用于局部過濾器的車載診斷方法
【專利說明】用于局部過濾器的車載診斷方法
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請要求2014 年 9 月 24 日提交的題為“On-board Diagnostic Methods forPartial Filtrat1n Filters (用于局部過濾器的車載診斷方法)”的美國臨時(shí)專利申請第62/054820號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請以全文引用的方式納入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)尾氣后處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力車輛(諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī))配備處理系統(tǒng)，以防止和減少系統(tǒng)中(諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī))作為燃燒過程的副產(chǎn)物的有害排放物釋放到大氣中。這種處理系統(tǒng)可包括各種組件，每一個(gè)該組件都容易出故障。尾氣處理系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件的故障或缺失可能使得不希望的尾氣排放物被釋放并且可能消耗或損壞處理系統(tǒng)的其它相關(guān)組件。因此，車載診斷(0BD)系統(tǒng)可用來檢測尾氣處理系統(tǒng)的組件的運(yùn)行和存在。
[0005]現(xiàn)有的0BD方法利用德爾塔(delta)壓力傳感器來診斷單個(gè)后處理部件的運(yùn)行和潛在故障。然而，德爾塔壓力傳感器增加了尾氣系統(tǒng)及診斷組件的復(fù)雜性和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]各實(shí)施例提供一種用于尾氣系統(tǒng)的局部過濾器診斷系統(tǒng)，以及對該尾氣后處理系統(tǒng)中的局部過濾器的運(yùn)行進(jìn)行診斷的方法。
[0007]在第一組實(shí)施例中，一種用于尾氣系統(tǒng)的局部過濾器診斷系統(tǒng)包括上游尾氣溫度模塊，所述上游尾氣溫度模塊配置來確定柴油機(jī)氧化催化劑(D0C)組件和局部流體過濾器(PFF)組件中的至少一個(gè)的上游的尾氣系統(tǒng)中的上游尾氣溫度值。所述PFF組件位于所述D0C組件的下游。下游尾氣溫度模塊配置來確定所述PFF組件下游的尾氣系統(tǒng)中的下游尾氣溫度值。頻率分析模塊配置來確定所述上游尾氣溫度值的第一頻率含量和所述下游尾氣溫度值的第二頻率含量中的頻率差。
[0008]在具體實(shí)施例中，所述頻率分析模塊還被配置成如果所述頻率差小于預(yù)定閾值，則確定所述D0C組件和所述PFF組件中至少有一個(gè)不存在于所述尾氣系統(tǒng)中。如果確定所述D0C組件和所述PFF組件中至少有一個(gè)不存在于所述尾氣系統(tǒng)中，則所述頻率分析模塊指示用戶所述D0C組件和所述PFF組件中至少有一個(gè)不存在于所述尾氣系統(tǒng)中。
[0009]在各實(shí)施例中，所述PFF組件是第一 PFF組件以及所述系統(tǒng)還包括第二 PFF組件，所述第二 PFF組件位于所述第一 PFF組件的下游。所述下游尾氣溫度模塊配置來確定所述第二 PFF組件的下游的所述尾氣系統(tǒng)中的下游尾氣溫度值。所述頻率分析模塊可以配置成經(jīng)由傅里葉變換分析來確定所述頻率差。
[0010]在另一組實(shí)施例中，對局部尾氣過濾器尾氣后處理系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行診斷的方法包括接收上游尾氣溫度值，所述上游尾氣溫度值對應(yīng)于柴油機(jī)氧化催化劑(DOC)組件和局部流體過濾器(PFF)組件中的至少一個(gè)的上游的流體溫度。所述PFF組件位于所述DOC組件的下游。還接收下游尾氣溫度值，所述下游尾氣溫度值對應(yīng)于所述PFF組件的下游的流體溫度。然后，確定所述上游尾氣溫度值的第一頻率含量和所述下游尾氣溫度值的第二頻率含量中的頻率差。如果頻率差小于預(yù)定閾值，則確定所述DOC組件和所述PFF組件中至少有一個(gè)不存在于所述尾氣系統(tǒng)中。如果確定所述DOC組件和所述PFF組件中至少有一個(gè)不存在于所述尾氣系統(tǒng)中，則指示用戶所述DOC組件和所述PFF組件中至少有一個(gè)不存在于所述尾氣系統(tǒng)中。
[0011 ] 在具體實(shí)施例中，確定所述頻率差包括對所述上游尾氣溫度值和所述下游尾氣溫度值進(jìn)行傅里葉變換。根據(jù)具體實(shí)施例，所述方法還包括在不同的頻率區(qū)域比較所述上游尾氣溫度值的第一頻率含量和所述下游尾氣溫度值的第二頻率含量中的差值。所述上游尾氣溫度值可以從至少一個(gè)第一傳感器接收，所述第一傳感器定位在所述D0C組件的下游。第一 PFF和第二 PFF中至少一個(gè)可以包括催化劑涂層，所述催化劑涂層包括D0C涂層和選擇性催化還原劑涂層中的至少一個(gè)。
[0012]在另一組實(shí)施例中，對局部過濾器的運(yùn)行進(jìn)行診斷的方法包括從至少一個(gè)第一傳感器接收上游尾氣壓力值，所述至少一個(gè)第一傳感器定位在渦輪機(jī)的上游并連接到尾氣系統(tǒng)，所述尾氣系統(tǒng)包括柴油機(jī)氧化催化劑(D0C)組件和局部流體過濾器(PFF)組件中的至少一個(gè)。所述渦輪機(jī)定位在D0C組件和PFF組件中至少一個(gè)的上游。從至少一個(gè)第二傳感器接收下游尾氣溫度值，所述至少一個(gè)第二傳感器定位在所述渦輪機(jī)下游和所述D0C組件的上游。根據(jù)所述上游尾氣壓力值和所述下游尾氣溫度值確定所述尾氣壓力，所述尾氣壓力作為所述尾氣體積流率的函數(shù)。還確定所述尾氣壓力是否是低于在所述尾氣體積流率情形下的低壓閾值和高于在所述尾氣體積流率情形下的高壓閾值的至少其中之一。如果所述尾氣壓力高于所述高壓閾值，則確定所述PFF組件已被堵塞，如果確定所述PFF組件已被堵塞，則指示用戶所述PFF組件已被堵塞。在具體實(shí)施例中，如果尾氣壓力低于所述低壓閾值，則確定所述PFF組件不存在于所述尾氣系統(tǒng)。如果確定所述PFF組件不存在于所述尾氣系統(tǒng)，則指示用戶所述PFF組件不存在于所述尾氣系統(tǒng)。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，對局部過濾器的運(yùn)行進(jìn)行診斷的方法包括接收下游尾氣壓力值，所述下游尾氣壓力值對應(yīng)于連接到尾氣系統(tǒng)的渦輪機(jī)的下游的流體壓力，所述尾氣系統(tǒng)包括柴油機(jī)氧化催化劑(D0C)組件和局部流體過濾器(PFF)組件，所述PFF組件定位在所述D0C組件的下游。所述渦輪機(jī)定位在所述D0C組件的上游。接收下游尾氣溫度值，所述下游尾氣溫度值對應(yīng)于所述渦輪機(jī)的下游和所述D0C組件的上游的流體溫度。根據(jù)所述下游尾氣壓力值和所述下游尾氣溫度值確定所述尾氣壓力，所述尾氣壓力作為所述尾氣體積流率的函數(shù)。確定所述尾氣壓力是否是小于在所述尾氣體積流率情形下的低壓閾值和大于在所述尾氣體積流率情形下的高壓閾值中的至少其中之一。如果所述尾氣壓力大于所述高壓閾值，則確定所述PFF組件已被堵塞；以及如果確定所述PFF組件已被堵塞，則指示用戶所述PFF組件已被堵塞。
[0014]在另一組實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)包括尾氣歧管。尾氣后處理系統(tǒng)連接到所述尾氣歧管。所述尾氣后處理系統(tǒng)包括:柴油氧化催化劑(D0C)組件和局部過濾器(PFF)組件，所述局部過濾器(PFF)組件定位在所述D0C組件的下游；至少一個(gè)第一傳感器，所述至少一個(gè)第一傳感器定位在所述DOC組件和所述PFF組件中的至少一個(gè)的上游；以及至少一個(gè)第二傳感器，所述至少一個(gè)第二傳感器定位在所述PFF組件的下游。所述至少一個(gè)第一傳感器配置來檢測上游尾氣溫度值。所述至少一個(gè)第二傳感器配置來檢測下游尾氣溫度值。所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器通信連接到所述至少一個(gè)第一傳感器和所述至少一個(gè)第二傳感器。所述控制器配置成確定所述上游尾氣溫度值的第一頻率含量和所述下游尾氣溫度值的第二頻率含量中的頻率差。
[0015]在一個(gè)具體實(shí)施例中，提供了一種用于尾氣系統(tǒng)的局部過濾器診斷系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括上游尾氣溫度模塊和下游尾氣溫度模塊，所述上游尾氣溫度模塊配置來確定第一局部流體過濾器(PFF)組件上游的尾氣系統(tǒng)中的上游尾氣溫度值，所述下游尾氣溫度模塊配置來確定第二 PFF組件下游的尾氣系統(tǒng)中的下游尾氣溫度值。所述第二 PFF組件位于所述第一 PFF組件的下游。所述系統(tǒng)還包括頻率分析模塊，所述頻率分析模塊配置來確定所述上游尾氣溫度值的第一頻率含量和所述下游尾氣溫度值的第二頻率含量中的頻率差。
[0016]應(yīng)當(dāng)理解，在下文更詳細(xì)討論的前述概念和附加概念的所有組合(只要這些概念不互相矛盾)都被認(rèn)為是本發(fā)明主題公開的一部分。特別是，出現(xiàn)在本公開內(nèi)容的最后的要求保護(hù)的主題的所有組合被認(rèn)為是作為本文公開的發(fā)明主題的一部分。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中明確地運(yùn)用的術(shù)語也可能出現(xiàn)在通過引用并入的任何公開內(nèi)容中，其應(yīng)被賦予與本文所公開的特定概念最一致的含義。
[0017]附圖簡要說明
[0018]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，附圖主要是出于說明性目的并且不意在限制本文描述的主題的范圍。附圖不一定是按比例繪制，在一些情況下，為了便于理解不同特征，本文公開的主題的各方面在附圖中可以被夸大或被放大示出。附圖中，相同的附圖標(biāo)記通常指相同的特征(例如，功能上相似和/或結(jié)構(gòu)相似的元件)。
[0019]圖1是根據(jù)第一組示例實(shí)施例的尾氣系統(tǒng)的示意圖，其包括具有溫度傳感器的局部過濾器診斷系統(tǒng)的各組件，該溫度傳感器定位在柴油機(jī)氧化催化劑組件的上游。
[0020]圖2是根據(jù)第二組示例實(shí)施例的尾氣系統(tǒng)的示意圖，該尾氣系統(tǒng)包括具有溫度傳感器的局部過濾器診斷系統(tǒng)的各組件，該溫度傳感器定位在柴油機(jī)氧化催化劑組件的下游。
[0021]圖3是根據(jù)第三組示例實(shí)施例的尾氣系統(tǒng)的示意圖，其包括基于體積流率的局部過濾器診斷系統(tǒng)的各組件，該局部過濾器診斷系統(tǒng)包括定位在柴油機(jī)氧化催化劑組件上游的物理或虛擬溫度傳感器。
[0022]圖4是控制模塊的示意性框圖，其包括控制器，該控制器包括在圖1-3的任一尾氣系統(tǒng)中。
[0023]圖5是對局部過濾器尾氣后處理系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行診斷的示例性方法的流程圖。
[0024]圖6是對局部過濾器尾氣后處理系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行診斷的又一示例性方法的流程圖。
[0025]圖7是計(jì)算裝置的示意性框圖，其可用作圖1-3的任一控制器。
[0026]從以下結(jié)合附圖闡述的【具體實(shí)施方式】，本公開的發(fā)明概念的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下是本發(fā)明的各種概念和實(shí)施例的更詳細(xì)描述，這些概念和實(shí)施例與用于尾氣系統(tǒng)的局部過濾器診斷系統(tǒng)和對局部過濾器尾氣后處理系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行診斷的方法相關(guān)。應(yīng)當(dāng)理解，上文介紹的和在下文將更詳細(xì)討論的各種概念可以以任意多種方式來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗_的概念不限于任何特定的實(shí)施方式。【具體實(shí)施方式】和應(yīng)用的示例主要為了說明的目的。
[0028]本公開提供了用于0BD系統(tǒng)的多種獨(dú)特的布置和方法，該0BD系統(tǒng)位于包含有局部流體微粒過濾器的尾氣系統(tǒng)中。局部流體過濾器(PFF)也可以被稱為流體穿過過濾器、開放式微粒過濾器、或局部過濾技術(shù)(PFT)。本文描述的診斷實(shí)施例通常用來診斷這些局部流體過濾器的兩種故障方法。一種具體的故障模式包括檢測尾氣系統(tǒng)中缺失PFF。另一種具體的故障模式包括檢測PFF的故障，該故障在渦輪機(jī)出口位置引起一個(gè)過度尾氣壓力，從而該壓力超過最大背壓的推薦閾值(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)制造商指定的最大背壓)。
[0029]如本文進(jìn)一步所述，本文所公開的具體實(shí)施例使用兩個(gè)溫度測量值的頻率含量來檢測過濾器的存在。如本文進(jìn)一步所述，其他實(shí)施例