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Die vorliegende Anmeldung betrifft Abgasnachbehandlungssysteme, die mit Verbrennungsmotoren mit Magergemischverbrennung gekoppelt sind.
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Verschiedene Verfahren können zum Steuern der Regenerationsrate in Nachbehandlungsvorrichtungen, beispielsweise Dieselpartikelfiltern (DPF) und Mager-NOx-Filtern (LNT), durch Dosieren des Sauerstoffstroms durch das Abgasnachbehandlungssystem verwendet werden, um übermäßige Temperaturen zu vermeiden, die die Nachbehandlungsvorrichtungen degradieren können (siehe
US 6 988 361 B2 und
US 7 137 246 B2 ).
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WO 2007/ 027 576 A2 lehrt ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und eines Abgassystems dafür, das den Schritt des Einleitens eines Regenerationsereignisses in einem Dieselpartikelfilter (DPF) umfasst. Eine erste Sauerstoffkonzentration eines Gases stromaufwärts des DPF und eine zweite Sauerstoffkonzentration des Gases stromabwärts des DPF werden erfasst, um auf eine Verbrennungsrate von Material in dem DPF zu schließen, basierend auf der Differenz zwischen der ersten und der zweiten Sauerstoffkonzentration. Die Verbrennungsrate wird mit einem Schwellenwert verglichen und das Regenerationsereignis im DPF wird beendet, wenn die Verbrennungsrate über dem Schwellenwert liegt.
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DE 103 33 441 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems, insbesondere eines Partikelfilters, einer Brennkraftmaschine. Dabei ist ein Sollwert für ein Lambdasignal oder eine Änderung eines Lambdasignals vorgebbar. Ein Istwert für das Lambdasignal oder für die Änderung des Lambdasignals wird erfasst. Ausgehend von dem Vergleich zwischen dem Istwert und dem Sollwert wird ein Ansteuersignal für ein Stellelement, mit dem die Reaktion im Abgasnachbehandlungssystem steuerbar ist, derart vorgegeben, dass sich der Istwert dem Sollwert annähert.
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DE 43 44 137 A1 zeigt ein System zum Übertemperaturschutz des Katalysators eines Verbrennungsmotors. Das System ermittelt mit drei Sensoren eine aktuelle Ist-Temperatur für den Katalysator, die in Verbindung mit den weiteren Sensoren zur Erfassung der Motorparameter und in Übereinstimmung mit den vorherrschenden Umgebungsbedingungen der Steuerung ermöglichen, eine maximal zulässige Konvertertemperatur festzulegen. Durch Untersuchen der Differenz zwischen der maximal zulässigen Konvertertemperatur und der aktuellen Ist-Temperatur und Vergleichen des Ergebnisses mit einer Reihe von Benchmarks, die zunehmend intensive Abgaskühlungsniveaus darstellen, wird ein geeignetes Schutzniveau für Maßnahmen identifiziert.
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DE 10 2004 052 256 A1 offenbart ein Verfahren und System zum gleichzeitigen Regenerieren eines mit einem Verbrennungsmotorverbundenen Partikelfilters und Desulfatieren eines dem Partikelfilter nachgeschalteten Mager-NOx-Abscheiders. Bei dem Verfahren wird mindestens ein Motorbetriebsparametereingestellt, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis für aus dem Mager-NOx-Abscheideraustretende Gase gemäß einem Unterschied zwischeneinem Referenzsollwertniveau des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis der aus dem Mager-NOx-Abscheider austretenden Gase aufrechtzuerhalten, und wobei das Referenzsollwertniveau in Abhängigkeit von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis der aus dem Mager-NOx-Abscheider austretenden Gase zwischen einemfetten Luft/KraftstoffVerhältnis und einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis geändert wird.
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Die vorliegenden Erfinder haben erkannt, dass bei Vorgehensweisen wie in
US 6 988 361 B2 und
US 7 137 246 B2 Anpassungen der Sauerstoffkonzentration einer Vorrichtung einen unerwünschten exothermen Vorgang in einer anderen Vorrichtung erzeugen können. Zum Beispiel kann das Anpassen des Sauerstoffstroms zu dem DPF während Regeneration, um Temperaturbedingungen in dem DPF zu steuern, unerwünschte exotherme Vorgänge in einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) oder einem Katalysator für selektive katalytische Reduktion (SCR) hervorrufen, sofern diese in dem Abgasnachbehandlungssystem vorhanden sind. Alternativ haben die vorliegenden Erfinder erkannt, dass ein unerwünschter exothermer Vorgang auch durch verschiedene Lecks in dem Motor oder Auslass hervorgerufen werden kann, beispielsweise Kühlmittellecks (wobei Kühlmittel in den Auslass eindringt und Reduktionsmittel vorsieht), Lecks von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (wobei ungewollter Kraftstoff in den Motor/die Abgasanlage eindringt und Reduktionsmittel vorsieht) oder ein Turboladerleck.
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Die vorliegenden Erfinder haben den Vorteil des Feststellens unerwünschter exothermer Vorgänge in dem Nachbehandlungssystem während Motorbetrieb und des Auslösens von Behebungsmaßnahmen als Reaktion auf die Detektion eines unerwünschten exothermen Vorgangs erkannt.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Diagnostizieren unerwünschter exothermer Vorgänge in einem Abgasnachbehandlungssystem, das einen ersten Bereich mit Zurückhalten im Partikelfilter und Regeneration und einen zweiten Bereich ohne Zurückhalten im Partikelfilter aufweist und mit einem Motor gekoppelt ist, umfasst: während Regeneration des ersten Bereichs: Anpassen einer Motorbetriebsbedingung als Reaktion auf eine Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Nachbehandlungssystems, um eine erwünschte Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu halten; und Anzeigen eines unerwünschten exothermen Vorgangs in dem zweiten Bereich beruhend auf einer Differenz zwischen einer erwarteten Sauerstoffkonzentration und der Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems und Auslösen von Behebungsmaßnahmen als Reaktion das Anzeigen des unerwünschten exothermen Vorgangs. Ein weiteres Verfahren zum Diagnostizieren unerwünschter exothermer Vorgänge in einem Abgasnachbehandlungssystem, das mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist, umfasst: Ermitteln einer erwarteten Temperatur an einer Stelle stromabwärts eines ersten Katalysators beruhend auf einer Sauerstoffkonzentration, die an einem stromabwärts des ersten Katalysators befindlichen Sensor gemessen wird, einer gemessenen Temperatur stromaufwärts des ersten Katalysators und stromabwärts eines zweiten Katalysators und dem Abgasstrom; Ermitteln eines Schwellenwerts für die Differenz zwischen der erwarteten Temperatur und der gemessenen Temperatur beruhend auf Motor- und Abgasbedingungen; Anzeigen eines unerwünschten exothermen Vorgangs, wenn die Differenz zwischen der erwarteten Temperatur und der gemessenen Temperatur größer als der Schwellenwert ist; und Auslösen von Behebungsmaßnahmen als Reaktion auf das Anzeigen des unerwünschten exothermen Vorgangs.
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Selbst wenn eine Filterregeneration mittels Anpassungen an Sauerstoffkonzentration in dem Abgas gesteuert werden kann, ist das System auf diese Weise immer noch in der Lage festzustellen, ob ein anderer Bereich der Abgasanlage fern von der Partikelfilterregeneration einen unerwünschten exothermen Vorgang durchläuft und somit eine Übertemperaturbedingung erreichen kann. Wenn weiterhin eine oder mehrere Motor- oder Auslasskomponenten leckt und einen unerwünschten exothermen Vorgang erzeugt, ist es möglich, die Situation festzustellen, selbst wenn die Sauerstoffkonzentration auf einen erwünschten Wert gesteuert werden kann.
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Bei einer solchen Vorgehensweise können verschiedene Behebungsmaßnahmen ausgelöst werden, einschließlich Verringern von Kraftstoffverteilerrohrdruck, Anpassen von Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, Anpassen von Einspritzsteuerzeiten, Anpassen von Drehmomentgrenzwert, Induzieren von Fehlzündung, Abwandeln von Harnstoffmengeneinspritzung etc.
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Somit kann es möglich sein, das Risiko unerwünschter exothermer Vorgänge anzugehen, die sich aus brennbarem Material in dem mit dem überschüssigen Sauerstoff reagierenden Abgas aufgrund der vorrangig mageren Bedingungen in der Abgasanlage ergeben, beispielsweise Dieselanlagen, wenn das Abgas bei ausreichend hohen Temperaturen liegt, selbst während eines gesteuerten Partikelfilterregenerationsbetriebs.
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Es versteht sich, dass die vorstehende Zusammenfassung vorgesehen ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der eingehenden Beschreibung weiter beschrieben sind. Es sollen keine wesentlichen oder Schlüsselmerkmale des beanspruchten Gegenstands festgestellt werden, dessen Umfang einzig und allein durch die der eingehenden Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen beschränkt, welche die vorstehend oder in jedem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
- 1 zeigt einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasnachbehandlungssystem.
- 2 zeigt eine allgemeine Steuerroutine zum Überwachen eines Abgasnachbehandlungssystems.
- 3 - 5 zeigen Steuerroutinen zum Diagnostizieren unerwünschter exothermer Vorgänge.
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Die folgende Beschreibung betrifft Verfahren zum Überwachen und Detektieren unerwünschter exothermer Vorgänge, die in einem Abgasnachbehandlungssystem, das mit einem Verbrennungsmotor mit magerer Gemischverbrennung, zum Beispiel einem Dieselmotor, gekoppelt ist, auftreten können, wie in 1 gezeigt ist. Das in 1 mit einem Verbrennungsmotor gekoppelte Abgasnachbehandlungssystem kann mehrere Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen umfassen, wovon jedes eine exotherme Reaktion mit überschüssigem Sauerstoff ausführen kann, der in dem Abgas während ausgewählter Bedingungen (z.B. während ausgewählter Temperaturen) vorhanden ist. Ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern und Überwachen von Sauerstoffgehalt in einem Abgasnachbehandlungssystem ist in 2 gezeigt. Die in 2 gezeigte Routine umfasst ein Verfahren zum Steuern der Regenerationsrate in Nachbehandlungsvorrichtungen und ein Verfahren zum Überwachen und Detektieren unerwünschter exothermer Vorgänge in einem Abgasnachbehandlungssystem, die von der Regenerationssteuerroutine nicht verhindert oder ausreichend bewältigt werden können. 3 - 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Diagnoseroutine, die unerwünschte exotherme Vorgänge in dem Abgasnachbehandlungssystem als Ganzes während Motorbetrieb überwacht und detektiert. Im Gegensatz zu der in 2 enthaltenen Regenerationssteuerroutine können die in 3 - 5 gezeigten Diagnoseroutinen unerwünschte exotherme Vorgänge anzeigen, selbst wenn in den Regenerationssteuerroutinen Fehler auftreten. Weiterhin können als Reaktion auf den Hinweis auf unerwünschte exotherme Vorgänge durch die in 3 - 5 gezeigten Diagnoseroutinen Behebungsmaßnahmen eingeleitet werden, selbst wenn die Quelle und/oder Position des exothermen Vorgangs nicht vollständig bekannt ist. Während ein unerwünschter exothermer Vorgang zum Beispiel durch höhere oder niedrigere Sauerstoffkonzentrationen, die in das Abgasnachbehandlungssystem eindringen, verursacht werden kann, kann der unerwünschte exothermer Vorgang auch durch verschiedene Fehler bei Motor- und/oder Auslasskomponenten hervorgerufen werden, zum Beispiel durch ein Kühlmittelleck, ein Turbolagerleck oder ein Kraftstoffeinspritzungsvorrichtungsleck (im Zylinder oder im Auslass). Auf diese Weise ist es möglich, das Risiko des Auftretens unerwünschter exothermer Vorgänge aufgrund brennbaren Materials in dem Abgas, das mit überschüssigem Sauerstoff aufgrund von vorrangig mageren Bedingungen in der Abgasanlage, beispielsweise einer Dieselanlage, reagiert, anzugehen, wenn der Auslass und/oder die Auslasskomponenten bei ausreichend hohen Temperaturen liegen.
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Unter Bezug nun auf 1 ist ein schematisches Diagramm gezeigt, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das ein Steuergerät 12 umfasst, und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener 132 mittels einer Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Ein Brennraum (d.h. Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennraumwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 umfassen. Der Kolben 36 kann mit einer Kurbelwelle 40 verbunden sein, so dass eine Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann mittels eines dazwischen befindlichen Getriebesystems mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs verbunden sein. Ferner kann ein Anlasser mittels einer Schwungscheibe mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
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Der Brennraum 30 kann mittels eines Einlasskanals 42 Ansaugluft von einem Ansaugkrümmer 44 aufnehmen und kann mittels eines Auslasskanals 48 Verbrennungsgase ablassen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Auslasskanal 48 können mittels eines Einlassventils 52 bzw. Auslassventils 54 mit dem Brennraum 30 selektiv kommunizieren. In manchen Ausführungsformen kann der Brennraum 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile umfassen.
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Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Brennraum 30 proportional zur Pulsweite eines mittels eines elektronischen Treibers 68 von dem Steuergerät 12 empfangenen Signals FPW ist direkt mit dem Brennraum 30 verbunden gezeigt. Auf diese Weise sieht die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine als Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 30 bekannte Einspritzung vor. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann zum Beispiel in der Seite des Brennraums oder oben in dem Brennraum eingebaut sein. Durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffanlage, die einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr umfasst, kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 Kraftstoff zugeführt werden. In manchen Ausführungsformen kann der Brennraum 30 alternativ oder zusätzlich eine in dem Einlasskanal 42 angeordnete Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einer Konfiguration umfassen, die eine als Kanaleinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal stromaufwärts des Brennraums 30 bekannte Einspritzung vorsieht.
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Der Einlasskanal 42 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselklappe 64 umfassen. In diesem bestimmten Beispiel kann die Stellung der Drosselklappe 64 durch das Steuergerät 12 mittels eines Signals verändert werden, das einem mit der Drossel 62 enthaltenen Elektromotor oder Aktor geliefert wird, eine Konfiguration, die häufig als elektronische Drosselsteuerung (ETC, vom engl. Electronic Throttle Control) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 so betrieben werden, dass die dem Brennraum 30 neben anderen Motorzylindern gelieferte Ansaugluft verändert wird. Die Stellung der Drosselklappe 64 kann dem Steuergerät 12 durch ein Drosselstellungssignal TP geliefert werden. Der Einlasskanal 42 kann einen Luftmengenmesser 120 und einen Krümmerdrucksensor 122 zum Liefern jeweiliger Signale MAF und MAP an das Steuergerät 12 umfassen.
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Der Brennraum 30 oder ein oder mehrere andere Brennräume des Motors 10 können in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben werden. Weiterhin kann der Motor 10 durch einen entlang des Ansaugkrümmers 44 angeordneten Kompressor 162 und eine entlang des Auslasskanals 48 stromaufwärts des Abgasnachbehandlungssystems 70 angeordnete Turbine turbogeladen werden.
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Ein Abgassensor 126 ist stromaufwärts einer Schadstoffbegrenzungsvorrichtung mit dem Auslasskanal 48 verbunden gezeigt. Der Sensor 126 kann jeder geeignete Sensor zum Vorsehen eines Hinweises auf Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases sein, beispielsweise ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal- oder Breitband-Abgassauerstoff), ein Zweizustandssauerstoffsensor oder EGO, eine HEGO (beheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Ein Abgasrückführungssystem (AGR) 72 kann mit dem Auslasskanal 48 verbunden sein. Das AGR-System kann ein AGR-Ventil 74 und einen entlang der AGR-Leitung 78 angeordneten AGR-Kühler 76 umfassen.
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Das Abgasnachbehandlungssystem 70 kann mehrere Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen umfassen, wovon während ausgewählter Bedingungen (z.B. ausgewählter Temperaturen) jede eine exotherme Reaktion mit im Abgas vorhandenem überschüssigen Sauerstoff ausführen kann. Zum Beispiel kann das Abgasnachbehandlungssystem 70 einen DOC 80 umfasse, der entlang der Abgasleitung 48 stromabwärts einer Turbine 164 angeordnet ist. Ein SCR 82 kann entlang der Abgasleitung stromabwärts von DOC 80 angeordnet sein. Eine Harnstoffspritzvorrichtung 84 (oder jede geeignete Ammoniakquelle) kann stromaufwärts des SCR 82 und stromabwärts des DOC 80 angeordnet sein. Ein DPF 86 kann entlang der Abgasleitung stromabwärts von SCR 82 angeordnet sein. Temperatursensoren 88, 90, 92 und 94 können an Punkten entlang der Abgasleitung sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts jeder Nachbehandlungsvorrichtung in dem Nachbehandlungssystem 70 angeordnet sein. Weiterhin kann ein Sauerstoffsensor 96 (z.B. ein UGEO-Sensor) stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems 70 angeordnet sein. Es versteht sich, dass das Abgasnachbehandlungssystem 70 mehrere Nachbehandlungsvorrichtungskonfigurationen umfassen kann, die in 1 nicht gezeigt sind. In einem Beispiel kann das Abgasnachbehandlungssystem nur einen DOC umfassen. In einem anderen Beispiel kann das Abgasnachbehandlungssystem einen DOC gefolgt stromabwärts von einem DPF umfassen. In einem anderen Beispiel kann das Abgasnachbehandlungssystem einen DOC gefolgt stromabwärts von einem DPF, dann einem SCR, umfassen. In einem noch anderen Beispiel kann der in 1 gezeigte SCR 82 durch einen LNT ersetzt sein. Weiterhin kann auch die Reihenfolge der verschiedenen Katalysatoren und Filter in dem Abgasnachbehandlungssystem variieren. Die Anzahl an Temperatursensoren, die in dem Abgasnachbehandlungssystem angeordnet sind, kann je nach Anwendung variieren. Auch wenn der Sauerstoffsensor 96 in 1 an einem Punkt gezeigt ist, der stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems 70 positioniert ist, kann er stromaufwärts von Bricks in dem Nachbehandlungssystem 70 positioniert sein, in welchem Fall er nur die Katalysatorbricks stromaufwärts davon überwachen kann.
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Das Steuergerät 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, welcher umfasst: einen Mikroprozessor 102, Input/Output-Ports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem besonderen Beispiel als Festwertspeicherchip 106 gezeigt wird, einen Arbeitsspeicher 108, einen batteriestromgestützten Speicher 110 und einen Datenbus. Das Steuersystem 12 kann von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren verschiedene Signale zusätzlich zu den bereits erläuterten Signalen empfangen, darunter: eine Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF) von einem Luftmengenmesser 120, Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit einem Kühlmantel 114 verbundenen Temperaturfühler 112; ein Zündungsprofil-Aufnehmersignal (PIP) von einem mit der Kurbelwelle 40 verbundenen Hallgeber 118 (oder einem anderen Art); eine Drosselklappenstellung TP von einem Drosselklappenstellungssensor; und ein Krümmerunterdrucksignal MAP von einem Sensor 122. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann von dem Steuergerät 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um einen Hinweis auf Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer vorzusehen. Zu beachten ist, dass verschiedene Kombinationen der vorstehenden Sensoren verwendet werden können, beispielsweise ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor einen Hinweis auf Motordrehmoment geben. Weiterhin kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Motordrehzahl eine Schätzung von Füllung (einschließlich Luft), die in den Zylinder eingelassen wird, geben. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Pulsen pro Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen. Ferner kann das Steuergerät 12 mit einer Kombi-Anzeigevorrichtung 140 kommunizieren, um den Fahrer zum Beispiel auf Störungen des Motors oder des Abgasnachbehandlungssystems aufmerksam zu machen.
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Auch wenn 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors zeigt, kann jeder Zylinder analog seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Zündkerze etc. umfassen.
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Unter Bezug nun auf 2 ist eine allgemeine Steuerroutine zum Überwachen eines Abgasnachbehandlungssystems während Motorbetrieb gezeigt. Bei 200 wird Sauerstoffstrom durch das Abgasnachbehandlungssystem innerhalb der Grenzen der Nachbehandlungsvorrichtungen in dem Nachbehandlungssystem gehalten. Zum Beispiel können Motorbetriebsparameter so angepasst werden, dass die exothermen Reaktionen während Regenerationsvorgängen in den Nachbehandlungsvorrichtungen beschränkt werden. Die in eine Regeneration durchlaufende Nachbehandlungsvorrichtung eindringende Menge überschüssigen Sauerstoffs kann gesteuert werden, um zu verhindern, dass die Temperatur der Vorrichtung größer als ein Schwellenwert wird, der die Vorrichtung degradiert. Die Steuerroutine bei 200 kann das Überwachen der Temperatur jeder Nachbehandlungsvorrichtung unter Verwenden eines Temperatursensors und unter Verwenden eines Signals von einem Sauerstoffsensor stromaufwärts jeder Vorrichtung umfassen, um die Regenerationsrate durch Dosieren des von dem Sensor erfassten Sauerstoffstroms zu steuern. In einem bestimmten Beispiel wird beruhend auf Katalysatortemperatur ein erwünschter Strom überschüssigen Sauerstoffs ermittelt und der Strom überschüssigen Sauerstoffs wird durch Anpassen von Motorbetrieb als Reaktion auf an ein oder zwei Stellen gemessenen überschüssigen Sauerstoff in dem Abgas angepasst.
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Bei 202 wird eine Diagnoseroutine verwendet, um unerwünschte (z.B. unbeabsichtigte) exotherme Vorgänge, die während Motorbetrieb in dem Nachbehandlungssystem auftreten, zu überwachen und zu detektieren. 3 - 5, die hierin nachstehend beschrieben sind, zeigen verschiedene Ausführungsformen der Diagnoseroutine, die während Motorbetrieb auf unerwünschte exotherme Vorgänge in dem Abgasnachbehandlungssystem hin überwacht und diese detektiert. Die Sauerstoffstrom-Steuerroutine bei 200 arbeitet, um potentiell degradierende überhöhte Temperaturen für jede Vorrichtung in dem Nachbehandlungssystem zu verringern, sieht aber als Teil oder Ganzes selbst kein Feststellen oder Detektieren unerwünschter exothermer Vorgänge in dem Nachbehandlungssystem vor. Die Detektionsroutine 202 überwacht das Abgasnachbehandlungssystem auf unerwünschte exotherme Vorgänge, die zum Beispiel an anderen Stellen in der Abgasanlage fern von den Partikelfilterregenerationsvorgängen auftreten können. In einem anderen Beispiel kann der unterwünschte exotherme Vorgang auf Übertemperaturvorgänge zurückzuführen sein, die in mehreren Nachbehandlungsvorrichtungen auftreten. Daher könnten die bei 200 vorgenommenen Sauerstoffstromanpassungen nicht ausreichend sein, um unerwünschte exotherme Vorgänge zu verringern. Weiterhin kann das Anpassen des Sauerstoffstroms bei 200 als Reaktion auf einen Regenerationsvorgang in einer ersten Vorrichtung einen unerwünschten exothermen Vorgang in einer zweiten Vorrichtung erzeugen. Zum Beispiel kann das Anpassen des Sauerstoffstroms bei 200, um einem regenerierenden DPF eine erwünschte Menge an überschüssigem Sauerstoff zu liefern, in einem DOC oder einem SCR, falls vorhanden, unerwünschte exotherme Vorgänge verursachen.
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Somit kann die Diagnoseroutine bei 202 verwendet werden, um Degradation in den Steuerroutinen bei 200 festzustellen, einschließlich Erzeugung unerwünschter exothermer Vorgänge in der Abgasanlage. Wenn von der Diagnoseroutine bei 204 keine unerwünschten exothermen Vorgänge detektiert werden, dann endet die Routine. Wenn aber unerwünschte exotherme Vorgänge bei 204 detektiert werden, werden bei 206 weitere Behebungsmaßnahmen ergriffen. Wenn die Quelle des exothermen Vorgangs festgestellt ist, können verschiedene Behebungsmaßnahmen ergriffen werden. Zum Beispiel können die Temperatursensoren 88, 90, 92 und 94 kombiniert mit den Sauerstoffkonzentrationen, die an stromabwärts und stromaufwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindlichen Sauerstoffsensoren gemessen werden, verwendet werden, um die Quelle eines exothermen Vorgangs festzustellen. In einem solchen Beispiel kann eine erwartete Sauerstoffmenge für die stromabwärts befindliche Position jedes überwachten Bereichs erzeugt werden, und beruhend darauf, ob die tatsächlichen Sauerstoffmengen ausreichend von den erwarteten Sauerstoffmengen abweichen, kann eine Position des unerwarteten exothermen Vorgangs festgestellt werden.
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Selbst wenn weiterhin die Quelle des unerwünschten exothermen Vorgangs nicht festgestellt wird, können bei 206 immer noch mehrere Behebungsroutinen umgesetzt werden. Zum Beispiel können die Temperatursensoren 88, 90, 92 und 94 kombiniert mit den Sauerstoffkonzentrationen, die an stromabwärts und stromaufwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindlichen Sauerstoffsensoren gemessen werden, verwendet werden, um einen Bereich des Abgasnachbehandlungssystems festzustellen, selbst wenn die Quelle des unerwünschten exothermen Vorgangs nicht festgestellt wurde.
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Die bei 206 ausgelösten Behebungsroutinen können verschiedene Anpassungen des Motors oder Nachbehandlungssystems, die den Sauerstoffstrom in dem Nachbehandlungssystem weiter beschränken, die Abgastemperatur senken, oder Kombinationen derselben umfassen. In einem Beispiel kann die in dem Abgasnachbehandlungssystem erzeugte Sauerstoffkonzentration als Reaktion auf Abgastemperatur weiter angepasst werden. Wenn zum Beispiel in einem Bereich des Abgasnachbehandlungssystems, der einen DPF umfasst, ein unerwünschter exothermer Vorgang angezeigt wird, können die Behebungsmaßnahmen das Senken von Abgastemperatur umfassen. Wenn in einem anderen Beispiel der unerwünschte exotherme Vorgang auf Kraftstofflecken aus einer Einspritzvorrichtung zurückzuführen war, dann kann der Kraftstoffverteilerrohrdruck gesenkt werden. Andere Beispiele von Behebungsmaßnahmen, die bei 206 ausgelöst werden können, wenn bei 204 ein unerwünschter exothermer Vorgang detektiert wird, umfassen das Abschalten von Nacheinspritzung (im Zylinder und in dem Abgasrohr), das Verringern des maximalen Drehmoments, um die Kraftstoffmenge in dem Abgas zu verringern, das Drosseln der Ansaugluft, um den Sauerstoff in dem Abgas zu verringern, das Anzeigen einer Meldung auf der Kombianzeige, um den Fahrer aufmerksam zu machen, einschließlich künstlicher Fehlzündung, um den Fahrer auf eine anomale Situation aufmerksam zu machen, das Verringern von Fahrzeuggeschwindigkeit, um den Abgasstrom zu verringern und somit den exothermen Vorgang zu verringern, das Abwandeln des Stroms eingespritzten Harnstoffs und das Absperren des AGR-Ventils, um den Abgasstrom und somit die Kühlung der Abgasanlage zu steigern. Eine Kombination von einer oder mehreren der vorstehenden Behebungsmaßnahmen kann bei 206 abhängig davon ausgelöst werden, ob die Ursache des exothermen Vorgangs bekannt ist. Die Routine von 2 kann während Motorbetrieb ständig wiederholt werden, um auf das Auftreten von unerwünschten exothermen Vorgängen in den Abgasnachbehandlungsvorrichtungen hin zu überwachen und Behebungsmaßnahmen auszulösen, wenn unerwünschte exotherme Vorgänge detektiert werden.
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3 - 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Diagnoseroutine 202, die auf unerwünschte exotherme Vorgänge in dem Abgasnachbehandlungssystem als Teil oder Ganzes während Motorbetrieb überwacht und diese detektiert. Im Gegensatz zu den Regenerationssteuerroutinen, die in 2 bei 200 gezeigt und vorstehend beschrieben sind, können die in 3 - 5 gezeigten Diagnoseroutinen unerwünschte exotherme Vorgänge anzeigen, selbst wenn der Strom überschüssigen Sauerstoffs bei 200 auf den Sollwert gesteuert wird. Als Reaktion auf die Anzeige unerwünschter exothermer Vorgänge durch die in 3 - 5 gezeigten Diagnoseroutinen können weiterhin Behebungsmaßnahmen ausgelöst werden, selbst wenn die Quelle des exothermen Vorgangs unbekannt ist und/oder die bestimmte Stelle des unerwünschten exothermen Vorgangs nicht genau bekannt ist. Auf diese Weise ist es möglich, das Risiko des Auftretens von unerwünschten exothermen Vorgängen durch brennbares Material in dem Abgas, das mit dem überschüssigen Sauerstoff aufgrund von vorrangig mageren Bedingungen in Abgasanlagen, beispielsweise Dieselanlagen, anzugehen, wenn das Abgas ausreichend hohe Temperaturen aufweist.
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Unter Bezug nun auf 3 ist eine beispielhafte Ausführungsform zum Überwachen und Detektieren unerwünschter exothermer Vorgänge in dem Abgasnachbehandlungssystem während Motorbetrieb beruhend auf gemessener Sauerstoffkonzentration an einem Sensor, der sich stromabwärts mindestens eines Teils des Abgasnachbehandlungssystems befindet, gezeigt. Bei 300 wird die Sauerstoffkonzentration an einem Punkt in dem Auslasskanal stromaufwärts des Abgasnachbehandlungssystems ermittelt. Zum Beispiel kann die Sauerstoffkonzentration durch einen UEGO-Sensor (z.B. Sensor 126 in 1) ermittelt werden, der stromaufwärts des Abgasnachbehandlungssystems angeordnet ist. Alternativ kann die erwartete Sauerstoffkonzentration an Stelle 126 aus Luftstrom und Kraftstoffstrom geschätzt werden Bei 302 wird eine erwartete Sauerstoffkonzentration an einem Sensor, der sich stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindet (z.B. Sensor 96 in 1), durch Anlegen einer Transportverzögerung und eines Tiefpassfilters an der stromaufwärtigen Sauerstoffkonzentration, die an einem stromaufwärts befindlichen Sauerstoffsensor bei 300 gemessen wird, ermittelt. Änderungen der Transportverzögerung können für eine gegebene Motor- und Abgasanlagenauslegung empirisch ermittelt oder zum Beispiel beruhend auf der Auslegung des Motors und der Abgasanlage modelliert werden. Die Transportverzögerung und der Tiefpassfilter simulieren Misch- und Sensordynamik und berücksichtigen jegliche Sauerstoffentfernung in den stromaufwärts befindlichen Katalysatoren.
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Die erwartete Sauerstoffkonzentration an einem Sensor, der sich stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtungen befindet, die bei 302 aus einer gemessenen Sauerstoffkonzentration an einem Sensor, der sich stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtungen befindet, hängt von einer Sauerstoffverminderungsmenge ab, die in einer oder mehreren Nachbehandlungsvorrichtungen in dem Abgasnachbehandlungssystem auftreten kann. Die Sauerstoffverminderung, die in den Nachbehandlungsvorrichtungen auftreten kann, kann für ein gegebenes Abgasnachbehandlungssystem empirisch ermittelt werden oder beruhend auf der Auslegung der Abgasanlage und den Nachbehandlungsvorrichtungen in dem Nachbehandlungssystem modelliert werden. In einem Beispiel kann die Sauerstoffverminderungsmenge von der Menge von Kohlenwasserstoffen oder anderen mit Sauerstoff reagierenden unverbrannten Reaktionsmitteln in dem in die Nachbehandlungsvorrichtungen eindringenden Abgas abhängen. In diesem Beispiel können die Kohlenwasserstoffe in dem Nachbehandlungssystem verbrennen, wodurch Sauerstoff abgebaut wird. In einem anderen Beispiel kann die Menge der Sauerstoffverminderung von der Menge von Kohlenmonoxid abhängen, das in das Abgasnachbehandlungssystem eindringt. In diesem Beispiel kann das Kohlenmonoxid mit Sauerstoff reagieren, um Kohlendioxid zu bilden, wodurch die Sauerstoffzufuhr in dem Nachbehandlungssystem gemindert wird. In einem noch anderen Beispiel kann ein Reduktionsmittel (z.B. HC) in das Abgasnachbehandlungssystem eingespritzt werden, um eine katalytische Regeneration zu unterstützen, die das Auftreten von Sauerstoffverminderung in dem Abgasnachbehandlungssystem verursachen würde. Somit können in einem Beispiel eine Menge von Reduktionsmitteln aus dem Motor (die eine Funktion von Motordrehzahl, Last, Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung etc. sein können) sowie eine Menge von externer Reduktionsmitteleinspritzung verwendet werden, um zusammen mit Katalysatorbedingungen, Abgasdurchsatz etc. einen erwarteten Sauerstoffgehalt an einer oder mehreren Stellen entlang der Länge der Abgasanlage, einschließlich an der Stelle stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems, zu ermitteln.
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Weiterhin kann die erwartete Sauerstoffkonzentration darauf beruhen, ob in einer oder mehreren der Abgasnachbehandlungsvorrichtungen ein Regenerationsvorgang (z.B. DPF-Regeneration) auftritt. Im Einzelnen kann im Beispiel von DPF-Regeneration die Sauerstoffmenge, deren Aufbrauchen durch die DPF-Regeneration erwartet wird, zum Beispiel beruhend auf der Regenerationsrate, der Temperatur und der Menge gespeicherten Partikelmaterials ermittelt werden. Da die Menge an Partikelmaterial während Regeneration abnehmen kann, da sie aufgebracht wird, kann die erwartete Sauerstoffkonzentration stromabwärts des DPF auf der Menge gespeicherten Partikelmaterials beruhen und auf Abgastemperatur, Raumgeschwindigkeit und anderen Parametern der Nachbehandlungsvorrichtung beruhen. In einem anderen Beispiel kann der erwartete Sauerstoff als Reaktion auf eine Abnahme der Regenerationsrate erhöht werden.
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Bei 304 wird ein Schwellenwert für zulässige Sauerstoffdifferenzen zwischen der erwarteten Sauerstoffkonzentration, die bei 302 ermittelt wurde, und der Sauerstoffkonzentration, die von einem Sensor (z.B. Sensor 96 in 1), der sich stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindet, ermittelt wurde, beruhend auf Motorbetriebs- und Abgasbedingungen ermittelt. In einer Ausführungsform ist die zulässige Sauerstoffdifferenz eine Funktion des Abgasstroms und der Abgastemperatur. Zum Beispiel kann bei höherem Abgasstrom ein kleinerer zulässiger Sauerstoffdifferenz-Schwellenwert verwendet werden, da das gesamte verbrannte Material proportional zu Sauerstoffstrom ist, was den Abgasstrom erhöht. Die Abgastemperaturen können durch einen oder mehrere Temperatursensoren ermittelt werden, die entlang der Abgasleitung in dem Abgasnachbehandlungssystem angeordnet sind (z.B. Sensoren 88, 90, 92, 94 in 1). Alternativ können einige oder alle der Abgastemperaturen modelliert werden. In einem Beispiel kann der zulässige Sauerstoffdifferenz-Schwellenwert eine Funktion des Höchstwerts der gemessenen Abgastemperaturen sein.
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Wenn die Differenz zwischen der erwarteten Sauerstoffkonzentration und der Sauerstoffkonzentration, die von dem stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindlichen Sensor ermittelt wurde, bei 306 größer als der Schwellenwert ist, dann wird bei 308 eine unerwünschte exotherme Reaktion 308 angezeigt und es können geeignete Behebungsmaßnahmen eingeleitet werden, wie vorstehend bezüglich Schritt 206 in 2 beschrieben wurde.
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Im Gegensatz zu unerwünschten exothermen Vorgängen, die in dem Abgasnachbehandlungssystem auftreten, führen Regenerationsvorgänge, die in Nachbehandlungsvorrichtungen auftreten, zu „erwarteten“ exothermen Reaktionen. Bei Diagnostizieren von unerwünschten oder „unerwarteten“ exothermen Vorgängen in dem Abgasnachbehandlungssystem bei 306 kann somit ein Verfahren verwendet werden, um zwischen erwarteten und unerwarteten exothermen Reaktion zu unterscheiden, die in dem Abgasnachbehandlungssystem auftreten, zum Beispiel ob ein exothermer Vorgang auf einen Regenerationsvorgang zurückzuführen ist oder nicht. Ob ein Regenerationsvorgang in einer Nachbehandlungsvorrichtung auftritt oder nicht, kann beruhend auf verschiedenen Betriebsbedingungen und Eigenschaften der Nachbehandlungsvorrichtungen ermittelt werden. Zum Beispiel können die Katalysatortemperatur (z.B. von einem Temperatursensor gemessen), die Regenerationsrate, die von dem Katalysator abhängen kann, und die Partikelmaterialmenge, die in dem Katalysator gespeichert ist, modelliert werden. Bei Diagnostizieren unerwünschter exothermer Vorgänge beruhend auf der erwarteten Sauerstoffkonzentration, wie in 3 gezeigt ist, kann die Routine somit ermitteln, ob Regenerationsvorgänge in einem Bereich des Nachbehandlungssystems auftreten oder nicht. Wenn ein Regenerationsvorgang in einem Bereich des Abgasnachbehandlungssystems, der Partikelmaterialfiltern beinhaltet (z.B. ein Bereich des Abgasnachbehandlungssystems, der einen DPF umfasst), festgestellt wird, kann zu dem Bereich gelieferter überschüssiger Sauerstoff wie in Schritt 200 in 2 gezeigt gesteuert werden, um die Regenerationsrate zu steuern und somit die Temperatur an dem Bereich oder stromabwärts des Bereichs zu beschränken. Wenn aber gleichzeitig entweder der Regeneration durchlaufende Bereich oder ein anderer Bereich des Abgasnachbehandlungssystems nicht genügend überschüssigen Sauerstoff erhält, was beruhend auf Modellierung ermittelt wird, wie viel Sauerstoff erwartet ist, oder wie viel Sauerstoff dem Nachbehandlungssystem bei dem Vorgehen von Schritt 200 in 2 geliefert wird, dann wird bei Schritt 308 in 3 ein unerwarteter oder unerwünschter exothermer Vorgang diagnostiziert.
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Wenn somit in dem Nachbehandlungssystem ein Regenerationsvorgang (z..B. ein DPF-Regenerationsvorgang) erfolgt, können unerwünschte exotherme Vorgänge immer noch an anderen Stellen des Nachbehandlungssystems auftreten, was weitere Behebungsmaßnahmen fordert. Zum Beispiel kann überschüssiger Sauerstoff in dem Abgas weiter beschränkt werden, um unbeabsichtigt hohe Temperaturbereiche in dem Abgas zu mindern, die in oder stromabwärts der Regeneration durchlaufenden Nachbehandlungsvorrichtung vorhanden sein können oder auch nicht. Zum Beispiel kann der unerwartete exotherme Vorgang stromaufwärts der Regeneration durchlaufenden Nachbehandlungsvorrichtung liegen.
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Wenn in einem Beispiel das Abgasnachbehandlungssystem einen DPF umfasst, dann kann die Routine ermitteln, ob der DPF gespeichertes Partikelmaterial regeneriert oder nicht (z.B. wie vorstehend beschrieben beruhend auf der Temperatur des Katalysators, der gespeicherten Partikelmaterialmenge und der Regenerationsrate). Wenn der DPF Regeneration durchläuft, dann findet eine erwartete exotherme Reaktion statt; somit kann die Routine den Bereich des Abgasnachbehandlungssystems überwachen, der nicht den regenerierenden DPF umfasst, um unerwartete exotherme Vorgänge zu diagnostizieren. Beim Ermitteln der erwarteten Sauerstoffkonzentration stromabwärts des DPF beruhend auf Sauerstoffkonzentration, die in das Abgasnachbehandlungssystem eindringt, kann somit der Sauerstoff, der aufgebraucht wird, um mit gespeichertem Partikelmaterial in dem regenerierenden DPF zu reagieren, von der Berechnung der erwarteten Sauerstoffkonzentration abgezogen werden. Wenn in einem anderen Beispiel der DPF fälschlicherweise als leer (z.B. aufgrund einer Fehlberechnung, wie viel Partikelruß darin gespeichert ist) und somit als nicht regenerierend ermittelt wird, aber von der Routine von 3 ein unerwarteter Abfall der Sauerstoffkonzentration über dem DPF ermittelt wird, dann wird bei 208 ein unerwünschter exothermer Vorgang angezeigt und es werden Behebungsmaßnahmen ausgelöst. Im Gegensatz zur Regenerationssteuerroutine bei 200 in 2 kann somit die in 3 gezeigte Diagnoseroutine unerwünschte exotherme Vorgänge anzeigen, selbst wenn bei den Steuerroutinen Fehler auftreten.
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Unter Bezug nun auf 4 ist eine alternative Ausführungsform zum Überwachen und Detektieren unerwünschter exothermer Vorgänge in dem Abgasnachbehandlungssystem während Motorbetrieb gezeigt. Bei 400 wird die erwartete Menge von Kraftstoff, die zum Erreichen der Sauerstoffkonzentration erforderlich ist, die von einem Sensor (z.B. Sensor 94 in 1) gemessen wird, der sich stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindet, ermittelt. Die erwartete Kraftstoffmenge kann aus der am Sensor gemessenen Sauerstoffkonzentration, dem verzögerten Luftstrom und der Luft/Kraftstoff-Stöchiometrie ermittelt werden. Bei 402 wird ein Schwellenwert für zulässige Kraftstoffdifferenzen zwischen der erwarteten Kraftstoffmenge und der dosierten Kraftstoffmenge, die zum Erreichen der gemessenen Sauerstoffkonzentration erforderlich ist, beruhend auf Motorbetriebs- und Abgasbedingungen ermittelt. Wenn die Differenz zwischen der in Schritt 400 ermittelten erwarteten Kraftstoffmenge und der dosierten Kraftstoffmenge, die zum Erreichen der gemessenen Sauerstoffkonzentration erforderlich ist, größer als der bei 404 ermittelte Schwellenwert ist, dann wurde ein unerwünschter exothermer Vorgang detektiert 406.
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Unter Bezug nun auf 5 ist eine andere alternative Ausführungsform zum Überwachen und Detektieren unerwünschter exothermer Vorgänge in dem Abgasnachbehandlungssystem während Motorbetrieb gezeigt. Bei 500 wird eine erwartete Temperatur an einer Stelle stromabwärts jedes Katalysators ermittelt. Die Stelle kann eine Sensorstelle oder eine Stelle fern von einem Sensor sein, beispielsweise in einem Katalysatorbrick. Dennoch kann es möglich sein, die Temperatur an dieser Stelle zu schätzen.
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Die erwartete Temperatur für jede Nachbehandlungsvorrichtung kann aus der Endrohr-Sauerstoffkonzentration (zum Beispiel von dem Sauerstoffsensor 96 gemessen, der sich stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindet), der Temperatur der stromaufwärts befindlichen Nachbehandlungsvorrichtung (von einem Temperatursensor gemessen, der sich zum Beispiel stromabwärts der stromaufwärts befindlichen Nachbehandlungsvorrichtung befindet) und dem Abgasstrom ermittelt werden. Alternativ kann die erwartete Temperatur auf Abgasstrombedingungen und Sauerstoffverminderung entlang einer Länge der Abgasanlage in einer Richtung von Abgasstrom von Abgas beruhen. Zum Beispiel kann eine erwartete Temperatur beruhend auf Abgasstrombedingungen und Sauerstoffverminderung berechnet werden, wobei die erwartete Temperatur eine modellierte Temperatur im Brick oder zwischen Bricks sein kann, wenn kein Temperatursensor vorhanden ist. Wenn eine gefolgerte Temperatur an dieser Stelle (z.B. von nahen Temperatursensoren) verglichen mit der erwarteten Temperatur zu hoch ist, kann dennoch, wie nachstehend näher erläutert, ein unerwünschter exothermer Vorgang festgestellt werden.
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Bei 402 wird ein Schwellenwert für Temperaturdifferenzen zwischen den erwarteten Temperaturen und den entsprechenden gemessenen Temperaturen (z.B. durch Temperatursensoren gemessen) beruhend auf Motorbetriebs- und Abgasbedingungen ermittelt. In einem Beispiel kann die Differenz der erwarteten und gemessenen Sauerstoffkonzentration an dem Sensor, der sich stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindet (z.B. wie in der in 3 gezeigten Routine ermittelt), verwendet werden, um den Schwellenwert für Temperaturdifferenzen bei 502 zu setzen. In einem anderen Beispiel kann die Differenz des erwarteten und des dosierten Kraftstoffs, der zum Erreichen der Sauerstoffkonzentration erforderlich ist, die von dem stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems befindlichen Sensor gemessen wird (wie z.B. in der in 4 gezeigten Routine ermittelt), verwendet werden, um bei 502 den Schwellenwert für Temperaturdifferenzen zu setzen. Weiterhin können einige oder alle der Abgastemperaturen modelliert werden. Wenn die Differenz zwischen einer der erwarteten Temperaturen, die bei Schritt 500 ermittelt werden, und der entsprechenden gemessenen Temperatur (wie z.B. durch einen Temperatursensor ermittelt, der sich stromabwärts einer vorhandenen Nachbehandlungsvorrichtung befindet) größer als der Schwellenwert ist, der bei 504 ermittelt wurde, dann wurde ein unerwünschter exothermer Vorgang detektiert 506.
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Zu beachten ist, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können ein oder mehrere einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können verschiedene gezeigte Arbeitsgänge, Schritte oder Funktionen in der gezeigten Abfolge oder parallel ausgeführt oder in manchen Fällen ausgelassen werden. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu verwirklichen, wird aber zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Einer oder mehrere der gezeigten Arbeitsgänge oder Funktionen können abhängig von der jeweils eingesetzten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Weiterhin können die beschriebenen Arbeitsgänge einen in das maschinenlesbare Speichermedium in dem Motorsteuersystem einzuprogrammierenden Code graphisch darstellen.
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Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht einschränkend aufgefasst werden dürfen, da zahlreiche Abänderungen möglich sind. Zum Beispiel kann die obige Technologie auf V-6, 1-4, 1-6, V-12, Gegenkolben- und andere Motorausführungen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht nahe liegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart werden. Zum Beispiel kann ein Diagnoseverfahren zum Diagnostizieren unerwünschter exothermer Vorgänge in einem Abgasnachbehandlungssystem, das mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist, das Feststellen eines unerwünschten exothermen Vorgangs beruhend auf einer erwarteten Temperatur an einer Sauerstoffsensorposition; und das Auslösen von Behebungsmaßnahmen als Reaktion auf einen festgestellten unerwünschten exothermen Vorgang umfassen. Die erwartete Temperatur kann auf Abgasstrombedingungen und Sauerstoffverminderung entlang einer Länge der Abgasanlage in einer Richtung von Abgasstrom von Abgas beruhen.
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Die folgenden Ansprüche zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen auf, welche als neuartig und nicht nahe liegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder eine Entsprechung desselben verweisen. Diese Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie das Integrieren eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente weder fordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie nun gegenüber dem Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche breiter, enger, gleich oder unterschiedlich sind, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Motor, Verbrennungsmotor, Mehrzylindermotor
- 12
- Steuergerät, Steuersystem
- 30
- Brennraum
- 32
- Brennraumwände
- 36
- Kolben
- 40
- Kurbelwelle
- 42
- Einlasskanal
- 44
- Ansaugkrümmer
- 48
- Auslasskanal, Abgasleitung
- 52
- Einlassventil
- 54
- Auslassventil
- 62
- Drossel
- 64
- Drosselklappe
- 66
- Kraftstoffeinspritzvorrichtung
- 68
- elektronischer Treiber
- 70
- Abgasnachbehandlungssystem, Nachbehandlungssystem, System
- 72
- Abgasrückführungssystem, AGR
- 74
- AGR-Ventil
- 76
- AGR-Kühler
- 78
- AGR-Leitung
- 80
- zweiter Katalysator, DOC
- 82
- erster Katalysator, SCR
- 84
- Harnstoffspritzvorrichtung
- 86
- Partikelfilter, DPF
- 88
- Temperatursensor, Sensor
- 90
- Temperatursensor, Sensor
- 92
- Sensor, Temperatursensor
- 94
- Temperatursensor, Sensor
- 96
- Sensorstelle, Sauerstoffsensor, Sensor
- 102
- Mikroprozessor
- 104
- Input/Output-Ports
- 106
- Festwertspeicherchip
- 108
- Arbeitsspeicher
- 110
- batteriestromgestützten Speicher
- 112
- Temperaturfühler
- 114
- Kühlmantel
- 118
- Hallgeber, Sensor
- 120
- Luftmengenmesser
- 122
- Krümmerdrucksensor, Sensor
- 126
- Abgassensor, Sensor, Stelle
- 130
- Eingabevorrichtung
- 132
- Fahrzeugbediener
- 134
- Pedalstellungssensor
- 140
- Kombi-Anzeigevorrichtung
- 162
- Kompressor
- 164
- Turbine
