流體噴射器的診斷電路和用于診斷故障的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體而言涉及一種診斷電路。具體而言，但并非排他性地，本發(fā)明涉及一種一種被配置成用于車輛上的諸如水噴射器或燃料噴射器這樣的流體噴射器的診斷電路。最具體而言，本發(fā)明涉及一種用于選擇性催化還原定量給料噴射器的診斷電路。本發(fā)明還涉及用于診斷所述流體噴射器中的故障的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明的目的在于提供一種診斷電路，其對(duì)于流體噴射器，最特別地選擇性催化還原(SCR)定量給料噴射器的操作提供有所改進(jìn)的可靠性檢測(cè)。另一目的在于提供在多種控制電路，最特別地發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)與流體噴射器之間的有所改進(jìn)的兼容性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]總之，本發(fā)明涉及一種流體噴射器，并且特定而言，涉及一種選擇性催化還原(SCR)定量給料噴射器。在一示例實(shí)施例中，流體噴射器包括泵柱塞，泵柱塞能夠從第一位置移動(dòng)到第二位置以通過流體噴射器來驅(qū)動(dòng)流體，通常為尿素、水或燃料。當(dāng)線圈通電時(shí)，線圈被布置成驅(qū)動(dòng)所述泵柱塞到第二位置。當(dāng)對(duì)線圈斷電時(shí)，泵柱塞被偏壓以返回到第一位置，例如通過彈簧。提供電壓抑制器或其它機(jī)構(gòu)以當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被關(guān)掉時(shí)快速地并且可靠地將線圈中所儲(chǔ)存的電能放電。電壓抑制器應(yīng)理想地能在發(fā)動(dòng)機(jī)艙環(huán)境內(nèi)和在SCR定量給料噴射器或水或燃料噴射器中通常發(fā)生的操作的頻率下操作。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，提供一種診斷電路。在一示例中，所述診斷電路被布置成用以測(cè)量流體噴射器并且特別地選擇性催化還原(SCR)定量給料噴射器的線圈的驅(qū)動(dòng)電路中的電氣特征。診斷電路比較了所測(cè)量的電氣特征與另一電氣特征以判斷PN結(jié)是否用于將儲(chǔ)存在噴射器的線圈中的電能放電。在一示例中，診斷電路被布置成用以在驅(qū)動(dòng)電路的斷開階段期間測(cè)量該電氣特征。診斷電路可以被布置成在從驅(qū)動(dòng)電路的斷開階段開始的500微秒的時(shí)段期間測(cè)量電氣特征。診斷電路可以被布置成用以測(cè)量驅(qū)動(dòng)電路中的電流。通常，診斷電路被布置成用以測(cè)量通過驅(qū)動(dòng)電路中的感測(cè)電阻器的電流。理想地，診斷電路被布置成用以判斷在50微秒、75微秒、100微秒、150微秒和200微秒之一的時(shí)段之后所述電流是否高于0.1安培、0.2安培和0.3安培之一的值。在另一示例中，診斷電路被布置成用以測(cè)量驅(qū)動(dòng)電路中的電壓。診斷電路可以被布置成用以測(cè)量通過驅(qū)動(dòng)電路中的分壓器的電壓。診斷電路可以被布置成用以判斷電壓是否高于PN結(jié)的擊穿電壓。通常，診斷電路被布置成用以判斷電壓是否在驅(qū)動(dòng)電路的斷開階段開始的300微秒內(nèi)高于PN結(jié)的擊穿電壓。在另一示例中，診斷電路可以被布置成用以測(cè)量在線圈的低側(cè)處的電氣特征。
[0005]本發(fā)明還涉及一種用于診斷流體噴射器并且特別地選擇性催化還原定量給料噴射器的驅(qū)動(dòng)電路的故障的方法。在一示例中，該方法包括:測(cè)量在流體噴射器的線圈的驅(qū)動(dòng)電路中的電氣特征；以及比較所測(cè)量的電氣特征與另一電氣特征來判斷PN結(jié)是否用于將在所述流體噴射器的線圈中所儲(chǔ)存的電能放電。
[0006]以此方式，診斷電路提供對(duì)選擇性催化還原定量給料噴射器的線圈的驅(qū)動(dòng)電路的性能的有所改進(jìn)的可靠性檢查。
[0007]本發(fā)明提供了在所附權(quán)利要求中陳述的診斷電路和方法。另外的特征在下文中描述。
[0008]當(dāng)結(jié)合選擇性催化還原定量給料噴射器(也在下文中描述)而使用時(shí)，診斷電路特別適用。選擇性催化還原定量給料噴射器包括:線圈，其被布置成當(dāng)通電時(shí)驅(qū)動(dòng)泵從第一狀態(tài)到第二狀態(tài)，以便泵送定量給料流體。選擇性催化還原定量給料噴射器還包括:PN結(jié)，其跨越所述線圈而電氣地布置成用以當(dāng)從線圈移除了外部驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)、以及當(dāng)跨越所述線圈的電壓高于PN結(jié)的擊穿電壓時(shí)擊穿并且使在線圈中所儲(chǔ)存的能量放電。在一示例中，PN結(jié)是在電氣地跨越所述線圈而布置的二極管內(nèi)。在另一示例中，PN結(jié)位于電氣地跨越所述線圈而布置的瞬態(tài)電壓抑制器內(nèi)?？蛇x地，PN結(jié)直接連接到線圈。PN結(jié)可以釬焊到線圈的端子上。PN結(jié)和線圈可以共用冷卻系統(tǒng)。在一示例中，PN結(jié)和線圈可以在共同冷卻護(hù)套內(nèi)?？蛇x地，PN結(jié)的擊穿電壓小于驅(qū)動(dòng)電路中另一相關(guān)PN結(jié)的擊穿電壓。在另一示例中，選擇性催化還原定量給料噴射器是定量給料系統(tǒng)的部分并且線圈的通電經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元來控制。催化還原定量給料噴射器可以包括診斷電路。在一示例中，催化還原定量給料噴射被配置成用以診斷PN結(jié)的正常操作。診斷電路可以被布置成用以測(cè)量在線圈的放電期間的電流衰減。診斷電路可以被布置成用以測(cè)量在線圈的放電期間的電壓衰減。電壓抑制器優(yōu)選地包括瞬態(tài)電壓抑制二極管。在一廣泛示例中，使用PN結(jié)。PN結(jié)被布置成用以當(dāng)從線圈移除了驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)擊穿并且使儲(chǔ)存在線圈中的能量放電。PN結(jié)可以被布置成使得陰極連接到線圈的正驅(qū)動(dòng)電壓端子。
[0009]本發(fā)明還描述和提供了用于使選擇性催化還原定量給料噴射器的線圈放電的相關(guān)方法。該方法包括:向定量給料噴射器的線圈供應(yīng)電能以將泵從第一狀態(tài)驅(qū)動(dòng)到第二狀態(tài)以便泵送定量給料流體；停止電能向線圈的供應(yīng)；以及允許儲(chǔ)存于線圈中的電能通過電氣地跨越所述線圈而布置的PN結(jié)而消耗/耗散?？蛇x地，該方法包括:將PN結(jié)跨越所述線圈的端子而附連，線圈被布置成用以驅(qū)動(dòng)泵從第一狀態(tài)到第二狀態(tài)，以便驅(qū)動(dòng)定量給料流體。
[0010]本發(fā)明還描述并且提供了組裝流體噴射器的相關(guān)方法。該方法包括:將PN結(jié)跨越線圈的端子而附連，線圈被布置成用以驅(qū)動(dòng)泵從第一狀態(tài)到第二狀態(tài)，以便驅(qū)動(dòng)流體。
[0011]因此，提供一種用于控制SCR定量給料噴射器的線圈的改進(jìn)的方式，其也具有使SCR定量給料噴射器與更廣范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)更兼容的額外優(yōu)點(diǎn)。通常，發(fā)動(dòng)機(jī)的周圍條件，以及從線圈消耗的大量能量意味著某些類型的ECU不能應(yīng)對(duì)從線圈通過內(nèi)部部件諸如通過低側(cè)FET開關(guān)放電的能量消耗/耗散。具有單獨(dú)的放電機(jī)構(gòu)緩解了這個(gè)問題并且使得所描述類型的SCR定量給料噴射器與更廣范圍的ECU相兼容。有利地，電壓抑制器能受益于已經(jīng)就位用于SCR定量給料噴射器的冷卻系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0012]現(xiàn)將參看附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中:
圖1為其中運(yùn)用本發(fā)明的選擇性催化還原定量給料系統(tǒng)的示意概觀圖；
圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的選擇性催化還原定量給料噴射器的元件的示意圖； 圖3為用于驅(qū)動(dòng)圖2的定量給料噴射器的示例驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖，其中驅(qū)動(dòng)電路包括診斷電路；
圖4為示出圖3的驅(qū)動(dòng)電路但包括替代診斷電路的電路示意圖；
圖5A為示出在接通階段通過圖3的驅(qū)動(dòng)電路的電流流動(dòng)的電路示意圖；
圖5B為示出在斷開階段通過圖3的驅(qū)動(dòng)電路的電流流動(dòng)的電路示意圖；
圖6A為圖5A的電路示意圖，示出了在故障電壓抑制器下的電流流動(dòng)；
圖6B為圖5B的電路示意圖，示出了在故障電壓抑制器下的電流流動(dòng)；
圖7是利用起作用和不起作用的電壓抑制器所感測(cè)的電流的曲線圖；
圖8是利用起作用和不起作用的電壓抑制器所感測(cè)的電壓的曲線圖；
圖9是使得一種定量給料噴射器的線圈放電的方法的流程圖；
圖10是組裝一種定量給料噴射器的方法的流程圖；以及圖11為對(duì)所述定量給料噴射器的線圈診斷故障的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)將參考上文所列出的圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例以便用并不預(yù)期限制本發(fā)明范圍的方式來說明本發(fā)明的一種或多種應(yīng)用。
[0014]圖1為安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)20的排氣管30中的選擇性催化還原(SCR)定量給料系統(tǒng)10的示意概觀圖。排氣管包括柴油氧化催化劑(D0C)40、SCR催化柴油微粒過濾器(SCRF)50、和SCR催化劑60。發(fā)動(dòng)機(jī)20包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)70和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(E⑶)80。SCR定量給料系統(tǒng)10包括尿素遞送模塊(UDM) 90和SCR定量給料噴射器100。
[0015]SCR催化劑60包括NH3傳感器62和NH 3控制器64，NH 3控制器64被布置成向ECU80反饋信號(hào)以控制在系統(tǒng)10內(nèi)的選擇性催化還原。
[0016]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)70包括熱交換器72和冷卻管線74，熱交換器72和冷卻管線74連接到SCR定量給料噴射器100以便冷卻所述SCR定量給料噴射器100。
[0017]E⑶80包括SCR驅(qū)動(dòng)器模塊82，SCR驅(qū)動(dòng)器模塊82被布置成用以控制UDM 90和SCR定量給料噴射器100。
[0018]UDM 90包括SCR罐92，SCR罐92包含定量給料流體