[发明专利]柴油机尾气处理液控制系统

说明书

技术领域

本公开涉及控制柴油机尾气处理液(diesel exhaust fluid，DEF)系统的控制系统，所述DEF系统是选择性催化还原(SCR)系统的一部分。

背景技术

DEF溶液被用为发动机SCR系统中的还原剂。一些DEF溶液将在较低温度下冻结。当冻结时，不能开始DEF注入，并且规则仅仅允许有限的时间来解冻并使得DEF系统可操作。现行的DEF解冻系统具有基于时间的解冻算法，其基于环境温度、油箱液位、和其他变量在特定时间内加热DEF。这种解冻系统将要求在每种不同的应用上进行显著的校准努力。将希望的是具有用于解冻并控制DEF系统的系统，这种系统将以相对低的校准努力在广泛多种的应用中运转。

发明内容

根据本公开内容的一个方面，发动机包括排气系统和还原剂运送系统。还原剂运送系统具有将还原剂注射到废气中的注射器、用于将还原剂从还原剂箱供应给注射器的DEF泵、和加热还原剂箱中的还原剂的加热器。电子控制单元被编程以基于检测到的箱温度确定何时打开和关闭加热器，以及何时打开DEF泵以再循环DEF来增强还原剂箱的解冻。电子控制单元可以使得该控制系统处于不同的控制状态，包括解冻状态、再循环状态、加热状态、暖箱状态和空转状态。

一旦初始化，则电子控制单元使得控制系统处于空转状态。控制系统保持在这种状态中直到(由其他系统特征)作出关于是否所有的DEF系统元件都被认为是被解冻的决定。如果不需要解冻，则状态机直接跳到暖箱状态。否则，所述状态机转换到箱解冻状态。DEF箱加热、DEF抽运(DEF pump)、和DEF定量给料在空转状态全部都是停用的。

在箱解冻状态中，加热器被打开。在所述箱解冻状态中DEF抽运和DEF定量给料(注射)仍然是停用的，因为仍然没有足够的DEF被解冻以开始抽运。当解冻完成时，然后电子控制单元再循环DEF，同时DEF定量给料仍然是停用的。在泵运转期间大量DEF循环进出还原剂箱。这帮助混合、改善热传递，并加速还原剂箱内的DEF解冻。

在再循环后，箱加热器被关闭。在这种状态中正常的DEF抽运/定量给料操作被不定期地持续。DEF箱温度被持续监测，并且如果所述DEF箱温度降低到某个阈值之下，则箱加热器被再次打开。在任何状态中，如果(来自加热协调特征)的DEF加热系统中断要求变为真或当发动机被关闭时，然后系统返回到空转状态。

如果点火开关在温暖的环境条件期间运转，则电子控制单元维持DEF系统一直处于暖箱状态。在需要解冻还原剂箱的寒冷的初始环境条件中，电子控制单元将DEF系统从空转状态顺序地转换到箱解冻状态和再循环状态。在此之后，电子控制单元使DEF系统在箱加热状态和暖箱状态之间来回地循环。

附图说明

图1是包括表现本发明的排气系统的动力系统的示意图；和

图2A-2C是由图1的电子控制器执行的算法的流程图。

具体实施方式

参照图1，动力系统100包括发动机106。动力系统100可以被用于将动力提供给多种机器，包括公路上的卡车、建筑车辆、海洋舰船、固定发电机、汽车、农业车辆、和休闲车辆。

发动机106可以是产生废气的任何种类的发动机106，废气由方向箭头192指示。例如，发动机106可以是内燃机，诸如汽油机、柴油机、气体燃料燃烧发动机(例如，天然气)或任何其他废气产生发动机。发动机106可以是任何大小，具有任何数量的汽缸(未示出)和任何形状(例如，“V”型、直列式、和星形)。尽管未示出，但发动机106可以包括不同的传感器，诸如温度传感器、压力传感器、和质量流量传感器。

动力系统100可以包括进气系统107。进气系统107可以包括被构造成将由方向箭头189指示的新鲜进气引入发动机106中的元件。例如，进气系统107可以包括连通气缸、压缩机112、中冷器116、和节流阀致动器126的进气歧管(未示出)。动力系统100还包括用于冷却发动机冷却液的传统散热器101和冷却液温度传感器117。

压缩机112可以是固定几何形状压缩机，可变几何形状压缩机，或被构造成从压缩机112的上游接收新鲜进气的任何其他种类的压缩机。压缩机112将新鲜进气压缩到高压力级。如图所示，中冷器116被定位在压缩机112的下游，并且所述中冷器116被构造成冷却新鲜进气。节流阀致动器126可以定位于中冷器116的下游，并且例如，所述节流阀致动器126可以是被电子控制单元(ECU)115控制以调节空气燃料比的瓣型阀。