CN109386362A - 汽油微粒过滤器诊断 - Google Patents

Abstract

本公开涉及汽油微粒过滤器诊断，并提供用于诊断排气系统中的汽油微粒过滤器的方法和系统。在一个示例中，方法可以包括响应于第一差压和第二差压之间的差大于阈值，指示跨微粒过滤器耦接的软管的劣化，第一差压由被定位在软管中的差压传感器响应于下游排气调谐阀完全打开进行测量，第二差压由差压传感器响应于排气调谐阀完全关闭进行测量。

Description

汽油微粒过滤器诊断

技术领域

本说明书总体涉及用于燃烧发动机的排气处理系统，并且具体地涉及用于汽油发动机的微粒物质过滤器的诊断。

背景技术

内燃发动机，特别是具有直接喷射的汽油发动机，在发动机操作期间生成细小的微粒物质，该微粒物质可以遵从于排放标准。为实现排放合规，汽油微粒过滤器(GPF)可以包括在发动机排气装置中，以在将排气释放到大气之前捕集微粒物质，其中可以控制和定期评估过滤器的再生和过滤器工作。有时，微粒过滤器可能由于过滤器的劣化而无法捕集微粒物质。在其他情况下，过滤器可能缺失或从排气系统去除。为检测劣化或缺失的GPF，一个或多个压力传感器可以用于诊断，并且此类传感器可以耦接到GPF上游和/或下游。

因此，已经开发出用于被配置为检测过滤器劣化和监测过滤器性能的各种类型的压力传感器。Nieuwstadt在美国专利号6,947,831中所示的一种示例方法公开了使用差压传感器确定微粒过滤器的状态以用于再生目的。通过监测过滤器两侧的差压并且将差压与阈值进行比较，可以执行过滤器再生，或者可以诊断过滤器的劣化。Nieuwstadt还公开了差压传感器可能发生劣化，导致错误地确定过滤器本身已经变得劣化。文中，预期压力响应与基于排气流量变化的实际压力读数的比较可以用于指示压力传感器劣化，并且相应地控制过滤器的再生。

然而，本发明人已经认识到上述方法的潜在问题。作为一个示例，排气系统中差压传感器到微粒过滤器的下游和/上游的连接可以变为断开，导致不精确的压力读数。另外，在包括排气调谐阀以及差压传感器的车辆系统中，如果微粒过滤器和差压传感器之间的下游软管(hose)连接变为断开并且排气调谐阀被关闭，则缺失或劣化的微粒过滤器可以为不可检测的。在排气调谐阀关闭和下游软管断开或劣化的情况下，由阀的关闭引起的排气背压增加通过差压传感器的上游软管侧上的差压传感器感测，而差压传感器的下游软管侧感测大气压力。因此，差压传感器可以在排气调谐阀关闭和下游软管断开时甚至在GPF缺失或劣化时测量到差压的增加，其可以模拟当存在完整的、未劣化的GPF时差压传感器所测量的压力下降。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种方法解决，所述方法包括响应于第一差压和第二差压之间的差大于阈值指示跨微粒过滤器耦接的软管的劣化，第一差压由位于软管中的差压传感器响应于下游的排气调谐阀完全打开进行测量，第二差压由差压传感器响应于排气调谐阀完全关闭进行测量。

这样，可以以更高的可靠性执行GPF诊断，并且可以在微粒过滤器工作的劣化与发动机操作期间可能已经断开的DP传感器的连接之间进行区别，。

作为一个示例，在包括在排气调谐阀完全打开的情况下操作排气系统的第一条件期间可以用差压传感器测量微粒过滤器两侧的第一平均差压。排气调谐阀可以为跨消音器耦接的位于排气系统下游的阀，并且其可以运行以控制系统中的背压和/或通过消音器的排气流量。然后，在包括在排气调谐阀完全关闭的情况下操作排气系统的第二条件期间可以用差压传感器测量微粒过滤器两侧的第二平均差压。排气系统中第一平均差压和第二平均差压之间的计算得到的压差可以与阈值进行比较，并且用于推断软管的劣化。在未指示软管劣化的事件中，可以将微粒过滤器两侧的差压测量值直接与预期压力进行比较，并且如果测量的压力不同于预期的压力，则推断过滤器劣化。

因此，可以可靠地确定劣化的过滤器或DP传感器的劣化的软管连接，并且可以在微粒过滤器功能的劣化和DP传感器下游软管连接的劣化之间进行区别。总的说来，提高了诊断排气微粒过滤器的精确度和可靠性，同时实现较高的排放合规。

应该理解，提供上述发明内容是为以简化形式介绍所选概念，所选概念在具体实施方式中将进一步被描述。这并非意味着确定所要求保护的主题的关键或重要特征，所要求保护的主题的范围通过随附权利要求唯一限定。另外，所要求保护的主题不限于解决在上面或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方案。

附图说明

图1示出了具有排气系统的内燃发动机的示意图，该排气系统具有排气后处理装置。

图2示出了图1的排气后处理装置的详细视图。

图3示出了流程图，其示出用于诊断微粒过滤器的劣化的方法。

图4示出了流程图，其示出用于诊断在容纳差压传感器中的下游软管的劣化的方法的第一实施例。

图5示出了描绘了排气装置中跨微粒过滤器耦接的差压传感器的输出的图表。

图6示出了描绘差压传感器的差压输出的检测阈值的图表。

图7示出了在排气调谐阀打开和关闭持续时间期间基于差压输出的变化以诊断下游软管断开期间的操作参数的示例图示。

图8示出了流程图，其示出用于诊断在容纳有差压传感器的下游软管的劣化的方法的第二实施例。

图9示出了流程图，其示出用于诊断在容纳有差压传感器的下游软管的劣化的方法的第三实施例。

图10示出了流程图，其示出用于诊断在容纳有差压传感器的下游软管的劣化的方法的第四实施例。

图11示出了描绘在排气装置中跨微粒过滤器耦接的差压传感器的输出的图表，其中孔口位于上游软管中。

图12示出了描绘在排气装置中跨微粒过滤器耦接的差压传感器的输出的图表，其中气动阀位于上游软管中。

图13示出了描绘在排气装置中跨微粒过滤器耦接的差压传感器的输出的图表，其中通风真空阀位于下游软管中。

具体实施方式

下面的说明书详述了一种用于操作发动机(诸如图1所示发动机)的方法，该发动机配备有用上游和下游的连接来耦接到排气系统中的差压(DP)传感器的微粒过滤器，诸如汽油微粒过滤器(GPF)。排气系统还包括如图2所示位于过滤器和差压传感器二者下游的排气调谐阀，例如，在某些发动机工况下根据图4所示方法控制该排气调谐阀以调节来自排气的背压。进一步地，可以基于来自DP传感器的输出监测GPF的劣化，如图3所示。

在发动机操作期间，差压传感器到过滤器的下游连接可以变为断开，并且如果排气调谐阀处于关闭位置，则GPF劣化的检测可变得具有挑战性，这由图5至图6的图表示出。因此，在所选条件期间，发动机控制器可以被配置为执行侵入式测试操作以便通过估计差压传感器的输出来评估下游软管连接的劣化。特别地，控制器可以执行诊断例程，诸如图4所示的示例例程，其中可以首先将排气调谐阀保持打开，并且可以从差压传感器的输出获得对应的第一差压，然后将排气调谐阀保持关闭，并且可以从差压传感器的输出获得第二差压，如图7的图示所示。然后可以将由控制器计算的压差针对指示DP传感器到发动机排气系统的GPF的下游连接的劣化的诊断阈值进行估计。如果发现DP传感器的下游软管连接断开，则可以不执行过滤器诊断例程。这样，可以可靠地监测和诊断过滤器性能，同时改善车辆诊断。

在另一个示例中，在具有被动排气调谐阀的排气系统中，差压传感器到过滤器的下游连接可变为断开。被动排气调谐阀可以为正常关闭的阀，并且可以基于流经排气系统的排气流压力(例如，当排气流量或压力大于阈值时，其中阈值可以包括在高发动机负荷和/或高发动机转速条件期间产生的排气流量)被移动到打开位置。如上所述，在排气调谐阀处于关闭位置的情况下，GPF劣化的检测可以具有挑战性。因为被动排气调谐阀不是主动控制的阀，所以如图4所示的用于诊断下游软管断开的侵入式测试操作不可行。因此，在所选条件期间，发动机控制器可以被配置为执行一种或多种方法，采用包括在上游软管中的孔口、位于上游软管中的气动阀和/或流体地耦接到下游软管的通风真空阀，以用于诊断具有被动排气调谐阀的下游软管的劣化。特别地，在关闭被动排气调谐阀的情况下发生通过排气装置的质量空气流量的变化的条件期间，软管下游侧上的压力测量值可以与上游侧上的压力测量值脱离(例如，通过关闭气动阀或调整通风真空阀的位置)，并且如果下游侧未示出对应的压力变化，则可以指示劣化。在其他示例中，上游侧上测量的压力可以比下游侧上测量的压力更缓慢地变化(例如，通过包括孔口)，并且在排气质量流量减小期间，如果观察到差压减小，则可以指示劣化。

特别地，控制器可以执行诊断例程，诸如图8至图10所示的示例例程，其中可以在第一组条件下从差压传感器的输出获得对应的第一差压，然后在一组不同的条件下(例如通过排气装置的空气流变化、踩加速器踏板、松加速器踏板等等)获得第二差压。然后可将由控制器计算的差压变化针对指示DP传感器到发动机排气系统的GPF的下游连接的劣化的诊断阈值进行估计。如果发现DP传感器的下游软管连接被断开，则可以不执行过滤器诊断例程。

在示例中，排气系统包括上游软管连接中的孔口和被动排气调谐阀。当存在通过排气装置的空气流量变化时可以诊断下游软管的劣化。孔口的目的可以为减小压力波动或排气流量变化，因此引起来自DP传感器的平滑的信号输出，并且例如进一步地以使上游软管在松加速器踏板事件期间以比下游软管更慢的速率减压。可以在稳定状态条件下(例如，在排气质量流量未发生大量变化的情况下)获得来自DP传感器的第一压力输出。在检测到质量空气流量变化的事件中，可以从DP传感器获得额外的压力输出。进一步地，差压传感器输出变化可以被计算为时间的函数。如果此种变化被确定为小于阈值，则其可以将下游软管指示为断开。这是因为当下游软管被断开时，差压的下游侧继续测量大气压力，甚至在上游侧测量排气压力变化时，引起差压的相对大的变化(例如，减小)。相比之下，当连接下游软管时，上游的压力和下游的压力二者将发生变化，虽然上游的压力将以比下游的压力更慢的速率发生变化。这可以引起差压的短暂增加，之后差压减小，因为下游软管在减小排气流期间比上游软管更快地减压。

在示例中，排气系统包括上游软管连接中的气动阀与被动排气调谐阀。当存在通过排气装置的空气流量的变化时，可以诊断下游软管的劣化。在这里，当气动阀被致动为打开时可以计算来自DP传感器的第一压力输出。在检测到质量空气流量的变化的事件中，可以完全关闭气动阀，并且可以获得来自DP传感器的一个或多个额外的压力输出。然后可以计算差压传感器输出的变化并且将其与诊断阈值进行比较以确定下游软管是否被断开。如果软管被断开，则由于差压传感器的上游侧和下游侧二者暴露于恒压，阀的关闭将引起不变的差压(由于在关闭阀之后排气上游的捕集以及下游侧经由断开的软管暴露于大气)。相比之下，当下游软管被连接时，由于上游侧测量恒定的压力以及下游侧测量随排气质量流量变化而变化的压力，阀的关闭引起变化的差压。

在示例中，排气系统包括下游软管连接中的通风真空阀与被动排气调谐阀。在侵入式致动通风真空阀期间可以诊断下游软管的劣化。在这里，在通风真空阀致动之前可以获得来自DP传感器的第一压力输出。然后，通风真空阀可以被致动/调整为使得可以阻碍流到下游软管中的排气，同时DP传感器的下游端可以暴露于大气。可以测量来自DP传感器的第二压力输出，并且然后可以计算差压传感器输出的变化并将其与诊断阈值进行比较，以确定下游软管是否被断开。当下游软管被断开时，调整通风真空阀以将差压传感器的下游侧暴露于大气将不会引起差压传感器的输出变化，因为在调整通风真空阀之前差压传感器的下游侧将由于软管断开而暴露于大气。相比之下，当软管被连接时，调整通风真空阀将引起差压的变化(例如，增大)。

现在参考图1，其包括示出多汽缸内燃发动机10的一个汽缸的示意图。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和来自车辆操作者132的经由输入装置130的输入进行控制。在该示例中，输入装置130包括加速踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机10的燃烧汽缸30可以包括具有位于其中的活塞36的燃烧汽缸壁32。活塞36可以耦接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间的变速器系统耦接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮耦接到曲轴40以实现发动机10的起动操作。

燃烧汽缸30可以经由进气道42从进气歧管44接收进气，并且可以经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48可以经由相应的进气门52和排气门54与燃烧汽缸30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧汽缸30可以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可以经由相应的凸轮致动系统51和53由凸轮致动进行控制。凸轮致动系统51和53可以各自包括一个或多个凸轮，并且可以利用可通过控制器12操作以改变阀操作的凸轮轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。可以分别通过位置传感器55和57确定进气门52和排气门54的位置。在另选的实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门致动进行控制。例如，汽缸30可以另选地包括经由电动气门致动进行控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动进行控制的排气门。

所示燃料喷射器66直接耦接到燃烧汽缸30，用于与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接向汽缸30喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器66向燃烧汽缸30提供所谓燃料的直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧汽缸的侧面上或燃烧汽缸的顶部中。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料递送系统(未示出)递送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧汽缸30可以另选地或附加地包括通过某种配置被布置在进气道42中的燃料喷射器，该配置向燃烧汽缸30上游的进气口提供所谓燃料的进气道喷射。

进气道42可以包括充气运动控制阀(CMCV)74和CMCV板72，并且也可以包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，可以通过控制器12经由向节气门62包括的电动马达或致动器提供的信号改变节流板64的位置，这种配置可以被称为电子节气门控制(ETC)。以这种方式，可以操作节气门62以改变向燃烧汽缸30以及其他发动机燃烧汽缸提供的进气。进气道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于向控制器提供相应的信号MAF和MAP。

在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的点火提前信号SA，点火系统88可以经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，在具有或没有点火火花的情况下，可以以压缩点火模式操作发动机10的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室。

所示排气传感器126耦接到排气后处理装置70上游的排气道48。传感器126可以为用于提供排气空气/燃料比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽预排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热式EGO)、NO_x、HC或CO传感器。排气后处理装置70可以包括汽油微粒过滤器(GPF)和一个或多个排放控制装置，诸如耦接在一起或单独耦接的三元催化器(TWC)(下面参考图2更详细地说明)。在其他实施例中，一个或多个排放控制装置可以为NOx捕集器、各种其他排放控制装置或它们的组合。

控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、在该特定示例中被示为只读存储器芯片106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器108、不失效存储器110和数据总线。控制器12可以从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，除之前论述的那些信号以外，还包括：来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火拾取信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自压力传感器122的绝对歧管压力信号MAP。可以用表示可由处理器102执行的指令的计算机可读数据将存储介质只读存储器106编程，用于执行下面所述的方法及其变型。控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器以基于接收的信号和存储于控制器的存储器上的指令调整发动机操作。

图2示意地示出耦接到图1的发动机的排气系统200的详细视图。图1至图2示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果所示的元件彼此直接接触或直接耦接，那么此类元件可被分别称为直接接触或直接耦接。类似地，至少在一个示例中，被示为彼此邻接或相邻的元件可分别为彼此邻接或相邻的。作为示例，置放成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，彼此隔开定位而其间只有空间并且没有其他部件的元件可被如此称呼。作为又一个示例，被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧或在彼此的左边/右边的元件可相对于彼此如此称呼。进一步地，如图所示，在至少一个示例中，最高的元件或元件的最高点可被称为部件的“顶部”，并且最低的元件或元件的最低点可被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可相对于附图的竖直轴线并用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件竖直定位在其他元件上方。作为又一个示例，在附图内描绘的元件的形状可被称为具有那些形状(例如，诸如为圆形的、直线的、平面的、弯曲的、倒圆形的、斜切的、成角度的等)。进一步地，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。更进一步地，在一个示例中，被示为在另一元件内或被示为在另一元件外的元件可被如此称呼。

排气系统200包括排气道48和排气后处理装置70。排气后处理装置70包括安装在共同外壳中的三元催化剂204和汽油微粒过滤器206。根据本公开的一个实施例，TWC 204可以被定位在GPF 206上游，并且可以用来通过允许CO和碳氢化合物的催化氧化同时执行NOx的催化还原来减少排放。催化材料可以包括贵金属，诸如箔、钯和/或铑。然后，已经由经过TWC进行处理的排气可以在排出到大气中之前对微粒物质进行过滤。如本文所使用的，“上游”和“下游”可以相对于排气流的方向。例如，位于GPF 206上游的TWC 204包括从发动机接收排气并且使排气向GPF流动的TWC。

GPF 206可以由耐热多孔过滤器壁组成，该耐热多孔过滤器壁由陶瓷、金属纤维布或抑制微粒物质的路径但不完全封闭排气并使其通过多孔路径的其他材料和结构。更进一步地，所述结构可以以层次或层布置。从汽缸30的排气口排放的排气可以流到排气道48中，并且经过GPF，并且在该过程中，微粒物质可以被GPF沉积/过滤。GPF 206可以用来保留从发动机10排出的残留碳烟以减少排放。在一些示例中，保留的微粒可以进一步被氧化以在发动机操作期间执行的强制再生过程中产生CO₂。

虽然所描绘的实施例示出被定位在GPF 206上游的TWC装置204，但是在替代的实施例中，TWC或其替代物可以被定位在微粒物质过滤器下游。在更进一步的实施例中，过滤器基质可以包括包含一层或多层三元催化剂的催化涂层。

除汽缸30以外，排气道48还可以从发动机10的其他汽缸接收排气。多个传感器可以耦接到包括排气后处理装置70的排气系统。可以通过一个或多个温度传感器诸如位于排气后处理装置70下游的温度传感器216估计排气温度。另选地或附加地，可以基于发动机工况诸如转速、负荷、空气燃料比(AFR)、点火延迟等等推断排气温度。催化监测传感器(CMS)214可以连接在排气后处理装置70中TWC 204下游且在预催化氧传感器(诸如UEGO传感器126)下游，以监测TWC 204的转化效率。可以利用包括λ传感器或比例氧传感器的合适数量的排气传感器监测催化器性能。

差压(DP)传感器208跨GPF 206耦接到排气后处理装置70。根据本公开的实施例，DP传感器208经由上游软管210连接到GPF的上游侧，并且经由下游软管212连接到GPF的下游侧。上游软管210包括连接到DP传感器的第一端和连接到排气后处理装置中的GPF 206上游(和TWC 204下游)的第二端。下游软管212包括连接到DP传感器的第一端和连接到排气后处理装置中的GPF 206下游的第二端。

在第一实施例中，上游软管210可以包括被定位在上游排气的流动路径中的小的孔口226，使得孔口226可以充当机械低通过滤器，减小压力或排气流量变化并且因此引起来自DP传感器的平滑信号。上游软管中的孔口的存在可以稳定通常见于高排气流量条件下的上游压力波动，并且随后允许来自DP传感器的信号平稳。在第二实施例中，上游软管210可以包括流体地耦接到上游软管的气动阀228。在一个示例中，气动阀可以为经由由控制器控制的气动致动器提供的气动压力进行控制的主动阀。当打开时，气动阀228可以允许DP传感器208测量GPF上游的排气压力，并且当关闭时，可以阻挡GPF上游的区域与DP传感器的流体耦接，从而防止DP传感器测量GPF上游的压力。在第三实施例中，下游软管212可以包括流体地耦接的通风真空阀230。通风真空阀230可以耦接到下游软管，使得当通风真空阀处于第一位置时，流到下游软管中的排气可以经由通风真空阀230转到DP传感器以测量下游的排气压力。通风真空阀230的位置可以通过控制器12进行改变，其中控制器可以调整阀的位置以阻挡流到下游软管中的排气流。当被调整到第二位置时，通风真空阀可以阻挡下游的排气与DP传感器的流体耦接，并且可以进一步地允许DP传感器的下游端感测大气条件，从而模拟下游软管断开状态。作为一个示例，上文提及的一个或多个软管部件可以单独存在，或者可以组合地存在。例如，孔口和通风真空阀二者可以存在于排气系统中。在其他示例中，所有软管部件可以存在于排气系统中。在多于一个软管部件存在于排气系统中的示例中，如果利用所述部件中的一个(例如，如下面关于图9更详细地描述的气动阀)的诊断例程指示劣化，则可以通过另一诊断例程(例如，使用如下面关于图10更详细地描述的通风真空阀)确认下游软管的劣化。

虽然图2中上游软管210和下游软管212被示为各自耦接到排气后处理装置70，但是在一些示例中，上游软管210和下游软管212中的一个或多个可以耦接到排气道48。例如，下游软管212可以流体地耦接到GPF 206下游的排气道48，而不是流体地耦接到后处理装置70的外壳。

因此，差压传感器208观测跨GPF 206的上游压力和下游压力，并且DP传感器208的输出为差压。GPF 206的上游侧和下游侧之间的差压的增加与排气继续流过时累积于微粒过滤器中的微粒物质的相对量的增加有关。因此，控制器12可以被配置为基于DP传感器的输出估计累积于GPF 206中的微粒物质的量。在一些实施例中，绝对压力传感器(未示出)可以在排气道中的某个位置处耦接到微粒过滤器，以提供对微粒过滤器中生成的背压的估计和对过滤器负荷的估计。在还有的其他实施例中，压力传感器可以耦接到过滤器的上游和下游，并且过滤器负荷可以基于过滤器两侧的估计差压。在一些示例中，由DP传感器测量的差压还可以被可以耦接在微粒过滤器的上游和下游软管连接中的各种部件(诸如上述孔口)影响。

消音器220也被定位在排气装置70下游。消音器220可以在排气进入大气之前减小排气产生的声压的幅度。在经由消音器出口离开消音器以在途中经由排气系统的排气道48并且/或者尾管到达大气之前，排气可以经过消音器220内的一个或多个腔室或其他减小声音的结构。

排气系统200包括排气调谐阀218，该排气调谐阀218被控制为调节流经消音器220的排气的部分。排气调谐阀218被安装在排气系统200中排气装置70下游和DP传感器208下游，其中排气调谐阀218在平行通道224中耦接到消音器220。根据排气调谐阀218处于打开还是关闭位置，在某些条件下，经由内燃发动机10的排气系统排出的排气可以经过排气调谐阀218。在一个实施例中，当排气调谐阀218处于关闭位置时，排气可以仅通过经过排气系统200的排气道48和消音器220退出(例如，到大气)。当排气调谐阀218处于打开位置时，排气中的至少一部分可以绕过消音器220而经过图2所示的通道224。在一个示例中，排气调谐阀218的打开与关闭位置可以通过控制器12改变。控制器12可以从耦接到发动机10的各种传感器(诸如从耦接到排气装置70的传感器)接收信号和通信，并且相应地，可以致动排气调谐阀位置以调节经过消音器的排气的量。在其他示例中，排气调谐阀218可以为被动控制的阀，其保持关闭直到排气压力超过阈值为止，在该阈值点排气调谐阀可以打开。在一些示例中，排气调谐阀可被操作为部分打开或部分关闭，从而允许排气在离开进入大气之前部分地通过消音器并且部分地通过排气调谐阀传送并且传送到通道224中。

在发动机操作期间，排气从排气道48流到排气后处理装置70中。根据本公开的一个实施例，在排气后处理装置70中，排气首先经过用于去除CO、碳氢化合物和NOx的TWC204。催化传感器(诸如CMS 214)可以被定位在排气后处理装置70中TWC 204的下游以监测排气和/或TWC 204的效率，并且可以向控制器12发送信号。然后，排气可以朝向GPF 206前进，在GPF 206中将排气进行过滤以去除微粒物质污染物。随着时间推移，微粒物质可以在过滤器的壁上积聚，这可以增加背压，从而对燃料经济性造成负面影响。因此，以定期的间隔将微粒物质的该积聚物烧掉(例如再生)。由于排气的温度和GPF相对于发动机的紧密耦接的位置，GPF的再生可以相对有规律地发生而不必执行特定的再生例程。然而，在某些条件下或者由于某些驾驶循环(例如，市内驾驶)，微粒物质可以在GPF上累积，并且因此可以存在再生GPF的需要。例如，过滤器再生可以在车辆行驶里程的固定间隔处或在排气背压达到阈值时开始，该阈值可以基于差压传感器的输出达到所选输出来确定。本文中，差压传感器监测GPF上微粒物质的负荷，并且控制器可以响应于所述负荷达到阈值水平开始再生。为再生GPF，可以以富空气燃料比操作发动机，可以将还原剂喷射到排气中，并且/或者可以做出其他调整以烧掉累积的微粒物质。

差压传感器也可以用于检测GPF的劣化，其中跨GPF的压力下降受到流动的排气的体积和GPF上存在的微粒物质的负荷以及其他因素影响。因此，通过DP传感器208识别跨GPF的差压减小可指示GPF劣化。

根据本公开的实施例，可以使用图2所示差压传感器208诊断汽油微粒过滤器206的劣化，其中DP传感器208输出GPF 106上游和下游的排气压力的差。如图2所示，差压传感器108经由上游软管210连接到GPF 206的上游侧，并且经由下游软管212连接到GPF 206的下游侧。因此，差压传感器208观测跨GPF 206的上游压力和下游压力二者，然而DP传感器208的输出为差压(例如，δ压力)。在DP传感器的上游软管与排气道断开/解耦的事件中，DP传感器的输出降至某个阈值以下，指示软管断开，并且因此控制器识别排气系统中的缺陷(如图5所示并且下面更详细地说明的)。然而，在DP传感器的下游软管与排气道断开的事件中，控制器可能无法检测下游软管断开(如图5所示)，因为差压传感器的上游侧测量GPF上游的排气压力，而下游侧测量大气压力，并且因此差压传感器的输出可以模拟跨GPF的压力下降。

图5为描绘跨排气装置中的微粒过滤器耦接的差压传感器(例如诸如跨GPF 206耦接的DP传感器208)的输出的图表500。纵轴表示跨微粒过滤器的来自DP传感器208的差压输出，并且在纵轴箭头方向上示出差压的增加。横轴表示经由图2所示排气系统的排气体积流量。所述图表包括阈值线508，低于该阈值线508可以指示上游侧软管断开状态。曲线506示出在包括DP传感器的上游软管(例如，诸如上游软管210)与GPF断开的条件下作为排气体积流量的函数的差压。当上游软管断开时，上游软管打开端可以感测到大气条件。在此种情况下，下游软管仍然在下游端处连接到GPF，并且可以测量下游排气压力。因此，由DP传感器计算的差压可以示出差压，如图5中的所描绘的曲线506。在上游软管被断开时测量的差压(曲线506)可以比检测阈值508更低，并且因此可以容易地识别上游软管断开条件。

在某些条件下，DP传感器208的下游软管可以变为与GPF断开(例如，诸如下游软管212)，并且下游软管打开端可以感测大气条件。如曲线502所示，在此种条件下，DP传感器的输出将为上游的排气压力和下游的大气压力(来自打开端)的差。当在发动机操作期间通过排气系统200的排气流量体积增加时，在下游软管断开的情况下测量的差压也相应地增加。曲线504示出了作为包括DP传感器的完整下游软管的排气系统中的排气体积流量的函数的差压。曲线502可能至少在较低排气质量流量下与曲线504无法区分，使得可能无法基于DP传感器的差压输出区别下游软管断开与完整的下游软管。当下游软管被连接时，微粒过滤器上游的排气压力超过下游排气压力(例如，诸如曲线504所示)，并且在下游软管变为断开的示例中，上游排气压力仍然超过下游压力(例如，诸如曲线502所示)。因此在两个示例中，差压输出高于检测阈值508。因此，图5示出下游软管断开状态可能无法在所有条件下容易地识别出。

如前文所说明的，一些发动机系统可以在排气道中包括排气调谐阀，诸如图2的排气调谐阀218。排气调谐阀218在排气装置70和DP传感器208二者下游，在平行于消音器220的排气道224中被安装在排气系统200中。根据排气调谐阀218处于打开还是关闭状态，排气可以经过排气调谐阀218。在一个示例中，排气调谐阀218的打开与关闭位置可以由控制器12根据发动机工况进行改变以允许期望的噪声级。

在DP传感器的下游软管变为与包括排气调谐阀218的排气道断开/解耦的事件中，在排气调谐阀218处于关闭位置(例如，部分关闭或完全关闭)时的条件下，DP传感器可能无法检测如图6所示的下游软管断开。

图6示出的图表600描绘了不同排气系统条件下作为排气流量体积的函数的差压。线602示出在包括清洁的GPF(例如，新的和完整的GPF)的排气系统中测量的差压。线604示出在排气调谐阀完全关闭并且下游软管断开的情况下在缺失GPF的排气系统中测量的差压。线608示出在完全打开排气调谐阀并且下游软管断开的情况下在缺失GPF的排气系统中测量的差压。线610示出在缺失GPF(但是下游软管为完整的)的排气系统中测量的差压。线606指示跨GPF的阈值差压，低于该阈值差压时由于DP传感器的上游软管连接和下游软管连接测得相同的压力(例如由于缺失过滤器导致的自由流动的排气)因而可以识别出缺失GPF(例如，如线610所示)。相比之下，线602示出清洁的和正常工作的GPF，其中由于上游软管连接观察到上游排气压力可以高于由DP传感器的下游软管连接测量的下游排气压力而具有较高差压。

线604示出，在缺失GPF的排气系统中，如果DP传感器的下游软管连接变为断开并且排气调谐阀处于完全关闭位置，则缺失的GPF可为不可检测的。当排气调谐阀被完全关闭时，引入到排气系统中的背压可以被上游软管连接测量为上游压力，而断开的下游软管测量大气条件。进一步地，在此种条件下测量的差压(例如线604示出在下游软管断开并且排气调谐阀完全关闭的情况下缺失GPF)可以与在排气系统中工作的清洁的GPF(例如线602)无法区分，并且可以位于检测阈值606之上。

然而，线608示出，如果排气调谐阀被完全打开，则可以检测到下游软管断开的缺失GPF。当排气调谐阀被完全打开时，上游软管连接由于缺失GPF而测量自由流动的排气，并且下游断开的软管连接观察大气条件。线608示出，在此种状况下由DP传感器测量的差压低于阈值606，并且因此当排气调谐阀完全打开时可以检测到下游软管断开情况下的缺失GPF。因此，根据本文所公开的和下面关于图3、图4、图8、图9和图10更详细地描述的实施例，可以通过执行包括调整排气调谐阀位置的侵入式测试并且/或者通过执行被动测试来测试跨GPF的下游软管连接的劣化。在具有GPF和DP传感器的排气系统中，如果DP传感器的下游软管变为断开或劣化并且下游的排气调谐阀处于关闭位置，则由于DP传感器的上游端测量上游排气压力和来自关闭的排气调谐阀的背压，同时下游的断开软管可以测量大气条件，所以可以测得高于阈值的差压(参见图6)。如果将排气调谐阀调整至打开位置，则由于DP传感器的上游端测量上游排气压力并且下游断开的软管可以测量大气条件，同时通过打开排气调谐阀减轻背压，所以可以测得低于阈值(参见图6)的差压。因此，通过将排气调谐阀位置从关闭向打开调整并且测量在两个位置处的差压，差压变化可以指示下游软管断开状态。在一个示例中，可以将排气调谐阀位置从关闭向打开调整以测量差压，并且在第二示例中，可以将排气调谐阀位置从打开向关闭调整并测量差压。

然而，下游软管断开可以需要区别于劣化的微粒过滤器。图3示出用于诊断微粒过滤器的方法，其中是否执行诊断例程的决定基于下游软管是否劣化。图4示出示例流程图，其示出如何可通过将排气调谐阀从关闭向打开调整的侵入式测试检测下游软管断开以及如何区别下游软管断开与微粒过滤器劣化状态。图8至图10示出示例流程图，其示出在排气系统中存在被动排气调谐阀时用于检测下游软管的劣化的方法。

现在转到图3，示出了用于依照本公开诊断微粒过滤器(诸如GPF 206)的劣化的方法300。用于执行方法300和本文包括的其余方法的指令可以由控制器12基于存储于控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1至图2描述的传感器，例如，DP传感器208)接收的信号执行。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器(例如耦接到排气调谐阀218并且被配置为调整排气调谐阀218的位置的致动器)以根据下面所描述的方法调整发动机操作。

在302处，所述方法包括估计和/或测量发动机工况。例如，这些可以包括发动机转速、扭矩需求、升压水平、发动机温度、排气温度、气压、燃料辛烷含量、燃料成分(例如，燃料醇含量)、微粒过滤器负荷等等。估计发动机工况可以附加地包括确定噪声操作模式，可以根据操作者的偏好设定该噪声操作模式。例如，操作者可以进入用户输入(例如，经由通信地耦接到控制器的触摸显示器或其他输入机构)，选择期望的噪声模式，诸如安静、音轨(track)、正常等等。

在304处，所述方法包括在发动机操作期间依照设定的噪声模式调整排气调谐阀，诸如排气调谐阀218。在一个示例中，控制器可以基于使用输入为发动机工况(例如发动机转速、负荷)并且输出为排气调谐阀的相对打开或关闭的查找表(例如，对所选择的噪声模式专用)进行的计算以调整排气调谐阀218的打开和关闭。例如，在低速和发动机怠速条件下，排气调谐阀可关闭，而在高速发动机条件下，排气门可以被调谐至打开位置。

作为另一示例，排气调谐阀可以为电子排气调谐阀，并且可以由操作者根据操作者的偏好直接进行设定。另外，可以采用预设策略，诸如可以基于操作者的偏好和驾驶习惯自动调谐(例如，打开和关闭)电子排气调谐阀。

例如，在其他示例中，排气调谐阀可以为被动阀，其在排气压力超过阈值时自动(例如，在没有来自控制器的命令的情况下)打开。

在306处，方法300确定是否满足微粒过滤器诊断条件。微粒过滤器诊断条件可以包括过滤器的微粒物质负荷处于期望范围内、微粒过滤器的温度低于阈值、稳定状态发动机操作(例如，其中排气质量流量和进气节气门位置各自改变小于阈值量)、从先前的诊断例程完成以来已经过去预定的时间量等等。如果未满足微粒过滤器诊断条件，那么方法300移动至308，并且等待执行过滤器诊断例程直到已经满足诊断确定的条件为止。然而，如果满足诊断条件，则方法300前进至310以确定连接微粒过滤器的下游软管是否已经劣化/与排气道断开。在一个示例中，可以根据图4的方法诊断下游软管劣化/断开，下面将更详细地说明该方法。简而言之，根据图4的方法，下游软管劣化或断开可以通过在排气调谐阀打开的条件期间和在排气调谐阀关闭的条件期间监测跨GPF的差压来进行识别。通过将排气调谐阀从关闭向打开调节，使用差压传感器(诸如DP传感器208)的输出的差压测量值可以指示GPF的下游软管与排气道断开。在其他示例中，可以根据下面关于图8至图10详细地说明的图8、图9和/或图10的方法诊断下游软管劣化/断开。例如，在采用被动排气调谐阀的车辆系统中，可以在改变排气流量条件(例如，松加速器踏板)期间监测跨GPF的差压，以检验排气道中GPF的下游软管连接。

如果图4的方法400、图8的方法800、图9的方法900和/或图10的方法1000指示下游软管断开，那么方法300移动至312，并且尽管满足微粒过滤器条件，但是不执行PF诊断例程。进一步地，响应于下游软管断开的指示，可以调整一个或多个发动机参数以减小发动机排出微粒物质负荷，诸如火花正时、燃料喷射量和扭矩限制。如先前所描述的，PF诊断例程依赖排气道中跨GPF耦接的DP传感器的输出。DP传感器输出的可靠性进一步地取决于和排气道连通的上游软管连接和下游软管连接。如果图4的方法400、图8的方法800、图9的方法900和/或图10的方法1000指示下游软管断开，那么可导致对PF功能的不可靠的诊断，并且因此可以延迟PF的诊断直到下游软管连接恢复为止。

回到310，当310处的答案为否(例如，在未指示下游软管断开时)，方法300前进至314以测量跨GPF的差压。跨GPF测量的差压为差压传感器的输出，并且依赖于PF劣化的确定，并且在一些示例中仅在使用图4、图8、图9和/或图10的方法检验到排气道的下游软管连接之后可以进行取样。在316处，方法300确定跨GPF测量的差压是否不同于预期的压力。预期的差压可以为在GPF存在并且按期望进行操作的情况下预期观察到的差压的范围。例如，预期的差压可以包括从下限压力到上限压力的压力范围，在低于下限压力的情况下，GPF可以为缺失，并且在高于上限压力的情况下，GPF可以被堵塞、阻塞或以其他方式具有大于预期并且因此指示GPF可能劣化的微粒物质积聚。如果发现由DP传感器输出的差压等于跨GPF的预期压力(例如，在预期压力的范围内)，那么方法300移动至318，并且结果为认定PF未劣化。方法300然后返回。

另一方面，如果差压不等于排气道中的预期压力(例如，如果差压超出预期压力的范围)，则在已经检验下游软管连接之后，微粒过滤器可能劣化。因此，方法300前进至320以提供GPF劣化的指示。GPF劣化的指示可以包括向操作者输出GPF劣化的通知，诸如通过激活指示器灯和/或设定诊断代码。进一步地，响应于GPF劣化的指示，可以调整一个或多个发动机操作参数以减小发动机排出微粒物质负荷，诸如点火正时、发动机输出、升压压力等等。方法300然后返回。

图4为流程图，其示出用于诊断下游软管连接的方法400，其中下游软管(诸如图2的下游软管212)将差压传感器(诸如传感器208)流体地耦接到微粒过滤器(诸如GPF 206)下游的排气部件。在402处，所述方法包括估计和/或测量发动机工况。例如，发动机工况可以包括发动机转速、扭矩需求、升压水平、发动机温度、排气温度、气压、燃料辛烷含量、燃料成分(例如，燃料醇含量)、微粒过滤器负荷等等。在404处，所述方法确定是否已经满足诊断测试的一个或多个进入条件，诊断测试检验下游软管与排气装置中的GPF的连接。诊断测试的进入条件可以为一组预先限定的发动机工况，该发动机工况必须全部满足以便使方法400进一步进行，并且可以包括空气质量处于期望的测试范围内、如由质量空气流量变化小于阈值限定的稳定状态条件、不存在排气调谐阀故障、没有排气压力传感器故障、排气足够暖以进行测试(如由温度传感器诸如传感器216测量的催化剂温度所推断的)、测试还未在当前行程期间执行(例如每个行程一次)、发动机冷却剂温度高于阈值、满足诊断尝试之间的等待时期(例如没有快速重复排气调谐阀诊断)、车速大于最小速度阈值、车速不在通过噪声测试范围内、踏板位置未处于节气门全开处以及车辆未处于减速燃料切断阶段。在一个示例中，存储介质只读存储器106可以被编程有可由处理器102执行以检验是否满足诊断测试所需的进入条件的指令。如果未满足所有进入条件，那么方法400移动至406以继续保持当前发动机工况。在其他示例中，不是所有进入条件必须被满足才继续进行，例如可以满足进入条件的子集。保持当前工况可以包括基于所选择的噪声模式继续调整排气调谐阀(诸如阀218)。保持当前工况可以进一步包括基于来自差压传感器的输出监测微粒过滤器负荷。方法400然后返回。

然而，如果在404处满足进入条件的子集或所有进入条件，则方法400继续进行以开始用于检查跨GPF耦接的DP传感器的下游软管连接的侵入式诊断测试。在408处，方法400开始排气调谐阀打开阶段，其包括在410处完全打开排气调谐阀。一旦排气门完全打开，在412处，所述方法就包括计算差压传感器的输出的移动平均数。在一个示例中，移动平均差压输出可以包括由控制器计算的随时间推移累积的数据的不同子集的一系列平均数。在另一示例中，移动平均数可以为DP传感器的所有存储的数据输出的累积移动平均数，所有存储的数据输出可以考虑DP传感器的每个新输出数据并可以进一步计算直到当前时间的所有数据的平均数。在又一示例中，计算的平均数可以为非移动平均数，其可以涉及在侵入式测试时获得的分立数据。如本文所述的，排气调谐阀的打开位置可以操作为使排气旁通系统允许排气经由消音器和排气调谐阀二者流到大气中。因此，排气调谐阀的打开位置也可以用来减轻排气系统200中的任何积聚的背压。排气调谐阀可以仅在规定的持续时间内保持打开，以允许确定的平均压力输出，并且一旦打开测试持续时间期满，方法400前进以在414处将阀关闭从而结束排气调谐阀的打开阶段。在其他示例中，一旦打开阶段期满，就可以使排气调谐阀返回以基于所选择的噪声模式进行控制(例如，阀可以返回到部分打开位置)。

在418处，方法400开始排气调谐阀关闭阶段，其包括在420处完全关闭排气调谐阀。在一些示例中，例程的打开阶段可以直接转换为关闭阶段(例如，打开阶段一结束，关闭阶段就可以开始)。在其他示例中，关闭阶段可以与打开阶段间隔一定持续时间。在更进一步的示例中，关闭阶段可以在打开阶段之前开始。

在排气门完全关闭之后，所述方法包括在422处计算差压传感器的输出的移动平均数。如前面所述的，排气调谐阀的关闭位置可以将排气旁通系统密封，并且排气可以仅经由消音器220离开以进入大气中。由于排气的受限的流量，排气调谐阀的关闭位置可以进一步在排气系统200中积聚背压。该背压可以通过DP传感器进行测量，并且当在排气门处于关闭位置的情况下通过移动平均数计算差压输出时可以考虑该背压。排气调谐阀可以仅在规定的持续时间内保持关闭以允许确定的平均压力输出，并且一旦测试持续时间期满，方法400前进以在424处打开阀从而结束排气调谐阀的关闭阶段。

在426处，方法400计算在412和422处获得的DP传感器输出的打开移动平均数和关闭移动平均数之间的差。在一个示例中，所述差可以为绝对值，使得评估两个平均差压之间的差，并且差的方向性可以省去。在428处，方法400确定是否发现计算的差压(例如，在给定时间，排气调谐阀的打开与关闭阶段期间DP传感器的移动平均数之间的差)大于阈值。428处提及的阈值可以指示DP传感器的输出取决于发动机工况，并且可以进一步表示压力值，超过该压力值就指示下游软管连接发生劣化。如果在428处未发现计算的差压大于阈值，那么方法400在430处认定下游软管为完整的并且连接到GPF 206下游的排气装置/排气道。方法400然后返回。

然而，如果在428处发现计算的差压大于阈值，那么方法400移动至432，并且将DP传感器的下游软管诊断为与排气系统断开。如上面关于图3所说明的，下游软管被断开可以使精确的微粒过滤器诊断模糊。因此，至少在一些示例中，响应于下游软管被断开的指示，可以调整发动机操作参数以减少发动机排出微粒物质，从而降低微粒过滤器上的微粒负荷。可以调整的发动机操作参数包括火花正时、燃料喷射量、发动机扭矩限制和/或其他操作参数。方法400然后返回。

上述方法400包括用于跨GPF 206的下游软管连接的诊断测试，其为可以包括可以由控制器12控制的侵入式阀致动的侵入式诊断测试。侵入式阀致动可以包括将排气调谐阀命令至完全打开或完全关闭位置，而不管将如何以其他方式控制排气调谐阀。在另一示例中，所述诊断可以在某些发动机工况期间通过控制器12控制经由非侵入式测试完成。例如，作为基于所选择的噪声模式的排气调谐阀控制的一部分，在将排气调谐阀命令至完全打开的发动机工况期间控制器可以监测差压。控制器还可以在作为基于所选择的噪声模式的排气调谐阀控制的一部分的将排气调谐阀命令至完全关闭的发动机工况期间监测差压。然后可以确定监测的差压之间的差以确定下游软管是否连接。

现在参考图7，示出了示例操作序列700，该示例操作序列示出通过DP传感器(例如，诸如图2所示的传感器208)和排气调谐阀(例如，诸如图2所示的排气调谐阀218)对发动机操作进行的侵入式诊断测试。侵入式测试可以通过将排气调谐阀位置从完全打开向完全关闭调节并且从DP传感器获得在两个阀位置处的差压输出来检测下游软管断开。侵入式测试时期由阀打开时期(0至t1)和阀关闭时期(t1至t2)组成，并且基于对这些时期期间获得的差压输出进行的比较，可以推断软管断开状态。

图7示出排气调谐阀的不同位置期间、在随时间推移的稳定状态条件(例如恒定排气流率)期间DP传感器的差压输出。横轴(x轴)表示时间，并且竖直标记t1至t2表示发动机操作期间排气门打开和关闭持续时间。来自顶部的第一曲线示出随时间推移的排气质量流量(线702)，其在包括排气调谐的打开和关闭持续时间的侵入式测试时期期间保持相对恒定。第二曲线(线704)表示随时间推移的排气调谐阀位置(例如，0至t1期间完全打开以及t1至t2期间完全关闭)。第三曲线示出差压，其可以在侵入式测试时期期间由DP传感器测量。虚线708描绘了在下游软管为完整的/被连接时可以观察的差压测量值，并且实线708示出在下游软管连接被断开时测量的差压。

如从第三曲线中的线708可见的，当DP传感器的下游软管连接为完整的时，来自DP传感器的差压输出不响应于排气调谐阀从完全打开向完全关闭位置移动而发生变化。然而，如曲线706所示，当下游软管被断开并且将排气调谐阀位置从完全打开向完全关闭移动时，引入到系统中的背压引起DP传感器在时间t1之后测量的差压的增加。因此，在下游软管被断开的排气调谐阀关闭位置期间(例如在t1至t2期间)，与下游软管被连接(例如线708)时相比较，观察到更高的差压(例如线706)。这是因为当下游软管被连接时，由关闭排气调谐阀引起的增加的背压也被差压传感器的下游侧测得，从而引起差压发生最小变化或不发生变化。相比之下，当下游软管被断开时，由差压传感器的上游侧测得的增加的背压相对于大气压力，大气压力在排气调谐阀关闭时不发生变化。

如前面在图4中所论述的，检查下游软管连接的侵入式诊断测试可以包括排气调谐阀打开阶段和排气调谐阀关闭阶段。通过将排气调谐阀从完全打开向完全关闭位置调整，如果差压增加(例如，DP传感器从t1至t2的输出与DP传感器从0至t1的输出相比较)，那么可以推断下游软管断开条件。

如先前所述，排气调谐阀可以为主动控制的排气调谐阀。在其他示例中，排气调谐阀可以为可以由排气装置中的受载弹簧控制的被动排气调谐阀，使得高排气流压力可以使阀打开，而低排气流压力可以使阀保持关闭。

在包括GPF和DP传感器的排气系统(诸如上面关于图2所述的系统)中，如果DP传感器的下游软管变为断开并且下游排气调谐阀为被动的并保持于关闭位置中，则下游软管断开可能需要进行检测并与劣化的微粒过滤器区别开。在排气调谐阀关闭并且下游软管断开或劣化的情况下，增加的排气背压可以由调谐阀的关闭引起，并且可以被DP传感器的上游软管感测，然而差压传感器的下游软管可以感测大气压力。结果，当排气调谐阀关闭并且下游软管被断开时，甚至当GPF缺失或发生劣化时，DP传感器可以测量差压的增加，这可以模拟在存在完整的、未劣化的GPF时由DP传感器测量的压力下降。图8至图10描绘了在不主动调整排气调谐阀的情况下(例如在采用被动排气调谐阀的排气系统中)如何可以检测下游软管断开的示例流程图。通过使用另选方法响应于如何将差压输出与阈值进行比较来指示跨微粒过滤器耦接的软管的劣化，如图2所示，在上游软管包括孔口、气动阀定位在上游软管中和/或通风真空阀流体地耦接到下游软管的情况下由DP传感器测量的排气流压差可以用于检验下游软管连接。

图8示出流程图，其示出用于诊断容纳差压传感器的下游软管的劣化的方法800，其中上游软管具有小孔口(诸如图2中的孔口226)。方法800描述了利用上游软管连接中的孔口226的非侵入式测试。孔口226可以用作机械式低通过滤器，减小排气压力或流量脉动，并且因此引起来自DP传感器的更平滑的信号。进一步地，在排气质量流量发生变化时，所述孔口可以引起在差压传感器的上游侧观察到延迟的或更小的压力变化。在802处，所述方法包括确定发动机工况。例如，发动机工况可以包括发动机转速、扭矩需求、升压水平、发动机温度、排气温度、气压、燃料辛烷含量、燃料成分(例如，燃料醇含量)、微粒过滤器负荷等等。在804处，所述方法包括确定是否已经满足诊断测试的一个或多个进入条件，诊断测试检验下游软管到排气装置中的GPF的连接。诊断测试进入条件可以为一组预先限定的发动机工况，所述发动机工况必须全部满足以便使方法800进一步进行，并且可以包括空气质量在期望的测试范围内、如通过小于阈值的质量空气流量变化限定的稳定状态条件、不存在排气调谐阀故障、没有排气压力传感器故障、排气足够暖以进行测试(如由温度传感器诸如传感器216测量的催化剂温度所推断的)、发动机冷却剂温度高于阈值、车辆未处于减速燃料切断阶段等等。在一个示例中，存储介质只读存储器106可以被编程有可由处理器102执行以检验是否满足诊断测试所需要的进入条件的指令。如果未满足进入条件，那么方法800移动至806以继续保持当前发动机工况。在其他示例中，不是所有进入条件必须满足才可以继续进行，例如可以满足进入条件的子集。保持当前工况可以包括继续操作处于关闭位置(如果排气流量相对低并且因此压力相对低)或打开位置(如果排气流量相对高并且因此压力相对高)的被动排气调谐阀218。保持当前工况可以进一步包括基于来自差压传感器的输出来监测微粒过滤器负荷。

然而，如果在804处进入条件被确定为满足，那么方法800前进以开始用于检查跨GPF耦接的DP传感器的下游软管连接的诊断测试。在808处，方法800测量作为差压传感器的输出的差压P1。在一个示例中，差压传感器的差压输出数据可以被控制器接收，并且累计为随时间推移而取得的一组离散的压力读数。在810处，方法800确定检测到质量空气流量减小。空气流量减小可以由于操作者请求的扭矩变化诸如由于松加速器踏板事件而发生。可以通过改变节气门位置使空气流量减小，其中节气门62可以被操作以改变向燃烧汽缸30提供的进气。在一个示例中，空气流量可以通过质量空气流量传感器120和/或歧管空气压力传感器122进行测量，质量空气流量传感器120和/或歧管空气压力传感器122可以向控制器12提供MAF和MAP数据以计算质量空气流量减小是否已经发生。另选地，质量空气流量可以作为歧管温度、歧管压力、节气门面积等等的函数进行计算，并且质量空气流量减小通过控制器12进行计算。

在810处，如果控制器确定不存在空气流量减小(或者空气流量的减小小于阈值量)，那么方法800返回至806以继续保持当前发动机工况。然而，如果在810处确定空气流量减小，那么方法800移动至812以测量作为差压传感器的输出的差压P2，其中P2为在空气流量减小发生之后由差压传感器测量的差压。在空气流量减小期间可以取得多于一个压力读数。在814处，方法800计算例如一段时间内的差压传感器输出的变化率，差压的变化率可以通过确定作为时间“t”的函数的P2和P1(以及进一步的压力测量值)的差进行计算。在示例中，在814处确定的变化率可以为绝对变化率。

在816处，方法800然后确定差压的变化率是否小于阈值。在816处提及的阈值可以为如果下游软管被连接则将预期的变化率。当车辆诸如在松加速器踏板事件期间经历MAF减小时，完整的上游和下游软管连接将引起DP传感器感测在DP传感器上游侧和下游侧二者处的压力减小。然而，由于上游软管中的孔口，所以差压传感器的上游侧将被暴露以比差压传感器的下游侧更慢的速率改变排气压力。在这种条件下，差压的变化率将短暂增大，并且然后将减小，并且因此将高于在816处提及的阈值。

因此，如果在816处未发现计算的差压变化率小于阈值，那么方法800在818处认定下游软管为完整的并且连接到GPF下游的排气装置/排气道。方法800然后返回。

然而，发现在减小的MAF下计算的差压变化率小于阈值，则其可以为上游压力减小(由于在松加速器踏板事件期间减小MAF)而下游软管连接由于下游软管被断开而记录大气压力的结果。因此，如果在816处发现计算的差压变化率小于阈值，那么方法800移动至820，并且将DP传感器的下游软管诊断为与排气系统断开。方法800然后返回。

现在参考图11，示出了图表1100，其描绘了跨排气装置中的微粒过滤器耦接的差压传感器的输出，其中孔口位于上游软管中。描绘的两个曲线是按时间校准，并且同时发生。横轴(x轴)表示时间，并且竖直标记t0至t2指示时间，在该时间期间经历了发动机操作期间的排气质量流量变化。来自顶部的第一曲线示出可以由DP传感器测量的差压，其中上游软管连接包括孔口226。虚线1104描绘了当下游软管为完整的/连接到排气系统时可以观察到的差压测量值，而实线1102示出在下游软管连接被断开时测量的差压。

第二曲线示出发动机操作期间的排气质量流量变化。在t0至t1期间发动机可以以高排气流量操作。在时间t1处，质量空气流量变化可以发生(例如，松加速器踏板事件)，引起在t1至t2期间观察到如线1106所描绘的减小的排气流量。

在高排气流量条件期间，上游和下游软管连接二者完整时可以暴露于可以通过DP传感器进行测量的高排气压力(例如t0至t1期间的线1104)。在时间t1处，可以经历通过排气系统的质量排气流量变化，诸如在松加速器踏板事件期间，松加速器踏板事件可以仅使下游压力快速减小，而上游压力由于限制/孔口使上游管线的减压变慢而缓慢地响应。因为DP传感器输出差压，所以如t1至t2期间的线1104所示，在给定完整的软管连接的每次减速的情况下，减小排气流量可以产生差压的短暂增加。然而，在下游软管被断开时的高排气流量条件期间，上游软管连接可以观察到高上游排气压力，而下游软管连接可以连续感测大气压力，从而产生t0至t1期间来自DP传感器的差压输出(线1102所示)。在时间t1处，质量排气流量减小使通过排气系统的总排气流量降低，引起上游软管连接中上游压力减小，而下游软管继续感测大气压力。在这种情况下DP传感器的差压输出如线1102在时间t1至t2期间所示减小，以反映传感器的上游侧处的总排气流量降低。因此，在减小排气流量条件期间测量的差压变化率的比较可以检测下游软管断开。换句话说，如果发现在t1至t2处测量的DP输出与在t0至t1处测量的DP输出的差小于压力变化阈值率，则可以如先前在图8的816处所述将下游软管指示为断开。相比之下，如果差压变化率增大并且然后减小，则将下游软管指示为连接。

在下游软管诊断例程(例如，图8的方法800)期间，可以在各种时间处收集来自差压传感器的输出并进行分析以确定下游软管是否被断开。在一个示例中，可以在图11的时间t1处获得来自差压传感器的输出，其表示在开始松加速器踏板事件处的第一压力测量值(例如，P1)(例如，排气质量流量开始减小就进行测量)，以及在t1之后的时间点诸如t2处获得来自差压传感器的输出。进一步地，在一些示例中，可以在t1和t2之间的一个或多个时间点处获得来自差压传感器的输出，并且可以计算从t1至t2的差压的变化率。用于监测差压变化(或差压变化的缺乏)的其他机制是可行的，诸如从t1至t2的平均压力。然后将该差压变化与阈值进行比较，在一个示例中该阈值可以基于在下游软管被连接的情况下差压的预期变化，或者可以基于在下游软管被断开的情况下差压的预期变化。例如，如上面所说明的，如果下游软管被断开，在松加速器踏板事件期间差压将仅减小。因此，如果观察到差压的任何增加然后减小，则可以将软管指示为连接的。在更进一步的示例中，在软管被连接的情况下预期的差压变化可以基于松加速器踏板的时间处差压的暂时增加和排气质量流量变化来确定，并且测量的差压变化可以与预期变化进行比较，并且如果测量的差压变化在预期的差压变化的阈值范围内，则可确定软管被连接。

以这种方式，通过在发生MAF变化时监测跨GPF的差压，DP传感器的输出的单方向变化可以指示下游软管被断开，而DP传感器的输出的方向的二次变化(例如，先增大然后减小)可以指示软管被连接。

图9示出流程图，其示出用于诊断容纳差压传感器的下游软管的劣化的额外的或另选的方法900，其中上游软管具有主动气动阀。方法900描述了利用被定位于DP传感器和排气道之间的上游软管中的主动气动阀(例如气动阀228)的侵入式测试。在902处，所述方法包括确定如先前参考图8所述的发动机工况。在904处，所述方法确定是否已经满足诊断测试的一个或多个进入条件，诊断测试检验下游软管到排气装置中的GPF的连接。诊断测试进入条件可以为一组预先限定的发动机工况，该发动机工况必须满足以便使方法900如先前参考图8所述进一步地前进的，例如进入条件可以包括通过排气系统的高排气流量。在一个示例中，存储介质只读存储器106可以被编程有可由处理器102执行以检验是否已经满足诊断测试所需的进入条件的指令。如果未满足进入条件，则方法900移动至906以继续保持当前发动机工况。保持当前工况可以包括继续操作处于关闭位置(如果排气流量相对低并且因此压力相对低)或打开位置(如果排气流量相对高并且因此压力相对高)的被动排气调谐阀(例如，阀218)。保持当前工况可以进一步包括基于来自差压传感器的输出来监测微粒过滤器负荷。

在904处，如果进入条件被确定为满足，那么方法900前进以开始用于检查跨GPF耦接的DP传感器的下游软管连接的诊断测试。在908处，方法900将上游软管中的气动阀保持在打开位置中。气动阀可以为可以由如先前在图2中所述的控制器气动地控制的主动阀。在910处，方法900测量作为差压传感器的差压输出的P1。在一个示例中，压力P1可以反映在预定时间间隔处取得的差压传感器的差压输出的多于一个绝对测量值(例如，多个压力测量值的平均数)，并且可以存储于控制器的存储器中。在912处，方法900确定是否检测到质量空气流量变化，例如松加速器踏板事件。在一个示例中，可以通过发动机10的各种传感器(诸如质量空气流量传感器120和/或歧管空气压力传感器122)测量空气流量。另选地，质量空气流量可以被计算为歧管温度、歧管压力、节气门面积等等的函数，并且可以通过控制器12计算质量空气流量变化。在912处，如果控制器确定不存在空气流量变化，那么方法900回到906以继续保持当前发动机工况。然而，如果在912处确定空气流量变化，那么方法900移动至914以关闭上游软管中的气动阀。在关闭时气动阀捕集气动阀和DP传感器之间的上游排气。因此，DP传感器在上游侧上测量恒定压力。在916处，方法900测量作为差压传感器的差压输出的差压P2。在一个示例中，压力P2可以为在关闭气动阀之后的限定的时间段内取得的来自DP传感器的一组绝对差压值。在其他示例中，压力P2可以为在关闭气动阀之后的预定时间处取得的DP传感器的差压输出的绝对值。在918处，方法900计算气动阀调整之后差压传感器输出的变化。例如，计算测量的差压P2(例如在气动阀关闭之后在某个时间取得或在限定的时间段内测量的DP传感器的差压输出的绝对值)与测量的差压P1(例如当气动阀打开时刚好在确定空气流量发生变化时之前测量的差压传感器的绝对差压输出)的差。在一些示例中，根据从关闭气动阀以来经过的时间量，可以从DP传感器获得气动阀关闭之后测量的压力P2的值的范围。因此，在一个示例中，在918处，方法900可以通过计算在限定的时间段测量的P2和在气动阀打开时空气流量发生变化之前测量的P1的各种绝对值的差，来计算DP传感器输出的变化。

在920处，方法900然后确定计算的差压变化是否大于阈值。920处提及的阈值可以为在下游软管被断开的情况下将预期的变化。在打开时气动阀允许DP传感器测量GPF上游的排气压力，并且在关闭时气动阀阻挡GPF上游的排气流量和DP传感器之间的流体连接并将上游排气捕集在气动阀和DP传感器之间。因此，DP传感器测量上游侧上的恒定压力，而在下游侧上，如果DP传感器的下游软管连接为完整则DP传感器可以测量减小的下游排气压力(例如，由于松加速器踏板条件)。因此，在气动阀关闭的情况下从高排气流量条件向松加速器踏板条件的变化将引起差压超过阈值，这将下游软管指示为完整的和连接的。因此，如果在920处发现计算的差压变化(P2-P1)大于阈值，那么方法900在922处认定下游软管为完整的并且连接到GPF 206下游的排气装置/排气道。方法900然后返回。

相比之下，如果下游软管被断开并且DP传感器在下游侧上正在测量大气压力，其中上游侧测量恒定压力，则由于MAF的变化(例如松加速器踏板)的压力的总变化将引起差压输出变化比阈值更小，因为上游压力测量值和下游压力测量值二者将在气动阀关闭之后保持恒定。因此，如果在920处差压变化被确定为不大于阈值，那么方法900移动至924，并且将DP传感器的下游软管诊断为与排气系统断开。方法900然后返回。

以这种方式，通过监测车辆系统中的差压并通过主动控制上游软管中的气动阀的打开和关闭，可以诊断下游软管断开。

图12示出可以在执行方法900期间观察到的操作参数的示例图示1200。图示1200包括示出差压(例如作为差压传感器208的输出)的曲线、示出排气质量流量的曲线和示出气动阀位置(例如，阀228的位置)的曲线。对于每个曲线，时间沿x轴描绘，并且每个操作参数的相应值沿y轴描绘。对于差压和排气质量流量曲线，相应的操作参数的值在箭头方向上增加。

在时间t1之前，排气质量流量相对高，如线1206所示。气动阀打开，如线1208所示，引起差压传感器的上游侧暴露于GPF上游的排气流量/压力。如果下游软管被断开，则由于GPF上游的排气压力高于大气压力，差压测量值可以相对高(或至少大于零)，如实线1202所示。当软管被连接时，由于上游侧和下游侧二者均暴露于类似的压力(然而，根据GPF上的负荷，可以存在较小或较大的跨GPF的压力下降，其可以引起差压如图所示为相对小或者为相对较大)，所以测得相对低的差压(如虚线1204所示)。

在时间t1处，松加速器踏板事件发生，使排气质量流量减小。响应于排气质量流量减小，气动阀在时间t1之后关闭。因此，排气被捕集于阀和差压传感器的上游侧之间，并且结果差压传感器的上游侧测得恒定的压力。相比之下，如果下游软管被连接，则下游侧被暴露于减小的排气压力。因此，如线1204所示，至少在时间t1和t2之间，差压传感器的差压输出将发生变化(如图所示，差压增加，因为随着排气质量流量在松加速器踏板期间减小，气动阀后捕集的排气处于比GPF下游的排气压力更高的压力)。

如果下游软管被断开，则在气动阀关闭之后，差压传感器的差压输出将不会发生变化，因为差压传感器的上游侧和下游侧二者均暴露于恒定压力(分别为气动阀后捕集的排气和大气压力)。因此，在关闭气动阀之后，断开软管的差压不发生变化，如线1202所示。

在下游软管诊断例程(例如，图9的方法900)期间，可以在各种时间处收集来自差压传感器的输出并进行分析以确定下游软管是否被断开。在一个示例中，可以在图12的时间t1获得来自差压传感器的输出(该输出表示在关闭气动阀处或者恰好在关闭气动阀之前的第一压力测量值(例如，P1))以及t1之后的时间点诸如t2获得来自差压传感器的输出。在其他示例中，尽管排气质量流量仍在变化，一旦气动阀关闭就可以获得P1(例如，在t1之后但是在t2之前)。进一步地，在一些示例中，可以在t1和t2之间的一个或多个时间点处获得来自差压传感器的输出，并且可以计算从t1到t2的差压的变化率。用于监测差压的变化(或缺乏变化)的其他机制是可行的，诸如从t1到t2的平均压力。然后将差压变化与阈值进行比较，在一个示例中该阈值可以基于在下游软管被连接的情况下差压的预期变化，或可以基于在下游软管被断开的情况下差压的预期变化。例如，如上面所说明的，在下游软管被断开的情况下，在关闭气动阀之后差压将不会明显地变化。因此，如果观察到任何差压变化，则可以将软管指示为连接的。在其他示例中，虽然小于阈值，但是差压变化仍可以指示断开的软管。在更进一步的示例中，在软管连接的情况下差压的预期变化可以基于阀关闭的时间处的差压和排气质量流量变化来确定，并且可以将测量的差压变化与预期变化进行比较，并且如果测量的差压变化在预期的差压变化的阈值范围内，则软管可以被确定为连接的。

图10示出诊断下游软管断开的进一步的额外或另选的方法。现在转到图10，示出了流程图，该流程图示出用于诊断容纳差压传感器的下游软管的劣化的方法1000，其中下游软管具有主动通风真空阀。方法1000描述了另一侵入式测试，其利用流体地连接到DP传感器和排气道之间的下游软管的主动通风真空阀(例如，通风真空阀230)。在1002处，方法1000如先前参考图8至图9所述确定发动机工况。在1004处，所述方法确定是否已经满足诊断测试的一个或多个进入条件，诊断测试检验下游软管与排气装置中的GPF的连接。诊断测试进入条件可以为一组预先限定的发动机工况，该发动机工况必须满足以便使方法1000如先前参考图8至图9所述进一步前进，例如进入条件可以包括通过排气系统200的高排气流量。在一个示例中，存储介质只读存储器106可以被编程有可由处理器102执行以检验是否满足诊断测试所需要的进入条件的指令。如果不满足进入条件，那么方法1000移动至1006以继续保持当前发动机工况。保持当前工况可以包括继续操作处于关闭位置(如果排气流量相对低并且因此压力相对低)或打开位置(如果排气流量相对高并且因此压力相对高)的被动排气调谐阀218。保持当前工况可以进一步包括基于来自差压传感器的输出监测微粒过滤器负荷。

在1004处，如果进入条件被确定为满足，那么方法1000开始用于检查跨GPF耦接的DP传感器的下游软管连接的诊断测试。在1008处，方法1000通过在通风真空阀调整之前获得来自DP传感器的输出来测量差压。通风真空阀可以被定位在下游软管中，使得流到下游软管中的排气可以经由通风真空阀传递，用于DP传感器感测排气流下游压力。在一个示例中，差压传感器的输出可以由控制器接收并且作为随时间推移取得的一组离散的压力杜数被存储。在1010处，方法1000前进以通过通风真空阀调整以检验DP传感器的下游软管连接，其中调整通风真空阀可以包括使通风真空阀(如图2所指示)移动。在1012处，方法1000包括调整通风真空阀使得通风真空阀在排气系统侧上关闭，并且不再允许通过排气道向下游软管中流动的排气经由通风真空阀转到DP传感器。附加地在1014处，调整通风真空阀包括在DP传感器侧上使通风真空阀向大气通风，使得DP传感器现在在下游软管端处测量大气压力。在1016处，方法1000在进行通风真空阀调整之后测量来自DP传感器的DP，其中经调整的通风真空阀在一端上阻挡下游排气流量并且在另一端上允许DP传感器测量大气压力。

在1018处，方法1000计算在通风真空阀调整之前和之后差压传感器的输出变化。例如，计算在通风真空阀打开以允许在下游软管中排气流动时测量的差压(来自步骤1008)和在已经将通风真空阀调整为阻挡下游的排气流量并且将DP传感器向大气通风之后测量的差压(来自步骤1016)的差。在1020处，方法1000然后确定计算的差压变化是否大于阈值。在1020处提及的阈值可以指示DP传感器输出的变化，低于该变化则下游软管将被指示为断开。在高排气流量通过车辆的条件(例如，踩加速器踏板事件)下，上游和下游软管连接二者在完整时将分别反映GPF上游和下游的高排气流压力。然而，在侵入式调整通风真空阀位置以在踩加速器踏板事件中阻挡下游排气流量并且将DP传感器向大气通风时，DP传感器可以在上游端处测量上游的排气压力，并且在下游端处测量大气压力，引起高于阈值的差压变化。因此，如果在1020处发现计算的差压变化大于阈值，那么方法1000在1022处认定下游软管为完整的并且连接到GPF 206下游的排气装置/排气道。然而，如果在1020处计算的变化不大于阈值，那么方法1000移动至1024，并且将DP传感器的下游软管诊断为与排气系统断开。方法1000然后返回。

图13示出在执行方法1000期间可以观察到的操作参数的示例图示1300。图示1300包括示出差压(例如作为差压传感器208的输出)的曲线、示出排气质量流量的曲线和示出通风真空阀位置(例如，阀230的位置)的曲线。对于每个曲线，时间沿x轴描绘，并且每个操作参数的相应的值沿y轴描绘。对于差压和排气质量流量曲线，相应操作参数的值在箭头的方向上增大。

在时间t1之前，并且也在时间t1之后，排气质量流量相对高，并且未发生可感知量的变化，如线1306所示。通风真空阀打开，如线1308所示，引起差压传感器的上游侧被暴露于GPF上游的排气流量/压力，并且差压传感器的下游侧被暴露于GPF下游的排气流量/压力(如果下游软管被连接)或大气(如果下游软管被断开)。如果下游软管被断开，则由于GPF上游的排气压力高于大气压力，所以差压测量值可以为相对高的(或至少大于零)，如实线1302所示。当软管被连接时，由于上游侧和下游侧二者均被暴露于类似压力(然而，根据GPF上的负荷，跨GPF可以存在较小或较大的压力下降，其可引起如图所示为相对小的或者为较大的差压)，所以测得相对低的差压(如虚线1304所示)。

在时间t1处，通风真空阀关闭，使差压传感器的下游侧被暴露于大气。如果下游软管被连接，则关闭通风真空阀将使差压传感器的下游侧从被暴露于GPF下游的排气压力向被暴露于大气压力转换。因此，如线1304所示，至少在时间t1和t2之间，差压传感器输出的差压将发生变化(如图所示，差压增加，因为由差压传感器的上游侧测量的排气压力处于比大气压力更高的压力下)。

如果下游软管被断开，则在通风真空阀关闭之后，差压传感器输出的差压将不会发生可感知的变化，因为差压传感器的下游侧仍被暴露于大气压力，并且上游侧被暴露于GPF上游的排气压力，该排气压力由于稳定状态发动机操作而不变。因此，在关闭通风真空阀之后，对于断开的软管，差压不变，如线1302所示。

在下游软管诊断例程(例如，图10的方法1000)期间，可以在各种时间处收集来自差压传感器的输出并进行分析以确定下游软管是否被断开。在一个示例中，可以在图13的时间t1处获得来自差压传感器的输出(其表示关闭通风真空阀之时或恰好在关闭通风真空阀之前的第一压力测量值(例如，P1))以及t1之后的时间点诸如t2获得来自差压传感器的输出。在其他示例中，P1可在t1之前获得。进一步地，在一些示例中，可以在t1和t2以及t1和t2之间的一个或多个时间点获得来自差压传感器的输出，并且可以计算从t1至t2的差压变化率。用于监测差压的变化(或变化的缺乏)的其他机制是可行的，诸如从t1至t2的平均压力。然后将差压变化与阈值进行比较，在一个示例中该阈值可以基于在下游软管被连接的情况下预期的差压变化，或者可以基于在下游软管被断开的情况下预期的差压变化。例如，如上面所说明的，如果下游软管被断开，则在关闭通风真空阀之后，差压将不会发生可感知的变化。因此，如果观察到差压的任何变化，则可以将软管指示为连接的。在其他示例中，差压变化小于阈值可指示软管断开。在更进一步的示例中，软管连接情况下的预期的差压变化可以基于阀关闭时的差压和排气质量流量来确定，并且可以将测量的差压变化与预期变化进行比较，如果测量的差压变化在差压的预期变化的阈值范围内，则软管可以被确定为连接的。

以这种方式，在采用被动排气调谐阀的车辆系统中，在改变排气流量条件期间的差压变化可以用于指示下游软管断开状态。进一步地，在采用主动排气调谐阀的系统中，将排气调谐阀位置从打开向关闭进行调节并且检测差压变化可以指示下游软管断开。当未指示软管断开时，监测跨微粒过滤器的差压并且将其针对发动机操作期间的给定时间处的预期压力进行估计可以指示过滤器劣化。因此，通过监测差压传感器输出，可以可靠地和精确地检测和区分不同于软管断开和/或DP传感器劣化状态的微粒过滤器劣化状态。

在包括主动排气调谐阀的排气系统或包括被动排气调谐阀与孔口、气动阀或通风真空阀中的一个或多个组合的系统中执行差压软管诊断例程的技术效果是，可以识别跨过滤器耦接的差压传感器的下游软管断开和/或过滤器缺失或劣化。通过测量来自DP传感器的差压输出，可能已经变为断开的下游软管连接可以与发动机操作期间微粒过滤器的劣化区别开。总的说来，可以改善车辆诊断的精确度和可靠性。

在一个示例中，为发动机提供的方法包括在差压传感器被暴露于变化的排气压力的条件期间，响应于由差压传感器测量的差压变化不同于预期变化指示排气系统中跨微粒过滤器耦接的软管的劣化，差压传感器被定位在软管中，并且微粒过滤器被定位在排气调谐阀上游。在所述方法的第一示例中，排气调谐阀跨被定位在连接点下游的排气系统的排气道中的消音器耦接，连接点包括软管的出口被配置为耦接到排气道或微粒过滤器的位置。在所述方法的第二示例中，第二示例任选地包括第一示例，差压传感器被暴露于变化的排气压力的条件可以包括通过排气系统的排气质量流量减小，并且响应于差压变化不同于预期变化指示软管的劣化可以包括响应于差压变化小于预期变化指示劣化。在所述方法的第三示例中，第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或二者，差压传感器被暴露于变化的排气压力的条件可以包括在差压传感器的上游侧被暴露于恒定排气压力的情况下通过排气系统的排气质量流量减小，并且响应于差压变化不同于预期变化指示软管的劣化可以包括响应于差压变化小于预期变化指示劣化。在所述方法的第四示例中，第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每个，所述方法进一步包括响应于检测到排气质量流量减小，关闭耦接于软管的上游部分中的阀，以便将差压传感器的上游侧暴露于恒定排气压力。在所述方法的第五示例中，第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每个，差压传感器被暴露于变化的排气压力的条件可以包括调整被定位在软管的下游部分中的通风真空阀的位置以将差压传感器的下游侧暴露于大气，并且响应于差压变化不同于预期变化指示软管的劣化可以包括响应于差压变化小于预期变化指示劣化。在所述方法的第六示例中，第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每个，预期变化基于差压被暴露于变化的排气压力之前的差压和排气压力不断变化时的排气质量流量中的一个或多个。在所述方法的第七示例中，第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个或每个，所述方法可以进一步包括，响应于所述变化在预期变化的阈值范围内，指示软管未劣化。在所述方法的第八示例中，第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个或每个，所述方法进一步包括，当软管未劣化时，响应于满足微粒过滤器诊断条件而执行微粒过滤器诊断例程。在所述方法的第九示例中，第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个或每个，执行微粒过滤器诊断例程可以包括用差压传感器测量跨微粒过滤器的过滤器差压；并且如果过滤器差压超出预期的过滤器差压范围，则指示微粒过滤器的劣化。在所述方法的第十示例中，第十示例任选地包括第一示例至第九示例中的一个或多个或每个，所述方法进一步包括，响应于指示软管的劣化，通知操作者并且/或者设定诊断代码，并且在软管劣化时，即使满足微粒过滤器诊断条件也不执行微粒过滤器诊断例程。在所述方法的第十一示例中，第十一示例任选地包括第一示例至第十示例中的一个或多个或每个，所述方法可以进一步包括响应于指示软管劣化来调整一个或多个发动机操作参数。

另一示例提供了系统，其包括耦接于排气道中的微粒过滤器；差压传感器；将差压传感器耦接到微粒过滤器上游的排气道的上游软管；将差压传感器耦接到微粒过滤器下游的排气道的下游软管；被定位在上游软管中的诊断阀；跨被定位在微粒过滤器下游的排气道中的消音器耦接并且被配置为响应于排气压力高于阈值而打开的排气调谐阀；以及存储指令的控制器，该指令可以执行以响应于执行下游软管的诊断的命令，关闭诊断阀，并且在排气系统中的排气压力变化时基于来自差压传感器的输出指示下游软管的劣化。在所述方法的第一示例中，执行下游软管的诊断的命令响应于排气系统中的排气压力减小的操作者松加速器踏板事件，并且控制器存储指令，可以执行该指令以响应于指示软管的劣化来通知操作者、设定诊断代码并且/或者调整一个或多个发动机操作参数。在所述方法的第二示例中，第二示例任选地包括第一示例，控制器被配置为响应于在关闭诊断阀之后的持续时间期间由差压传感器测量的差压变化小于阈值变化而指示下游软管的劣化。在所述方法的第三示例中，第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或二者，控制器存储指令，可执行该指令以：响应于所述变化大于阈值变化，指示软管未劣化；当软管未劣化时，响应于满足微粒过滤器诊断条件而执行微粒过滤器诊断例程，微粒过滤器诊断例程包括用差压传感器测量跨微粒过滤器的第三差压；并且如果第三差压超出预期的差压范围，则指示微粒过滤器的劣化；并且当软管劣化时，即使满足微粒过滤器诊断条件，也不执行微粒过滤器诊断例程。

另一示例提供了系统，其包括耦接于排气道中的微粒过滤器；差压传感器；将差压传感器耦接到微粒过滤器上游的排气道的上游软管；将差压传感器耦接到微粒过滤器下游的排气道的下游软管；被定位在下游软管中的通风真空阀；跨被定位在微粒过滤器下游的排气道中的消音器耦接并且被配置为响应于排气压力高于阈值而打开的排气调谐阀；以及存储指令的控制器，可执行该指令以：响应于执行下游软管的诊断的命令，调整通风真空阀的位置以将差压传感器的下游侧暴露于大气，并且基于在调整通风真空阀位置之后来自差压传感器的输出指示下游软管的劣化。在所述方法的第一示例中，执行下游软管的诊断的命令响应于排气系统中排气质量流量高于阈值质量流量的稳定状态条件，并且控制器存储指令，可执行该指令以响应于指示软管的劣化通知操作者、设定诊断代码并且/或者调整一个或多个发动机操作参数。在所述方法的第二示例中，第二示例任选地包括第一示例，控制器被配置为响应于在调整通风真空阀位置之后的持续时间期间由差压传感器测量的差压变化小于阈值变化而指示下游软管的劣化。在所述方法的第三示例中，第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或二者，控制器存储指令，可执行该指令以：响应于所述变化大于阈值变化，指示软管未劣化；当软管未劣化时，响应于满足微粒过滤器诊断条件而执行微粒过滤器诊断例程，微粒过滤器诊断例程包括用差压传感器测量跨微粒过滤器的第三差压；并且如果第三差压超出预期的差压范围，则指示微粒过滤器的劣化；并且当软管劣化时，即使满足微粒过滤器诊断条件，也不执行微粒过滤器诊断例程。

另一示例提供了方法，其包括响应于第一差压和第二差压之间的差大于阈值指示跨微粒过滤器耦接的软管的劣化，第一差压由被定位在软管中的差压传感器响应于下游排气调谐阀完全打开进行测量，第二差压由差压传感器响应于排气调谐阀完全关闭进行测量。在所述方法的第一示例中，排气调谐阀跨被定位在连接点下游的排气系统的排气道中的消音器耦接，连接点包括软管的出口被配置为耦接到排气道或微粒过滤器的位置。所述方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括其中响应于满足软管诊断条件各自测量第一差压和第二差压，并且进一步包括当未满足软管诊断条件时，基于操作者规定的噪声模式调整排气调谐阀。在所述方法的第三示例中，第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或二者，并且所述方法进一步包括，响应于所述差小于阈值，指示软管未劣化。所述方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每个，并且进一步包括当软管未劣化时，响应于满足微粒过滤器诊断条件而执行微粒过滤器诊断例程。所述方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每个，并且进一步包括其中执行微粒过滤器诊断例程可以包括用差压传感器测量跨微粒过滤器的第三差压；并且如果第三差压超出预期的差压范围，则指示微粒过滤器的劣化。所述方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每个，并且进一步包括响应于指示软管的劣化，通知操作者并且/或者设定诊断代码，以及当软管劣化时，即使满足微粒过滤器诊断条件，也不执行微粒过滤器诊断例程。所述方法的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个或每个，并且进一步包括响应于指示软管劣化调整一个或多个发动机操作参数。

另一示例为发动机提供了系统，其包括耦接于排气道中的微粒过滤器；差压传感器；将差压传感器耦接到微粒过滤器上游的排气道的上游软管；将差压传感器耦接到微粒过滤器下游的排气道的下游软管；跨被定位在微粒过滤器下游的排气道中的消音器耦接的排气调谐阀；以及存储指令的控制器，可执行该指令以：基于操作者选择的噪声模式选择性地调整排气调谐阀的位置；以及响应于执行下游软管的诊断的命令，将排气调谐阀的位置调整至完全打开位置和完全关闭位置，并且在排气调谐阀位于完全打开位置时和在排气调谐阀位于完全关闭位置时基于来自差压传感器的输出指示下游软管的劣化。在所述系统的第一示例中，控制器存储指令，可执行该指令以在第一发动机转速和负荷条件期间基于操作者选择的噪声模式将排气调谐阀的位置调整至第一位置；并且在第一发动机转速和负荷条件期间并响应于执行下游软管的诊断的命令，将排气调谐阀的位置远离第一位置调整到完全打开位置。所述系统的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括其中控制器存储指令，可执行该指令以将排气调谐阀的位置调整至完全打开位置，并且在排气调谐阀处于完全打开位置时用差压传感器测量第一平均差压；将排气调谐阀的位置调整至完全关闭位置并在排气调谐阀处于完全关闭位置时用差压传感器测量第二平均差压；并且响应于第一平均差压和第二平均差压之间的差大于阈值指示下游软管的劣化。所述系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个或二者，并且进一步包括其中控制器存储指令，可执行该指令以响应于所述差小于阈值，指示软管未劣化；并且当软管未劣化时，响应于满足微粒过滤器诊断条件而执行微粒过滤器诊断例程，微粒过滤器诊断例程包括用差压传感器测量跨微粒过滤器的第三差压；并且如果第三差压超出预期的差压范围，则指示微粒过滤器的劣化。所述系统的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每个，并且进一步包括其中控制器存储指令，可执行该指令以在软管劣化时即使满足微粒过滤器诊断条件也不执行微粒过滤器诊断例程。所述系统的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每个，并且进一步包括其中控制器存储指令，可执行该指令以响应于指示软管的劣化，通知操作者、设定诊断代码并且/或者调整一个或多个发动机操作参数。

另一示例提供了方法，其包括响应于执行将差压传感器与微粒过滤器下游的排气道耦接的下游软管的诊断的命令，基于在排气调谐阀完全打开时和排气调谐阀完全关闭时来自差压传感器的输出以指示下游软管的劣化，排气调谐阀跨被定位在微粒过滤器下游的排气道中的消音器耦接；当下游软管未被指示为劣化时，并且响应于满足微粒过滤器诊断条件，执行微粒过滤器诊断例程以基于来自差压传感器的输出且不依赖排气调谐阀位置地指示微粒过滤器的劣化；并且当下游软管被指示为劣化时，并且响应于满足微粒过滤器诊断条件，延迟微粒过滤器诊断例程的执行直到下游软管不再被指示为劣化为止。所述方法的第一示例可以包括基于操作者选择的噪声模式选择性地调整排气调谐阀的位置。所述方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，其中基于排气调谐阀完全打开时和排气调谐阀完全关闭时来自差压传感器的输出指示下游软管的劣化包括确定响应于排气调谐阀完全打开进行测量的第一平均差压和响应于排气调谐阀完全关闭进行测量的第二平均差压之间的差，并且当所述差大于阈值差时指示劣化。所述方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个或二者，并且进一步包括响应于由差压传感器测量的负的差压，指示将差压传感器耦接到微粒过滤器上游的排气道的上游软管的劣化。所述方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每个，并且进一步包括响应于指示下游软管的劣化调整一个或多个发动机参数。所述方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每个，并且进一步包括响应于指示下游软管的劣化，通知操作者并且/或者设定诊断代码。

注意，本文包括的示例控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程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组合各种传感器、致动器以及其他发动机硬件来实行。本文所述的特定例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行或在一些情况下被省略。同样地，处理的次序不是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述提供。可以根据所使用的具体策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机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，其中所描述的动作通过在包括各种发动机硬件部件的系统中组合电子控制器执行指令来实行。

应当理解，因为可以有许多变化，所以本文公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置，以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”要素或“第一”要素或其等同形式。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可以通过本申请的权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论是宽于、窄于、等于或不同于原始权利要求的范围，也都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种方法，其包括：

响应于第一差压和第二差压之间的差大于阈值，指示跨微粒过滤器耦接的软管的劣化，所述第一差压由被定位在所述软管中的差压传感器响应于下游排气调谐阀完全打开进行测量，所述第二差压由所述差压传感器响应于所述排气调谐阀完全关闭进行测量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述排气调谐阀跨消音器耦接，所述消音器被定位在连接点下游的所述排气系统的排气道中，所述连接点包括所述软管的出口被配置为耦接到所述排气道或所述微粒过滤器的位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一差压和所述第二差压各自响应于满足软管诊断条件进行测量，并且进一步包括当未满足软管诊断条件时，基于操作者规定的噪声模式调整所述排气调谐阀。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于所述差小于所述阈值，指示所述软管未劣化。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括，当所述软管未劣化时，响应于满足微粒过滤器诊断条件而执行微粒过滤器诊断例程。

6.根据权利要求5所述的方法，其中执行所述微粒过滤器诊断例程包括：

用所述差压传感器测量跨所述微粒过滤器的第三差压；以及

如果所述第三差压超出预期的差压范围，则指示所述微粒过滤器的劣化。

7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括，响应于指示所述软管的劣化，通知操作者并且/或者设定诊断代码，并且当所述软管劣化时，即使满足所述微粒过滤器诊断条件，也不执行所述微粒过滤器诊断例程。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括响应于指示所述软管劣化而调整一个或多个发动机操作参数。

9.一种用于发动机的系统，其包括：

微粒过滤器，其耦接于排气道中；

差压传感器；

上游软管，其将所述差压传感器耦接到所述微粒过滤器上游的所述排气道；

下游软管，其将所述差压传感器耦接到所述微粒过滤器下游的所述排气道；

排气调谐阀，其跨被定位在所述微粒过滤器下游的所述排气道中的消音器耦接；以及

控制器，其存储指令，可执行所述指令以：

基于操作者选择的噪声模式选择性地调整所述排气调谐阀的位置；以及

响应于执行所述下游软管的诊断的命令，将所述排气调谐阀的所述位置调整至完全打开位置和完全关闭位置，并且基于所述排气调谐阀处于所述完全打开位置时和所述排气调谐阀处于所述完全关闭位置时来自所述差压传感器的输出，指示所述下游软管的劣化。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器存储指令，可执行所述指令以：

在第一发动机转速和负荷条件期间基于所述操作者选择的噪声模式将所述排气调谐阀的所述位置调整至第一位置；以及

在所述第一发动机转速和负荷条件期间并且响应于执行所述下游软管的所述诊断的所述命令，将所述排气调谐阀的所述位置远离所述第一位置调整到所述完全打开位置。

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器存储指令，可执行所述指令以：

将所述排气调谐阀的所述位置调整至所述完全打开位置，并且在所述排气调谐阀处于所述完全打开位置时用所述差压传感器测量第一平均差压；

将所述排气调谐阀的所述位置调整至所述完全关闭位置，并且在所述排气调谐阀处于所述完全关闭位置时用所述差压传感器测量第二平均差压；以及

响应于所述第一平均差压和所述第二平均差压之间的差大于阈值，指示所述下游软管的劣化。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器存储指令，可执行所述指令以响应于所述差小于所述阈值，指示所述软管未劣化。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器存储指令，可执行所述指令以在所述软管未劣化时，响应于满足微粒过滤器诊断条件执行微粒过滤器诊断例程，所述微粒过滤器诊断例程包括用所述差压传感器测量跨所述微粒过滤器的第三差压，并且如果所述第三差压超出预期的差压范围，则指示所述微粒过滤器的劣化。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制器存储指令，可执行所述指令以在所述软管劣化时，即使满足所述微粒过滤器诊断条件，也不执行所述微粒过滤器诊断例程。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述控制器存储指令，可执行所述指令以响应于指示所述软管的劣化，通知操作者、设定诊断代码并且/或者调整一个或多个发动机操作参数。