對還原劑傳送性能進行診斷的裝置、方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種對還原劑傳送性能進行診斷的裝置、方法和系統(tǒng)，用于內燃機的排氣后處理系統(tǒng)可具有帶有控制器的還原劑傳送系統(tǒng)，控制器實行確定在還原劑傳送系統(tǒng)內是否有堵塞的階段性診斷。診斷過程可包括分別對第一和第二操作條件下的第一和第二壓力進行采樣，然后將第一和第二壓力之間的第一壓差和一個或更多的閾值壓差進行比較以確定系統(tǒng)組件，例如投配管線和噴射器是否至少部分堵塞。如果該測試無法確定，可在第三和第四操作條件下重復以提供第二壓差。第一和第二壓差之間的偏移也可用于幫助診斷堵塞發(fā)生在系統(tǒng)中的哪里。
【專利說明】對還原劑傳送性能進行診斷的裝置、方法和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及內燃機，更具體地涉及對用于排氣后處理的還原劑傳送系統(tǒng)的操作進行診斷。
【背景技術】
[0002]近年來，對于內燃機的排放規(guī)定變得更為嚴格。對于環(huán)境的重視促使了在全世界大部分地區(qū)實行更嚴格的內燃機排放規(guī)定。政府機構，例如美國的環(huán)境保護局(EPA)，對發(fā)動機的排放量進行仔細監(jiān)控并制定所有發(fā)動機必須遵循的合適的排放標準。其結果是，在發(fā)動機上使用排氣后處理系統(tǒng)來降低排放變得越來越多。
[0003]一般來說，根據(jù)發(fā)動機的類型，排放規(guī)定有所不同。對壓燃式(例如柴油)發(fā)動機的排放測試通常對所釋放的一氧化碳(CO)、未燃碳氫化合物(UHC)、例如灰塵或煤煙灰那樣的發(fā)動機顆粒物(PM)、及氮氧化物(NOx)進行監(jiān)控。
[0004]對于減少NOx排放，應用包括選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)在內的NOx還原催化器將NOx (在一些成分是NO和NO2)轉化為N2和其他化合物。SCR系統(tǒng)應用還原劑，典型的是氨，來減少NOx。當前可用的SCR系統(tǒng)能提供較高的NOx轉化率，允許燃燒技術專注于動力和效率。然而，當前可用的SCR系統(tǒng)也有少量缺陷。
[0005]SCR系統(tǒng)應用還原劑傳送系統(tǒng)將氨還原劑引入SCR催化器上游的排氣流。當在適當?shù)臈l件下在SCR催化器中氨的可用量剛好合適時，應用氨來減少NOx。然而，如果還原反應率太低或者引入SCR催化器上游的排氣流中的還原劑的量不足，SCR系統(tǒng)可能就無法轉化足夠的NOx來滿足與NOx相關的規(guī)定的排放標準。
[0006]由于系統(tǒng)內還原劑流動被堵塞，可能會導致還原劑傳送系統(tǒng)無法滿足還原劑或氨的需求量。例如，在將還原劑泵和傳送系統(tǒng)的噴射器連接在一起的流體傳輸管會存在無意或有意的限制。作為另一種選擇，還原劑可形成在還原劑傳送系統(tǒng)內(例如在噴嘴內)且可限制通過系統(tǒng)的還原劑的流動。最近的規(guī)定管理SCR系統(tǒng)需要車載診斷(OBD)警報來表明SCR系統(tǒng)沒能轉化足夠的NOx來滿足規(guī)定的標準。一種已知的SCR系統(tǒng)沒能轉化做狗的NOx的表現(xiàn)是由于還原劑傳送系統(tǒng)內的堵塞而沒能傳送所需量的用于NOx轉化的還原劑。已知的系統(tǒng)和相關的診斷未能對還原劑傳送系統(tǒng)由于阻塞或其他故障所造成的性能低下進行充分診斷，因此考慮到還原劑傳送系統(tǒng)的故障而無法滿足OBD需求。
【發(fā)明內容】
[0007]針對現(xiàn)有技術，尤其是針對現(xiàn)有技術中還沒有被當前可用的排氣后處理系統(tǒng)完全解決的問題和需求，提出本申請的主題。因此，所提出的本申請的主題在于提供一種對還原劑傳送系統(tǒng)進行診斷的裝置、方法和系統(tǒng)，來至少克服現(xiàn)有技術中后處理系統(tǒng)的缺點。
[0008]在一個實施方式中，提供一種對帶有還原劑泵的還原劑傳送系統(tǒng)進行診斷的裝置。該裝置可包括:控制模塊，該控制模塊對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)且驅使還原劑在不同于第一操作條件的第二操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)；采樣模塊，該采樣模塊對第一操作條件下的還原劑的第一壓力和第二操作條件下的還原劑的第二壓力進行采樣；計算模塊，該計算模塊對第一和第二壓力之間的第一壓差進行計算；及比較模塊，該比較模塊對第一壓差和第一閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
[0009]前述的裝置可進一步包括報告模塊，該報告模塊對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉。第一閾值壓差可包括噴射器堵塞閾值，噴射器堵塞閾值規(guī)定了在不堵塞條件下的還原劑傳送系統(tǒng)和帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統(tǒng)之間的壓差界限。如果第一壓差大于或等于噴射器堵塞閾值，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
[0010]比較模塊可進一步對第一壓差和第二閾值壓差進行比較以進一步確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。第二閾值壓差可包括管線堵塞閾值，管線堵塞閾值規(guī)定了在帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統(tǒng)和帶有被堵塞的管線的還原劑傳送系統(tǒng)之間的壓差界限。如果第一壓差小于管線堵塞閾值，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉。
[0011]如果第一壓差大于管線堵塞閾值，控制模塊可對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)且驅使還原劑在不同于第一、第二、第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)。采樣模塊可對第三操作條件下的還原劑的第三壓力和第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣。計算模塊可對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算。比較模塊可對第二壓差和第二閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
[0012]在第一操作條件下，控制模塊可對還原劑泵進行操作以驅使還原劑以第一流率流經還原劑傳送系統(tǒng)，從而在不投配還原劑的情況下將第一壓力維持在目標壓力。
[0013]在第二操作條件下，控制模塊可對還原劑泵進行操作以驅使還原劑以第二流率流經還原劑傳送系統(tǒng)，在投配還原劑的情況下第二流率基于第一流率。
[0014]控制模塊可進一步對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)且驅使還原劑在不同于第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)。采樣模塊可進一步對第三操作條件下的還原劑的第三壓力和第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣。計算模塊可進一步對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算，也可進一步對區(qū)分第一和第二壓差的偏壓差進行計算。比較模塊可進一步對偏壓差和閾值偏壓差進行比較來進一步對還原劑傳送系統(tǒng)的操作進行診斷。
[0015]前述的裝置可進一步包括報告模塊，該報告模塊對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉。如果偏壓差大于或等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉。如果偏壓差小于閾值偏壓差，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的內燃機系統(tǒng)可包括:內燃機、與所述內燃機相通且接收排氣的排氣后處理系統(tǒng)、及與所述排氣后處理系統(tǒng)內的排氣相通且供給還原劑的還原劑傳送系統(tǒng)，該還原劑傳送系統(tǒng)包括還原劑泵和控制器，該控制器通過對在兩種不同的操作條件下還原劑泵驅使還原劑流經還原劑傳送系統(tǒng)時還原劑的壓力進行采樣、對區(qū)分被采樣的壓力的第一壓差進行計算、對第一壓差和閾值壓差進行比較來確定所述還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
[0017]如果還原劑傳送系統(tǒng)因為還原劑傳送系統(tǒng)內的堵塞而操作不恰當，控制器可進一步確定是否在還原劑傳送系統(tǒng)的投配管線或噴射器內存在堵塞。在一些實施方式中，投配管線可以是連接還原劑傳送系統(tǒng)的組件的任意流體軟管。
[0018]在一個實施方式中，提供一種對具有還原劑泵和還原劑投配器的還原劑傳送系統(tǒng)進行診斷的方法。該方法可包括:對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)；在對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)的過程中對還原劑的壓力進行采樣以確定還原劑傳送系統(tǒng)內的還原劑所增壓到的第一壓力；對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在不同于第一操作條件的第二操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)；在對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第二操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)的過程中對還原劑的壓力進行采樣以確定還原劑傳送系統(tǒng)內的還原劑所增壓到的第二壓力；對第一和第二壓力之間的壓差進行計算以提供第一壓差；及對第一壓差和第一閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
[0019]該方法可進一步包括:對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉。第一閾值壓差可以是噴射器堵塞閾值，噴射器堵塞閾值規(guī)定了在不堵塞條件下的還原劑傳送系統(tǒng)和帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統(tǒng)之間的壓差界限。如果第一壓差大于或等于噴射器堵塞閾值，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
[0020]該方法也可包括:對第一壓差和第二閾值壓差進行比較以進一步確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。第二閾值壓差可包括管線堵塞閾值，管線堵塞閾值規(guī)定了在帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統(tǒng)和帶有被堵塞的管線的還原劑傳送系統(tǒng)之間的壓差界限。如果第一壓差小于管線堵塞閾值，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉。
[0021]如果第一壓差大于管線堵塞閾值，該方法可包括以下步驟:對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)且驅使還原劑在不同于第一、第二、第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)；對第三操作條件下的還原劑的第三壓力和第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣；對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算；及對第二壓差和第二閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
[0022]對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)可包括:驅使還原劑以第一流率流經還原劑傳送系統(tǒng)，從而在不投配還原劑的情況下將第一壓力維持在目標壓力。
[0023]對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第二操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)可包括:對還原劑泵進行操作以驅使還原劑以第二流率流經還原劑傳送系統(tǒng)，在投配還原劑的情況下第二流率基于第一流率。
[0024]該方法可進一步包括:對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)；在對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)的過程中對還原劑的壓力進行采樣以確定還原劑傳送系統(tǒng)內的還原劑所增壓到的第三壓力；對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在不同于第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)；在對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)的過程中對還原劑的壓力進行采樣以確定還原劑傳送系統(tǒng)內的還原劑所增壓到的第四壓力；對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算；對區(qū)分第一和第二壓差的偏壓差進行計算；及對偏壓差和閾值偏壓差進行比較來進一步對還原劑傳送系統(tǒng)的操作進行診斷。
[0025]該方法可進一步包括:對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉。如果偏壓差大于或等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉。
[0026]如果偏壓差小于閾值偏壓差，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
[0027]根據(jù)另一個實施方式，一種對包括還原劑泵的還原劑傳送系統(tǒng)進行診斷的裝置。該裝置可包括:控制模塊，該控制模塊對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下、在不同于第一操作條件的第二操作條件下、在第三操作條件下、在不同于第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)；采樣模塊，該采樣模塊對第一操作條件下的還原劑的第一壓力、第二操作條件下的還原劑的第二壓力、第三操作條件下的還原劑的第三壓力、第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣；計算模塊，該計算模塊對第一和第二壓力之間的第一壓差進行計算，對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算，進一步對區(qū)分第一和第二壓差的偏壓差進行計算；及比較模塊，該比較模塊對偏壓差和閾值偏壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
[0028]該裝置也可包括報告模塊，該報告模塊對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉。如果偏壓差大于或等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉。如果偏壓差小于閾值偏壓差，性能狀態(tài)可表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
[0029]整個說明書中提到的特征、優(yōu)點或類似語言并不意味著根據(jù)本公開的主題可以實現(xiàn)的所有特征和優(yōu)點應該在或在任何單一的實施例中。相反，所指特征和優(yōu)點的語言應被理解為意味著與實施例有關的特定的特征、優(yōu)點或特性被包括在本發(fā)明公開的至少一個實施例中。因此，特征、優(yōu)點和類似語言的討論，在整個說明書中可以但并非必須指代同一個的實施例。
[0030]本發(fā)明所公開的主題中所述的特征、結構、優(yōu)點和/或特性可以在一個或多個實施例和/或實現(xiàn)方式中以任何合適的方式組合。在下面的描述中，提供了許多具體細節(jié)以使本發(fā)明所公開的主題的實施例的能得到充分理解。相關領域技術人員將認識到本發(fā)明所公開的主題可以在無需一個或多個特定的特征、細節(jié)、組件、材料的情況下和/或無需特定的實施例或實施方式的方法的情況下實踐。在其他實例中，在某些實施例和/或實施方式中可以認識到額外的特征和優(yōu)點，這些額外的特征和優(yōu)點可能不存在于所有的實施例或實現(xiàn)方式中。此外，在某些情況下，眾所周知的結構、材料或操作沒有被示出或詳細描述，從而避免掩蓋了本發(fā)明所公開的主題的各方面。本發(fā)明所公開的主題的特征和優(yōu)點根據(jù)下面的描述和所附權利要求將變得更加顯而易見，或者可通過下文所述的主題的實踐來獲知。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]為了使本主題的優(yōu)點可被更容易地理解，上文簡要描述的本發(fā)明的主題的更具體的描述將參考附圖中示出的具體實施例來提供?？梢岳斫獾氖沁@些附圖僅為本發(fā)明的主題的典型實施例，因此不認為是其范圍的限定，通過使用附圖對本發(fā)明的主題的附加特征和細節(jié)進行描述和解釋，其中:
[0032]圖1是根據(jù)一個代表性的實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖，該發(fā)動機系統(tǒng)包括內燃機和還原劑傳送系統(tǒng)。
[0033]圖2是根據(jù)一個代表性的實施方式的圖1中的發(fā)動機系統(tǒng)的控制器的示意框圖。
[0034]圖3是示出在包括不同的命令投配率的還原劑傳送系統(tǒng)的不同操作條件下獲得的壓差之間的比較的圖表。
[0035]圖4是示出對在根據(jù)一個實施方式中的還原劑傳送系統(tǒng)的性能進行診斷的方法的流程圖。
[0036]圖5是示出圖4中獲得第一壓差的步驟的詳細流程圖。
[0037]圖6是示出圖4中獲得第二壓差的步驟的詳細流程圖。
【具體實施方式】
[0038]圖1不出了發(fā)動機系統(tǒng)10的一個實施方式。發(fā)動機系統(tǒng)10的主要組件包括內燃機20和排氣后處理系統(tǒng)，排氣后處理系統(tǒng)可以是選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)18的形式，SCR系統(tǒng)18包括催化室22，催化室22與內燃機20相通且通過排氣歧管24接收排氣。SCR催化室22包括SCR催化劑，SCR催化劑配置為與排氣相互作用且在有氨的情況下減少NOx。內燃機20可以是壓燃式發(fā)動機，例如柴油燃料發(fā)動機，或者是火花點火式內燃機，例如操作為傾斜的汽油燃料發(fā)動機。在內燃機20的壓縮室內對燃料和空氣進行燃燒以提供排氣，該排氣排入排氣歧管24。在通過排氣管26排入大氣之前，排氣流的至少一部分從排氣歧管24流入或流經排氣后處理系統(tǒng)。
[0039]一般來說，SCR系統(tǒng)18配置為從排氣歧管24接收的排氣中移除多種化合物和微粒排放物。除了催化室22之外，SCR系統(tǒng)18可包括還原劑傳送系統(tǒng)30。除此之外或者作為另一種選擇，SCR系統(tǒng)18可包括任意的多種已知的排氣處理組件，例如一般的氧化催化器、顆粒物過濾器、氨氧化催化器。
[0040]還原劑傳送系統(tǒng)30可包括還原劑源32，還原劑泵34、及投配器，其作為傳送結構來操作且可采用噴射器36的形式。還原劑源32可以是能保留還原劑的容器或罐，還原劑例如是氨水(NH3)、尿素、柴油燃料、車用尿素、或柴油。還原劑源32與泵34相通且供給還原劑，泵34配置為將還原劑從還原劑源32泵送到噴射器36。噴射器36可以是位于SCR催化室22上游的還原劑噴射器。噴射器36可選擇為可控，通過促動控制閥42來在排氣進入催化室22之前將想要的量的還原劑直接噴入經過排氣歧管24的排氣流。
[0041]再參照圖1，還原劑傳送系統(tǒng)30可包括還原劑流過的還原劑管線。在示出的實施方式中，系統(tǒng)30包括還原劑供給管線38和還原劑返回管線44。還原劑供給管線38促使還原劑從還原劑源32流向噴射器36。反之，還原劑返回管線44促使還原劑從供給管線38(位于泵34的下游和噴射器36的上游)回到還原劑源32。泵34可以是現(xiàn)有技術中已知的任意種類的流體泵。泵34以輸入壓力從還原劑源32抽取還原劑且以高于輸入壓力的輸出壓力對還原劑進行傳送。進入泵34的還原劑規(guī)定為還原劑輸入流Qi,離開泵的還原劑規(guī)定為還原劑輸出流Q。。
[0042]還原劑傳送系統(tǒng)30也可包括位于泵34下游的投配管線40?！巴杜涔芫€”可以指連接還原劑傳送系統(tǒng)30的組件，例如泵34和噴射器36，的流體軟管。投配管線40可具有能作為允許包含足夠流體的累積器的長度和剖面幾何形狀。作為另一種選擇，可在投配管線40上的任意位置提供一個分離的累積器(未圖示)。累積器40可累積和臨時儲存在輸出壓力下的還原劑輸出流Q0的儲藏。在某個實施方式中，投配管線40減少了向噴射器36提供增壓還原劑的響應時間。投配管線40可提供其他好處，例如能量轉化、吸收液壓管線沖擊、壓力保持、及彌補流體泄露、熱膨脹、熱收縮等等。系統(tǒng)30也可包括一個或更多的壓力傳感器46、48以檢測系統(tǒng)內的還原劑的壓力。在一些實施方式中，系統(tǒng)30只包括位于泵34下游的高壓傳感器38，而在其他實施方式中，系統(tǒng)也包括位于泵34上游的低壓傳感器46。
[0043]發(fā)動機系統(tǒng)10包括控制器100，控制器100對發(fā)動機系統(tǒng)10和相關的子系統(tǒng)，例如內燃機20和還原劑傳送系統(tǒng)30，的操作進行控制?？刂破?00在圖1和2中都示出為一個單獨的物理單元，但是在一些實施方式中，如果需要的話，可包括兩個或更多的分離的單元或組件。一般來說，控制器100接收多輸入，對輸入進行處理，并且傳遞多輸出。多輸入可包括來自傳感器和各種用戶輸入的感應測量。控制器100使用各種算法、儲存數(shù)據(jù)、及其他對存儲數(shù)據(jù)和/或一般輸出值進行更新的數(shù)據(jù)來處理輸入。向控制器的其他組件和/或發(fā)動機系統(tǒng)10的一個或更多的元件傳遞一般輸出值和/或命令以控制系統(tǒng)來得到想要的結果，更詳細地，得到想要的排氣排放。
[0044]一般來說，在一個實施方式中，控制器100配置為對控制閥42的操作進行控制以將所命令的量的還原劑噴射入排氣流?？刂破?00可基于各種操作條件中的任意一種和現(xiàn)有技術中已知的要素來生成還原劑投配命令?？刂破?00也通過規(guī)定泵速對流體泵34的操作進行控制。在一個實施方式中，控制器100生成與想要的泵速相關的泵命令且向泵傳遞泵命令。大體上，與泵命令相關的想要的泵速與還原劑輸出流Q。的想要的輸出壓力對應。
[0045]優(yōu)選地，在確保經過噴射器36的還原劑的適當和精確噴射的過程中還原劑輸出流Q。的實際輸出壓力維持在想要的輸出壓力。因此，以將還原劑輸出流Q。的第二壓力維持在或接近想要的輸出壓力的速度操作泵。因此，基于由壓力傳感器48檢測或感應到的壓力，控制器100生成與泵速相關的泵命令以將實際輸出壓力維持在或接近想要的輸出壓力。例如，如果壓力傳感器48感應到的還原劑輸出流Q。的實際輸出壓力低于想要的輸出壓力(或者壓力傳感器46、48感應到的壓差低于想要的壓差)，則控制器100發(fā)送泵命令以增加泵34的速度，從而增加了泵34外的還原劑的積流，相應增加了實際輸出壓力以達到想要的輸出壓力。反之，如果實際輸出壓力高于想要的輸出壓力(或者壓差高于想要的壓差)，則控制器100發(fā)送泵命令以減少泵34的速度，從而減少了實際輸出壓力以達到想要的輸出壓力。因此，當系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后，泵命令和泵速提供了離開泵34的輸出流Q。的可靠表示。
[0046]輸出流Q。的輸出壓力可根據(jù)控制閥42的位置而波動，而且相應的，流經控制閥42且經過噴射器36進入排氣流的還原劑的量也會波動。當控制閥42關閉時，沒有還原劑流過閥，泵34操作為只對從供給管線38回到還原劑源32的還原劑的內流Q1再循環(huán)。因此，將還原劑的輸出壓力維持在想要的輸出壓力所需的泵命令和速度恒定地保持在最小泵命令和速度。一旦壓力達到了想要的輸出壓力且以最小泵速操作泵34，泵34下游的系統(tǒng)30的壓力可被認為是穩(wěn)定的。
[0047]然而，由于打開控制閥42以實行經過噴射器36的還原劑的噴射，泵34必須更努力地在將還原劑的輸出壓力維持在想要的輸出壓力的同時對向著噴射器36的還原劑的外流進行循環(huán)，也對回到還原劑源的還原劑的內流進行再循環(huán)。因此，控制器100必須增加泵34的速度來消除與來自系統(tǒng)30的還原劑的外流相關的壓力損失。離開系統(tǒng)30的還原劑越多，泵速就越高，反之亦然。
[0048]而且，由泵34下游的高壓傳感器48所測量的壓力按照流過投配管線40的流體的流率而變化。更詳細的，對于相同的泵命令，相比于流率較高，還原劑的流率較低的話投配管線40內的壓力更高。其結果是，相比于投配管線40、噴射器36、及控制閥42打開且未被堵塞，如果投配管線40、噴射器36、或控制閥42被塞住、關閉、或遮住，用于給定的泵命令的壓力會更高。壓差可用于評估元件40、36、和/或42內堵塞的嚴重性，且如后述的那樣甚至可用于對這種堵塞會存在于還原劑傳送系統(tǒng)30內的哪里進行診斷。
[0049]控制器100可設計為向車載診斷系統(tǒng)200，或0BD200，提供性能狀態(tài)。0BD200可設計為向用戶，例如包含系統(tǒng)10的車輛的駕駛員，例如通過燈或LED、聲音信號或警報、模擬評估、數(shù)字讀數(shù)等等方式提供狀態(tài)。
[0050]參照圖2，控制器100可包括對系統(tǒng)10的操作進行控制的各種模塊。例如，控制器100可包括一個或更多的用于對還原劑傳送系統(tǒng)30的操作進行控制的模塊。如圖2所示，控制器100包括控制模塊202和診斷模塊204?？刂颇K202可對還原劑傳送系統(tǒng)30的日常操作進行控制，診斷模塊204可在想要的時間對還原劑傳送系統(tǒng)30的操作進行評價。診斷模塊204可包括采樣模塊210、計算模塊212、比較模塊214、及報告模塊216。
[0051]參照圖2，雖然沒有特別示出或記載，但是控制器100可包括額外的控制器模塊來實施其他控制系統(tǒng)功能?？刂破?00和它的各種模塊化組件可包括處理器、存儲器、及接口模塊，接口模塊可由一塊或更多的半導體襯底上的半導體門所制成。每塊半導體襯底可裝入一個或更多的裝在電路板上的半導體設備?？赏ㄟ^半導體金屬層、襯底至襯底布線、或電路板走線或連接半導體設備的纜線進行模塊之間的連接。
[0052]在某些實施方式中，所傳送的還原劑的實際流率可以是泵命令的線性函數(shù)和/或當系統(tǒng)30內泵34下游的壓力穩(wěn)定時所操作的泵34的速度。對于給定的泵命令，泵34下游的壓力(由高壓傳感器48所測量)如上所述可相對于高流率較低，反之相對于低流率較高。這種關系可被控制器100所使用通過高壓傳感器48所提供的輸出來對還原劑傳送系統(tǒng)30的操作進行診斷。
[0053]在還原劑傳送系統(tǒng)30的正常操作的過程中，控制模塊202可從高壓傳感器48接收高壓傳感器數(shù)據(jù)220以將流入排氣流的還原劑維持在想要的劑量率。劑量率可以是連續(xù)的，或者也可以是變化的，例如與內燃機20的負載、排氣流內減少的污染物的濃度、包含系統(tǒng)10的車輛的速度、和/或各種其他因素成比例?？刂颇K202可從提供考慮到SCR系統(tǒng)18的操作的數(shù)據(jù)的其他傳感器接收其他傳感器數(shù)據(jù)222，例如，如果使用的話，來自低溫傳感器46的低溫傳感器數(shù)據(jù)。
[0054]根據(jù)其他實施例，其他傳感器(未圖示)可包括對流過噴射器36和/或還原劑返回管線44的還原劑進行測量的流量計、位于噴射器36附近的溫度傳感器、或者在現(xiàn)有技術中已知的其他傳感器。然而，本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，在對還原劑傳送系統(tǒng)的操作進行恰當?shù)牟僮骱涂刂茣r，這些傳感器并不是必須的。
[0055]基于對高壓傳感器數(shù)據(jù)220、其他傳感器數(shù)據(jù)222 (如果有的話)、和/或用戶輸入進行編程，控制模塊202例如可分別向泵34和控制閥42發(fā)送泵命令102和投配命令104。泵命令102可包括想要的還原劑流經泵34的流率、增加或減少速度的命令、或者甚至是打開或關閉泵34的命令。因此，控制模塊202可發(fā)送泵命令102以對還原劑傳送系統(tǒng)30的操作進行調控。
[0056]根據(jù)一個實施例，泵命令102包括泵34設置以產生從而對流經還原劑傳送系統(tǒng)30的還原劑的流率進行表示的流率。流經噴射器36的實際精確流率會基于多種因素，這些因素例如是還原劑的溫度、各種管線38、40、44內是否存在堵塞、控制閥42內是否存在堵塞、和/或噴射器36內是否存在堵塞。因此，高壓傳感器數(shù)據(jù)220可用于幫助對流經還原劑傳送系統(tǒng)30的還原劑的流率進行評估。
[0057]在各種情況下，診斷模塊204會中止控制模塊202的操作以開始實行對還原劑傳送系統(tǒng)30的診斷。由于投配管線40內的堵塞和噴射器36內的堵塞可能是最常見的導致還原劑傳送系統(tǒng)30無法恰當?shù)貙⑦€原劑傳送到排氣流的故障，診斷模塊204可以特別適用于確定是否存在這種堵塞?？蛇x地，診斷模塊204也可如后所述設計為確定這種堵塞發(fā)生在哪里。
[0058]診斷模塊204開始實行診斷會基于對某些誘發(fā)條件的滿足。實行診斷會打擾還原劑傳送系統(tǒng)30的操作，因此想要對這種診斷的頻率進行限制。因此，誘發(fā)條件可包括經過時間的閾值量，例如從上一次實行診斷以來的一個世界統(tǒng)一瞬態(tài)循環(huán)(WHTC)。除此之外或者作為替代，誘發(fā)條件可包括發(fā)動機系統(tǒng)10的啟動序列、驅動時間或距離的具體數(shù)量、或從上一次實行診斷以來滿足其他條件。
[0059]當滿足誘發(fā)條件時，診斷模塊204可中止控制模塊202的操作以實行診斷。因此，采樣模塊210可接收高壓傳感器數(shù)據(jù)220和其他傳感器數(shù)據(jù)222，可導致控制模塊202發(fā)送泵命令102和投配命令104以完成診斷。
[0060]計算模塊212可使用采樣模塊210所獲得的數(shù)據(jù)來計算對診斷還原劑傳送系統(tǒng)30的操作有用的度量值，例如還原劑流動系統(tǒng)30在不同操作條件下的壓差、這種壓差之間的差異、或者任意其他的有助于表明還原劑傳送系統(tǒng)30如何運行的度量值。
[0061]比較模塊214可對計算模塊212所提供的度量值和其他數(shù)據(jù)進行比較，其他數(shù)據(jù)例如是從還原劑傳送系統(tǒng)30的前一次操作獲得的度量值、已規(guī)定的閾值等等。報告模塊216可基于比較模塊214的輸出向例如0BD200提供還原劑傳送系統(tǒng)30的性能狀態(tài)230。性能狀態(tài)230可包括各種數(shù)據(jù)，例如流率、壓力、溫度、及其他反映了還原劑傳送系統(tǒng)30的操作條件的數(shù)據(jù)。在一個實施方式中，性能狀態(tài)230簡單表明了還原劑傳送系統(tǒng)30 (I)操作恰當或(2)操作不恰當。在另一個實施方式中，性能狀態(tài)230簡單表明了還原劑傳送系統(tǒng)30 (I)操作恰當、(2)由于管線38、40、和/或44的堵塞而操作不恰當、或(3)由于噴射器36的堵塞而操作不恰當。本發(fā)明可用于檢測在管線38、40、44中的任意管線內的堵塞，但以下降注重于對投配管線40的堵塞的檢測來作為示例。
[0062]在某個實施方式中，診斷模塊204可對還原劑的流動出錯進行累積或求和，而且將累積的還原劑流動出錯和預定的閾值進行比較。預定的閾值可以是被調控的閾值或一些其他與具有不想要或不當數(shù)量的障礙的系統(tǒng)有關的閾值。如果累積的還原劑傳送出錯達到閾值，則報告模塊216可發(fā)送錯誤的性能狀態(tài)230。然而，如果累積的還原劑傳送出錯沒有達到閾值，則報告模塊216可發(fā)送通過的性能狀態(tài)230。作為另一種選擇，性能狀態(tài)230可給予累積的還原劑傳送出錯是否達到閾值來提供一些其他對還原劑傳送系統(tǒng)30的性能的表示(例如“差”)。診斷模塊204可對累積的還原劑流動出錯和多個閾值進行比較來提供表示各種性能級別(例如“差”、“中差”、“中”、“中好”、及“好”)中的一個的性能狀態(tài)230。0BD200可以這種方式向用戶報告還原劑傳送系統(tǒng)30的性能隨時間的演變(例如衰變率)，從而用戶能預料到還原劑傳送系統(tǒng)30可能會達到超過調控量的堵塞等級。
[0063]參照圖3，圖表300示出了可被診斷模塊204收集和使用以確定性能狀態(tài)230的一些數(shù)據(jù)。如圖所示，圖表300具有橫軸302和縱軸304。橫軸302提供命令投配率，該命令投配率例如由投配命令104所提供?？v軸304提供在不同操作條件下采樣的壓力之間的壓差或“壓降”，以下將對此進行更詳細的說明。
[0064]圖表300示出了三條曲線310、312、314，代表了從還原劑傳送系統(tǒng)30或其他還原劑傳送系統(tǒng)的上一次操作獲得的數(shù)據(jù)。更精確地，曲線310、312、314包括了正常系統(tǒng)曲線310、堵塞噴射器曲線312、及堵塞管線曲線314。正常系統(tǒng)曲線310反映了還原劑傳送系統(tǒng)30將如何正常操作(即噴射器36或投配管線40沒有明顯堵塞)。堵塞噴射器曲線312反映了還原劑傳送系統(tǒng)30在噴射器36例如由于沉積排氣顆粒物、沉積還原劑、或其他污垢而部分堵塞的情況下被認為會如何操作。堵塞管線曲線314反映了還原劑傳送系統(tǒng)30在投配管線40例如由于未將還原劑傳送系統(tǒng)30正確安裝于車輛內、操作者的操作失誤、或維護不當而部分堵塞的情況下被認為會如何操作。
[0065]如圖3所示，曲線310、312、314明顯不同。曲線310、312、314中的每一條在左側一般都具有一個線性部分(即較低的命令投配率)，在右邊其轉為曲線從而導致了一個相對扁平的區(qū)域(即較高的命令投配率)。堵塞噴射器曲線312與正常系統(tǒng)曲線310形狀相似但總體上有更低的壓降，而且在更低的命令投配率下斜率更小。相比之下，堵塞管線曲線314沿其長度有極低的壓降，而且在更低的命令投配率下斜率更小得多。
[0066]當在單獨的命令投配率下對壓力數(shù)據(jù)進行采樣時，在命令投配率下的曲線310、312、314之間的壓差的差異可有效用于對還原劑流動系統(tǒng)30的操作進行診斷。除此之外或作為替代，當在多個命令投配率下對壓力數(shù)據(jù)進行采樣時，在命令投配率下的曲線310、312、314之間的斜率的差異可有效用于對還原劑流動系統(tǒng)的操作進行診斷。
[0067]根據(jù)一個實施例，可首先在第一投配命令率320下執(zhí)行采樣、計算、及比較。然后，如果在第一命令劑量率320下的結果不確定，則在第二投配命令率322下執(zhí)行采樣、計算、及比較。如果結果仍然不確定，在兩個投配命令率320、322下的結果可一起用于必須的計算和比較步驟以基于獲得的數(shù)據(jù)點所形成的線324的斜率獲得結果。該斜率可與在第一和第二投配命令率320、322下的壓差之間的差異(即壓差偏移)成比例。
[0068]如圖3所示，作為示例示出各個數(shù)據(jù)點330、332、334、336、338、340、342、344、346、348。更具體的，在第一投配率命令320下，示出了噴射器堵塞閾值330、管線堵塞閾值332、第一測試點334、第二測試點336、及第三測試點338。
[0069]噴射器堵塞閾值330可以是比在第一投配率命令320下堵塞噴射器曲線312的壓差更大的壓差。如果在第一投配率命令320下的壓差大于或等于噴射器堵塞閾值330 (例如在第一測試點334)，還原劑傳送系統(tǒng)30操作于足夠接近正常系統(tǒng)曲線310，從而保證沒有出錯。
[0070]管線堵塞閾值332可以是比在第一投配率命令320下堵塞管線曲線314的壓差更大的壓差。如果在第一投配率命令320下的壓差小于管線堵塞閾值332 (例如在第二測試點336)，還原劑傳送系統(tǒng)30的操作明顯低于想要的性能，從而保證出錯。
[0071]如果在第一投配率命令320下的壓差小于噴射器堵塞閾值330但是大于管線堵塞閾值332(例如在第三測試點338，此時為第一壓差339)，會不清楚還原劑傳送系統(tǒng)30的狀態(tài)。因此，可開始在第二投配率命令322下的測試。在第二投配率322下，示出了噴射器堵塞閾值340、管線堵塞閾值342、第一測試點344、第二測試點346、及第三測試點348。
[0072]噴射器堵塞閾值340可以是比在第二投配率命令322下堵塞噴射器曲線312的壓差更大的壓差。如果在第二投配率命令322下的壓差大于或等于噴射器堵塞閾值340 (例如在第一測試點344)，還原劑傳送系統(tǒng)30操作于足夠接近正常系統(tǒng)曲線310，從而保證沒有出錯。
[0073]管線堵塞閾值342可以是比在第二投配率命令322下堵塞管線曲線314的壓差更大的壓差。如果在第二投配率命令322下的壓差小于管線堵塞閾值342 (例如在第二測試點346)，還原劑傳送系統(tǒng)30的操作明顯低于想要的性能，從而保證出錯。
[0074]如果在第二投配率命令322下的壓差小于噴射器堵塞閾值340但是大于或等于管線堵塞閾值342 (例如在第三測試點348，此時為第二壓差349)，會不清楚還原劑傳送系統(tǒng)30的狀態(tài)。因此，可對兩個第三測試點338、348之間的偏壓差進行計算來用于進一步對還原劑傳送系統(tǒng)30的操作進行診斷。
[0075]如圖所示，第三測試點338、348通過水平偏移350水平地分離，通過垂直偏移352垂直地分離。水平偏移350是第一和第二命令投配率320、322之間的差。垂直偏移352是在第三測試點338、348的第一和第二壓差339、349之間的壓差(B卩“偏壓差”)中的差異。垂直偏移352或壓差偏移352除以水平偏移350得到線324的斜率，可有助于進一步對還原劑傳送系統(tǒng)30的操作進行診斷。
[0076]例如，如果線324的斜率與第一和第二命令投配率320、322之間的堵塞噴射器曲線312的斜率類似，可知噴射器36至少部分堵塞。這可保證有一個出錯。然而，如果線324的斜率與第一和第二命令投配率320、322之間的堵塞管線曲線314的斜率類似，可知投配管線40至少部分堵塞。然而，由于第三測試點338、348中的任何一個都不低于對應的管線堵塞閾值332、342，堵塞不足以保證出錯。
[0077]水平偏移350可以是已知的固定值，在每個涉及在命令投配率320、322這兩者的測量的診斷循環(huán)中保持不變。因此，可通過對偏壓差352和已知的閾值，例如閾值偏壓差，比如圖3中示出的示例性的閾值偏壓差360，進行比較來執(zhí)行對線324的斜率的分析。如果偏壓差352大于或等于閾值偏壓差360 (在圖3的情況下)，可如上所述由于在噴射器36內至少出現(xiàn)部分堵塞而保證有一個出錯。然而，如果偏壓差352小于或等于閾值偏壓差360，如上所述保證沒有出錯。
[0078]參照圖4，流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的對還原劑傳送系統(tǒng)30的性能進行診斷的方法400。方法400的各步驟可由控制器100來執(zhí)行。
[0079]方法400可在420中獲得第一壓差的同時開始410。該步驟420可包括在還原劑傳送系統(tǒng)30在第一和第二操作條件下的操作的過程中對高壓傳感器數(shù)據(jù)220進行采樣且使用該數(shù)據(jù)來提供作為壓降或兩種操作條件之間的壓差的第一壓差。例如，步驟420勢必獲得圖3中示出的第一投配率命令320下的測試點334、336、338中的一個。將參照圖5對步驟420進行更詳細的說明。
[0080]一旦在420獲得第一壓差，則方法400進行一個確定430，來確定第一壓差是否大于或等于第一投配率命令320下的噴射器堵塞閾值330。參照圖3，步驟430確定第一壓差是(像是在第一測試點334)否(像是在第二和第三測試點336、338)大于或等于噴射器堵塞閾值330。如果第一壓差大于或等于噴射器堵塞閾值330,報告模塊216可報告還原劑傳送系統(tǒng)30正常運行，例如，通過在432表示一個表示“通過”的性能狀態(tài)230?？赏Ｖ乖摲椒?，直到對還原劑傳送系統(tǒng)30進行診斷的時間再次到來。如果第一壓差小于噴射器堵塞閾值330，方法400繼續(xù)前進到步驟440，反映了確定了需要更多的分析和/或測試來提供性能狀態(tài) 230。
[0081]在步驟440，方法400進行一個確定440，來確定第一壓差是否大于或等于第一投配率命令320下的管線堵塞閾值332。參照圖3，該步驟440確定第一壓差是(像是在第一和第三測試點334、338)否(像是在第二測試點336)大于或等于管線堵塞閾值332。如果第一壓差小于噴射器堵塞閾值330,報告模塊216可報告還原劑傳送系統(tǒng)30沒有正常運行,例如，通過在442表示一個表示“未通過”的性能狀態(tài)230。如果想要的話，性能狀態(tài)230也可表示該未通過是由于投配管線40的堵塞?？赏Ｖ乖摲椒?，直到對還原劑傳送系統(tǒng)30進行診斷的時間再次到來。如果第一壓差大于或等于管線堵塞閾值332，方法400繼續(xù)前進到步驟450，反映了確定了需要更多的分析和/或測試來提供性能狀態(tài)230。
[0082]方法400在步驟450獲得第二壓差。該步驟450在還原劑傳送系統(tǒng)30在第三和第四操作條件下的操作的過程中對高壓傳感器數(shù)據(jù)220進行采樣且使用該數(shù)據(jù)來提供作為壓降或兩種操作條件之間的壓差的第二壓差。例如，步驟450勢必獲得圖3中示出的第二投配率命令322下的測試點344、346、348中的一個。將參照圖6對步驟450進行更詳細的說明。
[0083]一旦在450獲得第二壓差，則方法400進行一個確定460，來確定第二壓差是否大于或等于第二投配率命令322下的噴射器堵塞閾值340。參照圖3，步驟460確定第二壓差是(像是在第一測試點344)否(像是在第二和第三測試點346、348)大于或等于噴射器堵塞閾值340。如果第二壓差大于或等于噴射器堵塞閾值340,報告模塊216可報告還原劑傳送系統(tǒng)30正常運行，例如，通過在462表示一個表示“通過”的性能狀態(tài)230?？赏Ｖ乖摲椒?，直到對還原劑傳送系統(tǒng)30進行診斷的時間再次到來。如果第二壓差小于噴射器堵塞閾值340，方法400繼續(xù)前進到步驟470，反映了確定了需要更多的分析和/或測試來提供性能狀態(tài) 230。
[0084]在步驟470，方法400進行一個確定470，來確定第二壓差是否大于或等于第二投配率命令322下的管線堵塞閾值342。參照圖3，該步驟470確定第二壓差是(像是在第一和第三測試點344、348)否(像是在第二測試點346)大于或等于管線堵塞閾值342。如果第二壓差小于噴射器堵塞閾值340,報告模塊216可報告還原劑傳送系統(tǒng)30沒有正常運行,例如，通過在472表示一個表示“未通過”的性能狀態(tài)230。如果想要的話，性能狀態(tài)230也可表示該未通過是由于投配管線40的堵塞?？赏Ｖ乖摲椒?，直到對還原劑傳送系統(tǒng)30進行診斷的時間再次到來。如果第二壓差大于或等于管線堵塞閾值342，方法400繼續(xù)前進到步驟474，反映了確定了需要更多的分析和/或測試來提供性能狀態(tài)230。
[0085]方法400在步驟474獲得偏壓差，例如圖3所示的偏壓差352。例如通過從第一壓差減去第二壓差來獲得。
[0086]一旦獲得偏壓差，在步驟480與閾值偏壓差(例如圖3所示的閾值偏壓差360)進行比較。如果偏壓差大于或等于閾值偏壓差，方法400可在步驟482表示“未通過”。如果想要的話，性能狀態(tài)230也可表示該未通過是由于噴射器36的堵塞。這是因為，偏壓差較高表示相比于堵塞管線曲線314斜率更接近堵塞噴射器曲線312。
[0087]如果偏壓差小于或等于閾值壓差，方法400可在步驟484表示“通過”，這是因為盡管壓差小于噴射器堵塞閾值330、340，但仍然大于或等于管線堵塞閾值332、342，而且偏壓差小于或等于閾值偏壓差，因此投配管線40內的堵塞的等級不足以保證直接動作。如果想要的話，性能狀態(tài)230可反映檢測到投配管線40的潛在堵塞，但低于方法400的未通過報告閾值。
[0088]參照圖5，流程圖更詳細地示出了圖4中獲得第一壓差的步驟420。步驟420可開始于510，確定是否滿足打擾測試的誘發(fā)條件。如上所述，這些誘發(fā)條件可包括各種與經過時間、內燃機20的性能、將發(fā)動機系統(tǒng)10作為一部分的車輛的操作等等有關的條件。如果未滿足誘發(fā)條件，步驟420不再進一步前進，直到滿足條件為止。如果想要的話，以相互之間的時間間隔重復確定512，直到滿足誘發(fā)條件為止。
[0089]一旦滿足誘發(fā)條件，方法420前進到步驟520，在步驟520還原劑傳送系統(tǒng)30的劑量率設為0，例如通過撤銷控制模塊202的正常操作來讓控制模塊202發(fā)出關閉控制閥42的投配命令104 (例如零投配指令)。這能防止進一步通過噴射器36傳送還原劑。反之，還原劑將通過還原劑返回管線44通過還原劑傳送系統(tǒng)30循環(huán)。
[0090]繼續(xù)操作泵34，發(fā)送泵指令102，選擇為實現(xiàn)由高壓傳感器48測量的某個第一目標壓力。根據(jù)一個實施方式，該目標壓力是900千帕。診斷模塊204現(xiàn)可通過直到高壓傳感器數(shù)據(jù)220表示了接近于第一目標壓力的壓力為止向泵34發(fā)送泵指令102以調節(jié)經過泵34的還原劑的流率來讓控制模塊202完成該動作。在步驟524，直到高壓傳感器數(shù)據(jù)220穩(wěn)定在正好是或接近第一目標壓力為止繼續(xù)該處理。還原劑傳送系統(tǒng)30現(xiàn)處于第一“操作條件”，與還原劑傳送系統(tǒng)30的可被控制器100控制的操作參數(shù)有關。
[0091]一旦第一目標壓力達到穩(wěn)定，步驟420可前進到步驟526，在步驟526，當還原劑傳送系統(tǒng)30繼續(xù)在第一目標壓力或附近的壓力進行操作時采樣模塊210接收高壓傳感器數(shù)據(jù)220、泵命令102、及可選的其他傳感器數(shù)據(jù)222。這些數(shù)據(jù)可進行儲存以用于分析。采樣的高壓傳感器數(shù)據(jù)220可進行平均以提供平均壓力或在第一操作條件下的第一壓力。
[0092]一旦收集了足夠的數(shù)據(jù)采樣，方法420可進入第二操作條件。更準確的說，在528可向泵36發(fā)送泵命令102以將泵36保持為操作于用于影響第一操作條件的平均泵命令。然而，劑量率530可通過向控制閥42發(fā)送相應的非零投配指令104來設為一個特別的非零值。還原劑傳送系統(tǒng)30穩(wěn)定在534的操作條件的該第二設置之下。
[0093]一旦高壓傳感器數(shù)據(jù)220穩(wěn)定后，步驟420可前進到步驟536，在步驟536，當還原劑傳送系統(tǒng)30繼續(xù)在第一目標壓力或附近的壓力進行操作時采樣模塊210接收高壓傳感器數(shù)據(jù)220及可選的其他傳感器數(shù)據(jù)222。由于在該過程中保持不變，可無須對泵命令102進行采樣。這些數(shù)據(jù)可進行儲存以用于分析。采樣的高壓傳感器數(shù)據(jù)220可進行平均以提供平均壓力或在第二操作條件下的第二壓力。
[0094]一旦獲得第一和第二壓力，計算模塊212可例如通過從第一壓力減去第二壓力來確定它們之間的壓差。由于來自第一操作條件的平均泵命令102用于第二操作條件，在實質上相同的泵命令，即圖3中的第一泵命令率320，獲得第一和第二壓力。由于第二操作條件提供還原劑經過噴射器36投配，同時第一操作條件不提供投配，從而不允許從還原劑傳送系統(tǒng)30排出流體，因此預計第二壓力低于第一壓力。一旦控制閥42打開，壓差可與經過噴射器36釋放的還原劑成比例。因此，壓差的大小可與在投配管線40和噴射器36內存在的堵塞成反比例。然后該壓差用于圖4中方法400的步驟430和其之后的步驟。
[0095]參照圖6，流程圖更詳細地示出了圖4中獲得第二壓差的步驟450。各步驟612、620、622、624、626、628、630、634、636、640 一般類似于圖 5 中相對的部分 512、520、522、524、526、528、530、534、536、540。因此，對圖5的記載也一樣適用于圖6。步驟626可分別在第三和第四操作條件下對還原劑傳送系統(tǒng)30的第三和第四壓力進行采樣。因此可在第二投配率命令322或其附近對第三和第四壓力進行采樣，低于圖3中的第一投配率命令320。
[0096]上述的流程示意圖和方法示意圖一般作為邏輯流程圖來說明。由此，記載的順序和標記的步驟表示了有代表性的實施方式?？梢栽O想其他步驟、順序、和方法在功能、邏輯、或效果上等價于示意圖中所示出的方法中的一個或更多的步驟或其部分。
[0097]此外，用于提供對示意圖的邏輯步驟的解釋的格式和符號不應理解為對圖所示處的方法的范圍的限制。盡管在示意圖中使用了各種箭頭類型和線的類型，這并不應當理解為是對相應的方法的范圍的限制。實際上，一些箭頭或其他連接物可用于只表示一個方法的邏輯流程。例如，一個箭頭可表示對所述方法所列舉的步驟之間的未指定的持續(xù)的等待期或監(jiān)控期。此外，一個特殊的方法內產生的順序可嚴格遵循或不遵循所示的相應步驟的順序。
[0098]本說明書中許多功能模塊被標記為模塊，從而更特別強調它們的實施的獨立性。例如，一個模塊可以用硬件電路來實現(xiàn)，包括定制VLSI電路或門陣列、如邏輯芯片、晶體管、或其他分立元件那樣的現(xiàn)成半導體。一個模塊也可以用可編程的硬件設備來實現(xiàn)，例如現(xiàn)場可編程邏輯門陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯設備等等。
[0099]模塊也能用軟件來實現(xiàn)以被各種處理器執(zhí)行。可執(zhí)行代碼的識別模塊例如可包括一個或更多的計算機指令的物理或邏輯塊，例如可編為對象、過程、或函數(shù)。盡管如此，識別模塊的可執(zhí)行并不需要物理上放在一起，可包括存儲在不同位置的分離的指令，當在邏輯上結合時組成模塊且達到該模塊所宣稱的目的。
[0100]實際上，計算機可讀程度代碼的模塊可以是一個單獨的指令，或許多指令，甚至可以分布于一些存儲設備的不同的程序中的一些不同的代碼段。類似地，此處可在模塊內識別和示出操作數(shù)據(jù)，操作數(shù)據(jù)也可用任意合適的形式實現(xiàn)且編入任意合適類型的數(shù)據(jù)結構。操作數(shù)據(jù)可被收集作為單獨的數(shù)據(jù)集合，或者也可以分布在不同地點，包括不同的存儲設備，也可以至少部分地只作為系統(tǒng)或網(wǎng)絡上的電信號而存在。當模塊或模塊的一部分以軟件來實現(xiàn)時，可在一個或更多的計算機可讀介質上存儲和/或傳送計算機可讀程度代碼。
[0101]計算機可讀介質可以是有形的存儲有計算機可讀程序代碼的計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質可以是例如但不限于:電、磁、光、電磁、紅外線、全息、微機械、或半導體系統(tǒng)、裝置、或設備或者上述的任意合適的組合。
[0102]計算機可讀介質的更多特別的例子包括但不限于:便攜式計算機磁盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM或閃存)、便攜式只讀存儲光盤(CD-ROM)、數(shù)字多功能光盤(DVD)、光存儲設備、磁存儲設備、全息存儲設備、微機械存儲設備、或者上述的任意合適的組合。在本說明書的上下文中，計算機可讀存儲介質可以是任意有形的包含和/或存儲了被用于指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置、或設備或與其有關的計算機可讀程序代碼的介質。
[0103]計算機可讀介質也可以是計算機可讀信號介質。計算機可讀信號介質可包括以計算機可讀程序代碼實現(xiàn)的傳播數(shù)字信號，例如在基帶上或在載波的一部分上。這種傳播信號可采用各種形式，包括但不限于:電、電磁、磁、光或者上述的任意合適的組合。計算機可讀信號介質可包括任意不是計算機可讀存儲介質且能通信、傳播、或傳輸被用于指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置、或設備或與其有關的計算機可讀程序代碼的計算機可讀介質。計算機可讀信號介質上的計算機可讀程序代碼可用任意適當?shù)慕橘|進行傳輸，包括但不限于:無線、有線、光纖電纜、射頻(RF)等等或者上述的任意合適的組合。
[0104]在一個實施方式中，計算機可讀介質可包括一個或更多的計算機可讀存儲介質和一個或更多的計算機可讀信號介質的組合。例如，計算機可讀程序代碼可以既作為電磁信號通過光纖電纜來傳播以被處理器執(zhí)行，也存儲于RAM存儲設備以被處理器執(zhí)行。
[0105]可用一種或更多的編程語言的組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明的各方面的操作的計算機可讀程序代碼，包括面向對象的編程語言，例如Java、Smalltalk、C++等等,和傳統(tǒng)的過程編程語言，例如“C”編程語言或類似的編程語言。計算機可讀程序代碼可全部在用戶的計算機上執(zhí)行、一部分在用戶的計算機上執(zhí)行、作為一個單機軟件包、一部分在用戶的計算機一部分在遠程計算機上執(zhí)行或者全部在遠程計算機上執(zhí)行。在后面的方式中，遠程計算機可通過任意類型的網(wǎng)絡與用戶的計算機連接，包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，或者可用外部計算機連接(例如使用因特網(wǎng)服務供應商通過因特網(wǎng))。
[0106]貫穿本說明書提及的“一個實施例”、“實施例”，或類似的語言意味著結合實施例描述的特定的特征、結構或特性包括在至少一個實施例中。因此，貫穿本說明書的“在一個實施例中，”、“在實施例中”和類似短語的出現(xiàn)，可以但不一定全部指的是相同的實施例。類似地，術語“實現(xiàn)”的使用意味著具有結合本公開的一個或多個實施例所描述的特定的特征、結構或特性的實現(xiàn)，但是，如果沒有明確的相關性表述，該實現(xiàn)可以與一個或多個實施例相關。
[0107]本發(fā)明所公開的內容可以以其他具體形式體現(xiàn)而不背離其精神或本質特征。所述實施例被認為在所有方面都僅是說明性的而不是限制性的。本公開的范圍因此由所附的權利要求不是由前面的描述來表明。所有在權利要求的等同物的含義和范圍內的變化都在其范圍之內。
【權利要求】
1.一種對帶有還原劑泵的還原劑傳送系統(tǒng)進行診斷的裝置，其特征在于，包括: 控制模塊，該控制模塊對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)且驅使還原劑在不同于第一操作條件的第二操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)； 采樣模塊，該采樣模塊對第一操作條件下的還原劑的第一壓力和第二操作條件下的還原劑的第二壓力進行采樣； 計算模塊，該計算模塊對第一和第二壓力之間的第一壓差進行計算；及比較模塊，該比較模塊對第一壓差和第一閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于， 進一步包括報告模塊，該報告模塊對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉， 第一閾值壓差包括噴射器堵塞閾值，噴射器堵塞閾值規(guī)定了在不堵塞條件下的還原劑傳送系統(tǒng)和帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統(tǒng)之間的壓差界限， 如果第一壓差大于或等于噴射器堵塞閾值，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于， 比較模塊進一步對第 一壓差和第二閾值壓差進行比較以進一步確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當， 第二閾值壓差包括管線堵塞閾值，管線堵塞閾值規(guī)定了在帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統(tǒng)和帶有被堵塞的管線的還原劑傳送系統(tǒng)之間的壓差界限， 如果第一壓差小于管線堵塞閾值，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于， 如果第一壓差大于或等于管線堵塞閾值， 控制模塊對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)且驅使還原劑在不同于第一、第二、第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)，采樣模塊對第三操作條件下的還原劑的第三壓力和第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣， 計算模塊對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算， 比較模塊對第二壓差和第二閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于， 在第一操作條件下，控制模塊對還原劑泵進行操作以驅使還原劑以第一流率流經還原劑傳送系統(tǒng)，從而在不投配還原劑的情況下將第一壓力維持在目標壓力。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于， 在第二操作條件下，控制模塊對還原劑泵進行操作以驅使還原劑以第二流率流經還原劑傳送系統(tǒng)，在投配還原劑的情況下第二流率基于第一流率。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于， 控制模塊進一步對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)且驅使還原劑在不同于第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)， 采樣模塊進一步對第三操作條件下的還原劑的第三壓力和第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣， 計算模塊進一步對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算且進一步對區(qū)分第一和第二壓差的偏壓差進行計算， 比較模塊進一步對偏壓差和閾值偏壓差進行比較來進一步對還原劑傳送系統(tǒng)的操作進行診斷。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于， 進一步包括報告模塊，該報告模塊對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉， 如果偏壓差大于或等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉， 如果偏壓差小于或等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
9.一種內燃機系統(tǒng),其特征在于,包括: 內燃機、 與所述內燃機相通且接收排氣的排氣后處理系統(tǒng)、及 與所述排氣后處理系統(tǒng)內的排氣相通且供給還原劑的還原劑傳送系統(tǒng)， 該還原劑傳送系統(tǒng)包括還原劑泵和控制器， 該控制器通過對在兩 種不同的操作條件下還原劑泵驅使還原劑流經還原劑傳送系統(tǒng)時還原劑的壓力進行采樣、對區(qū)分被采樣的壓力的第一壓差進行計算、對第一壓差和閾值壓差進行比較來確定所述還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
10.根據(jù)權利要求1所述的內燃機系統(tǒng)，其特征在于 如果還原劑傳送系統(tǒng)因為還原劑傳送系統(tǒng)內的堵塞而操作不恰當，控制器進一步確定是否在還原劑傳送系統(tǒng)的投配管線或噴射器內存在堵塞。
11.一種對具有還原劑泵和還原劑投配器的還原劑傳送系統(tǒng)進行診斷的方法，其特征在于，包括以下步驟: 對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)； 在對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)的過程中對還原劑的壓力進行采樣以確定還原劑傳送系統(tǒng)內的還原劑所增壓到的第一壓力；對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在不同于第一操作條件的第二操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)； 在對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第二操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)的過程中對還原劑的壓力進行采樣以確定還原劑傳送系統(tǒng)內的還原劑所增壓到的第二壓力；對第一和第二壓力之間的壓差進行計算以提供第一壓差；及對第一壓差和第一閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟: 對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉， 第一閾值壓差包括噴射器堵塞閾值，噴射器堵塞閾值規(guī)定了在不堵塞條件下的還原劑傳送系統(tǒng)和帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統(tǒng)之間的壓差界限， 如果第一壓差大于或等于噴射器堵塞閾值，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟: 對第一壓差和第二閾值壓差進行比較以進一步確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當，第二閾值壓差包括管線堵塞閾值，管線堵塞閾值規(guī)定了在帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統(tǒng)和帶有被堵塞的管線的還原劑傳送系統(tǒng)之間的壓差界限， 如果第一壓差小于管線堵塞閾值，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟: 如果第一壓差大于管線堵塞閾值， 對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)且驅使還原劑在不同于第一、第二、第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)； 對第三操作條件下的還原劑的第三壓力和第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣； 對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算；及 對第二壓差和第二閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
15.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于， 對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)包括:驅使還原劑以第一流率流經還原劑傳送系統(tǒng)，從而在不投配還原劑的情況下將第一壓力維持在目標壓力。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其特征在于， 對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第二操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)包括:對還原劑泵進行操作以驅使還原劑以第二流率流經還原劑傳送系統(tǒng)，在投配還原劑的情況下第二流率基于第一流率。
17.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟: 對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)； 在對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)的過程中對還原劑的壓力進行采樣以確定還原劑傳送系統(tǒng)內的還原劑所增壓到的第三壓力；對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在不同于第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)； 在對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)的過程中對還原劑的壓力進行采樣以確定還原劑傳送系統(tǒng)內的還原劑所增壓到的第四壓力； 對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算； 對區(qū)分第一和第二壓差的偏壓差進行計算；及 對偏壓差和閾值偏壓差進行比較來進一步對還原劑傳送系統(tǒng)的操作進行診斷。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟: 對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉， 如果偏壓差大于或等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉， 如果偏壓差小于或等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
19.一種對包括還原劑泵的還原劑傳送系統(tǒng)進行診斷的裝置，其特征在于，包括: 控制模塊，該控制模塊對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下、在不同于第一操作條件的第二操作條件下、在第三操作條件下、在不同于第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統(tǒng)； 采樣模塊，該采樣模塊對第一操作條件下的還原劑的第一壓力、第二操作條件下的還原劑的第二壓力、第三操作條件下的還原劑的第三壓力、第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣； 計算模塊，該計算模塊對第一和第二壓力之間的第一壓差進行計算，對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算，進一步對區(qū)分第一和第二壓差的偏壓差進行計算；及 比較模塊，該比較模塊對偏壓差和閾值偏壓差進行比較來確定還原劑傳送系統(tǒng)是否操作恰當。
20.根據(jù)權利要求19所述的裝置，其特征在于， 進一步包括報告模塊，該報告模塊對性能狀態(tài)進行報告，該性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)是否正常運轉， 如果偏壓差大于或等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)沒有正常運轉， 如果偏壓差小于或 等于閾值偏壓差，性能狀態(tài)表明還原劑傳送系統(tǒng)正常運轉。
【文檔編號】F01N11/00GK104047692SQ201410090558
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權日:2013年3月14日
【發(fā)明者】D·S·埃弗拉德, R·斯塔斯 申請人:康明斯知識產權公司