1.本发明总体上涉及用于从机动车辆罐中提取含水液体的系统。更具体地，本发明涉及对用于更换此类含水液体提取系统的过滤装置的服务间隔的评估。
2.本发明特别适用于装备有柴油发动机的机动车辆中的废气处理系统，例如在包括此类发动机的轻型车辆、多用途车辆或卡车(或重型货车)中。在这些应用示例中，所涉及的含水液体是从专用罐中提取并且注射到废气流中以清洁所述废气的液体添加剂。
背景技术：3.带有压缩点火式发动机(称为柴油发动机)的车辆或带有火花点火式发动机(称为汽油发动机)的车辆产生的废气特别由大气污染气体组成，诸如碳氧化物(cox表示co和co2)和氮氧化物(nox表示no和no2)。特别是柴油发动机受到管制以降低它们排放的污染气体的量。一个示例是限制氮氧化物排放水平的法规。它们往往更加严格。
4.在装备有柴油发动机的车辆(已经受到管制)和装备有汽油发动机的车辆(即将变得受到管制)中，发动机废气的清洁可通过气体处理系统进行，所述系统实现污染控制方法，诸如选择性催化还原(scr)。scr方法使用去污液体添加剂来选择性地还原废气中含有的氮氧化物(nox)。去污液体添加剂意指去污产品，其可被注射到发动机的废气处理装置中，以在废气被排出到大气中之前清洁废气。
5.scr方法中通常使用的液体添加剂是一种叫做柴油机废气流体(def)的含水液体。更准确地说，这种液体添加剂是32.5％重量的尿素水溶液，也以品牌销售，它是氨(nh3)的前体。在这种情况下，由废气提供的热能是将def转化为氨的催化剂。氨与废气中的氮氧化物(nox)反应产生污染较少的物质，即双原子氮(n2)、水和二氧化碳(co2)。因此，在scr方法中使用的氨是还原剂，作为液体添加剂供应。
6.在装有废气处理系统的车辆中，液体添加剂通常储存在专用罐中。通过提取系统从罐中提取添加剂，所述提取系统尤其包括泵，所述泵适于使添加剂以一定的流速在液压回路中循环至喷射器。此喷射器具有在任何给定时间以微滴形式将正确量的添加剂喷射到废气流中的功能，由控制单元控制。控制单元的功能是根据废气处理系统的实际需要来计量要注射的添加剂的量，并且相应地控制喷射器。此计量和此控制是根据例如在给定时刻液体添加剂的温度或液压的参数进行的。
7.除了泵之外，提取系统通常包括用于过滤液体添加剂的至少一个装置。主过滤装置位于液压回路中泵的上游。此位置降低液体到达泵并且随后到达喷射器被杂质(例如悬浮的灰尘或颗粒)污染的风险。事实上，此类污染可导致提取系统的性能退化，并且更广泛地说，可导致整个废气处理系统的性能退化。典型地，在装备有废气处理系统并且在越野使用的全地形车辆中，例如在采石场或建筑工地，在专用罐中含有的液体添加剂通常被此类杂质污染。尽管液体可以被杂质污染，但是在系统中集成过滤装置使得可以将废气处理系统的性能水平维持一段最佳时间。
8.然而，已知过滤装置本身的性能随着使用而退化。特别是，当污染液体流通过过滤
装置时，杂质可累积在所述过滤装置的水平。然而，过滤装置的此逐渐堵塞或者甚至堵塞使废气处理系统的性能下降。
9.因此，当过滤装置的堵塞超过一定水平时，必须将其拆除并且更换，以使废气处理系统在适用法规方面维持足够的性能水平。
10.然而，从提取系统中移除过滤装置所需的拆除操作可以是漫长而繁琐的。大多数情况下，它们还涉及长时间使车辆停止不动。因此，在此类提取系统中，判定何时更换过滤装置是至关重要的。
11.然而，在实践中，过滤装置仅考虑自其上次更换以来经过的绝对时间或废气处理系统消耗的流体量来更换。当这些参考信息项目中的一个超过某个阈值时，这被认为是过滤装置的堵塞水平需要更换的指示。然而，这仅仅是推测的堵塞水平，因为没有对过滤装置的实际堵塞进行有效测量，因为没有已知的在过滤装置的实际使用条件下一方面在技术上和经济上可行，并且另一方面足够可靠的测量技术。
12.然而，过滤装置可能变得堵塞的速度是高度可变的，这取决于安装液体提取系统的车辆的类型并且取决于此车辆的用途。因此，例如，在建筑区或伐木或采矿区使用的建筑机械比在清洁状态可能高得多的服务站填充其液体罐的公路运输卡车更可能在现场填充期间有碎片(土壤、沙子、灰尘等)进入罐中。类似地，在城市环境中使用的公共交通公共汽车比在高速公路上以正常速度进行长途旅行的旅游大巴消耗更多的用于处理废气的液体添加剂。
13.换句话说，过滤装置的堵塞仅可通过作出非常近似的假设来与自其上次更换以来经过的时间或与并入它的系统消耗的流体量相关。事实上，这些假设仅基于平均使用持续时间和相对于大量车辆的标准使用条件，可能是使用给定型号的过滤装置的整个车队。
14.因此，在现有技术中使用的用于确定堵塞风险的标准是静态的和通用的，在某种意义上，它们是一劳永逸地并且以相同的方式为整个车队建立的。由此可见，在每种情况下，考虑到所考虑的特定过滤装置的有效堵塞水平，关于进行此类更换的实际需要，仅以相对随机的方式做出更换过滤装置的判定。
15.因此，过滤装置可能更换得太快，而为了省钱、限制车辆停机时间和降低要回收的污染过滤装置的体积，过滤装置可更换得更长。相反，当过滤装置的堵塞已经导致并入它们的废气处理系统的性能下降时，过滤装置的更换肯定为时已晚，其有害后果是相关车辆对大气造成更大污染。
16.我们知道文件us 2015/218990 a1，其使用二级罐来比较其理论填充水平与使用传感器测量的实际填充水平，以便确定过滤器的渗透性。
17.文件fr2787143 a1也是已知的，其涉及一种用于检测燃料过滤器堵塞的方法，并且所述方法主要在于使用压力传感器和基于泵速和热特性的增压泵模型直接测量过滤器周围的压降。
18.我们还知道文件de112013001605 t5，其涉及一种通过监测电动机的电压来检测燃料过滤器堵塞的方法，并且似乎示出堵塞的过滤器是通过监测增压泵与标准水平相比的供电电流来检测的。
19.最后，我们知道文件de19716979 a1，其似乎集中于仅监测德尔塔p(delta p)来评价燃料过滤器的堵塞。
技术实现要素：20.本发明减轻现有技术的上述缺点，并且旨在通过提出能够动态地和单独地评估用于更换机动车辆罐的含水液体提取系统的过滤装置的服务间隔的方法来改进现有方法。
[0021]“服务间隔”意指向用户指示是时候更换过滤器的信息。如果我们考虑从安装要更换的过滤器到向用户发出更换指示的时刻经过的时间，那么服务间隔是时间间隔。然而，本领域技术人员将理解，对应于过滤器更换的服务间隔的信息在数学上不等于特定的持续时间。它是统计信息，例如可以用0和1之间的标准化值或0％和100％之间的百分比来表达，这相当于同一件事，并且考虑过滤器在给定时间的堵塞风险。在上述示例中，例如，对于等于0的标准化值或等于0％的百分比，风险将是最小的，而对于等于一的标准化值或等于100％的百分比，风险将是最大的。
[0022]
更具体地，本发明的第一方面提出一种用于评估服务间隔的方法，所述服务间隔用于响应于所述过滤装置因使用而逐渐堵塞的风险来更换用于从机动车辆储罐中提取含水液体的系统的过滤装置，所述方法包括：
[0023]-基于多个基本堵塞风险值的和产生复合堵塞风险判定值，所述基本值中的至少一个与风险标准相关，所述风险标准取决于自过滤装置的投入使用以来提取系统的操作；
[0024]-将复合堵塞风险判定值与阈值进行比较；和
[0025]-如果复合堵塞风险值超过阈值，那么产生用于更换过滤装置的警报，
[0026]
其中，多个基本堵塞风险值包括：
[0027]-表示与自罐的上次填充以来由泵泵送的液体体积相关的堵塞风险的值(k2)，和
[0028]-表示自过滤装置的投入使用以来与填充罐的次数相关的堵塞风险的值(k3)。
[0029]
本领域技术人员将理解，更换过滤装置的判定仍然基于统计方法，但是与作出此判定相关联的置信水平比现有技术的标准高得多。实际上，对于具体考虑的车辆，过滤装置可基于堵塞风险判定值进行更换，所述堵塞风险判定值取决于自过滤装置的投入使用以来提取系统的操作。
[0030]
因此，过滤装置可用于最佳持续时间，即，既不太短也不太长。换句话说，此方法的实现使得可以更换过滤装置，而没有不必要的预期或与其有效堵塞的风险相关的风险延迟。此外，在实施例中，方法可被预先配置，使得其适应于安装有系统的车辆的类型，和/或其实际使用条件。
[0031]
单独或组合的实施例另外规定：
[0032]-提取系统可另外包括泵，所述泵具有经由过滤装置和抽吸管线连接到罐的第一端口和经由输送管线连接到注射装置的第二端口，并且返回管线的第一端连接到输送管线并且返回管线的第二端通向罐的返回管线，过滤装置布置在泵的抽吸侧，多个基本堵塞风险值可包括表示与自过滤装置的投入使用以来由泵泵送的液体体积相关的堵塞风险的值；
[0033]-多个基本堵塞风险值可包括表示与过滤装置的任一侧的液体的压差的变化相关的堵塞风险的值；
[0034]-过滤装置的任一侧的液体的压差的变化可被评估为在给定操作点处的泵的操作速度的变化的函数；
[0035]-可评估过滤装置的任一侧的液体的压差的变化，其条件是自过滤装置的投入使用以来或自先前评价以来已由泵泵送确定的最小体积的流体；
[0036]-基本堵塞风险值可根据车辆的类型和/或根据车辆的预期使用类型来配置；
[0037]-用于更换过滤装置的警报可经由车辆的人/机界面显示，以向车辆用户指示需要更换过滤装置；和/或
[0038]-用于更换过滤装置的警报可储存在车辆的非易失性存储器中，以向负责车辆的维护的操作者指示需要更换过滤装置。
[0039]
在第二方面，本发明还涉及一种装置，所述装置包括用于实现根据第一方面的方法的所有步骤的设备。此类装置可整体或部分地在用于从机动车辆的罐中提取液体的系统的控制单元中实现。
[0040]
在第三方面，本发明还涉及一种用于从机动车辆的罐中提取液体的系统，所述系统包括泵和过滤装置，所述泵包括经由过滤装置和抽吸管线连接到罐的第一端口和经由排出管线连接到注射装置的第二端口，所述提取系统另外包括返回管线，返回管线的第一端连接到输送管线并且返回管线的第二端连接到罐，以及根据第二方面的用于评估用于更换过滤装置的服务间隔的装置。
[0041]
例如，此提取系统可适应于从机动车辆的专用罐中提取液体添加剂，并且将所述液体添加剂注射到所述机动车辆的废气处理系统中。
[0042]
本发明的第四方面涉及一种机动车辆的废气处理系统，其包括根据上述第三方面的用于从所述机动车辆的罐中提取含水液体的系统。
[0043]
最后，本发明的第五也是最后一个方面另外涉及一种计算机程序产品，其包括储存在存储介质上的一个或多个指令序列，所述指令序列可由包括处理器的机器读取，当程序从存储介质读取并且由处理器执行时，所述指令序列适应于进行根据本发明的第一方面的方法的所有步骤。
附图说明
[0044]
通过阅读以下详细描述，本发明的另外的特征和优点将变得更加清楚。这仅是说明性的，并且必须结合附图来阅读，在附图中：
[0045]
[图1]是带有用于nox还原的废气处理装置的机动车辆发动机的框图；
[0046]
[图2]是根据本发明的一个实施例的用于从机动车辆罐中提取液体的系统的示意图；
[0047]
[图3]是根据本发明的用于评估用于更换过滤装置的服务间隔的方法的实施例的步骤图；
[0048]
[图4]是实现确定堵塞风险的基本值的方法的步骤图，所述堵塞风险的基本值与自过滤装置的投入使用以来以特定时间间隔进行的过滤装置下游液体压力漂移变化测试的否定结果的数量相关。
具体实施方式
[0049]
在实施例和附图的以下描述中，相同或类似的元件具有与附图中相同的附图标记。
[0050]
图1示意性地示出带有内燃机102(例如柴油发动机)的机动车辆101。机动车辆101例如是客车、多用途车辆、卡车或长途汽车。机动车辆101还包含带有催化转化器(或催化
剂)104的废气处理系统103，用于实现被称为scr的清洁方法。车辆101包含用于液体添加剂的罐105。罐105连接到喷射器108以经由管线107将液体添加剂喷射到气体处理系统103中。喷射器由泵在压力下供应液体添加剂，所述泵例如集成到位于罐105中的液体添加剂计量模块106中。
[0051]
当发动机102运行时，其产生废气，这些废气被引导至废气处理系统103。通过由集成到模块106中的泵、管线107和喷射器108形成的液压回路向废气处理系统103供应液体添加剂。喷射器108在催化剂104的上游喷射去污溶液，以便根据scr方法引起nox的选择性催化还原。废气因此被清洁。
[0052]
液体添加剂仅在必要时从罐105中提取并且注射到废气处理系统103中，并且其量仅是产生与发动机102在每个时刻产生的废气量相适应的反应所必需的量，以避免注射过量添加剂，这潜在地负责过量的氨产生和无用的液体添加剂消耗。所有液体添加剂计量和泵控制操作都由控制单元109控制。
[0053]
参考图2，我们现在将描述根据本发明的一个实施例的用于从机动车辆罐中提取含水液体的系统的示意图。在所示的示例中，提取系统202是液压回路，其具有将去污液体添加剂203从储存其的罐105传导至喷射器208的功能，所述喷射器208通过喷射将所述去污液体添加剂输送至诸如图1所示的废气处理系统或去污系统。本领域技术人员将理解，除了此特定示例之外，此类提取系统可用于从要注射的机动车辆的罐中提取另一种含水液体，例如，在通过任何注射装置过滤到另一个系统中之后。
[0054]
在所示的非限制性示例中，含水液体，例如以品牌销售的def，储存在罐105中，由提取系统202在必要的时间并且以必要的量从罐105中提取，以在去污系统处注射到废气流中。更具体地，在所谓的注射配置中，含水液体203由泵204从罐105驱动到抽吸管线205中，然后通过过滤装置201和泵204本身，并且然后在压力侧通过压力管线206到喷射器208。因此，位于泵和喷射器之间的液体是加压液体。过滤装置201是传统上用于过滤罐105中含有的含水液体中存在的任何杂质的过滤装置，如引言中所述。
[0055]
诸如喷射器208的注射装置交替开启阶段和或多或少快速闭合阶段，允许由箭头209代表的液体喷射。因此，返回管线207在提取系统中形成闭环，以在喷射器闭合时将加压液体重新注射到罐中。特别地，返回管线207的一端207a连接到压力管线206，而返回管线的另一端207b通向罐105。
[0056]
图2的含水液体提取系统典型地包含布置在泵204下游的压力传感器210(压力计)，以便允许测量压力管线206中的压力。这使得可以控制泵204的操作速度的选择，以便不管消耗管线206中的加压液体的喷射器208的控制如何，都达到并且维持某个基本恒定的操作点(即，某个压力值)。如果需要的话，那么过量的液体经由为此目的提供的返回管线207返回到罐105，所述返回管线带有在压力管线中具有压力限制器的功能的校准的孔装置。
[0057]
参考图3中的过程图，我们现在将描述根据本发明的方法的实施例。该方法的步骤可由提取系统控制单元执行。在特定实施例中，这可以是例如用于机动车辆的污染气体处理系统的计量模块的控制单元，例如图1的车辆101的液体添加剂的计量模块106。
[0058]
方法允许为系统的过滤装置或过滤器产生堵塞风险判定值。在本文档中考虑的应用中，系统例如是用于从机动车辆罐中提取含水液体的系统202。此类判定值是统计值。
[0059]
然而，与用于相同或类似应用的已知判定值不同，这些判定值是一劳永逸地并且以全局和相同的方式为整个车队确定的，此判定值取决于每个特定过滤装置的有效堵塞水平。此外，它是一个复合值，在某种意义上，它是考虑多个彼此不同的基本堵塞风险值而得到的。这些基本堵塞风险值各自与相应的风险标准相关，并且取决于从所讨论的过滤器的投入使用时间开始的提取系统的操作，也就是说，如果过滤器是原始过滤器，那么自车辆的投入使用以来，或者如果不是，那么自其上次更换以来。此过滤器堵塞风险判定值的使用使得能够响应于所述过滤器因使用而逐渐堵塞的风险，分别评估进行过滤器的第一次或下一次更换的服务间隔。
[0060]
在图3所示的示例中，由字母k表示的复合堵塞风险判定值基于四个基本堵塞风险值，分别表示为k1、k2、k3和k4。在相应的步骤311、312、313和314期间，这四个基本堵塞风险值k1、k2、k3和k4彼此独立地产生。然而，本发明并不打算受限于所考虑的基本堵塞风险值的数量。其它实施例可仅考虑两个或三个基本堵塞风险值，或者相反地，考虑多于四个此类值，以产生复合值k。
[0061]
此外，在此处考虑并且由图3说明的示例中，复合值k由在步骤320中获得的基本值k1、k2、k3和k4的和给出。就数学意义而言，我们所说的“和”意指四个值的简单相加。换句话说，在这个示例中，我们有k＝k1+k2+k3+k4。然而，这个示例不是限制性的。值k也可从过滤器的可用基本堵塞风险值的加权和中获得。此类加权和将涉及影响基本堵塞风险值中的每一个的相应权重值。相反，考虑到与基本值的总数相同并且成反比的权重，将获得所述基本值的平均值。此处提到这些变型是为了避免对方法的实施例的任何不当限制。然而，本领域技术人员在阅读以下内容时将理解，可通过除数学计算之外的方式来获得基本值的加权或平均的效果，这种方式更加简洁，并且允许步骤320表示在必要的计算方面可以最简单的实现。换句话说，在步骤320从基本值k1、k2、k3和k4的简单相加中获得复合值k构成最小的计算密集型实现，因此对于嵌入在机动车辆中的应用是最简单和最有效的。
[0062]
在更详细地返回到过滤器的堵塞风险的基本值k1、k2、k3和k4中的每一个之前，方法的步骤的描述继续呈现步骤340。在此步骤340中，将过滤器的堵塞风险的复合判定值k与确定值的判定阈值th进行比较，以便表征是否存在需要更换过滤器的堵塞风险。如果超过判定阈值，也就是说，如果k》th，那么确认过滤器的堵塞风险。在车辆操作期间，可连续进行步骤340的测试。响应于过滤器的复合堵塞风险判定值k可以超过判定阈值th，某些实施例包括产生用于更换过滤装置的警报。
[0063]
例如，在步骤351中，可经由车辆的人/机界面显示此类警报，以向车辆用户指示需要更换过滤装置。因此，警报可采取点亮对应指示灯的形式，例如在车辆的仪表板上。作为一种变型或者除了灯之外，它还可以是由语音合成器再现的语音消息，例如当车辆停止时以及一旦已经完全使车辆停止不动时，以便在驾驶时不打扰驾驶员。
[0064]
作为步骤351的变型或补充，方法还可包括步骤352，在该步骤中，用于更换过滤装置的警报储存在车辆的存储器中，即非易失性存储器中。这使得当负责车辆维护的操作者将能够读取此存储器的测试工具连接到车辆时，可以向所述操作者指示需要更换过滤装置。这可能确实出现在由测试工具产生的测试报告中。
[0065]
在实现方法的示例中，判定阈值th的值可取决于大气压力。事实上，大气压力越高，堵塞的过滤装置的上游和下游压力之间的压差越大。换句话说，高气压使得液体更难通
过已经明显堵塞的过滤器。这就是为什么判定阈值th可以作为环境压力pa的函数而变化。在图3中，在步骤340的测试中，判定阈值被写成th(pa)，以表达判定阈值th的值取决于大气压力pa。在示例性实施例中，值th(pa)可由查找表给出，作为大气压力pa数据的函数。
[0066]
此信息可以是表示由放置在液体添加剂提取系统的直接环境中的压力传感器局部测量的环境压力的信息。它也可以是与例如在机动车辆的发动机舱中测量的大气压力相关的信息，所述信息可以由实现方法的控制模块例如经由总线通信从车辆的另一台计算机接收。在一个示例中，此另一计算机可以是发动机控制计算机，其已经具有来自放置在发动机舱中的传感器的此信息。通信总线可以是can(控制器局域网)总线。
[0067]
我们现在将更详细地描述过滤装置的堵塞风险的基本值k1、k2、k3和k4的非限制性示例，其可以被考虑来计算所述风险的复合值k。这些基本堵塞风险值中的每一个都对应于用于评估过滤器的总体堵塞风险的特定标准。“风险标准”指的是预先建立的标准，执行方法的控制单元基于所述标准来估计过滤装置的总体堵塞风险。此类标准可例如与过滤装置的使用持续时间、提取系统的使用条件或被认为对估计过滤装置的堵塞风险有意义的任何其它信息相关。堵塞风险的基本值k1、k2、k3和k4中的每一个对过滤器的堵塞风险的复合值k提供额外贡献。
[0068]
过滤装置的堵塞风险的基本值的第一示例k1可以是表示与自过滤装置201的投入使用以来由图2的泵204泵送的流体体积相关的堵塞风险的值。在这点上，参考图2，回想泵204具有经由过滤装置和抽吸管线205连接到罐105的第一端口204a和经由排出管线206连接到注射装置208的第二端口204b，以及通过返回管线的第一端207a连接到排出管线206并且通过返回管线的第二端207b通向罐105的返回管线207。换句话说，过滤装置201放置在提取装置的泵204的抽吸侧。如此布置，它过滤由泵泵送的所有液体，无论是由注射装置208消耗的液体还是经由输送管线207返回到罐105的液体。根据泵送和过滤设备的闭环配置，罐中存在的液体被连续过滤。由此可见，由过滤器过滤的液体体积对应于由泵泵送的液体体积。因此，过滤器的堵塞风险取决于自安装原始过滤器或自上次更换过滤器以来(如适用的话)由泵泵送的液体体积。
[0069]
在示例性实施例中，表示与自过滤装置的投入使用以来由泵泵送的流体体积相关的堵塞风险的信息k1可在步骤311根据自投入使用以来泵的累计操作时间由查找表给出。事实上，由泵泵送的流体体积与其操作时间成比例，在对应于泵的理论流速的比率范围内。借助于查找表中实际含有的值，查找表可以有利地考虑泵的理论流速的值，并且由与自过滤器的投入使用以来泵的操作时间相关的信息来索引。此时间例如由控制模块的计数器根据车辆的操作和非操作阶段来计数，并且储存在控制模块的永久存储器中。
[0070]
本领域技术人员将理解，由于自过滤器的投入使用以来由泵泵送的流体体积而导致的过滤器堵塞的影响随着自此类投入使用以来泵的累计操作时间而增加，但不均匀地增加。事实上，在开始时，即当过滤器是新的时，堵塞风险很低，甚至为零。然而，在一定体积的液体已经被过滤之后，因此在泵操作一段时间之后，堵塞风险开始呈指数增加，直到过滤器被堵塞。在表示图3中的步骤311的方框中象征性地表示根据自过滤器的投入使用以来泵的累计操作时间的查找表的响应形式。
[0071]
过滤装置的堵塞风险的基本值的第二示例k2可以是表示与自罐的上次填充以来由泵泵送的流体体积相关的堵塞风险的值。需要注意的是，我们所说的填充在此处不一定
意味着罐的最大水平，而是具有将新液体引入罐的效果的操作，无论新液体的量是否足以将罐填充到其最大水平。因此，即使在没有用于由用户测量或捕获在填充期间添加的液体体积的装置的情况下，也可以确定值k2。用于打开罐填充门的传感器就足够了，因为可以合理地假设每次用户打开此门时实际上都执行填充。作为一种变型，通过任何适当的手段，例如使用应用于来自液位检测器(液位计)的信号的处理，检测变化，即检测罐中液位的增加，可以代替检测填充门的打开。
[0072]
在示例性实施例中，表示与自过滤装置的投入使用以来由泵泵送的流体体积相关的堵塞风险的基本值k2可在步骤312中根据自上次填充以来泵的累计操作时间由查找表给出，其原因与以上针对值k1给出的原因相同。
[0073]
然而，本领域技术人员将理解，由于罐的填充而导致的过滤器堵塞的影响随着自此类填充以来泵的累计操作时间而减少。实际上，随着泵在闭合循环中操作，大部分泵送的和连续过滤的液体(在喷射器消耗的液体量内)返回到罐中，在可以携带杂质的额外液体引入到罐中的速率下，过滤器堵塞的增加随着自此类填充以来泵的操作时间而减少。此减少基本上是指数性的。在表示图3中的步骤312的方框中象征性地表示根据自罐的上次填充以来泵的累计操作时间的查找表的响应形式。
[0074]
过滤装置的堵塞风险的基本值的第三示例k3可以是表示与自过滤装置的投入使用以来罐的填充次数相关的堵塞风险的值，其在步骤313中确定。此处要再次注意的是，我们所说的填充不一定意味着罐的最大水平，而是具有将新液体引入罐的效果的操作，无论新液体的量是否足以将罐填充到其最大水平。
[0075]
在示例性实施例中，基本值k3可通过计数罐的填充门打开的次数来给出，这些打开由上文已经提到的与基本值k2相关的填充门的打开传感器来检测。
[0076]
本领域技术人员将理解，由于过滤装置的堵塞而导致的增加基本上与自过滤器投入使用以来进行的填充次数成比例。换句话说，自过滤器交付使用以来，作为罐的填充次数的函数的值k3的改变以基本上线性和单调的方式增加。在表示图3中的步骤313的方框中，此演变由通过零的上升直线象征性地表示。
[0077]
最后，过滤装置的堵塞风险的基本值的第四也是最后一个示例k4可以是表示与过滤装置的任一侧的液体的压差相关的堵塞风险的值。
[0078]
理想情况下，可使用压力传感器测量过滤装置的任一侧的液体的压差的变化。事实上，放置在过滤器201和泵204(图2)之间的单个压力传感器就足够了，因为可以合理地假设在抽吸管线中过滤器201上游的压力等于罐中液体的压力，并且因此为零。然而，在汽车行业的背景下，从经济角度来看，为此功能添加特定的压力传感器是难以接受的，其中成本总是对现有装置进行改进的决定性因素。
[0079]
这就是为什么过滤器的任一侧的压差可以有利地评估为在给定操作点处，即在压力和/或给定流速下，或者可能和另外在给定的温度下，泵的操作速度的变化的函数。此布置背后的想法如下：过滤器堵塞得越多，泵必须旋转得越快，以便维持压力管线中的目标操作点，即泵的下游。
[0080]
例如，表示与过滤装置的任一侧的液体的压差相关的堵塞风险的值k4可在由表示在给定操作点处的泵的操作速度变化的值索引的查找表中读取。这使得对于任何速度变化可以具有表示过滤器的堵塞风险的值k4，泵速的小变化给出堵塞风险的低值k4或者甚至零
值k4，而大的泵速变化将给出堵塞风险的较高值k4。换句话说，泵速的任何变化可指示表示过滤器的堵塞风险的值k4。
[0081]
在一个实施例中，评估过滤装置的任一侧的液体的压差的变化，其条件是自过滤装置投入使用以来或自先前评估以来已由泵泵送确定的最小体积的流体。在此实施例中，表示过滤器的堵塞风险的值k4是此速度的两次评估之间的泵速的变化和这两次评估之间泵送的液体体积两者的函数。在泵速的变化的评估之间泵送的体积越大，容许的速度变化越大，并且表示过滤器的堵塞风险的值k4越低。换句话说，给出表示过滤器的堵塞风险的值k4的曲线倾向于作为泵速的变化的函数而增加，但是作为在此速度的两次评估之间泵送的液体体积的函数而减少。因此，相同的速度差对较大体积的泵送液体的影响比此相同的速度差对较小体积的泵送液体的影响要小。
[0082]
在一种变型中，表示与过滤装置的任一侧的液体的压力差相关的堵塞风险的值k4与自过滤装置的投入使用以来的否定结果的数量相关，与自过滤装置的投入使用以来以预定的、规则的或不规则的时间间隔进行的过滤装置的任一侧的液体的压差的稳定性测试相关。此测试背后的想法是，过滤器越脏，对于泵的动作产生的给定抽吸力，它允许通过的液体量就越少。因此，过滤器堵塞的增加是过滤器上游(处于罐中液体的压力下，也就是说处于零压力下)和过滤器下游(处于压力管线206的压力下)之间的压力变化增加的原因(图2)。
[0083]
稍后将参考图4的过程图来探索此变型的实施例。
[0084]
通过在两个给定时刻之间进行过滤装置的任一侧的液体的压差的稳定性测试，可以确定过滤器在这两个时刻之间是否已经堵塞：如果测试结果是肯定的(即，如果压差保持稳定)，那么过滤器在所考虑的两个时刻之间没有堵塞或没有显著堵塞；相反，如果压差的稳定性测试结果是否定的(即，如果压差已经改变，事实上减少)，那么这意味着过滤器在所考虑的两个时刻之间已经显著堵塞。本领域技术人员将理解，否定测试结果的数量越多，这越指示过滤器的堵塞正在增加。这就是为什么在表示图3中的步骤314的方框中，作为否定测试结果的数量的函数的值k4的演变趋势由通过零的上升直线象征性地表示。实际上，曲线在原点附近将更平坦，反映压力的小变化比大变化堵塞风险更低。
[0085]
如上文定义的测试的灵敏度不是很高，在某种意义上，过滤器的堵塞必须是不可忽略的(我们可以说它必须大于给定的灵敏度阈值)，以便通过过滤器任一侧的压差的可检测改变来反映。换句话说，在上述两个时刻之间通过过滤器的液体体积应该大于某个阈值。以更短的间隔更频繁地进行测试不添加任何东西。这就是为什么此类测试仅可在每次确定体积的流体通过过滤器时进行，也就是说，自执行上次测试以来已经由泵泵送。为了确定这一点，控制模块可以对泵流量的理论值随时间的变化进行积分，对自过滤器的投入使用以来(对于进行的第一次测试)或自执行的上次测试以来(对于随后的测试)经过的泵的操作时间进行积分。此外，测试的频率不需要在自过滤器的投入使用以来经过的泵的操作时间内保持一致：事实上，在开始时，堵塞风险很低，然后，自过滤器的投入使用以来从一定的泵送体积呈指数增加。这就是为什么自过滤器的投入使用以来(对于进行的第一次测试)或自进行的上次测试以来(对于随后的测试)泵送的液体体积的阈值可以是可变的。
[0086]
下面将参考图4的流程图解释上述实施例和其它实施例。
[0087]
现在仍然参考图3，本领域技术人员将理解，过滤器的堵塞风险的基本值k1、k2、k3
和k4在由它们相加得到的复合值k的组成中可以各自具有不同的相对发生率。如果复合值k取在0和1之间的实数值，那么基本值k1、k2、k3和k4的发生率的公平分布将导致这些基本值各自在0和0.25之间的动态范围内演变，而可以通过给出基本值中的一个比其它基本值的动态范围更大的动态范围来“偏爱”基本值中的一个。例如，如果k1、k2和k3各自具有在0和0.10之间的动态范围，而k4具有在0和0.70之间的动态范围(使得k1、k2、k3和k4的和k具有总是在0和1之间的动态范围)，那么基本值k4做出相对较高的贡献，并且因此在最终复合值k中比其它基本值k1、k2和k3具有相对较大的影响。换句话说，可以通过给出过滤器的堵塞风险的不同基本值k1、k2、k3和k4特定的相应动态范围，可以给出它们各自的权重。更一般地，基本值k1、k2、k3和k4中的每一个都可以通过分配给它的动态范围来配置。使用此特性的一个示例在于通过选择用于基本值的特定的相应动态范围根据车辆的类型和/或根据车辆的预期使用类型来配置用于评估过滤器的堵塞风险的装置。例如，如果车辆是从工地上的便携式罐填充的建筑卡车，那么与主要在高速公路服务区的服务站中填充其罐的公路运输卡车相比，可以给予基本值k3相对较大的权重。事实上，在第一种情况下在填充期间将杂质(灰尘、沙子等)带入罐中的风险比在第二种情况下更高。
[0088]
此外，本领域技术人员将理解，在进行所述比较之前，堵塞风险的基本值k1、k2、k3和k4的和的值可以被限制为用于在步骤340中将堵塞风险的复合值k与阈值th(pa)进行比较的最大容许值。如果相应基本值k1、k2、k3和k4的动态范围的和没有被向上限制，或者因为基本值的相应动态范围中的至少一个没有被向上限制，或者因为所考虑的基本值的数量是可变的，而没有调整它们的相应动态范围，以确保它们的和的动态范围保持在0和1之间，那么这可以是必要的。这属于计算机编程领域的技术人员的知识范围，只要方法的步骤由计算机程序实现。
[0089]
根据可以的实施例，图4中的过程图说明过滤装置的堵塞风险的第四标准的评估，即复合值k4的评估。回想起来，此风险标准由与自过滤装置的投入使用以来的从过滤装置下游和上游的液体的压力差的稳定性测试中获得的否定结果的数量相关的值来确定，所述稳定性测试以确定的时间间隔进行，所述时间间隔可以是规则的或不规则的。
[0090]
图4的图式中使用以下缩略词和符号：
[0091]-pv表示由图1的泵204泵送的含水液体的体积。此值是通过在泵从某个原点开始的操作时间内对泵的理论流速值进行积分而获得的。此原点最初对应于过滤器的投入使用，然后对应于根据现在将描述的方法的测试性能；
[0092]-v
ref
表示由泵泵送的含水液体的阈值体积，从所述阈值体积可以进行新的测试，也就是说，在所述体积以下，测试对于所讨论的过滤器的堵塞标准没有显著相关性；
[0093]-t表示从确定的时间基准，即从此变量t初始化为零的给定时刻开始计数的时间；
[0094]-psi表示在包括连续观测的m个值的一系列此类值中泵速的观测值，因此i包括在1和m之间；
[0095]-p表示压力管线206中的压力值。如果此值在最小值pmin和确定的最大值pmax之间，那么认为液体提取系统的操作点是稳定的；
[0096]-t
ref
表示提取系统的操作点的稳定状态的阈值持续时间，从所述阈值持续时间可以对泵速进行有效测量；
[0097]-δps或δps
j/j-1
分别表示此速度的两次连续测量psj和ps
j-1
之间的泵速的变化；
[0098]-th
δps
表示用于比较的阈值，泵速的变化与所述阈值进行比较，以便确定是否满足此速度的稳定性标准，并且因此确定是否满足过滤器的任一侧的压差的稳定性标准。在一个实施例中，此阈值th
δps
取决于自泵的投入使用以来由泵过滤的液体体积，以便克服泵磨损现象，所述现象可对其转速产生影响，所述转速与过滤器任一侧的压差不相关。此类磨损现象可以是由于例如泵的旋转轴的轴承的磨损；或者泵的机械和/或电磁部件的任何其它磨损，诸如其绕组的绝缘；
[0099]-n表示过滤器的任一侧的压差的稳定性测试的失败次数。每当此类测试给出否定结果时，即每当与先前进行的上次测试相比的泵速变化δps大于阈值th
δps
时，此数值递增；并且最后，
[0100]-avg表示“平均”数学运算符。
[0101]
参考图4，过滤器的任一侧的压力变化测试(以下称为测试)的步骤401包括自对应pv值的初始化或上次重置以来，连续估计由泵从机动车辆罐泵送通过过滤器的含水液体的体积。当过滤器投入使用时，pv值被初始化，并且每当进行测试时，无论结果是肯定的还是否定的，都在步骤413中(参见下文)进行重置。pv值是通过对自pv值的初始化或上次重置以来泵的操作时间内的泵的理论流量值进行积分来测量的。
[0102]
在步骤402中，将pv值的初始化或上次重置与阈值v
ref
进行比较。此步骤的目的是验证自pv值的初始化或上次重置以来由泵泵送的含水液体的体积已经超过可以进行新的测试的阈值，这对于所考虑的过滤器的堵塞标准具有显著相关性。
[0103]
如果是，那么过程进行到步骤403，在该步骤中，时间计数器t被设置或重置为零，以便开始新的测试，并且其中，如果适用的话，那么在先前测试期间确定的包括在1和m之间的i的所有psi值被重置为零。
[0104]
然后，在步骤404中，由废气处理系统中的喷射器208从加压管线206(参见图2)检查液体添加剂的注射209的缺失。此检查的目的是确保液体提取系统在闭环中操作，从罐中泵出的所有液体都返回到罐中，并且没有一部分液体被喷射器208消耗。
[0105]
在同一步骤404中，还检查压力管线中的压力的稳定性，即，其位于区间[pmin，pmax]内。这可以通过用压力传感器210测量压力管线中的压力来检查。
[0106]
如果在步骤404评估的上述两个条件中的任何一个没有被验证，那么这意味着泵的操作点不稳定，并且测试将不给出相对于所考虑的过滤器的堵塞标准的结论性结果。这就是为什么在这种情况下，过程循环回到步骤403，其中计数器t和测量psi被重新初始化。否则，时间计数器t有规律地递增。
[0107]
在步骤405中，自液体提取系统处于稳定操作点以来经过的时间t被验证为大于阈值持续时间t
ref
。只要不是这种情况，步骤406就进行到泵速的值psi的测量，所述值被储存。换句话说，psi值被累积，直到在时间间隔t
ref
结束时获得m个psi值(即，直到i＝m)。
[0108]
当持续时间t
ref
已经过去时，步骤405的验证给出肯定结果，并且在步骤407中，然后计算m个累积值psi的平均值，即，对于在1至m范围内的i，psi值的平均值。此平均值的目的是使在步骤406的每次迭代期间进行的泵速测量平滑，以便克服任何孤立现象。例如，此类孤立现象可以是泵的旋转轴中的硬点，导致压力管线206中的压力暂时下降，或者对泵的旋转速度和/或压力管线中的压力有影响的这种类型的任何其它随机现象。
[0109]
然后，在步骤408中，可以计算刚刚在步骤407计算的泵速平均值(psj)和在测试的
前一次迭代期间计算的泵速平均值(ps
j-1
)之间的差值δps或δps
j/j-1
。
[0110]
然后，在步骤410中，可以将此差值δps与阈值th
δps
进行比较，以便确定是否满足泵转速的稳定性标准，以及因此过滤器的任一侧的压差的稳定性标准。在一个实施例中，在步骤409中，阈值th
δps
被确定为两次测试之间泵送的pv体积的函数。
[0111]
如果泵速差δps小于阈值th
δps
(δps《th
δps
)，那么认为过滤器的任一侧的压差的稳定性测试成功。换句话说，我们注意到压差没有显著变化，这指示自执行上次测试以来过滤器没有显著堵塞。在这种情况下，在步骤412中，考虑到测试的下一次迭代，在步骤407中计算的泵速的当前平均值psj代替在测试的前一次迭代期间已经计算的平均值ps
j-1
，并且另外，在步骤413中，泵送的液体体积的pv值被重置并且测试终止。可以通过循环回到步骤401来开始另一个测试，以便等待直到已经泵送新体积v
ref
的液体。
[0112]
相反，如果泵速差δps大于阈值th
δps
(δps》th
δps
)，那么认为过滤器的任一侧的压差的稳定性测试失败。换句话说，我们注意到压差显著变化，这指示自进行上次测试以来过滤器已经显著堵塞。在这种情况下，在步骤411中，失败测试的计数n递增(n＝n+1)。此外，还进行步骤412，使得在步骤407中计算的泵速的当前平均值psj代替在测试的前一次迭代期间计算的平均值ps
j-1
，为测试的下一次迭代做准备。然后，过程还进行到步骤413，在该步骤中，自上次测试以来泵送的液体体积的pv值被重置并且测试终止。可以通过循环回到步骤401来开始另一个测试，以便等待直到已经泵送新体积v
ref
的液体。
[0113]
上文已在非限制性实施例的背景下描述本发明。本领域技术人员将理解，特别地，在前面的描述中呈现的分别与基本值k1、k2、k3和k4相关联的风险标准是非限制性示例。本领域技术人员将能够选择他们认为对估计过滤装置的总体堵塞风险有意义的其它标准。因此，有利地，所使用的风险标准的数量和类型可以适应于液体过滤系统的特定使用情况，并且更广泛地适应于液体提取系统的特定使用情况，以考虑实际使用条件。换句话说，用于触发方法的步骤的条件可以由用户根据安装有液体提取系统的车辆的预期用途来配置。
[0114]
此外，在特定的实现方式中，确定的权重(在数学意义上，也就是说加权系数)可以分别与每个风险标准k1、k2、k3和k4相关联，并且过滤装置的堵塞检测可以基于由分别与每个风险标准相关联的权重加权的风险标准来进行。换句话说，过滤装置堵塞的有效检测假定观测的各种风险标准的加权值的累积足够高(也就是说大于阈值)。因此，此加权系统使得可以对用于检测过滤器堵塞的各种基本风险标准给予或多或少的相对重要性。此处再次有利地，在使用方法之前，可以对与不同标准相关联的不同权重进行参数化，以便尽可能精确地使堵塞的检测适应于过滤装置的特定使用情况。例如，取决于安装系统的车辆是否打算在道路上使用，各种风险标准可对系统的整体性能有不同的影响。
[0115]
在另一个实施例中，与需要改变过滤装置相关联的信息可储存在非易失性存储器中，以用于诊断目的，和/或可经由车辆的人/机界面发出指示需要更换过滤装置的警报。此警报可以是点亮警示灯或发出视觉或听觉消息。根据堵塞风险的复合值k，此警报也可以采用分级形式。例如，k值可以显示为百分比，即在0％和100％之间，使得用户可以根据他们自己对与本发明的实现所提供的过滤器的堵塞风险的评估相关联的废气处理系统性能下降风险的灵敏度，判定是否在达到100％阈值之前或之后更换过滤器。作为变型或补充，与过滤器的堵塞风险的k值相关的信息可以用反映风险程度的颜色代码显示：例如，k值小于80％时用绿色，k值在80％和90％之间时用橙色，并且k值大于90％时用红色。
[0116]
在权利要求中，术语“包括”或“包含”不排除其它元件或其它步骤。可以使用单个处理器或几个其它单元来实现本发明。呈现和/或要求保护的各种特征可以有利地组合。它们呈现在说明书或不同的从属权利要求中并不排除此可能性。这些参考文献不可被理解为限制本发明的范围。
技术特征：1.一种用于评估服务间隔的方法，用于响应于过滤装置由于使用而导致的逐渐堵塞的风险来更换用于从机动车辆的罐(105)中提取含水液体(203)的系统(202)的过滤装置(201)，所述方法包括：-基于多个基本堵塞风险值的和生成复合堵塞风险判定值，所述基本值中的至少一个与风险标准相关，所述风险标准取决于自所述过滤装置的投入使用以来提取系统的操作；-所述复合堵塞风险判定值与阈值的比较；以及-如果复合堵塞风险值超过所述阈值，那么产生用于更换所述过滤装置的警报，其中，所述多个基本堵塞风险值包括：-表示与自所述罐的上次填充以来由泵泵送的液体体积相关的堵塞风险的值(k2)，和-表示自所述过滤装置的投入使用以来与填充所述罐的次数相关的堵塞风险的值(k3)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提取系统还包括泵(204)，所述泵具有：第一端口(204a)，经由所述过滤装置和抽吸管线(205)连接到所述罐；和第二端口(204b)，经由输送管线(206)连接到注射装置(208)，并且返回管线(207)的第一端(207a)连接到所述输送管线并且所述返回管线(207)的第二端(207b)通向所述罐，并且所述过滤装置布置在所述泵的抽吸侧，所述多个基本堵塞风险值包括表示与自所述过滤装置的投入使用以来由所述泵泵送的液体体积相关的堵塞风险的值(k1)。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，所述多个基本堵塞风险值包括表示与所述过滤装置的任一侧的液体的压差的变化相关的堵塞风险的值(k4)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述过滤装置的任一侧的液体的压差的变化被评估为在给定操作点处的泵操作速度的变化的函数。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，评估所述过滤装置的任一侧的液体的压差的变化，其条件是自所述过滤装置投入使用以来或自先前评估以来已由所述泵泵送确定的最小体积的流体。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基本堵塞风险值能够根据车辆的类型和/或根据所述车辆的预期使用类型来参数化。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，用于更换所述过滤装置的警报经由所述车辆的人/机界面显示，以向车辆用户指示需要更换所述过滤装置。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，用于更换所述过滤装置的警报储存在车辆的非易失性存储器中，以向负责所述车辆的维护的操作者指示需要更换所述过滤装置。9.一种用于从机动车辆的罐(105)中提取液体(203)的系统(202)的控制单元，包括用于实现根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤的设备。10.一种用于从机动车辆罐(105)中提取含水液体(203)的提取系统(202)，包括泵(204)和过滤装置(201)，所述泵包括经由所述过滤装置和抽吸管线(205)连接到所述罐的第一端口(204a)和经由排出管线(206)连接到能够消耗从所述罐中提取的液体的液体注射装置的第二端口(204b)，所述提取系统还包括：返回管线，所述返回管线的第一端连接到输送管线，并且所述返回管线的第二端连接到所述罐；以及根据权利要求9所述的控制单元，评估用于更换所述过滤装置的服务时间间隔。
11.根据权利要求10所述的提取系统，所述提取系统适于从机动车辆的专用罐中提取液体添加剂，并且所述液体添加剂注射到所述机动车辆的废气处理系统中。12.一种机动车辆(1)的废气处理系统，包括根据权利要求11所述的用于从机动车辆的罐(105)中提取含水液体(203)的系统。13.一种计算机程序产品，包括储存在存储介质上的一个或多个指令序列，所述指令序列能由包括处理器的机器读取，当所述程序从所述存储介质读取并且由所述处理器执行时，所述指令序列适于进行根据权利要求1至8中任一项的方法的所有步骤。
技术总结本发明涉及一种用于估计服务间隔的方法，所述服务间隔用于响应于由于过滤器的使用而导致的过滤器逐渐堵塞的风险来更换用于从机动车辆罐中提取含水液体的系统中的过滤器。基于多个堵塞风险基础值(k1、k2、k3、k4)的和，产生(320)用于判定堵塞风险的复合值(K)，每个堵塞风险基础值与取决于自过滤器投入使用以来提取系统的操作的风险标准相关联。将用于判定堵塞风险的复合值与阈值进行比较(340)，并且如果堵塞风险复合值超过阈值，那么产生(351、352)以更换过滤装置为目的的警告。352)以更换过滤装置为目的的警告。352)以更换过滤装置为目的的警告。
技术研发人员：查尔斯-艾伯特
受保护的技术使用者：行动蓝欧洲责任有限公司
技术研发日：2021.03.15
技术公布日：2022/11/1
