-
GEBIET
-
Die
vorliegende Offenbarung betrifft Brennkraftmaschinen und insbesondere
Injektoren, die mit Abgassystemen in Verbindung stehen.
-
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 können, sind
weder ausdrücklich
noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung
zulässig.
-
Brennkraftmaschinen
verbrennen ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, um Drehmoment zu erzeugen
und ein Fahrzeug anzutreiben. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches
erzeugt Abgas, das von einer Maschine an ein Abgassystem ausgestoßen wird.
Abgassysteme umfassen ein Behandlungssystem, das das Abgas behandelt,
bevor das Abgas von dem Abgassystem ausgestoßen wird.
-
Einige
Abgassysteme umfassen einen oder mehrere Injektoren, die ein Fluid
in das Abgassystem injizieren. Beispielsweise können Abgassysteme, die einen
Dieseloxidationskatalysator (DOC) besitzen, einen Kohlenwasserstoff-(KW)-Injektor
aufweisen, der ein KW-Fluid (beispielsweise Kraft stoff) stromaufwärts des
DOC injiziert. Sobald der DOC eine vorbestimmte Temperatur erreicht,
können
die injizierten KW von dem DOC verbrannt werden. Abgassysteme, die
einen Katalysator für
selektive katalytische Reduktion (SCR) aufweisen, umfassen allgemein
einen Dosiermittelinjektor, der ein Dosierfluid (beispielsweise
Harnstoff) stromaufwärts
des SCR-Katalysators
injiziert. Der SCR-Katalysator absorbiert selektiv das Dosierfluid
und reduziert den SCR-Katalysator passierende Stickoxide (NOx).
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Ein
Behandlungssteuersystem umfasst ein Überwachungsmodul und ein Injektionssteuermodul. Das Überwachungsmodul überwacht
eine Abgastemperatur und einen Abgasdurchfluss in einem Abgassystem
eines Fahrzeugs. Das Injektionssteuermodul steuert eine Injektion
eines Dosiermittels in das Abgassystem für ein erstes und zweites Regenerationsereignis
eines Dieselpartikelfilters (DPF) und injiziert selektiv eine vorbestimmte
Menge des Dosiermittels in das Abgassystem zwischen dem ersten und
zweiten Regenerationsereignis, wenn die Abgastemperatur größer als
eine vorbestimmte Temperatur ist und der Abgasdurchfluss größer als
ein vorbestimmter Durchfluss ist.
-
Bei
anderen Merkmalen umfasst das Behandlungssteuersystem ferner ein
Regenerationsbestimmungsmodul und ein Regenerationssteuermodul.
Das Regenerationsbestimmungsmodul bestimmt einen Regenerationsfortschrittswert
für das
zweite Regenerationsereignis. Das Regenerationssteuermodul löst das zweite
Regenerationsereignis aus, wenn der Regenerationsfortschrittswert
größer als ein
erster vorbestimmter Wert ist.
-
Bei
noch weiteren Merkmalen injiziert das Injektorsteuermodul das Dosiermittel
zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis, wenn der Regenerationsfortschrittswert
größer als
ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der kleiner als der erste vorbestimmte
Wert ist.
-
Bei
weiteren Merkmalen bestimmt das Injektorsteuermodul die vorbestimmte
Menge auf Grundlage des zweiten vorbestimmten Wertes.
-
Bei
noch weiteren Merkmalen injiziert das Injektorsteuermodul selektiv
das Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis, wenn
eine zweite Abgastemperatur kleiner als eine zweite vorbestimmte
Temperatur ist, die größer als die
vorbestimmte Temperatur ist.
-
Bei
weiteren Merkmalen injiziert das Injektorsteuermodul selektiv das
Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis,
wenn der Abgasdurchfluss kleiner als ein zweiter vorbestimmter Durchfluss
ist, der größer als
der vorbestimmte Durchfluss ist.
-
Bei
noch weiteren Merkmalen injiziert das Injektorsteuermodul das Dosiermittel
zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis, wenn eine
Dauer, die von einer letzten Injektion des Dosiermittels gemessen
wird, größer als
eine vorbestimmte Dauer ist.
-
Bei
weiteren Merkmalen injiziert das Injektorsteuermodul das Dosiermittel
zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis, wenn die
Dauer größer als
die vorbestimmte Dauer ist, während
die Abgastemperatur kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist
und/oder der Abgasdurchfluss kleiner als der vorbestimmte Durchfluss
ist.
-
Bei
noch weiteren Merkmalen wird ein Zählerwert inkrementiert, wenn
das Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis
injiziert wird. Das Injektorsteuermodul verhindert eine zweite Injektion des
Dosiermittels vor dem zweiten Regenerationsereignis und nachdem
der Zählerwert
inkrementiert ist, wenn der Zählerwert
größer als ein
vorbestimmter Wert ist.
-
Ein
Behandlungssteuersystem umfasst ein Überwachungsmodul und ein Injektionssteuermodul. Das Überwachungsmodul überwacht
eine Abgastemperatur und einen Abgasdurchfluss in einem Abgassystem
eines Fahrzeugs. Das Injektionssteuermodul steuert eine Injektion
eines Fluides in das Abgassystem zu einem ersten und zweiten Zeitpunkt, wenn
eine erste bzw. zweite vorbestimmte Abgassystembedingung eintritt,
und injiziert selektiv eine vorbestimmte Menge des Fluides in das
Abgassystem zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt, wenn die
Abgastemperatur größer als
eine vorbestimmte Temperatur ist und der Abgasdurchfluss größer als
ein vorbestimmter Durchfluss ist.
-
Bei
weiteren Merkmalen ist das Fluid ein Dosiermittel.
-
Ein
Behandlungssteuerverfahren umfasst, dass: eine Abgastemperatur und
ein Abgasdurchfluss in einem Abgassystem eines Fahrzeugs überwacht
werden; eine Injektion eines Dosiermittels in das Abgassystem für ein erstes
und zweites Regenerationsereignis eines Dieselpartikelfilters (DPF)
gesteuert wird; und eine vorbestimmte Menge des Dosiermittels selektiv
in das Abgassystem zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis
injiziert wird, wenn die Abgastemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur
ist und der Abgasdurchfluss größer als
ein vorbestimmter Durchfluss ist.
-
Bei
weiteren Merkmalen umfasst das Behandlungsteuerverfahren ferner,
dass ein Regenerationsfortschrittswert für das zweite Regenerationsereignis
bestimmt wird und das zweite Regenerationsereignis ausgelöst wird, wenn
der Regenerationsfortschrittswert größer als ein erster vorbestimmter Wert
ist.
-
Bei
noch weiteren Merkmalen umfasst das Behandlungssteuerverfahren ferner,
dass das Dosiermittel selektiv injiziert wird, wenn der Regenerationsfortschrittswert
größer als
ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der kleiner als der erste vorbestimmte
Wert ist.
-
Bei
weiteren Merkmalen umfasst das Behandlungssteuerverfahren ferner,
dass die vorbestimmte Menge auf Grundlage des zweiten vorbestimmten
Werts bestimmt wird.
-
Bei
noch weiteren Merkmalen umfasst das Behandlungssteuerverfahren ferner,
dass das selektive Injizieren darauf beschränkt wird, wenn eine zweite
Abgastemperatur kleiner als eine zweite vorbestimmte Temperatur
ist, die größer als
die vorbestimmte Temperatur ist.
-
Bei
anderen Merkmalen umfasst das Behandlungssteuerverfahren ferner,
dass das selektive Injizieren darauf beschränkt wird, wenn der Abgasdurchfluss
kleiner als ein zweiter vorbestimmter Durchfluss ist, der größer als
der vorbestimmte Durchfluss ist.
-
Bei
noch weiteren Merkmalen umfasst das Behandlungssteuerverfahren ferner,
dass das selektive Injizieren darauf beschränkt wird, wenn eine Dauer,
die von einer letzten Injektion des Dosiermittels gemessen wird,
größer als
eine vorbestimmte Dauer ist.
-
Bei
weiteren Merkmalen umfasst das Behandlungssteuerverfahren ferner,
dass das selektive Injizieren darauf beschränkt wird, wenn die Dauer größer als
die vorbestimmte Dauer ist, während
die Abgastemperatur kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist
und/oder der Abgasdurchfluss kleiner als der vorbestimmte Durchfluss
ist.
-
Bei
noch weiteren Merkmalen umfasst das Behandlungssteuerverfahren ferner,
dass ein Zählerwert
inkrementiert wird, wenn das Dosiermittel zwischen dem ersten und
zweiten Regenerationsereignis injiziert wird, und eine zweite Injektion
des Dosiermittels vor dem zweiten Regenerationsereignis und nachdem
der Zählerwert
inkrementiert ist, verhindert wird, wenn der Zählerwert größer als ein vorbestimmter Wert
ist.
-
Ein
Behandlungssteuerverfahren umfasst, dass: eine Abgastemperatur und
ein Abgasdurchfluss in einem Abgassystem eines Fahrzeugs überwacht
werden; eine Injektion eines Fluides in das Abgassystem zu einem
ersten und zweiten Zeitpunkt steuert wird, wenn eine erste bzw.
zweite vorbestimmte Abgassystembedingung eintritt; und eine vorbestimmte
Menge des Fluides selektiv in das Abgassystem zwischen dem ersten
und zweiten Zeitpunkt injiziert wird, wenn die Abgastemperatur größer als
eine vorbestimmte Temperatur ist und der Abgasdurchfluss größer als
ein vorbestimmter Durchfluss ist.
-
Bei
weiteren Merkmalen ist das Fluid ein Dosiermittel.
-
Weitere
Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sei zu verstehen,
dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele nur
zu Zwecken der Veranschaulichung und nicht dazu bestimmt sind, den
Schutzumfang der Offenbarung zu beschränken.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die
vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung
und den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in welchen:
-
1 ein
Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Fahrzeugsystems gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Offenbarung ist;
-
2 ein
Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Behandlungssteuermoduls
gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Offenbarung ist; und
-
3 ein
Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren gemäß den Grundsätzen der vorliegenden
Offenbarung zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht
dazu bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch
zu beschränken.
Der Klarheit halber sind in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen
zur Identifizierung ähnlicher
Elemente verwendet worden. Die hier verwendete Formulierung ”zumindest
eines aus A, B und C” sei
so zu verstehen, dass ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung
eines nicht exklusiven logischen Oder gemeint ist. Es sei zu verstehen,
dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in verschiedener Reihenfolge
ausgeführt
werden können, ohne
die Grundsätze
der vorliegenden Offenbarung zu andern.
-
Der
hier verwendete Begriff ”Modul” betrifft eine
anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische
Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe)
und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme
ausführen,
eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten,
die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
-
Ein
Abgassystem umfasst einen Injektor, der Fluid in das Abgassystem
injiziert. Nur beispielhaft kann der Injektor ein Dosiermittel (beispielsweise Harnstoff)
oder ein Kohlenwasserstoff-(KW-)Fluid (beispielsweise Kraftstoff)
in das Abgassystem injizieren. Ein Controller steuert die Injektion
des Fluides. Genauer injiziert der Controller Fluid in das Abgassystem,
wenn vorbestimmte Ereignisse oder Bedingungen eintreten. Nur beispielhaft
steuert der Controller eine Injektion von KW in das Abgassystem für Regenerationsereignisse
eines Dieselpartikelfilters (DPF).
-
Der
Injektor kann jedoch mit der Zeit aufgrund von Partikeln und/oder
Schmutz in dem Abgassystem verstopft oder zugesetzt werden. Der
Controller der vorliegenden Offenbarung injiziert selektiv Fluid
in das Abgas, um ein Verstopfen des Injektors zu verhindern. In
Bezug auf eine KW-Injektion
injiziert der Controller beispielsweise eine vorbestimmte Menge
an KW zwischen Regenerationsereignissen, wenn eine Abgastemperatur
größer als
eine vorbestimmte Temperatur ist und ein Abgasdurchfluss größer als
ein vorbestimmter Durchfluss ist. Der Controller injiziert auch
eine vorbestimmte Menge des Fluides, wenn eine vorbestimmte Dauer
nach einer letzten Injektion des Fluides vergangen ist. Auf diese
Art und Weise injiziert der Controller das Fluid in das Abgassystem,
wenn das Fluid nicht anderweitig injiziert würde, um ein Verstopfen zu verhindern.
-
Nun
Bezug nehmend auf 1 ist ein Funktionsblockschaubild
eines beispielhaften Fahrzeugsystems 100 dargestellt. Das
Fahrzeugsystem 100 umfasst ein Dieselmaschinensystem 102.
Das Dieselmaschinensystem 102 ist nur zu Veranschaulichungszwecken
beschrieben und gezeigt. Die vorliegende Offenbarung ist auch auf
andere Typen von Maschinensystemen anwendbar, wie Benzinmaschinensystemen,
Maschinensystemen mit homogener Kompressionszündung und/oder Hybridmaschinensystemen.
-
Das
Dieselmaschinensystem 102 umfasst eine Maschine 104,
die ein Gemisch aus Luft und Dieselkraftstoff verbrennt, um Drehmoment
zu erzeugen. Abgas, das aus der Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches
resultiert, wird von der Maschine 104 an ein Abgassystem 106 ausgestoßen. Das
Abgassystem 106 umfasst einen Abgaskrümmer 108, einen Dieseloxidationskatalysator
(DOC) 110 und eine Dieselpartikelfilter-(DPF)-Anordnung 112.
Das Abgassystem 106 kann auch ein Abgasrückführungs-(AGR)-System
(nicht gezeigt) aufweisen, das einen Anteil des Abgases zurück an die
Maschine 104 rückführt.
-
Das
Abgas strömt
von der Maschine 104 durch den Abgaskrümmer 108 an den DOC 110.
Der DOC 110 oxidiert Partikel in dem Abgas, wenn das Abgas
durch den DOC 110 strömt.
Nur beispielhaft kann der DOC 110 Partikel oxidieren, wie
Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenoxide des Abgases.
-
Das
Abgassystem 106 kann auch einen Kohlenwasserstoff-(KW-)Injektor 114 aufweisen,
der stromaufwärts
des DOC 110 angeordnet ist. Der KW-Injektor 114 injiziert ein
KW-Fluid (beispielsweise Kraftstoff) in das Abgassystem 106.
Sobald der DOC 110 eine Schwellentemperatur (beispielsweise 250,0°C) erreicht,
verbrennt das injizierte KW und erzeugt Wärme.
-
Die
DPF-Anordnung 112 umfasst ein DPF-Element 116,
das Partikel von dem Abgas filtert und Partikel in der DPF-Anordnung 112 abfängt. Partikel
sammeln sich in der DPF-Anordnung 112 über die Zeit an. Sich in der
DPF-Anordnung 112 ansammelnde Partikel beschränken die
Abgasströmung durch
das DPF-Element 116 und die DPF-Anordnung 112.
Angesammelte Partikel können
von der DPF-Anordnung 112 durch einen als Regeneration bezeichneten
Prozess entfernt werden.
-
Eine
Regeneration kann beispielsweise durch Wärme erreicht werden, die durch
Verbrennung von injizierten KW erzeugt wird. In einigen Maschinensystemen
können
auch ein Heizer und/oder eine andere Vorrichtung (nicht gezeigt)
implementiert sein, um Wärme
nahe einem Einlass 118 der DPF-Anordnung 112 bereitzustellen.
Eine Verbrennung von Partikeln nahe dem Einlass 118 erzeugt Wärme, die
durch das Abgas stromabwärts
geführt wird
und eine weitere Partikelverbrennung bewirkt. Auf diese Art und
Weise kaskadiert die nahe dem Einlass 118 beginnende Verbrennung
und verbrennt Partikel, die über
die DPF-Anordnung 112 abgefangen sind.
-
Ein
Katalysator für
selektive katalytische Reduktion (SCR) (nicht gezeigt) kann auf
das gesamte oder einen Abschnitt des DPF-Elements 116 aufgetragen
sein. Der SCR-Katalysator absorbiert ein Dosiermittel (beispielsweise
Harnstoff), das durch einen Dosiermittelinjektor 120 injiziert
wird. Der SCR-Katalysator reagiert mit Stickoxiden (NOx) und/oder
anderen Komponenten in dem Abgas. Auf diese Art und Weise kann der
SCR-Katalysator
die Menge an NOx reduzieren, die von dem Abgassystem 106 emittiert wird.
-
Der
SCR-Katalysator kann bei einer Reduktion von (Reaktion mit) NOx
effektiv sein, sobald die Temperatur des SCR-Katalysators etwa 200,0°C erreicht.
Wenn das Reduktionsmittel injiziert wird, kann, wenn die SCR- Temperatur kleiner
als dieser Druck ist, das Dosiermittel die Funktion des SCR-Katalysators
gefährden
oder kann von dem Abgassystem 106 ausgestoßen (d.
h. Schlupf) werden. Eine Erwärmung
der SCR-Temperatur über
etwa 750,0°C
kann ähnlicherweise
die Funktion des SCR-Katalysators gefährden und/oder die Wirksamkeit
des SCR-Katalysators bei der Reaktion mit NOx reduzieren.
-
Ein
Maschinensteuermodul (ECM) 130 steuert einen Drehmomentausgang
durch die Maschine 104. das ECM 130 kann den Drehmomentausgang beispielsweise
auf Grundlage von durch Sensoren 132 gemessenen Parameter
steuern. Die Sensoren 132 können beispielsweise einen Luftmassenstrom-(MAF)-Sensor,
einen Ansauglufttemperatur-(IAT)-Sensor, einen Maschinenkühlmitteltemperatursensor,
einen Öltemperatursensor,
einen Krümmerabsolutdrucksensor
(MAP) und/oder andere Sensoren aufweisen.
-
Das
ECM 130 kann auch einen oder mehrere Maschinenparameter
auf Grundlage von Parametern einstellen, die durch einen oder mehrere
Sensoren, die dem Abgassystem 106 zugeordnet sind, gemessen
werden. Die dem Abgassystem 106 zugeordneten Sensoren können beispielsweise
Temperatursensoren, Sauerstoffsensoren, NOx-Sensoren, NH3-Sensoren, Abgasdurchfluss-(EFR)-Sensoren und/oder
andere Sensoren aufweisen.
-
Nur
beispielhaft kann das ECM 130 Abgassystemtemperaturen von
einem ersten, zweiten und dritten Abgastemperatursensor 134, 136 bzw. 138 aufnehmen.
Das ECM 130 kann auch NOx-Messungen von NOx-Sensoren 140 und 142 aufnehmen.
Der erste Abgastemperatursensor 134 misst die Temperatur
des Abgases stromaufwärts
des DOC 110 und gibt ein entsprechendes Signal (TA) aus.
Der zweite Abgastemperatursensor 136 misst die Temperatur des
Abgases stromabwärts
des DOC 110 und gibt dann entsprechendes Signal (TB) aus.
Der dritte Abgastemperatursensor 138 misst die Temperatur
des Abgases stromaufwärts
der DPF-Anordnung 112 und gibt ein entsprechendes Signal
(TC) aus. Die NOx-Sensoren 140 und 142 messen
NOx stromaufwärts
(NOxUS) bzw. stromabwärts
(NOxDS) des SCR-Katalysators.
-
Das
ECM 130 steuert einen Drehmomentausgang durch die Maschine 104.
Beispielhaft kann das ECM 130 eine Drosselklappenöffnung,
die Menge an Kraftstoff, die an die Maschine 104 geliefert wird,
und/oder die zeitliche Einstellung der Kraftstoffeinspritzung einstellen,
um den Drehmomentausgang der Maschine 104 einzustellen.
Das ECM 130 kann auch einen oder mehrere Parameter einstellen, um
gewünschte
Abgasbedingungen innerhalb des Abgassystems 106 bereitzustellen.
-
Das
ECM 130 umfasst ein Behandlungssteuermodul 150,
das eine Injektion von einem oder mehreren Fluiden in das Abgassystem 106 steuert,
wie KW, Dosiermittel und/oder andere Fluide. Das Behandlungssteuermodul 150 steuert
die Injektion auf Grundlage vorbestimmter Ereignisse oder Bedingungen.
Genauer injiziert das Behandlungssteuermodul 150 das Fluid
jedes Mal, wenn die vorbestimmten Ereignisse oder Bedingungen eintreten.
Nur beispielhaft können
KW für
Regenerationsereignisse des DPF-Elements 116 injiziert
werden.
-
Das
Behandlungssteuermodul 150 der vorliegenden Offenbarung
injiziert Fluid selektiv zwischen den vorbestimmten Ereignissen,
wenn das Fluid nicht anderweitig injiziert würde. Das Injizieren des Fluides
zwischen den vorbestimmten Ereignissen kann verhindern, dass der
zugeordnete Injektor verstopft wird. Während das Behandlungssteuermodul 150 als
innerhalb des ECM 130 angeordnet gezeigt ist, kann sich
das Behandlungssteuermodul 150 außerhalb des ECM 130 befinden.
-
Nun
Bezug nehmend auf 2 ist ein Funktionsblockschaubild
einer beispielhaften Implementierung des Behandlungssteuermoduls 150 dargestellt.
Das Behandlungssteuermodul 150 kann ein Injektorsteuermodul 202,
ein Regenerationssteuermodul 204 und ein Regenerationsbestimmungsmodul 206 aufweisen.
Das Behandlungssteuermodul 150 kann auch ein Überwachungsmodul 208 und
ein Zählermodul 210 aufweisen.
-
Das
Injektorsteuermodul 202 steuert die Menge und zeitliche
Einstellung des Fluides, das in das Abgassystem 106 durch
einen zugeordneten Injektor injiziert wird. Nur beispielhaft steuert
das Injektorsteuermodul 202 die Menge und Zeiteinstellung von
KW, die durch den KW-Injektor 114 injiziert werden.
-
Das
Injektorsteuermodul 202 steuert die Menge an injizierten
KW und die zeitliche Einstellung der KW-Injektion jedes Mal, wenn
ein vorbestimmtes Ereignis eintritt. Nur beispielhaft injiziert
das Injektorsteuermodul 202 KW in das Abgassystem 106 während Regenerationsereignissen
und/oder um Regenerationsereignisse des DPF-Elements 116 auszulösen.
-
Das
Injektorsteuermodul 202 kann die Menge an injiziertem Fluid
durch Steuerung des Massendurchflusses von KW-Injektion und der
Dauer, während
der KW injiziert werden, steuern. Das Injektorsteuermodul 202 kann
den Massendurchfluss an KW-Injektion beispielsweise durch Steuerung
der Einschaltdauer von an den KW-Injektor 114 angelegter
Leistung steuern.
-
Das
Regenerationssteuermodul 204 weist selektiv das Injektorsteuermodul 202 zur
Injektion von KW für
ein Regenerationsereignis des DPF-Elements 116 auf Grundlage
eines Regenerationsfortschrittswerts an. Das Regenerationsbestimmungsmodul 206 setzt
den Regenerationsfortschrittswert jedes Mal auf einen vorbestimmten
Rücksetzwert (beispielsweise
0,0), wenn das DPF-Element 116 regeneriert ist.
-
Das
Regenerationsbestimmungsmodul 206 bestimmt den Regenerationsfortschrittswert
auf Grundlage verschiedener Parameter. Nur beispielhaft kann das
Regenerationsbestimmungsmodul 206 den Regenerationsfortschritt
auf Grundlage einer Dauer, die die Maschine 104 betrieben
worden ist, einer Menge an Kraftstoff, die an die Maschine 104 geliefert
worden ist, und einer gefahrenen Distanz bestimmen. Die Maschinenbetriebsdauer,
die Menge an geliefertem Kraftstoff und die gefahrene Distanz werden
von einem Zeitpunkt ab gemessen, zu dem das DPF-Element 116 zuletzt
regeneriert wurde. Der Regenerationsfortschrittswert steigt, wenn
die Maschinenbetriebsdauer, die Menge an geliefertem Kraftstoff
und/oder die gefahrene Distanz zunehmen.
-
Das
Regenerationsbestimmungsmodul 206 kann auch den Regenerationsfortschrittswert
auf Grundlage einer Menge an in der DPF-Anordnung 112 abgefangenen
Partikeln bestimmen. Der Regenerationsfortschrittswert steigt auch,
wenn die Menge an abgefangenen Partikeln zunimmt. Der Regenerationsfortschrittswert
kann beispielsweise als ein Prozentsatz ausgedrückt werden. Die Größe des Regenerationsfortschrittswerts
kann einem relativen Fortschritt zu einem vorbestimmten Prozentsatz
oder Wert (beispielsweise 100%) entsprechen, der einem nächsten Regenerationsereignis
entspricht.
-
Das
Regenerationssteuermodul 204 empfangt den Regenerationsfortschrittswert
und gibt ein Regeneriersignal aus, um eine KW-Injektion für ein Regenerationsereignis
des DPF-Elements 116 anzuweisen. Das Regenerationssteuermodul 204 gibt
das Regeneriersignal aus, wenn der Rege nerationsfortschrittswert
größer als
ein vorbestimmter Wert ist, wie beispielsweise 100,0. Auf diese
Weise löst
das Regenerationssteuermodul 204 eine Regeneration des
DPF-Elements 116 aus, wenn der Regenerationsfortschrittswert
den vorbestimmten Prozentsatz oder Wert erreicht, der dem nächsten Regenerationsereignis
entspricht.
-
Das
Injektorsteuermodul 202 injiziert KW in das Abgassystem 106,
wenn das Regenerationssteuermodul 204 das Regeneriersignal
ausgibt. Auf diese Art und Weise injiziert das Injektorsteuermodul 202 KW
in das Abgassystem 106 für Regenerationsereignisse des
DPF-Elements 116.
-
Das
Injektorsteuermodul 202 gemäß der vorliegenden Offenbarung
injiziert auch KW selektiv in das Abgassystem 106 zwischen
Regenerationsereignissen. Auf diese Art und Weise injiziert das
Injektorsteuermodul 202 selektiv KW zu Zeitpunkten, wenn
KW nicht anderweitig injiziert würde.
Das Injizieren von KW zwischen Regenerationsereignissen kann verhindern
helfen, dass der KW-Injektor 114 beispielsweise durch Schmutz,
Partikel und/oder andere Elemente des Abgases verstopft oder zugesetzt wird.
-
Das
Injektorsteuermodul 202 injiziert selektiv KW in das Abgassystem 106 zwischen
Regenerationsereignissen, wenn das Überwachungsmodul 208 ein
Injektionssignal ausgibt. Das Überwachungsmodul 208 gibt
selektiv das Injektionssignal auf Grundlage eines Abgasdurchflusses
(EFR) und einer oder mehreren Abgastemperaturen aus. Das Überwachungsmodul 208 gibt
auch selektiv das Injektionssignal auf Grundlage einer Anzahl von
KW-Injektionen nach einem letzten Regenerationsereignis, dem Regenerationsfortschrittswert
und/oder, ob das DPF-Element 116 regeneriert ist, aus.
Das Überwachungsmodul 208 gibt
auch das Injektionssignal auf Grundlage einer Dauer aus, die seit
einer letzten KW-Injektion vergangen ist.
-
Nur
beispielhaft kann das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal selektiv ausgeben, wenn der EFR größer als
ein vorbestimmter Durchfluss ist. Der vorbestimmte Durchfluss kann
kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf Grundlage eines EFR
im Motorleerlauf eingestellt sein. Nur beispielhaft kann der vorbestimmte
Durchfluss etwa 70,0 kg/Stunde betragen. Der EFR kann durch einen EFR-Sensor
und/oder ein Modul oder System, das den EFR bestimmt, vorgesehen
werden. Nur beispielhaft kann der EFR auf Grundlage eines Luftmassendurchflusses
(MAF) in die Maschine 104 bestimmt werden.
-
Das Überwachungsmodul 208 kann
auch sicherstellen, dass der EFR kleiner als ein vorbestimmter maximaler
Durchfluss ist, bevor das Injektionssignal ausgegeben wird. Mit
anderen Worten kann das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal selektiv ausgeben, wenn der EFR sich innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches von Durchflüssen befindet. Der vorbestimmte
maximale Durchfluss kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise
basierend auf einem maximal möglichen
EFR für
das Abgassystem 106 eingestellt sein.
-
Das Überwachungsmodul 208 gibt
auch selektiv das Injektionssignal auf Grundlage einer oder mehrerer
Abgastemperaturen aus. Nur beispielhaft gibt das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal selektiv aus, wenn die Abgastemperatur stromaufwärts des
DOC 110 (d. h. TA) größer als
eine vorbestimmte Temperatur ist. Die vorbestimmte Temperatur kann
kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf Grundlage einer minimalen
Verbrennungstemperatur für
injizierte KW basieren. Nur beispielhaft kann die vorbestimmte Temperatur
nur etwa 250,0°C
betragen.
-
Das Überwachungsmodul 208 kann
auch sicherstellen, dass eine Abgastemperatur kleiner als eine vorbestimmte
maximale Temperatur ist, bevor das Injektionssignal ausgegeben wird.
Die vorbestimmte maximale Temperatur kann kalibrierbar sein und
kann beispielsweise auf Grundlage einer Temperatur, oberhalb der
eine oder mehrere Komponenten beschädigt werden können, eingestellt
sein. Nur beispielhaft kann die vorbestimmte maximale Temperatur
etwa 750,0°C
betragen. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Überwachungsmodul 208 sicherstellen,
dass die Abgastemperatur stromabwärts des DOC 110 (d.
h. TB) kleiner als die maximale vorbestimmte Temperatur ist, bevor
das Injektionssignal ausgegeben wird. Bei anderen Implementierungen kann
das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal selektiv ausgeben, wenn eine Abgastemperatur (beispielsweise
TA) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von Temperaturen liegt.
-
Das Überwachungsmodul 208 gibt
auch selektiv das Injektionssignal auf Grundlage einer Anzahl von
KW-Injektionen seit einem letzten Regenerationsereignis aus. Genauer
gibt das Überwachungsmodul 208 selektiv
das Injektionssignal aus, wenn die KW weniger als eine vorbestimmte
Anzahl von Fällen
seit dem letzten Regenerationsereignis injiziert worden sind. Die
vorbestimmte Anzahl kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise
auf Grundlage einer Anzahl, oberhalb der KW von dem Abgassystem 106 ausgestoßen werden
können
(d. h. Schlupf), eingestellt werden und/oder es können einer
oder mehrere modellierte Abgassystemparameter beeinflusst werden.
-
Ein
Zähler 212 des
Zählermoduls 210 verfolgt
die Anzahl von KW-Injektionen seit dem letzten Regenerationsereignis.
Der Zähler 212 kann
beispielsweise in einem Speicher implementiert sein. Der Zähler 212 wird jedes
Mal auf einen vorbestimmten Rücksetzwert
(beispielsweise 0,0) rückgesetzt, wenn
das DPF-Element 116 regeneriert ist. Nur beispielhaft kann
der Zähler 212 rückgesetzt
werden, wenn das Regeneriersignal durch das Regenerationssteuermodul 204 ausgegeben
wird.
-
Das Überwachungsmodul 208 gibt
auch selektiv das Injektionssignal auf Grundlage des Regenerationsfortschrittswerts
aus. Genauer gibt das Überwachungsmodul 208 selektiv
das Injektionssignal aus, wenn der Regenerationsfortschrittswert
vorbestimmte Werte überschreitet.
Die vorbestimmten Werte können
kalibrierbar sein und können
beispielsweise auf etwa 30,0, 60,0 und 90,0 eingestellt sein. Mit
anderen Worten gibt das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal selektiv aus, wenn der Regenerationsfortschrittswert
30,0%, 60,0% und 90,0% zu dem nächsten
Regenerationsereignis erreicht. Das Überwachungsmodul 208 kann
auch sicherstellen, dass die KW jedes Mal einmal injiziert werden, wenn
der Regenerationsprozesswert einen der vorbestimmten Werte überschreitet.
-
Das Überwachungsmodul 208 gibt
auch selektiv das Injektionssignal auf Grundlage dessen aus, ob
das DPF-Element 116 regeneriert ist. Genauer gibt das Überwachungsmodul 208 selektiv
das Injektionssignal aus, wenn das DPF-Element 116 keiner Regeneration
ausgesetzt ist. Bei anderen Implementierungen kann das Überwachungsmodul 208 auch sicherstellen,
dass die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Maschinendrehzahl größer als
vorbestimmte Geschwindigkeiten/Drehzahlen vor Ausgabe des Injektionssignals
sind. Diese vorbestimmten Geschwindigkeiten/Drehzahlen können kalibrierbar
sein und können
beispielsweise auf etwa 0,0 Meilen pro Stunde (mph) bzw. 400 Umdrehungen
pro Minute (U/min) eingestellt sein.
-
Aus
dem Obigen kann das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal unter Verwendung der folgenden Beziehung ausgeben.
Nur beispielhaft erfolgt die Ausgabe des Injektionssignals, wenn:
EFR
innerhalb des vorbestimmten Bereiches von Durchflüssen liegt;
TA
größer als
die vorbestimmte Temperatur ist;
TB kleiner als die vorbestimmte
maximale Temperatur ist;
die Anzahl von KW-Injektionen seit
dem letzten Regenerationsereignis kleiner als die vorbestimmte Anzahl
ist;
der Regenerationsfortschrittswert größer als ein vorbestimmter Wert
ist;
und
das DPF-Element 116 keiner Regeneration
ausgesetzt ist.
-
Eine
Injektion von KW, wenn diese Bedingungen erfüllt sind, kann verhindern helfen,
dass der KW-Injektor 114 verstopft.
-
Das Überwachungsmodul 208 gibt
das Injektionssignal auch auf Grundlage einer Dauer aus, die seit
einer letzten KW-Injektion vergangen ist. Genauer gibt das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal aus, wenn die Dauer größer als eine vorbestimmte Dauer
ist. Die vorbestimmte Dauer kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise
auf etwa 5,0 Minuten eingestellt sein. Das Überwachungsmodul 208 kann
das Injektionssignal ausgeben, wenn die Dauer größer als die vorbestimmte Dauer
ist, und zwar ungeachtet dessen, ob die Bedingungen oben erfüllt sind.
-
Ein
Zeitgeber 214 verfolgt die Dauer, die seit der letzten
KW-Injektion vergangen ist. Der Zeitgeber 214 kann in dem
Zählermodul 210 beispielsweise
in dem Speicher implementiert sein. Der Zeitgeber 214 wird
jedes Mal auf einen vorbestimmten Rücksetzwert (beispielsweise
0,0) rückgesetzt,
wenn KW in das Abgassystem 106 injiziert sind. Nur beispielhaft kann
der Zeitgeber 214 rückgesetzt
werden, wenn das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal ausgibt.
-
Das
Injektorsteuermodul 202 injiziert eine vorbestimmte Menge
an KW in das Abgassystem 106, wenn das Injektionssignal
ausgegeben wird. Nur beispielhaft kann das Injektorsteuermodul 202 etwa
3,0 mg pro Sekunde KW für
eine Dauer von etwa 3,0 Sekunden injizieren. Die vorbestimmte Menge
an KW, die injiziert wird, kann auf Grundlage des Regenerationswerts
variabel sein. Nur beispielhaft kann das Injektorsteuermodul 202 eine
größere Menge
an KW bei größeren Regenerationsfortschrittswerten
injizieren. Eine Injektion der größeren Menge an KW bei größeren Regenerationsfortschrittswerten
kann sicherstellen, dass der KW-Injektor 114 KW frei injizieren
kann, bevor das nächste Regenerationsereignis
beginnt.
-
Während das
Injektorsteuermodul 202 so beschrieben worden ist, dass
KW, die durch den KW-Injektor 114 zwischen Regenerationsereignissen injiziert
werden, gesteuert werden, ist die vorliegende Offenbarung auf andere
Injektoren und Fluide anwendbar. Mit anderen Worten ist die vorliegende
Offenbarung auch auf eine Injektion eines anderen Fluides in das
Abgassystem 106 zwischen Ereignissen anwendbar, wenn der
zugeordnete Injektor das Fluid allgemein injiziert.
-
Nur
beispielhaft ist die vorliegende Offenbarung auch auf den Dosiermittelinjektor 120 und/oder einen
anderen Injektor, der mit dem Abgassystem 106 in Verbindung
steht, anwendbar. Der Dosiermittelinjektor 120 wird so
gesteuert, dass das Dosiermittel injiziert wird, wenn vorbestimmte
Bedingungen erfüllt
sind, die mit Messungen von stromaufwärtigen und stromabwärtigen NOx,
einer oder mehreren Abgastemperaturen und/oder einem NH3-Schlupf
in Verbindung stehen. Nur beispielhaft kann das Dosiermittel injiziert
werden, wenn kein NH3-Schlupf auftritt und
die Temperatur stromaufwärts
der DPF-Anordnung 112 in einem vorbestimmten Bereich von
Temperaturen liegt. Gemäß der vorliegenden
Offenbarung kann das Dosiermittel auch injiziert werden, wenn das Überwachungsmodul 208 das
Injektionssignal ausgibt.
-
Nun
Bezug nehmend auf 3 ist ein Flussdiagramm dargestellt,
das beispielhafte Schritte zeigt, die durch ein Verfahren 300 ausgeführt werden.
Das Verfahren 300 beginnt bei Schritt 302, bei dem
das Verfahren 300 bestimmt, ob das DPF-Element 116 regeneriert
wird. Mit anderen Worten bestimmt das Verfahren 300 bei
Schritt 302, ob ein Regenerationsereignis eintritt. Wenn
dies nicht zutrifft, fährt
das Verfahren 300 mit Schritt 304 fort. Wenn dies
zutrifft, läuft
das Verfahren 300 zu Schritt 306. Bei Schritt 306 setzt
das Verfahren 300 den Zählerwert
zurück
und kehrt zu Schritt 302 zurück. Der Zählerwert verfolgt eine Anzahl
von KW-Injektionen
seit einem letzten Regenerationsereignis.
-
Das
Verfahren 300 bestimmt bei Schritt 304, ob der
Zeitgeberwert größer als
die vorbestimmte Dauer ist. Wenn dies zutrifft, läuft das
Verfahren 300 zu Schritt 308. Wenn dies nicht
zutrifft, fährt
das Verfahren 300 zu Schritt 312 fort, wie nachfolgend
weiter beschrieben ist. Der Zeitgeberwert verfolgt die Dauer, die
seit einer letzten KW-Injektion vergangen ist. Das Verfahren 300 setzt
den Zeitgeberwert bei Schritt 308 zurück und inkrementiert den Zählerwert. Das
Verfahren 300 injiziert bei Schritt 310 KW und kehrt
zu Schritt 302 zurück.
Auf diese Art und Weise setzt das Verfahren 300 den Zeitgeberwert
jedes Mal zurück,
wenn KW injiziert werden, und inkrementiert den Zählerwert
jedes Mal, wenn KW zwischen Regenerationsereignissen injiziert werden.
-
Wiederum
Bezug nehmend auf Schritt 312 bestimmt das Verfahren 300,
ob der Zählerwert
kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Mit anderen Worten bestimmt
das Verfahren 300 bei Schritt 312, ob KW für weniger
als eine vorbestimmte Anzahl seit dem letzten Regenerationsereignis
injiziert worden sind. Wenn dies zutrifft, fährt die Steuerung mit Schritt 314 fort.
Wenn dies nicht zutrifft, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 302 zurück.
-
Das
Verfahren 300 bestimmt bei Schritt 314, ob eine
Abgastemperatur innerhalb des vorbestimmten Bereiches von Temperaturen
liegt. Bei anderen Implementierungen, wie in dem Fall einer KW-Injektion,
kann das Verfahren 300 bei Schritt 314 bestimmen,
ob die TA größer als
die vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 250,0°C) ist und
die TB kleiner als die vorbestimmte maximale Temperatur (beispielsweise
750,0°C)
ist. Wenn dies zutrifft, fährt
das Verfahren 300 mit Schritt 316 fort. Wenn dies
nicht zutrifft, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 302 zurück.
-
Das
Verfahren 300 bestimmt bei Schritt 316, ob der
EFR innerhalb des vorbestimmten Bereiches von Durchflüssen liegt.
Bei anderen Implementierungen bestimmt das Verfahren 300 bei
Schritt 316, ob der EFR größer als ein vorbestimmter Abgasdurchfluss
ist. Wenn dies zutrifft, fährt
das Verfahren 300 mit Schritt 318 fort. Wenn dies
nicht zutrifft, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 302 zurück.
-
Das
Verfahren 300 bestimmt bei Schritt 318 den Regenerationsfortschrittswert.
Der Regenerationsfortschrittswert kann für das Verfahren 300 durch ein
System oder Modul bereitgestellt werden oder das Verfahren 300 kann
den Regenerationsfortschrittswert bestimmen. Bei Schritt 320 bestimmt
das Verfahren 300, ob der Regenerationsfortschrittswert größer als
ein vorbestimmter Wert ist. Wenn dies zutrifft, fährt das
Verfahren 300 zu Schritt 322 fort. Wenn dies nicht
zutrifft, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 302 zurück.
-
Das
Verfahren 300 bestimmt bei Schritt 322, ob KW
bereits einmal dafür
injiziert worden sind, dass der Regenerationsfortschrittswert den
vorbestimmten Wert überschreitet.
Wenn dies zutrifft, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 302 zurück. Wenn
dies nicht zutrifft, fährt
das Verfahren 300 zu Schritt 308 fort, wie oben
beschrieben ist. Auf diese Art und Weise injiziert das Verfahren 300 KW
in das Abgas, wenn die Bedingungen der Beziehung oben erfüllt sind.
-
Die
breiten Lehren der Offenbarung können in
einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Daher sei, während diese
Offenbarung bestimmte Beispiele enthält, der wahre Schutzumfang
der Offenbarung nicht so beschränkt,
da andere Abwandlungen dem Fachmann nach einem Studium der Zeichnungen,
der Beschreibung und der folgenden Ansprüche offensichtlich werden.