用于检测微粒过滤器泄露的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于检测微粒过滤器泄露的系统和方法。提供用于确定排气导管中的微粒过滤器的劣化的方法和系统。在一个示例中，方法可包括将排气转移到包括过滤器的次级流组件，并基于次级流组件中的过滤器的连续的/随后的过滤器再生之间的时间间隔确定劣化。

【技术实现步骤摘要】

本说明书总体涉及用于检测微粒过滤器(PF)泄露的方法和系统。
技术介绍
微粒物质过滤器在汽车排放系统中越来越多地使用以减少发动机排气中的微粒浓度。当烟灰在微粒过滤器上累积到阈值水平时，在受控制的发动机工况下过滤器再生过程可用于燃尽积累的烟灰。然而，随着时间的推移，当过滤器出现由于过滤器再生过程中不受控制的温度剧增导致的裂缝时，此类微粒过滤器可能遭受捕集效率的不可逆的降低。微粒过滤器的捕集效率的损失可能导致增加的微粒物质排放远高于规定极限。日益严格的微粒物质排放标准和被提议的政府规定的用于监测微粒过滤器的捕集效率的车载诊断(OBD)要求已刺激许多对用于监测微粒过滤器性能的新技术的研究。一种方法包括确定微粒过滤器两端的压差。如果压差小于阈值压差，则微粒过滤器可能泄露。然而，该方法可能不适于检测由于加载在过滤器内的灰烬引发的干扰效应导致的过滤器故障。确定微粒过滤器泄露的其它方法包括利用位于微粒传感器下游的烟灰传感器监测排气流中的烟灰负载并且包括当烟灰负载超过烟灰阈值(例如，烟灰阈值可基于可接受的烟灰泄露的阈值量，所述可接受的烟灰泄露的阈值量基于微粒物质排放)时发信号。然而，专利技术人这里已经意识到此类系统的潜在问题。举一个示例来说，由于相对小的一部分烟灰沉积在烟灰传感器上，烟灰传感器可能对泄露的烟灰具有低灵敏度。这可能是由于排气管几何结构和/或排气的不良混合。此外，大的柴油微粒和/或水滴可能撞击烟灰传感器的表面，从而改变烟灰传感器读数。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过用于将排气从排气管转移到排气管之外的平行的第一和第二排气路径的方法解决。第二排气路径包括耦合到电路的过滤器。所述方法进一步包括基于经过第一和第二排气路径的流率的估计排
气流率比率调整发动机操作。所述流量是基于经过第一和第二排气路径的各自的文丘里管的压力下降。这样，可以准确地确定排气导管中的微粒过滤器的劣化。作为一个示例，平行的第一和第二排气路径可位于排气导管中的微粒过滤器的下游。随着微粒过滤器的再生数量增加，微粒过滤器可劣化且越来越多的烟灰可行进到微粒过滤器的下游。结果，较多的烟灰可聚集在位于第二排气路径中的过滤器上且结果，背压可被引入到第二排气路径。经过第二排气路径的排气流的阻抗引起经过第一和第二排气路径的流率比率增加。一旦比率达到阈值比率，电耦合到第二排气路径中的过滤器的电路用于使过滤器再生。一旦第二排气路径中的过滤器的连续再生之间的时间间隔减少至小于阈值时间间隔的时间间隔，可指示排气导管中的微粒过滤器的劣化。应该理解，上述
技术实现思路
被提供以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的概念选择。其并不为了识别所要求的主题的关键或必要的特征，所述主题的范围通过随附权利要求唯一限定。此外，所要求的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中的任何缺点的实施。附图说明图1表示带有汽缸的发动机。图2表示流体地耦连到发动机的排气管的次级排气组件。图3表示用于确定排气管中的微粒过滤器的劣化的方法。图4表示用于监测次级排气组件中的微粒过滤器的再生之间的时间间隔的图表。具体实施方式下面的描述涉及用于基于经过流体地耦连到发动机的排气管的次级排气组件的流量确定发动机微粒过滤器的劣化的系统和方法。如图1所示，车辆包括能够经由燃烧推动车辆的发动机。微粒过滤器和次级排气组件沿排气管设置，其中微粒过滤器安置在次级排气流组件的上游。次级排气组件包括两个平行路径，如图2所示。平行的第一和第二排气路径每个位于排气管外(例如，外部)。第二路径进一步包括能够捕获排气管外的排气流中的烟灰的金属过滤器。当排气管中的微粒过滤器劣化时，其可泄露较大量的烟灰。泄露的
烟灰可流到次级流组件，在所述次级流组件中金属过滤器可以捕获所述泄露的烟灰。随着时间的推移，金属过滤器可以变得满载烟灰。响应于金属过滤器变得满载，过滤器可被再生以便移除积累的烟灰。如图3所述的方法所示，金属过滤器的装载可基于经过第一和第二路径的排气流的比率而被确定。图3的方法进一步示出基于金属过滤器的当前的再生和先前的再生之间的时间间隔确定排气管中的微粒过滤器是否劣化。如上所述，微粒过滤器可在微粒过滤器的阈值量(如，1000)的再生之后劣化。当微粒过滤器出现许多裂缝和/泄露时，烟灰可以增加的速率累积在金属过滤器上，从而引起金属过滤器再生时间间隔减少。图4用图表显示金属过滤器再生时间间隔随时间的变化。继续到图1，示出示意图，其示出可包括在汽车的推进系统中的发动机系统100中的多汽缸发动机10的一个汽缸。发动机10可通过包括控制器12的控制系统和通过来自车辆操作员132经由输入设备130的输入而被至少部分地控制。在该示例中，输入设备130可包括加速踏板和用于生成成比例的踏板位置信号的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30包括通过汽缸壁32形成的汽缸，其中活塞36安置在汽缸内。活塞36可耦连到曲轴40以使得活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统耦连到车辆的至少一个驱动轮。另外，起动器马达可经由飞轮耦连到曲轴40以启用发动机10的起动操作。燃烧室30可经由进气通道42从进气歧管44接收进气空气且可经由排气通道(例如，排气管)48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些示例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在该示例中，进气门52和排气门54可经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动控制。凸轮控制系统51和53每个可包括一个或多个凸轮且可利用可通过控制器12操作来改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统，和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。进气门52和排气门54的位置可分别通过位置传感器55和57来确定。在可替换的示例中，进气门52和/或排气门54可通过电动气门致动控制。例如，汽缸30可替换地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。燃料喷射器69示出直接耦连到燃烧室30以与从控制器12接收的信号的
脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧室30内。以这种方式，燃料喷射器69提供称之为燃料到燃烧室30内的直接喷射。例如，燃料喷射器可安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)传送到燃料喷射器69。在一些示例中，燃烧室30可替换地或额外地包括以某种配置安置在进气歧管44中的燃料喷射器，所述配置提供称之为燃料到燃烧室30上游的进气口内的进气道喷射。火花经由火花塞66提供到燃烧室30。点火系统可进一步包括用于增加供应到火花塞66的电压的点火线圈(未示出)。在其它示例中，诸如柴油机，火花塞66可省略。进气通道42可包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流阀板64的位置可通过控制器12经由提供到节气门62所包含的电动马达或致动器(一种通常称为电子节气门控制(ETC)的配置)的信号改变。以这种方式，节气门62可被操作以改变被提供到其它发动机汽缸中的燃烧室30的进气空气。节流板64的位置可通过节气门位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：将排气从排气管转移到所述排气管之外的平行的第一和第二排气路径；其中所述第二排气路径包括耦合到电路的过滤器；且基于经过所述第一排气路径和第二排气路径的流率的估计排气流率比率调整发动机操作，所述流率是基于经过所述第一排气路径和第二排气路径的各自的文丘里管的压力下降。

【技术特征摘要】
2015.05.04 US 14/702,9881.一种方法，其包括：将排气从排气管转移到所述排气管之外的平行的第一和第二排气路径；其中所述第二排气路径包括耦合到电路的过滤器；且基于经过所述第一排气路径和第二排气路径的流率的估计排气流率比率调整发动机操作，所述流率是基于经过所述第一排气路径和第二排气路径的各自的文丘里管的压力下降。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于所述估计排气流率比率大于阈值比率，再生所述过滤器。3.根据权利要求2所述的方法，其中再生所述过滤器包括关闭所述电路的开关并使电力流经所述过滤器。4.根据权利要求2所述的方法，其中调整发动机操作进一步基于所述过滤器的连续的第一再生事件和第二再生事件之间的时间间隔小于阈值时间间隔。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述时间间隔从所述第一再生事件的启动到所述第二再生事件的启动测得。6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括响应于所述时间间隔减少到低于所述阈值时间间隔，指示在所述排气管中的设置在所述平行的第一和第二排气路径上游的微粒过滤器的劣化。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述排气管经由所述第一排气路径和第二排气路径的入口管和出口管流体地耦连到所述第一排气路径和第二排气路径。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述入口管包括在设置在所述排气管内部之内的所述入口管的一部分上的一个或多个穿孔和在设置在所述排气
\t管之外的所述入口管的一部分上的分叉。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一排气路径比所述第二排气路径更接近所述排气管安置，其中所述第一排气路径和所述第二排气路径的每个与所述排气管平行，其中所述第一排气路径和所述第二排气路径的每个包括文丘里通道，且其中所述第一排气路径和第二排气路径的几何结构基本相同。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一排气路径和所述第二排气路径的每个包括设置在所述各自文丘里通道上游的压力传感器且进一步包括基于所述第一排气路径的第一文丘里通道上游的第一压力和所述第二排气路径的第二文丘里通道上游的第二压力，估计经过所述第一排气路径和第二排气路径的流率的所述估计排气流率比率。11.一种方法，其包括：基于发动机排气导管中的微粒过滤器的劣化调整发动机操作，所述劣化基于安置在耦连到所述发动机排气导管并安置在所述发动机排气导管之外的两个平行通道的一个中的金属过滤器的第一再生和第二再生之间的时间间隔而被确定，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小钢，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US