CN102549246B - 用于废气排放控制设备的异常检测设备 - Google Patents

用于废气排放控制设备的异常检测设备 Download PDF

Info

Publication number
CN102549246B
CN102549246B CN2011800040516A CN201180004051A CN102549246B CN 102549246 B CN102549246 B CN 102549246B CN 2011800040516 A CN2011800040516 A CN 2011800040516A CN 201180004051 A CN201180004051 A CN 201180004051A CN 102549246 B CN102549246 B CN 102549246B
Authority
CN
China
Prior art keywords
particulate matter
particulate filter
time
detecting apparatus
abnormality detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2011800040516A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102549246A (zh
Inventor
西岛大贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN102549246A publication Critical patent/CN102549246A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102549246B publication Critical patent/CN102549246B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1466—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/04—Filtering activity of particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/05—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a particulate sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0422—Methods of control or diagnosing measuring the elapsed time
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

一种用于废气排放控制设备(20)的异常检测设备(100)，所述废气排放控制设备设置在内燃机(200)的排气***中并且捕获废气中的颗粒物(PM)。异常检测设备(100)包括：传感器(30)，所述传感器设置在废气排放控制设备(20)的下游并且检测颗粒物；移除装置，所述移除装置根据传感器(30)的输出来移除被捕获在废气控制设备(20)中的颗粒物；以及确定装置(40)，所述确定装置根据第一稳定时间来确定废气排放控制设备(20)是否处于异常状态，其中所述第一稳定时间是在通过移除装置完成颗粒物的移除之后在传感器(30)的输出变得稳定之前所经过的时间。

Description

用于废气排放控制设备的异常检测设备
技术领域
本发明涉及一种用于废气控制设备的异常检测设备。
背景技术
例如，作为废气控制设备，已知一种柴油颗粒过滤器(DPF)，所述柴油颗粒过滤器捕获包含在柴油机的废气中的颗粒物(PM)，并且已知一种检测柴油颗粒过滤器异常的异常检测设备。例如，已知一种设备，所述设备根据横过柴油颗粒过滤器的压差来检测柴油颗粒过滤器的异常(例如，参见日本专利申请公报No.2009-215926)。
然而，当废气中的颗粒物浓度较低并且因此横过柴油颗粒过滤器的废气压差的变化较小时，上述异常检测设备可能无法适当地执行异常检测。同时，可以应用一种方法，在所述方法中，通过使用传感器直接测量颗粒物来确定柴油颗粒过滤器是否处于异常状态。然而，在这种方法中，当废气中的颗粒物浓度较低时，传感器的输出值较小，并且因此，在这种情况下，不能适当地执行异常检测。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种用于废气控制设备的异常检测设备，所述异常检测设备以提高的准确性检测废气控制设备的异常。
本发明的一方面涉及一种用于废气控制设备的异常检测设备，所述废气控制设备设置在内燃机的排气***中并且捕获废气中的颗粒物。异常检测设备包括：传感器，所述传感器设置在废气控制设备的下游并且检测颗粒物；移除装置，所述移除装置根据传感器的输出移除被捕获在废气控制设备中的颗粒物；以及确定装置，所述确定装置根据第一稳定时间来确定废气控制设备是否处于异常状态，其中所述第一稳定时间是在通过移除装置执行的颗粒物的移除完成之后，在传感器的输出变得稳定之前所经过的时间。
上述异常检测设备可以是这样的，如果第一稳定时间比第一基准稳定时间短，则确定装置确定废气控制设备不处于异常状态，如果第一稳定时间等于或长于第一基准稳定时间，则所述确定装置确定废气控制设备处于异常状态。
上述异常检测设备可以是这样的，如果第一稳定时间比短于第一基准稳定时间的第二基准稳定时间短，则确定装置确定废气控制设备不处于异常状态并且颗粒物没有被充分移除。
上述异常检测设备可以是这样的，如果传感器在传感器的输出变得稳定时的输出小于基准输出，则确定装置确定传感器处于异常状态。
上述异常检测设备可以是这样的，当在出厂时执行用于废气控制设备的老化处理时，如果在老化处理开始之后在传感器的输出变得稳定之前所经过的第二稳定时间比第三基准稳定时间短，则确定装置结束老化处理，如果第二稳定时间等于或长于第三基准稳定时间，则所述确定装置继续进行老化处理。
上述异常检测设备可以是这样的，第一基准稳定时间、第二基准稳定时间、以及基准输出根据颗粒物产生量预测值来设定，其中所述颗粒物产生量预测值已经依照内燃机的运转条件进行了设定。上述异常检测设备可以是这样的，随着颗粒物产生量预测值变得越大，第一基准稳定时间、第二基准稳定时间、以及基准输出被设定地更大。
因此，本发明的异常监测设备以提高的准确性检测废气控制设备的异常。
附图说明
在参照附图对本发明的示例性实施例进行的以下详细描述中，将描述本发明的特征、优势、以及在技术和工业上的意义，在这些附图中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：
图1是示出了第一示例性实施例的异常检测设备的结构的视图；
图2A是描绘了在柴油颗粒过滤器已经恢复之后的较短时间内柴油颗粒过滤器捕获率随着时间如何变化的图表；
图2B是描绘了在柴油颗粒过滤器已经恢复之后的较短时间内颗粒物的颗粒数浓度随着时间如何变化的图表；
图2C是描绘了在柴油颗粒过滤器已经恢复之后的较短时间内颗粒物传感器的输出随着时间如何变化的图表；
图3是图解了应用在异常检测操作中的确定阈值的图表；
图4是图解了第一示例性实施例的异常检测设备的操作的流程图；以及
图5是图解了第二示例性实施例的异常检测设备的操作的流程图。
具体实施方式
图1示出了第一示例性实施例的异常检测设备100的结构以及内燃机200的结构。图1中的箭头14表示废气的流动。柴油颗粒过滤器(DPF)20设置在排气道中，所述排气道设置在燃烧室10下游。颗粒物传感器30设置在柴油颗粒过滤器20下游。用于供应燃料的喷射器12设置在燃烧室10处。
柴油颗粒过滤器20是这样的一种装置，所述装置捕获包含在从燃烧室10排放的废气中的颗粒物，然后移除所捕获的颗粒物，并且在本发明中，柴油颗粒过滤器20可以被称为“废气控制设备”。颗粒物的主要成份是未燃烧的碳，并且颗粒物还包含SOx和多种金属成份。柴油颗粒过滤器20是这样的一种结构，所述结构具有例如蜂巢状结构，并且具有通过过滤壁而相互隔开的上游部分和下游部分。随着废气穿过过滤壁，包含在废气中的颗粒物被过滤壁吸收。
颗粒物传感器30是这样的一种传感器，所述传感器检测存在于已经经过柴油颗粒过滤器20的废气中的颗粒物，并且颗粒物传感器30在本发明中可以被称为“传感器”。颗粒物传感器30用于获得排放到柴油颗粒过滤器20的下游侧的颗粒物的累积值。
电子控制单元40从颗粒物传感器30的输出获得排放到柴油颗粒过滤器20的下游侧的颗粒物的累积值(在下文中，在需要时将称为“累积的颗粒物值”)。电子控制单元40用作“确定部件”，所述确定部件用于根据颗粒物传感器30的输出来确定柴油颗粒过滤器20是否处于异常状态。
而且，电子控制单元40根据颗粒物传感器30的输出和预定的操作条件对内燃机200进行运转控制。内燃机200的运转控制包括例如燃料喷射量的控制(即，将被供应给燃烧室10的燃料的量)和燃料喷射正时的控制。电子控制单元40通过控制设置在燃烧室10处的喷射器12来控制燃料喷射。应当注意的是，喷射器12既可以如在第一示例性实施例中那样设置在燃烧室10处，也可以设置在对应于燃烧室10的进气***(例如，进气口)处。
当累积的颗粒物值变得大于预定值时，电子控制单元40便通过移除聚积在柴油颗粒过滤器20中的颗粒物来执行恢复柴油颗粒过滤器20的处理。能够例如通过如下方式来恢复柴油颗粒过滤器20：将燃料供应到排气***，使得废气温度升高，因此燃烧粘附到柴油颗粒过滤器20的颗粒物，并且由此将其移除。因此，电子控制单元40也用作用于移除捕获在柴油颗粒过滤器20中的颗粒物的“移除部件”。应当注意的是，除了上述方法之外还可以使用多种方法来移除颗粒物。
图2A到图2C是图表，每张所述图表均图解了在柴油颗粒过滤器20恢复之后相关参数值如何立即发生变化。更具体地，图2A中的参数是柴油颗粒过滤器捕获率，图2B中的参数是颗粒物的颗粒数浓度，图2C中的参数是颗粒物传感器30的输出。柴油颗粒过滤器捕获率表示被柴油颗粒过滤器20的过滤壁所捕获的颗粒物的数量与流入到柴油颗粒过滤器20中的颗粒物的数量的比率，并且柴油颗粒过滤器捕获率由例如从颗粒物分析器所获得的数值而计算得出，其中所述颗粒物分析器布置在柴油颗粒过滤器20的上游和下游。颗粒物的颗粒数浓度表示包含在已经经过柴油颗粒过滤器20的废气中包含的颗粒物的浓度(即，每单位体积颗粒物的颗粒数)，并且例如，通过将激光束发射到颗粒物来直接测量颗粒物的颗粒数浓度。在图2A到图2C中的每张图表中，横轴代表时间，并且时间“0”代表完成柴油颗粒过滤器20的恢复的时间(即，开始计算或测量每个参数的时间)。而且，在图2A到图2C中的每张图表中，实线曲线代表在柴油颗粒过滤器20处于正常状态时所获得的参数值，而虚线曲线代表在柴油颗粒过滤器20处于异常状态时所获得的参数值。在以下描述中，在需要时，柴油颗粒过滤器20处于正常状态中的情况将被简称为“在正常情况下”，并且在需要时，柴油颗粒过滤器20处于异常状态中的情况将被简称为“异常情况”。
参照图2A，在正常情况以及异常情况下，在柴油颗粒过滤器20恢复之后的较短时间内(即，在几乎没有颗粒物被捕获在柴油颗粒过滤器20中的状态中)，柴油颗粒过滤器20处的捕获率较低。在正常情况下，即，在柴油颗粒过滤器20处于正常状态的情况下，在经过一段时间并且颗粒物开始粘附到柴油颗粒过滤器20之后，柴油颗粒过滤器捕获率急剧提高，然后柴油颗粒过滤器捕获率保持在恒定水平。另一方面，在异常情况下，即，在柴油颗粒过滤器20处于异常状态的情况下，尽管经过了一段时间，但是柴油颗粒过滤器捕获率没有变得稳定。这是因为，例如由于柴油颗粒过滤器20中的结构异常而导致柴油颗粒过滤器捕获率没有快速提高。
参照图2B，在正常情况以及异常情况下，在柴油颗粒过滤器20恢复之后的较短时间内，柴油颗粒过滤器20的下游侧的颗粒物的颗粒数浓度较高。在正常情况下，即，在柴油颗粒过滤器20处于正常状态的情况下，在经过一段时间并且颗粒物开始粘附到柴油颗粒过滤器20之后，颗粒物的颗粒数浓度急剧降低。另一方面，在异常情况下，即，在柴油颗粒过滤器20处于异常状态的情况下，尽管经过了一段时间，但是颗粒物的颗粒数浓度没有快速地降低。
参照图2C，在正常情况以及异常情况下，在柴油颗粒过滤器20恢复之后的较短时间内，颗粒物传感器30的输出开始增大，并且随着时间的过去而持续增大。然后，在正常情况下，即，在柴油颗粒过滤器20处于正常状态的情况下，当在柴油颗粒过滤器20恢复之后经过时间t1时，颗粒物传感器30的输出变得稳定。另一方面，在异常情况下，即，在柴油颗粒过滤器20处于异常状态的情况下，颗粒物传感器30的输出变得稳定之前所经过的时间(即，时间t2)比时间t1长，其中所述时间t1是在正常情况下在颗粒物传感器30的输出变得稳定之前所经过的时间。在第一示例性实施例中，根据上述结果，使用从柴油颗粒过滤器20完成恢复时到颗粒物传感器30的输出变得稳定时的时间(在下文中，所述时间将被称作“稳定时间t”)来确定柴油颗粒过滤器20是否处于异常状态。
图3是图解了应用在异常检测操作中的确定阈值的图表。在图3中，实线曲线代表在柴油颗粒过滤器20处于正常状态时所获得的颗粒物传感器30的输出，而虚线曲线代表在柴油颗粒过滤器20处于异常状态时所获得的颗粒物传感器30的输出。图3还示出了在柴油颗粒过滤器20处于正常状态但是还没有被充分恢复时所获得的颗粒物传感器30的输出，以及在颗粒物传感器30处于异常状态时所获得的颗粒物传感器30的输出。如先前所述那样，在柴油颗粒过滤器20处于异常状态的情况下的稳定时间t2比在柴油颗粒过滤器20处于正常状态的情况下的稳定时间t1长。因此，为了区分这两种状态，应用了大于(长于)t1但是小于(短于)t2的确定阈值。在下文中，这个确定阈值将被称为“第一基准稳定时间T1”。
如果在柴油颗粒过滤器20恢复之后在颗粒物传感器30的输出变得稳定之前所经过的时间显著较短(参照图3中的“t3”)，则认为柴油颗粒过滤器20处于正常状态但颗粒物还没有被充分移除(不充分恢复)。因此，使用大于(长于)t3但是小于(短于)t1的确定阈值，以便区分柴油颗粒过滤器20处于正常状态并且柴油颗粒过滤器20已经充分恢复的情况和柴油颗粒过滤器20处于正常状态但柴油颗粒过滤器20还没有被充分恢复的情况。在下文中，这个确定阈值将被称为“第二基准稳定时间T2”。第二基准稳定时间T2始终比第一基准稳定时间T1短。
如果颗粒物传感器30的输出(在下文中需要时将被称为“输出v”)显著较小，则认为颗粒物传感器30处于异常状态。因此，使用用于确定颗粒物传感器30是否处于异常状态的阈值。在下文中，这个阈值将被称为“基准输出Vth”。更加具体地，通过比较颗粒物传感器30的输出v和基准输出Vth来确定颗粒物传感器30是否处于异常状态。
图4是图解了第一示例性实施例的异常检测设备的操作的流程图。参照图4，首先，电子控制单元40(所述电子控制单元40是用作“移除部件”的移除装置)执行用于柴油颗粒过滤器20的颗粒物移除处理(恢复处理)(步骤S10)。接下来，电子控制单元40确定用于柴油颗粒过滤器20的恢复处理是否已经完成(步骤S12)。如果所述恢复处理已经结束，则电子控制单元40结束颗粒物的移除处理(步骤S14)。
接下来，电子控制单元40(所述电子控制单元40是用作“确定部件”的确定装置)获得稳定时间t(步骤S16)，所述稳定时间t是在完成上述颗粒物移除处理之后在颗粒物传感器30的输出变得稳定之前所经过的时间。需要注意的是“颗粒物传感器30的输出变得稳定”指的是颗粒物传感器30的输出的变化变得极其微小。颗粒物传感器30的输出是否已经变得稳定能够例如通过以下方式确定：获得颗粒物传感器30的输出在预定时间段内所发生的变化量(即，差值)，然后确定所获得的变化量是否小于预定值。应当注意的是，除了上述方法之外还可以使用多种方法来确定颗粒物传感器30的输出是否已经变得稳定。
接下来，电子控制单元40比较在步骤S16中所获得的稳定时间t和作为预定值的第二基准稳定时间T2(步骤S18)。如果稳定时间t比第二基准稳定时间T2短，则电子控制单元40比较颗粒物传感器30的输出v和基准输出Vth(步骤S20)。如果颗粒物传感器30的输出v小于基准输出Vth，则电子控制单元40确定颗粒物传感器30处于异常状态(步骤S22)。另一方面，如果颗粒物传感器30的输出v等于或大于基准输出Vth，则电子控制单元40确定柴油颗粒过滤器20还没有被充分恢复(步骤S24)，然后再次执行颗粒物移除处理(步骤S26)。
如果在步骤S18中确定稳定时间t等于或长于第二基准稳定时间T2，则电子控制单元40比较已经在步骤S16中所获得的稳定时间t和作为预定值的第一基准稳定时间T1(步骤S28)。如果稳定时间t比第一基准稳定时间T1短，则电子控制单元40比较颗粒物传感器30的输出v和基准输出Vth(步骤S30)。如果颗粒物传感器30的输出v比基准输出Vth小，则电子控制单元40确定颗粒物传感器30处于异常状态(步骤S32)。另一方面，如果颗粒物传感器30的输出v等于或大于基准输出Vth，则电子控制单元40确定柴油颗粒过滤器20处于正常状态(步骤S34)。
如果在步骤S28中确定稳定时间t等于或长于第一基准稳定时间T1，则电子控制单元40比较颗粒物传感器30的输出v和基准输出Vth(步骤S36)。如果颗粒物传感器30的输出v小于基准输出Vth，则电子控制单元40确定颗粒物传感器30处于异常状态(步骤S38)。另一方面，如果颗粒物传感器30的输出v等于或大于基准输出Vth，则电子控制单元40确定柴油颗粒过滤器20处于异常状态(步骤S40)。
根据如上所述的第一示例性实施例的异常检测设备100，电子控制单元40根据稳定时间t(即，在完成用于柴油颗粒过滤器20的颗粒物移除处理之后在颗粒物传感器30的输出v变得稳定之前所经过的时间)来确定柴油颗粒过滤器20是否处于异常状态。因此，即使在废气中的颗粒物的浓度较低并且颗粒物传感器30的输出较小时，也能够准确地检测柴油颗粒过滤器20的异常。
更加具体地，通过比较稳定时间t和第一基准稳定时间T1能够确定柴油颗粒过滤器20是处于正常状态还是处于异常状态，通过比较稳定时间t和第二基准稳定时间T2能够确定柴油颗粒过滤器20是已经充分恢复还是未充分恢复(即，是已经充分实施了颗粒物的移除处理还是没有充分地实施颗粒物的移除处理)，并且通过比较基准输出Vth与颗粒物传感器30的输出v变得稳定时的输出v能够确定颗粒物传感器30是否处于异常状态。
第一基准稳定时间T1、第二基准稳定时间T2、以及基准输出Vth中的每一个均可以设定成任意值。然而，优选地，根据预测将产生的颗粒物的数量(在下文中，将被称为“颗粒物产生量预测值”)来设定这些确定阈值。在这种情况下，优选地，依照给定的操作条件来设定颗粒物产生量预测值。在这种情况下，优选地，颗粒物产生量预测值变得越大，第一基准稳定时间T1、第二基准稳定时间T2以及基准输出Vth将被设定得越大。通过这样做，能够进一步提高检测柴油颗粒过滤器20的异常和颗粒物传感器30的异常的准确性。
接下来，将描述本发明的第二示例性实施例的异常检测设备。在第二示例性实施例中，第一示例性实施例的异常检测设备改变成用于确定是否结束在出厂时所执行的老化处理。在出厂时，没有颗粒物聚积在柴油颗粒过滤器20中，并且因此柴油颗粒过滤器捕获率较低。所以，需要这样的处理，所述处理通过使内燃机200运转预定的一段时间来致使颗粒物聚积在柴油颗粒过滤器20中。在下文中，这个处理将被称作“老化处理”。
图5是图解了第二示例性实施例的异常检测设备的运转的流程图。参照图5，首先，电子控制单元40启动内燃机200(步骤S50)。另外，电子控制单元40执行一种处理，以便不执行用于柴油颗粒过滤器20的颗粒物移除控制(步骤S52)。然后，如在第一示例性实施例中那样，电子控制单元40获得稳定时间t(步骤S54)，所述稳定时间t即在步骤S50中启动内燃机之后在颗粒物传感器30的输出变得稳定之前所经过的时间。
接下来，电子控制单元40比较在步骤S54中所获得的稳定时间t和作为预定值的第三基准稳定时间T3(步骤S56)。如果稳定时间t比第三基准稳定时间T3短，则电子控制单元40确定已经充分执行了用于柴油颗粒过滤器20的老化处理，并且因此结束老化处理(步骤S58)。另一方面，如果稳定时间t等于或长于第三基准稳定时间T3，则电子控制单元40确定用于柴油颗粒过滤器20的老化处理还没有充分执行，并且因此继续实施老化处理(步骤S60)。
因此，第二示例性实施例的异常检测设备(其在构造上与第一示例性实施例的异常检测设备相同)确定是否结束在出厂时所执行的老化处理。更加具体地，如果稳定时间(即，在老化处理开始之后在颗粒物传感器30的输出变得稳定之前所经过的时间)比预定时间短，则确定老化是充分的。另一方面，如果稳定时间等于或长于预定时间，则确定老化仍然不充分。应当注意的是，在本说明书中，第一示例性实施例中的稳定时间(将被称作“第一稳定时间”)和第二示例性实施例中的稳定时间(将被称作“第二稳定时间”)彼此不同，此外，第一示例性实施例中的基准稳定时间(第一基准稳定时间T1和第二基准稳定时间T2)和第二示例性实施例中的稳定时间(第三基准稳定时间T3)彼此不同。
尽管已经参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明并不局限于所描述的实施例或构造。相反，本发明旨在涵盖各种修改方案和等效布置。另外，尽管以多种组合和构造示出了示例性实施例的多种元件，但是包括更多、更少元件或仅仅单个元件的其它组合和构造也在本发明的范围内。例如，尽管在前述示例性实施例中的每一个中，本发明均实施为应用在柴油机中的用于废气控制设备的异常检测设备，但是本发明的应用并不局限于柴油机。即，本发明可以实施为应用在诸如汽油发动机的多种其它内燃机中的用于废气控制设备的异常检测设备。

Claims (11)

1.一种用于颗粒过滤器的异常检测设备，所述颗粒过滤器设置在内燃机的排气***中，并且捕获废气中的颗粒物，其特征在于，所述异常检测设备包括：
传感器(30)，所述传感器设置在所述颗粒过滤器(20)的下游，并且检测所述颗粒物(PM)；
移除装置(40)，所述移除装置根据所述传感器(30)的输出移除被捕获在所述颗粒过滤器(20)中的所述颗粒物(PM)；和
确定装置(40)，所述确定装置根据第一稳定时间(t)确定所述颗粒过滤器(20)是否处于异常状态，其中所述第一稳定时间(t)是在通过所述移除装置(40)执行的所述颗粒物(PM)的移除完成之后，在所述传感器(30)的输出变得稳定之前所经过的时间。
2.根据权利要求1所述的异常检测设备，其特征在于，如果所述第一稳定时间(t)比第一基准稳定时间(T1)短，则所述确定装置(40)确定所述颗粒过滤器(20)不处于异常状态；如果所述第一稳定时间(t)等于或长于所述第一基准稳定时间(T1)，则所述确定装置(40)确定所述颗粒过滤器(20)处于异常状态。
3.根据权利要求2所述的异常检测设备，其特征在于，所述第一基准稳定时间(T1)根据已经依照所述内燃机(200)的运转条件设定的颗粒物产生量预测值设定。
4.根据权利要求3所述的异常检测设备，其特征在于，随着所述颗粒物产生量预测值变得越大，所述第一基准稳定时间(T1)被设定得越长。
5.根据权利要求2所述的异常检测设备，其特征在于，如果所述第一稳定时间(t)比短于所述第一基准稳定时间(T1)的第二基准稳定时间(T2)短，则所述确定装置(40)确定所述颗粒过滤器(20)不处于异常状态并且所述颗粒物(PM)没有被充分移除。
6.根据权利要求5所述的异常检测设备，其特征在于，所述第一基准稳定时间(T1)和所述第二基准稳定时间(T2)根据已经依照所述内燃机(200)的运转条件设定的颗粒物产生量预测值设定。
7.根据权利要求6所述的异常检测设备，其特征在于，随着所述颗粒物产生量预测值变得越大，所述第一基准稳定时间(T1)和所述第二基准稳定时间(T2)被设定得越长。
8.根据权利要求1所述的异常检测设备，其特征在于，如果所述传感器(30)在所述传感器(30)的输出(v)变得稳定时的输出(v)小于基准输出(Vth)，则所述确定装置(40)确定所述传感器(30)处于异常状态。
9.根据权利要求8所述的异常检测设备，其特征在于，所述基准输出(Vth)根据已经依照所述内燃机(200)的运转条件设定的颗粒物产生量预测值设定。
10.根据权利要求9所述的异常检测设备，其特征在于，随着所述颗粒物产生量预测值变得越大，所述基准输出(Vth)被设定得越大。
11.根据权利要求2到10中的任一项所述的异常检测设备，其特征在于，当在出厂时实施用于所述颗粒过滤器(20)的老化处理时，如果在所述老化处理开始之后在所述传感器(30)的输出变得稳定之前所经过的第二稳定时间(t)比第三基准稳定时间(T3)短，则所述确定装置(40)结束所述老化处理，如果所述第二稳定时间(t)等于或长于所述第三基准稳定时间(T3)，则所述确定装置(40)继续进行所述老化处理。
CN2011800040516A 2010-05-17 2011-05-02 用于废气排放控制设备的异常检测设备 Expired - Fee Related CN102549246B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010113439A JP5056898B2 (ja) 2010-05-17 2010-05-17 排気浄化装置の故障検出装置
JP2010-113439 2010-05-17
PCT/IB2011/000939 WO2011144977A1 (en) 2010-05-17 2011-05-02 Abnormality detection apparatus for an exhaust gas emission control apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102549246A CN102549246A (zh) 2012-07-04
CN102549246B true CN102549246B (zh) 2013-09-04

Family

ID=44330700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800040516A Expired - Fee Related CN102549246B (zh) 2010-05-17 2011-05-02 用于废气排放控制设备的异常检测设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8745968B2 (zh)
EP (1) EP2459855B8 (zh)
JP (1) JP5056898B2 (zh)
CN (1) CN102549246B (zh)
WO (1) WO2011144977A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5348089B2 (ja) * 2010-08-06 2013-11-20 株式会社デンソー センサ制御装置
US8870987B2 (en) 2010-11-12 2014-10-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Failure detecting apparatus for particulate filter
KR20130037553A (ko) * 2011-10-06 2013-04-16 현대자동차주식회사 배기가스 처리방법
US9051866B2 (en) * 2012-05-22 2015-06-09 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a particulate filter
GB2517376B (en) * 2012-05-22 2018-03-21 Toyota Motor Co Ltd Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
WO2014010064A1 (ja) * 2012-07-12 2014-01-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
EP3085909B1 (en) * 2013-12-19 2018-01-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust control system for internal combustion engine
JP6098528B2 (ja) * 2014-01-17 2017-03-22 トヨタ自動車株式会社 フィルタ異常判定システム
DE102014220846A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Eigendiagnose eines im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Partikelsensors
JP6004028B2 (ja) * 2015-03-20 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 排気浄化システムの故障診断装置
JP6780763B2 (ja) * 2018-12-25 2020-11-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN113298345B (zh) * 2021-04-06 2022-11-18 杭州未名信科科技有限公司 异常行为的检测方法、装置、电子设备及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1669565A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
CN101302952A (zh) * 2007-05-07 2008-11-12 日产自动车株式会社 排气净化装置
US7793538B2 (en) * 2006-11-14 2010-09-14 Denso Corporation Apparatus for diagnosing abnormal operation of pressure difference detection apparatus of internal combustion engine exhaust system

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3456401B2 (ja) 1998-02-12 2003-10-14 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10153769B4 (de) * 2000-12-08 2004-08-05 Ford Global Technologies, LLC (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Dearborn Verfahren und Einrichtung zur Überwachung des Schädigungsgrades eines Katalysators
JP4106529B2 (ja) * 2002-02-28 2008-06-25 三菱自動車工業株式会社 多気筒内燃機関の排気浄化装置
JP4225022B2 (ja) 2002-09-20 2009-02-18 トヨタ自動車株式会社 排気捕集装置用異常検出装置
JP4062153B2 (ja) * 2003-04-02 2008-03-19 日産自動車株式会社 パティキュレートフィルタの故障検知装置及びエンジンの排気ガス浄化装置
US7765792B2 (en) * 2005-10-21 2010-08-03 Honeywell International Inc. System for particulate matter sensor signal processing
JP4650222B2 (ja) * 2005-11-11 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 Ｐｍトラッパ故障検出装置
US8384397B2 (en) * 2006-05-01 2013-02-26 Filter Sensing Technologies, Inc. Method and system for controlling filter operation
JP2007315275A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Nissan Motor Co Ltd 排気浄化フィルタ故障診断装置及び方法
JP2008190470A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Nissan Motor Co Ltd 排気浄化フィルタの再生装置
JP2009215926A (ja) 2008-03-07 2009-09-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ディーゼルエンジン監視システム、及び監視方法
JP2009270536A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Nippon Soken Inc パティキュレートセンサ素子及び故障検出装置
JP2009293518A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Denso Corp 内燃機関の排気浄化装置
CN102414551A (zh) * 2009-04-27 2012-04-11 丰田自动车株式会社 Pm传感器、废气的pm量检测装置、内燃机的异常检测装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1669565A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
US7793538B2 (en) * 2006-11-14 2010-09-14 Denso Corporation Apparatus for diagnosing abnormal operation of pressure difference detection apparatus of internal combustion engine exhaust system
CN101302952A (zh) * 2007-05-07 2008-11-12 日产自动车株式会社 排气净化装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120180458A1 (en) 2012-07-19
EP2459855B1 (en) 2013-10-23
JP2011241724A (ja) 2011-12-01
WO2011144977A1 (en) 2011-11-24
EP2459855B8 (en) 2013-12-25
US8745968B2 (en) 2014-06-10
JP5056898B2 (ja) 2012-10-24
EP2459855A1 (en) 2012-06-06
CN102549246A (zh) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102549246B (zh) 用于废气排放控制设备的异常检测设备
CN110657009B (zh) 一种颗粒捕捉器的清灰处理请求的生成方法及装置
US6907873B2 (en) Filter control method and device
US9091190B2 (en) Accumulated ash correction during soot mass estimation in a vehicle exhaust aftertreatment device
US7264642B2 (en) Exhaust gas cleaning apparatus
US9303579B2 (en) System and method for monitoring a particulate filter in a vehicle exhaust aftertreatment device
US9366171B2 (en) Method for determining an estimated amount of soot accumulated in a particulate filter of an exhaust gas after-treatment system
CN107532491B (zh) 排气净化***的控制装置
US20100242443A1 (en) Exhaust aftertreatment device
JP2008157199A (ja) センサの異常検出装置
US9032719B2 (en) Particulate filter performance monitoring
EP2153032A1 (en) Method and arrangement for maintaining a diesel particulate filter in a diesel engine exhaust system
AU2015271980B2 (en) Diagnostic system for internal combustion engine
CN107461248B (zh) 内燃机的排气净化***
CN107023365B (zh) 用于内燃机的排气控制***
CN107013291B (zh) 用于内燃机的排气控制***
CN107208564B (zh) 用于管理颗粒过滤器的再生的方法和***
CN103857886A (zh) Dpf的pm堆积量估算装置
US8091414B2 (en) Methods of detecting replacement of a particulate matter filter
RU2706876C2 (ru) Способ и система для управления восстановлением сажевого фильтра
DE102014106199A1 (de) Überwachungssystem einer Partikelfiltervorrichtung für einen Motor
US8806852B2 (en) Method for controlling regeneration within an after-treatment component of a compression-ignition engine
DE102014107004A1 (de) Überwachungssystem einer Partikelfiltervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
CN115704332A (zh) 控制废气处理装置的操作的方法
CN117167123A (zh) 一种dpf低温主动再生控制方法、装置及设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130904

Termination date: 20200502

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee