微粒过滤器的状态诊断的制作方法_2

文档序号:8515875阅读:来源:国知局
20。
[0036]触发极限对于每个条或对于多个条而言是相同的,或可以被单独地选择。
[0037]在本发明的实施方式中,具有最低量度的数据具有最大的准确度,并且因此提供辨别部件故障的最大机会;在这种情况下,功能被修改,使得每个连续的值被放在具有高于该值的阈值的每个对应的条中,并且以上文指出的方式规定数值标度、阈值和触发极限。
[0038]在一种实施方式中,当达到任意条中的触发极限时,在所有所述可变参数的所有对应的条中计算平均值。
[0039]用于累加每个可变参数的值的多个数据条的使用以及所述多个数据条的同时填充,允许通过靠近标度的一端的数据条、基于具有相对较低质量和准确度的数据、在开始诊断之后的时间段中相对较快速地允许达到触发极限以及作出合格或故障的判断。然而同时,很少见地,仅高质量的数据将用于填充接近数值标度的另一端的条,并且由于可获得足够的数据,可在同一时间段例如车辆驱动周期内做出进一步更好质量的合格或故障判断,从而使检测故障部件的机会最大化。
[0040]在车辆中,通常当车辆驾驶员离开车辆一段时间时,“点火”事项包括完全的发动机停机和重新起动。所想到的是,当驾驶员留在车辆中时发动机的暂时停机可以不使诊断系统积累数据的时间段重新开始。
[0041 ] 在应用于车辆的本发明的实施方式中,积累在所有所述条中的所有数据在每次“熄火”事项时被清空;也就是说,积累在所有所述条中的所有数据在车辆发动机的每次持久性停机时被清空。“熄火”事项的示例为:车辆驾驶员离开车辆并且对车辆进行锁定。这种设置消除了在车辆使用的各时间段之间将数据保存在存储器中的需要,这基本上简化了数据处理。保留数据在本发明中不太重要,因为能够相对较快速的判定车辆部件的状态。
[0042]在一个示例中,本发明应用于用于判定内燃发动机的排气系统中的微粒过滤器(DPF或GPF)的状态的OBD,并且特别地应用于积累在这种过滤器的入口与出口之间的压差的值。当DPF—定程度上充满时,压差将趋于随着时间推移非常慢地改变,但在紧随再生之后的时间段中将趋于非常快速地改变。因此,能够根据期望积累的数据的数量和质量选择相应的触发极限以提供合适的响应速度。
[0043]根据本发明的一方面,提供了通过周期诊断检查来判定部件的状态的方法,所述诊断检查通过参照一个或更多个预定值来指示对应于“正常”和“故障”的性能,所述方法包括:为部件的一个或更多个可变参数中的每一者设置可能的值的数值标度,所述值的质量从所述标度的一端朝向另一端递增;在每个所述标度中限定多个连续的阈值,并且为每个阈值设置数据滤波器;以预定的时间间隔连续地测量所述一个或更多个可变参数以获得所述参数的连续的值;对于每个连续的值而言,使所述值通过具有位于所述值的低质量侧的阈值的数字滤波器;以及,在所述诊断检查中通过参照所述预定值来使用所述数字滤波器的输出。
[0044]在这一方面,多个数字滤波器替代多个数据条,但原始数据通过阈值的应用而继续被分离以便根据数据的质量来分离数据。在一个实施方式中,使被分离的数据通过具有位于相应的值的低质量侧的相关联的阈值的每个滤波器。
[0045]因此,在两个实施方式中,可以具有可变质量的所有数据与计算平均值或滤波的高端应用一起使用。较好质量的数据被分离,使得数据的质量不因现有技术的计算平均值技术而受损。本发明允许在最佳的时间返回最佳质量的故障值。
[0046]本发明可以在管理系统中、例如在车辆管理系统或车辆发动机系统中以任意便利或适当的方式实施。例如,本发明可以在具有存储器的经适当编程的电子处理器中实施,并且该电子处理器包括OBD程序。在车辆中,OBD可以是固定的,或可以包括可设定的变量以考虑地理位置、车辆用途、车辆寿命、车辆年度里程等。这种可设定的变量可以根据车辆和/或发动机的类型在工厂中设定,并且一个或更多个可设定的变量可以通过合适的经授权的且经培训的技术人员来设定。
[0047]本发明可以在任意合适的车辆系统中实施,并且本发明包含具有用于执行本发明的控制系统的车辆发动机、以及适于实施本发明的车辆。
[0048]本发明的一个实施方式包括车辆,该车辆具有发动机、排气系统、排气系统中的微粒过滤器、以及用于通过参考穿过微粒过滤器的压差的连续的测量值来判定微粒过滤器的状态的OBD。
[0049]在本申请的范围内,明确意欲使在前述段落中、在权利要求中和/或在以下描述和附图中所提及的各个方面、实施方式、示例和替代方案、以及特别是它们各自的特征可以是被独立地或以任意组合的形式采用的。关于一个实施方式所描述的特征可适用于所有实施方式,除非这样的特征是不相容的。
【附图说明】
[0050]现在将仅通过示例的方式、参照仅在附图中作为示例示出的实施方式来描述本发明的一个或更多个实施方式,在附图中:
[0051]图1示意性示出了具有排气系统和排气微粒过滤器的车辆;
[0052]图2以图表的方式示出了处于正常状态和故障状态的排气微粒过滤器的压差/流量数据的展开图;
[0053]图3示意性示出了在本发明的一个方面中使用的多个数据条。
【具体实施方式】
[0054]典型的装备内燃发动机的车辆10具有排气系统11,该排气系统11包括作为其若干个部件中的一者的排气微粒过滤器12。在图1中图示了排气微粒过滤器12的位置,实际上,该排气微粒过滤器12可以靠近排气歧管或靠近常规涡轮增压器的出口。
[0055]微粒过滤器12的功能是通过将碳黑微粒捕集在合适的过滤器单件中而将碳黑微粒从排气流中去除。当微粒过滤器被充分地阻塞而导致对排气流量的显著限制时,可以更换微粒过滤器,但更普遍地,想到将累积的微粒燃烧掉的解决策略。在燃烧之后(通常被称为再生),过滤器是干净的并且能够再用一服务期。若干再生方法是已知的,例如,通过升高排气流的温度以引发自燃。
[0056]在具有排气微粒过滤器的车辆中,车辆电子控制系统包括多个车载诊断(OBD)程序以周期性地判定车辆部件的正确操作。一种这样的OBD是用于判定排气微粒是否由于过滤器材料损失而被认为不合格,并且因此呈现穿过过滤器的压差的减小。
[0057]幸运地是,压差是相对易于计算的,并且在微粒过滤器的入口和出口处设置有用于向车辆或发动机控制系统发送模拟电信号的合适的压力传感器。
[0058]可以以图表的方式绘制压差相对气体流量的图表以便给出微粒过滤器是“正常的”还是“故障的”的指示。由发动机管理数据、例如由涉及发动机速度、燃料流量、空气流量、以及如由车辆发动机的经验测试所确定的其他相关因素的查找表,能够确定气体流量。这种数据在发动机管理系统中使用,通常在电子控制系统中使用,并且这种数据是从合适的传感器供给的和/或是在合适的电子处理器中计算的。这种数据可以存储在存储器中以用于参考用途。
[0059]图2以图表的方式图示了一典型的图表,该图表示出了涉及正常的微粒过滤器13和故障的微粒过滤器14的两组交叠的数据。两组数据包括多个独立的点测量值。
[0060]如将容易理解的,由于在微粒过滤器内存在被捕集的碳黑,这些数据组在一定程度上交叠,因而在某些流量处不可能区分正常状态和故障状态,因为部分阻塞的正常的过滤器可能给出与损失过滤基质的被阻塞的过滤器相同的压差。此外,通常由于车辆振动和类似的效应,在每个数据组内的数据的分散是值得注意的。这种分散通常被称为“噪声”。
[0061]在微粒过滤器监测中,对数据进行简单的电子滤波以消除异常值并且产生线性关系是不可取的,因为压差信号在高发动机负荷状态是最有用的,而高发动机负荷是相对较短暂的。因此,这种高负荷数据可以被认为是瞬态的,具有随之而来的由于电子滤波而被消除的风险。在微粒过滤器监测中,高负荷数据是有价值的,因此消除异常值的技术是不可接受的。
[0062]在OBD中,必须积累足够的数据以确保OBD的结果是可靠的。因此,通常对多个数据点计算平均值。微粒过滤器的特别的问题在于,因为当碳黑微粒被捕集时微粒过滤器的状态迅速改变,所以在再生事项之后必须尽可能快地积累足够的数据。不能保证有价值的高负荷数据在再生事项之后仍将是可获得的,但是在可获得的情况下,应当迅速作用于这种数据。计算平均值的技术将趋于将有价值的高负荷数据纳入更大量的低负荷数据中,使得高负荷数据的影响被削弱。
[0063]实际的再生策略依赖于偶尔的高速公路驾驶,其中,排气温度足够高,以在需要时引发再生事项。然而,如果车辆仅用于市内驾驶,则排气温度可能永远达不到
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