滿足國六法規(guī)的汽油機顆粒捕集器故障診斷策略功能開發(fā)

王 沛，徐 超，趙文圣，范立云

（1.北汽福田汽車股份有限公司，北京 102206；2.哈爾濱工程大學 動力與能源工程學院，哈爾濱 150001；3.河南柴油機重工有限責任公司，洛陽 471000）

汽油缸內(nèi)直噴（gasoline direct injection，GDI）技術(shù)對提升動力性、經(jīng)濟性及促進發(fā)動機輕量化具有明顯優(yōu)勢，但其產(chǎn)生的顆粒物排放相比進氣道噴射（port fuel injection，PFI）方式顯著增加［1-3］。《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》（以下簡稱國六法規(guī)）中規(guī)定Ⅰ型試驗所有車型顆粒物質(zhì)量（particulate matter，PM）與顆粒物數(shù)量（particulate number，PN）排放限值為3.0 mg/km 和6×1011個/km。PM 可以通過多次噴射、燃燒室形狀優(yōu)化及增加湍流強度等缸內(nèi)方式進行減排［4–6］，但對于PN，幾乎所有滿足國六排放標準的純?nèi)加蛣恿囕v均在排氣端加裝汽油機顆粒捕集器（gasoline particulate filter，GPF），GPF 同時成為大部分混合動力車輛的主流配置［7–8］。

國六法規(guī)中要求，車載診斷（on-board diagnostics， OBD）系統(tǒng)應對車輛上安裝的GPF 工作狀態(tài)進行監(jiān)測，并在監(jiān)測條件中規(guī)定監(jiān)測率滿足最小實際監(jiān)測頻率（in-use performance ratio，IUPR）要求（≥0.100）。在診斷理論與方法層面，文獻［9］中基于壓差—流量特性應用神經(jīng)網(wǎng)絡算法在發(fā)動機臺架上進行了相關(guān)研究工作，文獻［10］中對碳煙氧化機理進行了建模研究工作，為相關(guān)診斷方法提供理論基礎(chǔ)。

雖然國六法規(guī)對GPF 監(jiān)控組要求的IUPR 率不高，但診斷策略依然需要確保車輛在全球輕型車測試循環(huán)（world-harmonized light-duty vehicle test cycle，WLTC）中GPF 監(jiān)控組對應的IUPR 分子能夠釋放，即要求GPF 系統(tǒng)診斷在WLTC 內(nèi)完成，因此GPF 的診斷難點將主要集中在診斷結(jié)果準確性與實時性的兼顧。在診斷準確性方面，需要對GPF的診斷策略及算法進行優(yōu)化，提取GPF 診斷所需的特征對象；……