车辆用液位传感器监视方法、车辆SCR系统和控制单元技术方案

一种监视车辆液罐中的液位传感器的技术，其中：监视液位传感器的工作状态；在监视到液位传感器非正常工作时，启动或维持液罐中的加热器对液罐中的液体进行加热，并且监视加热器的加热状态；在监视到加热器稳定加热的情况下，执行液罐排液操作；在监视到加热器非稳定加热的情况下，执行液罐充液操作；然后监视液位传感器的工作状态，并且在监视到液位传感器非正常工作时判断液位传感器故障。非正常工作时判断液位传感器故障。非正常工作时判断液位传感器故障。

【技术实现步骤摘要】
车辆用液位传感器监视方法、车辆SCR系统和控制单元


[0001]本申请涉及一种用于监视车辆液罐中、尤其是尾气处理液罐中的液位传感器、尤其是超声型液位传感器的技术。

技术介绍

[0002]SCR(选择性催化还原)系统被用于降低柴油机尾气中的NOx含量。在SCR系统中，还原剂，通常称作尾气处理液，被喷射到尾气中，从而利用选择性催化还原法将尾气中的NOx还原为无害的氮气、水、二氧化碳等成分。SCR系统通常包括容纳着尾气处理液的液罐，用于向柴油机排气管中喷射处理液的计量单元，和从液罐抽取处理液并将其加压供应到计量单元的泵单元。液罐中布置着超声型液位传感器，用于检测液罐中的液位。这种液位传感器是借助处理液与上方空气之间的界面实现液位测量的。当液罐中被过度充填了处理液时，液罐中的空气被全部挤出，不存在处理液与空气之间的界面，液位传感器就会检测不到液位而可能被误诊断为传感器故障。当液罐中的处理液基本上被排空时，液位传感器也会检测不到液位而可能被误诊断为传感器故障。用户可能会到维修站更换液位传感器，甚至更换整个液罐。

技术实现思路

[0003]考虑到上面描述的问题，本申请旨在提供一种监视车辆液罐中、尤其是处理液罐中的液位传感器、尤其是超声型液位传感器的技术，避免液位传感器被误诊断。
[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种监视车辆液罐中的液位传感器的方法，包括下述步骤：
[0005]监视液位传感器的工作状态；
[0006]在监视到液位传感器非正常工作时，启动或维持液罐中的加热器对液罐中的液体进行加热，并且监视加热器的加热状态；
[0007]在监视到加热器稳定加热的情况下，执行液罐排液操作；在监视到加热器非稳定加热的情况下，执行液罐充液操作；
[0008]然后监视液位传感器的工作状态，并且在监视到液位传感器非正常工作时判断液位传感器故障。
[0009]根据本申请的另一个方面，提供了一种车辆SCR系统的控制单元，其被构造为控制SCR系统的液罐、泵单元和计量单元的操作，并且配置成借助本申请的方法来监视液罐中的液位传感器的故障。
[0010]根据本申请的另一个方面，提供了一种车辆SCR系统，其包括液罐、泵单元、计量单元以及本申请的控制单元。
[0011]根据本申请，在液位传感器没有传感信号的情况下，通过液罐相关元件的操作确认液罐是否被过度充填或排空，由此判断液位传感器是否出现故障，避免了液位传感器被误诊断。
附图说明
[0012]图1是根据本申请的一种可行实施方式的SCR系统的示意图；
[0013]图2是根据本申请的一种可行实施方式的超声型液位传感器监视方法的流程图。
具体实施方式
[0014]图1示出了根据本申请的一种实施方式的用于车辆、尤其是柴油机车辆中的尾气SCR系统，其与车辆发动机的排气管(未示出)关联，用于向排气管中喷射尾气处理液(通常为尿素水溶液)以降低尾气中的NOx含量。所述SCR系统主要包括液罐1、泵单元2和计量单元3。液罐1用于容纳处理液。泵单元2中包括供应泵4和回抽泵5，其中供应泵4在发动机工作时通过抽吸管线L1从液罐1抽取处理液并将其加压且通过供应管线L2供应到计量单元3。计量单元3用于将处理液以计量的方式喷射到排气管中。在发动机停止工作后，回抽泵5通过回抽管线L3将泵单元2和计量单元3中的处理液向液罐1回抽，以便在发动机运转结束后防止处理液在泵单元2、计量单元3中沉积、结晶等。
[0015]液罐1中设有液位传感器6，用于检测液罐1中的处理液液位；过滤器7，其连接着抽吸管线L1的上游端，用于过滤处理液中的杂质；加热器8，用于加热处理液。
[0016]此外，SCR系统包括控制单元10，其连接着液罐1、泵单元2和计量单元3以及SCR系统的其它功能元件，用于控制它们的操作以及监视它们的状态。
[0017]液位传感器6安装在液罐1的底部。根据一种实施方式，液位传感器6是超声型的，通过向液罐1中的处理液与上方空气之间的界面发射超声波并且接收由该界面反射的超声波而实现液位测量。液位传感器6出现故障时，将检测不到液位。此外，当液罐1中被过度充填了处理液时，液罐1中的空气被基本上全部挤出，因而不存在处理液与空气之间的界面，没有超声波被反射回液位传感器6，液位传感器6也检测不到液位。此外，当液罐1中的处理液被过度消耗而没有及时补充处理液时，液位会降到液位传感器6的超声波发射部位的下方甚至基本上排空，液位传感器6也将检测不到液位。
[0018]本申请的控制单元10可在液位传感器6检测不到液位时，判断液位传感器6出现故障，还是液罐1被过度充填，以避免液位传感器6被误诊断。
[0019]控制单元10检测液位传感器6是否出现故障时，需要借助加热器8的操作。具体而言，加热器8在周围存在处理液和不存在处理液时的工作状态不同，尤其是具有不同的温升速度、工作电流等等。例如，在加热器8周围存在处理液时，加热器8的温升速度较慢(稳定加热)，而在加热器8周围不存在处理液时，加热器8的温升速度急剧加快(非稳定加热)。
[0020]作为一种可行实施方式，加热器8为PTC(正温度系数)加热器，其加热元件由PTC材料制成，该材料的电阻随温度升高。采用这种材料的情况下，当处理液升高到一定温度后，加热元件的电阻升高而电流减小，使得加热器8的功率降低，从而避免处理液被过度加热，因此加热器8具有自限温功能。在加热器8周围不存在处理液时，PTC加热器8的温升速度会非常快，并且工作电流快速下降。
[0021]控制单元10根据加热器8的工作状态判断液罐1中的充液状况。为此，加热器8优选布置在与液位传感器6的超声波发射部位大致等高或低于超声波发射部位。例如，加热器8安装在液罐1的底部或附近。
[0022]控制单元10在一定时间段ΔT(例如大约5分钟)内发现液位传感器6没有检测信号
时，启动加热器8或维持加热器8的加热状态，并监控加热器8的加热状态，以便用于判断液罐1中的充液状况。具体而言，在控制单元10检测到加热器8稳定加热的状况下，可确定液罐中存在足量的处理液，而在非稳定加热的状况下，可确定液罐中的处理液量不足。例如，在加热器8稳定加热的状况下，加热器8温升正常，由此确定液罐1中的处理液液位位于液位传感器6的超声波发射部位的上方(可称作第一种液位状况)，而在加热器8非稳定加热的状况下，加热器8温升过快，由此可以确定液罐1中的处理液降到了液位传感器6的超声波发射部位的下方(接近排空甚至已排空，可称作第二种液位状况)。在加热器8为PTC加热器的情况下，控制单元10检测加热器8的工作电流，如果工作电流的下降速度正常，则说明加热器8稳定加热，可确定液罐1中的处理液液位位于液位传感器6的超声波发射部位的上方(第一种液位状况)，而在检测到加热器8工作电流的下降速度过快或是变为低于一预定的最小电流值的情况下，说明加热器8非稳定加热，可以确定液罐1中的处理液降到了液位传感器6的超声波发射部位的下方(第二种液位状况)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监视车辆液罐中的液位传感器的方法，包括下述步骤：监视液位传感器的工作状态；在监视到液位传感器非正常工作时，启动或维持液罐中的加热器对液罐中的液体进行加热，并且监视加热器的加热状态；在监视到加热器稳定加热的情况下，执行液罐排液操作；在监视到加热器非稳定加热的情况下，执行液罐充液操作；然后监视液位传感器的工作状态，并且在监视到液位传感器非正常工作时判断液位传感器故障。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述液罐为车辆SCR系统中的尾气处理液罐，液罐中的液体为尾气处理液，所述液位传感器为超声型液位传感器。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述加热器布置在与液位传感器的超声波发射部位大致等高或低于超声波发射部位的位置。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，基于所述加热器的加热温度监视加热器的加热状态，在加热温度的升高速度超出一预定温升速度值时，和/或在加热温度超出一预定温度值时，确定加热器处在非稳定加热状态。5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，基于所述加热器的工作电流的变化监视加热器的加热状态，在工作电流的变化速度超出一预定电流变化速度值时，或是...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，B，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：