DE102010012081B4

DE102010012081B4 - Behandlungssteuersystem und -verfahren zum reinigen von injektorspitzen

Info

Publication number: DE102010012081B4
Application number: DE102010012081.2A
Authority: DE
Inventors: Paul Jasinkiewicz; James M. Perrin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2030-03-20
Also published as: DE102010012081A1; CN101900023A; CN101900023B; US20100250090A1; US8240133B2

Abstract

Behandlungssteuersystem (150), umfassend:ein Überwachungsmodul (208), das eine Abgastemperatur in einem Abgassystem eines Fahrzeugs überwacht; undein Injektionssteuermodul (202), das eine Injektion eines Dosiermittels in das Abgassystem (106) für ein erstes und zweites Regenerationsereignis eines Dieselpartikelfilters (DPF) (112) steuert und das selektiv eine vorbestimmte Menge des Dosiermittels in das Abgassystem (106) zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert, wenn die Abgastemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist; dadurch gekennzeichnet , dassdas Überwachungsmodul (208) ferner einen Abgasdurchfluss in dem Abgassystem (106) überwacht; dassdas Injektionssteuermodul (202) die Injektion nur unter der zusätzlichen Bedingung vornimmt, dass der Abgasdurchfluss größer als ein vorbestimmter Durchfluss ist, und dassdas Behandlungssteuersystem (150) ferner ein Zählermodel (210) umfasst, das einen Zählerwert inkrementiert, wenn das Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert wird;wobei das Injektorsteuermodul (202) jede weitere Injektion des Dosiermittels vor dem zweiten Regenerationsereignis und nachdem der Zählerwert inkrementiert ist, verhindert, wenn der Zählerwert größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Behandlungssteuersystem und - verfahren zum Reinigen von Injektorspitzen gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche, wie aus der US 2008/0295496 bekannt.
HINTERGRUND
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 Kraftstoff) 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).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, dafür Sorge zu tragen, dass der Injektor eines Abgasnachbehandlungssystems dauerhaft funktionsfähig bleibt, ohne dass dies zu Lasten der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und der Leistungsfähigkeit des Motors geht.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
Das 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 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 weiteren Merkmalen ist das Fluid ein Dosiermittel.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich.
Figurenliste
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. 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 ändern.
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 diese Temperatur 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 empfängt 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 Regenerationsfortschrittswert 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 NHs-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.

Claims

Behandlungssteuersystem (150), umfassend: ein Überwachungsmodul (208), das eine Abgastemperatur in einem Abgassystem eines Fahrzeugs überwacht; und ein Injektionssteuermodul (202), das eine Injektion eines Dosiermittels in das Abgassystem (106) für ein erstes und zweites Regenerationsereignis eines Dieselpartikelfilters (DPF) (112) steuert und das selektiv eine vorbestimmte Menge des Dosiermittels in das Abgassystem (106) zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert, wenn die Abgastemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist; dadurch gekennzeichnet , dass das Überwachungsmodul (208) ferner einen Abgasdurchfluss in dem Abgassystem (106) überwacht; dass das Injektionssteuermodul (202) die Injektion nur unter der zusätzlichen Bedingung vornimmt, dass der Abgasdurchfluss größer als ein vorbestimmter Durchfluss ist, und dass das Behandlungssteuersystem (150) ferner ein Zählermodel (210) umfasst, das einen Zählerwert inkrementiert, wenn das Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert wird; wobei das Injektorsteuermodul (202) jede weitere Injektion des Dosiermittels vor dem zweiten Regenerationsereignis und nachdem der Zählerwert inkrementiert ist, verhindert, wenn der Zählerwert größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Behandlungssteuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Regenerationsbestimmungsmodul (206), das einen Regenerationsfortschrittswert für das zweite Regenerationsereignis bestimmt; und ein Regenerationssteuermodul (204), das das zweite Regenerationsereignis auslöst, wenn der Regenerationsfortschrittswert größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, wobei insbesondere das Injektorsteuermodul (202) das Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert, wenn der Regenerationsfortschrittswert größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, wobei insbesondere das Injektorsteuermodul (202) die vorbestimmte Menge auf Grundlage des zweiten vorbestimmten Werts bestimmt.
Behandlungssteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Injektorsteuermodul (202) das Dosiermittel selektiv zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert, wenn eine zweite Abgastemperatur kleiner als eine zweite vorbestimmte Temperatur ist, die größer als die vorbestimmte Temperatur ist, und/oder wobei das Injektorsteuermodul (202) das Dosiermittel selektiv zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert, wenn der Abgasdurchfluss kleiner als ein zweiter vorbestimmter Durchfluss ist, der größer als der vorbestimmte Durchfluss ist, und/oder wobei das Injektorsteuermodul (202) das Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert, wenn eine seit einer letzten Injektion des Dosiermittels gemessene Dauer größer als eine vorbestimmte Dauer ist, wobei insbesondere das Injektorsteuermodul (202) das Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert, 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.
Behandlungssteuerverfahren, umfassend, dass: eine Abgastemperatur in einem Abgassystem (106) eines Fahrzeugs überwacht wird; eine Injektion eines Dosiermittels in das Abgassystem für ein erstes und zweites Regenerationsereignis eines Dieselpartikelfilters (DPF) (112) gesteuert wird; und eine vorbestimmte Menge des Dosiermittels selektiv in das Abgassystem (106) zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert wird, wenn die Abgastemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist; dadurch gekennzeichnet , dass ein Abgasdurchfluss in dem Abgassystem des Fahrzeugs überwacht wird; die Injektion nur unter der zusätzlichen Bedingung vorgenommen wird, dass der Abgasdurchfluss größer als ein vorbestimmter Durchfluss ist, ein Zählerwert inkrementiert wird (308), wenn das Dosiermittel zwischen dem ersten und zweiten Regenerationsereignis injiziert wird; und jede weitere Injektion des Dosiermittels vor dem zweiten Regenerationsereignis und nachdem der Zählerwert inkrementiert ist, verhindert wird, wenn der Zählerwert größer als ein vorbestimmter Wert ist (312).
Behandlungssteuerverfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend, dass: ein Regenerationsfortschrittswert für das zweite Regenerationsereignis bestimmt wird (318); und das zweite Regenerationsereignis ausgelöst wird, wenn der Regenerationsfortschrittswert größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, ferner insbesondere umfassend, dass das Dosiermittel selektiv injiziert wird, wenn der Regenerationsfortschrittswert größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, wobei insbesondere die vorbestimmte Menge auf Grundlage des zweiten vorbestimmten Werts bestimmt wird.
Behandlungssteuerverfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend, 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, und/oder ferner umfassend, dass das selektive Injizieren darauf beschränkt wird, wenn der Abgasdurchfluss kleiner als ein zweiter vorbestimmter Durchfluss ist, der größer als der vorbestimmte Durchfluss ist, und/oder ferner umfassend, dass das selektive Injizieren darauf beschränkt wird, wenn eine seit einer letzten Injektion des Dosiermittels gemessene Dauer größer als eine vorbestimmte Dauer ist, ferner insbesondere umfassend, 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.