用來檢測選擇性催化還原噴射器打開時間的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及選擇性催化還原噴射器控制，并且更特別地涉及一種用來檢測選擇性催化還原噴射器的打開時間和狀態(tài)的過程。
【背景技術(shù)】
[0002]減少從柴油機排氣的NOx和C02排放的全球運動已經(jīng)導(dǎo)致在柴油機車輛中實現(xiàn)選擇性催化還原系統(tǒng)以減少汽車排放。選擇性催化還原系統(tǒng)通過添加氣態(tài)或液體還原劑到來自發(fā)動機的排氣流進行操作。氣態(tài)的或液體的還原劑被吸收到催化劑上，在那里，還原劑與排氣中的氮氧化物反應(yīng)以形成水蒸氣和氮氣。
[0003]為了與車載診斷系統(tǒng)(諸如OBD或OBDII)適當?shù)叵嗷プ饔?，現(xiàn)有的選擇性催化還原系統(tǒng)包括自診斷以識別故障并且在車輛正被維修時實現(xiàn)銷點更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]公開的是一種用來檢測閥的打開時間的方法，該方法包括以下步驟:接收閥的致動電流曲線(profile);至少使用斜率偏轉(zhuǎn)(reflect1n)檢測器處理所述閥電流曲線；和基于所述斜率偏轉(zhuǎn)檢測器的輸出確定所述閥的狀態(tài)。
[0005]也公開的是一種包括排氣系統(tǒng)的車輛，該排氣系統(tǒng)包括選擇性催化還原噴射器，可操作以檢測選擇性催化還原噴射器的電流抽取的控制器，該控制器可操作以檢測選擇性催化還原噴射器的電流抽取中的斜率偏轉(zhuǎn)，因此檢測選擇性催化還原噴射器的打開時間。
[0006]也公開的是一種用來控制選擇性催化還原噴射器的方法，所述方法包括以下步驟:使用控制器指示選擇性催化還原噴射器開始打開；在所述控制器接收所述選擇性催化還原噴射器的選擇性催化還原噴射器電流曲線；在所述控制器中至少使用斜率偏轉(zhuǎn)檢測器處理所述選擇性催化還原噴射器電流曲線；和基于所述斜率偏轉(zhuǎn)檢測器的輸出，確定所述選擇性催化還原噴射器的打開狀態(tài)。
[0007]根據(jù)以下說明書和附圖可以最佳地理解本發(fā)明的這些和其它特征，此后是簡要描述。
【附圖說明】
[0008]圖1示出包括用來減少排放的選擇性催化還原噴射器的車輛。
[0009]圖2示出相對于時間的打開的選擇性催化還原噴射器電流曲線和阻塞的選擇性催化還原噴射器電流曲線。
[0010]圖3示出用來檢測選擇性催化還原噴射器的打開時間和狀態(tài)的過程。
[0011]圖4示出用于圖2的過程的斜率偏轉(zhuǎn)檢測方案。
[0012]圖5示出斜率偏轉(zhuǎn)檢測器的輸出圖表。
【具體實施方式】
[0013]圖1示意性地示出包括排氣系統(tǒng)20的車輛10，該排氣系統(tǒng)用來從車輛10的內(nèi)燃機排出排氣30。排氣系統(tǒng)20包括選擇性催化還原噴射器40，該選擇性催化還原噴射器添加氣態(tài)或液體還原劑到來自發(fā)動機的排氣流。氣態(tài)的或液體的還原劑被吸收到催化劑上，在那里，還原劑與排氣中的氮氧化物反應(yīng)以形成水蒸氣和氮氣。選擇性催化還原噴射器40由控制器50控制，并且包括傳感器封裝，該傳感器封裝能夠感測到選擇性催化還原噴射器40的輸入和從選擇性催化還原噴射器40的輸出。在一個例子中，該噴射器40以電磁閥的形式。
[0014]該傳感器封裝可以檢測到并且傳送回控制器50的該輸入中的一種是選擇性催化噴射器40的電流抽取(current draw)。這個電流抽取可以由控制器50合計以確定選擇性催化還原噴射器40的電流曲線?；谶x擇性催化還原噴射器40的電流曲線，控制器50可以使用下面描述的過程確定精確的噴射器打開時間和噴射器是被阻塞還是沒有被阻塞。
[0015]選擇性催化還原噴射器40的電流曲線是被供應(yīng)到噴射器的電池電壓，噴射器溫度和噴射器流體壓力的函數(shù)。在低溫度，低壓力，和高電壓的情況下，名義選擇性催化還原噴射器40的電流曲線幾乎相同于(表面上類似于)阻塞的選擇性催化還原噴射器，并且電流曲線的最高水平或目視檢查不足以識別阻塞的噴射器或精確地識別噴射器40的打開時間。
[0016]繼續(xù)參考圖1，圖2示出相對于時間的打開的選擇性催化還原噴射器40的電流曲線110和阻塞的選擇性催化還原噴射器40的電流曲線120。在打開的選擇性催化還原噴射器電流曲線110的情況中，噴射器40在點112開始噴射(打開)，并且電流曲線110以相對恒定的斜率上升。當選擇性催化還原噴射器40完全打開時，電流曲線110經(jīng)歷點114處示出的小的斜率改變(稱為降下(dip))。在該降下之后，電流曲線110的斜率改變。相比之下，阻塞的選擇性催化還原噴射器40的電流曲線120在點122開始打開，并且穿過檢測窗口 126以相對恒定的斜率上升而沒有降下。
[0017]電流曲線110，120的檢測窗口 116，126是以下窗口，在該窗口期間，控制器50分析電流曲線以檢測降下114的存在。在這個窗口 116，126期間，噴射器電流數(shù)據(jù)被控制器50處理并且被供給到斜率偏轉(zhuǎn)檢測器以檢測選擇性催化還原噴射器40打開。斜率偏轉(zhuǎn)檢測器可以是另一控制器，存儲在控制器50的存儲器中的軟件模塊，或任何其它類似系統(tǒng)。
[0018]繼續(xù)參考圖1，圖3示出一種過程200，該過程被控制器50用于檢測選擇性催化還原噴射器40的打開時間。最初，控制器50檢查以看看噴射是否已經(jīng)在噴射開始檢查步驟210中開始。如果噴射還沒有開始，該過程200跳回，并且噴射開始檢查步驟210在適當?shù)难舆t之后再次被執(zhí)行。
[0019]如果噴射已經(jīng)開始，該過程200前進到等待斜率偏轉(zhuǎn)檢測窗口開始步驟212。如圖2中示出的，在當噴射在112，122開始時和當檢測窗口 116，126打開時之間存在延遲時段。在步驟212中，控制器50在移動到斜率偏轉(zhuǎn)檢測窗口開始檢查214之前等待噴射開始和斜率偏轉(zhuǎn)檢測窗口 116，126的開始之間的延遲時段。
[0020]如果當控制器50執(zhí)行斜率偏轉(zhuǎn)檢測窗口開始檢查214時斜率偏轉(zhuǎn)檢測窗口還沒有開始，則該過程跳回到等待斜率偏轉(zhuǎn)檢測窗口開始步驟212。如果斜率偏轉(zhuǎn)檢測窗口116，126已經(jīng)開始，則控制器50在檢測電流數(shù)據(jù)步驟216中開始積累電流數(shù)據(jù)以構(gòu)造噴射器40的電流曲線。電流數(shù)據(jù)可以使用任何可接受的傳感器布置被積累。在一些例子中，電流數(shù)據(jù)使用極高的采樣速率被收集。采樣速率是檢測數(shù)據(jù)樣品的速率。例如，I微秒的采樣速率對應(yīng)于每個微秒發(fā)生一次電流檢測。
[0021]為了將檢測的電流數(shù)據(jù)減少到可管理的情況和量，檢測的數(shù)據(jù)被控制器50使用標準數(shù)字濾波器過濾以去除高頻噪音。在使用高的采樣速率的例子中，該數(shù)據(jù)使用已知的降采樣技術(shù)被進一步降采樣以減小電流曲線中的數(shù)據(jù)的量。過濾和降采樣在過濾電流數(shù)據(jù)步驟218中由控制器50執(zhí)行。
[0022]過濾的和降采樣的數(shù)據(jù)形成噴射器電流曲線，諸如圖2中示出的電流曲線11，120。一旦電流曲線已經(jīng)被確定，就在應(yīng)用斜率偏轉(zhuǎn)檢測器步驟220中，控制器50或另一斜率偏轉(zhuǎn)檢測器將斜率偏轉(zhuǎn)檢測器過程應(yīng)用于電流曲線。由斜率偏轉(zhuǎn)檢測器執(zhí)行的過程在下面參考圖4被更詳細地描述。
[0023]斜率偏轉(zhuǎn)檢測器確定斜率偏轉(zhuǎn)是否存在于噴射器電流曲線上。如果沒有檢測到斜率偏轉(zhuǎn)，則在確定打開時間和狀態(tài)步驟222中，控制器50將噴射器40的狀態(tài)設(shè)置為“阻塞(stuck)”。“阻塞”狀態(tài)表示噴射器40在打開期間變得阻塞并且不完全打開。如果檢測到斜率偏轉(zhuǎn)，則在確定打開時間和狀態(tài)步驟222中，控制器50將噴射器40狀態(tài)設(shè)置為“打開”并且將噴射器40變得完全打開的時間確定為斜率偏轉(zhuǎn)的最小點。
[0024]一旦噴射器40的打開時間和狀態(tài)已經(jīng)被確定，控制器50就在報告打開時間和狀態(tài)步驟224中報告打開時間和狀態(tài)。該報告可以到另一分離的控制器，控制器50內(nèi)的子程序，或者診斷系統(tǒng)，諸如OBD (車載診斷)或OBDII (車載診斷II)。替代地，打開時間和狀態(tài)可以被報告到需要噴射器40的打開時間和狀態(tài)的任何其它系統(tǒng)。
[0025]繼續(xù)參考圖1，圖4是圖表300，該圖表示出包括斜率降下314的噴射器40的電流曲線302。如上面描述的，為了確定電流曲線302，控制器50使用非線性數(shù)字過濾技術(shù)來去除噪音并且降采樣數(shù)據(jù)以減小數(shù)據(jù)的量，因此減小數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小。一旦電流曲線302已經(jīng)被確定，控制器50就應(yīng)用斜率偏轉(zhuǎn)檢測器。
[0026]斜率偏轉(zhuǎn)檢測器使用修改的中值濾波器來確定斜率偏轉(zhuǎn)點314。斜率偏轉(zhuǎn)檢測器逐個條目地處理電流曲線302，將每一條目替換為落在中間窗口 320內(nèi)的相鄰的條目的中心值以確定中間電流曲線。中間窗口內(nèi)的條目然后以遞增的值排序(sort)。斜率偏轉(zhuǎn)檢測器還逐個條目地處理電流曲線302，將每一條目替換為落在平均窗口 310內(nèi)的相鄰的條目的平均值以確定平均電流曲線。
[0027]如在圖4中可以看到的，平均窗口 310是比中間窗口 320小的窗口(包括較少相鄰的數(shù)據(jù)點)。此外，平均窗口 310完全落在中間窗口 320內(nèi)。平均窗口 310的開始邊緣從中間窗口 320的開始邊緣偏移偏移值330。平均窗口 310和中間窗口 320的大小，以及偏移330的大小是校準值，得益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對特別的選擇性催化還原噴射器40實驗地或數(shù)學(xué)地確定該校準值。由于窗口 310，320的所需大小，斜率偏轉(zhuǎn)檢測過程的最初輸出發(fā)生在點340，并且不在電流曲線302的開始時間304。在圖4的示出的例子中，斜率偏轉(zhuǎn)檢測器的最初輸出340發(fā)生在最初平均窗口 310的端點。
[0028]輸出340的值由以下關(guān)系確定:
Out = mid*dfact-(mean*gfact) ο
[0029]其中Out是輸出值，mid是中間窗口 320的中心值，mean是平均窗口 310的平均值，并且UP g fart是可變因數(shù)，d facJP g fa。#以下關(guān)系確定:gfact = I+ABS (mid-mean)dfact = 1-ABS (mid-mean)
其中mid是中間窗口 320的中心值