用于克服劣化的微粒过滤器压力传感器的方法和系统与流程

1.本说明书涉及用于即使在存在微粒过滤器压力传感器的劣化的情况下也评估微粒过滤器的状态的方法和系统。


背景技术：

2.车辆可以包括碳质烟粒捕集器，所述碳质烟粒捕集器可以被称为微粒过滤器，用来存储在一些状况期间可能由发动机产生的碳质烟粒。例如，当发动机冷起动时，可能会产生碳质烟粒。碳质烟粒可能会随时间积聚在碳质烟粒捕集器中。积聚在碳质烟粒捕集器中的烟粒量可以被称为碳质捕集器的“烟粒负荷”。如果车辆中的碳质捕集器的烟粒负荷较大，则车辆可能会遇到操控性问题。另外，发动机排放可能会增加。因此，可能期望在烟粒负荷较大之前抽取碳质烟粒捕集器。另一方面，如果频繁地抽取烟粒捕集器的碳质烟粒，则燃料消耗可能增加，从而降低车辆燃料效率。由于这些原因，可能期望在烟粒负荷超过阈值水平之后抽取碳质烟粒捕集器。
3.估计烟粒负荷的一种方式可以是测量碳质烟粒捕集器两端的压差。如果碳质烟粒捕集器两端的压差超过阈值，则可以抽取碳质烟粒捕集器。然而，包括压力传感器的压力感测系统可能劣化。例如，将压力传感器连接到排气系统中的感测端口的软管可能断开，压力传感器的引线可能断开，或者其他状况可能影响压力读数的完整性。因此，有时压力感测系统可能不足以确定碳质烟粒捕集器的操作状态。因此，可能期望提供评估碳质烟粒捕集器的操作状态的替代方式。


技术实现要素：

4.本文的发明人已经认识到上述问题并且已经开发了一种用于操作发动机的方法，所述方法包括：在第一状况期间响应于压力传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器；并且在第二状况期间响应于温度传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器。
5.通过在第一状况期间响应于压力传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器，以及在第二状况期间响应于温度传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器，可以基于在车辆操作期间确定的压力数据抽取碳质烟粒捕集器，使得碳质烟粒捕集器可以被迅速抽取。另一方面，如果压力传感器数据不如预期，则可以在稍后基于发动机停止时的排气温度来抽取碳质烟粒捕集器。以这些方式，即使在压力数据可能不如预期时，也可以基于碳质烟粒捕集器的负荷来抽取碳质烟粒捕集器。
6.本说明书可以提供若干优点。具体地，即使碳质烟粒捕集器压力传感器可能不提供预期的输出，所述方法也可以使发动机以期望的方式操作。此外，即使当压力传感器的输出可能不如预期时，所述方法也可以通过维持期望的车辆操作水平来提高客户满意度。另外，可以在不增加系统成本的情况下保持系统稳健性。
7.当单独地或结合附图来理解时，根据以下具体实施方式，将容易明白本说明书的以上优点和其他优点以及特征。
8.应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
9.当单独地或参考附图来理解时，通过阅读在本文中称作具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文描述的优点，在附图中：
10.图1是发动机的示意图；
11.图2a和图2b示出了示出排气温度可以如何与碳质烟粒捕集器的负荷相关的曲线图；
12.图3示出了用于确定何时使碳质烟粒捕集器再生的示例性序列；以及
13.图4示出了用于操作发动机的方法的流程图。
具体实施方式
14.本说明书涉及操作发动机和抽取发动机的排气系统中包括的碳质烟粒捕集器。碳质烟粒可能会随车辆的老化而积聚在碳质烟粒捕集器中。车辆可以包括如图1中所示的柴油发动机或汽油发动机。当车辆发动机停止时，排气系统中的温度可以与储存在碳质烟粒捕集器中的碳质烟粒的量相关，如图2a和图2b中的曲线图所示。如图所示，车辆可以根据图4的方法以图3的序列操作。
15.参考图1，包括多个气缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，图1中示出了其中一个气缸。控制器12从图1和图2所示的各种传感器接收信号。控制器12采用图1和图2所示的致动器基于所接收的信号和存储在控制器12的存储器中的指令来调整发动机和传动系的操作。
16.发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述气缸盖和缸体包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36定位在其中并且经由与曲轴40的连接进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。任选的起动机96(例如，低压(以小于30伏工作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应动力。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。
17.燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进气门52可以由气门激活装置59选择性地激活和停用。排气门54可以由气门激活装置58选择性地激活和停用。例如，进气门52可以在发动机10的整个循环(例如，两转)内保持打开或保持关闭。同样地，排气门54可以在发动机10的整个循环内保持打开或保持关闭。气门激活装置58和59可以是机电装置。
18.直接燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。进气道燃料喷射器67被示出为定位成将燃料喷射到气缸30的进气道
中，这被本领域技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66和67与由控制器12提供的脉冲宽度成比例地递送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)递送到燃料喷射器66和67。
19.可选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从进气口42到进气歧管44的气流。空气滤清器43可以清洁进入进气口42的空气。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。
20.无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。燃烧气体可以离开发动机10并且进入排气系统127。排气系统127包括排气歧管、通用排气氧(uego)传感器126、三元催化器70、温度传感器80、差压传感器81和碳质烟粒捕集器75。根据排气流的方向，排气传感器126位于三元催化器70的上游。在一些示例中，双态排气氧传感器可以代替uego传感器126。三元催化器70可以包括多个砖。
21.控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，所述常规的微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示出为除了接收先前讨论的那些信号之外还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)；联接到驾驶员需求踏板130(例如，人/机界面)以用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134；联接到制动踏板150(例如，人/机界面)以用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器154；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(map)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器68的节气门位置的测量值。也可以感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本描述的优选方面中，曲轴每旋转一转，发动机位置传感器118产生预定数量的等距脉冲，据此可以确定发动机转速(rpm)。
22.控制器12还可以接收来自人/机界面11的输入。起动发动机或车辆的请求可以经由人来生成并输入到人/机界面11。人/机界面11可以是触摸屏显示器、按钮、按键开关或其他已知的装置。远程服务器或其他数据处理装置133可以向控制器12广播包括可能泛洪的地理区域的天气数据。
23.在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸的底部并且处于其冲程末端(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)。
24.在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点典型地被本领域的技术人员称为上止点(tdc)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文被称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。
25.在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到bdc。曲轴40将活塞运动转变成旋转轴的旋转动力。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到
排气歧管48，并且活塞返回到tdc。应注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
26.因此，图1的系统提供了一种系统，其包括：发动机；排气系统，所述排气系统联接到所述发动机，所述排气系统包括差压传感器和温度传感器；碳质烟粒捕集器，所述碳质烟粒捕集器包括在所述排气系统中；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使控制器响应于差压传感器的劣化的指示而经由温度传感器来估计碳质烟粒捕集器的负荷。在第一示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：经由差压传感器估计碳质烟粒捕集器的负荷。在可以包括第一示例的第二示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于所述负荷超过阈值而抽取碳质烟粒捕集器。在可以包括第一示例和第二示例中的一者或多者的第三示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：经由调整火花正时来升高发动机的排气温度以抽取碳质烟粒捕集器。在可以包括第一示例至第三示例中的一者或多者的第四示例中，所述系统包括：其中差压传感器的劣化是基于差压传感器的输出。在可以包括第一示例至第四示例中的一者或多者的第五示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于差压传感器的劣化的指示而在发动机停止时使发动机的排气门保持完全关闭。在可以包括第一示例至第四示例中的一者或多者的第六示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：在发动机停止时监测温度传感器的输出。
27.现在参考图2a，示出了排气温度相对于时间的曲线图。竖直轴线表示排气温度，并且排气温度沿竖直轴线箭头方向升高。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。燃烧停止并且发动机在竖直轴线与水平轴线相交的时间停止旋转。
28.图2a包括曲线202-208。这些曲线表示对于各种环境空气温度，停止的发动机的排气系统中的排气温度。对于环境温度中的每一者，发动机停止时的排气温度是相同的。
29.曲线208描述了已经在起动排气温度(例如，200华氏度(℉))下停止并且在40℉的环境温度下结束的内燃发动机的排气系统的排气温度轨迹。曲线206描述了已经在起动排气温度(例如，200华氏度(℉))下停止并且在60℉的环境温度下结束的内燃发动机的排气系统的排气温度轨迹。曲线204描述了已经在起动排气温度(例如，200华氏度(℉))下停止并且在80℉的环境温度下结束的内燃发动机的排气系统的排气温度轨迹。曲线202描述了已经在起动排气温度(例如，200华氏度(℉))下停止并且在100℉的环境温度下结束的内燃发动机的排气系统的排气温度轨迹。因此，可以观察到排气系统中的排气温度朝向环境空气温度衰减。另外，温度衰减速率可以是环境空气温度的函数。对于在其所有排气门都处于关闭状态的情况下停止的发动机，这些温度曲线可以是可重复的。
30.现在参考图2b，示出了排气温度减去环境空气温度相对于时间的曲线图。竖直轴线表示排气温度减去环境空气温度，并且排气温度减去环境空气温度沿着竖直轴线箭头方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。燃烧停止并且发动机在竖直轴线与水平轴线相交的时间停止旋转。发动机停止，其所有排气门都处于关闭位置。当发动机停止时关闭排气门允许排气仅流过碳质烟粒捕集器，并且存储在碳质烟粒捕集器中的更大量的烟粒可能倾向于在更长的时间内保持较高的排气温度，如曲线210-214所示。曲线210-214开始于曲线图左侧的相同温度。
31.曲线210描述了包括清洁的烟粒捕集器(例如，零碳质烟粒负荷)并且已经在起动
排气温度减去环境温度下停止的内燃发动机的排气系统的排气温度轨迹。曲线212描述了包括半负荷烟粒捕集器(例如，负荷达到烟粒捕集器的碳质烟粒存储容量的50％)并且已经在起动排气温度减去环境温度下停止的内燃发动机的排气系统的排气温度轨迹。曲线214描述了包括满负荷烟粒捕集器(例如，负荷达到烟粒捕集器的碳质烟粒存储容量的100％)并且已经在起动排气温度减去环境温度下停止的内燃发动机的排气系统的排气温度轨迹。
32.因此，曲线210比曲线212和214更早地接近零(例如，排气温度减去环境温度＝0)。由于烟粒负荷低于50％或100％负荷的烟粒捕集器，因此“清洁的”或无负荷的烟粒捕集器可以使排气以较小的限制流向环境温度。对流冷却允许较冷的空气流入排气系统，而较暖的空气从排气系统流出。因此，可以根据排气系统中的气体的温度衰减速率来估计碳质烟粒捕集器的负荷。温度衰减速率越快，碳质烟粒捕集器中的烟粒负荷越低。另外，由于图2b中所示的曲线是排气温度减去环境空气温度的函数，因此环境空气对排气系统中的温度的影响被计入图2b所示的曲线中。
33.现在参考图3，示出了根据图4的方法的示例性车辆操作序列。操作序列可以经由图1的系统与图4的方法配合来执行。时间t0-t3处的竖直线表示序列期间的重要时间。图3的曲线图在时间上是对齐的。
34.从图3顶部开始的第一曲线是碳质烟粒捕集器差压传感器操作状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示碳质烟粒捕集器差压传感器操作状态，并且当迹线302处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，碳质烟粒捕集器差压传感器操作状态是标称的或按预期操作。当迹线302处于水平轴线附近的较低水平时，碳质烟粒捕集器差压传感器操作状态劣化或不操作。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。
35.从图3顶部开始的第二曲线图是排气温度(egt)减去环境空气温度(aat)相对于时间的曲线图。竖直轴线表示排气温度减去环境空气温度，并且排气温度减去环境空气温度沿着竖直轴线箭头方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线304表示排气温度减去环境空气温度。
36.从图3顶部开始的第三曲线图是发动机排气门操作状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示发动机的排气门操作状态，并且当迹线306处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，发动机的排气门正在操作和/或可操作。当迹线306处于水平轴线附近的较低水平时，发动机的排气门不操作。当排气门不操作时，发动机的排气门保持在关闭状态。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线306表示发动机排气门操作状态。
37.从图3顶部开始的第四曲线图是碳质烟粒捕集器再生请求状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示碳质烟粒捕集器再生请求状态，并且当迹线308处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，请求碳质烟粒捕集器再生。当迹线308处于水平轴线附近的较低水平时，不存在碳质烟粒捕集器再生请求。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线308表示碳质烟粒捕集器再生请求状态。
38.从图3顶部开始的第五曲线图是发动机操作状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示发动机运转状态，并且当迹线310处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，发动机正在运转(例如，旋转并且燃烧燃料)。当迹线310处于水平轴线附近的较低水平时，发动机关闭(例如，不旋转并且不燃烧燃料)。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线310表示发动机操作状态。
39.在时间t0处，发动机正在操作并且碳质烟粒捕集器差压传感器按预期操作。排气温度减去环境空气温度处于中间水平，并且发动机的排气门正在操作。碳质烟粒捕集器再生请求未被断言。
40.在时间t1处，碳质烟粒捕集器差压传感器状态指示碳质烟粒捕集器差压传感器已经进入劣化状态。发动机继续操作并且排气温度减去环境空气温度保持接近中间水平。发动机的排气门继续操作并且碳质烟粒捕集器再生请求未被断言。
41.在时间t2处，发动机停止并且碳质烟粒捕集器差压传感器状态继续指示碳质烟粒捕集器差压传感器处于劣化状态。响应于碳质烟粒捕集器差压传感器的劣化状态，发动机的排气门全部关闭，并且由于差压传感器劣化，因此监测排气温度减去环境空气温度以确定烟粒捕集器的负荷。
42.在时间t3处，确定排气温度减去环境空气温度的衰减速率，并且确定碳质烟粒捕集器(未示出)的烟粒负荷大于阈值烟粒量。因此，碳质烟粒捕集器再生请求被断言。当发动机重新起动时，发动机保持停止并且可以抽取碳质烟粒捕集器的烟粒。发动机的排气门保持在关闭状态，但是它们可以响应于发动机起动请求或在已知烟粒捕集器的状态之后被重新激活。排气温度减去环境空气温度已经衰减到较低水平。
43.以这种方式，可以在差压传感器劣化之后估计碳质烟粒捕集器的操作状态。可以通过升高排气温度并且使烟粒捕集器中的烟粒氧化来抽取碳质烟粒捕集器的烟粒。发动机可以表现出期望的性能水平，并且车辆可以在此类状况期间保持期望的操控性水平。
44.现在参考图4，示出了用于操作发动机的方法的流程图，所述发动机在联接到发动机的排气系统中具有碳质烟粒捕集器。图4的方法可以并入图1的系统中并可以与其配合。此外，图4的方法的至少部分可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令并入，而所述方法的其他部分可以经由使物理世界中的装置和致动器的操作状态发生变换的控制器来执行。
45.在402处，方法400确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于碳质烟粒捕集器差压传感器输出、环境温度、排气温度、发动机转速、车辆速度、发动机温度、发动机负荷和驾驶员需求扭矩或功率。方法400可以根据接收到控制器的数据来确定一个或多个车辆工况。方法400前进到404。
46.在404处，方法400判断碳质烟粒差压传感器是否处于劣化状态。方法400可以根据传感器的输出或其他传感器的输出来判断碳质烟粒差压传感器是否处于劣化状态。例如，如果碳质烟粒差压传感器的输出为零，则方法400可以确定碳质烟粒差压传感器劣化。如果方法400判断碳质烟粒差压传感器处于劣化状态，则答案为是并且方法400前进到420。否则，答案为否，并且方法400前进到406。
47.在406处，方法400判断是否需要评估碳质烟粒捕集器负荷。可以以预定的操作时间间隔、行驶距离间隔或响应于车辆工况(诸如自从碳质烟粒捕集器的最近一次抽取以来的实际总冷起动次数)来评估碳质烟粒捕集器负荷。如果方法400判断出存在评估碳质烟粒捕集器负荷的状况，则答案为是，并且方法400前进到408。否则，答案为否，并且方法400前进以退出。
48.在408处，方法400基于碳质烟粒捕集器两端的压降或压差来估计碳质烟粒捕集器的烟粒负荷。在一个示例中，方法400经由传感器确定碳质烟粒捕集器两端的压降，并且经
由以经验确定的函数将压降值转换为碳质烟粒捕集器的烟粒负荷估计值：烟粒_负荷＝f(δ_p)，其中烟粒_负荷是碳质烟粒捕集器的烟粒负荷，f是返回烟粒负荷值的以经验确定的函数，并且δ_p是碳质烟粒捕集器两端的压差。方法400前进到410。
49.在410处，方法400确定碳质烟粒捕集器的烟粒负荷是否大于阈值烟粒负荷量(例如，烟粒捕集器的烟粒容量的75％)。如果是，则答案为是并且方法400前进至412。否则，答案为否，并且方法400前进以退出。
50.在412处，方法400从碳质烟粒捕集器中抽取烟粒。在一个示例中，方法400延迟发动机火花正时以升高发动机排气温度。另外，方法400可以以稀化学计量操作发动机气缸以提供过量氧气，使得可以氧化存储在碳质烟粒捕集器中的烟粒。升高的排气温度和过量的氧气可以促进存储在碳质烟粒捕集器中的烟粒的氧化。方法400前进以退出。
51.在420处，方法400基于排气温度请求碳质烟粒捕集器的负荷的估计。当发动机运行时，方法400不基于排气温度来估计烟粒捕集器负荷。因此，在基于排气温度估计烟粒负荷之前，方法400可以等待直到发动机停止旋转和停止燃烧燃料为止。方法400前进到422。
52.在422处，方法400指示差压传感器的可能劣化。方法400可以经由人/机界面或经由向远程服务器发送消息来指示劣化。方法400前进到424。
53.在424处，方法400判断发动机是否在已经满足其他选定工况之后停止并且不燃烧。其他选定工况可以包括但不限于发动机达到预定温度和催化剂温度达到预定温度。如果方法400判断发动机停止并且满足基于排气温度和其他选定状况的对微粒过滤器的负荷估计的请求，则答案为是并且方法400前进到426。否则，答案为否，并且方法400前进到450。
54.在426处，方法400可以关闭一个或多个发动机排气门以通过防止空气和排气流过发动机来减少排气系统中的排气的对流冷却。在一个示例中，方法400关闭气缸组的所有排气门以防止气体流过发动机，从而限制空气和排气流过碳质烟粒捕集器。关闭排气门可以提高碳质烟粒负荷估计的可重复性。方法400前进到428。
55.在428处，方法400监测排气温度和自发动机最近停止以来的时间量。方法400还可以确定最接近地拟合排气温度的当前轨迹的曲线的温度分布图或时间常数。
56.在一个示例中，方法400可以基于以下等式来确定当前排气温度衰减的时间常数：etemp＝a
·et/tc
，其中etemp是当前排气温度分布图中的排气温度，a是发动机停止时的排气温度减去发动机停止时的环境空气温度，t是在当前排气温度分布图的过程期间发动机停止之后的特定时间，并且tc是描述排气温度的轨迹的时间常数。可以经由调整时间常数来确定时间常数tc，直到etemp值的曲线与当前排气温度分布图匹配为止。一旦确定了时间常数，就可以将其与存储在控制器存储器中的一个或多个时间常数进行比较，以确定碳质烟粒捕集器的烟粒负荷。例如，如果根据排气温度确定的时间常数等于存储在控制器存储器中的时间常数，所述时间常数表示当碳质烟粒捕集器被装载到容量的35％时的排气温度的时间常数，则碳质烟粒捕集器的当前烟粒容量可以被估计为35％。
57.在另一个示例中，方法400可以将在当前发动机停止期间确定的排气温度的轨迹或分布图与已经保存到控制器存储器的排气温度分布图的曲线进行比较。可以根据与当前排气温度轨迹最接近地匹配的存储曲线来确定碳质烟粒捕集器负荷。例如，如果当前排气温度分布图最接近地匹配或遵循存储在控制器存储器中的用于50％负荷的烟粒捕集器的排气温度分布图或曲线，则可以确定烟粒捕集器为50％负荷。方法400前进到430。
58.在430处，方法400判断当前估计的碳质烟粒捕集器负荷是否大于阈值烟粒负荷。如果是，则答案为是，并且方法400前进到432。否则，答案为否，并且方法400前进以退出。
59.在432处，方法400请求抽取碳质烟粒捕集器。由于发动机停止，因此碳质烟粒捕集器抽取可以延迟，直到发动机重新起动为止。方法400前进以退出。
60.在450处，方法400判断是否请求抽取碳质烟粒捕集器。方法400还可能要求满足选定的工况。例如，一旦发动机达到操作温度，方法400就可以允许抽取烟粒捕集器。如果请求抽取并且如果满足选定的状况，则答案为是并且方法400前进到452。否则，答案为否，并且方法400前进以退出。
61.在452处，如果发动机正在旋转并且燃烧燃料，则方法400抽取碳质烟粒捕集器。在一个示例中，方法400延迟发动机火花正时以升高发动机排气温度。另外，方法400可以以稀化学计量操作发动机气缸以提供过量氧气，使得可以氧化存储在碳质烟粒捕集器中的烟粒。升高的排气温度和过量的氧气可以利于存储在碳质烟粒捕集器中的烟粒的氧化。方法400前进以退出。
62.以这种方式，当传感器或差压感测系统劣化时，排气温度可以是估计烟粒捕集器的烟粒负荷的基础。通过在烟粒负荷超过阈值时抽取烟粒捕集器，可以在传感器或感测系统可能劣化时维持发动机操作而不会降低燃料经济性。
63.图4的方法提供了一种用于操作发动机的方法，所述方法包括：在第一状况期间响应于压力传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器；并且在第二状况期间响应于温度传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器。在第一示例中，所述方法可以包括：其中所述第一状况是压力传感器未劣化，并且其中所述第二状况是压力传感器劣化。在可以包括第一示例的第二示例中，所述方法包括：其中基于压力传感器的输出来确定压力传感器劣化。在可以包括第一示例和第二示例中的一者或多者的第三示例中，所述方法包括：其中抽取碳质烟粒捕集器包括经由发动机加热碳质烟粒捕集器。在可以包括第一示例至第三示例中的一者或多者的第四示例中，所述方法还包括：经由压力传感器估计碳质烟粒捕集器的碳质烟粒负荷。在可以包括第一示例至第四示例中的一者或多者的第五示例中，所述方法还包括：经由温度传感器估计碳质烟粒捕集器的碳质烟粒负荷。在可以包括第一示例至第五示例中的一者或多者的第六示例中，所述方法包括：其中所述碳质烟粒负荷是基于发动机未被启动时的温度。在包括第一示例至第六示例中的一者或多者的第七示例中，所述方法包括：其中所述温度是排气系统中的温度。
64.图4的方法还提供了一种用于操作发动机的方法，所述方法包括：经由温度传感器和控制器估计在发动机不旋转时碳质烟粒捕集器的负荷；并且响应于碳质烟粒捕集器的估计负荷而抽取碳质烟粒捕集器。在第一示例中，所述方法可以包括：其中在起动发动机之后执行所述抽取。在可以包括第一示例的第二示例中，所述方法还包括：响应于估计碳质烟粒捕集器的负荷而关闭气缸的排气门。在可以包括第一示例和第二示例中的一者或多者的第三示例中，所述方法包括：其中响应于压力传感器的劣化的指示而执行估计碳质烟粒捕集器的负荷。在可以包括第一示例至第三示例中的一者或多者的第四示例中，所述方法包括：其中压力传感器是差压传感器。
65.应当注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储
器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一者或多者。因而，示出的各种动作、操作和/或功能可以按示出的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文所描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可以根据所使用的特定策略而重复地执行示出的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外，所描述的动作、操作和/或功能中的至少一部分可以图形地表示要被编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。当通过结合一个或多个控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施所描述的动作时，控制动作还可以变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。
66.本描述到此结束。在不脱离本描述的精神和范围的情况下，本领域技术人员在阅读本描述之后，将想到许多变化形式和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置操作的单缸、i3、i4、i5、v6、v8、v10和v12发动机可以使用本说明书来获益。
67.根据本发明，一种用于操作发动机的方法包括：在第一状况期间响应于压力传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器；并且在第二状况期间响应于温度传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器。
68.在本发明的一个方面，所述第一状况是压力传感器未劣化，并且其中所述第二状况是压力传感器劣化。
69.在本发明的一个方面，基于压力传感器的输出来确定压力传感器劣化。
70.在本发明的一个方面，抽取碳质烟粒捕集器包括经由发动机加热碳质烟粒捕集器。
71.在本发明的一个方面，所述方法包括：经由压力传感器估计碳质烟粒捕集器的碳质烟粒负荷。
72.在本发明的一个方面，所述方法包括：经由温度传感器估计碳质烟粒捕集器的碳质烟粒负荷。
73.在本发明的一个方面，碳质烟粒负荷是基于发动机未启动时的温度。
74.在本发明的一个方面，所述温度是排气系统中的温度。
75.根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：发动机；排气系统，所述排气系统联接到所述发动机，所述排气系统包括差压传感器和温度传感器；碳质烟粒捕集器，所述碳质烟粒捕集器包括在所述排气系统中；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使控制器响应于差压传感器的劣化的指示而经由温度传感器来估计碳质烟粒捕集器的负荷。
76.根据一个实施例，本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令：经由差压传感器来估计碳质烟粒捕集器的负荷。
77.根据一个实施例，本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令：响应于所述负荷超过阈值而抽取碳质烟粒捕集器。
78.根据一个实施例，本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令：经由调整点火正时来升高发动机的排气温度以抽取碳质烟粒捕集器。
79.根据一个实施例，差压传感器的劣化是基于差压传感器的输出。
80.根据一个实施例，本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令：响应于差压传感器的劣化的指示而在发动机停止时使发动机的排气门保持完全关闭。
81.根据一个实施例，本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令：在发动机停止时监测温度传感器的输出。
82.根据本发明，提供了一种用于操作发动机的方法，所述方法包括：经由温度传感器和控制器估计在发动机不旋转时碳质烟粒捕集器的负荷；并且响应于碳质烟粒捕集器的估计负荷而抽取碳质烟粒捕集器。
83.在本发明的一个方面，所述抽取在起动发动机之后执行。
84.在本发明的一个方面，所述方法包括：响应于估计碳质烟粒捕集器的负荷而关闭气缸的排气门。
85.在本发明的一个方面，响应于压力传感器的劣化的指示而执行估计碳质烟粒捕集器的负荷。
86.在本发明的一个方面，压力传感器是差压传感器。

技术特征：
1.一种用于操作发动机的方法，其包括：在第一状况期间响应于压力传感器的输出而抽取碳质烟粒捕集器；以及在第二状况期间响应于温度传感器的输出而抽取所述碳质烟粒捕集器。2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一状况是所述压力传感器未劣化，并且其中所述第二状况是所述压力传感器劣化。3.如权利要求2所述的方法，其中基于所述压力传感器的所述输出来确定所述压力传感器劣化。4.如权利要求2所述的方法，其中抽取所述碳质烟粒捕集器包括经由所述发动机加热所述碳质烟粒捕集器。5.如权利要求4所述的方法，其还包括经由所述压力传感器估计所述碳质烟粒捕集器的碳质烟粒负荷。6.如权利要求4所述的方法，其还包括经由所述温度传感器估计所述碳质烟粒捕集器的碳质烟粒负荷。7.如权利要求6所述的方法，其中所述碳质烟粒负荷是基于所述发动机未启动时的温度。8.如权利要求7所述的方法，其中所述温度是排气系统中的温度。9.一种系统，其包括：发动机；排气系统，所述排气系统联接到所述发动机，所述排气系统包括差压传感器和温度传感器；碳质烟粒捕集器，所述碳质烟粒捕集器包括在所述排气系统中；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器响应于所述差压传感器的劣化的指示而经由所述温度传感器来估计所述碳质烟粒捕集器的负荷。10.如权利要求9所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：经由所述差压传感器估计所述碳质烟粒捕集器的所述负荷。11.如权利要求9所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于所述负荷超过阈值而抽取所述碳质烟粒捕集器。12.如权利要求11所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：经由调整点火正时来升高所述发动机的排气温度以抽取所述碳质烟粒捕集器。13.如权利要求9所述的系统，其中所述差压传感器的劣化是基于所述差压传感器的输出。14.如权利要求9所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于所述差压传感器的劣化的所述指示而在所述发动机停止时使所述发动机的排气门保持完全关闭。15.如权利要求14所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：在所述发动机停止时监测所述温度传感器的输出。

技术总结
本公开提供了“用于克服劣化的微粒过滤器压力传感器的方法和系统”。描述了用于操作发动机的系统和方法，所述发动机包括具有碳质烟粒捕集器的排气系统。在一个示例中，当差压传感器劣化时，执行碳质烟粒捕集器的碳质烟粒负荷估计。可以在发动机不旋转时执行碳质烟粒估计。计。计。


技术研发人员：艾德
受保护的技术使用者：福特全球技术公司
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/7/6