本发明专利技术公开了操作发动机排气后处理系统的方法，包括：接收还原剂泵的流体压力数据，确定泵操作状态，以及基于确定泵操作状态将泵健康参数与预后泵故障标准进行比较。操作发动机排气后处理系统进一步包括基于泵健康参数与预后泵故障标准之间的差异输出泵健康警报。还公开了相关的控制逻辑。公开了相关的控制逻辑。公开了相关的控制逻辑。
【技术实现步骤摘要】
发动机的排气后处理系统中的还原剂泵的预后警报策略
[0001]本专利技术总体上涉及监测发动机的排气后处理系统中的泵运行，并且更具体地涉及预测地检测泵性能退化或故障。
技术介绍
[0002]排气后处理系统在内燃发动机领域是公知的。发动机操作燃烧空气燃料的混合物以在发动机的燃烧气缸中产生快速的压力和温度升高，产生二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和各种有机和无机物质的排放物。排气后处理系统采用各种机构来减少这些排放物中的某些排放物，以防止它们排放到大气中。一种已知的用于还原氮氧化物或“NOx”的排气后处理装置被称为选择性催化还原装置或“SCR”。SCR装置已在全世界成功使用多年。
[0003]为了操作SCR装置，需要将还原剂喷射到来自发动机的排气流中。这种还原剂通常被称为柴油排放流体或DEF，并且通常在发动机或相关机器上的流体箱中携带。排气后处理系统中与DEF的喷射相关的部件通常包括流体连接到排气系统中的排气管道的一个或多个泵和一个或多个喷射器。为了实现注入的DEF的充分雾化，注入压力通常为至少几千磅每平方英寸。DEF本身往往是相对腐蚀性的流体。与相对高的注射压力相结合，这种系统的操作环境和对部件的要求往往相当苛刻。DEF泵、喷射器或其他设备的故障或性能退化可能会导致计划外且昂贵的机器的停机服务或维修。美国专利申请公开号US20140331645A1涉及一种用于喷射器故障修复的系统和方法，并公开了这些系统之一的典型示例。本领域为改进和开发替代策略提供了充足的空间。
技术实现思路
[0004]在一个方面，一种操作发动机的排气后处理系统的方法包括接收发动机的排气后处理系统中的还原剂泵的流体压力数据，以及确定还原剂泵的第一泵操作状态或第二泵操作状态中的一个。该方法还包括基于确定还原剂泵的第一泵操作状态或第二泵操作状态中的一个，将由流体压力数据指示的泵健康参数与第一预后泵故障标准或第二预后泵故障标准中的一个进行比较。所述方法进一步包含基于所述泵健康参数与所述第一预后泵故障标准或所述第二预后泵故障标准中的相应一者之间的差异而输出泵健康警报。
[0005]在另一方面，排气后处理系统包括还原剂泵、流体压力传感器和还原剂泵控制单元。还原剂泵控制单元构造成从流体压力传感器接收还原剂泵的流体压力数据，并确定还原剂泵的第一泵操作状态或第二泵操作状态中的一个。还原剂泵控制单元还构造成基于还原剂泵的第一泵操作状态或第二泵操作状态中的所确定的一个来将由流体压力数据指示的泵健康参数与第一预后泵故障标准或第二预后泵故障标准中的一个进行比较。还原剂泵控制单元还构造成基于泵健康参数与第一预后泵故障标准和第二预后泵故障标准中的相应一个之间的差异来输出泵健康警报。
[0006]在又一方面，一种用于机器中的排气后处理系统的控制系统包括还原剂泵控制单元。还原剂泵控制单元构造成接收表示泵健康参数的还原剂泵的流体压力数据，并确定还
原剂泵操作状态。还原剂泵控制单元还构造成将泵健康参数与取决于所确定的还原剂泵操作状态的预后泵故障标准进行比较，并基于泵健康参数与预后泵故障标准之间的差异输出泵健康警报。
附图说明
[0007]图1是根据一个实施例的机器的侧视图；
[0008]图2是根据一个实施例的排气系统的图示；
[0009]图3是根据一个实施例的还原剂泵控制单元的功能框图；并且
[0010]图4是示出根据一个实施例的示例方法和逻辑流程的流程图。
具体实施方式
[0011]参见图1，示出了根据一个实施例的机器10。机器10包括支撑在地面接合轮16上的框架12。在具有倾卸床14和驾驶室18的矿用卡车的背景下示出了机器10。在其它实施例中，机器10可以是不同的非公路机器，例如履带式拖拉机、挖掘机、装载机，或各种其它非公路或公路上的机器。机器10也可以是固定机器，例如发电机组、泵、压缩机或其它机器。应当理解，本专利技术的机械实现基本上不受限制，并且矿用卡车的图示仅是许多可能的示例应用之一。
[0012]机器10还包括具有发动机22的内燃发动机系统20。发动机22可以是以合适的压缩点火液体燃料(例如柴油馏分燃料)运行的直喷式压缩/点火发动机。例如，可以操作发动机22以机械地驱动地面接合轮16或操作为电驱动马达提供动力的发电机。发动机系统20还包括具有后处理系统26的排气系统24。后处理系统26可包括还原剂箱28，该还原剂箱28存储车载体积的液体还原剂，例如市售的柴油排放流体或DEF。本文对“DEF”的描述和讨论不应被理解为需要任何特定类型的还原剂。后处理系统26还可以包括例如直接安装在箱28上的泵子组件30，并且包括一个或多个还原剂泵。DEF流体的进料可以从泵子组件30泵送到一个或多个DEF喷射器34。DEF喷射器34可以被电致动和电子控制以将DEF喷射到来自发动机22的排气流中，用于操作本领域技术人员熟悉的选择性催化还原或SCR装置。如将从以下描述中进一步显而易见的，后处理系统26可以唯一地操作以预测地检测预期的泵故障或性能退化。
[0013]现在还参见图2，更详细地示出了排气系统24和后处理系统26的附加特征。排气系统24包括其中具有SCR催化器38的排气管道36。SCR催化器38可用于处理来自发动机22的排气，以便以通常常规的方式还原氮氧化物或NOx。图2中还示出了泵子组件30中的总共四个DEF泵40，以及总共四个DEF喷射器34。DEF喷射器34可以流体连接到排气管道36以在SCR催化器装置38上游的位置处注入DEF。在一些实施例中，DEF喷射器34可以围绕排气管道36定位在不同的纵向(上游到下游)位置和/或不同的圆周位置。在一种实现方式中，每个DEF泵40同时操作，以便根据机器10的操作状态以周期性间隔或根据需要将DEF喷射到排气流中。例如，当发动机22在额定负载下操作时，DEF泵40可相对更频繁地操作，而如果机器10和发动机22空转，则DEF泵40可相对较不频繁地操作或根本不操作，这取决于本领域中充分表征的用于SCR操作的还原剂输送的需要。每当DEF泵40操作时，它们通常将在压力建立或积聚状态下操作，以将泵出口压力增加到期望的注射压力。当达到期望的喷射压力时，可以操作
DEF喷射器34以将DEF喷射到排气流中。在一些实施例中，压力建立状态可以理解为包括泵起动状态的第一泵操作状态。当已经达到注射压力时，DEF泵40的操作可以理解为计量和控制状态，包括在一些实施例中的给料状态。
[0014]如上所述，泵故障或性能退化在排气后处理系统中可能具有不期望的后果。可能存在多种故障模式，其中观察到的第一故障模式与第一泵操作状态(例如压力建立状态)相关，并且观察到的第二故障模式与第二泵操作状态或计量和控制状态相关。在一些情况下，在第一泵操作状态中的泵故障或性能退化可以是较慢的故障模式，其中观察到泵操作中的变化或偏差，例如比期望的更长的起动持续时间。此外，在一些情况下，与第二泵操作状态相关联的故障或性能退化可以是更快的故障模式。由于一个或多个还原剂泵40可能不能在期望的定时以期望的喷射压力输送DEF本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种操作发动机的排气后处理系统的方法，包括：接收发动机的排气后处理系统中的还原剂泵的流体压力数据；确定所述还原剂泵的第一泵操作状态或第二泵操作状态中的一个；基于所述确定所述还原剂泵的第一泵操作状态或第二泵操作状态中的一个，将由所述流体压力数据表示的泵健康参数与第一预后泵故障标准或第二预后泵故障标准中的一个进行比较；以及基于所述泵健康参数与所述第一预后泵故障标准和所述第二预后泵故障标准中的所述相应一者之间的差异来输出泵健康警报。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述接收泵压力数据包括从泵出口压力传感器接收压力数据；并且确定第一泵操作状态或第二泵操作状态中的一个包括确定所述还原剂泵的压力建立状态或计量和控制状态中的一个。3.根据权利要求2所述的方法，其中：所述压力建立状态包括泵起动状态；并且所述泵健康参数包括观察到的压力建立持续时间，并且所述第一预后泵故障标准包括预期的压力建立持续时间。4.根据权利要求2所述的方法，其中：所述计量和控制状态包括定量给料状态；并且所述泵健康参数包括观察到的泵出口压力大小，并且所述第二预后泵故障标准包括预期的泵出口压力大小。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其中，所述还原剂泵是所述排气后处理系统中的多个还原剂泵中的一个，并且所述方法还包括将由所述多个还原剂泵中的每一个的流体压力数据表示的泵健康参数与所述第一预后泵故障标准或所述第二预后泵故障标准中的一个进行比较，以及基于所述相应泵健康参数中的任一者与相应第一预后泵故障标准或第二预后泵故障标准之间的差异来输出所述泵健康警报。6.一种排气后处理系统，包括：还原剂泵；流体压力传感器；还原剂泵控制单元，所述还原剂泵控制单元构造成：从所述流体压力传感器接收所述还原剂泵的流体压力数据；确定所述还原剂泵的第一泵操作状态或第二泵操作状态中的一个；基于所述还原剂泵的第一泵操作状态或第二泵操作状态中的所确定的一个，将由所述流体压力数据指示的泵健康参数与第一预后泵故障标准或第二预后泵故...
【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：
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