在微粒过滤器处泄漏检测的方法和系统的制作方法_3

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和2相似的特征。因此,关于功能性GPF的过滤器前氧传感器输出和过滤器后氧传感器输出在将修正因子应用至过滤器前氧传感器输出之后应当显示大致相同的氧分压。
[0041]然而,过滤器可能不是功能性的和可见非数据点1-3中所图解的那些的响应。采取与数据点2相同的排气流速率的第二组数据点4-5显示起因于泄漏GPF—一点4一一和高烟粒负荷GPF——点5——的恒定排气流速率的过滤器前氧传感器和过滤器后氧传感器处的氧分压。
[0042]数据点4阐明正在泄漏的GPF的过滤器前氧传感器和过滤器后氧传感器的氧分压输出。曲线414显示过滤器前氧传感器分压输出和曲线416显示过滤器后氧传感器分压输出。过滤器后氧传感器氧分压输出与过滤器前氧传感器氧分压输出相似。将修正因子应用于过滤器前氧传感器输出可引起过滤器前氧分压低于过滤器后氧分压。在先前的实例中,在所显示的过滤器两侧的恒定排气中氧浓度的条件期间,在SOOmVhr的排气流速率下,过滤器前的计示压力为200hPa,相应于1200hPa的绝对压力和0.9或-10%的修正因子。在正常操作下,如数据点2处所显示,然后我们将-10%修正因子应用于过滤器前氧传感器,并且预期过滤器前氧传感器和过滤器后氧传感器读出大约相同的氧分压。然而,在GPF不起作用的条件下,修正因子将过度修正过滤器前氧传感器输出。因此,这种作用可用于监测GPF泄漏。可选地,在另一个实例中,可以使用未修正的输出并且如果过滤器前氧传感器输出的读数没有显著高于过滤器后氧传感器输出,则GPF被确定为正在泄漏。
[0043]数据点5阐明包含高烟粒水平的GPF的过滤器前氧传感器和过滤器后氧传感器的氧分压输出。过滤器中的高烟粒水平可以从排气流摄取氧并且引起过滤器前氧传感器和过滤器后氧传感器之间的氧浓度的差异。例如,如果过滤器的再生还没有发生,则储存在GPF中的烟粒水平可高于阈值负荷。曲线418显示过滤器前氧传感器分压响应和曲线420显示过滤器后氧传感器分压响应。过滤器前氧传感器分压响应输出显示氧分压比过滤器后氧传感器输出高的多。将修正因子应用于过滤器前氧传感器输出可引起大于过滤器后氧传感器输出的氧分压值。在先前的实例中,在所显示的过滤器两侧的恒定排气中氧浓度的条件期间,在800m3/hr的排气流速率下,过滤器前的计示压力为200hPa,相应于1200hPa的绝对压力和0.9或-10%的修正因子。在正常操作下,如数据点2处所显示的,我们将把-10%修正因子应用于过滤器前氧传感器,并且预期过滤器前氧传感器和过滤器后氧传感器读出相同的氧浓度。然而,在GPF具有高烟粒负荷的条件下,修正因子可能对过滤器前氧传感器输出不足修正(under-correct)并且过滤器前氧分压可能大于过滤器后氧分压。因此,这种作用可用于监测GPF烟粒水平。
[0044]转到图5,显示实例方法500以评估GPF健康情况。方法500确定是否满足微粒过滤器两侧的基本上恒定的排气中氧浓度的选定进入条件,以便允许执行诊断程序。
[0045]在502处,该方法可以测定发动机操作参数。例如,该方法可以测定发动机转速负荷情况、发动机温度、排气温度、排气流速率、增压水平(boost level)等。
[0046]在504处,该方法可估计GPF的微粒水平或微粒负荷。这可以通过测量或推断GPF中烟粒水平进行。例如,估计由发动机产生的烟粒的量的烟粒累积模式——比如开环模式一一可用作GPF中的烟粒水平估计的基础。在另一个实例中,过滤器后氧传感器输出可被监测氧分压的连续降低,其可能与烟粒氧存储有关,并且因而与过滤器的烟粒负荷有关。进一步,如果涂层提供在GPF上,该方法可通过监测连续降低的过滤器后氧传感器输出或确定发动机操作参数是否是如此以允许排气氧与涂层反应,来确定该微粒涂层的加载和/或氧反应。
[0047]在506处,该方法可测定排气流速率。该排气流速率可基于发动机操作情况或基于进气或排气流量传感器的输出估计。
[0048]在508处,该方法可测定绝对排气流速率导数(derivative)。因此,绝对排气流速率导数可用来表明发动机是否处于稳态或瞬变条件。
[0049]在510处,该方法可确定是否满足诊断GPF健康情况的进入条件。该进入条件可包括能更好地实现恒定排气中氧浓度的选定条件。因此,可满足开始诊断程序的多个进入条件的每个,如图6中详细说明的。例如,没有涂层的GPF可具有选定的进入条件,所述进入条件包括每个微粒过滤器负荷小于阈值负荷,排气流速率高于阈值和发动机处于稳态操作条件。如果在510处不满足选定的进入条件,则方法500可进行到516并且可以以第一模式操作。如果在510处满足选定的进入条件,则方法500可进行到512并且以第二模式操作。
[0050]在512处,该方法可以以第二模式操作,其中,在510处的选定条件期间,排气流速率大于第二阈值。在第二模式期间,选定进入条件可包括过滤器的微粒负荷小于阈值负荷。在这些条件期间,氧浓度可以基本上是恒定的。
[0051]该方法可以从512进行到514并且执行诊断程序以估计GPF健康情况。例如,在514处,方法500可运行图8和9中所示的诊断程序。该诊断程序可使用过滤器前氧传感器输出和过滤器后氧传感器输出以确定GPF是否是功能性的或泄漏的并且在选定条件期间,将上游排气氧传感器和下游氧传感器的输出与排气微粒过滤器两侧的压降相关联。基于压降低于阈值下降,可以表示泄漏。然后该方法可以终止。
[0052]当不满足选定进入条件时,该方法可以从510进行到516并且以第一模式操作。在第一模式期间,选定条件可包括过滤器的微粒负荷大于阈值负荷和排气流速率低于阈值流速。例如,这些条件期间,过滤器两侧的氧浓度可改变。然后该方法可以终止。
[0053]现转到图6,显示了实例流程图600,其阐明可以在方法500的510处使用的进入条件。选定的进入条件基于特定的系统而改变,但是可代表排气氧浓度基本上恒定的条件。对于特定的系统,选定的进入条件可能需要满足特定的GPF诊断时间间隔。例如,该诊断时间间隔可能发生在冷起动之后的时期期间。在冷起动期间,排气温度低,GPF可能不储存氧或者与排气中包含的氧反应,并且因而可以更好地实现排气流中恒定的氧浓度。如果不满足至少一个进入条件,则可以不生成GPF测试时间间隔,并且可以不执行诊断程序。
[0054]在602处,该方法可确定烟粒水平是否低于阈值负荷。烟粒水平可以被测量或者被估计。因此,GPF中的烟粒累积可导致氧储存,其可导致过滤器后氧传感器读出显著低于过滤器前氧传感器的氧分压。进一步,过滤器后氧传感器输出的连续降低可表示由GPF摄取的氧。如果烟粒水平低于阈值负荷一一比如过滤器已经充分再生后,则在604处考虑满足烟粒负荷进入条件,并且程序进行以确认其它进入条件。如果烟粒水平不低于阈值负荷,则在606处不满足进入条件,并且在638处不执行GPF健康情况诊断程序。
[0055]在608处,该方法可确定排气流速率是否高于阈值。高于阈值的排气流速率提供足够高的排气流速率以实现氧传感器上的公称压力(nominal pressure)。如果排气流速率高于阈值,则认为在610处满足排气流速率进入条件并且程序进行以确认其它进入条件。如果排气流速率不高于阈值,则在612处不满足进入条件并且在638处不执行GPF健康情况诊断程序。
[0056]在614处,该方法可确定绝对排气流速率导数是否低于阈值导数。低于阈值导数的绝对排气流速率导数表明发动机稳态操作。如果绝对排气流速率导数低于阈值导数,则认为在616处满足绝对排气流速率导数进入条件,并且程序进行以确认其它进入条件。如果绝对排气流速率导数不低于阈值导数,则在618处不满足进入条件并且在638处不执行GPF健康情况诊断程序。
[0057]在620处,该方法可确定过滤器后氧传感器输出是否在阈值范围内,其中所述阈值范围考虑正常氧传感器波动。在一个实例中,过滤器后氧传感器输出可经历起因于GPF中副反应的氧分压的波动。例如,如果施加CO涂层,则氧可与碳氢化合物反应并且可引起过滤器后氧传感器输出的降低。作为另一个实例,如果烟粒水平高,则烟粒可吸收氧并引起过滤器后氧传感器处的氧分压读数的降低。如果过滤器后氧传感器输出的改变低于阈值范围,则认为在622处满足进入条件,并且程序进行以确认其它进入条件。如果过滤器后氧传感器的改变不低于阈值范围,则在624处不满足进入条件,并且在638处不执行GPF健康情况诊断程序。进一步,过滤器前氧传感器也可被监测以位于阈值范围内。
[0058]在626处,进入条件可确定是否添加还原剂用于GPF中。例如,具有SCR涂层的GPF可能需要还原剂与NOx反应。NOx与还原剂的反应也包括氧,这导致过滤器后氧传感器处氧浓度的降低。在一个实例中,可将尿素作为还原剂储存以将氨提供给SCR催化剂。如果否的话,则不添加还原剂用于GPF中,认为在628处满足进入条件,并且程序进行以确认其它进入条件。如果是的话,则添加还原剂用于GPF中,在630处不满足进入条件,并且在638处不执行GPF健康情况诊断程序。
[0059]在632处,该方法可确定GPF是否正在再生。在GPF再生期间,累积的烟粒与排气中存在的氧反应,降低了过滤器后氧浓度。如果GPF没有正在再生,则认为在634处满足进入条件,并且程序进行到其它进入条件。如果GPF正在再生,则在636处不满足进入条件,并且在638处不执行GPF健康情况诊断程序。
[0060]在510处,方法500可经历用于特定系统的选定进入条件,并且如果不满足至少一个进入条件则离开。图6中列举的实例可应用于某些系统,并且可包含或排除用于其它特定系统的其它进入条件以更好地实现恒定氧浓度。
[0061]现转到图7,对于当通过GPF的排气中氧浓度不恒定时,过滤器前氧传感器和过滤器后氧传感器的实例响应在图700中阐明。
[0062]可以不执行GPF退化测试的进入条件的实例包括将发动机从稀燃模式转换到富燃模式。稀燃到富燃发动机转换的氧传感器响应显示从较高氧分压移动到较低氧分压的过滤器前氧传感器氧分压输出702和过滤器后氧传感器氧分压输出704的每个。进一步,过滤器后氧传感器输出704可经历自过滤器前氧传感器输出702的滞后。如果执行检测GPF泄漏的诊断,则稀燃到富燃周期期间遭遇的分压的范围超出氧传感器输出的正常波动并且可能提供GPF泄漏的假指示。
[0063]可以不开始GPF退化测试的进入条件的另一个实例包括由GPF中储存的烟粒摄取的氧。随着GPF中烟粒水平增加,过滤器前氧传感器氧分压输出706和过滤器后氧传感器氧分压输出708之间的氧分压差将增加。在另一个实例中,过滤器上存在的涂层也可与排气内包含的氧反应,降低了过滤器后氧传感器处的氧浓度,导致过滤器后氧传感器氧分压输出的降低。
[0064]在又另一个实例中,可以不执行GPF退化测试的进入条件包括在GPF的再生期间。在GPF的再生期间,氧在GPF中与过滤器中储存的烟粒反应,这导致过滤器后氧传感器输出712处氧浓度的降低。随着烟粒水平明显降低并且GPF的再生完成,氧一一其不再在GPF中反应一一浓度在过滤器后氧传感器处增加并且可引起过滤器后氧分压输出712的增加。过滤器前氧传感器710处的氧分压输出在再生期间保持恒定。
[0065]因此,在图7处所显示的每个条件期间,可基于过滤器前氧传感器输出和过滤器后氧传感器输出,不对GPF泄漏进行评估,这是由于在任何这些条件期间,可以生成假阳性和假阴性结果。通过不在这样的条件期间执行诊断,测试结果的可靠性增加。
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