流体喷射器的诊断电路和用于诊断故障的方法
【技术领域】
[0001]本发明大体而言涉及一种诊断电路。具体而言，但并非排他性地，本发明涉及一种一种被配置成用于车辆上的诸如水喷射器或燃料喷射器这样的流体喷射器的诊断电路。最具体而言，本发明涉及一种用于选择性催化还原定量给料喷射器的诊断电路。本发明还涉及用于诊断所述流体喷射器中的故障的方法。
【背景技术】
[0002]本发明的目的在于提供一种诊断电路，其对于流体喷射器，最特别地选择性催化还原(SCR)定量给料喷射器的操作提供有所改进的可靠性检测。另一目的在于提供在多种控制电路，最特别地发动机控制单元(ECU)与流体喷射器之间的有所改进的兼容性。
【发明内容】
[0003]总之，本发明涉及一种流体喷射器，并且特定而言，涉及一种选择性催化还原(SCR)定量给料喷射器。在一示例实施例中，流体喷射器包括泵柱塞，泵柱塞能够从第一位置移动到第二位置以通过流体喷射器来驱动流体，通常为尿素、水或燃料。当线圈通电时，线圈被布置成驱动所述泵柱塞到第二位置。当对线圈断电时，泵柱塞被偏压以返回到第一位置，例如通过弹簧。提供电压抑制器或其它机构以当驱动信号被关掉时快速地并且可靠地将线圈中所储存的电能放电。电压抑制器应理想地能在发动机舱环境内和在SCR定量给料喷射器或水或燃料喷射器中通常发生的操作的频率下操作。
[0004]根据本发明，提供一种诊断电路。在一示例中，所述诊断电路被布置成用以测量流体喷射器并且特别地选择性催化还原(SCR)定量给料喷射器的线圈的驱动电路中的电气特征。诊断电路比较了所测量的电气特征与另一电气特征以判断PN结是否用于将储存在喷射器的线圈中的电能放电。在一示例中，诊断电路被布置成用以在驱动电路的断开阶段期间测量该电气特征。诊断电路可以被布置成在从驱动电路的断开阶段开始的500微秒的时段期间测量电气特征。诊断电路可以被布置成用以测量驱动电路中的电流。通常，诊断电路被布置成用以测量通过驱动电路中的感测电阻器的电流。理想地，诊断电路被布置成用以判断在50微秒、75微秒、100微秒、150微秒和200微秒之一的时段之后所述电流是否高于0.1安培、0.2安培和0.3安培之一的值。在另一示例中，诊断电路被布置成用以测量驱动电路中的电压。诊断电路可以被布置成用以测量通过驱动电路中的分压器的电压。诊断电路可以被布置成用以判断电压是否高于PN结的击穿电压。通常，诊断电路被布置成用以判断电压是否在驱动电路的断开阶段开始的300微秒内高于PN结的击穿电压。在另一示例中，诊断电路可以被布置成用以测量在线圈的低侧处的电气特征。
[0005]本发明还涉及一种用于诊断流体喷射器并且特别地选择性催化还原定量给料喷射器的驱动电路的故障的方法。在一示例中，该方法包括:测量在流体喷射器的线圈的驱动电路中的电气特征；以及比较所测量的电气特征与另一电气特征来判断PN结是否用于将在所述流体喷射器的线圈中所储存的电能放电。
[0006]以此方式，诊断电路提供对选择性催化还原定量给料喷射器的线圈的驱动电路的性能的有所改进的可靠性检查。
[0007]本发明提供了在所附权利要求中陈述的诊断电路和方法。另外的特征在下文中描述。
[0008]当结合选择性催化还原定量给料喷射器(也在下文中描述)而使用时，诊断电路特别适用。选择性催化还原定量给料喷射器包括:线圈，其被布置成当通电时驱动泵从第一状态到第二状态，以便泵送定量给料流体。选择性催化还原定量给料喷射器还包括:PN结，其跨越所述线圈而电气地布置成用以当从线圈移除了外部驱动电压时、以及当跨越所述线圈的电压高于PN结的击穿电压时击穿并且使在线圈中所储存的能量放电。在一示例中，PN结是在电气地跨越所述线圈而布置的二极管内。在另一示例中，PN结位于电气地跨越所述线圈而布置的瞬态电压抑制器内。可选地，PN结直接连接到线圈。PN结可以钎焊到线圈的端子上。PN结和线圈可以共用冷却系统。在一示例中，PN结和线圈可以在共同冷却护套内。可选地，PN结的击穿电压小于驱动电路中另一相关PN结的击穿电压。在另一示例中，选择性催化还原定量给料喷射器是定量给料系统的部分并且线圈的通电经由发动机控制单元来控制。催化还原定量给料喷射器可以包括诊断电路。在一示例中，催化还原定量给料喷射被配置成用以诊断PN结的正常操作。诊断电路可以被布置成用以测量在线圈的放电期间的电流衰减。诊断电路可以被布置成用以测量在线圈的放电期间的电压衰减。电压抑制器优选地包括瞬态电压抑制二极管。在一广泛示例中，使用PN结。PN结被布置成用以当从线圈移除了驱动电压时击穿并且使储存在线圈中的能量放电。PN结可以被布置成使得阴极连接到线圈的正驱动电压端子。
[0009]本发明还描述和提供了用于使选择性催化还原定量给料喷射器的线圈放电的相关方法。该方法包括:向定量给料喷射器的线圈供应电能以将泵从第一状态驱动到第二状态以便泵送定量给料流体；停止电能向线圈的供应；以及允许储存于线圈中的电能通过电气地跨越所述线圈而布置的PN结而消耗/耗散。可选地，该方法包括:将PN结跨越所述线圈的端子而附连，线圈被布置成用以驱动泵从第一状态到第二状态，以便驱动定量给料流体。
[0010]本发明还描述并且提供了组装流体喷射器的相关方法。该方法包括:将PN结跨越线圈的端子而附连，线圈被布置成用以驱动泵从第一状态到第二状态，以便驱动流体。
[0011]因此，提供一种用于控制SCR定量给料喷射器的线圈的改进的方式，其也具有使SCR定量给料喷射器与更广范围的发动机控制单元(ECU)更兼容的额外优点。通常，发动机的周围条件，以及从线圈消耗的大量能量意味着某些类型的ECU不能应对从线圈通过内部部件诸如通过低侧FET开关放电的能量消耗/耗散。具有单独的放电机构缓解了这个问题并且使得所描述类型的SCR定量给料喷射器与更广范围的ECU相兼容。有利地，电压抑制器能受益于已经就位用于SCR定量给料喷射器的冷却系统。
【附图说明】
[0012]现将参看附图来描述本发明的实施例，在附图中:
图1为其中运用本发明的选择性催化还原定量给料系统的示意概观图；
图2为示出根据本发明的实施例的选择性催化还原定量给料喷射器的元件的示意图； 图3为用于驱动图2的定量给料喷射器的示例驱动电路的电路示意图，其中驱动电路包括诊断电路；
图4为示出图3的驱动电路但包括替代诊断电路的电路示意图；
图5A为示出在接通阶段通过图3的驱动电路的电流流动的电路示意图；
图5B为示出在断开阶段通过图3的驱动电路的电流流动的电路示意图；
图6A为图5A的电路示意图，示出了在故障电压抑制器下的电流流动；
图6B为图5B的电路示意图，示出了在故障电压抑制器下的电流流动；
图7是利用起作用和不起作用的电压抑制器所感测的电流的曲线图；
图8是利用起作用和不起作用的电压抑制器所感测的电压的曲线图；
图9是使得一种定量给料喷射器的线圈放电的方法的流程图；
图10是组装一种定量给料喷射器的方法的流程图；以及图11为对所述定量给料喷射器的线圈诊断故障的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]现将参考上文所列出的图来描述本发明的实施例以便用并不预期限制本发明范围的方式来说明本发明的一种或多种应用。
[0014]图1为安装于发动机20的排气管30中的选择性催化还原(SCR)定量给料系统10的示意概观图。排气管包括柴油氧化催化剂(D0C)40、SCR催化柴油微粒过滤器(SCRF)50、和SCR催化剂60。发动机20包括发动机冷却系统70和发动机控制单元(E⑶)80。SCR定量给料系统10包括尿素递送模块(UDM) 90和SCR定量给料喷射器100。
[0015]SCR催化剂60包括NH3传感器62和NH 3控制器64，NH 3控制器64被布置成向ECU80反馈信号以控制在系统10内的选择性催化还原。
[0016]发动机冷却系统70包括热交换器72和冷却管线74，热交换器72和冷却管线74连接到SCR定量给料喷射器100以便冷却所述SCR定量给料喷射器100。
[0017]E⑶80包括SCR驱动器模块82，SCR驱动器模块82被布置成用以控制UDM 90和SCR定量给料喷射器100。
[0018]UDM 90包括SCR罐92，SCR罐92包含定量给料流体