用于確定噴射器是否處于阻滯狀態(tài)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于確定噴射器是否處于阻滯（blocked)狀態(tài)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 噴射器為尿素噴射器型螺線管噴射器，其在機(jī)動(dòng)車輛的排氣管線中使用并且位于 SCR (選擇性催化還原）型氮氧化物催化劑的上游。
[0003] 噴射器將尿素更具體地包含32. 5體積％尿素的水溶液噴射到排氣管線中。適當(dāng) 噴射的尿素被擴(kuò)散到SCR催化劑，以與源自發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室且存在于SCR催化劑中的氮氧 化物（NOx)反應(yīng)。該化學(xué)反應(yīng)在排氣管線出口處產(chǎn)生雙氮和氧氣。
[0004] 這樣的SCR系統(tǒng)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的，并且使得可以顯著地減少由車輛配 備的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的氮氧化物的量。在實(shí)現(xiàn)SCR系統(tǒng)中的主要缺點(diǎn)在于將噴入SCR催化劑中 的尿素的量的正確配量。在實(shí)踐中，所噴射的過少量的尿素不會(huì)使得可以以滿意的比例減 少排氣中存在的氮氧化物。因此不再符合關(guān)于在排氣出口處的氮氧化物（NOx)最大排放量 的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。所噴射的過量的尿素導(dǎo)致在排氣管出口處氨氣的難聞且刺激性的泄漏，這是 不期望的。
[0005] 因此，控制由噴射器噴射的尿素的量極其重要。為此，有必要快速檢測(cè)其故障， 更具體地檢測(cè)阻滯的噴射器。這樣的噴射器失效可能例如在尿素的水溶液在高溫（> 100° C)下在噴射器內(nèi)部結(jié)晶時(shí)發(fā)生。事實(shí)上，在100° C以上，水溶液中的水被蒸發(fā)，并且 尿素形成固體殘余物。可以通過將尿素加熱至其熔點(diǎn)以上（即，在140° C以上）來使這些 殘余物熔融。
[0006] 為了檢測(cè)尿素噴射器的故障，從現(xiàn)有技術(shù)已知可行的是將氮氧化物（NOx)傳感器 定位在SCR催化劑下游。該傳感器測(cè)量在SCR催化劑的出口處存在的氮氧化物的水平，并 且使得可以檢測(cè)失效中的尿素噴射器。然而，在阻滯于打開的噴射器的情況中，顯著量的氨 首先儲(chǔ)存在SCR催化劑中直到催化劑飽和，并且NOx傳感器不會(huì)立即檢測(cè)到由于從噴射器 泄漏導(dǎo)致的異常高的氨含量。在阻滯于關(guān)閉的噴射器的情況中，由于SCR催化劑內(nèi)部發(fā)生 的化學(xué)反應(yīng)的慣性，NOx傳感器也不會(huì)非?？焖俚貦z測(cè)到由于噴射器失效導(dǎo)致的異常高的 NOx含量。
[0007] 此外，借助于NOx傳感器對(duì)尿素噴射器的故障的檢測(cè)不會(huì)使在SCR系統(tǒng)啟動(dòng)之前 診斷噴射器的失效成為可能。在實(shí)踐中，在能夠分析所述信號(hào)之前，有必要首先由尿素噴射 命令啟動(dòng)噴射器多次并且等待來自位于SCR催化劑下游的NOx傳感器的響應(yīng)。就這樣的方 法而言，在進(jìn)行診斷之前，在短時(shí)間內(nèi)排氣中氨和過量的NOx的泄漏是不可避免的。
[0008] 從現(xiàn)有技術(shù)還已知，為了檢測(cè)阻滯的螺線管噴射器（例如燃料噴射器）而測(cè)量噴 射器的端子處的電壓。US 2012/0296553 Al描述了一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)和一種 用于控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法使得可以辨別阻滯的燃料噴射器與"正常"噴射器，即， 正確地操作的噴射器。辨別是在測(cè)量噴射器的端子處的電壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在命令關(guān)閉或 打開噴射器期間，如果噴射器被阻滯，那么在噴射器的端子處的電壓會(huì)偏離標(biāo)稱電壓。
[0009] 基于相同的原理，已知可行的是測(cè)量在測(cè)量電阻的端子處的電壓Ur (參見圖 3a)，以便確定噴射器是否被阻滯。圖3a示出了來自現(xiàn)有技術(shù)的噴射器10和用于所述噴射 器10的控制裝置D。噴射器在一側(cè)由微控制器80供給電流（通常為12V的電壓E)，并且在 另一側(cè)上連接到大地。測(cè)量電阻r在一側(cè)連接到噴射器10并且在另一側(cè)連接到大地。在 測(cè)量電阻r的端子處的電壓Ur由微控制器80測(cè)量。根據(jù)打開噴射器10的命令，電壓Ur 漸進(jìn)地增加（參見圖1中的曲線B)，但在噴射器10最終打開時(shí)經(jīng)歷臨時(shí)的降低Z。當(dāng)噴射 器10被阻滯時(shí)（曲線A)，該臨時(shí)降低Z不出現(xiàn)在電壓Ur的測(cè)量中。該臨時(shí)降低Z的存在 或不存在因此使得可以快速地確定噴射器是否被阻滯。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)的這些方法存在缺點(diǎn)，其不可以在啟動(dòng)與噴射器相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)（在本示 例中，SCR系統(tǒng)）之前診斷失效中的噴射器。
[0011] 應(yīng)當(dāng)理解，有必要快速地檢測(cè)尿素噴射器的故障并且甚至在SCR系統(tǒng)啟動(dòng)之前這 樣做。這是本發(fā)明的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明提出了一種用于確定噴射器是否處于阻滯狀態(tài)的方法，所述噴射器包括具 有線圈的電磁螺線管，該線圈具有電阻和電感，由具有最大強(qiáng)度的功率供給電流穿過，并且 由功率供給電壓供電，噴射器的關(guān)閉和打開由控制裝置控制，所述控制裝置包括微控制器 和測(cè)量電阻，根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)方法包括以下步驟： ?步驟1:由微控制器控制噴射器的打開， 籲步驟2 :由微控制器測(cè)量作為時(shí)間的函數(shù)的穿過測(cè)量電阻的電流的強(qiáng)度， ?步驟3 :確定強(qiáng)度達(dá)到低于最大強(qiáng)度的預(yù)定強(qiáng)度值的必要持續(xù)時(shí)間，使得： T =PXT 丄 pred r A 丄 max 其中，P為〇和1之間的常數(shù)， Ipred· 預(yù)定強(qiáng)度值（A)， Iniax:最大強(qiáng)度（A)， ?步驟4 :計(jì)算作為必要持續(xù)時(shí)間的函數(shù)的螺線管的線圈的電感， ?步驟5 :將如此計(jì)算的電感的值與電感的閾值相比較， ?步驟6 :如果電感的值大于或等于閾值，那么噴射器被阻滯在關(guān)閉位置，否則 ?步驟7 :如果電感的值小于閾值，那么噴射器被阻滯在打開位置。
[0013] 本發(fā)明的巧妙是由于電感值自身使其有可能辨別處于關(guān)閉位置或處于打開位置 的噴射器的阻滯。步驟3至7可由呈軟件（例如，并入微控制器中）形式的附加的計(jì)算裝 置執(zhí)行，其因此為低成本且不龐大的，以便快速地確定噴射器是否阻滯在打開位置或關(guān)閉 位置。事實(shí)上，通過僅測(cè)量穿過測(cè)量電阻r的強(qiáng)度I，根據(jù)本發(fā)明的方法使其可能快速地推 斷螺線管的線圈的電感L和因此阻滯在關(guān)閉位置或阻滯在打開位置的噴射器的位置。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的方法使其可能辨別這兩種情況（阻滯在打開位置或阻滯在關(guān)閉位 置），并且甚至在SCR系統(tǒng)啟動(dòng)（即，在系統(tǒng)的加壓和尿素供給泵的啟動(dòng)之前）之前就這樣 做，以便避免氨或NOx的任何過量的排放