还原剂配给系统中的固定排量泵的压力和流量控制技术方案

一种还原剂配给系统，包括：配给器；固定排量泵，其与配给器流体连通；还原剂源，其与固定排量泵流体连通；以及控制器，其通信地联接到固定排量泵，以控制固定排量泵的操作，其中，控制器被编程为响应于指示配给器未在配给还原剂的数据而使用压力控制系统来操作固定排量泵，并且控制器被编程为响应于指示配给器配给还原剂的数据而使用流量控制系统来操作固定排量泵。

Pressure and flow control of fixed displacement pump in reductant dispensing system

A reducing agent dispensing system includes: a dispenser; a fixed displacement pump, which is in fluid communication with the dispenser; a reducing agent source, which is in fluid communication with the fixed displacement pump; and a controller, which is communicatively connected to the fixed displacement pump to control the operation of the fixed displacement pump, wherein the controller is programmed to use pressure control in response to data indicating that the dispenser is not dispensing reducing agent The system operates the fixed displacement pump, and the controller is programmed to operate the fixed displacement pump using a flow control system in response to data indicating that the dispenser is dispensing reductant.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】还原剂配给系统中的固定排量泵的压力和流量控制相关申请的交叉引用本申请要求于2017年4月6日提交的美国临时专利申请第62/482,466号的优先权和权益，该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体完全并入本文。
本申请总体上涉及用于内燃发动机(internalcombustionengines)的后处理系统(aftertreatmentsystems)的领域。背景对于内燃发动机(例如，柴油发动机)，氮氧化物(NOx)化合物可能在排气中被排放。为了减少NOx排放，可实施SCR过程以借助于催化剂和还原剂将NOx化合物转换成更中性的化合物，例如，双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以被包括在排气系统的催化剂室中，例如交通工具或动力产生单元的排气系统的催化剂室。还原剂，例如，无水氨或尿素，一般在被引入催化剂室之前被引入到排气流中。为了将还原剂引入到排气流中以用于SCR过程，SCR系统可以通过配给器(doser)配给或以其他方式将引入还原剂，该配给器将还原剂蒸发或喷射到催化剂室上游的排气系统的排气管中。SCR系统可以包括一个或更多个传感器以监控在排气系统内的状况。概述本文所述的实施方式涉及用于将还原剂配给到排气系统以还原NOx的还原剂配给系统。还原剂配给系统可以包括将还原剂从还原剂源泵送到配给器的固定排量泵(fixeddisplacementpump)，以将还原剂配给到排气系统中。该系统的控制器可以在配给器未在配给还原剂时将该系统作为压力控制系统来操作，并且在配给器正在配给还原剂时将该系统作为流量控制系统来操作。流量控制系统利用流率与泵频率或排量的固定线性关系，以通过控制器在减少处理量的情况下精确地控制泵的流率输出。当配给器未在配给还原剂时，压力控制系统使用出口压力测量值进行反馈控制来操作泵。因此，控制器可以基于系统是否正在配给还原剂而在压力控制系统和流量控制系统之间切换。一种实施方式涉及还原剂配给系统，该还原剂配给系统包括配给器、与配给器流体连通的固定排量泵、与固定排量泵流体连通的还原剂源以及与固定排量泵通信地联接以控制固定排量泵操作的控制器。控制器被编程为响应于指示配给器未在配给还原剂的数据而使用压力控制系统来操作固定排量泵，并且被编程为响应于指示配给器正在配给还原剂的数据而使用流量控制系统来操作固定排量泵。另一种实施方式涉及一种方法，该方法包括访问还原剂温度、期望的配给速率、测量的泵出口压力、排气流率或排气温度中的一个或更多个的一个或更多个输入值。该方法包括基于访问的输入值来确定固定排量泵的泵压力目标。该方法还包括将泵压力目标与测量的泵出口压力进行比较，以及向固定排量泵输出泵频率命令，以控制还原剂从还原剂罐通过固定排量泵的出口经由出口管线泵送到配给器，并经由返回管线返回还原剂罐。另一个实施方式涉及一种方法，该方法包括访问还原剂温度、期望的配给速率、测量的泵出口压力、排气流率或排气温度中的一个或更多个的一个或更多个输入值。该方法包括基于访问的输入值来确定泵频率命令，以及将泵频率命令输出到固定排量泵，以控制还原剂从还原剂罐通过固定排量泵的出口经由用于配给的出口管线泵送到配给器。简要描述在附图和下面的描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。从描述、附图和权利要求，本公开的其他特征、方面和优点将变得明显，其中：图1是用于排气系统的具有示例性还原剂输送系统的示例性选择性催化还原系统的方框示意图；图2是描绘在0巴压力和8巴压力下相对于泵频率的来自固定排量泵的还原剂的流率的图形化图，以说明线性关系；图3是切换压力/流量控制系统的部件的框图，并示出了用于系统的控制器的输入参数；图4是描述由图3中的控制器实现的切换压力/流量控制系统的过程图，并详细示出了压力控制系统的部件；图5是图4的过程图，描绘了由图3中的控制器实现的切换压力/流量控制系统，并详细示出了流量或频率控制系统的部件；图6是流程图，描绘了在未在配给时使用压力控制系统控制图3的切换压力/流量控制系统；图7是流程图，描述当配给时使用流量或频率控制系统控制图3的切换压力/流量控制系统；以及图8是用于切换压力/流量控制系统的控制器的切换过程的流程图。应认识到，一些图或所有图是为了说明的目的的示意性表示。提供附图是为了说明一个或更多个实施方式，并明确理解它们不会用于限制权利要求的范围或含义。详细描述接着以下是涉及用于控制还原剂配给系统的固定排量泵的方法、装置和系统的各种构思以及用于控制还原剂配给系统的固定排量泵的方法、装置和系统的实施方式的更详细描述。更具体地，本公开描述了用于控制固定排量泵的流量或频率控制系统和压力控制系统的使用。在配给操作期间，流量或频率控制系统由控制器实现以控制固定排量泵，并且在未配给时，压力控制系统由控制器实现以控制固定排量泵。上文介绍的并且在下文更详细地讨论的各种构思可以以多种方式中的任一种方式来实施，这是因为所描述的构思不限于实施的任何具体的方式。特定的实施方式和应用的示例主要为了说明性目的被提供。I.综述在后处理系统的一些实施方式中，可以实施固定排量泵来将还原剂泵送到配给器。基于泵排量或频率，固定排量泵可以输送基本上固定流率的还原剂。然而，随着流率的增加，流体管线中的阻力压力会在相应的泵排量或频率下使流率降低。但是，即使流率降低，流率与泵排量或频率仍基本上保持线性关系。因此，使用泵频率和表示阻力压力的泵输出压力，控制器可以在减少计算和输入变量的情况下精确地配给还原剂。例如，来自固定排量泵的流率可以作为泵频率、压差和还原剂温度的函数来计算。在一些实施方式中，向固定排量泵提供动力的电池的电压可以用于进一步改善流率函数。前述可以被认为是流量或频率控制系统。虽然在配给还原剂时可以基于泵排量或频率来控制固定排量泵，但是当未在配给还原剂时，通过配给系统使还原剂循环也是有用的，例如通过配给器从还原剂罐到泵，并且最后通过返回管线再次到还原剂罐。当在热的环境温度下操作时，还原剂的这种循环可以热态地冷却泵和/或配给器，和/或当在冷的环境温度下操作时，降低系统内冻结的可能性。在这种情况下，监控泵压力的压力控制系统可用于反馈控制系统，以控制泵使还原剂循环通过系统。在本文描述的一些实施方式中，系统可以在配给期间的流量或频率控制系统和未配给时的压力控制系统之间切换。这种切换压力/流量控制系统可以由控制器实现，以在流量或频率控制系统运行时向固定排量泵输出泵频率命令，用于精确配给，并且在压力控制系统运行时向固定排量泵输出不同的泵频率命令，用于使还原剂在系统内循环。II.后处理系统的概述图1描绘了用于排气系统190的具有示例性还原剂输送系统110的后处理系统100。后处理系统100包括颗粒过滤器(例如柴油机颗粒过滤器(DPF)102)、还原剂输送系统110、反应器管或分解室104、SCR催化器106以及传感器150。DPF102配置成从在排气系统190中流动的排气气体移除颗粒物质，例如烟灰。DPF102包括入口和出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种还原剂配给系统，包括：/n配给器；/n固定排量泵，其与所述配给器流体连通；/n还原剂源，其与所述固定排量泵流体连通；以及/n控制器，其通信地联接到所述固定排量泵，以控制所述固定排量泵的操作，其中，所述控制器被编程为响应于指示所述配给器未在配给还原剂的数据而使用压力控制系统来操作所述固定排量泵，并且所述控制器被编程为响应于指示所述配给器正在配给还原剂的数据而使用流量控制系统来操作所述固定排量泵。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170406 US 62/482,4661.一种还原剂配给系统，包括：
配给器；
固定排量泵，其与所述配给器流体连通；
还原剂源，其与所述固定排量泵流体连通；以及
控制器，其通信地联接到所述固定排量泵，以控制所述固定排量泵的操作，其中，所述控制器被编程为响应于指示所述配给器未在配给还原剂的数据而使用压力控制系统来操作所述固定排量泵，并且所述控制器被编程为响应于指示所述配给器正在配给还原剂的数据而使用流量控制系统来操作所述固定排量泵。


2.根据权利要求1所述的还原剂配给系统，其中，所述压力控制系统被编程为基于一个或更多个输入值来确定泵压力目标，测量泵出口压力，并且确定要输出的泵频率命令值，以控制所述固定排量泵。


3.根据权利要求2所述的还原剂配给系统，其中，所述一个或更多个输入值包括还原剂温度、期望的配给速率、测量的泵出口压力、排气流率或排气温度中的一个或更多个。


4.根据权利要求2所述的还原剂配给系统，其中，所述压力控制系统被编程为基于还原剂温度和测量的泵出口压力来确定所述泵压力目标。


5.根据权利要求2所述的还原剂配给系统，其中，所述压力控制系统被编程为使用查找表来确定所述泵压力目标。


6.根据权利要求2所述的还原剂配给系统，其中，所述压力控制系统被编程为基于还原剂温度来计算所述泵压力目标。


7.根据权利要求1所述的还原剂配给系统，其中，所述流量控制系统被编程为基于一个或更多个输入值来确定要被输出以控制所述固定排量泵的泵输出流量目标的泵频率命令和配给器占空比。


8.根据权利要求7所述的还原剂配给系统，其中，所述一个或更多个输入值包括还原剂温度、期望的配给速率、测量的泵出口压力、排气流率或排气温度中的一个或更多个。


9.根据权利要求7所述的还原剂配给系统，其中，所述流量控制系统被编程为基于测量的泵出口压力来确定泵频率命令。


10.根据权利要求7所述的还原剂配给系统，其中，所述流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳西姆·卡勒德，马苏德·齐亚巴赫什·戴拉米，
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