CN112135958A - 用于评估发动机故障的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了用于评估发动机故障的方法和系统。所述方法包括测量实际柴油微粒过滤器(DPF)碳载，确定预期DPF碳载，以及通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载来确定可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障。

Description

用于评估发动机故障的方法和系统
技术领域
本发明总体上涉及用于评估柴油发动机故障的方法和系统，更具体地，涉及基于柴油微粒过滤器(DPF)的碳载(soot loading)来评估柴油发动机故障。
背景技术
现代柴油发动机通常设置有排气后处理系统(EATS)。典型的EATS包括柴油氧化催化剂(DOC)、DFF和选择性催化还原催化剂(SCR)。通常通过处理电路中包含的碳烟(soot)氧化模型并基于在各种操作和载荷条件下对所讨论的发动机模型的广泛测试来确定DPF中的碳载。通常也通过诸如确定DPF两端的压降的技术来测量DPF中的碳载。当碳烟氧化模型或碳载测量技术确定DPF的碳载已达到预定水平时，将执行再生。
大多数用于测量DPF中的碳载的技术(例如依赖于DPF两端的压降的技术)是出了名的不精确，并且没有适当地考虑碳载的类型。例如，碳载是否涉及孔的基体表面碳载或孔的堵塞都可能显著影响DPF的实际碳载。可能无法通过这些技术检测到或者可能无法以足够及时的方式检测到过量碳烟的产生(通常是与燃烧相关的发动机部件的失灵(malfunction)的结果)。上述压降法也不能区分碳载或灰载(ash loading)。
碳烟氧化模型通常不会考虑发动机部件失效(failure)。对于与燃烧相关的部件，重要的是知道这些部件的实际状态以确保不会发生过量碳烟的产生。例如，损坏的喷射器可能将额外的原燃料(raw fuel)放入到排气系统中，这会产生过量碳烟或DOC的表面堵塞。增压空气系统故障(例如损坏的涡轮增压器或用于增压空气的管道中的泄漏)减少了可用的燃烧空气，这产生了高的碳烟水平。失灵的排气再循环(EGR)系统也可能减少用于燃料燃烧的可用空气量并产生过量碳烟。简而言之，存在可能产生过高的碳烟累积速率的许多发动机部件失灵。
过量碳烟的产生会导致DPF在发生再生之前变得太满，或者会导致频繁的或不完全的再生。频繁的或不完全的再生可以表明DOC或DPF中毒。如果当过滤器太满(或过满)时发生再生，则所产生的热量会导致DPF过滤器由于过高的温度而破裂，或者在极端情况下，热量产生的速率是如此之快如此之强，以至于会熔化DPF的陶瓷芯。在这两种情况下，损坏的DPF都将允许碳烟从过滤器逸出到大气中。逸出的碳烟还可能损坏DPF下游的SCR。重要的是防止DPF损坏以避免损坏和其它后续的昂贵修理。
本发明人已经认识到，DPF上的碳载或碳载速率(soot loading rate)可以用于确定发动机部件失效是否是造成过量碳载或过高碳载速率的原因。显著高于预期碳载或快速的碳载速率增加通常是发动机部件失效的结果。较高的碳载(但不一定是显著较高的碳载)以及较慢的速率增加通常是部件劣化和系统漂移的结果。必须采取立即动作以防止DPF由于碳烟过载和在高碳载条件下的再生而损坏。由于故障部件引起的发动机失灵也会导致高碳烟输出状况。存在许多发动机失灵，它们可能产生碳烟氧化模型不能采集的过高碳烟累积速率，并且现有的DPF碳烟传感器不能足够快地响应以防止DPF损坏。大多数DPF碳烟传感器是在DPF之后(下游)实施的，以检测绕过(bypassing)DPF的碳烟，因此仅在损坏(例如DPF过载)已经发生之后才检测到过量碳烟。因此，DPF在碳载信息不正确的情况下再生的情形并不少见，这会导致高热状况(high heat conditions)和DPF损坏。
现代柴油发动机上的许多燃烧部件都被监测并向处理电路发送故障信号，以提供潜在部件失效的警告。此外，用于部件(例如EGR和涡轮增压器系统)的软件功能可控性失效的通知可以指示部件未能正确地响应控制命令。潜在部件失效的故障信号对于避免DPF被碳烟过载和避免相关问题来说是非常有用的。虽然知道发动机部件的功能状态是重要的，但故障信号是假警告的情况并不罕见，例如由于校准不良或设计不良的软件诊断功能。另外，许多诊断工具从“推断的”角度来诊断问题，即，观察其它可测量的发动机效应，因为它们与部件的操作有关，如果这些效应不以某种方式跟随所述部件的变化，则可诊断为故障。这种推断的诊断布置(diagnostic arrangement)经常造成间歇性故障信号，并且在指示故障与不指示故障之间来回反复，直到存在足够的失效以更明确地诊断问题。因此，应当引起注意的警告可能被忽略并且可能导致过量碳烟的产生，而假警告可能会引起注意并且可能采取不必要的维修。
发明内容
希望提供一种改进的、用于评估所检测的可能的发动机部件故障是实际故障还是假警告的技术。还希望通过对过量碳载的早期检测来防止DPF的可避免的失效。
根据本发明的一个方面，一种用于评估发动机故障的方法包括：测量实际DPF碳载，确定预期DPF碳载，以及通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载来确定可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障。
根据本发明的另一方面，一种用于评估发动机故障的系统包括：用于测量实际DPF碳载的装置；和处理电路，所述处理电路被配置成确定预期DPF碳载，其中，所述处理电路被配置成：通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载来确定可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障。
根据本发明的另一方面，一种用于评估发动机故障的方法包括：测量实际DPF碳载，确定预期DPF碳载，监测一个或多个发动机部件的故障并在检测到可能的发动机部件故障时发送故障信号，以及，通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载而确定一个或多个所监测的发动机部件正在不引起发送故障信号的情况下次优地工作(performing sub-optimally)。
根据本发明的又一方面，一种用于评估发动机故障的系统包括：用于测量实际DPF碳载的装置；处理电路，所述处理电路被配置成确定预期DPF碳载；以及用于监测一个或多个发动机部件的故障并在检测到可能的发动机部件故障时将故障信号发送到所述处理电路的装置，其中，所述处理电路被配置成：通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载而确定一个或多个所监测的发动机部件正在不引起发送故障信号的情况下次优地工作。
附图说明
通过结合附图阅读以下的详细描述，可以很好地理解本发明的特征和优点，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是发动机的示意图，该发动机包括根据本发明的一个方面的系统；
图2是DPF的示意图，该DPF包括RF(射频)传感器和处理电路，该处理电路被配置成建立所述DPF中的碳载/碳载速率；
图3是示出了根据本发明的一个方面的方法中的步骤的流程图。
具体实施方式
图1中示出了用于评估发动机故障的系统21。系统21与包括排气后处理系统25(EATS)的柴油发动机23结合使用，该排气后处理系统包括在所述发动机下游的排气管线29中的DPF 27。EATS 25通常还包括其它部件，例如柴油氧化催化剂57(DOC)和选择性催化还原催化剂59(SCR)。目前预期所述系统将主要用于评估与燃烧中涉及的部件的功能有关的功能故障的严重性，例如(但不限于)：压缩机31a的功能，该压缩机是例如在排气管线29中包括相关联的涡轮31b的可变几何涡轮增压器33中的压缩机31a，该压缩机31a用于在发动机23上游的进气管线35中提供增压；燃料喷射器37的功能，该燃料喷射器37用于向发动机的气缸39提供燃料；用于控制(尤其是)燃烧和动力等的气缸进气阀41和气缸排气阀43的打开正时的功能；以及排气再循环(EGR)设备的功能，该排气再循环(EGR)设备例如是EGR管线49中的EGR阀45和EGR冷却器47。
燃烧相关部件的功能通过适当的监测装置(例如经由传感器51)以已知的方式进行监测，并且与这些部件的可能的失灵相关的故障指示信息被传送到适当的处理电路53，例如控制器或处理器，例如ECU。本发明人已经认识到，与燃烧相关的许多部件的失灵倾向于改变由发动机23产生的碳烟的量和速率，并且该信息可以用于确定由故障指示识别的失灵的严重性和/或用于诊断问题，例如磨损的部件，在该磨损的部件处可能不会发生故障指示，但是会发生改变的碳烟产生。
以下是各种部件故障或故障信号的说明性的但不一定完整的列表，这些部件失效或故障信号可以被监测并且可以引起过量碳载或过快碳载速率或有症状的过量碳载或过快碳载速率：
*喷射器/共轨问题：
o喷射器泄漏
o喷射器压力控制问题
o喷射量控制问题
*燃烧问题：
o怠速控制问题
o与EATS功能相关的燃烧温度控制问题
o空气过少，无法完全燃烧
*涡轮增压器问题：
o由于差的涡轮增压器性能而引起的空气系统问题
*可变几何涡轮问题：
o空气系统问题导致涡轮增压器性能差
o缺少叶片控制响应
o增压器没有以正确的增压水平或车轮速度响应运行
*空气系统问题：
o进气温度不在适当的水平
o空气系统有泄漏或限制
*EGR系统问题：
o不能达到目标EGR流速
o不能维持用于完全燃烧的空气-燃料比
o EGR差分传感器问题
o不能按预期维持闭环控制
*进气节气门问题：
o进气节气门系统问题
o EATS温度控制不足
o冷启动控制问题
*EATS问题：
o发动机问题转化为EATS中的热量不足，其无法维持碳载水平
o 不能维持闭环控制
o 不能维持冷启动策略
*后处理碳氢化合物喷射器(AHI)(表面堵塞)问题：
o不适当的碳氢化合物计量(dosing)
o不能维持闭环控制
o不能进行DPF的再生
o不能维持冷启动策略
图2示出了所提供的用于测量DPF 27中的实际碳载的装置55。在当前优选实施例中，用于测量实际碳载的该装置包括RF传感器装置，该RF传感器装置被配置成感测所发送的微波信号与所接收的反射微波信号之间的、微波频谱信号的“差异”。适合与本发明结合使用的RF传感器由CTS公司制造(https://www.ctscorp.com/products/sensors-2/rf- DPF-sensor/)。也可以使用或替代地使用其它非破坏性技术，这些非破坏性技术可以例如通过X射线实时建立DPF中的碳载，使得该信息可以与穿过DPF的排气质量流量实时相关。替代的技术可以包括改进的压降传感器、在DPF之前的电离碳烟检测传感器、激光或光学传感器、或超声传感器。
通过该RF传感器装置，信号可以从同一个天线单元(即，第一天线单元)发送和接收。如果安装了不止一个天线，则可以检测从第一天线单元55a发送的微波信号与由第二(或第三)天线单元55b接收到的微波信号之间的、微波频谱信号的差异。通过使用处理电路，这些差异中的任何一个都可以通过预定算法转换为DPF 27中的碳载程度。微波是一种电磁辐射形式，其波长范围从长达一米到短至一毫米，或者等效地，其频率在300MHz(0.3GHz)和300GHz之间。射频(RF)是在大约3kHz到300GHz范围内的振荡速率。
在与本发明结合使用的RF传感器装置中，从天线单元发射的信号通常在具有预定射频的带宽内。替代地，可以由具有不同预定频率的天线单元发射多个信号。通过知道所发射的信号的射频，可以确定所发射的信号与所接收的反射信号或所接收到的信号之间的差异。这种分析通常由所述处理电路执行。
所发送的信号与所接收的反射信号或所接收的信号之间的所述“差异”可以对应于脉冲的差异、振幅的差异、相位的差异和/或频谱能量的差异。替代地，所述差异可以对应于衰减的差异。更具体地，所述“差异”可以指所发射的微波的振幅的大小与所接收的反射微波的振幅的大小之间的差异。类似地，所述“差异”可以指所发送的微波的振幅的大小与所接收的微波的振幅的大小之间的差异。类似地，所述“差异”可以指所发送的微波的脉冲与所接收的反射微波或所接收的微波的脉冲之间的差异。例如，将所发送的信号的脉冲的预定点(例如波谷或波峰)与所接收的反射信号的脉冲的预定点的位置进行比较。类似地，将所发送的信号的脉冲的预定点(例如波谷或波峰)与所接收的信号的脉冲的预定点的位置进行比较。也就是说，在所发送的信号与所接收的反射信号或所接收的信号之间确定脉冲的变化。因此，通过分析在给定频率下或优选在多个频率下的振幅、衰减和/或相位变化，可以确定所接收的微波与所发送的微波之间的差异。
处理电路53和术语“处理电路”可以指控制单元和/或可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程设备。处理电路53还可以包括或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备或数字信号处理器。在处理电路包括诸如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器的可编程设备的情况下，所述处理器还可以包括用于控制所述可编程设备的操作的计算机可执行代码。
通常，处理电路53可以通过分析不同频率下的振幅和/或相位，基于所接收的RF信号的频谱分析来确定所述差异。通过检测在选定频率下的振幅和/或相位的变化，处理电路53能够将所发送的信号与所接收的信号进行比较。在扫描频率信号的情况下，所述处理电路可以利用在扫描范围内的所有或部分频率来执行信号分析。在具有更大带宽的复合RF信号的情况下，所述处理电路可以连接到一组一个或多个滤波器(例如带通滤波器)，以滤出所接收的复合RF信号的感兴趣部分，并在频谱分析中使用这些频率部分。
可以基于所接收的信号的当前频谱值(一个或多个频率下的振幅/相位或者一个或多个频率下的振幅/相位的比率)与所发送的信号的先前确定的频谱值的比较来确定所述差异。所发送的信号的先前确定的频谱值可以基于先前时刻处的频谱分析。
通过分析一个或多个所发送的信号与一个或多个所接收的信号之间的差异，可以建立用于DPF中的碳载的参数，该参数可以在算法中使用以确定碳载。用于DPF中的碳载的参数通常将基于与对应于碳载的特定水平的不同信号数据相结合的大量的测试数据，根据经验为特定类型的DPF和DPF壳体设备(housing installations)而建立。因此，通过分析用于相同类型的给定DPF的信号数据，将可能确定用于碳载的参数。
处理电路53还可以被配置成确定预期DPF碳载。所述预期DPF碳载能够由处理电路53以用于确定预期碳载的各种已知方式中的任何一种或多种方式来确定，例如基于燃烧模型、碳烟氧化载荷模型、碳载特性曲线(map)、以及计算机学习的或机器学习的碳烟产生预期(例如，人工智能)中的至少一种，所述计算机学习的或机器学习的碳烟产生预期通过基于在各种发动机负荷应用下的先前的经验或学习来确定对于特定过滤器的预期碳载。
处理电路53被配置成通过确定所测量的实际DPF碳载超过了预期DPF碳载来确定可能的发动机部件故障(即，来自所述监测设备的故障指示)是实际发动机部件故障。以此方式，在可能由于例如假读数而引起的故障指示和可能表示实际设备失灵的那些故障指示之间进行区分。虽然实际故障可以在其中存在有来自监测设备的故障指示并且存在有超过预期DPF碳载的所测量的实际DPF碳载的任何时间被确定，但在一些情况下，当其中存在有来自监测设备的故障指示并且存在有所测量的实际DPF碳载超过预期DPF碳载的量等于或大于预定阈值时，将期望进一步将实际故障确定表征为“真实”故障。这可以帮助避免对部件故障的假判定。所述阈值可以设定为被认为是足以建立在所测量的实际DPF碳载与预期DPF碳载之间的差异反映了失灵部件的任何值，典型地被设定为一些值，所述一些值足以将其中所测量的实际DPF碳载超过预期DPF碳载仅小量的情况(可能是故障的假指示，并且其可能由于在操作状况中的微小变化而引起，例如所述差异为大约X％或更小)与其中所测量的实际DPF碳载超过预期DPF碳载的差异达到不太可能由于除了失灵部件之外的任何原因的程度的情况(即真实故障，例如所述差异为大约Y％左右，其中Y大于X)区分开。当前，通常希望在进行经验测试以将所述设定确定在一个窗口内之后设定实际百分数差异，其中所述碳载在所述窗口之内是可接受的或者在所述窗口之外是不可接受的。所述窗口可以限定好的部件、磨损的部件或正在失效的部件以及故障部件。例如，窗口的底部区域(例如低于第一阈值)可以表明无故障，中间范围区域(例如高于第一阈值)可以指明过度磨损或正在失效的部件，并且上部区域(例如高于较高阈值)可以指明已失效部件。
通常，对所测量的实际DPF碳载超过预期DPF碳载的确定将包括：通常在预定的有限时间间隔内将所测量的实际DPF碳载的速率与预期DPF碳载的速率进行比较。虽然可以通过比较所测量的实际DPF碳载与预期DPF碳载来识别失灵的燃烧部件，但在有限的时间间隔内比较所测量的实际DPF碳载的速率与预期DPF碳载的速率可以帮助更快速地识别失灵的燃烧相关部件。例如，在为了说明的目的而提及的实施例中，可能希望根据被指明故障的特定部件来选择用于检查DPF碳载的速率的适当间隔，例如预期对于大多数部件来说是适当的间隔(为了说明的目的，比如5-10分钟)，以确保不会使失灵的部件引起过度损坏。但是，通常，所述方法和系统将不断地监测DPF中的碳载和碳载速率，并且将例如不断地将碳载速率与预期碳载速率窗口进行比较。如果并且当部件故障是未决时，则在将所测量的实际DPF碳载速率与预期碳载速率窗口进行比较并且确定所述速率之间的差异的严重性(如果有的话)时，就可以提供对所述未决故障的几乎即时的响应。当所测量的实际DPF碳载速率从窗口的“绿色”底部区域进入所述窗口的“黄色”中间区域时，可以实施另一种策略以使部件变化与匹配的碳载速率变化相匹配，从而帮助识别具有过度磨损或未决失效的部件(即使所述部件可能还没有完全失效)，其中在所述“绿色”底部区域中，所测量的实际DPF碳载(或碳载速率)不超过预期DPF碳载(或碳载速率)，并且在所述“黄色”中间区域中，所测量的实际DPF碳载(或碳载速率)超过预期DPF碳载(或碳载速率)大于第一阈值。
在确定实际故障是“真实”故障时，即，所测量到的实际DPF碳载(或碳载速率)超过预期DPF碳载(或碳载速率)的量大于比用于将可能的故障识别为实际故障的第一阈值高的阈值时，处理电路53通常将被配置成采取适合于限制发动机操作以避免发动机失效的立即动作。所述立即动作可以包括以下两者中的至少一项：关停发动机23；和/或向操作员通知真实故障并通知所述真实故障的严重性。
类似地，在将所确定的实际发动机部件故障表征为非主要故障时，即，所测量的实际DPF碳载(或碳载速率)超过预期DPF碳载(或碳载速率)大于第一阈值时，处理电路53能够被配置成通过采取适合于确保对所述非主要故障进行校正的缓解动作来响应对于所确定的“实际发动机部件故障是非主要故障”的判定。例如，可以通过一个或多个适当的警告来向操作者通知需要维护，从而执行DPF的再生和/或执行发动机和EATS的检查。
在将可能的发动机故障表征为“假”故障时，即，所测量的实际DPF碳载(或碳载速率)没有超过预期DPF碳载(或碳载速率)，或者没有超过大于第一阈值时，可以采取缓解动作，以便经由诸如ECU的处理电路记录所述假故障指示，并且防止向操作者通知所述可能的故障。
处理电路53还可以被配置成控制发动机23以在多个不同的发动机载荷条件或车辆应用下操作，例如在平地上驾驶、上坡驾驶、下坡驾驶等，并且用于测量实际DPF碳载的装置55可以测量在不同的发动机载荷条件下的实际DPF碳载，所述处理电路可以被配置成确定在不同的发动机载荷条件下的预期DPF碳载，并且所述处理电路可以被配置成通过确定在不同的发动机载荷条件下的所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载(并且更优选地，所测量的实际DPF碳载速率超过了预期DPF碳载速率)来确定可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障。通过在不同的载荷条件下操作发动机并且确定在不同的发动机载荷条件下所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载，有助于提供更大的保证，即，部件的故障指示是与假指示相反的实际故障指示和/或真实故障指示和/或非主要故障指示，或者是与非主要故障指示相反的真实故障指示，或者是与真实故障指示相反的非主要故障指示。
另外，当检测到过量碳烟产生但监测设备未提供故障指示时，在不同发动机载荷条件下的操作可以有助于识别故障。观察不同的发动机操作点(例如速度和扭矩)可以用于将部件失效缩减到较窄的功能组。在不同的时间框架(time frames)(例如“长”(例如高速公路驾驶)、“中”(例如区域拖运)和“短”(例如建筑、垃圾拾取))上的数据收集，其中在这些时间框架上的不同应用具有已知的预期碳烟产生速率，可以进一步促进识别过量碳烟产生的可能原因。对于由于在不同载荷条件下的不同部件失效而引起的不同碳烟产生速率的所收集的数据能够有助于识别可能是过量碳烟产生的原因的一组功能，并且可以帮助对可能的部件失效按照可能性顺序排序。
即使监测设备没有提供故障指示，本发明人也已经认识到，当所测量的实际DPF碳载超过预期DPF碳载时，这可以表明一个或多个部件的次优性能的问题，例如部件中的系统漂移。例如，在没有单个部件失灵到提供故障指示的程度但是多个部件由于例如磨损而以低于最优水平的水平工作的情况下，可能产生增加的碳烟。而且，响应于检测到已碳载的DPF 27而可能发生的频繁或不完全的再生可能表明诸如DOC 57或DPF 27的部件的中毒、以及部件失效的显现(onset)。故障代码的组合(即，其中，一种失效触发了分布在几个部件上的多个诊断代码)然后可以用于指导对正确部件的修理，或者至少用作对不确定起源的问题的警告，其需要维修技术人员执行更详细的诊断以识别问题的具体来源，而不是总是更换例如EATS或后处理碳氢喷射(AHI)部件。此外，诸如燃料经济性降低或过量用油的其它指示可以与所测量的实际DPF碳载超过预期DPF碳载的指示一起帮助确认存在诸如磨损零件或多个磨损零件的问题，并且可以帮助诊断所述问题的性质，例如其中过量的用油可能表明活塞环磨损。以这种方式对磨损部件的诊断可以在没有任何故障信号的情况下执行。
图3中示出了一种用于评估发动机故障的方法，并且该方法包括步骤S1：通过用于测量实际碳载的适当装置55测量实际DPF碳载。在另一步骤S2中，例如由处理电路53以用于确定预期碳载的各种已知方式中的任一种或多种方式来确定预期DPF碳载，例如基于燃烧模型、碳烟氧化载荷模型、碳载特性曲线、以及计算机学习或机器学习的碳烟产生预期(例如人工智能)中的至少一种，所述计算机学习的或机器学习的碳烟产生预期通过基于在各种发动机负荷应用下的先前经验或学习来确定对于特定过滤器的预期碳载。在步骤S3中，诸如传感器51的监测装置与处理电路53一起不断地监测发动机部件的性能，以识别可能的发动机部件故障。
在另一步骤S4中，通过确定所测量的实际DPF碳载超过了预期DPF碳载，做出了在步骤S3中由所述监测装置识别出的可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障的判定。步骤S4可以包括通过将所测量的实际DPF碳载的速率与预期DPF碳载的速率进行比较来确定所测量的实际DPF碳载超过了预期DPF碳载。通常，这个步骤将包括确定所测量的实际碳载超过预期DPF碳载的量大于预定量。
在步骤S4中确定可能的发动机部件故障是实际故障之后，所述方法可以直接进行到采取诸如限制发动机操作以避免发动机失效的动作(步骤S7)或采取在步骤S9处的其它动作以缓解故障的影响，选择上述哪个步骤可以例如基于其中已确定实际故障的所述部件。但是，通常，所述实际故障的严重性将在进一步的步骤S5处确定，其可以包括例如确定所测量的实际DPF碳载的速率超过预期DPF碳载的量等于或大于预定量，例如，如根据经验确定的在不超过预定长度的时间(例如小于一分钟)的时间内的故障窗口范围内所概述的。如果在步骤S5中确定所述实际故障足够严重，则处理电路53可进一步在步骤S6中将所述实际故障表征为真实故障。
当确定所确定的实际发动机部件故障是真实故障时，进一步的步骤S7可以包括采取适于限制发动机操作的立即动作以避免发动机失效。所述立即动作可以包括例如使用处理电路53来进行以下两者中的至少一项：关停所述发动机；以及通过例如各种仪表板、图标或消息向操作员通知真实故障并通知所述真实故障的严重性。
如果实际故障在步骤S5中被确定为不是足够严重，并且在步骤S6处未被表征为真实故障，则在进一步的步骤S8处可以将所确定的实际发动机故障表征为非主要故障，例如，当例如在不超过预定长度的时间(例如小于一分钟)内根据经验确定的故障窗口范围内所概述的，所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于预定量时。然后，在进一步的步骤S9处，对“所确定的实际发动机部件故障是非主要故障”的确定的响应可以包括采取适于确保校正所述非主要故障的缓解动作，例如调度服务(scheduling service)、执行发动机23和EATS的检查和/或执行DPF 27的再生。另外，如果通过例如所测量的实际DPF碳载的速率不超过预期DPF碳载的量达到将一个故障表征为实际故障(真实的或非主要的)所必需的阈值预定量而确定故障指示是假故障，则缓解动作可以包括防止向驾驶员通知所述故障指示，并且将所述故障指示作为假故障记录在处理电路(例如ECU)中。
测量实际DPF碳载的步骤S1、确定预期DPF碳载的步骤S2、以及通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载来确定可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障的步骤S4可以在多个发动机载荷条件下执行，这尤其对于确认一个故障是实际故障是有用的。例如，在步骤S4处确定了可能的发动机部件故障是或者不是实际发动机部件故障之后，可以在步骤S10处改变发动机载荷条件，并且可以在改变的载荷条件下再次执行步骤S1-S4。而且，在步骤S6处确定了实际故障是真实的发动机部件故障之后，可以在步骤S10处改变发动机载荷条件，并且可以在改变的载荷条件下再次执行步骤S1-S6或S1-S8。而且，在步骤S8处确定了实际故障是非主要发动机部件故障之后，可以在步骤S10处改变发动机载荷条件，并且可以在改变的载荷条件下再次执行步骤S1-S6或S1-S8。依此方式，可以提供关于可能的或实际故障的表征的更大保证。
在进一步的步骤S11中，处理电路53可以通过确定所测量的实际DPF碳载超过了预期DPF碳载来确定一个或多个被监测的发动机部件正在次优地工作而不引起发送故障信号。这可以包括确定所测量的实际DPF碳载超过预期DPF碳载的量大于预定量，但小于将趋向于触发实际故障的指示的量。
在步骤S4处确定可能的发动机部件故障不是实际故障之后，处理电路53可以在步骤S12处将所述故障表征为假故障，并且可以在步骤S13处采取适当的缓解动作，例如防止向驾驶员通知故障指示和在处理电路(例如ECU)中记录假故障。
根据本发明的方法和系统可以促进区分假警告故障信号与实际故障。此外，所述方法和系统可以促进将实际故障表征为要求立即动作的真实故障、以及不太紧急但要求注意的非主要故障。
所述方法和系统还可以促进避免DPF失效，例如可能由于碳烟氧化模型或常规测量技术未识别过量碳烟产生而发生的DPF失效，并且试图执行过载的DPF的主动再生。
所述方法和系统还可以促进移除仅提供微不足道的功能性和益处并且可能引起昂贵的保修索赔的各种排气感测系统。
所述方法和系统还可以在搜索过量碳烟产生的真实根本原因的同时，有助于避免良好部件的被更换，这可以节省时间和金钱。
在本申请中，诸如“包含(including)”的术语的使用是开放式的，并且旨在具有与诸如“包括(comprising)”的术语相同的含义，并且不排除其它结构、材料或动作的存在。类似地，尽管诸如“能够(can)”或“可以(may)”的术语的使用旨在是开放式的并且反映相关结构、材料或动作不是必需的，但不使用这样的术语并不旨在反映相关结构、材料或动作是必要的。在相关结构、材料或动作被当前认为是必要的时候，它们会被这样标注。
虽然已经根据优选实施例说明并描述了本发明，但应当认识到，在不脱离权利要求书中阐述的本发明的情况下，可以在其中进行变化和改变。

Claims (32)

1.一种用于评估发动机故障的方法，包括：
测量实际柴油微粒过滤器(DPF)碳载；
确定预期DPF碳载；以及
通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载来确定可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：通过将所测量的实际DPF碳载的速率与预期DPF碳载的速率进行比较来确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载。
3.根据权利要求2所述的方法，包括：
当在不超过预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量等于或大于预定量时，将所确定的实际发动机部件故障表征为真实故障，以及
通过采取适于限制发动机操作以避免发动机失效的立即动作来响应对于所确定的实际发动机部件故障是真实故障的确定。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述立即动作包括以下两者中的至少一项：关停所述发动机；以及向操作员通知真实故障和所述真实故障的严重性。
5.根据权利要求3所述的方法，包括：
当在所述预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于所述预定量时，将所确定的实际发动机部件故障表征为非主要故障，以及
通过采取适于确保校正非主要故障的缓解动作来响应对于所确定的实际发动机部件故障是非主要故障的确定。
6.根据权利要求3所述的方法，包括：
当在不超过预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于预定量时，将可能的发动机部件故障表征为假故障，以及
通过采取适于确保记录所述假故障的缓解动作来响应对于可能的发动机部件故障是假故障的确定。
7.根据权利要求2所述的方法，包括：
当在不超过预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于预定量时，将可能的发动机部件故障表征为假故障，以及
通过采取适于确保记录所述假故障的缓解动作来响应对于可能的发动机部件故障是假故障的确定。
8.根据权利要求2所述的方法，包括：
当在预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于预定量时，将所确定的实际发动机部件故障表征为非主要故障，以及
通过采取适于确保校正非主要故障的缓解动作来响应对于所确定的实际发动机部件故障是非主要故障的确定。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述缓解动作包括执行所述DPF的再生。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述缓解动作包括执行对所述发动机和排气后处理系统的检查。
11.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：测量实际DPF碳载、确定预期DPF碳载、以及通过确定在多个发动机载荷条件下所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载来确定所述可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，实际DPF碳载是由RF传感器测量的。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预期DPF碳载是基于以下项中的至少一个：碳载模型、碳载特性曲线、以及计算机或机器学习的碳烟产生预期。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可能的发动机部件故障是通过监测发动机部件的故障而检测的。
15.根据权利要求1所述的方法，包括在以下情况下诊断不构成实际故障的部件磨损：当确定所测量的实际DPF碳载超过所述预期DPF碳载的量大于零但小于预定量时；以及当识别到降低的燃料经济性和过量用油中的至少一种时。
16.一种用于评估发动机故障的系统，包括：
用于测量实际柴油微粒过滤器(DPF)碳载的装置；以及
处理电路，所述处理电路被配置成确定预期DPF碳载，
其中，所述处理电路被配置成通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载来确定可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障。
17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理电路被配置成通过将所测量的实际DPF碳载的速率与预期DPF碳载的速率进行比较来确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载。
18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：
当在不超过预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量等于或大于预定量时，将所确定的实际发动机部件故障表征为真实故障，以及
通过采取适于限制发动机操作以避免发动机失效的立即动作来响应对于所确定的实际发动机部件故障是真实故障的确定。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述立即动作是以下两者中的至少一项：关停所述发动机；以及向操作者通知真实故障和所述真实故障的严重性。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：
当在所述预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于所述预定量时，将所确定的实际发动机部件故障表征为非主要故障，以及
通过采取适于确保校正非主要故障的缓解动作来响应对于所确定的实际发动机部件故障是非主要故障的确定。
21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：
当在不超过预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于预定量时，将可能的发动机部件故障表征为假故障，以及
通过采取适于确保记录所述假故障的缓解动作来响应对于可能的发动机部件故障是假故障的确定。
22.根据权利要求16所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：
当在不超过预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于预定量时，将可能的发动机部件故障表征为假故障，以及
通过采取适于确保记录所述假故障的缓解动作来响应对于可能的发动机部件故障是假故障的确定。
23.根据权利要求16所述的系统，其中，所述处理电路被配置成：
当在预定长度的时间上所测量的实际DPF碳载的速率超过所述预期DPF碳载的量小于预定量时，将所确定的实际发动机部件故障表征为非主要故障，以及
通过采取适于确保校正非主要故障的缓解动作来响应对于所确定的实际发动机部件故障是非主要故障的确定。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述缓解动作包括执行所述DPF的再生。
25.根据权利要求22所述的系统，其中，所述缓解动作包括执行对所述发动机和排气后处理系统的检查。
26.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理电路被配置成控制所述发动机在多个不同的发动机载荷条件下操作，所述用于测量实际DPF碳载的装置测量在所述不同的发动机载荷条件下的实际DPF碳载，所述处理电路被配置成确定在所述不同的发动机载荷条件下的预期DPF碳载，并且所述处理电路被配置成：通过确定在所述不同的发动机载荷条件下的所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载来确定所述可能的发动机部件故障是实际发动机部件故障。
27.根据权利要求15所述的系统，其中，用于实际DPF碳载的所述装置包括RF传感器。
28.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理电路被配置成基于以下项中的至少一个来确定所述预期DPF碳载：碳载模型、碳载特性曲线、以及计算机或机器学习的碳烟产生预期。
29.根据权利要求15所述的系统，包括用于监测一个或多个发动机部件的故障并在检测到所述可能的发动机部件故障时向所述处理电路发送信号的装置。
30.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理电路被配置成在以下情况下诊断不构成实际故障的部件磨损：当确定所测量的实际DPF碳载超过所述预期DPF碳载的量大于零但小于预定量时；以及当识别到降低的燃料经济性和过量用油中的至少一种时。
31.一种用于评估发动机故障的方法，包括：
测量实际柴油微粒过滤器(DPF)碳载；
确定预期DPF碳载；
监测一个或多个发动机部件的故障，并且在检测到可能的发动机部件故障时发送故障信号；以及
通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载而确定一个或多个所监测的发动机部件正在不引起发送故障信号的情况下次优地工作。
32.一种用于评估发动机故障的系统，包括：
用于测量实际柴油微粒过滤器(DPF)碳载的装置；
处理电路，所述处理电路被配置成确定预期DPF碳载；以及
用于监测一个或多个发动机部件的故障并在检测到可能的发动机部件故障时将故障信号发送到所述处理电路的装置，
其中，所述处理电路被配置成：通过确定所测量的实际DPF碳载超过了所述预期DPF碳载而确定一个或多个所监测的发动机部件正在不引起发送故障信号的情况下次优地工作。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114370323A (zh) * 2022-01-18 2022-04-19 潍柴动力股份有限公司 一种dpf过载诊断方法及车辆

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050150220A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Johnson Randall J. Method and apparatus for monitoring engine performance as a function of soot accumulation in a filter
JP2005214178A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
US20080155964A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Caterpillar Inc. Engine control system based on soot loading
US20100101409A1 (en) * 2006-05-01 2010-04-29 Leslie Bromberg Method and system for controlling filter operation
US20120023903A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-02 Gm Global Technology Opoerations, Inc. Apparatus and method for monitoring regeneration frequency of a vehicle particulate filter
EP2436900A2 (en) * 2010-10-01 2012-04-04 Deere & Company Particulate filter ash loading prediction method and vehicle with same
US20120083966A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-05 Ryan Nevin Particulate filter ash loading prediction method and vehicle with same
US20120272641A1 (en) * 2011-04-06 2012-11-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Particulate matter control system and its failure determination method
US20120324982A1 (en) * 2011-06-27 2012-12-27 Delphi Technologies, Inc. Particulate matter detection method for a particulate matter sensor
CN103362675A (zh) * 2012-01-31 2013-10-23 万国引擎知识产权有限责任公司 用于设定点改进的烟灰累积模型
CN104769263A (zh) * 2012-11-09 2015-07-08 沃尔沃卡车集团 调节颗粒过滤器的方法
CN104884754A (zh) * 2012-12-13 2015-09-02 丰田自动车株式会社 排气净化装置的故障诊断装置
EP2915968A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for an internal combustion engine, and method for judging malfunction of a filter of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine
US20150358091A1 (en) * 2014-06-06 2015-12-10 Filter Sensing Technologies, Inc. Radio Frequency Process Sensing, Control, And Diagnostics Network
CN106471232A (zh) * 2014-07-08 2017-03-01 丰田自动车株式会社 用于内燃机的过滤器故障诊断装置
CN106812576A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 康明斯排放处理公司 在空载或低负载期间的碳烟负载估计
US20170182447A1 (en) * 2015-06-08 2017-06-29 Cts Corporation Radio Frequency Process Sensing, Control, and Diagnostics Network and System
CN107781094A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 卡特彼勒公司 气体燃料发动机火花塞故障检测

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750041B2 (ja) 1991-09-06 1995-05-31 アトミック エナジー オブ カナダ リミテッド／エネルジイ アトミック デュ カナダ リミテ 煤検出装置用アンテナシステム
US7628007B2 (en) 2005-12-21 2009-12-08 Honeywell International Inc. Onboard diagnostics for anomalous cylinder behavior
EP2143918B1 (en) * 2008-07-11 2014-10-22 Perkins Engines Company Limited After-treatment de-contamination system
JP5565005B2 (ja) * 2010-03-10 2014-08-06 いすゞ自動車株式会社 Ｄｐｆ故障検出方法及びｄｐｆ故障検出装置
US8707807B2 (en) * 2010-06-22 2014-04-29 Cummins Inc. Particulate filter diagnostics
SE538738C2 (sv) 2011-11-14 2016-11-08 Scania Cv Ab Förfarande och system för diagnostisering av en förbränningsmotor
BR112014032062A2 (pt) * 2012-06-21 2017-06-27 Mack Trucks método para detecção de regeneração anormalmente freqüente de filtro de particulado de diesel, motor a diesel com sistema de pós-tratamento de exaustão, e sistema e método de alerta.
US8906134B2 (en) 2012-11-08 2014-12-09 GM Global Technology Operations LLC Engine-out soot flow rate prediction
WO2015090342A1 (en) 2013-12-19 2015-06-25 Volvo Truck Corporation System and method for determining a parameter indicative of an amount of a reducing agent
US20180137695A1 (en) * 2015-06-08 2018-05-17 Cts Corporation Radio Frequency Emissions Sensing System and Method for the Characterization of System Operation
US10260400B2 (en) 2015-06-08 2019-04-16 Cts Corporation Radio frequency system and method for monitoring engine-out exhaust constituents

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050150220A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Johnson Randall J. Method and apparatus for monitoring engine performance as a function of soot accumulation in a filter
JP2005214178A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
US20100101409A1 (en) * 2006-05-01 2010-04-29 Leslie Bromberg Method and system for controlling filter operation
US20080155964A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Caterpillar Inc. Engine control system based on soot loading
US20120023903A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-02 Gm Global Technology Opoerations, Inc. Apparatus and method for monitoring regeneration frequency of a vehicle particulate filter
EP2436900A2 (en) * 2010-10-01 2012-04-04 Deere & Company Particulate filter ash loading prediction method and vehicle with same
US20120083966A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-05 Ryan Nevin Particulate filter ash loading prediction method and vehicle with same
US20120272641A1 (en) * 2011-04-06 2012-11-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Particulate matter control system and its failure determination method
US20120324982A1 (en) * 2011-06-27 2012-12-27 Delphi Technologies, Inc. Particulate matter detection method for a particulate matter sensor
CN103362675A (zh) * 2012-01-31 2013-10-23 万国引擎知识产权有限责任公司 用于设定点改进的烟灰累积模型
CN104769263A (zh) * 2012-11-09 2015-07-08 沃尔沃卡车集团 调节颗粒过滤器的方法
CN104884754A (zh) * 2012-12-13 2015-09-02 丰田自动车株式会社 排气净化装置的故障诊断装置
US20150308322A1 (en) * 2012-12-13 2015-10-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Failure diagnosis apparatus for exhaust gas control apparatus (as amended)
EP2915968A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for an internal combustion engine, and method for judging malfunction of a filter of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine
US20150358091A1 (en) * 2014-06-06 2015-12-10 Filter Sensing Technologies, Inc. Radio Frequency Process Sensing, Control, And Diagnostics Network
CN106471232A (zh) * 2014-07-08 2017-03-01 丰田自动车株式会社 用于内燃机的过滤器故障诊断装置
US20170182447A1 (en) * 2015-06-08 2017-06-29 Cts Corporation Radio Frequency Process Sensing, Control, and Diagnostics Network and System
CN106812576A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 康明斯排放处理公司 在空载或低负载期间的碳烟负载估计
CN107781094A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 卡特彼勒公司 气体燃料发动机火花塞故障检测

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姚广涛等: "基于温度数据相关分析的DPF故障诊断策略", 《内燃机工程》 *
杜艳婷: "基于模型的柴油机DPF碳烟加载量估算研究", 《西南交通大学》 *
章慧敏: "重型柴油机DPF的OBD故障诊断策略研究", 《山东大学》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114370323A (zh) * 2022-01-18 2022-04-19 潍柴动力股份有限公司 一种dpf过载诊断方法及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
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