] 无论何时所测量的液面超过UREA罐的容量，控制器400都生成诊断输出或超范围 输出信号。超范围输出使得DEF系统能够采取行动，从而关闭该DEF系统，或者在某些情况 下禁用车辆，以防止对DEF系统组件的不可逆损害。DEF系统还能够向用户通知（例如，点亮 车辆的仪表板上的情况指示灯）UREA的质量是否不能够充分地离解柴油机排气中的NOx。
[0066] 诸如密度比DEF流体大的乙二醇或其它的污染物的引入能够在DEF罐110内分 层，从而形成较重的污染物覆盖传感器系统300而较轻的DEF层在上面形成的层。在这样 的情况下，质量（浓度）测量将反映污染物的属性，并且传感器系统300将如先前所描述地 生成适当的输出。质量传感器系统100也将检测致密的污染物。
[0067] 诸如密度比DEF流体小的柴油燃料、制动液、汽油以及其它的污染物的引入能够 在DEF罐110内分层，从而形成较重的DEF流体层覆盖传感器系统300而较轻的污染物层在 上面形成的层。在这样的情况下，由质量感测换能器115所生成的浓度测量将看起来正常， 然而由于声波穿过密度更低的污染物层的行进时间较长，来自液面感测换能器210的液面 测量将暗示更高的DEF 105的液面。较慢的声速对于经反射的回波导致增加的测量时间， 其超过所规定的DEF溶液将会发生的测量时间。因此，如果当填充罐时引入污染物，则液面 感测功能将生成超过罐110的容量的液面测量。控制器400被编程为执行似真性检验以确 定所确定的液面是否超过罐110的最大液面。无论何时所测量的液面超过罐110的容量， 控制器400通过输出驱动器420生成诊断消息或超范围输出信号用于质量传感器输出和/ 或液面传感器输出。
[0068] 超范围输出使得DEF系统控制器能够采取行动并且关闭该DEF系统或车辆，以防 止对DEF系统组件的不可逆损害，并且此外向用户通知（例如点亮车辆的仪表板上的情况 指示灯）UREA的质量是否将不能够充分地离解柴油机排气中的NOx。
[0069] 控制器400还能够识别污染物在罐填充期间的引入，假定在罐内剩余的DEF流体 105的液面足以使质量感测换能器115浸入，并且正被引入到罐110中的污染物比DEF较 轻，如柴油燃料、制动液、汽油等的情况。在这样的情况下，结果得到的混合物将分层，其中 较重的DEF在罐的底部上形成层而污染流体在DEF上形成层。由于声速在用于质量感测时 间测量的DEF层与用于液面感测时间测量的DEF/污染物混合物之间不同，基于在液面操作 模式下生成的回波反射时间相对于在质量操作模式下生成的回波反射时间之间的比率的 液面计算将超过罐的容量。
[0070] 传感器系统300包括车载诊断功能从而使得它能够检测系统300的各种组件的失 效。例如，系统300当它检测到UREA的浓度水平在与UREA的液面降低的同时降低（即，被 稀释）时确定存在错误。这可能当使用质量换能器115确定的声速比实际的声速较慢时引 起。当系统300确定UREA正被稀释时，所计算的声速增加。由于在确定声速中的误差，可 能的是罐110正被填充，从而引起UREA的稀释，但对于液面确定来说计算出UREA的液面实 际上正降低。因为当UREA的液面正降低时UREA不能够被稀释，所以系统300确定错误存 在。
[0071] 此外，假如使用质量换能器115确定的声速比实际的声速更快，系统300确定罐 110中UREA的液面高于它实际上的液面。一旦罐110被填充，就将存在所计算的液面将超 过已知实际的最大液面的点。在这样的情况下，系统300确定错误存在。
[0072] 紧跟温度传感器125的失效之后，传感器系统300能够继续以减少的功能性来操 作。当温度传感器125失效时，控制器400基于在液面操作模式下生成的回波反射时间（换 能器210)相对于在质量操作模式下生成的回波反射时间（换能器115)的比率来计算流体 液面。给定质量功能横过固定的已知距离（例如，到反射器135)，控制器能够通过将质量感 测换能器115与反射器135之间的距离乘以所接收到的回波时间的所计算的比率来计算流 体的液面。
[0073] 因此，本发明提供了用于精确地确定罐内液体的质量和、或深度的系统和方法。
【主权项】
1. 一种用于确定具有底部的罐中流体的质量和量的系统，所述系统包括： 第一换能器，所述第一换能器被配置成生成在水平方向中的第一声波并且检测所述第 一声波的第一回波； 第二换能器，所述第二换能器被配置成生成在竖直方向中的第二声波并且检测所述第 二声波的第二回波；以及 控制器，所述控制器被配置成 产生第一信号以驱动所述第一换能器以产生所述第一声波， 产生第二信号以驱动所述第二换能器以产生所述第二声波， 从所述第一换能器接收所检测到的第一回波的第一指示， 从所述第二换能器接收所检测到的第二回波的第二指示， 基于所述第一指示，确定从由所述流体的质量和所述流体的浓度组成的组中选择的至 少一个，以及 基于所述第二指示，确定从由所述流体的量和所述流体的液位组成的组中选择的至少 一个。2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置成基于是否在所述流 体的所测量的体积减小的同时检测到所述流体的稀释来确定是否在所述流体中存在污染 物。3. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一换能器和所述第二换能器产生超声波。4. 根据权利要求1所述的系统，其中，当所检测到的第一回波是在预定时限内由所述 第一换能器接收到的，所检测到的第一回波具有落入预定范围内的振幅，所检测到的第一 回波具有在预定时间范围内的持续时间或前述的组合时，所述控制器确定所检测到的第一 回波是有效的。5. 根据权利要求1所述的系统，其中，当所检测到的第二回波是在预定时限内由所述 第二换能器接收到的，所检测到的第二回波具有落入预定范围内的振幅，所检测到的第二 回波具有在预定时间范围内的持续时间或前述的组合时，所述控制器确定所检测到的第二 回波是有效的。6. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体是尿素培养液。7. 根据权利要求1所述的系统，其中，基于所述第一指示和所述温度指示所述控制器 确定所述流体的声速。8. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括温度传感器，所述温度传感器被配置成检 测所述流体的温度。9. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述流体的质量和所述流体的浓度是基于所述 第一指示和所述流体的温度。10. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述流体的量和所述流体的液位是基于所述第 二指示和所述流体的温度。11. 一种感测罐中流体的方法，所述方法包括： 生成在水平方向中的第一声波； 检测所述第一声波的回波； 生成在竖直方向中的第二声波； 检测所述第二声波的回波； 基于所述第一声波的回波，确定从由所述流体的质量和所述流体的浓度组成的组中选 择的至少一个，以及 基于所述第二声波的回波，确定从由所述流体的量和所述流体的液位组成的组中选择 的至少一个。12. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括基于是否在所述流体的所测量的体积减 小的同时检测到所述流体的稀释来确定是否在所述流体中存在污染物。13. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括当所述第一声波的回波被在预定时限内 接收到，所述第一声波的回波具有落入预定范围内的振幅，所述第一声波的回波具有在预 定时间范围内的持续时间或前述的组合时，确定所述第一声波的回波是有效的。14. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括当所述第二声波的回波被在预定时限内 接收到，所述第二声波的回波具有落入预定范围内的振幅，所述第二声波的回波具有在预 定时间范围内的持续时间或前述的组合时，确定所述第二声波的回波是有效的。15. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述流体是尿素培养液。16. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括基于所述第一声波的回波和所述温度确 定所述流体的声速。17. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括检测所述流体的温度。18. 根据权利要求17所述的方法，其中，所述流体的质量和所述流体的浓度是基于所 述第一声波的回波和所述流体的温度。19. 根据权利要求17所述的方法，其中，所述流体的量和所述流体的液位是基于所述 第二声波的回波和所述流体的温度。
【专利摘要】一种确定具有底部的罐中流体的质量和量的系统和方法，该系统包括：第一换能器和第二换能器，分别被配置成生成在水平方向中的第一声波并且检测第一声波的第一回波和生成在竖直方向中的第二声波并且检测第二声波的第二回波；以及控制器，被配置成产生第一信号和第二信号以分别驱动所述第一换能器以产生所述第一声波和驱动所述第二换能器以产生所述第二声波，从第一换能器和第二换能器分别接收所检测到的第一回波的第一指示和所检测到的第二回波的第二指示，基于所述第一指示，确定从由所述流体的质量和所述流体的浓度组成的组中选择的至少一个，基于所述第二指示，确定从由所述流体的量和所述流体的液位组成的组中选择的至少一个。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN105181007
【申请号】CN201510226563
【发明人】劳伦斯·B·雷默尔, 格雷戈里·P·墨菲
【申请人】Ssi技术公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2011年11月11日
【公告号】CN103201600A, CN103201600B, EP2638368A1, EP2916113A1, US8733153, US9038442, US20120118059, US20140250986, US20150226595, WO2012065109A1