专利名称：用于加热流体管线的控制策略的制作方法
技术领域：
本专利公开文本总体上涉及用于内燃发动机的排气处理系统，且更具体地涉及用于热处理这种系统中的流体还原剂的系统和方法。
背景技术：
内燃发动机一包括柴油发动机、汽油发动机和燃烧天然气的发动机一在运转期间形成并散发可能对环境以及人和动物健康有害的各种污染物。这些空气污染物可包括例如氮氧化物，例如NO2和NO3,通常称为NOx。由于提高的环境意识，包括政府强制执行的排放规定和控制，许多内燃发动机制造商已采取措施来减少所形成的污染物的量和影响。这些措施的一部分被加入与内燃发动机相关的排气系统中，以除去、捕集从发动机排出的污染物或与这些污染物发生化学反应。一种通过化学反应来还原NOx的排气处理措施称为选择性催化还原，通常称为 SCR0在SCR处理中，气态或液态还原剂被弓I导至排气系统，其中还原剂可与排气混合，或者还原剂可被吸收至位于内燃发动机下游的排气系统中的催化剂。常用的还原剂为尿素，不过可在SCR处理中容易地使用其它合适的物质，例如氨。NOx污染物可与还原剂和催化剂发生反应，以使得NOx转化为对环境无害的氮(N2)和水(H2OX还原剂通常被存储在位于内燃发动机附近的储罐中。例如，当采用内燃发动机来驱动车辆类机器时，储罐通常将被设置为该机器的一部分。流体管线可与储罐和排气系统流体连通，以将流体还原剂传送到排气系统，其中还原剂可被引导到催化剂的上游，或者在其它实施例中被喷射到催化剂上。由于内燃发动机可能用于极冷的环境中，所以必须采用有效方法来确保流体还原剂在发动机运转期间不会在储罐或流体管线内冻结。例如，尿素通常在11° C冻结，并且如果发动机在冷环境中长时间停机，则当发动机下次起动时尿素可能被冻结。这一情况的不利后果是SCR系统不能足够地从储罐传送冻结的还原剂并将其导入排气系统中以转化NOx。美国专利申请公报No. 2009/0205320 (’ 320申请)中描述了一种解决与SCR系统中冻结的还原剂相关的问题的方法。’320公报描述了一种具有安置在遍布系统的三个不同位置的三个不同加热构件的SCR系统。加热构件包括配置在用于还原剂的储罐中的电阻式加热器、经过储罐的发动机冷却液管线和位于还原剂供给管线附近的电阻式加热器。’ 320申请还公开了一种启用和停用各种加热构件的控制策略。然而，该控制策略设计成用于控制三个完全不同的加热构件并依赖于测量还原剂的精确温度。此外，所公开的控制策略并不包括错误检查策略以帮助确保还原剂处于适当的物理状态下。本发明针对克服上述缺陷中的一个或多个和/或本领域中存在的其它问题。
发明内容
在一方面，本发明描述了一种控制选择性催化还原系统中位于用于传送还原剂的流体管线附近的管线加热器的方法。该方法包括以下步骤测量代表被收容在储罐中的还原剂的罐温度，以及测量代表选择性催化还原系统附近的环境温度的典型环境温度。然后，该方法根据罐温度和典型环境温度确定最低可能的还原剂温度(“LPRAT”)。该方法将LPRAT与预定期望的还原剂温度进行比较，并可部分地基于该比较而启用管线加热器以防止还原剂冻结或使还原剂解冻。在另一方面，本发明描述了一种供内燃发动机使用的选择性催化还原(“SCR”)系统。该SCR系统包括用于收容还原剂的储罐和用于测量代表储罐中的还原剂的罐温度的罐温度传感器。该SCR系统还包括用于测量典型环境温度的环境温度传感器。为了将还原剂从储罐传送到排气系统中的导入点，SCR系统可包括具有管线加热器的流体管线。控制器可与罐温度传感器、环境温度传感器和管线加热器通信，并且可包括用于部分地基于来自罐温度传感器和环境温度传感器的信息来确定LPRAT的逻辑线路。控制器在确定LPRAT时启用或停用管线加热器。在另一方面，本发明描述了一种还原来自内燃发动机的排气中的氮氧化物的方法。该方法在与内燃发动机相关的排气系统中提供催化剂。还原剂被收容在储罐中，储罐 经由流体管线与排气系统流体连通。该方法测量代表罐中的还原剂的罐温度和代表内燃发动机附近的环境温度的典型环境温度。然后，该方法部分地基于罐温度和典型环境温度来确定LPRAT。响应于确定LPRAT，该方法可启用流体管线附近的管线加热器，以便防止还原剂冻结或使还原剂解冻。
图I是包括内燃发动机形式的动力系统和用于还原来自发动机的污染物的排气处理系统的机器的图解说明。图2是用于还原剂在机器的储罐和排气系统之间的流体传送的示例性流体管线的局部剖切的立体图。图3是示意性流程图，示出了可以作为用于控制排气处理系统中的流体还原剂的温度的控制策略的一部分的示例性程序，所述控制策略可测量各种与排气处理系统相关的温度并且可确定最低可能的还原剂温度。图4是示意性流程图，示出了可测量最低可能的还原剂温度并将其与期望的还原剂温度进行比较的控制策略的另一个示例性程序。图5是示意性流程图，示出了响应于各种测定的、确定的和预设的温度值而控制管线加热器的控制策略的另一个示例性程序。
具体实施例方式参见图1，示出了结合在车辆类机器102例如自卸式卡车中的内燃发动机形式的动力系统100。尽管图示的动力系统为内燃发动机且具体而言为柴油发动机，但本发明可涉及燃烧化石燃料和类似物质的任何合适类型的动力系统，例如汽油发动机、天然气发动机、基于丙烷的发动机和燃煤动力系统。同样，尽管图示的机器102为自卸式卡车，但应了解，动力系统100可在采用此类系统来驱动工作机具的运动或操作的任何类型的车辆类机器上实行。该动力系统还可用于任何各种静止应用，例如发电机和泵。
动力系统100与带走由燃烧过程产生的排气产物的排气系统110相关。动力系统100和排气系统110由机器102的框架104支承。为了容纳控制机器102的操作员，框架104也可支承或体现为司机室106，可从其中到达转向机构和各种机器控制装置。当然，在静止应用中，司机室106可能是不必要的，因此不包括在内。在图不实施例中，排气系统110包括穿过机器102配置以将排气产物从动力系统100传送到周围环境的排气管或排气通道112。虽然图示的排气通道112采用沿机器的长度延伸的长形导管的形式，但应了解，排气通道可具有任何合适的形状、大小和布置，取决于使用动力系统102的应用。排气通道112终止于排气口 114，排气产物在这里排放到环境中。为了减少排气产物可能对环境和/或人和动物的健康产生的危害或影响，排气系统110可包括在有害污染物进入环境之前将它们除去或转化的一个或多个后处理装置116 或系统。此类装置和系统通常被称为后处理装置，这是因为它们在排气产物已在动力系统100中形成并从动力系统100排出之后工作或运转，并由此与燃料配方和类似的燃烧前措施进行区分。后处理装置116可包括配置在排气通道112中使得排气被引导通过后处理装置而使得污染物被除去或被处理的消声器、微粒过滤器或催化转化器。如上所述，排气系统110可包括的一种具体的后处理装置或系统为SCR系统120。SCR系统通过在存在催化剂122的情况下使还原剂与排气混合以将有害的NOx转化为对环境更友好的氮(N2)和水(H2O)而运转。为了存储通常为流体的还原剂，SCR系统120可包括被安装或支承在机器102的框架104上的储槽或储罐124。为了补充还原剂的供给，储罐124可包括可从机器102的外部到达的入口 126。因此，储罐124本身可接近或暴露于机器102周围的环境并可与动力系统100间隔开。为了将还原剂从储罐124传送或引导到排气系统110，流体管线128可布置成与储罐和排气通道112流体连通。流体管线128可为任何合适类型的用于传送或引导流体的管线，例如柔性软管或金属或塑料导管。在图示实施例中，流体管线128在催化剂122上游的部位到达排气通道112，以使得还原剂和排气可在它们进入催化剂或与催化剂接触之前混合。在其它实施例中，流体管线128可到达催化剂122本身，以使得还原剂被直接喷射到催化剂中。催化剂122可为独立的单元，带有内部结构，例如涂覆有启动或接受化学反应以改变排气的组分的陶瓷蜂窝框架或金属网基底。将还原剂导入排气流或催化剂中的过程有时被称为“计量供给”。为了防止还原剂冻结或者使流体管线中冻结的还原剂熔化，流体管线可包括一个或多个管线加热器或者流体管线可位于管线加热器附近。参见图2，示出了经加热的多层橡胶软管形式的用于传送还原剂的流体管线128的合适形式。在图示实施例中，管线加热器130可采用电阻式加热器131且更具体地螺旋卷绕在流体管线的内芯部132周围的连续金属丝的形式。当电流施加至该电阻式加热器时，电阻产生加热流体管线和位于其中的还原剂的热量。为了防止电阻式加热器131短路或烧坏可能与流体管线128接触的机器的其它部分，电阻式加热器可由合适的绝热材料的外层134覆盖。在其它实施例中，包括流体管线具有与柔性软管不同的结构的实施例，电阻式加热器可同样具有不同结构。再参见图1，为了控制还原剂向排气流中的计量供给，SCR系统120可包括位于机器102上的电子控制单元、模块或控制器140或者与这些构件相关。控制器140可包括微处理器或其它适当的电路，并可具有记忆或数据存储能力。尽管在图I中将图示的控制器140表示为单个、分散的单元，但在其它实施例中，控制器及其功能可分布在多个完全不同且分开的单元当中。除控制SCR系统120外，控制器140可承担控制与机器相关的各种其它系统和处理的任务。此外，控制器140可包括可从司机室106到达的用户界面142，该用户界面可向操作员传送信息和从操作员接收指令。为了接收与SCR系统120有关的信息，控制器140可与配置在机器102周围的各种传感器和仪器通信连结。例如，这些传感器可包括配置在储罐124的内部以测量罐内温度的罐温度传感器144。储罐124的温度可提供存储在其中的还原剂的温度的合适近似值。事实上，如果罐温度传感器144浸没在还原剂中，则它可提供还原剂的精确温度。控制器140也可与环境温度传感器146通信连结，所述环境温度传感器配置在机器102上任何合适的位置，以用于测量代表SCR系统120周围的环境条件的温度。罐温度传感器144和环境温度传感器146可为向控制器140提供电子或数字输出的电子操作的温度计。在其它实施例中，所述传感器可为间接导出它们计划通过监控各种机器参数并基于所监控到的值来预测温度而测量的温度的虚拟传感器。控制器140也可与动力系统100和 机器102上的其它装置和系统通信连结，以交换与这些装置和系统的状态有关的信息并指导对这些装置和系统的运转控制。为了选择性地控制流体管线128的温度并防止还原剂冻结或使冻结的还原剂熔化，控制器140可包括体现为结合各种温度传感器操作以启用管线加热器130的控制策略的软件或逻辑。该控制策略可包括或被直观表示为一系列程序或步骤，所述程序或步骤确定或估计还原剂的最低可能温度，将该值与预定或已知的性质进行比较，并响应于该比较而启用管线加热器。此外，该控制策略可在判断管线加热器是否应该被启用时可选地考虑其它信息，例如发动机运行时间和环境温度。选择性地控制管线加热器的启用的一个可能的优点是管线加热器仅在需要时主动加热以防止还原剂冻结或者使冻结的还原剂熔化。这可使管线加热器的工作寿命延长。参见图3，示出了可由控制策略执行以测量或感测与SCR系统相关的特定温度参数的初始或第一操作、逻辑或程序的可视表示。被称为温度感测程序200的程序可在初始步骤202中使用来自图I所示的环境温度传感器146的信息来测量典型环境温度。由于环境温度传感器146可为虚拟传感器，所以在步骤202中测定的温度可能仅为代表真实环境温度的近似值或估计值。在可与测量典型环境温度的步骤202同时发生的另一个步骤204中，罐温度传感器144可测量代表储罐内部温度的温度。如上所述，罐温度可与储罐中的还原剂的温度相同或者为该温度的相当准确的近似值。温度感测程序200可包括可检查罐温度传感器144和环境温度传感器146的可能错误或故障的逻辑或软件。为了完成这种检查，在步骤206中，可设定预定环境温度或将其输入到控制器140中，并且类似地，在步骤208中，可设定或输入预定罐温度。预定环境温度和预定罐温度可代表环境温度传感器146和罐温度传感器144在现实中不应该被测量到的温度值或范围，例如极热或极冷的温度。如果环境温度传感器或罐温度传感器要感测此类极热或极冷的温度，则表示传感器发生故障或损坏。与文中所述的所有其它预设或预定值一样，预定环境温度和预定罐温度可在对控制策略编程时输入到控制器，或者它们可由机器的操作员设定并因此可调节。
在比较步骤210中，将由环境温度传感器146测定的典型环境温度与预定环境温度进行比较，以判断典型环境温度是否与预定环境温度相等。如果为“是”，则步骤212中的温度感测程序200设定或确认测定的典型环境温度正确并且应该被用于控制策略的其余部分。如果比较步骤210为“否”，则在后续步骤214中，温度感测程序200设定或确认相对于典型环境温度的误差。测定的罐温度和预定罐温度同样可由另一个比较步骤220接收并在其中进行比较，以判读两值是否相等。如果为“是”，则在步骤222中，温度感测程序200设定或确认测定的罐温度正确并且应该被采用。如果比较步骤220为“否”，则后续步骤224中的温度感测程序200将罐温度设定为错误。
以上测定的温度或确定的误差值被传送到控制逻辑的计算或确定还原剂的最低可能温度的第二阶段、逻辑或程序230。图3示出了最低可能的还原剂温度(“LPRAT”)程序230可执行的示例性的一系列步骤。初始比较步骤232中的LPRAT程序230判断罐温度是否已由前一步骤224设定为错误。如果为“是”，则另一个比较步骤234中的LPRAT程序230可询问典型环境温度是否已由前一步骤214设定为错误。如果罐温度和典型环境温度两者都已被设定为错误，则在后续步骤236中，LPRAT程序230可将LPRAT设定为错误。如果比较步骤234判断判断典型环境温度未出错，并因此充分精确地代表了还原剂温度，则在另一个步骤238中，LPRAT程序230可将LPRAT设定为等于典型环境温度。再参见初始比较步骤234，如果判断罐温度未被设定为错误，则LPRAT程序230可进行另一个比较步骤240，该比较步骤判断典型环境温度是否已被设定为错误。如果典型环境温度出现错误，则比较步骤240可将罐温度传输给步骤242，在该步骤中将LPRAT设定为等于罐温度。然而，如果比较步骤240判断典型环境温度未被设定为错误，则将罐温度和典型环境温度两者都传输给比较步骤244，该比较步骤244比较这两个温度，以判断两者中哪一者较小。如果罐温度的值小于典型环境温度的值，则在步骤246中将LPRAT设定为罐温度。然而，如果典型环境温度的值小于罐温度的值，则在步骤248中将LPRAT设定为典型环境温度。因此，如果环境温度传感器和罐温度传感器两者都未正常工作，则LPRAT程序230将LPRAT设定为错误，或者如果环境温度传感器和罐温度传感器中的任一者或两者工作，则所述程序将LPRAT设定为典型环境温度或罐温度中的最低值。在已设定LPRAT的值之后，LPRAT程序230在步骤250中可将LPRAT传送给组成控制策略的其它程序。现在参见图4，控制策略还可包括滞后程序300，该滞后程序可进一步处理LPRAT，以生成用于启用或停用管线加热器的启用信号或停用信号。如文中所用，启用信号或停用信号可采取任何合适的形式，包括电脉冲信号和/或射频信号。此外，在一些实施例中，启用信号和停用信号可相互排斥，以使得停用信号仅代表不存在启用信号，且反之亦然。在初始步骤302中，滞后程序300可接收由前一 LPRAT程序230计算的LPRAT。在比较步骤304中，滞后程序300可检查或判断LPRAT是否已被设定为错误。如果LPRAT出错，意味着控制策略由于环境温度传感器和罐温度传感器的故障而不能确定或粗略估计还原剂的温度，则滞后程序300在步骤306中将为管线加热器生成启用信号。然而，如果比较步骤304判断LPRAT未出错，则滞后程序300可将LPRAT与预定期望的还原剂温度进行比较。期望的还原剂温度可在步骤310中被输入到滞后程序。期望的还原剂温度可为精确的温度值或者可为一个温度值的范围，还原剂在该范围将处于未冻结的流体状态并能计量供给到排气系统中。在另一个比较步骤312中将期望的还原剂温度与LPRAT进行比较，以判断两值是否匹配。如果LPRAT等于期望的还原剂温度或在期望的还原剂温度范围内，由此表示还原剂为流体，则滞后程序300在步骤314中生成停用信号。然而，如果比较步骤312判断LPRAT与期望的还原剂温度不匹配，表示还原剂可能被冻结，则在步骤316中，滞后程序300生成启用信号，以启用管线加热器。在滞后程序300的结束步骤320中，启用信号或停用信号被传送到控制策略的其它程序。参见图5，示出了可启用或停用管线加热器的加热器程序400的一个示例。在初始步骤402中，如果已执行滞后程序，则加热器程序400从滞后程序300接收启用或停用信号。加热器程序400可执行各种初始操作，以针对环境温度检查管线加热器启用的必要性并基于发动机运转时间来检查启用是否可能过早。例如，为了确保当SCR系统周围的环境温度高于还原剂的冻结温度时管线加热器不起作用，加热器程序400可检查并比较SCR系统附近的环境温度。在步骤404中，达到或 高于还原剂的凝点的预设最低环境温度可被预设或作为加热器程序400的一部分被存储。在步骤406中，加热器程序400可测量典型环境温度，以用于与预设的最低环境温度进行比较。来自步骤406的典型环境温度可由参照图I说明的环境温度传感器146测量，并可为真实环境温度的近似值。在比较步骤410中，将典型环境温度与预设的最低环境温度进行比较。如果预设的环境温度小于典型环境温度，表示SCR系统周围的温度高于还原剂的凝点，则加热器程序400在步骤412中生成停用信号，以停用管线加热器。然而，如果最低环境温度大于典型环境温度，表示SCR系统周围的温度低于还原剂的凝点，则加热器程序400可进行进一步的计算，以判断是否启用管线加热器是否可能过早。例如，虽然政府规定可能要求包括用于还原NOx的排气处理系统，但它们也可能规定此类系统无需发挥效力直到或除非动力系统已运转特定的时间周期。这允许动力系统达到通常运转条件，此时可能不需要向排气系统中计量供给还原剂。此外，延迟可允许动力系统将SCR系统周围的区域加热至高于还原剂的凝点的温度，从而使管线加热器的启用变得不必要。为了提供这种延迟，可在步骤420中将预设的最低动力系统或发动机运行时间输入到加热器程序400中。在步骤422中，加热器程序400可测量动力系统自起动以来的实际运行时间。运行时间可由设置在机器上并与控制器通信的任何各种类型的计数器或传感器测量。在比较步骤424中，将动力系统的实际运行时间与预设的最小发动机运行时间进行比较。如果实际发动机运行时间小于预设的最小发动机运行时间，表示延迟时间尚未过期并且还原剂的计量供给过早，则在步骤426中，加热器程序400可生成停用信号。然而，如果比较步骤424判断实际发动机运行时间大于预设的最小发动机运行时间，表示延迟时间已过期，则加热器程序400接下来判断是否需要启用管线加热器。例如，加热器程序400可包括比较步骤430，该比较步骤430询问滞后程序300是否生成了启用信号，由此表示还原剂可能存在冻结的危险。如果这样，则在步骤432中，力口热器程序400可生成启用信号或确认设定了启用信号。然而，如果比较步骤430判断滞后程序300未生成启用信号，则在步骤434中，生成停用信号或者将停用信号传送给控制策略的其余操作。加热器程序400可包括执行一系列步骤或操作以使得管线加热器的实际启用或停用的启用/停用子程序450。例如，管线加热器可处于两种状态之一下，其中第一状态460对应于管线加热器是起作用的，而第二状态470对应于管线加热器不起作用的。为了在第一状态460与第二状态470之间启动和/或切换，可将启用信号或停用信号传输到比较步骤452，该比较步骤452判断控制策略是否由于机器的起动而处于其第一或初始执行循环中。如果为“是”，则比较步骤452认为管线加热器将很有可能处于对应于管线加热器的停用的第一状态460下。事实上，如果比较步骤452判断控制策略处于其第一执行循环中，则比较步骤452可触发必定停用管线加热器的步骤462。如果控制策略和管线加热器处于未起作用的第一状态460下，则可执行比较步骤464，以判断是否已通过控制策略的在先操作生成启用信号。如果没有，则比较步骤464判断控制策略应该保持在第一状态460下并返回步骤462，由此将管线加热器维持在不活动状态下。然而，如果比较步骤464判断已生成启用信号，则它使启用/停用子程序450切换到活动的第二状态470。这样，启用/停用子程序450可转入必定启用管线加热器的步骤472。
一旦控制策略和管线加热器处于活动的第二状态下，则可执行判断在先操作是否已生成停用信号的另一个比较步骤474。如果尚未生成停用信号，由此表示管线加热器应该保持开启，则启用/停用子程序保持在第二状态470下并继续触发维持管线加热器的启用的步骤472。然而,如果比较步骤474寄存(registers)停用信号,则启用/停用子程序450转入判断是否切换到不活动的第一状态。例如，如果比较步骤471寄存停用信号，则可执行后续比较步骤476，以判断SCR系统目前是否正在计量供给还原剂。如果比较步骤476确实判断系统正在计量供给，则启用/停用子程序450可返回第一状态460，并因此可执行停用管线加热器的步骤462。然而，如果比较步骤476判断SCR系统未正在计量供给，则启用/停用子程序450可保持在第二状态470下并回到维持管线加热器的启用的步骤472。当SCR系统没有正在计量供给时，可能希望保持在活动的第二状态470下，以确保可能淤积的残留在流体管线128中的还原剂不会冻结。当然，在其它实施例中，如果系统没有正在计量供给，则控制策略可完全终止。虽然已基于比较步骤452中控制策略处于其初始的第一执行循环中的判断而描述了启用/停用子程序450，但比较步骤452可推断控制策略未处于其第一执行循环中。如果比较步骤452作出这种判断，则启用/停用子程序可转入步骤454，该步骤使子程序回到第一状态460或第二状态470，这取决于控制策略之前处于哪种状态下。然后，启用/停用子程序450可如上所述进行。工业实用性如上所述，本发明适用于解决在极冷温度中使用SCR系统等引起的问题。本发明可由具有带SCR系统或类似的排气处理措施的动力系统的任何类型的机器用来减少有害污染物的影响或数量。参见图I和2，机器102的操作员可为储罐124充填还原剂，例如尿素。在起动时，如果机器102在很冷的环境中运转，则体现为控制策略的控制器140可判断流体管线128中的还原剂是否存在冻结或可能冻结的危险。为此，控制器140与包括罐温度传感器144和环境温度传感器146的各种传感器通信。经由这种通信，控制器接收储罐124和流体管线128两者中的还原剂的典型温度。典型温度被传送到用于SCR系统120的控制策略。为了检查环境温度传感器和/或罐温度传感器是否发生故障，控制策略的温度感测程序200将所述典型温度与将表示温度传感器的问题的预设值进行比较。典型温度或错误消息被发送到确定LPRAT的LPRAT程序230。LRPAT将被设定为典型环境温度或罐温度中较小的一者，除非两者都出错，这种情况下LPRAT将被设定为错误。滞后程序300处理LPRAT并将其与期望的还原剂温度进行比较，以生成启用信号或停用信号。然而，如果LPRAT出错，则滞后程序300自动生成停用信号。加热器程序400从滞后程序300接收启用和/或停用信号，并可执行其它操作，以检查这些信号相对于其它参数的精度。这些操作可包括与机器周围的环境温度进一步比较和检查动力系统是否已运转足量的时间。启用和/或停用信号然后被传送到启用/停用子程序450，以用于与流体管线128相关的管线加热器130的实际启用或停用。经由控制策略处理温度数据和其它变量在满足特定条件的情况下引起管线加热器130的选择性启用。例如，如果罐温度传感器和环境温度传感器两者都发生故障，则生成启用信号，以启用管线加热器。如果LPRAT小于期望的还原剂温度，则生成启用信号。如果LPRAT大于期望的还原剂温度，则生成停用信号。然而，如果发动机运行时间小于最小发动 机运行时间，则生成停用信号。同样，如果典型环境温度大于最低环境温度，则生成停用信号。根据一部分或全部上述条件选择性地启用管线加热器可延长管线加热器的使用寿命，并可防止流体管线中的还原剂的热降解。应该理解，前面的描述提供了所公开的系统和技术的示例。然而，可以设想的是，本发明的其它实施方案可在细节方面可不同于前述示例。本发明的所有参考物或示例旨在提供就这一点讨论的具体示例的参考，并且并非意图在更一般的意义上暗示对本发明的范围的任何限制。关于特定特征的所有区分和贬低的语言旨在表示并不优选那些特征，而非将其从本发明的范围彻底排除在外，除非另外指出。文中对数值范围的叙述仅旨在用作引用处于该范围内的每个单独数值的简便方法，除非文中另外指出，且每个单独数值都结合在说明书中，便如在文中单独叙述一样。文中所述的所有方法均能以任何合适的次序执行，除非文中另外指出或否则与上下文明显抵触。
权利要求
1.一种控制选择性催化还原系统(120)中用于传送还原剂的流体管线(128)附近的管线加热器(130)的方法，所述方法包括 测量代表被收容在储罐(124)中的还原剂的罐温度(204)； 测量代表所述选择性催化还原系统(120)附近的环境温度的典型环境温度(202)； 根据所述罐温度和所述典型环境温度确定最低可能的还原剂温度； 将所述最低可能的还原剂温度与预定期望的还原剂温度进行比较(312);以及响应于将所述最低可能的还原剂温度与预定期望的还原剂温度进行比较而启用所述管线加热器(130)。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括 将所述罐温度与预定罐温度值进行比较以检查错误(220 );以及 将所述典型环境温度与预定环境温度值进行比较以检查错误(210 )。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述最低可能的还原剂温度的步骤包括 如果所述罐温度和所述典型环境温度均出错，则将所述最低可能的还原剂温度设定为错误(236)； 如果所述罐温度出错但所述典型环境温度未出错，则将所述最低可能的还原剂温度设定为所述典型环境温度(238)； 如果所述典型环境温度出错但所述罐温度未出错，则将所述最低可能的还原剂温度设定为所述罐温度(242);以及 如果所述罐温度和所述典型环境温度均未出错，则将所述最低可能的还原剂温度设定为所述罐温度和所述典型环境温度中较小的一者。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括如果所述最低可能的还原剂温度出错，则启用所述管线加热器(130)。
5.根据权利要求I所述的方法，还包括 测量采用所述选择性催化还原系统(120)的内燃发动机(100)自所述内燃发动机(100)起动以来的实际运行时间(422)； 将所述实际运行时间与预定最小运行时间进行比较(424);以及如果所述实际运行时间小于或等于所述预定最小运行时间，则停用所述管线加热器(130)或者将所述管线加热器(130)维持在不活动状态下。
6.根据权利要求I所述的方法，还包括 将所述典型环境温度与预定最低环境温度进行比较(410);以及如果所述典型环境温度大于或等于所述预定最低环境温度，则停用所述管线加热器(130)或者将所述管线加热器(130)维持在不活动状态下。
7.根据权利要求I所述的方法，还包括 响应于将所述最低可能的还原剂温度与所述预定期望的还原剂温度进行比较(312)而生成启用信号(316);以及 响应于所述启用信号而启用所述管线加热器(130)。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括判断所述选择性催化还原系统(120)是否正在计量供给还原剂(476)。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括仅响应于判断得知所述选择性催化还原系统(120)正在计量供给还原剂(476)和所述启用信号的不存在而停用所述管线加热器(130)。
10.一种供内燃发动机(100)使用的选择性催化还原系统(120)，所述选择性催化还原系统(120)包括 用于收纳还原剂的储罐(124)，所述储罐(124)包括罐温度传感器(144)，所述罐温度传感器(144)用于测量代表所述储罐(124)中的还原剂的罐温度； 用于测量典型环境温度的环境温度传感器(146)；流体管线(128)，所述流体管线将还原剂从所述储罐(124)传送到与所述内燃发动机(100)相关的排气系统(110)中的导入点，所述流体管线(128)包括管线加热器(130);以及 与所述罐温度传感器(144)、所述环境温度传感器(146)和所述管线加热器(130)通信的控制器(140 )，所述控制器(150 )包括用于部分地基于来自所述罐温度传感器(144 )和所述环境温度传感器(146)的信息来确定最低可能的还原剂温度的逻辑； 其中，所述控制器(140)在确定所述最低可能的还原剂温度之后启用或停用所述管线加热器(130)。
全文摘要
控制策略选择性地控制配备有可供选择性催化还原系统(120)使用的管线加热器(130)的流体管线(128)的加热。该控制策略测量代表储罐(124)中的还原剂的罐温度和代表流体管线(128)附近的环境温度的典型环境温度。该控制策略基于测定的罐温度和典型环境温度来确定最低可能的还原剂温度(“LPRAT”)。将LPRAT与期望的还原剂温度进行比较，并且响应于该比较，控制策略可启用管线加热器(128)。
文档编号F01N3/20GK102812216SQ201180014959
公开日2012年12月5日 申请日期2011年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者D·J·麦科伊, S·J·芬克, E·金 申请人:卡特彼勒公司