液中。
供给管线22内的DEF的压力和/或温度的变化可以引起气穴效应(cavitationeffect)，这导致溶解的空气从DEF释放。释放的空气形成微观气泡，这些微观气泡一旦被释放，然后就悬浮在DEF中，从而降低DEF溶液的有效“密度”。
当源罐20液位较低时或在系统起动期间当供给管线22未填充(primed)有DEF时，DEF中也可能出现空气气泡。气穴效应导致通过喷射器24的操作引起的通过供给管线22传播的压力波的有效速度发生相应变化。
根据本发明的控制器36被布置成通过计算压力波沿着供给管线22从第一位置L1传播到第二位置L2所花费的时间来检测和监测DEF的流体密度ρ的任何变化，该时间指示传播压力波的有效速度C。控制器36还被配置成基于所确定的压力波的传播时间来诊断供给管线22中的DEF的流体密度ρ是否存在任何变化。
现在将参考图2和图3描述根据本发明的控制器36的具体配置和操作。根据该示例性实施方式，控制器36包括多个处理模块，该多个处理模块包括确定模块40和诊断模块42，如图3所示。控制器36还包括用于接收信号的第一输入端44和第二输入端46，以及用于发射信号的输出端48。
控制器36被布置成经由第一输入端44接收第一输入信号，该第一输入信号指示压力波到达供给管线22中的第一位置L1。第二输入端46被布置成接收第二输入信号，该第二输入信号指示压力波到达第二位置L2。
第一输入信号包括与喷射器24的操作有关的信息，诸如喷射器命令信号。命令信号从喷射器命令模块49输出，并且被布置成控制喷射器24以将DEF喷射到车辆排气后处理系统10中。因此，喷射器命令信号由喷射器命令模块49根据减少车辆排放中的NOx的需求来确定。
控制器36被布置成通过检查喷射器启动tinject的定时并且然后考虑喷射器的启动与L1处的波的形成之间的任何延迟来确定压力波处于L1的时间。因此，第一输入端信号提供指示压力波处于供给管线22中的第一位置L1处的输入信号。
因此，第一输入端44和第二输入端46可以被设置为单个输入端，该单个输入端被布置成从DEF输送系统12的压力传感器30接收压力传感器信息。
第二输入信号包括与在沿着将DEF源罐20连接到喷射器24的供给管线22的任何地方流动的DEF的压力相关联的压力传感器信息。该压力传感器信息包括直接从泵送组件26的压力传感器30接收的测量压力传感器数据。
压力传感器信息可以包括压力与时间的连续变化函数，其中，压力以巴为单位测量，时间以秒为单位测量。经过供给管线22的第二位置L2的压力波的指示可以通过由压力传感器30测量的DEF的压力的突然尖峰来确定。控制器36被布置成检测接收到的压力传感器数据中的这种尖峰，并且由此确定压力波处于第二位置L2的时间。
控制器的确定模块40被布置成确定指示压力波沿着供给管线22从第一位置L1传播到第二位置L2所花费的时间的波传播时间。为了实现这一点，压力波处于L1的时间通过检查喷射器启动的定时并且然后考虑启动喷射器与波在L1处形成之间的任何延迟而得出。因此，确定模块40被布置成基于第一输入信号中的喷射器命令信息来首先确定DEF喷射的定时tinject。
确定模块40还被布置成基于预定校准值来确定所产生的压力波何时到达第一位置L1，该预定校准值被应用于喷射时间值tinject，以便提供压力波何时处于沿着供给管线22的第一位置L1的准确指示。以这种方式，控制器36被布置成考虑以下事实：压力波在喷射事件之后的某个时间在远离喷射器24的位置L1处形成在供给管线22中。
校准值对应于在tinject处喷射的启动与在t1处压力波的形成之间的时间差d。在DEF输送系统12安装在车辆中之前，通过在合适的测试台(testing-rig)上的实验来预先确定校准值。应当理解，校准值也可以经由虚拟DEF输送系统12的计算建模来得出，如本领域技术人员将理解的。
考虑到预先确定的校准值d，确定模块40被布置成根据下面的等式E3计算供给管线22中的压力波的有效速度C：
Figure BDA0003390005640000131
其中，L是供给管线22的两个已知位置(即，L1与L2)之间的长度，并且tP是压力波沿着供给管线22在第一位置L1与第二位置L2之间传播所花费的时间。定时值tinject表示由喷射器命令信号引起的喷射的开始。因此，校准值d表示喷射器24的操作延迟，该校准值d对应于喷射器24的启动与在供给管线22中的位置L1处压力波的形成之间的时间。
在确定供给管线22中的压力波的有效速度C之后，诊断模块42根据等式E2确定DEF的流体密度ρ。
控制器36还被配置成基于DEF输送系统12中的DEF的温度来诊断供给管线22中的DEF的流体密度ρ。特别地，控制器36被布置成接收第三输入信号，该第三输入信号包括指示供给管线22中的DEF的温度的温度输入。诊断模块42被配置成根据第三输入信号和供给管线22中的压力波的有效速度C来确定流体密度ρ。
第三输入信号由控制器36的第一输入端44或第二输入端46从被布置成测量输送系统12中的DEF的温度的温度传感器接收。温度传感器被布置在泵送组件内并且流体连接到供给管线22，使得该温度传感器能够在DEF沿着供给管线22朝着喷射器24泵送时测量DEF的温度。
在另选实施方式中，控制器36被布置成基于所确定的输送系统12中的DEF的流体密度ρ来确定供给管线22中的DEF的温度。在这种情况下，第三输入信号包括指示供给管线22中的DEF的密度的流体密度输入。诊断模块42被配置成根据第三输入信号和供给管线22中的压力波的有效速度C来确定温度。
第三输入信号由控制器36的第一输入端44或第二输入端46从DEF输送系统12的流体密度传感器接收。流体密度传感器被布置在泵送组件内并且流体连接到供给管线22，并且被配置成在DEF沿着供给管线22朝着喷射器24泵送时测量DEF的流体密度ρ。
根据示例性实施方式，控制器36还被布置成根据流体密度参数值来确定供给管线22中的DEF的温度。DEF温度T根据如下面的等式E4中所述的多项式关系与DEF流体密度ρ有关。
ρ＝A+BT+CT2 (E4)
其中，T是DEF温度，并且A、B和C是由DEF的制造商指定的常数。根据示例性实施方式，常数A、B和C被得出以采用以下值：A＝1.1000，B＝-0.000428×C且C＝-1.628×10-06。因此，控制器36的确定模块40被布置成根据等式E4从所确定的流体密度ρ计算DEF温度T。
控制器36的输出端48被布置成基于所确定的DEF物理参数来输出诊断信号。因此，输出信号包括与供给管线22中的DEF的流体密度ρ有关的信息。如上所述，输出信号可以被传输到显示装置，该显示装置被控制成向车辆的用户指示DEF输送系统12的物理参数。
上述配置的特定优点是，与基于在罐中获得的测量结果来估计供给管线中的DEF的性质的现有技术方法相比，上述配置能够提供实际上流过输送系统12的供给管线22的DEF的流体密度ρ的更准确地估计。此外，第一输入信号和第二输入信号二者分别从泵送组件的喷射器控制模块和压力传感器30得出，所述喷射器控制模块和压力传感器30二者是已知DEF输送系统的共同部件。因此，根据本发明的控制器36消除了向输送系统12提供位于DEF源罐中或DEF输送系统12中的其它地方的附加传感器的需要。
现在将参考图4描述由控制器36执行的示例性诊断控制策略。控制策略主要涉及诊断DEF输送系统12中的DEF的物理参数。该策略包括根据本发明实施方式的计算机实现的控制方法50。
在控制方法50的第一步骤51中，将喷射器命令模块49布置成确定喷射器控制信号，该喷射器控制信号被配置成操作喷射器24以将DEF输送到车辆排气后处理系统10中。
在第二步骤52中，输入端44接收第一输入信号55，该第一输入信号55包括与根据来自先前方法步骤的喷射器命令信号的喷射器24的操作有关的信息。
在第三步骤53中，确定模块40评估喷射器操作信息以确定喷射开始的定时tinject。确定模块40使用喷射开始时间tinject与预定校准值d一起确定压力波在供给管线22的第一位置L1处的定时。
在第四步骤54中，第二输入端46接收来自DEF输送系统12的压力传感器30的第二输入信号57，其中，包含在第二输入信号57内的压力传感器信息指示压力波在供给管线22的第二位置L2处的定时。
在第五步骤56中，确定模块40通过计算压力波在供给管线22中的第一位置L1处与第二位置L2处的定时之间的差来确定波传播时间tP。以这种方式，传播时间tP指示压力波在供给管线22中的第一位置L1与第二位置L2之间传播所花费的时间。然后，确定模块40根据上述等式E3来计算压力波的有效速度C。
在倒数第二步骤58中，诊断模块42基于如相对于波传播时间tP所确定的压力波的有效速度C来计算供给管线22中的DEF的流体密度ρ。
在最后步骤60中，诊断模块42确定由控制器输出端42输出到车辆的显示器的诊断信号62。诊断信号62基于在先前方法步骤58中确定的DEF流体密度ρ参数。
现在将参考图5和图6描述根据本发明的DEF输送系统112的另选配置和操作。根据当前描述的实施方式，DEF输送系统112包括与在图1中示出的示例性实施方式中描述的DEF输送系统112基本相同的部件。
类似于先前描述的示例，DEF输送系统112还被布置成基于第一输入信号和第二输入信号来确定输送系统中的DEF的物理参数。第一输入信号和第二输入信号用于确定由于喷射器的操作而导致的沿着供给管线22传播的压力波的传播定时。然而，在这种情况下，第一输入信号和第二输入信号二者是从被布置在沿着输送系统112的供给管线22的分开位置处的压力传感器得出的。因此，DEF输送系统112包括两个压力传感器，两个压力传感器都流体连接到供给管线22，如图5所示。
第一压力传感器131被布置在沿着供给管线22的第一位置L1处，该第一位置L1被布置在输送系统的喷射器24的上游。第二压力系统130被布置在第二位置L2处，第二位置L2被布置在第一压力传感器131的位置的上游。
第二压力传感器130被布置在DEF输送系统112的泵送组件26中，然而，本领域技术人员将理解，两个压力传感器130、131中的任何一者可以以多个另选合适布置来布置而不偏离本发明的范围。
第一压力传感器131和第二压力传感器130各自被布置成在其相应位置处测量DEF输送系统112的供给管线22中的DEF的压力。每个压力传感器充当换能器，从而生成作为由供给管线22中的DEF施加在压力传感器上的压力的函数的电压力信号。所产生的压力信号指示在其沿着供给管线22的相应位置处的DEF压力。
控制器36以与先前关于图3描述的控制器36类似的方式布置和配置。然而，根据当前描述的实施方式的控制器36不需要喷射器命令模块49，如将在下面解释的。因此，第一输入端44被布置成从第一压力传感器131接收第一输入信号，并且第二输入端46被布置成从第二压力传感器130接收第二输入信号。
具体参考图6，第一输入信号包含与在供给管线22中的第一位置L1处的DEF的压力有关的压力传感器信息，而第二输入信号包括指示第二位置L2处的DEF的压力的压力传感器信息。压力波的传播在图6中通过实线和虚线之间的过渡示出，实线和虚线分别表示在L1和L2处的DEF压力。压力波在L1与L2之间传播所花费的时间由tP表示。
根据本实施方式，第一位置L1可以被限定在沿着供给管线22的位于第二位置L2下游的任何点处，并且通常通过对应的压力传感器(P1)的定位来确定。这与如图2所述的实施方式形成对比，在如图2所述的实施方式中，第一位置L1限定压力波沿着供给管线22形成的位置。
确定模块40被布置成通过计算第一压力传感器t1和第二压力传感器t2的测量结果之间的差来确定波传播时间tP，该波传播时间tP对应于压力波沿着供给管线22在第一位置L1与第二位置L2之间传播所花费的时间。
因此，确定模块40被布置成根据下面的等式E5计算供给管线22中的压力波的有效速度C：
Figure BDA0003390005640000161
诊断模块42还被布置成基于波传播时间tP确定输送系统112中的DEF的物理参数。特别地，诊断模块42被布置成使用等式E2来确定DEF的流体密度ρ。
根据当前描述的实施方式，DEF输送系统112的特定优点在于，第一输入信号和第二输入信号二者是从直接与流过供给管线22的DEF有关的压力传感器信息得出的。因此，控制器36能够以比根据第一实施方式的(如关于图1所描述的)发明更高的准确度和精度来确定供给管线22中的DEF的物理参数。
现在将参考图7描述由DEF输送系统112的控制器36执行的另选诊断控制策略。该控制策略主要涉及诊断DEF输送系统12中的DEF的物理参数。该策略包括根据本发明实施方式的计算机实现的控制方法150。
在控制方法150的第一步骤151中，将DEF输送系统112的控制器36的喷射器命令模块49布置成确定喷射器控制信号，该喷射器控制信号被配置成操作喷射器24以将DEF输送到车辆排气后处理系统10中。
在第二步骤152中，将喷射器命令模块49布置成从DEF输送系统112的第一压力传感器131接收第一输入信号155。包含在第一输入信号155内的压力传感器信息指示压力波在供送管线22的第二位置L1处的定时。
在第三步骤153中，第二输入端46接收来自DEF输送系统12的第二压力传感器130的第二输入信号157，其中，包含在第二输入信号157内的压力传感器信息指示压力波在供给管线22的第二位置L2处的定时。
在第四步骤154中，确定模块40通过计算压力波在供给管线22中的第一位置L1与第二位置L2处的定时之间的差来确定波传播时间tP。传播时间tP表示压力波在供给管线22中的第一位置L1与第二位置L2之间传播所花费的时间。然后，确定模块40根据上述等式E3来计算压力波的有效速度C。
在倒数第二步骤156中，诊断模块42基于如相对于波传播时间tP所确定的压力波的有效速度C来计算供给管线22中的DEF的流体密度ρ。
在最后步骤158中，诊断模块42确定由输出端42输出到车辆的显示器的诊断信号160。诊断信号160基于在先前方法步骤156中确定的DEF流体密度ρ参数。
本文描述的示例仅是代表性的，并且本领域的读者将理解其它特定架构也是可能的。此外，DEF输送系统和车辆排气系统的部件是常规的，因此本领域技术人员应该是熟悉的。例如，图1的图应仅被视为示例性DEF输送系统12的表示。DEF输送系统的另选配置是已知的，并且预期可以结合其它已知的部件作为参考图1所示和描述的部件的补充或替代。这种改变将在本领域技术人员的能力范围内。特别地，预期将被布置成冷却喷射器的附加部件根据喷射器24相对于车辆排气的位置而并入DEF输送系统中。
此外，确定模块40和诊断模块42各自作为控制器36的处理器上的算法实例提供。处理器被布置成响应于合适的需求或指令来执行各个模块的功能。另选地，如本领域技术人员将容易理解的，控制器的模块40、42和49中的各个模块可以被设置在任何数量的分开的物理处理单元内。
还应当理解，可以设置合适的连接装置来互连控制器36和DEF输送系统12的各种部件。互连可以是直接或“点对点”连接，也可以是在适当协议(例如CAN总线或以太网)下运行的局域网(LAN)的一部分。此外，应当理解，可以通过合适的无线网络无线地传输控制命令，而不是使用电缆，例如通过在WiFiTM或ZigBeeTM标准(分别为IEEE802.11和802.15.4)下运行的合适的无线网络。
附图标记列表
车辆排气后处理系统 10
DEF输送系统 12、112
SCR系统 14
源罐 20
供给管线 22
喷射器 24
泵送组件 26
液压泵 28
压力传感器 30
第一压力传感器 131
第二压力传感器 130
过滤器 32
返回管线 34
控制器 36
确定模块 40
诊断模块 42
第一输入端 44
第二输入端 46
输出端 48
喷射器命令模块 49
控制方法 50、150
第一输入信号 55、155
第二输入信号 57、157
诊断信号 62、160

Claims (13)

1.一种用于诊断柴油机排气处理液输送系统即DEF输送系统(12、112)中的DEF的物理参数的方法，所述DEF输送系统(12、112)包括用于将DEF喷射到车辆排气后处理系统(10)中的喷射器(24)以及将所述喷射器(24)连接到DEF源(20)的管道，所述方法包括：
操作所述喷射器(24)以将DEF喷射到所述车辆排气后处理系统(10)中；
接收第一输入信号，所述第一输入信号指示压力波处于所述管道中的第一位置(L1)处，所述压力波由所述喷射器(24)的操作产生；
接收第二输入信号，所述第二输入信号指示所述压力波处于所述管道中的位于所述第一位置(L1)下游的第二位置(L2)处；
确定指示所述压力波从所述第一位置(L1)传播到所述第二位置(L2)所花费的时间的波传播时间；以及
基于所述波传播时间来诊断所述输送系统(12、112)中的所述DEF的物理参数。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括从沿着所述管道布置在所述第二位置(L2)处的压力传感器接收所述第二输入信号(57、157)。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法包括从所述DEF输送系统(12、112)的泵送组件(26)的压力传感器接收所述第二输入信号(57、157)，所述泵送组件(26)被布置成将DEF从所述DEF源(20)泵送到所述管道中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一输入信号(55)包括与所述喷射器(24)的所述操作有关的信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述波传播时间的步骤包括：
基于所述第一输入信号(55)来确定由所述喷射器(24)将DEF喷射到所述车辆排气后处理系统(10)中的定时；以及
基于预定校准值来确定在所述喷射器(24)的所述操作之后所产生的压力波何时将到达所述第一位置(L1)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一输入信号(55、155)包括与沿着所述管道布置在所述第一位置(L1)处的压力传感器有关的信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一位置(L1)被布置在所述喷射器(24)的上游。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，诊断所述输送系统(12、112)中的所述DEF的所述物理参数的步骤包括基于所述波传播时间来确定所述管道中的所述DEF的流体密度值。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括基于所述管道的物理参数来诊断所述DEF的所述物理参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述管道的所述物理参数与所述管道的直径、壁厚和杨氏模量中的至少一者有关。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括基于所述DEF输送系统(12、112)中的所述DEF的体积模量来诊断所述DEF的所述物理参数。
12.一种被布置成控制DEF输送系统(12、112)的控制器，所述DEF输送系统(12、112)包括用于将DEF喷射到车辆排气后处理系统(10)中的喷射器(24)以及将所述喷射器(24)连接到DEF源(20)的管道，其中，所述控制器被布置成执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
13.一种用于诊断柴油机排气处理液输送系统即DEF输送系统(12、112)中的DEF的物理参数的DEF输送系统控制器，所述系统包括用于将DEF喷射到车辆排气后处理系统(10)中的喷射器(24)以及将所述喷射器(24)连接到DEF源(20)的管道，所述控制器(36)包括：
第一输入端(42)，所述第一输入端被布置成接收第一输入信号，所述第一输入信号指示压力波处于所述管道中的第一位置处，所述压力波由所述喷射器(24)的操作产生；
第二输入端(44)，所述第二输入端被布置成接收第二输入信号，所述第二输入信号指示所述压力波处于所述管道中的位于所述第一位置下游的第二位置处；
确定模块(40)，所述确定模块被布置成确定指示所述压力波从所述第一位置传播到所述第二位置所花费的时间的波传播时间；
诊断模块(42)，所述诊断模块被布置成基于所述波传播时间来诊断所述输送系统(12、112)中的所述DEF的物理参数；以及
输出端(48)，所述输出端被布置成基于所述DEF物理参数来输出诊断信号。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101617107A (zh) * 2007-01-22 2009-12-30 伊顿公司 排气系统流体配量的闭环控制
CN101818681A (zh) * 2009-02-24 2010-09-01 通用汽车环球科技运作公司 废气处理诊断系统和方法
CN103547919A (zh) * 2011-05-26 2014-01-29 大陆汽车有限责任公司 用于运行scr系统的方法和设备
DE102013218897A1 (de) * 2013-09-20 2015-03-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Mengenüberwachung eines Dosier- oder Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
CN104948271A (zh) * 2014-03-25 2015-09-30 浙江福爱电子有限公司 一种scr喷射计量模块及控制方法
US20170370269A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Robert Bosch Gmbh System and method of detecting an obstructed pressure line in a diesel exhaust fluid delivery system
CN108019262A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 福特环球技术公司 用于柴油排气流体喷射器清洁的系统和方法
CN108138628A (zh) * 2015-10-13 2018-06-08 全耐塑料高级创新研究公司 确定流体中的化学试剂的一种物理化学参数的方法和用于该方法的系统
CN109415991A (zh) * 2016-07-05 2019-03-01 大陆汽车有限公司 用于确定机动车喷射系统中流体喷射量的方法和装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006013263A1 (de) * 2006-03-21 2007-09-27 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Bestandteils einer Flüssigkeit in einem Kraftfahrzeug

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101617107A (zh) * 2007-01-22 2009-12-30 伊顿公司 排气系统流体配量的闭环控制
CN101818681A (zh) * 2009-02-24 2010-09-01 通用汽车环球科技运作公司 废气处理诊断系统和方法
CN103547919A (zh) * 2011-05-26 2014-01-29 大陆汽车有限责任公司 用于运行scr系统的方法和设备
DE102013218897A1 (de) * 2013-09-20 2015-03-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Mengenüberwachung eines Dosier- oder Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
CN104948271A (zh) * 2014-03-25 2015-09-30 浙江福爱电子有限公司 一种scr喷射计量模块及控制方法
CN108138628A (zh) * 2015-10-13 2018-06-08 全耐塑料高级创新研究公司 确定流体中的化学试剂的一种物理化学参数的方法和用于该方法的系统
US20170370269A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Robert Bosch Gmbh System and method of detecting an obstructed pressure line in a diesel exhaust fluid delivery system
CN109415991A (zh) * 2016-07-05 2019-03-01 大陆汽车有限公司 用于确定机动车喷射系统中流体喷射量的方法和装置
CN108019262A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 福特环球技术公司 用于柴油排气流体喷射器清洁的系统和方法

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