[发明专利]电加热微粒过滤器诊断系统和方法

说明书

技术领域

政府权益的声明：

本发明根据美国政府与能源部(DoE)的合同No.DE-FC-04-03AL67635而产生。美国政府具有本发明的某些权益。

本发明公开涉及用于诊断微粒过滤器(particular filter)的方法和系统。

背景技术

在这部分中的陈述仅仅提供与本发明公开相关联的背景信息，并且可组成当前技术。

柴油发动机通常由于提高的压缩比和柴油燃料更高的能量密度而具有比汽油发动机更高的效率。柴油燃烧循环产生微粒，其通常被设置在排气流中的微粒过滤器(PF)从柴油排气中过滤掉。随着时间的逝去，PF变满了，并且必须除去俘获的柴油微粒。在再生(regeneration)期间，柴油微粒在PF中进行燃烧。

某些再生方法通过前表面加热器点燃存在于PF前表面(front face)上的微粒材料。这样利用燃烧存在于PF加热面附近的微粒物质所产生的热量，或者通过穿过PF的加热排气就可实现存在于PF内部的微粒物质的再生。为了确保正确的再生，应该在所需温度下点燃微粒物质。当起动没有达到最佳温度时，因而发生低效率的再生，导致微粒物质累积在PF中。

发明内容

因此，本发明提供了一种诊断电加热(electrically heated)微粒过滤器再生的系统。该系统通常包括栅格模块(grid module)，其基于电流信号和电压信号中的至少一个信号而诊断栅格的故障。诊断模块(diagnostic module)基于栅格的故障而做出设置故障状态和产生报警信号中的至少一个动作。

在其它特征中，提供了一种诊断电加热的柴油微粒过滤器的方法。该方法通常包括：基于电流信号和电压信号中的至少一个信号而诊断栅格的故障；并基于栅格的故障而设置故障状态。

从本文提供的细节描述中将进一步明晰适用领域。应该懂得，细节描述和特定的示例仅仅只用于举例说明的目的，而并不意图限制本发明公开的范围。

附图说明

这里所述的图纸只是出于举例说明的目的，而决非意图限制本发明公开的范围。

图1是一种示例性车辆的功能框图，其包括根据本发明公开各个方面的微粒过滤器和微粒过滤器再生诊断系统。

图2是示例性壁流式单块微粒过滤器的截面图。

图3包括示例性微粒过滤器的前表面的透视图，其显示了阻抗路径的各种图案。

图4是示例性微粒过滤器前表面和示例性加热器插件的透视图。

图5是包括传导涂层的图2所示微粒过滤器的一部分的截面图。

图6是数据流程图，其显示了根据本发明公开各个方面的示例性微粒过滤器再生诊断系统。

图7是流程图，其显示了根据本发明公开的各个方面的示例性微粒过滤器再生诊断方法。

具体实施方式

以下描述在性质上仅仅是示例性的，并且并不意图限制本发明公开、应用或用途。应该懂得，在全部图纸中，相应的标号表示相似的或相应的部件和特征。如此处所用，词语模块指特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、可执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或集群的)及内存、组合逻辑电路和/或任何其它提供所述功能的合适的器件。

现在参看图1，其显示了一种根据本发明公开的各个方面的典型车辆10，其包括柴油发动机系统11。应该懂得，柴油发动机系统11在性质上仅仅是示例性的，并且这里所述的微粒过滤器再生诊断系统可在各种装备了微粒过滤器的发动机系统中实现。这种发动机系统可包括，但不局限于汽油直接喷射式发动机系统和均质充量压缩点火发动机系统。出于讨论方便的目的，本发明公开将在柴油发动机系统范围内进行论述。

涡轮增压的柴油发动机系统11包括发动机12，其燃烧空气和燃料混合物，以产生驱动扭矩。空气通过穿过空气过滤器14而进入系统中。空气穿过空气过滤器14，并被吸入到涡轮增压器18中。涡轮增压器18压缩进入系统11中的新鲜空气。通常空气的压缩越大，发动机12的输出越大。然后压缩空气在进入到进气歧管22中之前穿过空气冷却器20。

进气歧管22中的空气被分布到气缸26中。虽然显示了四个气缸26，但是应该懂得本发明公开的系统和方法可在具有多个气缸的发动机中实现，包括但并不局限于2，3，4，5，6，8，10和12个气缸。还应该懂得，本发明公开的系统和方法可在V型气缸结构中实现。燃料喷射器28将燃料喷射到气缸26中。来自压缩空气的热量将空气/燃料混合物点燃。空气/燃料混合物的燃烧产生了排气。排气离开气缸26而进入到排气系统中。