[發(fā)明專利]柴油機(jī)尾氣處理液控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410183442.4
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104131871A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 塔納爾·圖肯;喬希·C·施密特;邁克爾·J·皮弗;內(nèi)森·A·博韋
• 申請（專利權(quán)）人: 迪爾公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 汪洋

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及控制柴油機(jī)尾氣處理液(diesel?exhaust?fluid，DEF)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述DEF系統(tǒng)是選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)的一部分。

背景技術(shù)

DEF溶液被用為發(fā)動(dòng)機(jī)SCR系統(tǒng)中的還原劑。一些DEF溶液將在較低溫度下凍結(jié)。當(dāng)凍結(jié)時(shí)，不能開始DEF注入，并且規(guī)則僅僅允許有限的時(shí)間來解凍并使得DEF系統(tǒng)可操作。現(xiàn)行的DEF解凍系統(tǒng)具有基于時(shí)間的解凍算法，其基于環(huán)境溫度、油箱液位、和其他變量在特定時(shí)間內(nèi)加熱DEF。這種解凍系統(tǒng)將要求在每種不同的應(yīng)用上進(jìn)行顯著的校準(zhǔn)努力。將希望的是具有用于解凍并控制DEF系統(tǒng)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)將以相對低的校準(zhǔn)努力在廣泛多種的應(yīng)用中運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)方面，發(fā)動(dòng)機(jī)包括排氣系統(tǒng)和還原劑運(yùn)送系統(tǒng)。還原劑運(yùn)送系統(tǒng)具有將還原劑注射到廢氣中的注射器、用于將還原劑從還原劑箱供應(yīng)給注射器的DEF泵、和加熱還原劑箱中的還原劑的加熱器。電子控制單元被編程以基于檢測到的箱溫度確定何時(shí)打開和關(guān)閉加熱器，以及何時(shí)打開DEF泵以再循環(huán)DEF來增強(qiáng)還原劑箱的解凍。電子控制單元可以使得該控制系統(tǒng)處于不同的控制狀態(tài)，包括解凍狀態(tài)、再循環(huán)狀態(tài)、加熱狀態(tài)、暖箱狀態(tài)和空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

一旦初始化，則電子控制單元使得控制系統(tǒng)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。控制系統(tǒng)保持在這種狀態(tài)中直到(由其他系統(tǒng)特征)作出關(guān)于是否所有的DEF系統(tǒng)元件都被認(rèn)為是被解凍的決定。如果不需要解凍，則狀態(tài)機(jī)直接跳到暖箱狀態(tài)。否則，所述狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換到箱解凍狀態(tài)。DEF箱加熱、DEF抽運(yùn)(DEF?pump)、和DEF定量給料在空轉(zhuǎn)狀態(tài)全部都是停用的。

在箱解凍狀態(tài)中，加熱器被打開。在所述箱解凍狀態(tài)中DEF抽運(yùn)和DEF定量給料(注射)仍然是停用的，因?yàn)槿匀粵]有足夠的DEF被解凍以開始抽運(yùn)。當(dāng)解凍完成時(shí)，然后電子控制單元再循環(huán)DEF，同時(shí)DEF定量給料仍然是停用的。在泵運(yùn)轉(zhuǎn)期間大量DEF循環(huán)進(jìn)出還原劑箱。這幫助混合、改善熱傳遞，并加速還原劑箱內(nèi)的DEF解凍。

在再循環(huán)后，箱加熱器被關(guān)閉。在這種狀態(tài)中正常的DEF抽運(yùn)/定量給料操作被不定期地持續(xù)。DEF箱溫度被持續(xù)監(jiān)測，并且如果所述DEF箱溫度降低到某個(gè)閾值之下，則箱加熱器被再次打開。在任何狀態(tài)中，如果(來自加熱協(xié)調(diào)特征)的DEF加熱系統(tǒng)中斷要求變?yōu)檎婊虍?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被關(guān)閉時(shí)，然后系統(tǒng)返回到空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

如果點(diǎn)火開關(guān)在溫暖的環(huán)境條件期間運(yùn)轉(zhuǎn)，則電子控制單元維持DEF系統(tǒng)一直處于暖箱狀態(tài)。在需要解凍還原劑箱的寒冷的初始環(huán)境條件中，電子控制單元將DEF系統(tǒng)從空轉(zhuǎn)狀態(tài)順序地轉(zhuǎn)換到箱解凍狀態(tài)和再循環(huán)狀態(tài)。在此之后，電子控制單元使DEF系統(tǒng)在箱加熱狀態(tài)和暖箱狀態(tài)之間來回地循環(huán)。

附圖說明

圖1是包括表現(xiàn)本發(fā)明的排氣系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)的示意圖；和

圖2A-2C是由圖1的電子控制器執(zhí)行的算法的流程圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1，動(dòng)力系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)106。動(dòng)力系統(tǒng)100可以被用于將動(dòng)力提供給多種機(jī)器，包括公路上的卡車、建筑車輛、海洋艦船、固定發(fā)電機(jī)、汽車、農(nóng)業(yè)車輛、和休閑車輛。

發(fā)動(dòng)機(jī)106可以是產(chǎn)生廢氣的任何種類的發(fā)動(dòng)機(jī)106，廢氣由方向箭頭192指示。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)106可以是內(nèi)燃機(jī)，諸如汽油機(jī)、柴油機(jī)、氣體燃料燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，天然氣)或任何其他廢氣產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)106可以是任何大小，具有任何數(shù)量的汽缸(未示出)和任何形狀(例如，“V”型、直列式、和星形)。盡管未示出，但發(fā)動(dòng)機(jī)106可以包括不同的傳感器，諸如溫度傳感器、壓力傳感器、和質(zhì)量流量傳感器。

動(dòng)力系統(tǒng)100可以包括進(jìn)氣系統(tǒng)107。進(jìn)氣系統(tǒng)107可以包括被構(gòu)造成將由方向箭頭189指示的新鮮進(jìn)氣引入發(fā)動(dòng)機(jī)106中的元件。例如，進(jìn)氣系統(tǒng)107可以包括連通氣缸、壓縮機(jī)112、中冷器116、和節(jié)流閥致動(dòng)器126的進(jìn)氣歧管(未示出)。動(dòng)力系統(tǒng)100還包括用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的傳統(tǒng)散熱器101和冷卻液溫度傳感器117。

壓縮機(jī)112可以是固定幾何形狀壓縮機(jī)，可變幾何形狀壓縮機(jī)，或被構(gòu)造成從壓縮機(jī)112的上游接收新鮮進(jìn)氣的任何其他種類的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)112將新鮮進(jìn)氣壓縮到高壓力級。如圖所示，中冷器116被定位在壓縮機(jī)112的下游，并且所述中冷器116被構(gòu)造成冷卻新鮮進(jìn)氣。節(jié)流閥致動(dòng)器126可以定位于中冷器116的下游，并且例如，所述節(jié)流閥致動(dòng)器126可以是被電子控制單元(ECU)115控制以調(diào)節(jié)空氣燃料比的瓣型閥。