[发明专利]汽油微粒过滤器诊断

说明书

本公开涉及汽油微粒过滤器诊断，并提供用于诊断排气系统中的汽油微粒过滤器的方法和系统。在一个示例中，方法可以包括响应于第一差压和第二差压之间的差大于阈值，指示跨微粒过滤器耦接的软管的劣化，第一差压由被定位在软管中的差压传感器响应于下游排气调谐阀完全打开进行测量，第二差压由差压传感器响应于排气调谐阀完全关闭进行测量。

技术领域

本说明书总体涉及用于燃烧发动机的排气处理系统，并且具体地涉及用于汽油发动机的微粒物质过滤器的诊断。

背景技术

内燃发动机，特别是具有直接喷射的汽油发动机，在发动机操作期间生成细小的微粒物质，该微粒物质可以遵从于排放标准。为实现排放合规，汽油微粒过滤器(GPF)可以包括在发动机排气装置中，以在将排气释放到大气之前捕集微粒物质，其中可以控制和定期评估过滤器的再生和过滤器工作。有时，微粒过滤器可能由于过滤器的劣化而无法捕集微粒物质。在其他情况下，过滤器可能缺失或从排气系统去除。为检测劣化或缺失的GPF，一个或多个压力传感器可以用于诊断，并且此类传感器可以耦接到GPF上游和/或下游。

因此，已经开发出用于被配置为检测过滤器劣化和监测过滤器性能的各种类型的压力传感器。Nieuwstadt在美国专利号6,947,831中所示的一种示例方法公开了使用差压传感器确定微粒过滤器的状态以用于再生目的。通过监测过滤器两侧的差压并且将差压与阈值进行比较，可以执行过滤器再生，或者可以诊断过滤器的劣化。Nieuwstadt还公开了差压传感器可能发生劣化，导致错误地确定过滤器本身已经变得劣化。文中，预期压力响应与基于排气流量变化的实际压力读数的比较可以用于指示压力传感器劣化，并且相应地控制过滤器的再生。

然而，本发明人已经认识到上述方法的潜在问题。作为一个示例，排气系统中差压传感器到微粒过滤器的下游和/上游的连接可以变为断开，导致不精确的压力读数。另外，在包括排气调谐阀以及差压传感器的车辆系统中，如果微粒过滤器和差压传感器之间的下游软管(hose)连接变为断开并且排气调谐阀被关闭，则缺失或劣化的微粒过滤器可以为不可检测的。在排气调谐阀关闭和下游软管断开或劣化的情况下，由阀的关闭引起的排气背压增加通过差压传感器的上游软管侧上的差压传感器感测，而差压传感器的下游软管侧感测大气压力。因此，差压传感器可以在排气调谐阀关闭和下游软管断开时甚至在GPF缺失或劣化时测量到差压的增加，其可以模拟当存在完整的、未劣化的GPF时差压传感器所测量的压力下降。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种方法解决，所述方法包括响应于第一差压和第二差压之间的差大于阈值指示跨微粒过滤器耦接的软管的劣化，第一差压由位于软管中的差压传感器响应于下游的排气调谐阀完全打开进行测量，第二差压由差压传感器响应于排气调谐阀完全关闭进行测量。

这样，可以以更高的可靠性执行GPF诊断，并且可以在微粒过滤器工作的劣化与发动机操作期间可能已经断开的DP传感器的连接之间进行区别，。

作为一个示例，在包括在排气调谐阀完全打开的情况下操作排气系统的第一条件期间可以用差压传感器测量微粒过滤器两侧的第一平均差压。排气调谐阀可以为跨消音器耦接的位于排气系统下游的阀，并且其可以运行以控制系统中的背压和/或通过消音器的排气流量。然后，在包括在排气调谐阀完全关闭的情况下操作排气系统的第二条件期间可以用差压传感器测量微粒过滤器两侧的第二平均差压。排气系统中第一平均差压和第二平均差压之间的计算得到的压差可以与阈值进行比较，并且用于推断软管的劣化。在未指示软管劣化的事件中，可以将微粒过滤器两侧的差压测量值直接与预期压力进行比较，并且如果测量的压力不同于预期的压力，则推断过滤器劣化。

因此，可以可靠地确定劣化的过滤器或DP传感器的劣化的软管连接，并且可以在微粒过滤器功能的劣化和DP传感器下游软管连接的劣化之间进行区别。总的说来，提高了诊断排气微粒过滤器的精确度和可靠性，同时实现较高的排放合规。