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双，出自《说文》，指一对，如双喜临门、智勇双全、好事成双等。通过上一期的介绍，我们已经了解了GPF的工作原理和控制策略。那么作为为满足国六排放法规而新增的后处理部件，法规对GPF的监测有哪些要求？GPF诊断策略中的“双”指的是什么？在诊断过程中起什么作用？还请听我一一道来。 国六排放法规对GPF监测的要求 国六排放法规中新增了对GPF的监测： J.4.13.1 OBD系统应对车辆上安装的颗粒捕集器的正常工作进行监测。对单独的电子部件（如：监测用压力传感器）应按照J.4.14综合零部件监测的要求进行监测。 具体要求为：
即：既要对GPF正常工作进行监测，又要对用于监测GPF能否正常工作的电子部件进行监测。 那么如何对GPF正常工作进行监测呢？目前主要通过压差传感器进行。压差传感器按照内置压力膜片数量主要分为两种：单膜和双膜，上文提到的“双”就是指双膜了。那么单双膜压力传感器的差异具体表现在哪些方面？对GPF监测有何影响？且请我继续说道。 压差传感器（单膜）方案 压差传感器（单膜）的工作原理如图1所示。传感器内置压力膜片，膜片在两侧上下游压力作用下产生形变，进而改变内部电路电阻，传感器内置芯片最终将GPF压差以数字信号（或电信号）传递给电子控制器（ECU）。  图1. 压差传感器工作原理示意图（单膜） 压差传感器在汽油机排气系统中的布置形式一般如图2所示。压差传感器（单膜）通过安装在GPF上下游的取样管路测量排气流经GPF时产生的压力降（即GPF两端压差）。  图3. 压差传感器在汽油机排气系统中的布置 正常情况下，由于GPF载体流动阻力的存在，排气流经颗粒捕集器上下游时会形成压力降，压差传感器可以测量与发动机排气流量相关的压差值。当载体发生移除故障时，压力降减少，压差传感器检测到压差接近于0，与正常情况的压差有一定的区分度，通过这个区分度可以诊断出载体移除故障。同时，随着GPF中碳载量增大，排气流经GPF载体流动阻力增大，同一发动机运行工况下测量的压差也增大，故压差传感器也可以被设计用于GPF碳载量的检测，并参与GPF再生的相关控制。 研究过程中发现，若同一发动机运行工况下消声器两端压差与GPF正常工作时的压差相近，在极端情况下，该方案不能满足法规对于GPF监测的要求。其原因在于，若同一发动机运行工况下消声器两端压差与GPF压差接近，当GPF载体移除故障及压差传感器下游管路脱落故障同时发生时（故障形式如图3所示），压差传感器检测到的压差即为消声器两端压差，由于消声器两端压差与GPF压差差异不大（如表1所示），故障的区分度不高，该种情况下既无法检测出GPF载体移除故障，也不能检测出压差传感器下游管路脱落故障。  图3. GPF载体移除+压差传感器下游管路脱落  表1 压差传感器（单膜）方案可行性分析（示意图） 压差传感器（双膜）方案 压差传感器（双膜）的工作原理如图4所示。传感器内置两个压力膜片，两个膜片分别在GPF上游压力和环境压力、及GPF下游压力和环境压力的作用下产生形变，进而改变内部电路电阻，传感器内置芯片最终根据SAE J2716通讯协议将GPF上游和下游压力（或GPF压差和下游压力）以数字信号传递给ECU。  图4. 压差传感器（双膜）工作原理示意图 压差传感器（双膜）诊断GPF载体移除故障的原理与压差传感器（单膜）方案相同，但同时还可以用于诊断压差传感器下游管路脱落故障。 正常情况下，压差传感器输出的下游压力信号（相对）约等于消声器两端压差。当发生压差传感器下游管路脱落故障时，压差传感器输出的下游压力信号（相对）为0，与正常情况的下游压力产生偏差，通过该偏差可以诊断出压差传感器下游管路脱落故障。 表2所示为单双膜压差传感器用于GPF监测的可靠性对比，对于使用压差传感器进行GPF诊断时：
 表2 单双膜压差传感器方案可靠性对比 汽油机颗粒捕集器（GPF）是为满足国六排放标准新增的关键后处理部件，国六法规OBD部分中对GPF的监测要求，核心思想就是要及时有效地检测出颗粒捕集器的捕集性能缺失的故障，避免在用车整体的排放水平降低，引起空气质量的恶化。鉴于GPF系统的诊断功能多样且复杂，本文仅对部分关键内容进行叙述，并未详细展开。联合电子拥有专业高效的工程师技术团队，可提供完整的GPF监测解决方案，将一如既往地支持国内整车企业车型的排放升级换代，为中国的环保事业做出新的贡献。 勘误声明 20181102期微信推送《国六形势下GPF控制攻略》微信稿中出现如下错误，存在催化涂层的再生反应式中NO2，误写成NO，正确公式为： 对此造成误解深表歉意，特此更正 。 |
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