用于气体微粒过滤器的方法和系统的制作方法_5

文档序号:9840752阅读:来源:国知局
阈值(例如,在420处为“否”),则可以确定针对该汽缸的排气压力幅值测量值在警戒带内(例如,在期望值/平均值加上警戒带的最下边缘与期望值/平均值加上警戒带的最上边缘之间)。相应地,方法400可以前进到428,以诊断与该汽缸相关联的气体微粒过滤器(例如,GPFn)为正常操作(例如,未过载有微粒物质、未泄漏、未缺失等)。在430处,如果DTC被设定(例如,来自方法400的先前迭代),则方法400包括清除与该微粒过滤器/汽缸相关联的DTC。在432处,方法400包括维持发动机操作参数。在清除与该汽缸相关联的微粒过滤器的任何DTC之后,该方法可以返回以比较另一排气压力幅值(例如,针对另一汽缸)与阈值。现在将注意力转向图5A-C,其描述了针对发动机汽缸的排气流道中的微粒过滤器的示例压力幅值测量值。
[0072]现在转向图5A,其示出了具有多个汽缸和在其排气流道中的独立微粒过滤器的发动机的排气压力输出信号510的曲线图500a。X轴表示曲轴转角,而y轴表示压力。曲轴从一个排气事件的结束到另一完整的排气事件旋转180°C A (例如,就图5a而言,曲轴从522A到522C旋转180°C A)。作为一示例,排气压力输出信号510可以是具有汽缸246A-D和被放置在排气流道262A-D中的独立微粒过滤器264A-D的发动机200 (图2)的代表性输出。排气压力输出信号510包括在522A-D处基于点火时刻对应于发动机汽缸246A-D的排气出流的排气压力幅值。压力传感器在整个发动机循环期间基于曲轴转角测量排气压力(每个采样排气压力测量值由压力输出信号510上的圆点来表示),所述排气压力然后可以与独立汽缸点火时刻相关联。作为一示例,汽缸246A-D沿着在图2中从第一汽缸246A前进的竖直轴线进行列举。在汽缸的燃烧顺序为1-3-4-2的示例中,在522A处的排气压力幅值与汽缸246A相对应,在522C处的排气压力幅值与汽缸246C相对应,在522D处的排气压力幅值与汽缸246D相对应,而在522B处的排气压力幅值与汽缸246B相对应。
[0073]信号510包括期望/平均排气压力514、警戒带的最上边缘516和警戒带的最下边缘512。522A-D处的压力幅值在警戒带的最上边缘516与警戒带的最下边缘512之间,指示没有微粒过滤器结污或泄漏/缺失。
[0074]如上所述,压力传感器(例如,图2中的压力传感器268)基于点火时刻测量522A-D处的排气压力幅值。然而,由测量曲轴位置的霍尔效应传感器发出的信号(例如,指示燃烧事件的结束)与已有的发动机汽缸排气之间存在延迟ΦΑ。因此,518A表示汽缸264A的燃烧事件的结束/排气事件的开始。作为一个示例,当汽缸246A燃烧时并且当活塞在由518A指示的时刻到达其冲程的底部时,向控制器121发出信号。在从燃烧事件逝去预定的时间量ΦΑ1之后,排气出流在由520A指示的时刻发生。ΦΑ1由排气压力输出曲线图500a上的518A与520A之间的距离来表示。ΦΑ1可以被发动机负荷、转速、温度和/或空燃比影响。ΦΑ对于所有发动机汽缸都是相等的。为了图示性目的,仅在曲线图上示出了第一 ΦΑ 值。
[0075]另外,控制器(例如,图1中的控制器121)包括用于不仅考虑上述的延迟(ΦΑ)而且考虑第二延迟ΦΒ的指令。ΦΒ考虑排气从发动机汽缸流至排气压力传感器所花费的时间。因此,ΦB在逐个汽缸之间是变化的。一旦汽缸已经结束其排气事件(例如,当活塞在汽缸的顶部处并且排气已经离开汽缸时,如直线520A所示),ΦΒ就可以开始,并且一旦气体流至(例如,到达)压力传感器(如直线522A所示),ΦΒ就结束。由压力传感器获取的排气压力的采样与点火时刻是同步的,然而压力传感器读数偏移ΦΒΝ,其中N表示汽缸编号。作为一示例,对应于汽缸246A的ΦΒ1在数值上大于对应于汽缸246C的ΦΒ2。这是由于汽缸246A与压力传感器268之间的距离大于汽缸246C与压力传感器268之间的距离的事实。因此,ΦΒ1大于ΦΒ2,以考虑到来自汽缸246A的排气行进更大的距离到达压力传感器268。另外,ΦΒ可以基于汽缸调整而在逐个汽缸之间变化。影响ΦΒ的汽缸调整可以包括但不限于发动机转速、发动机负荷和空燃比。作为一个示例,所列出的三种调整中的任何一种都可以影响排气流速,其中差异将会成比例地影响ΦΒ。ΦΑ1和ΦΒ1-5都能使控制器对系统中延迟进行补偿,并且基于点火时刻命令压力传感器精确地测量独立汽缸的压力幅值。
[0076]现在转向图5B,其呈现了具有多个汽缸和在其排气流道中的独立微粒过滤器的发动机的排气压力输出信号540的曲线图500b。X轴表示曲轴转角,而y轴表示压力。曲轴从一个排气事件的结束到另一完整的排气事件旋转180°C A(例如,就图5B而言,曲轴从548A到548C旋转180°C A)。作为一个示例,排气压力输出信号540可以是具有汽缸246A-D和被放置在排气流道262A-D中的独立微粒过滤器264A-D的发动机200 (图2)的代表性输出。排气压力输出信号540包括在548A-D处基于点火时刻对应于发动机汽缸246A-D的排气出流的排气压力幅值。压力传感器可以在整个发动机循环期间基于曲轴转角测量排气压力(由压力输出信号540上的圆点来表示),所述曲轴转角然后可以与独立汽缸点火时刻相关联。作为一个示例,汽缸246A-D沿着从第一汽缸246A前进的竖直轴线进行列举。在汽缸的燃烧顺序为1-3-4-2的示例中,在548A处的排气压力幅值与汽缸246A相对应,在548C处的排气压力幅值与汽缸246C相对应,在548D处的排气压力幅值与汽缸246D相对应,而在548B处的排气压力幅值与汽缸246B相对应。
[0077]曲线图500b示出了具有结污的微粒过滤器的发动机汽缸的示例。在548C处的压力幅值在期望压力或平均压力514的警戒带的最下边缘512之下。以此方式,信号540示出了来自汽缸246C的排气的压力下降,所述压力下降表示相关联的微粒过滤器上存在微粒物质的沉积,所述沉积多到足以阻碍来自该汽缸的排气流到达排气压力传感器。汽缸246C的结污可能由退化的喷射器喷雾引起。控制器可以仅对汽缸246C调整状况,而其余的汽缸维持其当前的操作参数。所述调整可以包括延迟火花正时和/或增加到独立汽缸246C的气流。
[0078]现在转向图5C,其呈现了具有多个汽缸和在其排气流道中的独立微粒过滤器的发动机的排气压力输出信号570的曲线图500c。X轴表示曲轴转角,而y轴表示压力。曲轴从一个排气事件的结束到另一完整的排气事件旋转180°C A (例如,就图5C而言,曲轴从578A到578C旋转180°C A)。作为一个示例,排气压力输出信号570可以是具有汽缸246A-D和被放置在排气流道262A-D中的独立微粒过滤器264A-D的发动机200 (图2)的代表性输出。在这样的示例中,排气压力输出信号570显示在578A-D处基于点火时刻对应于发动机汽缸246A-D的排气出流的排气压力幅值。压力传感器在整个发动机循环期间基于曲轴转角测量排气压力(由压力输出信号570上的圆点来表示),所述排气压力然后可以与独立汽缸点火时刻相关联。作为一个不例,汽缸246A-D沿着从第一汽缸246A前进的竖直轴线进行列举。在汽缸的燃烧顺序为1-3-4-2的示例中,在578A处的排气压力幅值与汽缸246A相对应,在578C处的排气压力幅值与汽缸246C相对应,在578D处的排气压力幅值与汽缸246D相对应,而在578B处的排气压力幅值与汽缸246B相对应。
[0079]曲线图500c示出了具有泄漏/缺失的微粒过滤器的发动机汽缸的示例。578A处的排气输出都在警戒带的最上边缘516之上,表示耦接至汽缸246A的排气流道中的缺失/泄漏的微粒过滤器。缺失/泄漏的微粒过滤器不再与存在的/完整的微粒过滤器一样阻碍排气流,导致超过警戒带的最上边缘516的压力读数。微粒过滤器会由于再生温度超过阈值再生温度(例如,800 °F )而缺失或泄漏。控制器可以仅对独立汽缸246A进行调整,而其余的汽缸可以维持当前的发动机操作参数。所述调整可以包括切断汽缸246A并点亮指示灯。
[0080]通过执行上述的方法,根据本公开的发动机系统会由于邻近汽缸(此处温度更高)的过滤器而比其他发动机系统更容易激活微粒过滤器再生。另外,仅对应于具有高微粒物质负荷的微粒过滤器的汽缸可以延迟火花正时,由此改善燃料经济性。将微粒过滤器放置在发动机汽缸的排气流道中并比较测量的排气压力幅值与期望的和/或平均的排气压力幅值的技术效果是提供用于微粒过滤器再生以及诊断退化的燃料喷射器和/或微粒过滤器的更少侵入性方法。与被放置在排气系统的车身底部滤罐中的典型微粒过滤器相比,排气流道中的微粒过滤器在尺寸上更小。以此方式,相比于微粒过滤器被设置在车身底部滤罐中的系统,在本公开中描述的系统可以降低成本。
[0081]一种系统的方法可以包括:使来自第一汽缸的排气流过第一流道中的第一微粒过滤器,使来自第二汽缸的排气流过第二流道中的第二微粒过滤器,以及响应于微粒过滤器退化而调整发动机操作,所述微粒过滤器退化基于相对于燃烧事件的排气压力脉冲正时来区别第一与第二微粒过滤器的退化。
[0082]额外地或可替代地,该方法可以包括:第一排气流道和第一微粒过滤器接收仅来自第一汽缸的排气。另外,额外地或可替代地,该方法可以包含:使来自第一和第二流道的排气在排气歧管中混合并感测混合的排气的排气压力。额外地或可替代地,所述调整可以包括响应于微粒过滤器退化而调整发动机操作,所述方法进一步包含基于测量的排气压力幅值与阈值的比较来确定微粒过滤器退化,其中所述阈值是第一阈值。额外地或可替代地,该方法可以进一步包含:响应于测量的排气压力幅值低于第一阈值而执行第一发动机调整,并响应于测量的排气压力幅值高于第二阈值而执行第二发动机调整。
[0083]额外地或可替代地,该方法可以进一步包括:测量的排气压力幅值基于测量的排气压力幅值相对于第一汽缸的燃烧事件的排气压力脉冲正时而与第一汽缸相关联,并且其中第一发动机调整包括增加第一汽缸的发动机汽缸温度。额外地或可替代地,发动机汽缸温度增加可以包括经由执行火花延迟或空燃比调整来增加发动机汽缸温度以使第一微粒过滤器再生。额
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