还原剂罐的传感器诊断的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及还原剂罐的传感器诊断的方法和系统。诊断排气后处理系统的传感器的系统可以包括从传感器接收第一罐内液面高度值。接收一段时间内的多个还原剂定量配给要求值。响应于多个还原剂定量配给要求值达到阈值累计值而确定定量配给的还原剂值。响应于定量配给的还原剂值达到阈值累计值，从传感器接收第二罐内液面高度值。基于第一罐内液面高度值和第二罐内液面高度值之间的差，确定传感器估计的定量配给值。基于传感器估计的定量配给值和定量配给的还原剂值之间的差，传感器可以诊断为在可接受的校准范围之外执行。

【技术实现步骤摘要】

本申请总体上涉及关于后处理系统的传感器领域。背景对于内燃机，如柴油机，可以在排气中排出氮氧化合物(NOx)。为了减少NOx排放物，可以实施选择性催化还原(SCR)过程以在催化剂和还原剂的协助下将NOx化合物转化为更中性的化合物，如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以包括在排气系统的催化剂室，如车辆的排气系统的催化室内。通常在废气流入催化剂室之前将还原剂，诸如无水氨、氨水或碳酰二胺引入废气流中。为了将还原剂引入废气流中用于SCR过程，SCR系统可以定量配给还原剂，或以其它方式通过定量配给模块引入还原剂，该定量配给模块汽化还原剂或将还原剂喷洒到催化剂室的排气系统的上游的排气管道中。在将催化剂定量配给到排气系统的排气管道之前，还原剂被存储在罐中并且发动机可以监控诸如存在于罐中的碳酰二胺或柴油机排气处理液(DEF)的还原剂的量。为了监控存储的还原剂的量，可以将传感器或多个传感器耦合到罐。在一些系统中，存储的还原剂还被用作定量配给模块的冷却剂。碳酰二胺或DEF用作冷却剂要求罐中存在一定量的储备还原剂以允许再循环。在低罐内液面高度传感器值下，必须停止定量配给以确保足够的碳酰二胺用于冷却剂的再循环，这将使罐内液面高度传感器处于车载诊断系统的范围内。因此，各种OBD需求，包括由美国环境保护署(EPA)和加州空气资源委员会(CARB)规定的需求，强制规定将诊断这些罐内液面高度传感器作为NOx减排控制的一部分。
技术实现思路
一种用于诊断后处理排气系统的还原剂罐的传感器的计算机实现的方法。从传感器接收第一罐内液面高度值。接收一段时间内的多个还原剂定量配给要求值。响应于多个还原剂定量配给要求值达到阈值累计值而确定定量配给的还原剂值。响应于定量配给的还原剂值达到阈值累计值，从传感器接收第二罐内液面高度值。基于第一罐内液面高度值和第二罐内液面高度值之间的差，确定传感器估计的定量配给值。然后基于传感器估计的定量配给值和定量配给的还原剂值之间的差，诊断传感器是否在可接受的校准范围之外执行。另一个实现涉及具有传感器和控制器的系统，该传感器和控制器配置为执行用于诊断后处理排气系统的还原剂罐的传感器的计算机实现的方法的步骤。又一个实现涉及包括一个或多个模块的装置，该一个或多个模块配置为执行用于诊断后处理排气系统的还原剂罐的传感器的计算机实现方法的步骤中阐述的操作。附图说明一个或多个实现的细节在附图和以下的描述中进行阐述。本公开的其它特征、方面和优点根据说明书、附图以及权利要求将变得明显，在附图中：图1是具有用于排气系统的还原剂输送系统的选择性催化还原系统的示意性框图；图2是根据一个实施例的还原剂罐的示意性框图。图3是增益、正偏移以及负偏移诊断区域的示意图。图4是根据一个实施例描绘传感器增益诊断的示意图。图5是根据一个实施例描绘传感器正偏移诊断的示意图。图6是根据一个实施例描绘传感器负偏移诊断的示意图。图7是诊断传感器增益的过程的过程图。图8是根据一个实施例描绘诊断传感器增益的过程的示意流程图。图9是根据一个实施例描绘传感器增益的示意性合理诊断的图表。图10是根据一个实施例描绘传感器的正偏移的示例性合理诊断的图表。图11是根据一个实施例描绘传感器负偏移的示例性合理诊断的图表。应该意识到的是，为了说明的目的，一些附图或全部附图是示意性的表示。为了说明一个或多个实现方式提供附图，且要明确理解的是，这些附图将不用来限制权利要求的范围或含义。具体实施方式下文是对与用于诊断还原剂罐的传感器的合理性的方法、装置以及系统相关的各种概念和这些方法、装置以及系统的实现的更详细的描述。以上引入的以及在以下更详细讨论的各种概念可以以多种方式中的任何一种方式实现，即所描述的概念不限于任何特定的实现方式。提供特定的实现和应用的实例主要是为了说明的目的。概述一个或多个传感器用来确定和/或估计储存罐内的还原剂的量。然而，这样的传感器可能是最初有错误的和/或随着时间和/或使用退化。例如，传感器可能产生来自传感器的输出值的异常增益和/或来自传感器的输出值的异常偏移。传感器的输出信号的这样的特性、增益和/或偏移可以通过使系统相信罐中的还原剂比实际存在的还原剂更多或更少而不利地影响发动机的后处理系统。在还原剂被冷却的定量配给模块的情况中，高假设缺陷可通过允许系统定量配给还原剂，引起超过保持冷却剂再循环所需的最小液面高度，而导致对定量配给模块的损坏。低假设缺陷可导致定量配给模块过早地停止定量配给，不利地影响后处理系统的性能。因此，确定传感器有缺陷还是没有缺陷能够影响后处理系统和/或发动机的各个方面。本文所描述的实现包括进行合理性的诊断以确定传感器是有缺陷的还是没有缺陷的。一般而言，传感器的合理性诊断包括将传感器报告的值与参考值进行比较以及识别出报告的值中的任何低的或高的偏差。在一些实现中，算法的合理性诊断是通过控制器将传感器估计的定量配给值与根据累计要求的还原剂反馈确定的定量配给的还原剂值进行比较来进行的。传感器估计的定量配给值基于在监控时段的开始和结束时的两个传感器估计的罐内液面高度之间的差。定量配给的还原剂值基于在相同的监控时段内累计的要求的还原剂反馈。在一个场景中，控制器可以响应于传感器估计的定量配给值和定量配给的还原剂值的比较确定传感器是具有正增益缺陷还是负增益缺陷。当与传感器估计的定量配给值对应的罐内液面高度大于或小于阈值参考值时，可能出现正增益缺陷或负增益缺陷。在另一个场景中，控制器可以确定传感器具有正偏移。这可以在确定罐最初是满的之后，在控制器确定对应于传感器估计的定量配给值的罐内液面高度的下降小于预定定量配给的还原剂值时出现。在又一个场景中，控制器可以确定传感器具有负偏移。这可以在确定罐内液面高度最初小于校准值(例如，罐内液面高度指示罐处于总装载量的百分之八十)时，在控制器确定对应于传感器估计的定量配给值的罐内液面高度的下降小于预定定量配给的还原剂值时出现。在偏移的场景中，由于死区体积(在罐顶部的超额体积，超出该超额体积，罐内液面高度传感器将报告总装载量的百分之百)的存在，传感器将错误地指示表现为恒定的罐内液面高度。在任何上述的实现中，控制器在不考虑传感机制的底层技术的情况下确定传感器是有缺陷的或是没有缺陷的。后处理系统的概述图1描绘了具有用于排气系统190的示例还原剂输送系统110的后处理系统100。后处理系统100包括柴油颗粒过滤器(DPF)102、还原剂输送系统110、分解室或反应器104、SCR催化器106、以及传感器探头150。DPF 102配置为从排气系统190中流动的废气中去除颗粒物质，诸如
烟尘。DPF 102包括进口和出口，其中从进口接收废气，且其中在颗粒物质基本上从废气中被滤除和/或将颗粒物质转化成二氧化碳后，废气从出口排出。分解室104配置为将还原剂，诸如碳酰二胺、氨水或DEF转化为氨。分解室104包括具有配置为将还原剂定量配给到分解室104的定量配给模块112的还原剂输送系统110。在一些实现中，碳酰二胺、氨水、DEF被注入SCR催化器106的上游。然后还原剂液滴经过蒸发、热分解以及水解过程以在排气系统190内形成气态氨。分解室104包括处于与DPF 102流体连通以接收包含NOx排放物的废气的进口和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于诊断排气后处理系统的还原剂罐的传感器的计算机实现方法，包括：从传感器接收第一罐内液面高度值；接收一段时间内的多个还原剂定量配给要求值；响应于所述多个还原剂定量配给要求值达到阈值累计值，确定定量配给的还原剂值；响应于所述定量配给的还原剂值达到所述阈值累计值，从所述传感器接收第二罐内液面高度值；基于所述第一罐内液面高度值和所述第二罐内液面高度值之间的差，确定传感器估计的定量配给值；以及基于所述传感器估计的定量配给值和所述定量配给的还原剂值之间的差，诊断所述传感器是否在可接受的校准范围之外执行。

【技术特征摘要】
2014.08.06 EP 14180096.11.一种用于诊断排气后处理系统的还原剂罐的传感器的计算机实现方法，包括：从传感器接收第一罐内液面高度值；接收一段时间内的多个还原剂定量配给要求值；响应于所述多个还原剂定量配给要求值达到阈值累计值，确定定量配给的还原剂值；响应于所述定量配给的还原剂值达到所述阈值累计值，从所述传感器接收第二罐内液面高度值；基于所述第一罐内液面高度值和所述第二罐内液面高度值之间的差，确定传感器估计的定量配给值；以及基于所述传感器估计的定量配给值和所述定量配给的还原剂值之间的差，诊断所述传感器是否在可接受的校准范围之外执行。2.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中，在响应于先前的诊断决定或再注满检测的重置事件之后，接收所述多个还原剂定量配给要求值和所述第一罐内液面高度值。3.根据权利要求2所述的计算机实现方法，还包括基于所述定量配给的还原剂值确定较高的增益阈值和较低的增益阈值，并且其中，基于所述传感器估计的定量配给值和所述定量配给的还原值之间的差诊断所述传感器，基于对应于大于所述较高的增益阈值或小于所述较低的增益阈值的罐内装载量的传感器估计的定量配给值确定所述传感器在所述可接受的校准范围之外执行。4.根据权利要求3所述的计算机实现方法，还包括，响应于罐内装载量大于所述较高的增益阈值将指示所述传感器具有正增益的诊断决定发送到监控设备。5.根据权利要求3所述的计算机实现方法，还包括，响应于罐内装载
\t量小于所述较低的增益阈值将指示所述传感器具有负增益的诊断决定发送到监控设备。6.根据权利要求2所述的计算机实现方法，还包括：确定所述第一罐内液面高度值是否指示还原剂罐最初是满的；以及基于所述定量配给的还原剂值，确定正偏移阈值，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳西姆·卡勒德，维纳亚克·曼达维卡，迪普·钱蒂，
申请(专利权)人：康明斯排放处理公司，
类型：发明
国别省市：美国;US