DE102011116674A1

DE102011116674A1 - System and method for controlling regeneration of an exhaust aftertreatment device

Info

Publication number: DE102011116674A1
Application number: DE102011116674A
Authority: DE
Inventors: Douglas Christopher Sarsen; Christopher Whitt
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2012-05-31
Also published as: US20120102921A1; CN102454452A

Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung einer Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug umfasst ein Feststellen eines Grundlinienwertes für eine gesammelte Masse an Ruß in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung. Der Grundlinienwert ist eine Schwellenmasse an Ruß, der zur Regeneration des Filters erreicht werden muss, und wird als eine Funktion einer Drehzahl eines Motors und einer Menge an in den Motor eintretenden Kraftstoff bestimmt. Das Verfahren umfasst auch ein Modifizieren des Grundlinienwertes in Ansprechen auf einen Motorbetriebsparameter, der ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines brennbaren Gemisches ändert, das in den Motor eintritt, um einen modifizierten Grundlinienwert zu erzeugen. Das Verfahren umfasst zusätzlich ein Regenerieren der Abgasnachbehandlungsvorrichtung unter Verwendung des modifizierten Grundlinienwertes. Es ist auch ein System zur Steuerung der Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorgesehen.A method for controlling a regeneration of an exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine in a vehicle comprises determining a baseline value for an accumulated mass of soot in the exhaust aftertreatment device. The baseline value is a threshold mass of soot that must be reached to regenerate the filter and is determined as a function of a speed of an engine and an amount of fuel entering the engine. The method also includes modifying the baseline value in response to an engine operating parameter that changes an air-fuel ratio of a combustible mixture entering the engine to produce a modified baseline value. The method additionally includes regenerating the exhaust gas aftertreatment device using the modified baseline value. A system for controlling the regeneration of an exhaust gas aftertreatment device for an internal combustion engine is also provided.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Steuern einer Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug gerichtet.The present invention is directed to a method of controlling regeneration of an exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine in a vehicle.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Es sind verschiedene Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie Dieselpartikelfilter und andere Vorrichtungen, entwickelt worden, um Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren effektiv zu begrenzen. In dem Fall von Dieselmotoren müssen weiterhin große Anstrengungen aufgewendet werden, um praktische und effiziente Vorrichtungen und Verfahren zur Reduzierung von Emissionen von größtenteils kohlenstoffhaltigen Partikeln in Abgasen zu entwickeln.Various exhaust aftertreatment devices, such as diesel particulate filters and other devices, have been developed to effectively limit exhaust emissions from internal combustion engines. In the case of diesel engines, great efforts must still be expended to develop practical and efficient apparatus and methods for reducing emissions of mostly carbonaceous particulates in exhaust gases.

Ein Verfahren zur Reduzierung derartiger Partikelemissionen besteht darin, geeignete Partikelfilter oder -fänger in Motor- oder Fahrzeugabgassystemen bereitzustellen. Derartige Partikelfilter sind typischerweise derart angepasst, dass sie das Rußpartikelmaterial, das von Dieselmotoren ausgestoßen wird, vor einem Austrag der Abgase an die Atmosphäre sammeln und beseitigen. Zusätzlich können derartige Filter unter Verwendung von Abgas mit hoher Temperatur regeneriert oder gereinigt werden, das Partikel verbrennt, die sich ansonsten in dem System ansammeln und dieses verstopfen.One method of reducing such particulate emissions is to provide suitable particulate filters or scavengers in engine or vehicle exhaust systems. Such particulate filters are typically adapted to collect and remove soot particulate matter expelled from diesel engines prior to discharge of the exhaust gases to the atmosphere. In addition, such filters may be regenerated or cleaned using high temperature exhaust gas that burns particles that otherwise accumulate in the system and clog it.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein Verfahren zum Steuern einer Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug umfasst ein Feststellen eines Grundlinienwertes für eine in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung gesammelte Rußmasse. Der Grundlinienwert ist eine Schwellenrußmasse, die zur Regeneration des Filters zu erreichen ist, und wird als eine Funktion einer Drehzahl des Motors und einer in den Motor eintretenden Kraftstoffmenge bestimmt. Das Verfahren umfasst auch ein Modifizieren des Grundlinienwertes in Ansprechen auf einen Motorbetriebsparameter, der ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines brennbaren Gemisches ändert, das in den Motor eintritt, um einen modifizierten Grundlinienwert zu erzeugen. Das Verfahren umfasst zusätzlich ein Regenerieren der Abgasnachbehandlungsvorrichtung unter Verwendung des modifizierten Grundlinienwertes.A method of controlling regeneration of an exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine in a vehicle includes determining a baseline value for a soot mass collected in the exhaust aftertreatment device. The baseline value is a threshold soot mass to be achieved for regeneration of the filter and is determined as a function of engine speed and amount of fuel entering the engine. The method also includes modifying the baseline value in response to an engine operating parameter that changes a fuel-air ratio of a combustible mixture that enters the engine to produce a modified baseline value. The method additionally includes regenerating the exhaust aftertreatment device using the modified baseline value.

Gemäß dem Verfahren kann die Modifikation des Grundlinienwertes in Ansprechen auf einen Motorbetriebsparameter ausgeführt werden, der das Kraftstoff Luft-Verhältnis durch Variation der in den Motor eintretenden Luftmasse ändert.According to the method, the modification of the baseline value may be performed in response to an engine operating parameter that changes the fuel air ratio by varying the air mass entering the engine.

Die Modifikation des Grundlinienwertes kann auch in Ansprechen auf einen Motorbetriebsparameter ausgeführt werden, der das Kraftstoff-Luft-Verhältnis durch Variation einer in den Motor eintretenden Kraftstoffmasse ändert.The modification of the baseline value may also be performed in response to an engine operating parameter that changes the air-fuel ratio by varying a fuel mass entering the engine.

Die in den Motor eintretende Kraftstoffmasse kann auf eine Weise variiert werden, wenn der Motor in einem stabilen Zustand arbeitet, und auf eine andere Weise variiert werden, wenn der Motor in einem Übergangszustand arbeitet. Zusätzlich kann die in den Motor eintretende Kraftstoffmasse durch Einschalten einer Abgasrückführung in dem Motor variiert werden.The fuel mass entering the engine may be varied in a manner when the engine is operating in a steady state and varied in another manner when the engine is operating in a transient state. In addition, the fuel mass entering the engine may be varied by turning on exhaust gas recirculation in the engine.

Ferner kann gemäß dem Verfahren die Modifikation des Grundlinienwerts über einen Controller ausgeführt werden. Der Controller kann mit einer Nachschlagetabelle programmiert sein, die einen Bereich für den Motorbetriebsparameter enthalten kann.Further, according to the method, the modification of the baseline value may be performed via a controller. The controller may be programmed with a look-up table that may include a range for the engine operating parameter.

Es ist auch ein System zum Steuern einer Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Fahrzeug, das ein derartiges System nutzt, vorgesehen.There is also provided a system for controlling regeneration of an exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine and a vehicle using such a system.

Die obigen Merkmale und Vorteile sowie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.The above features and advantages as well as other features and advantages of the present invention will be readily apparent from the following detailed description of the best modes for carrying out the invention when taken in connection with the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Veranschaulichung eines Fahrzeugs mit einem Motor, der mit einem Abgassystem, das eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung aufweist, verbunden ist; und 1 FIG. 10 is a schematic illustration of a vehicle having an engine connected to an exhaust system including an exhaust aftertreatment device; FIG. and

2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung der Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung von 1. 2 FIG. 10 is a flowchart of a method for controlling the regeneration of the exhaust aftertreatment device of FIG 1 ,

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten über die verschiedenen Ansichten angeben, veranschaulicht 1 schematisch ein Fahrzeug 2. Das Fahrzeug 2 weist ein System 8 auf, das derart konfiguriert ist, dass es eine Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 steuert. Das System 8 weist einen Verbrennungsmotor 10 auf, der mit einem Luftansaugsystem 12 verbunden ist. Das Luftansaugsystem 12 ist zur Lieferung einer Umgebungsluftströmung 14 an den Motor zur nachfolgenden Kombination mit einer geeigneten Kraftstoffmenge in ein brennbares Gemisch, das in den Motor 10 eintritt, konfiguriert. Die Temperatur der in den Motor 10 eintretenden Luftströmung 14 wird durch einen Sensor 13 überwacht.Referring to the drawings, wherein like numerals indicate like components throughout the several views 1 schematically a vehicle 2 , The vehicle 2 has a system 8th configured to undergo regeneration of an exhaust aftertreatment device 24 controls. The system 8th has an internal combustion engine 10 on that with an air intake system 12 connected is. The air intake system 12 is to supply an ambient air flow 14 to the engine to subsequent combination with a suitable amount of fuel into a combustible mixture that enters the engine 10 enters, configured. The temperature of the engine 10 entering airflow 14 is through a sensor 13 supervised.

Das Luftansaugsystem 12 weist einen Turbolader 16 zur Druckbeaufschlagung der eintretenden Luftströmung 14 und einen Ladeluftkühler 18 zur Reduzierung der Temperatur der druckbeaufschlagten Luftströmung auf, um den Betriebswirkungsgrad des Motors 10 zu verbessern. Die Temperatur der Luftströmung 14 nach dem Ladeluftkühler 18 wird durch einen Sensor 19 überwacht. Der Turbolader 16 wird durch eine Abgasströmung 20 erregt, die durch den Motor 10 nach jedem Verbrennungsereignis freigesetzt wird. Der Turbolader 16 ist mit einem Abgassystem 22 verbunden, das die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 aufweist. Wie gezeigt ist, ist der Motor 10 ein Kompressionszündungs-, d. h. ein Diesel-Motor, und die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 ist ein Partikelfilter, der derart angepasst ist, dass Rußpartikelmaterial, das von dem Motor ausgestoßen wird, vor einem Austrag einer Abgasströmung 20 an die Atmosphäre zu sammeln und zu beseitigen.The air intake system 12 has a turbocharger 16 for pressurizing the incoming air flow 14 and a charge air cooler 18 to reduce the temperature of the pressurized air flow to the operating efficiency of the engine 10 to improve. The temperature of the air flow 14 after the intercooler 18 is through a sensor 19 supervised. The turbocharger 16 is due to an exhaust gas flow 20 excited by the engine 10 is released after each combustion event. The turbocharger 16 is with an exhaust system 22 connected, which is the exhaust aftertreatment device 24 having. As shown, the engine is 10 a compression ignition, ie, a diesel engine, and the exhaust aftertreatment device 24 is a particulate filter that is adapted so that soot particulate matter expelled from the engine is prevented from exhausting an exhaust gas flow 20 to collect and eliminate the atmosphere.

Das Abgassystem 22 weist einen Dieseloxidationskatalysator 26 auf, der derart angepasst ist, Kohlenwasserstoffemissionen, die in der Abgasströmung 20 vorhanden sind, zu oxidieren und zu verbrennen. Nach dem Dieseloxidationskatalysator 26 gelangt die Abgasströmung 20 durch einen Katalysator 28 für selektive katalytische Reduktion, der zumindest einen Teil der Stickoxide, die in der Abgasströmung vorhanden sind, in Wasser und Stickstoff reduziert. Nach dem Reduktionskatalysator 28 gelangt die Abgasströmung 20 in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 durch einen Eintritt 30 und verlässt dann die Abgasnachbehandlungsvorrichtung durch einen Auslass 32 und gelangt ohne den Großteil der Rußpartikel weiter an die Atmosphäre. Obwohl, wie gezeigt ist, der Reduktionskatalysator 28 stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 positioniert ist, kann die Nachbehandlungsvorrichtung auch stromabwärts des Reduktionskatalysators positioniert sein, ohne die Nachbehandlung der Abgasströmung 20 zu beeinträchtigen.The exhaust system 22 has a diesel oxidation catalyst 26 adapted to hydrocarbon emissions in the exhaust gas flow 20 are present, oxidize and burn. After the diesel oxidation catalyst 26 enters the exhaust gas flow 20 through a catalyst 28 for selective catalytic reduction, which reduces at least a portion of the nitrogen oxides present in the exhaust gas flow into water and nitrogen. After the reduction catalyst 28 enters the exhaust gas flow 20 in the exhaust aftertreatment device 24 through an entrance 30 and then exits the exhaust aftertreatment device through an outlet 32 and continues to reach the atmosphere without the majority of the soot particles. Although, as shown, the reduction catalyst 28 upstream of the exhaust aftertreatment device 24 is positioned, the aftertreatment device may also be positioned downstream of the reduction catalyst without the aftertreatment of the exhaust gas flow 20 to impair.

Das System 8 weist auch einen Controller 34 auf, der funktionell mit dem Motor 10 verbunden ist. Der Controller 34 ist derart programmiert, dass er einen Grundlinienwert für die Rußmasse, die sich in der Nachbehandlungsvorrichtung 24 während des Betriebs des Motors 10 sammelt, vorhersagt. Der Grundlinienwert für die Rußmasse ist eine Schwellenrußmenge, die in der Nachbehandlungsvorrichtung 24 erreicht oder gesammelt werden darf, bevor eine Wartung oder Regeneration des Ansaugsystems 22 ausgeführt wird. Der Grundlinienwert kann bei einer Ausführungsform als eine Funktion einer Drehzahl eines Motors 10 und einer Kraftstoffmenge, die in den Motor zur Verbrennung eingetreten ist, festgestellt werden. Die Drehzahl 10 kann durch einen Sensor 36 erfasst werden, während die Kraftstoffmenge, die in den Motor eingetreten ist, durch einen Sensor 38 erfasst werden kann.The system 8th also has a controller 34 on, the functional with the engine 10 connected is. The controller 34 is programmed to provide a baseline value for the soot mass present in the aftertreatment device 24 during operation of the engine 10 collects, predicts. The baseline value for the soot mass is a threshold soot amount used in the aftertreatment device 24 may be achieved or collected before any maintenance or regeneration of the intake system 22 is performed. The baseline value may, in one embodiment, be a function of a speed of an engine 10 and an amount of fuel that has entered the engine for combustion can be detected. The speed 10 can through a sensor 36 while the amount of fuel that has entered the engine is sensed by a sensor 38 can be detected.

Der Grundlinienwert kann eine Rußmenge sein, die empirisch so bestimmt worden ist, dass sie das Niveau darstellt, bei dem die Wartung des Abgassystems 22 ausgeführt werden soll. Die Wartung des Abgassystems 22 kann entweder durch aktive Regeneration oder durch Austausch der Nachbehandlungsvorrichtung 24 erreicht werden. Eine aktive Regeneration der Nachbehandlungsvorrichtung 24 kann durch Änderung von Betriebsparametern des Motors 10 ausgeführt werden, um die Temperatur der Abgasströmung 20 anzuheben, um den Ruß zu verbrennen, der sich in der Nachbehandlungsvorrichtung gesammelt hat. Demgemäß kann der Controller 34 so programmiert sein, dass er den Motor 10 anweist oder auslöst, die Nachbehandlungsvorrichtung 24 aktiv zu regenerieren. Zusätzlich kann eine aktive Regeneration der Nachbehandlungsvorrichtung 24 durch eine direkte Injektion und Zündung von Kraftstoff in der Abgasströmung 20 ausgeführt werden. In einem solchen Fall kann der Controller 34 so programmiert sein, dass er den Kraftstoff zur Injektion in das Abgassystem 22 zu einem geeigneten Zeitpunkt anweist.The baseline value may be an amount of soot that has been empirically determined to represent the level at which the maintenance of the exhaust system 22 to be executed. The maintenance of the exhaust system 22 can be either by active regeneration or by replacement of the aftertreatment device 24 be achieved. An active regeneration of the aftertreatment device 24 can by changing the operating parameters of the engine 10 be carried out to the temperature of the exhaust gas flow 20 raise to burn the soot that has collected in the aftertreatment device. Accordingly, the controller 34 be programmed to use the engine 10 instructs or triggers the aftertreatment device 24 to actively regenerate. In addition, an active regeneration of the aftertreatment device 24 by a direct injection and ignition of fuel in the exhaust gas flow 20 be executed. In such a case, the controller 34 Be programmed to use the fuel for injection into the exhaust system 22 at a suitable time.

Der Controller 34 ist zusätzlich so programmiert, dass er durch eine mathematische Berechnung den Grundlinienwert in Ansprechen auf Motorbetriebsparameter modifiziert, die ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches, das in den Motor 10 eintritt, ändern. Allgemein ist, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis erhöht ist, die Rußmasse, die sich in der Nachbehandlungsvorrichtung 24 sammelt, erhöht. Die Betriebsparameter, die das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches, das in den Motor 10 eintritt, ändern oder beeinflussen, können eine Änderung der Dichte der eintretenden Luftströmung 14 aufweisen, d. h. eine Zunahme oder eine Abnahme der Masse der in den Motor eintretenden Luft. Ein Signal, das eine Änderung der Dichte der eintretenden Luftströmung 14 angibt, kann durch einen Sensor 40 an den Controller 34 geliefert werden. Der Sensor 40 ist derart angepasst, dass er den Umgebungsluftdruck detektiert, der dann mit der Höhe, bei der der Motor 10 arbeitet, korreliert werden kann. Zusätzlich kann ein Signal von einem Sensor 42, das derart angepasst ist, eine Umgebungslufttemperatur zu erfassen, verwendet werden, um den Grundlinienwert weiter zu modifizieren.The controller 34 is additionally programmed to mathematically calculate the baseline value in response to engine operating parameters, which is a fuel-to-air ratio of the combustible mixture in the engine 10 enter, change. Generally, when the fuel-air ratio is increased, the soot mass is in the aftertreatment device 24 collects, increases. The operating parameters that determine the fuel-air ratio of the combustible mixture in the engine 10 Ingress, change or influence can cause a change in the density of incoming airflow 14 ie, an increase or decrease in the mass of air entering the engine. A signal that indicates a change in the density of incoming airflow 14 indicates can by a sensor 40 to the controller 34 to be delivered. The sensor 40 is adapted so that it detects the ambient air pressure, which then with the height at which the engine 10 works, can be correlated. In addition, a signal from a sensor 42 , which is adapted to detect ambient air temperature, may be used to further modify the baseline value.

Die Betriebsparameter, die ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches, das in den Motor 10 eintritt, beeinflussen, können auch ein Signal aufweisen, das angibt, ob der Motor 10 in einem Übergangs- oder in einem stabilen Zustand arbeitet. Wenn der Motor 10 in dem Übergangszustand arbeitet, kann eine zusätzliche Menge an Kraftstoff zur Verbrennung im Vergleich zu der Menge an Kraftstoff verwendet werden, die in den Motor während des stabilen Betriebs injiziert wird. Der Grundlinienwert kann modifiziert werden, um anzugeben, dass eine größere Rußmasse gesammelt wird, wenn der Motor 10 in einem Übergangszustand arbeitet, und modifiziert werden, um anzugeben, dass eine geringere Rußmasse gesammelt wird, wenn der Motor in einem stabilen Zustand arbeitet. Ob der Motor 10 in einem Übergangszustand oder in einem stabilen Zustand arbeitet, wird durch den Controller 34 reguliert. Ein Signal, das den gegenwärtigen Betriebszustand des Motors 10 angibt, kann daher auch durch den Controller 34 bereitgestellt werden.The operating parameters, which is a fuel-to-air ratio of the combustible mixture that enters the engine 10 influence, may also have a signal indicating whether the engine 10 in a transient or steady state is working. If the engine 10 operating in the transient state, an additional amount of fuel may be used for combustion as compared to the amount of fuel injected into the engine during steady state operation. The baseline value may be modified to indicate that a larger soot mass is collected when the engine is running 10 operates in a transient state and is modified to indicate that lower soot mass is collected when the engine is operating in a steady state. Whether the engine 10 is operating in a transient state or in a stable state is controlled by the controller 34 regulated. A signal indicating the current operating condition of the engine 10 Therefore, can also be determined by the controller 34 to be provided.

Die Betriebsparameter, die ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches, das in den Motor 10 eintritt, beeinflussen, können auch zusätzlich umfassen, ob ein Abgasrückführungs-(AGR)-Ventil 44 ein- oder ausgeschaltet ist. Dem Fachmann sei angemerkt, dass, wenn das AGR-Ventil 44 eingeschaltet ist, das Kraftstoff-Luft-Gemisch fetter wird, da die rückgeführte Abgasströmung 20 nicht verbrannten Kraftstoff enthält, der zur Verbrennung wieder eingeführt wird. Daher wird der Grundlinienwert modifiziert, um eine Zunahme der Rußmasse zu zeigen, die in der Nachbehandlungsvorrichtung 24 gesammelt wird, wenn das AGR-Ventil 44 eingeschaltet ist. Der Controller 34 ist zusätzlich so programmiert, dass er eine Regeneration der Nachbehandlungsvorrichtung 24 unter Verwendung des Grundlinienwertes auslöst, der in Ansprechen auf die erfasste Variation der Motorbetriebsparameter, die die Menge an in den Motor 10 eintretender Luft ändern, modifiziert wurde. Im Betrieb, wenn der gegenwärtige modifizierte Grundlinienwert für die gesammelte Rußmasse ein vorbestimmtes Niveau erreicht, sieht der Controller 34 ein Ausgangssignal vor, das einen Auslöser angibt, um eine Regeneration der Nachbehandlungsvorrichtung auszuführen.The operating parameters, which is a fuel-to-air ratio of the combustible mixture that enters the engine 10 Influence may also additionally include whether an exhaust gas recirculation (EGR) valve 44 is on or off. It should be noted to those skilled in the art that when the EGR valve 44 is switched on, the fuel-air mixture gets fatter, as the recirculated exhaust gas flow 20 contains unburned fuel that is reintroduced for combustion. Therefore, the baseline value is modified to show an increase in soot mass in the aftertreatment device 24 is collected when the EGR valve 44 is turned on. The controller 34 is also programmed to regenerate the aftertreatment device 24 using the baseline value, which in response to the detected variation of the engine operating parameters, the amount of in the engine 10 changing incoming air, has been modified. In operation, when the current modified baseline value for the collected soot mass reaches a predetermined level, the controller sees 34 an output indicative of a trigger to perform a regeneration of the aftertreatment device.

Ferner kann der Controller 34 mit einer Nachschlagetabelle 46 programmiert sein, die einen Bereich von Werten für die vorher beschriebenen Betriebsparameter des Motors 10 enthält, die das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches, das in den Motor eintritt, beeinflussen oder ändern. Der Bereich von Werten für die Betriebsparameter des Motors 10, die das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches beeinflussen oder ändern, werden typischerweise empirisch während der Test- und Kalibrierungsstufen der Motorentwicklung bestimmt. Sobald sie bestimmt sind, wird die Variation derartiger Betriebsparameterwerte mit einer Variation der Menge an Rußmasse, die in der Nachbehandlungsvorrichtung 24 gesammelt ist, korreliert. Auf Grundlage der aufgezeichneten Variation der gesammelten Rußmenge wird ein mathematischer Faktor für jeden beobachteten Datenpunkt jedes Betriebsparameters abgeleitet, der den Effekt repräsentiert, den eine derartige Variation auf die gesammelte Rußmasse oberhalb des Grundlinienwertes besitzt. Zusätzlich können die beobachteten Datenpunkte für die Betriebsparameter aufgetragen werden, um graphische Kurven zu erzeugen, und dann können die Kurven zur Interpolation zwischen Datenpunkten verwendet werden, wodurch ein kontinuierlicher Bereich von mathematischen Faktoren erzeugt wird.Furthermore, the controller can 34 with a lookup table 46 be programmed, which gives a range of values for the previously described operating parameters of the motor 10 containing or affecting the fuel-air ratio of the combustible mixture entering the engine. The range of values for the operating parameters of the engine 10 that affect or change the fuel-air ratio of the combustible mixture are typically determined empirically during the engine development test and calibration stages. Once determined, the variation of such operating parameter values will vary with a variation in the amount of soot mass present in the aftertreatment device 24 is collected, correlated. Based on the recorded variation in the amount of soot collected, a mathematical factor is derived for each observed data point of each operating parameter representing the effect that such variation has on the collected soot mass above the baseline value. Additionally, the observed data points for the operating parameters may be plotted to generate graphical curves, and then the curves may be used to interpolate between data points, thereby producing a continuous range of mathematical factors.

Die abgeleiteten mathematischen Faktoren werden in eine Nachschlagetabelle 46 zusammengestellt, die dann in den Controller 34 zum nachfolgenden Zugriff während des aktuellen Betriebs des Motors 10 programmiert wird. Somit multipliziert, um den modifizierten Grundlinienwert für die Rußmasse, die in der Nachbehandlungsvorrichtung 24 gesammelt ist, zu bestimmen, der Controller 34 den vorbestimmten Grundlinienwert mit dem/den abgeleiteten Faktor(en), sobald die beschriebene Variation des/der Motorbetriebsparameter(s) erfasst ist. Nach einer derartigen Modifikation des Grundlinienwertes für die Rußmasse löst der Controller 34 die Regeneration der Nachbehandlungsvorrichtung 24 aus, um die gesammelten Partikel vor Auftreten eines Schadens an der Vorrichtung wegzubrennen.The derived mathematical factors become a lookup table 46 put together, then in the controller 34 for subsequent access during the current operation of the engine 10 is programmed. Thus, multiplied by the modified baseline value for the soot mass used in the aftertreatment device 24 is collected, to determine the controller 34 the predetermined baseline value with the derived factor (s) as soon as the described variation of the engine operating parameter (s) is detected. After such a modification of the baseline value for the soot mass, the controller triggers 34 the regeneration of the aftertreatment device 24 to burn away the collected particles before damage occurs to the device.

2 zeigt ein Verfahren 50 zur Steuerung einer Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24, wie in Bezug auf 1 beschrieben ist. Demgemäß beginnt das Verfahren mit Kästchen 52, wo es umfasst, dass der Grundlinienwert für die gesammelte Rußmasse in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 festgestellt wird, der vor einer Regeneration des Filters zu erreichen ist. Wie oben beschrieben ist, kann der Grundlinienwert für die Rußmasse auf der Drehzahl des Motors 10 und auf der Menge des in den Motor eintretenden Kraftstoffs basieren. Nach dem Kästchen 52 fährt das Verfahren mit Kästchen 54 fort, WO es eine Modifikation des Grundlinienwertes für die gesammelte Rußmasse in Ansprechen auf den Motorbetriebsparameter enthält, der das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des in den Motor eintretenden brennbaren Gemisches ändert. Der Grundlinienwert für die gesammelte Rußmasse kann durch den Controller modifiziert werden, der auf die geeigneten abgeleiteten mathematischen Faktoren in der Nachschlagetabelle 46 zugreift, wie oben beschrieben ist. Wie oben beschrieben ist, kann der Motorbetriebsparameter, der das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches ändert, einen Faktor enthalten, der eine Änderung der Dichte der Luft antreibt, die durch den Motor 10 zur Verbrennung verwendet wird. Der Motorbetriebsparameter, der das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches ändert, kann auch einen Faktor enthalten, der berücksichtigt, dass der Motor 10 entweder in einem stabilen oder in einem Übergangszustand arbeitet. Zusätzlich kann der Motorbetriebsparameter, der das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des brennbaren Gemisches ändert, einen Faktor enthalten, der berücksichtigt, ob die Abgasrückführung (AGR) in dem Motor 10 eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Der Controller 34 kann so programmiert sein, dass er die geeignete Zeit zur Auslösung einer Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 auf Grundlage des modifizierten Grundlinienwertes des gesammelten Rußes kontinuierlich überwacht. 2 shows a method 50 for controlling regeneration of the exhaust aftertreatment device 24 , as regards 1 is described. Accordingly, the method begins with boxes 52 in that it includes the baseline value for the collected soot mass in the exhaust aftertreatment device 24 is determined, which is to be achieved before a regeneration of the filter. As described above, the baseline value for the soot mass may be based on the rotational speed of the engine 10 and based on the amount of fuel entering the engine. After the box 52 the procedure moves with boxes 54 WHEREIN it contains a modification of the baseline value for the collected soot mass in response to the engine operating parameter changing the fuel-air ratio of the combustible mixture entering the engine. The baseline value for the collected soot mass may be modified by the controller based on the appropriate derived mathematical factors in the look-up table 46 accesses as described above. As described above, the engine operating parameter that changes the fuel-air ratio of the combustible mixture may include a factor that drives a change in the density of the air passing through the engine 10 used for combustion. The engine operating parameter that changes the fuel-air ratio of the combustible mixture may also include a factor that takes into account that the engine 10 either working in a stable or in a transient state. Additionally, the engine operating parameter that changes the fuel-air ratio of the combustible mixture may include a factor that takes into account whether the exhaust gas recirculation (EGR) in the engine 10 switched on or off. The controller 34 may be programmed to be the appropriate time to initiate regeneration of the exhaust aftertreatment device 24 continuously monitored based on the modified baseline value of the collected soot.

Nachdem der Grundlinienwert für die gesammelte Rußmasse in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 in Kästchen 54 modifiziert worden ist, fährt das Verfahren mit Kästchen 56 fort. Bei Kästchen 56 umfasst das Verfahren eine Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 24 unter Verwendung des modifizierten Grundlinienwertes für die Rußmasse. Nach dem Kästchen 56 kann das Verfahren zu Kästchen 52 zurückkehren. Sobald das Verfahren zu Kästchen 52 zurückkehrt, kann die Überwachung der Sensoren 13, 19, 36, 38, 40 und 42 wie auch die Überwachung des Status des AGR-Ventils 44 wieder aufgenommen werden, um den geeigneten Zeitpunkt zur nächsten Regeneration der Nachbehandlungsvorrichtung 24 zu bestimmen.After the baseline value for the collected soot mass in the exhaust aftertreatment device 24 in box 54 has been modified, the method moves with boxes 56 continued. In box 56 The method includes regeneration of the exhaust aftertreatment device 24 using the modified baseline value for the soot mass. After the box 56 can the process to box 52 to return. Once the procedure to box 52 returns, can monitoring the sensors 13 . 19 . 36 . 38 . 40 and 42 as well as monitoring the status of the EGR valve 44 be resumed at the appropriate time for the next regeneration of the aftertreatment device 24 to determine.

Während die besten Arten zur Ausführung der Erfindung detailliert beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche. –While the best modes for carrying out the invention have been described in detail, those skilled in the art will recognize various alternative constructions and embodiments for carrying out the invention within the scope of the appended claims. -

Claims

A method of controlling regeneration of an exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine in a vehicle, comprising: Determining a baseline value for a collected soot mass in the exhaust aftertreatment device, wherein the baseline value represents a threshold soot mass to be achieved before the aftertreatment device is regenerated and determined as a function of the speed of the engine and an amount of fuel entering the engine; Modifying the baseline value in response to an engine operating parameter to produce a modified baseline value, wherein the engine operating parameter changes a fuel-air ratio of a combustible mixture entering the engine; and Regenerating the exhaust aftertreatment device using the modified baseline value.

The method of claim 1, wherein modifying the baseline value is performed in response to an engine operating parameter that changes the air-fuel ratio by varying an air mass entering the engine.

The method of claim 2, wherein modifying the baseline value is performed in response to an engine operating parameter that changes the air-fuel ratio by varying a fuel mass entering the engine.

The method of claim 3, wherein the fuel mass entering the engine is varied in a manner when the engine is operating in a steady state and varied in another manner when the engine is operating in a transient state.

The method of claim 3, wherein the fuel mass entering the engine is varied by turning on exhaust gas recirculation in the engine.

The method of claim 1, wherein modifying the baseline value is performed via a controller.

The method of claim 6, wherein the controller is programmed with a look-up table that includes a range for the engine operating parameter.

A system for controlling a regeneration of an exhaust aftertreatment device, comprising: an internal combustion engine that generates an exhaust gas as a by-product of combustion and transfers the exhaust gas to the after-treatment device; and a controller that: programmed with a detected baseline threshold soot mass mass collected in the exhaust aftertreatment device before the aftertreatment device is regenerated, the baseline value being determined as a function of engine speed and an amount of fuel entering the engine; and programmed to modify the baseline value in response to an engine operating parameter that changes a fuel-air ratio of a combustible mixture entering the engine; wherein the controller regenerates the exhaust aftertreatment device using the modified baseline value.

The system of claim 8, wherein the baseline value is modified in response to an engine operating parameter that changes the air-fuel ratio by varying an air mass entering the engine.