用于管理柴油排气流体分层的系统和方法_2

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3 可以被配置为接收用于补充DEF的喷嘴。车辆100还可以包括燃料箱214,其可以靠近DEF 罐212被放置。
[0022] DEF系统222还可以包括在管道224内的DEF喷射器226,该DEF喷射器喷射DEF 至lj SCR上游的排气道内。DEF喷射器226可以被用于经由控制系统14控制DEF喷射的正时 和喷射量。DEF系统222可以进一步包括DEF栗228。DEF栗228可以被用于增压并且输 送DEF到管道224内。DEF系统222可以进一步包括DEF管道加热器232,其加热DEF管道 224。例如,DEF管道加热器可以以低温在去往DEF栗的途中加热DEF流体,以便保持DEF流 体的黏度。加热器可以是电阻加热器,或各种其他配置。该加热器可以被耦接到电源234, 诸如电池系统,并且可以经由例如控制系统14通过一个或多个开关被启用和控制。
[0023] 图2A和2B示意性地示出DEF罐212,包括加油孔213。DEF罐212包括尿素浓 度和水平传感器(UCLS) 240和还原剂温度传感器245。还原剂温度传感器245被显示为与 UCLS 240分离,但是在一些配置中,还原剂温度传感器245与UCLS 240可以被共同封装。 在这种配置中,传感器被放置在罐内,但是在一些示例中,一个或多个传感器可以被耦接在 抽出单元(诸如栗228)和/或抽出管道(诸如DEF输送管道224)内。浓度传感器被命令, 以便以对于减少排气成分最有效的浓度输送尿素(例如,32. 5%的尿素)。
[0024] UCLS 240和温度传感器245可以指示存储在DEF罐212内的柴油排气流体 (DEF) 250的特性,如图2A中所示。然而,在冻结和融解之后,DEF 250会分层,并且造成DEF 罐212内的浓度变化。例如,DEF 250被示出分层为高浓度层251、中浓度层252和低浓度 层253。虽然这些层是说明性的,但是在冻结-融解循环之后产生的浓度梯度可以是连续 的。
[0025] 如此,测量的DEF 250的浓度可以取决于UCLS 240的位置。如图2A中所示,UCLS 240位于中浓度层252内。然而,UCLS 240a位于低浓度层253内。如此,UCLS 240将报告 不同于UCLS 240a的浓度。根据DEF 250的分层的程度,在这两个位置的传感器的输出可以 错误地报告DEF 250的实际浓度,因为传感器正测量局部浓度,而不是大部分流体的浓度。
[0026] 而且,一旦分层,则测量的DEF 250的浓度会取决于罐212的倾斜角度。例如,在 图2A中,DEF罐212以17°倾斜被放置,然而在图2B中,罐212以4. 3°倾斜被放置。在 图2B示出的配置中,DEF流体250a被示出分层为高浓度层251a、中浓度层252a和低浓度 层253a。每层包含与如图2A中的各个层相同量的流体,但是由于DEF罐的倾斜,这些层在 罐内并且相对于UCLS240和240a被不同地分布。在图2B示出的该配置中,UCLS 240被放 置在低浓度层251a内,而UCLS 240a被放置在中浓度层252a内。
[0027] 图3示出用于DEF罐内DEF随着时间的分布的示例时间线300。时间线300包括 曲线310,其指示DEF罐内DEF随着时间的状态。时间线300进一步包括曲线320,其指示 DEF罐随着时间的罐位置角度。时间线300进一步包括曲线330,其指示随着时间测量的 DEF浓度。线335指示罐内实际的大部分DEF浓度。时间线300将参考在本文中描述的系 统和参考图1和2A-2B被描述,具体地参考DEF罐212,其中DEF浓度由UCLS 240测量。
[0028] 在时间tQ,DEF处于冻结状态,其中DEF罐以8. 6°的罐角度放置。在时间tpDEF 过渡到融解状态,同时罐角度被保持。在时间t2, DEF浓度以保持在8. 6°的罐角度被测 量。该测量指示在UCLS处的DEF流体的局部尿素浓度为38%,比由线335指示的32. 5% 的实际的大部分流体浓度更高。
[0029] 在时间t3,罐角度减小到4.3°。因此,在UCLS处的DEF流体的局部尿素浓度增 加,因为高浓度层被重新分配。在时间t 4,罐角度降低到0. 7°。因此,在UCLS处的DEF流 体的局部尿素浓度进一步增加。在时间丨5,罐角度增加到17°。因此,在UCLS处的DEF流 体的局部尿素浓度降低到低于大部分流体浓度,因为UCLS现在与DEF流体的低浓度层接 触。在时间t 6,罐角度降低到4. 3°。因此,在UCLS处的DEF流体的局部尿素浓度增加到 高于大部分流体浓度,因为高浓度层在罐内被重新分配。虽然在冻结-融解循环之后可能 发生尿素的一些扩散,但是DEF的分层将保持,直到DEF被充分地混合。
[0030] 图4示出了用于DEF罐内DEF随时间的混合的示例时间线400。时间线400包括 曲线410,其指示DEF罐内DEF随时间的状态。时间线400进一步包括曲线420,其指示DEF 罐随时间的罐位置角度。时间线400进一步包括曲线430,其指示随时间的测量的DEF浓 度。线435指示罐内实际的大部分DEF浓度。时间线400进一步包括曲线440,其指示是否 随着时间发生罐摇动。时间线400将关于在本文中描述的系统和图1和2A-2B被描述,具 体地参考DEF罐212,其中DEF浓度由UCLS 240测量。
[0031] 在时间t。,DEF处于冻结状态,如曲线410指示,其中DEF罐以4. 3°的罐角度被 放置,如曲线420所指示。在时间tpDEF过渡到融解状态,同时罐角度被保持。在时间t2, DEF浓度以维持在4. 3°的罐角度被测量。测量值表示在UCLS处的DEF流体的局部尿素浓 度是10%,高于由线435指示的32. 5%的实际的大部分流体浓度。
[0032] 从时间t3到时间14,罐被摇动,如曲线440指示。测量的浓度降低,因为DEF被混 合,并且一些还原剂溶解在溶剂内。在时间t 4之后,测量的浓度低于在时间12处(在罐被 摇动之前)测量的浓度,表示已经发生了 DEF的一些混合,但是测量的局部浓度仍然高于大 部分流体浓度。从时间t4到时间15,测量的还原剂的浓度稍微增加,因为尿素被摇动但没 有向着罐的底部溶解下沉。从时间^到时间t6,罐被再次摇动。测量的浓度降低,因为DEF 被混合,并且更多的尿素溶解在溶剂中。在时间t6之后,测量的浓度低于在时间14测量的 浓度,表示已经发生了 DEF的额外的混合。现在测量的浓度与由线335指示的32. 5%的实 际的大部分流体浓度相似。在时间t6之后,测量的浓度会略有波动,但是测量的浓度保持 在大部分流体浓度的阈值之内。
[0033] 图5示出了用于确定DEF浓度传感器的有效性的示例高水平方法500的流程图。 方法500将参考本文描述的系统以及图1和图2A-2B被描述,但应该明白,类似的方法可以 被应用到其他系统,而不背离本公开的范围。方法500可以被控制系统14执行,并且可以 被存储在控制器12的非暂时性存储器内。
[0034] 方法500可以在510处开始。在510处,方法500可以包括评估工况。工况可以 被测量、估计和/或推断。除了其他情况,工况还可以包括车辆情况,诸如车辆速度、车辆加 速度等;发动机情况,诸如发动机转速,发动机载荷等;和环境情况,诸如环境温度,大气压 等。
[0035] 继续在520,方法500可以包括确定最近DEF冻结事件的可能性。确定最近DEF 冻结事件的可能性可以包括确定来自UCLS的之前有效的DEF浓度读数的时间,并且可以 进一步包括在之前有效的DEF浓度读数的时间和当前时间之间获取环境温度数据和/或 DEF罐温度。DEF罐温度可以在车辆处于车辆启动(vehicle-on)情况时的时间周期中被 记录和存储在控制器12中。周围环境也可以在车辆处于车辆启动情况时的时间周期中被 记录和存储在控制器12中,并且进一步,可以在当车辆处于车辆停止(vehicle-off)情况 时的时间周期持续从天气数据服务器获取。例如,如果车辆停止情况自之前有效的DEF浓 度读数起的时间内发生,那么车辆停止周期的环境温度廓线可以经由无线通信从非车载 (off-board)计算系统检索,诸如网络或75Γ计算系统,其中无线通?目可以是例如,Wi-Fi、蓝 牙、蜂窝服务的类型或无线数据传输协议。
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