[发明专利]用于柴油机排气处理液加热控制的装置、系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年8月27日提交的美国临时专利申请号61/237,584的利益，其在这里通过引用被并入。

领域

本公开涉及柴油机排气处理液输送系统，尤其是涉及控制柴油机排气处理液输送系统中的柴油机排气处理液的加热。

背景

排气后处理系统接收并处理从内燃发动机产生的废气。典型的排气后处理系统包括配置成减小存在于废气中的有害排气排放的水平的各种部件。例如，柴油提供动力的内燃发动机的一些排气后处理系统包括各种部件，例如柴油氧化催化器(DOC)、颗粒物质过滤器或柴油机颗粒过滤器(DPF)和SCR催化器。在一些排气后处理系统中，废气首先通过DOC，然后通过DPF，随后通过SCR催化器。

DOC、DPF和SCR催化器部件中的每个配置成对通过这些部件的废气执行特定的排气排放处理操作。通常，DOC通过氧化技术减少存在于废气中的一氧化碳和碳氢化合物的量。DPF过滤存在于废气中的有害柴油机颗粒物质和煤烟。最后，SCR催化器减少存在于废气中的氧化氮(NO_x)的量。

SCR催化器系统利用柴油机排气处理液(DEF)或还原剂来还原废气中的NO_x。典型的SCR系统包括DEF输送系统，其包括DEF源、泵和输送机构。DEF源可为储存DEF例如尿素溶液或甲酸铵溶液的容器或罐。泵通过DEF线路将DEF从源提供到输送机构。一般为DEF注射器的输送机构将DEF输送到在SCR催化器上游的废气流中。在汽车应用中，DEF一般是尿素，其分解以产生氨。在还原之后，氨在存在SCR催化剂时与NO_x起反应以将NO_x还原成害处较少的排放物，例如N₂和H₂O。

为了正确的操作，存储在DEF储存罐中并通过罐和输送机构之间的DEF线路抽吸的DEF的温度必须被维持在DEF的凝固点之上和DEF的最大温度之下。排放调节需要SCR系统提供温度控制系统以在低环境温度操作时用于加热DEF。一些常规DEF温度控制系统使用发动机冷却液来加热存储在储存罐和线路中的DEF。其它常规DEF温度控制系统使用电子加热器而不是冷却剂来加热储存罐和线路中的DEF。

通常，为了正确的操作，常规DEF温度控制系统需要环境空气温度传感器作为主要输入。需要如环境空气传感器所探测的环境空气温度作为参考点，正确的加热温度，即，加热上限，从该参考点来建立。然而不幸的是，环境空气温度传感器根据传感器安装位置和/或车操作条件可具有不同的容限。例如，环境空气温度传感器可对不同的发动机平台安装在不同的位置上。此外，不同的发动机平台可用不同的方式使用环境空气温度传感器以探测环境空气温度。

传感器容限可影响环境空气温度读数的精确性。例如，环境空气温度传感器可安装在趋向于引起环境空气温度传感器读数中的正或负误差的位置上。进一步地，根据传感器的限制和安装位置，久而久之，环境空气温度传感器可变得有缺陷或变成不精确的，这可导致使DEF再次冻结或过热的增加的风险。

概述

响应于当前的技术状态，特别是响应于本领域中还没有被当前可用的排气后处理控制系统和DEF加热系统充分解决的问题和需要，发展了本申请的主题。因此，本申请的主题被发展来提供克服现有技术的至少一些缺点的装置、系统和方法。例如，在这里所述的一些实施方式中，用于DEF加热控制的装置、系统和方法包括在某些操作条件下依赖于环境温度传感器进行DEF加热控制以及在其它操作条件下依赖于DEF储存罐温度传感器进行DEF加热控制。以这种方式，提供了用于DEF加热控制的装置、系统和方法，其考虑到了不精确的环境温度传感器读数或环境温度传感器和DEF储存罐温度传感器读数之间的明显差异。

根据一个实施方式，这里公开了用于控制DEF输送系统中的柴油机排气处理液(DEF)的加热的装置。DEF输送系统可为具有DEF储存容器的系统。该装置包括温度比较模块，其配置成比较所感测的环境空气温度和所感测的包含在DEF储存容器中的DEF的温度之间的差异与预定温度差异阈值。此外，该装置包括DEF加热状态模块，其配置成如果所感测的环境空气温度和所感测的DEF温度之间的差异小于预定温度阈值则根据所感测的环境空气温度产生DEF加热命令。相反，如果所感测的环境空气温度和所感测的DEF温度之间的差异大于预定温度阈值，则DEF加热状态模块根据所感测的DEF温度(例如独立于所感测的环境空气温度)产生DEF加热命令。该装置还包括配置成根据DEF加热命令控制DEF的加热的DEF加热控制模块。