[发明专利]用于预测传感器响应时间的方法和系统

说明书

本申请涉及一种用于预测传感器响应时间的方法和系统。独立于PM传感器上的实际的或预测的烟尘负荷，提供一种用于预测微粒物质(PM)传感器的响应时间以及根据完成的响应时间预测重置PM传感器的方法和系统。可以利用基于时间的多项式函数和传感器输出拟合在稳态交通工具操作期间收集的烟尘累积数据，并且即使全部的信号是有噪声的，也可以从曲线拟合估计再生调节。

技术领域

本描述通常涉及用于预测微粒物质(PM)传感器的响应时间的方法和系统。

背景技术

内燃发动机可以产生诸如能够被排气到大气的烟尘和浮尘的微粒物质(PM)和污染物。各种技术已经被开发用于在排气被释放到大气之前过滤这种PM。作为示例，为了提高排放适应性，可以在发送机排气系统中包括微粒过滤器(PF)。一个或多个PM传感器(还被称为烟尘传感器)可以位于微粒过滤器(PF)的上游和/或下游，并且可以被用于感测过滤器上的PM负荷、调节过滤器的再生和/或诊断过滤器的功能。

当包括时，PM传感器可以被用于基于在传感器元件处的电流和/或电导的测量变化和沉积在元件上的PM的量之间(诸如，在配对测量电极之间)的相关性来感测夹带在排气中的PM的浓度和/或通量。因此，一旦烟尘累积信号强度达到阈值，则需要周期性地再生和重置PM传感器。在其之后传感器可以被再生和重置的传感器信号达到阈值所需要的时间被称为传感器的响应时间。这个响应时间与排气中的PM浓度成反比。为了满足排放规定，PM传感器被要求间歇性地再生和重置(例如，在每个排放测试循环内至少一次)。此外，为了满足排放标准，对于发动机控制器可能期望的是每驱动循环收集最大数量的传感器响应时间信号(例如，针对联邦测试程序循环，每18分钟至少4个)。

由Min Sun在US 9,032,719中示出的一个示例方法公开了基于烟尘累积重置PM传感器的方法。其中，PM传感器电流可以随着该传感器上的烟尘的沉积而增加。在一段时间(被称为传感器的响应时间)之后，PM传感器电流可以达到与传感器上烟尘负荷达到阈值负荷的相关的阈值。此时，再生和重置该PM传感器。

然而，发明者已经认识到的是PM传感器可能易于受到来自存在于排气和/或水滴中的较大微粒物的冲击的污染，因此影响PM传感器灵敏度并且导致电流测量和PM传感器再生方面的误差。这种有误差的数据可能不能反映排气中的实际烟尘浓度，并且因此不应该用于确定传感器响应时间和微粒过滤器效率。由于噪声的重复发生，因此大量的数据可能不能被用于PM传感器操作并且需要被丢弃。在缺少实际响应时间的情况下，来自平均响应时间的烟尘浓度计算可能具有降低的精确性。对于短驱动，由于在给定驱动循环中缺乏时间，因此可能不存在烟尘浓度的足够测量。由此，这个降低了烟尘监测系统的精确度。例如，对于微粒过滤器下游的烟尘传感器，如果平均响应时间高于实际响应时间，则烟尘将被低估，从而可能未能检测烟尘经过有故障的过滤器泄露到排气流中，并且不利地影响排放质量。同样，可能不能检测过滤器的劣化(例如，由于高烟尘泄露)。此外，通过丢弃大量的数据，在给定驱动循环中可能难以满足完成车载诊断和满足目标完成率(target completionratio)的要求。

发明内容

发明者在此已经识别出一种方法，通过该方法可以至少部分地解决以上描述的问题。一种示例方法包括在传感器噪声低于阈值时，收集发动机操作期间的排气烟尘传感器数据；将基于时间的曲线拟合(fitting)到收集的数据；基于曲线拟合预测传感器响应时间；以及响应于所述曲线拟合高于阈值，独立于所述传感器的烟尘负荷而再生烟尘传感器。按照这种方式，可以提高PM传感器诊断的完成率。同样，通过使用所预测的传感器输出，可以估计排气中的烟尘浓度和/或烟尘通量。