[发明专利]定量配给器效率的实时监控

说明书

优先权信息

本申请正在以康明斯过滤IP公司的名义申请PCT国际专利申请，并请求主张于2008年4月1日申请的、名称为“定量配给器效率的实时监控”的美国专利申请第12/060507号以及于2008年9月8日申请的、名称为“定量配给器效率的实时监控”的美国专利申请第12/206088号的优先权，这两件在先申请以全文引用的方式结合于本申请中。

技术领域

本发明是关于一种废气后处理系统以及定量配给器系统，该定量配给器系统用于该后处理系统以喷射定量剂至该后处理系统的废气中。

背景技术

在废气被排放至大气之前使用后处理系统来处理废气是已知的。一种已知的后处理系统使用柴油氧化催化器(diesel oxidation catalyst，DOC)装置，该DOC装置设计成与该废气发生反应以将一氧化氮转化为二氧化氮。对于柴油废气，也可以在DOC下游设置柴油颗粒过滤器(diesel particulate filter，DPF)，以从废气流中物理去除碳烟或颗粒物质。

当废气温度充分高时，碳烟通过被氧化而被从DPF中不断去除。当废气温度不够高时，则使用主动再生(active regeneration)。对于柴油发动机废气，主动再生的一种方式是通过在DOC的上游注入燃料至废气中来进行的。该燃料和DOC之间进行的化学反应将废气温度升高至足够氧化DPF中碳烟的高温。

包括定量配给喷射器的定量配给器系统用于将该燃料注入废气中。例如由于定量配给器端部积碳(carboning)或者定量配给器行程降低等原因，定量配给喷射器可能随着时间的增加而劣化。定量配给器劣化被视为后处理系统中最频繁发生的失效模式之一。一种已知的用以确定该定量配给喷射器的效率的定量配给器监控方法感测DOC上的温差。然而，这个方法的有效性会因DOC的劣化(其无法被独立监控)而降低。

发明内容

在此描述了改进的实时定量配给器效率监控方法，其可被用于监控定量配给器系统的效率。所揭示的方法可在许多领域实施。例如，在柴油卡车应用场合，无论该卡车是处于瞬态还是稳态，该定量配给器的效率都可一直被监控。

在一个在此将被称为平均压差法的实施例中，定量配给喷射器的效率是通过确定当所述定量配给喷射器未喷射时的流体平均压力，并确定当所述定量配给喷射器在以预定命令的喷射速率进行喷射时的流体平均压力的方式来加以监控的，其中，所述定量配给喷射器构造并设置成用以喷射流体(例如，定量剂)至废气中。然后，确定当所述定量配给喷射器未喷射时的流体平均压力与当所述定量配给喷射器在进行喷射时的流体平均压力之间的压差。之后，所确定的压差与一个预定的期望压差进行比较。喷射时的所述平均压力可在一个适当的定量配给频率(例如，10Hz)下进行确定。

被喷射的流体可以是一种合适的定量剂，包括但不限于碳氢燃料，例如柴油燃料、酒精、尿素、氨、天然气以及其它用于废气后处理的定量剂。然而，该平均压差法的创新概念并不限于这些类型的定量剂。在空气作为被喷射的工作流体的场合中，该平均压差法也是有用的。

另一个在此将被称为平均瞬时压差法的实施例描述了一个定量配给器效率监控方法，其确定平均瞬时压差。该平均瞬时压差被定义为，在该定量配给喷射器的一个工作循环内，该定量配给器关闭时的平均压力减去该定量配给器开启时的平均压力。在这个方法中，该效率可通过确定在该定量配给喷射器的一个工作循环内该定量剂通过一个孔(这个孔例如位于关闭阀组件内)的平均瞬时压差的方式加以监控。该定量配给喷射器适宜受脉冲宽度调制控制。

权利要求1和权利要求8记载了使用该平均压差法或平均瞬时压差法来监控定量配给喷射器的效率。可以预期的是，权利要求1和权利要求8可以仅记载该平均压差法，而不用记载该平均瞬时压差法。同样，可以预期的是，权利要求1和权利要求8可以仅记载该平均瞬时压差法，而不用记载该平均压差法。

该平均瞬时压差是最大压降，因此相对于该平均压差法，该平均瞬时压差具有更好的信噪比，且不受定量配给命令的约束。该平均瞬时压差法也更精确，其误差例如在5％范围内。

上述实时定量配给效率监控方法可利用一个定量配给器系统进行实施。该定量配给器系统包括定量配给喷射器、定量剂供给管和定量剂关闭阀组件，其中，该定量配给喷射器构造并设置成用以喷射定量剂至废气中，该定量剂供给管连接至定量配给喷射器，该阀组件连接至供给管构造并设置成用以控制供给管内的、流向定量配给喷射器的定量剂的流量。该阀组件包括用以侦测阀组件内的定量剂压力的压力传感器。可利用控制器来监控定量配给喷射器的效率。