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1、(10)申请公布号 CN 104358605 A(43)申请公布日 2015.02.18CN104358605A(21)申请号 201410275526.0(22)申请日 2014.06.1913/921231 2013.06.19 USF01N 3/20(2006.01)F01N 9/00(2006.01)(71)申请人大陆汽车系统公司地址美国密执安州(72)发明人 D.E.科斯比 W.N.范伍伦(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司 72001代理人谢攀 胡莉莉(54) 发明名称有峰值保持致动的用于选择性催化还原的还原剂输送单元(57) 摘要本发明涉及具有基于喷射器打开事件而热优。
2、化的峰值保持致动的、用于汽车选择性催化还原的还原剂输送单元。为用于车辆的选择性催化还原（SCR）后处理的具有螺线管操作喷射器的还原剂输送单元（RDU）的峰值保持驱动器电路提供了一种触发电路。峰值保持驱动器电路被构建和布置为在其后跟着低电流保持阶段的上升至峰值电流阶段中致动喷射器。触发电路包括被构建和布置为基于检测到的喷射器的打开事件而触发从喷射器的上升至峰值阶段转移到后续的保持阶段的喷射器打开检测电路。(30)优先权数据(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图6页(10)申请公布号 CN 。
3、104358605 ACN 104358605 A1/1页21.一种用于车辆的选择性催化还原（SCR）后处理的具有螺线管操作喷射器的还原剂输送单元（RDU）的峰值保持驱动器电路的触发电路，所述峰值保持驱动器电路被构建和布置为在其后跟着低电流保持阶段的上升至峰值电流阶段中致动所述喷射器，所述触发电路包括：喷射器打开检测电路，被构建和布置为基于检测到的所述喷射器的打开事件而触发从所述喷射器的上升至峰值阶段转移到后续的保持阶段。2.如权利要求1所述的触发电路，与所述驱动器电路组合以使得所述驱动器电路包括所述触发电路。3.如权利要求2所述的组合，进一步与所述RDU组合。4.如权利要求3所述的组合，其中。
4、所述驱动器电路和触发电路属于与所述RDU电连接的控制单元。5.如权利要求1所述的触发电路，其中所述打开检测电路被构建和布置为基于在通过使用电流波形的二阶导数作为输入来检测所述喷射器的打开事件时所生成的电脉冲而触发所述转移。6.如权利要求5所述的触发电路，其中所述打开检测电路包括微分电路。7.一种用于车辆的选择性催化还原（SCR）后处理的还原剂输送单元（RDU）和控制单元，所述RDU和控制单元包括：RDU，具有螺线管操作喷射器，以及与所述喷射器电连接的控制单元，所述控制单元具有被构建和布置为在其后跟着低电流保持阶段的上升至峰值电流阶段中致动所述喷射器的峰值保持驱动器电路，所述驱动器电路包括被构建。
5、和布置为基于检测到的所述喷射器的打开事件而触发从所述喷射器的上升至峰值阶段转移到后续的保持阶段的喷射器打开检测电路。8.如权利要求7所述的RDU和控制单元，其中所述喷射器打开检测电路被构建和布置为基于在通过使用电流波形的二阶导数作为输入来检测所述喷射器的打开事件时所生成的电脉冲而触发所述转移。9.如权利要求8所述的RDU和控制单元，其中所述喷射器打开检测电路包括微分电路。10.一种触发用于车辆的选择性催化还原（SCR）后处理的具有螺线管操作喷射器的还原剂输送单元（RDU）的方法，所述方法包括：检测所述喷射器的打开事件，以及基于所述检测步骤来触发从所述喷射器的上升至峰值阶段转移到后续的保持阶段，。
6、从而将所述喷射器上的热负载限制为确保打开所述喷射器所需的最小值。11.如权利要求10所述的方法，其中所述检测步骤使用所述喷射器的电流波形的二阶导数。权 利 要 求 书CN 104358605 A1/3页3有峰值保持致动的用于选择性催化还原的还原剂输送单元 技术领域0001 本发明涉及将还原剂供应到引擎排气系统的还原剂输送单元（RDU），并且更特别地，涉及通过基于检测到喷射器打开而触发从峰值到保持的转移来对宽温度范围上的整体电负载进行改进的RDU。背景技术0002 欧洲和北美新一轮严格排放法规的出现正推进新的排气后处理系统的实现，尤其是诸如压缩点火（柴油机）引擎和分层充气火花点火引擎（通常利用直。
7、接喷射）之类的在稀薄和超稀薄条件下操作的稀薄燃烧技术的实现。稀薄燃烧引擎展现高水平的氮氧化物（NOx）排放，其在稀薄燃烧的富氧排气环境特性中是难以处理的。当前正开发将处理这些条件下的NOx的排气后处理技术。这些技术之一包括催化剂，其促进氨（NH3）与排气氮氧化物（NOx）的反应，以产生氮（N2）和水（H2O）。该技术称为选择性催化还原（SCR）。0003 在汽车环境中，氨在其纯形式下难以处理。因此，这些系统通常使用液体的含水尿素溶液，通常处于尿素溶液（CO (NH2)2）的浓度为32%。该溶液称为AUS-32，并且其商业名称也公知为AdBlue。尿素溶液被输送到热排气流，并且在经历散热作用之后。
8、变换成排气中的氨、或在经历热分解之后变换成氨和异氰酸（HNCO）。异氰酸然后经历与排气中存在的水的水解作用，并且变换成氨和二氧化碳（CO2）。如之前所描述的，由散热作用和水解作用所产生的氨然后经历与氮氧化物的催化反应。0004 AUS-32喷射器通常直接安装在引擎排气上，这使其暴露于非常热的环境。为了减小喷射器的电热负载，已经实现了所谓的峰值保持喷射器驱动器。参照图1，该驱动器的功能是采用描述喷射器电流的两种模式来致动喷射器：上升至峰值电流阶段、其后跟着低电流保持阶段（以高切换频率的电流控制）。0005 低电流电平通常处于比喷射器的完全饱和电流电平低得多并且比维持喷射器（螺线管）打开所需的电流。
9、的最小电平更高的值。在当今的驱动器电路中，从上升至峰值转移到保持阶段通常由电流上的电流电平检测来触发；一旦电流达到该电平，则后续的保持阶段被使能。图2示出了具有常规的峰值电流检测和触发电路12的峰值保持电路10。0006 以低保持阶段操作喷射器的主要优点是与在饱和切换条件下操作相比所产生的更低的电负载。例如，通过14V供应的、具有12欧姆线圈的喷射器将耗散16.3瓦（I=1.2A）。以0.5A保持模式操作的喷射器将在保持阶段期间耗散7瓦。0007 缺点随着温度升高和喷射器电阻增大而出现。当电阻增大时，电流达到给定阈值所需的时间将增加，这由于所述时间对线圈电阻的依赖。在具有足够高温度的极限情况下。
10、，电流可能永不达到转移阈值，然而喷射器是打开的。其中这将发生的温度范围依赖于所选的转移电流电平与打开喷射器所需的最小电流之间的差异。对于将构成电和磁电路的各种元件的容差和变差考虑在内，该差异将是非零的。0008 作为示例，目前的峰值电流被指定处于0.8A的电平。这在所需的标称打开电流0.6A之上。指定的标称保持电流为0.5A。情形会出现在饱和喷射器电流为0.7A的情况说 明 书CN 104358605 A2/3页4下，例如如果可用电供应电压仅为12V但喷射器线圈电阻为17（例如，喷射器线圈温度为130C）的话。在图3中示出了在该情况下电流波形将看起来像什么的图示。于是，该条件的风险是具有已经在。
11、升高了的温度下操作的经受增加的电热负载的喷射器。0009 因此，存在对RDU的需要，所述RDU通过基于检测到喷射器打开而触发从峰值到保持的转移来对宽温度范围上的整体电负载进行改进。发明内容0010 本发明的目的是实现以上提及的需要。根据本发明的原理，该目的是通过一种用于车辆的选择性催化还原（SCR）后处理的具有螺线管操作喷射器的还原剂输送单元（RDU）的峰值保持驱动器电路的触发电路来获得。峰值保持驱动器电路被构建和布置为在其后跟着低电流保持阶段的上升至峰值电流阶段中致动喷射器。触发电路包括被构建和布置为基于检测到的喷射器的打开事件而触发从喷射器的上升至峰值阶段转移到后续的保持阶段的喷射器打开检。
12、测电路。0011 根据实施例的另一方面，一种用于车辆的选择性催化还原（SCR）后处理的还原剂输送单元（RDU）和控制单元包括具有螺线管操作喷射器的RDU。控制单元与螺线管电连接。控制单元具有被构建和布置为在其后跟着低电流保持阶段的上升至峰值电流阶段中致动喷射器的峰值保持驱动器电路。驱动器电路包括被构建和布置为基于检测到的喷射器的打开事件而触发从喷射器的上升至峰值阶段转移到后续的保持阶段的喷射器打开检测电路。0012 根据实施例的又另一方面，一种触发用于车辆的选择性催化还原（SCR）后处理的具有螺线管操作喷射器的还原剂输送单元（RDU）的方法检测喷射器的打开事件，以及基于所述检测步骤来触发从喷射。
13、器的上升至峰值阶段转移到后续的保持阶段，从而将喷射器上的热负载限制为确保打开喷射器所需的最小值。0013 在参照附图来考虑以下具体实施方式和所附权利要求时，本发明的其它目的、特征和特性以及操作的方法和相关的结构元件的功能、部件的组合和制造的经济将变得更明显，具体实施方式、权利要求和附图都形成本说明书的一部分。附图说明0014 本发明将根据其优选实施例的结合附图进行的以下具体实施方式而更好理解，在所述附图中相似的附图标记指代相似的部分，其中：图1是示出其后跟着低电流保持阶段的上升至峰值阶段的常规喷射器电流的视图。0015 图2是具有峰值电流检测和触发电路的常规峰值保持电路的框图。0016 图3是。
14、示出饱和电流处于0.7A的常规电流波形的视图。0017 图4示出通过电流分析的对喷射器的常规打开事件检测。0018 图5示出根据线圈电流的二阶导数的对打开时间的检测。0019 图6是根据实施例提供的具有喷射器打开检测电路的峰值保持电路框图。0020 图7示出由图6的电路所产生的电流波形。0021 图8是包含图6的电路的用于操作RDU的控制单元的视图。具体实施方式说 明 书CN 104358605 A3/3页50022 所公开的实施例涉及消除处于已经升高了的操作温度的RDU的喷射器的热负载方面的不合期望的增加的风险的控制策略。通过分析电压或电流来检测喷射器打开和关闭事件是公知的。在图4中示出了通。
15、过电流分析进行的打开事件检测的示例（由“OPP2”指示），其中加速度计信号为14、电压信号为16、测试脉冲为18、以及电流信号为20。0023 这些事件的检测对于诊断目的而言是有用的，并且还能够被用来补偿由于喷射器瞬时阶段的持续时间的改变而导致的流动中寿命变化（lifetime shifts in flow）。参照图5，此类检测的一个实施例采用具有电路的硬件形式，所述电路在使用电流波形的二阶导数24作为输入而打开检测时生成电脉冲22。能够通过适当地使用使能窗口例如仅允许喷射器脉冲宽度期间的某些预定时间期间的脉冲通过来忽略杂散初始脉冲26。在检测喷射器的状态中使用电流的二阶导数的示例在与本正规申。
16、请同一天提交的、标题为“Solenoid-Actuator-Armature End-of-Motion Detection”、代理人卷号为2012P02238US的共同待决的美国临时申请中被公开，特此通过引用将该临时申请的内容并入本说明书中。0024 参照图6，示出了根据实施例的峰值保持驱动器电路10的框图，峰值保持驱动器电路10被构建和布置为在其后跟着低电流保持阶段的上升至峰值电流阶段中致动喷射器。电路10包括具有喷射器打开检测电路29的触发电路28。因此，触发电路28替代图2的现有技术电流阈值触发电路12。电路10使用如例如通过使用上述的电流波形的二阶导数24而检测的喷射器打开事件来触发。
17、从喷射器致动控制的上升至峰值阶段转移到后续的保持阶段。在该实施例中，检测电路29包括用于对电流进行微分的处理或微分电路31。能够使用检测致动器或喷射器的打开状态的其它常规方法，而不是使用电流的二阶导数。在图7中示出了将由该实施例的实现所产生的电流波形30的图示。0025 参照图8，在控制单元32中优选地提供包括触发电路28的电路10，所述控制单元32电连接到通常在36处指示的RDU的螺线管操作喷射器34。能够在美国专利申请公开第2008/0236147A1号中公开的类型的系统中采用RDU 36，特此通过引用将该专利申请的内容并入本说明书中。0026 RDU 36包括在配量应用中提供流体的计量功。
18、能以及提供流体到车辆的排气气体流动路径中的喷雾准备的螺线管流体喷射器34。流体喷射器34优选地是汽油、电操作的螺线管（线圈）燃料喷射器，诸如在美国专利第6,685,112号中公开的类型，特此通过引用将该美国专利的内容并入本说明书中。因此，当喷射器34的线圈被通电时，喷射器中的阀门打开，从而使得还原剂以常规方式被输送到排气流动路径。0027 通过使用喷射器打开事件作为触发，从而将喷射器的热负载限制为确保打开喷射器所需的最小值。还避免了冗长的上升至峰值阶段的并且因而附加热负载的风险。0028 已经出于说明本发明的结构和功能原理以及说明采用优选实施例的方法的目的而示出和描述了前述的优选实施例，并且所述优选实施例经受改变而不偏离此类原理。因此，本发明包括以下权利要求的精神内所包含的所有修改。说 明 书CN 104358605 A1/6页6图 1说 明 书 附 图CN 104358605 A2/6页7图 2图 3说 明 书 附 图CN 104358605 A3/6页8图 4说 明 书 附 图CN 104358605 A4/6页9图 5说 明 书 附 图CN 104358605 A5/6页10图 6图 7说 明 书 附 图CN 104358605 A10。