DE102009059859A1

DE102009059859A1 - Thermisches Schutzsystem für Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung

Info

Publication number: DE102009059859A1
Application number: DE102009059859A
Authority: DE
Inventors: James M. Livonia Perrin; John A. Livonia Catalogna
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2010-07-29
Also published as: US20100154385A1; CN101769190A; CN101769190B; US8266894B2

Abstract

Ein Motorsteuersystem umfasst ein Temperaturbestimmungsmodul, ein Reduktionsmittelsteuermodul sowie ein Steuermodul. Das Temperaturbestimmungsmodul bestimmt eine Temperatur einer durch ein Abgas erwärmten Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung. Das Reduktionsmittelsteuermodul betätigt die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung, um eine Menge an Reduktionsmittel in das Abgas einzuspritzen, wenn die Temperatur größer als oder gleich einer Temperaturschwelle ist. Das Steuermodul steuert eine Konzentration von Stickoxiden in dem Abgas auf Grundlage der Menge an in das Abgas eingespritztem Reduktionsmittel.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 61/140,283, die am 23. Dezember 2008 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hier durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorsteuersysteme und insbesondere ein thermisches Schutzsystem für eine Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung.
HINTERGRUND
Die hier vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Arbeit der derzeit bezeichneten Erfinder in dem Maße, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, wie auch Aspekte der Beschreibung, die sich zum Zeitpunkt der Einreichung nicht anderweitig als Stand der Technik qualifizieren, sind weder ausdrücklich noch impliziert als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.
Dieselmotoren stoßen Abgas aus, das Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx) aufweist. Ein Dieselabgasbehand lungssystem reduziert die Niveaus von CO, HC und NOx in dem Abgas. Das Dieselabgasbehandlungssystem kann einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), einen Dieselpartikelfilter (DPF) sowie ein System für selektive katalytische Reduktion (SCR) aufweisen. Der DOC oxidiert CO und HC, um Kohlendioxid und Wasser zu bilden. Der DPF entfernt Dieselpartikel bzw. -ruß von dem Abgas. Das SCR-System reduziert NOx.
Das SCR-System umfasst, dass ein Reduktionsmittel (beispielsweise Harnstoff) in das Abgas stromaufwärts von einem SCR-Katalysator eingespritzt wird. Das Reduktionsmittel bildet Ammoniak, der mit NOx in dem SCR-Katalysator reagiert. Die Reaktion von Ammoniak und NOx in dem SCR-Katalysator reduziert die NOx und resultiert in der Emission von zweiatomigem Stickstoff und Wasser. Wenn überschüssiges Reduktionsmittel in das Abgas eingespritzt wird, kann das überschüssige Reduktionsmittel überschüssigen Ammoniak bilden, der ohne Reaktion durch den SCR-Katalysator gelangt. Unterstromig des SCR-Katalysators kann ein zusätzlicher Katalysator verwendet werden, um den überschüssigen Ammoniak zu entfernen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Motorsteuersystem umfasst ein Temperaturbestimmungsmodul, ein Reduktionsmittelsteuermodul sowie ein Steuermodul. Das Temperaturbestimmungsmodul bestimmt eine Temperatur einer Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung, die durch ein Abgas erwärmt ist. Das Reduktionsmittelsteuermodul betätigt die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung, um eine Menge an Reduktionsmittel in das Abgas einzuspritzen, wenn die Temperatur größer als oder gleich einer Temperaturschwelle ist. Das Steuermodul steuert eine Konzentration von Stickoxiden in dem Abgas auf Grundlage der Menge an Reduktionsmittel, die in das Abgas eingespritzt wird.
Ein Motorsteuerverfahren umfasst, dass eine Temperatur einer Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung, die durch ein Abgas erwärmt wird, bestimmt wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung betätigt wird, um eine Menge an Reduktionsmittel in das Abgas einzuspritzen, wenn die Temperatur größer als oder gleich einer Temperaturschwelle ist. Zusätzlich umfasst das Verfahren, dass eine Konzentration von Stickoxiden in dem Abgas auf Grundlage der Menge an Reduktionsmittel, die in das Abgas eingespritzt wird, gesteuert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise einzuschränken.
1 ist ein Funktionsblockschaubild eines Dieselmotorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein Funktionsblockschaubild eines Motorsteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens zum Schützen einer Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, Anwendung bzw. den vorliegenden Gebrauch zu beschränken. Es sei zu verstehen, dass in allen Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben. Der hier verwendete Begriff ”Modul” betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ein System für selektive katalytische Reduktion (SCR) umfasst eine Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung, die ein Reduktionsmittel in das Abgas einspritzt. Überschüssiges Reduktionsmittel, das in das Abgas eingespritzt ist, kann überschüssigen Ammoniak bilden, der ohne Reaktion durch einen SCR-Katalysator gelangt. Ein Schutzsystem für Einspritzeinrichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung verbraucht den überschüssigen Ammoniak von dem Abgas unter Verwendung von Abgasrückführungs(AGR)- und Verbrennungstechniken. Das Schutzsystem für Einspritzeinrichtungen spritzt überschüssiges Reduktionsmittel in das Abgas ein, um die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung zu kühlen. Das System modifiziert auch eine zeitliche Steuerung der AGR und Einspritzung, um eine Konzentration von Stickoxiden (NOx) in dem Abgas zu erhöhen. Die erhöhte Konzentration von NOx in dem Abgas entfernt den überschüssigen Ammoniak über eine Reaktion in dem SCR-Katalysator.
Nun Bezug nehmend auf 1 weist ein Dieselmotorsystem 20 einen Motor 22 auf, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um Antriebs moment zu erzeugen. Luft wird in einen Ansaugkrümmer 24 durch einen Einlass 26 gezogen. Eine Drosselklappe (nicht gezeigt) kann enthalten sein, um eine Luftströmung in den Ansaugkrümmer 24 zu regeln. Luft in dem Ansaugkrümmer 24 wird in Zylinder 28 verteilt. Obwohl 1 sechs Zylinder 28 zeigt, kann der Motor 22 zusätzliche oder weniger Zylinder 28 aufweisen.
Das Motorsystem 20 umfasst ein Motorsteuermodul (ECM) 32, das mit Komponenten des Motorsystems 20 kommuniziert. Die Komponenten können den Motor 22, Sensoren und Aktuatoren aufweisen, wie hier beschrieben ist. Das ECM 32 kann das Schutzsystem für Einspritzeinrichtungen der vorliegenden Offenbarung implementieren.
Luft wird von dem Einlass 26 durch einen Luftmassenstrom-(MAF)-Sensor 34 geführt. Der MAF-Sensor 34 erzeugt ein MAF-Signal, das eine Luftrate angibt, die durch den MAF-Sensor 34 strömt. Ein Krümmerdruck-(MAP)-Sensor 36 ist in dem Ansaugkrümmer 24 zwischen dem Einlass 26 und dem Motor 22 positioniert. Der MAP-Sensor 36 erzeugt ein MAP-Signal, das einen Luftdruck in dem Ansaugkrümmer 24 angibt. Der Ansauglufttemperatur-(IAT)-Sensor 38, der in dem Ansaugkrümmer 24 angeordnet ist, erzeugt ein IAT-Signal auf Grundlage einer Ansauglufttemperatur.
Eine Motorkurbelwelle (nicht gezeigt) rotiert mit einer Motordrehzahl oder einer Rate, die proportional zu einer Motordrehzahl ist. Ein Kurbelwellensensor 40 erfasst eine Position der Kurbelwelle und erzeugt ein Kurbelwellenpositions-(CSP)-Signal. Das CSP-Signal kann in Beziehung zu der Drehzahl der Kurbelwelle und Zylinderereignissen gesetzt werden. Nur beispielhaft kann der Kurbelwellensensor 40 ein Sensor mit variabler Reluktanz sein. Die Motordrehzahl und die Zylinderereignisse können unter Verwendung anderer geeigneter Verfahren erfasst werden.
Das ECM 32 betätigt Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 42, um Kraftstoff in die Zylinder 28 einzuspritzen. Ein Ansaugventil 44 öffnet und schließt selektiv, um zu ermöglichen, dass Luft in den Zylinder 28 eintreten kann. Eine Ansaugnockenwelle (nicht gezeigt) reguliert eine Ansaugventilposition. Ein Kolben (nicht gezeigt) komprimiert und verbrennt das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 28. Der Kolben treibt die Kurbelwelle während eines Leistungshubes an, um ein Antriebsmoment zu erzeugen. Abgas, das aus der Verbrennung in dem Zylinder 28 resultiert, wird durch einen Abgaskrümmer 46 herausgetrieben, wenn sich ein Abgasventil 48 in einer offenen Position befindet. Eine Abgasnockenwelle (nicht gezeigt) reguliert eine Abgasventilposition. Ein Abgaskrümmerdruck-(EMP)-Sensor 50 erzeugt ein EMP-Signal, das einen Abgaskrümmerdruck angibt.
Ein Abgasbehandlungssystem 52 kann das Abgas behandeln. Das Abgasbehandlungssystem 52 kann einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 54, einen SCR-Katalysator 56 sowie einen Dieselpartikelfilter (DPF) 58 aufweisen. Der DOC 54 oxidiert Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe in dem Abgas. Der SCR-Katalysator 56 verwendet ein Reduktionsmittel, um NOx in dem Abgas zu reduzieren. Der DPF 58 entfernt Dieselpartikelmaterial bzw. -ruß in dem Abgas.
Das Motorsystem 20 weist ein Dosiersystem 60 auf. Das Dosiersystem 60 speichert das Reduktionsmittel. Beispielsweise kann das Reduktionsmittel eine Harnstoff/Wasser-Lösung aufweisen. Das Dosiersystem 60 kann eine Temperatur des Reduktionsmittels steuern. Beispielsweise kann das Dosiersystem 60 das Reduktionsmittel erwärmen, um ein Gefrieren des Reduktionsmittels zu verhindern. Das ECM 32 kann das Dosiersystem 60 betätigen, um die Temperatur des Reduktionsmittels zu steuern und/oder eine gegenwärtige Temperatur des Reduktionsmittels zu bestimmen. Das Dosiersystem 60 kann eine Menge des in dem Dosiersystem 60 verbleibenden Reduktionsmittels bestimmen. Das Dosiersystem 60 kann das Reduktionsmittel zur Lieferung an eine Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung 62 mit Druck beaufschlagen. Die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung 62 wird nachfolgend als eine Einspritzeinrichtung 62 bezeichnet. Das ECM 32 kann das Dosiersystem 60 betätigen, um einen Druck des Reduktionsmittels zur Lieferung an die Einspritzeinrichtung 62 zu steuern.
Die Einspritzeinrichtung 62 misst und steuert eine Menge des Reduktionsmittels, die in das Abgas, das durch das Abgasbehandlungssystem 52 strömt, eingespritzt wird. Das Reduktionsmittel wird mit dem Abgas gemischt, um die Reduktion von NOx in dem SCR-Katalysator 56 auszuführen. Das ECM 32 kann die Einspritzeinrichtung 62 betätigen, um die Menge des in das Abgas eingespritzten Reduktionsmittels zu messen und zu steuern. Das ECM 32 kann eine Spannung und/oder einen Strom an die Einspritzeinrichtung 62 anlegen, um die Einspritzeinrichtung 62 zu betätigen. Die Spannung und/oder der Strom, die an die Einspritzeinrichtung 62 angelegt werden, steuern die Menge an in das Abgas eingespritztem Reduktionsmittel.
Die Einspritzeinrichtung 62 kann ein Betätigungselement (beispielsweise einen Solenoid) aufweisen, das einen Widerstand besitzt. Der Widerstand des Betätigungselements wird nachfolgend als ein Widerstand der Einspritzeinrichtung 62 bezeichnet. Das ECM 32 kann den Widerstand der Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage der Spannung und/oder des Stroms, die/der an die Einspritzeinrichtung 62 angelegt sind, bestimmen. Beispielsweise kann das ECM 32 die Spannung durch den Strom dividieren, um den Widerstand der Einspritzeinrichtung 62 zu bestimmen. Der Widerstand der Einspritzeinrichtung 62 kann eine Temperatur der Ein spritzeinrichtung 62 angeben. Beispielsweise kann der Widerstand der Einspritzeinrichtung 62 mit zunehmender/abnehmender Temperatur zunehmen/abnehmen. Das ECM 32 kann die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage des Widerstandes der Einspritzeinrichtung 62 bestimmen. Das ECM 32 kann auch die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage von Umgebungstemperaturen, einer Temperatur des Abgases, eines Durchflusses des Abgases, der Menge an durch die Einspritzeinrichtung 62 strömendem Reduktionsmittel und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmen.
Das Abgasbehandlungssystem 52 kann NOx-Sensoren 64-1, 64-2 (gemeinsam NOx-Sensoren 64) und Abgastemperatursensoren 66-1, 66-2, 66-3, 66-4 (gemeinsam Abgastemperatursensoren 66) aufweisen. Jeder NOx-Sensor 64 erzeugt ein NOx-Niveau-Signal, das eine Menge an NOx in dem Abgas angibt. Jeder Abgastemperatursensor 66 erzeugt ein Abgastemperatursignal, das die Temperatur des Abgases angibt. Die Abgastemperatursensoren 66 messen Temperaturen des Abgases stromaufwärts von dem DOC 54, dem SCR-Katalysator 56 und dem DPF 58. Die Abgastemperatursensoren 66 können auch eine Temperatur des Abgases stromabwärts von dem DPF 58 messen. Die NOx-Sensoren 64 geben die Menge an NOx in dem Abgas stromaufwärts und stromabwärts des SCR-Katalysators 56 an. Das ECM 32 kann die NOx-Niveau-Signale dazu verwenden, um einen Umwandlungswirkungsgrad des SCR-Katalysators 64 zu bestimmen und um die Menge an in das Abgas einzuspritzendem Reduktionsmittel zu bestimmen.
Während vier Temperatursensoren 66 und zwei NOx-Sensoren 64 in 1 gezeigt sind, kann das Abgasbehandlungssystem 52 mehr oder weniger als vier Temperatursensoren 66 und mehr oder weniger als zwei NOx-Sensoren 64 aufweisen. Das Schutzsystem für Einspritzeinrichtungen der vorliegenden Offenbarung kann in dem Motorsystem 20 ohne die Abgastemperatursensoren 66 und NOx-Sensoren 64 implementiert sein.
Die Einspritzeinrichtung 62 wird durch das Abgas erwärmt. Die Einspritzeinrichtung 62 kann durch das Reduktionsmittel beschädigt werden, wenn die Einspritzeinrichtung 62 über eine Schwellentemperatur hinaus erwärmt wird. Das Reduktionsmittel kann Komponenten der Einspritzeinrichtung 62 korrodieren, wenn die Einspritzeinrichtung 62 über die Schwellentemperatur hinaus erwärmt wird. Nur beispielhaft kann die Schwellentemperatur Temperaturen im Bereich von 120 bis 130°C aufweisen. Das Schutzsystem für Einspritzeinrichtungen der vorliegenden Offenbarung schützt die Einspritzeinrichtung 62 vor Schaden aufgrund von Korrosion oberhalb der Schwellentemperatur.
Das Motorsystem 20 kann ein AGR-System 68 aufweisen. Das AGR-System 68 weist ein AGR-Ventil 70 und eine AGR-Leitung 72 auf. Das AGR-System 68 kann einen Anteil von Abgas von dem Abgaskrümmer 46 in den Ansaugkrümmer 24 einführen. Das AGR-Ventil 70 kann an dem Ansaugkrümmer 24 montiert sein. Die AGR-Leitung 72 kann von dem Abgaskrümmer 46 zu dem AGR-Ventil 70 verlaufen, wodurch eine Kommunikation zwischen dem Abgaskrümmer 46 und dem AGR-Ventil 70 bereitgestellt wird. Das ECM 32 kann das AGR-Ventil 70 betätigen, um eine Menge an Abgas, die in den Ansaugkrümmer 24 eingeführt wird, zu erhöhen oder zu verringern.
Der Motor 22 kann einen Turbolader 74 aufweisen. Der Turbolader 74 kann durch das durch einen Turbineneinlass aufgenommene Abgas betrieben werden. Nur beispielhaft kann der Turbolader 74 eine Turbine mit variabler Düse aufweisen. Der Turbolader 74 erhöht eine Luftströmung in den Ansaugkrümmer, um eine Zunahme des Ansaugkrümmerdrucks (d. h. Ladedrucks) zu bewirken. Das ECM 32 betätigt den Turbolader 74, um die Strömung des Abgases selektiv zu beschränken, wodurch der Ladedruck gesteuert wird.
Nun Bezug nehmend auf 2 weist das ECM 32 ein Temperaturbestimmungsmodul 80, ein Reduktionsmittelsteuermodul 82, ein AGR-Steuermodul 84 sowie ein Verbrennungssteuermodul 86 auf. Das ECM 32 nimmt Eingangssignale von dem Motorsystem 20 auf. Die Eingangssignale umfassen die MAF-, MAP-, IAT-, CSP-, EMP-, Abgastemperatur- und NOx-Niveau-Signale. Die Eingangssignale werden nachfolgend als ”Motorsystemsignale” bezeichnet. Das ECM 32 verarbeitet die Motorsystemsignale und erzeugt zeitlich abgestimmte Motorsteueranweisungen, die an das Motorsystem 20 ausgegeben werden. Die Motorsteueranweisungen können die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 42, das AGR-Ventil 70, das Dosiersystem 60, die Einspritzeinrichtung 62 und den Turbolader 74 betätigen.
Das Temperaturbestimmungsmodul 80 bestimmt die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 und gibt die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 an das Reduktionsmittelsteuermodul 82 aus. Das Temperaturbestimmungsmodul 80 kann die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage von Abgastemperatursignalen bestimmen, wenn das Abgasbehandlungssystem 52 den Abgastemperatursensor 66 aufweist. Alternativ dazu kann das Temperaturbestimmungsmodul 80 die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage eines Einspritzeinrichtungstemperaturmodells bestimmen. Das Einspritzeinrichtungstemperaturmodell kann die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage von Motorsystemsignalen und der Menge an durch die Einspritzeinrichtung 62 strömendem Reduktionsmittel bestimmen. Das Einspritzeinrichtungstemperaturmodell kann auf Motorsystemsignalen basieren, die von den Ab gastemperatursignalen verschieden sind, wenn das Abgasbehandlungssystem 52 den Abgastemperatursensor 66 nicht aufweist.
Das Temperaturbestimmungsmodul 80 kann die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage des Widerstands der Einspritzeinrichtung 62 bestimmen. Das Temperaturbestimmungsmodul 80 kann den Widerstand der Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage der Spannung und/oder des Stroms bestimmen, die/der an die Einspritzeinrichtung 62 angelegt sind, um die Einspritzeinrichtung 62 zu betätigen. Wenn das Betätigungselement der Einspritzeinrichtung 62 ein Metallelement aufweist, kann der Widerstand der Einspritzeinrichtung 62 einer Metall-Temperatur-Widerstand-Beziehung folgen. Beispielsweise kann der Widerstand der Einspritzeinrichtung 62 mit einer Zunahme/Abnahme der Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 zunehmen/abnehmen.
Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 nimmt die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 auf und moduliert eine Strömung des Reduktionsmittels durch die Einspritzeinrichtung 62 auf Grundlage der Temperatur der Einspritzeinrichtung 62. Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 moduliert die Strömung des Reduktionsmittels, um die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 zu verringern, wenn die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 größer als oder gleich der Schwellentemperatur ist. Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 kann das Dosiersystem 60 und die Einspritzeinrichtung 62 betätigen, um die Strömung des Reduktionsmittels durch die Einspritzeinrichtung 62 zu erhöhen, um die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 unter die Schwellentemperatur zu verringern. Beispielsweise kann das Reduktionsmittelsteuermodul 82 das Dosiersystem 60 betätigen, um einen Druck des Reduktionsmittels zur erhöhten Lieferung des Reduktionsmittels an die Einspritzeinrichtung 62 zu erhöhen. Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 kann auch die Einspritzeinrichtung 62 betäti gen, um zu ermöglichen, dass mehr Reduktionsmittel durch die Einspritzeinrichtung 62 und in das Abgas strömt.
Das Reduktionsmittel kann vor einer Reaktion in dem SCR-Katalysator 56 Ammoniak bilden. Die Zunahme der Strömung von Reduktionsmittel, um die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 zu reduzieren, kann in dem SCR-Katalysator 56 gespeicherten Ammoniak erhöhen. Die Erhöhung des Ammoniaks resultiert in nicht reagiertem Ammoniak, der von dem Abgasbehandlungssystem 52 ausgetragen wird. Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 kann dem AGR-Steuermodul 84 und dem Verbrennungssteuermodul 86 signalisieren, NOx in dem Abgas zu erhöhen, um überschüssigen Ammoniak zu verbrauchen oder zu reagieren.
Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 steuert NOx auf eine oder mehrere Arten. Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 gibt ein AGR-Steuersignal an das AGR-Steuermodul 84 aus, um NOx zu steuern. Zusätzlich gibt das Reduktionsmittelsteuermodul 82 ein Verbrennungssteuersignal an das Verbrennungssteuermodul 86 aus, um NOx zu steuern. Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 kann dem AGR-Steuermodul 84 und/oder dem Verbrennungssteuermodul 86 auf Grundlage der Menge an in das Abgas eingespritztem Reduktionsmittel signalisieren, NOx in dem Abgas zu erhöhen. Das Reduktionsmittelsteuermodul 82 kann eine Erhöhung von NOx auf Grundlage einer von den NOx-Sensoren 64 empfangenen Rückkopplung signalisieren.
Das AGR-Steuermodul 84 nimmt das AGR-Steuersignal von dem Reduktionsmittelsteuermodul 82 auf. Das AGR-Steuermodul 84 erhöht NOx in dem Abgas auf Grundlage des AGR-Steuersignals. Das AGR-Steuermodul 84 kann NOx auf zahlreiche Arten steuern. Allgemein bewirkt eine Abnahme der AGR eine Zunahme von NOx. Das AGR-Steuermodul 84 kann das AGR-Ventil 70 betätigen, um die Menge an AGR zu verringern. Das AGR-Steuermodul 84 kann einen Gegendruck verringern, um die AGR zu verringern. Beispielsweise kann das AGR-Steuermodul 84 den Turbolader 74 betätigen, um den Gegendruck zu verringern. Das AGR-Steuermodul 84 kann eine zeitliche Steuerung der Ansaug-/Abgasventile 44, 48 steuern, um die AGR zu steuern, indem Abgas in dem Zylinder 28 eingeschlossen wird.
Das Verbrennungssteuermodul 86 nimmt das Verbrennungssteuersignal von dem Reduktionsmittelsteuermodul 82 auf. Das Verbrennungssteuermodul 86 erhöht NOx in dem Abgas auf Grundlage des Verbrennungssteuersignals. Das Verbrennungssteuermodul 86 betätigt die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 42, um NOx zu steuern. Beispielsweise kann das Verbrennungssteuermodul 86 einen Einspritzzeitpunkt nach früh verstellen, um NOx zu erhöhen.
Das ECM 32 kann NOx in dem Abgas auf Grundlage einer Kombination von AGR-Techniken und Verbrennungstechniken erhöhen, wobei beide Techniken NOx erhöhen. Beispielsweise kann das ECM 32 einen Einspritzzeitpunkt nach früh verstellen, während eine AGR verringert wird, um NOx zu erhöhen. Das ECM 32 kann auch NOx unter Verwendung einer Kombination von AGR-Techniken, die NOx verringern, und Verbrennungstechniken, die NOx erhöhen, erhöhen. Beispielsweise kann das ECM 32 die AGR erhöhen, um NOx zu verringern, während ein Einspritzzeitpunkt nach früh verstellt wird, um NOx zu erhöhen, was in einer Nettozunahme von NOx resultieren kann. Das ECM 32 kann auch NOx unter Verwendung einer Kombination von AGR-Techniken, die NOx erhöhen, und Verbrennungstechniken, die NOx verringern, erhöhen. Beispielsweise kann das ECM 32 die AGR verringern, um NOx zu erhöhen, während ein Einspritzzeitpunkt nach spät verstellt wird, um NOx zu verringern, was in einer Nettozunahme von NOx resultieren kann.
Nun Bezug nehmend auf 3 startet bei Schritt 101 ein Verfahren 100 zum Schutz einer Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung. Bei Schritt 102 bestimmt das Temperaturbestimmungsmodul 80 die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62. Bei Schritt 104 bestimmt das Temperaturbestimmungsmodul 80, ob die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 größer als oder gleich der Schwellentemperatur ist. Wenn dies nicht zutrifft, wiederholt das Verfahren 100 den Schritt 102. Wenn dies zutrifft, fährt das Verfahren 100 mit Schritt 106 fort. Bei Schritt 106 erhöht das Reduktionsmittelsteuermodul 82 die Strömung von Reduktionsmittel, um die Temperatur der Einspritzeinrichtung 62 zu verringern. Bei Schritt 108 bestimmt das Reduktionsmittelsteuermodul 82 unter Verwendung der AGR-Techniken, ob NOx erhöht werden soll. Wenn dies zutrifft, reduziert das AGR-Steuermodul 84 bei Schritt 110 die AGR. Wenn dies nicht zutrifft, fährt das Verfahren 100 mit Schritt 112 fort. Bei Schritt 112 betätigt das Verbrennungssteuermodul 86 die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 42 unter Verwendung eines nach früh verstellten Einspritzzeitpunkts, um einen NOx-Ausgang zu erhöhen. Das Verfahren 100 endet bei Schritt 114.
Der Fachmann kann nun aus der vorhergehenden Beschreibung erkennen, dass die breiten Lehren der vorliegenden Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert sein können. Daher sei, während diese Offenbarung in Verbindung mit bestimmten Beispielen derselben beschrieben ist, der wahre Schutzumfang der Offenbarung nicht so beschränkt, da andere Abwandlungen dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung wie auch der folgenden Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Motorsteuersystem, umfassend: ein Temperaturbestimmungsmodul, das eine Temperatur einer durch ein Abgas erwärmten Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung bestimmt; ein Reduktionsmittelsteuermodul, das die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung betätigt, um eine Menge an Reduktionsmittel in das Abgas einzuspritzen, wenn die Temperatur größer als oder gleich einer Temperaturschwelle ist; und ein Steuermodul, das eine Konzentration von Stickoxiden in dem Abgas auf Grundlage der Menge an in das Abgas eingespritztem Reduktionsmittel steuert.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Temperaturbestimmungsmodul die Temperatur der Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung auf Grundlage einer Temperatur des Abgases und/oder der Menge an Reduktionsmittel bestimmt.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Temperaturbestimmungsmodul die Temperatur der Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung auf Grundlage einer Spannung und/oder eines Stroms, die/der an die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung angelegt sind, bestimmt, um die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung zu betätigen.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul die Konzentration von Stickoxiden unter Verwendung einer Abgasrückführung steuert, wobei das Steuermodul die Konzentration von Stickoxiden insbesondere durch Betätigen eines AGR-Ventils und/oder eines Turboladers steuert, und/oder wobei das Steuermodul die Konzentration von Stickoxiden insbesondere durch Betätigung von Ansaug- und Abgasventilen steuert, um das Abgas in einem Zylinder einzuschließen.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul die Konzentration von Stickoxiden durch Betätigen von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen steuert.
Motorsteuerverfahren, umfassend, dass: eine Temperatur einer Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung, die durch ein Abgas erwärmt ist, bestimmt wird; die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung betätigt wird, um eine Menge an Reduktionsmittel in das Abgas einzuspritzen, wenn die Temperatur größer als oder gleich einer Temperaturschwelle ist; und eine Konzentration von Stickoxiden in dem Abgas auf Grundlage der Menge an in das Abgas eingespritztem Reduktionsmittel gesteuert wird, ferner insbesondere umfassend, dass die Temperatur der Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung auf Grundlage einer Temperatur des Abgases und/oder der Menge an Reduktionsmittel bestimmt wird, und/oder ferner umfassend, dass die Temperatur der Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung auf Grundlage einer Spannung und eines Stroms, die/der an die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung angelegt sind, bestimmt wird, um die Reduktionsmitteleinspritzeinrichtung zu betätigen.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend, dass die Konzentration von Stickoxiden unter Verwendung von Abgasrückführung gesteuert wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend, dass die Konzentration von Stickoxiden durch Betätigung eines AGR-Ventils und/oder eines Turboladers gesteuert wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend, dass die Konzentration von Stickoxiden durch Betätigung von Ansaug- und Abgasventilen gesteuert wird, um das Abgas in einem Zylinder einzuschließen.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend, dass die Konzentration von Stickoxiden durch Betätigung von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen gesteuert wird.