DE102012001749A1

DE102012001749A1 - System und Verfahren zum Schätzen einer Menge von Feststoffteilchen, die sich in einem Partikelfilter angesammelt haben

Info

Publication number: DE102012001749A1
Application number: DE102012001749A
Authority: DE
Inventors: Raffaello Ardanese; Rebecca J. Darr; Michelangelo Ardanese; Paul Jasinkiewicz; Christopher Whitt
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2032-01-31
Also published as: CN102628386A; US20120198820A1; CN102628386B; US8484955B2; DE102012001749B4

Abstract

Es wird eine Menge von Feststoffteilchen, die sich in einem Partikelfilter eines Abgassystems angesammelt hat, durch Vorladen eines Speicherplatzes mit einer Vielzahl von Hybridmodellen geschätzt. Jedes Hybridmodell schätzt eine Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen einem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat. Es wird eine geschätzte Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter angesammelt hat, auf dem Speicherplatz für jedes Hybridmodell gespeichert. Jedes Hybridmodell wird auf der Basis der Schätzgenauigkeit während Betriebsbedingungen in eine Rangordnung gebracht, und das ranghöchste Hybridmodell wird ausgewählt. Die geschätzte Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter angesammelt hat und dem ranghöchsten Hybridmodell entspricht, wird dem auf dem Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwert hinzugefügt, der einem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell entspricht, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter enthalten ist, für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell bereitzustellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ein System und ein Verfahren beziehen sich allgemein auf das Schätzen einer Menge von Feststoffteilchen, die sich in einem Partikelfilter eines Abgassystems angesammelt hat.
HINTERGRUND
Ein Abgassystem für ein Fahrzeug kann einen Partikelfilter umfassen. Wenn der Motor ein Dieselmotor ist, wird der Partikelfilter als ein Dieselpartikelfilter bezeichnet. Der Partikelfilter fängt Feststoffteilchen, d. h. Ruß, aus dem Abgas des Motors auf. Der Partikelfilter kann ein oder mehrere Substrate umfassen, welche/s eine Vielzahl von Durchbrechungen definiert/en, durch die hindurch das Abgas strömen muss. Die Feststoffteilchen sammeln sich auf dem Substrat, wenn das Abgas durch die Durchbrechungen hindurch strömt. Der Partikelfilter wird gelegentlich regeneriert, um die gesammelten Feststoffteilchen von dem Substrat zu entfernen. Eine Regeneration des Partikelfilters umfasst, dass der Partikelfilter auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreicht, um die gesammelten Feststoffteilchen zu verbrennen. Die verbrannten Feststoffteilchen werden in Kohlendioxid umgewandelt, das in die Umgebung entweicht.
Es kann ein Rußmodul verwendet werden, um eine Rußansammlung innerhalb des Partikelfilters zu schätzen und vorherzusagen, um dabei zu unterstützen, zu bestimmen, wann der Partikelfilter regeneriert werden soll. Wenn das Modul schätzt, dass die Rußansammlung eine vordefinierte Schwelle erreicht hat, muss der Partikelfilter regeneriert werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Schätzen einer Menge von Feststoffteilchen, die sich in einem Partikelfilter eines Abgassystems angesammelt hat, umfasst, dass ein Steuerprozessor initialisiert wird, was umfasst, dass ein Speicherplatz mit einer Vielzahl von Hybridmodellen vorgeladen wird. Jedes der Vielzahl von Hybridmodellen ist ausgestaltet, um eine Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen einem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat, als eine Funktion zumindest einer Betriebsbedingung zu schätzen. Ein Rußschätzwert, der einer geschätzten Menge von Feststoffteilchen entspricht, die sich in dem Partikelfilter angesammelt hat, wird temporär auf dem Speicherplatz gespeichert. An einem des Paares von Betriebspunkten wird für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen eine Menge von Feststoffteilchen geschätzt, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat. Jede der geschätzten Mengen von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat, wird über den Steuerprozessor den auf dem entsprechenden Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwerten für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen hinzugefügt, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter enthalten ist, für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen bereitzustellen. Es wird eines der Vielzahl von Hybridmodellen ausgewählt. Die geschätzte Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten des ausgewählten von der Vielzahl von Hybridmodellen angesammelt hat, wird dem auf dem Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwert hinzugefügt, was einem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell entspricht, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter enthalten ist, für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell bereitzustellen.
Ein Verfahren zum Schätzen einer Ansammlung von Feststoffteilchen in einem Partikelfilter, der funktionell mit einem Motor eines Fahrzeuges verbunden ist, umfasst, dass der Motor betrieben wird. Es wird ein Steuerprozessor initialisiert, was das Vorladen eines Speicherplatzes mit einer Vielzahl von Hybridmodellen umfasst. Jedes der Vielzahl von Hybridmodellen ist ausgebildet, um eine Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen einem Paar von Betriebspunkten des Motors angesammelt hat, als eine Funktion zumindest einer Betriebsbedingung des Motors, des Abgassystems oder des Fahrzeuges zu schätzen. Das Verfahren umfasst ferner, dass ein Rußschätzwert, der einer geschätzten Menge von Feststoffteilchen entspricht, die sich in dem Partikelfilter angesammelt hat, temporär auf dem Speicherplatz gespeichert wird, und an einem des Paares von Betriebspunkten für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen eine Menge von Feststoffteilchen geschätzt wird, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat. Jede der geschätzten Mengen von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat, wird den auf dem entsprechenden Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwerten für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen hinzugefügt, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter enthalten ist, für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen bereitzustellen. Es wird eines der Vielzahl von Hybridmodellen ausgewählt und die geschätzte Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten des ausgewählten von der Vielzahl von Hybridmodellen angesammelt hat, wird dem auf dem Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwert hinzugefügt, was einem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell entspricht, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter enthalten ist, für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell bereitzustellen.
Ein Fahrzeug umfasst einen Motor, ein Abgassystem und ein Partikelschätzsystem. Das Abgassystem umfasst einen Partikelfilter, der funktionell mit dem Motor verbunden ist und der ausgestaltet ist, um Feststoffteilchen zu sammeln, die aus dem Motor ausgestoßen werden. Das Partikelschätzsystem ist ausgestaltet, um eine Masse von Feststoffteilchen zu schätzen, die sich in dem Partikelfilter angesammelt hat. Das Partikelschätzsystem umfasst eine Speichervorrichtung, die ausgebildet ist, um zumindest einen Rußschätzwert und eine Vielzahl von Hybridmodellen zu speichern, und einen Steuerprozessor. Der Steuerprozessor ist betreibbar, um einen Speicherplatz mit einer Vielzahl von Hybridmodellen vorzuladen. Jedes der Vielzahl von Hybridmodellen ist ausgebildet, um eine Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen einem Paar von Betriebspunkten des Motors angesammelt hat, als eine Funktion zumindest einer Betriebsbedingung des Motors, des Abgassystems oder des Fahrzeuges zu schätzen. Ein Rußschätzwert, der einer geschätzten Menge von Feststoffteilchen entspricht, die sich in dem Partikelfilter angesammelt hat, wird temporär auf dem Speicherplatz gespeichert. An einem des Paares von Betriebspunkten wird für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen eine Schätzung der Menge von Feststoffteilchen vorgenommen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat. Jede der geschätzten Mengen von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat, wird den auf dem entsprechenden Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwerten für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen hinzugefügt, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter enthalten ist, für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen bereitzustellen. Es wird eines der Vielzahl von Hybridmodellen ausgewählt. Die geschätzte Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten des ausgewählten von der Vielzahl von Hybridmodellen angesammelt hat, wird dem auf dem Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwert hinzugefügt, was einem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell entspricht, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter enthalten ist, für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell bereitzustellen.
Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten, die Erfindung auszuführen, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische grafische Darstellung eines Fahrzeuges mit einem Motor und einem Abgassystem, welches einen Partikelfilter und ein Partikelschätzsystem umfasst, das ausgebildet ist, um eine Menge von Feststoffteilchen zu schätzen, die sich in dem Partikelfilter angesammelt hat;
2 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Schätzen der Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter, wie dem in 1 gezeigten, angesammelt hat; und
3 ist ein weiteres schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Schätzen der Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter, wie dem in 1 gezeigten, angesammelt hat.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1, wobei gleiche Ziffern in den verschiedenen Zeichnungen durchweg gleiche Teile anzeigen, ist ein Fahrzeug allgemein bei 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Motor 12, ein Abgassystem 14 und ein Partikelschätzsystem 16.
Das Abgassystem 14 führt Abgas aus dem Motor 12 und behandelt dieses. Das Abgassystem 14 umfasst einen Partikelfilter 18, der funktionell mit dem Motor 12 verbunden ist. Der Partikelfilter 18 ist ausgebildet, um Feststoffteilchen, d. h., Ruß, der aus dem Motor 12 ausgestoßen wird, zu filtern. Der Motor 12 kann ein Dieselmotor, ein Benzinmotor oder ein beliebiger anderer Motor sein, der Feststoffteilchen während eines Verbrennungsprozesses erzeugt. Der Partikelfilter 18 kann ein oder mehrere Substrate 20 umfassen, welche/s eine Vielzahl von Durchbrechungen definiert/en, durch die hindurch das Abgas strömen muss. Die Feststoffteilchen sammeln sich auf dem Substrat 20, wenn das Abgas durch die Durchbrechungen hindurch strömt. Der Partikelfilter 18 wird gelegentlich selektiv gereinigt oder regeneriert, um die gesammelten Feststoffteilchen von dem Substrat 20 zu entfernen. Eine Regeneration des Partikelfilters 18 umfasst, dass der Partikelfilter 18 auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreicht, um die gesammelten Feststoffteilchen zu verbrennen. Die verbrannten Feststoffteilchen werden in Kohlendioxid umgewandelt, das in die Umgebung entweicht.
Das Partikelschätzsystem 16 ist ausgebildet, um eine Masse von Feststoffteilchen zu schätzen, die sich in dem Partikelfilter 18 angesammelt hat. Das Partikelschätzsystem 16 umfasst einen Steuerprozessor 22 mit einer Speichervorrichtung 24 und einem Controller 26. Die Speichervorrichtung 24 ist ausgebildet, um zumindest einen Rußschätzwert und eine Vielzahl von Hybridmodellen 32 auf einem Speicherplatz 25 zu speichern, wie nachfolgend in größerem Detail beschrieben. Die Hybridmodelle 32 sind für den Steuerprozessor 22 selektiv zugänglich.
Rechensysteme und/oder -vorrichtungen wie z. B. der Steuerprozessor 22 können allgemein eine beliebige Anzahl von Computerbetriebssystemen verwenden und umfassen allgemein computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen wie z. B. die oben genannten ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen kompiliert oder übersetzt werden, die mithilfe einer Vielfalt von gut bekannten Programmiersprachen und/oder Technologien geschaffen werden, welche ohne Einschränkung und entweder allein oder in Kombination Java^TM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl etc. umfassen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium etc., und führt diese Anweisungen aus, wobei er einen oder mehrere Prozesse einschließlich eines oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse abarbeiten kann. Solche Anweisungen und andere Daten können mithilfe vieler verschiedener bekannter computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden.
Ein computerlesbares Medium (auch als ein prozessorlesbares Medium bezeichnet) umfasst jedes nicht transitorische (also physische) Medium, das dabei mitwirkt, Daten (z. B. Anweisungen) bereitzustellen, die von einem Computer (z. B. von einem Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Solch ein Medium kann viele Formen annehmen, die nicht flüchtige Medien und flüchtige Medien umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Nicht flüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Platten und andere Permanentspeicher umfassen. Flüchtige Medien können z. B. einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) umfassen, der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Solche Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Glasfaseroptik einschließlich der Drähte, die einen mit einem Prozessor eines Computers gekoppelten System-Bus umfassen, übertragen werden. Übliche Formen von computerlesbaren Medien umfassen z. B. eine Floppy Disk, eine Diskette, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Mustern oder Löchern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein Flash-EEPROM, ein/en beliebigen/s anderen/s Speicherchip oder -cartridge oder ein beliebiges Medium, das ein Computer lesen kann.
Jedes der Vielzahl von Hybridmodellen 32 kann ein oder mehrere Module umfassen. Jedes Modul kann ein Algorithmus sein, der von dem Controller 26 ausgeführt wird, um eine geschätzte Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 zwischen Betriebspunkten 28, 30 des Motors 12 angesammelt haben, auf der Basis einer oder mehrerer Betriebsbedingungen des Motors 12, des Fahrzeuges 10 und/oder des Abgassystems 14 zu berechnen. Jedes Modul ist ausgebildet, um eindeutig eine Menge der innerhalb des Partikelfilters 18 über eine Zeitspanne oder gefahrene Kilometer angesammelten Feststoffteilchen zu schätzen, um bei der Bestimmung hilfreich zu sein, wann der Partikelfilter 18 regeneriert werden soll. Diese Module können von der Art sein, die auf dem technischen Gebiet allgemein bekannt ist. Jedes Modul misst die theoretische Ansammlung von Ruß in dem Partikelfilter 18 auf der Basis von Eingangssignalen, welche diesem spezifischen Modul zugeordnet sind. Die Eingangssignale sind die Funktion einer oder mehrerer Betriebsbedingungen. Beispiele für die Betriebsbedingungen können die Meereshöhe, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl, die Motorlast, eine Temperatur und dergleichen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Module können eine beliebige Art von Modul sein, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist. Die Rußschätzungen von den Modulen werden auf der Basis der Bewertung der Eingangssignale als eine Funktion verschiedener Betriebsbedingungen in eine Rangordnung gebracht. Dann können ein oder mehrere der Module kombiniert werden, um eine Vielzahl von verschiedenen Hybridmodellen 32 zu bilden. Jedes Hybridmodell 32 wird dann auf der Basis der Rangordnung der Eingangsmodule, welche jedes der einzelnen Hybridmodelle 32 ausmachen, in eine Rangordnung gebracht. Das in eine Rangordnung Bringen kann an jedem der Hybridmodelle 32 ausgeführt werden, um die Rußschätzgenauigkeit, d. h., die Genauigkeit der Vorhersage der Rate, mit der sich die Feststoffteilchen ansammeln, oder die Genauigkeit der Vorhersage der Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 angesammelt hat, bei verschiedenen unterschiedlichen Betriebsbedingungen oder Eingangssignalen in eine Rangordnung zu bringen. Das bedeutet, dass die Hybridmodelle 32 eng mit ihrem spezifischen Eingangssignal verbunden sind. Während beispielsweise ein Hybridmodell 32 bei Meereshöhen über 5000 Fuß genauer sein kann, kann ein anderes Hybridmodell 32 bei Motordrehzahlen oberhalb von 3000 Umdrehungen pro Minute (U/min) genauer sein. Somit können, wenn der Motor 12 in Betrieb ist, verschiedene Hybridmodelle 32 zwischen verschiedenen Betriebspunkten 28, 30 des Motors 12 und/oder des Fahrzeuges 10 genauer sein.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist der Controller 26 betreibbar, um ein Verfahren 100 auszuführen, um die Ansammlung von Feststoffteilchen in dem Partikelfilter 18 des Abgassystems 14 während eines Betriebes des Motors 12 zu schätzen. Im Spezielleren ist das Verfahren 100 ausgebildet, um die Ansammlung von Feststoffteilchen in dem Partikelfilter 18 während eines normalen Betriebes des Motors 12, d. h. eines Lademodus, und während eines Betriebes des Motors 12, wenn der Partikelfilter 18 regeneriert wird, d. h. eines Entlademodus, zu schätzen. Da jedes Hybridmodell 32 eng mit einer oder mehreren Betriebsbedingungen verbunden ist, muss die Genauigkeit eines jeden Hybridmodells 32 berücksichtigt werden, wenn die Ansammlung von Feststoffteilchen in dem Partikelfilter 18 geschätzt wird. Überdies kann der Motor 12 während der Regeneration des Partikelfilters 18 viel weniger effizient beim Verbrennen des Kraftstoffes sein, was eine Verminderung der Kraftstoffökonomie zur Folge hat. Demzufolge können die in dem Partikelfilter 18 angesammelten Feststoffteilchen mithilfe verschiedener Sätze von Hybridmodellen 32, d. h. Entlademodellen des Entlademodus, im Gegensatz dazu geschätzt werden, wenn sich das Fahrzeug 10 in dem Lademodus befindet.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 2 und 3 umfasst das Verfahren 100, dass der Steuerprozessor 22 bei Schritt 110 initialisiert wird, was umfassen kann, dass der Speicherplatz 25 mit der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und einem Rußschätzwert, der jedem der Hybridmodelle 32 zugeordnet ist, vorgeladen wird. Der Rußschätzwert ist die geschätzte Menge von Feststoffteilchen in dem Partikelfilter 18. Wenn der Speicherplatz 25 mit dem Rußschätzwert vorgeladen wird, kann der Wert null sein, wenn der Partikelfilter 18 zuvor keinen Feststoffteilchen ausgesetzt war. Die Vielzahl von Hybridmodellen 32 kann dem Lademodus und/oder dem Entlademodus zugeordnet werden. Wie oben beschrieben, ist jedes Hybridmodell 32 ausgebildet, um eine Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 zwischen Betriebspunkten 28, 30 angesammelt hat, als eine Funktion zumindest einer Betriebsbedingung zu schätzen. Die Betriebspunkte 28, 30 können Zeitinkremente, d. h. alle 0,5 Millisekunden (ms) und dergleichen sein. Es können jedoch auch andere Betriebspunkte, wie Fachleuten bekannt, verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 3 wird bei Schritt 112 der Lademodus oder der Entlademodus ausgewählt, um zu bestimmen, welche von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 verwendet werden sollen. Der Lademodus oder Entlademodus kann von dem Controller 26 ausgewählt werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird bei Schritt 114, wenn der Motor 12 arbeitet und ein Betriebspunkt 28 erreicht wird, eine Schätzung der Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 zwischen dem erreichten Betriebspunkt 28 und einem vorhergehenden Betriebspunkt 30 angesammelt hat, vorgenommen. Die Schätzung kann von dem Controller 26 vorgenommen werden, indem er die Algorithmen, die jedem der Hybridmodelle 32 zugeordnet sind, als eine Funktion der Betriebsbedingungen ausführt. Wenn daher z. B. sechs Hybridmodelle 32 vorhanden sind, wird der Controller 26 sechs getrennte entsprechende Schätzungen erzeugen.
Unter Bezugnahme auf 3 kann die Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter 18 gesammelt wird, durch den Steuerprozessor 22 als eine Durchflussmenge, d. h., Gramm pro Sekunde (g/s) und/oder als eine Masse, d. h. Gramm (g) gemessen werden. Es sollte einzusehen sein, dass die Rußrate eine positive oder eine negative Ansammlungsrate darstellen kann. Wenn die Ansammlung von Feststoffteilchen durch den Controller 26 geschätzt wird, integriert der Steuerprozessor 22 bei Schritt 115 die geschätzte Ansammlungsrate von Feststoffteilchen in dem Partikelfilter 18 für jedes der Hybridmodelle 32, um eine geschätzte Menge von Masse von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 zwischen den Betriebspunkten 28, 30 angesammelt hat, für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen 32 bereitzustellen. Außerdem kann die Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 angesammelt hat, auch im Hinblick auf die Gesamtmenge, d. h. die in dem Partikelfilter 18 angesammelte Masse, beurteilt werden, anstatt im Hinblick auf die Ansammlungs-Durchflussmenge beurteilt zu werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 2 und 3 greift der Controller 26 bei Schritt 118 auf den Speicherplatz 25 zu, um den temporär gespeicherten Rußschätzwert zu bestimmen, der jedem Hybridmodell 32 zugeordnet ist, welches an dem vorhergehenden Betriebspunkt 30 erhalten wurde. Dieser gespeicherte Rußschätzwert wird als Masse gespeichert. Wenn der Motor 12 zuvor nicht in Betrieb war, wird der temporäre Rußschätzwert der auf dem Speicherplatz 25 vorgeladene Rußschätzwert sein. Wenn der Motor 12 zuvor jedoch in Betrieb war, wird der vorhergehende Betriebspunkt 30 ein Betriebspunkt sein, der den temporär auf dem Speicherplatz 25 gespeicherten Rußschätzwerten für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen 32 zugeordnet ist. Die temporär gespeicherten Rußschätzwerte, die bei Schritt 118 von dem Speicherplatz abgerufen wurden, werden der geschätzten Menge von Masse von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 zwischen den Betriebspunkten 28, 30 angesammelt hat, für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen 32, wie während des Integrationsschrittes 115 bestimmt, hinzugefügt, um kumulative Rußschätzwerte der geschätzten Gesamtmenge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 angesammelt hat, für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen bereitzustellen.
Unter Bezugnahme auf 3 wird bei Schritt 116 jedes der Vielzahl von Hybridmodellen 32 auf der Basis der Rußschätzgenauigkeit eines jeden Hybridmodells 32 zwischen dem vorhergehenden Paar von Betriebspunkten 28, 30 in eine Rangordnung gebracht. Wie oben erläutert, ist die Genauigkeit eines jeden Hybridmodells 32 eine Funktion der Betriebsbedingungen. Die Genauigkeit eines jeden Hybridmodells 32, die eine Funktion einer oder mehrerer Betriebsbedingungen ist, kann während des Initialisierungsschrittes 110 in den Steuerprozessor 22 eingegeben werden. Das Bringen eines jeden der Vielzahl von Hybridmodellen 32 in eine Rangordnung wird die Schaffung eines in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodells 34 zulassen, welches den Rußschätzwert beinhaltet, der dem ranghöchsten Hybridmodell 34 zugeordnet ist. Somit kann das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 den genauesten Rußschätzwert bereitstellen.
Um das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 zu schaffen, wird bei Schritt 120 das ranghöchste Modell ausgewählt, wie in den 2 und 3 gezeigt. Die Auswahl kann von dem Controller 26 vorgenommen werden. Es sollte einzusehen sein, dass die Auswahl in einer beliebigen anderen Art und Weise erfolgen kann, wie Fachleuten bekannt. Somit wird das Hybridmodell 32 mit dem höchsten Rang zwischen dem erreichten oder aktuellen Betriebspunkt 28 und dem vorhergehenden Betriebspunkt 30, d. h., das genaueste, durch den Controller 26 ausgewählt, um das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 zu schaffen oder zu modifizieren.
Wenn die Ansammlung von Feststoffteilchen durch den Controller 26 bei Schritt 114 als eine Rate geschätzt wurde, integriert der Steuerprozessor 22 bei Schritt 122 die geschätzte Feststoffteilchen-Ansammlungsrate in dem Partikelfilter 18 zwischen den Betriebspunkten 28, 30 für das ausgewählte ranghöchste Modell 32. Außerdem kann die Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 angesammelt hat, auch im Hinblick auf die Gesamtmenge, d. h., die in dem Partikelfilter 18 angesammelte Masse, beurteilt werden, anstatt im Hinblick auf die Ansammlungs-Durchflussmenge beurteilt zu werden.
Der Controller 26 ruft bei Schritt 124 den Rußschätzwert von dem Speicherplatz 25 ab, um den zuvor gespeicherten Rußschätzwert, der dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 zugeordnet ist, zu bestimmen. Wenn der Motor 12 zuvor nicht in Betrieb war, wird der Rußschätzwert für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 der auf dem Speicherplatz 25 vorgeladene Rußschätzwert sein. Wenn der Motor 12 zuvor jedoch in Betrieb war, wird der vorhergehende Betriebspunkt 30 ein Betriebspunkt sein, der dem temporär auf dem Speicherplatz 25 gespeicherten Rußschätzwert für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 zugeordnet ist. Der temporär gespeicherte Rußschätzwert wird über den Controller 26 dem Rußschätzwert, der dem erreichten Betriebspunkt 28 für das ausgewählte, d. h., das ranghöchste Hybridmodell 32 entspricht, hinzugefügt, um einen kumulativen Rußschätzwert der geschätzten Gesamtmenge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter 18 angesammelt hat, für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 bereitzustellen. Es sollte einzusehen sein, dass der Controller 26 ein anderer Controller 26 sein kann, oder das Hinzufügen auf eine beliebige andere Art und Weise ausgeführt werden kann, wie Fachleuten bekannt ist.
Unter Bezugnahme auf 3 erfolgt, sobald die kumulativen Rußschätzwerte für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 bei den Schritten 118 bzw. 124 erhalten werden, bei Schritt 126 eine Bestimmung, ob zuvor bei Schritt 112 der Lademodus oder der Entlademodus ausgewählt wurde.
Wenn der Lademodus ausgewählt wurde, kann bei Schritt 128 jedem der Vielzahl von Hybridmodellen 32 eine Grenze zugewiesen werden. Jedes Hybridmodell 32 kann eine dynamische Grenze aufweisen, die eine Funktion zumindest einer Betriebsbedingung des Motors 12 ist. Es kann ein Algorithmus verwendet werden, um die Grenzen dynamisch zu verändern, wenn der Motor 12 und/oder das Fahrzeug 10 und/oder die Abgasanlage 14 in Betrieb ist. Im Gegensatz dazu kann das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 eine statische oder eine feststehende Grenze, d. h. 44 Gramm als ein nicht einschränkendes Beispiel, aufweisen, die sich nicht ändert, wenn der Motor 12 und/oder das Fahrzeug 10 und/oder die Abgasanlage 14 in Betrieb ist. Die feststehende Grenze für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 kann auf dem Speicherplatz 25 bei Schritt 110 gespeichert werden. Es sollte einzusehen sein, dass die statische Grenze, falls erwünscht, selektiv innerhalb des Speicherplatzes 25 verändert werden kann, wenn der Speicherplatz 25 vorgeladen wird. Es sollte außerdem einzusehen sein, dass die Grenzen für jedes der Hybridmodelle 32 und das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 in einer anderen Art und Weise festgelegt und/oder verändert werden können, wie Fachleuten bekannt.
Um zu bestimmen, ob eines von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 oder dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 die jeweilige Grenze erreicht hat, kann der Rußschätzwert für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 durch den Controller 26 bei Schritt 130 von der jeweiligen Grenze subtrahiert werden, um eine Differenz zu bestimmen, die jedem von der Vielzahl von den Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 entspricht.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erfolgt bei Schritt 132 eine Bestimmung im Hinblick darauf, ob die Differenz, die einem von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 entspricht, im Wesentlichen einem Wert gleicht. In einer Ausführungsform ist der Wert im Wesentlichen gleich null. Wenn das erste von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 oder das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell 34 den Wert erreicht, bedeutet dies, dass die jeweilige Grenze erreicht wurde.
Wenn bei Schritt 132 bestimmt wird, dass keines von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 oder dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 im Wesentlichen der jeweiligen Grenze gleich ist, werden die jeweiligen Rußschätzwerte für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 bei Schritt 134 temporär auf dem Speicherplatz 25 als die temporär gespeicherten Rußschätzwerte gespeichert, die dem vorhergehenden Betriebspunkt 30 entsprechen. Die Schritte 114–132 werden wiederholt, bis die Grenze von einem von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 oder dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 erreicht wird.
Das erste von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34, welches die jeweilige Grenze erreicht, wird bei Schritt 136 als Bereitstellung des genauesten Rußschätzwertes zwischen dem vorhergehenden Paar von Betriebspunkten 28, 30 ausgewählt. Die Auswahl kann durch den Controller 26 erfolgen. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass die Auswahl in einer beliebigen anderen Art und Weise erfolgen kann, wie Fachleuten bekannt.
Das ausgewählte von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 besitzt einen jeweiligen ausgewählten Rußschätzwert. Bei Schritt 138 wird der ausgewählte Rußschätzwert temporär auf dem Speicherplatz 25 gespeichert, der jedem von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 entspricht, um als ein Rußschätzwert während des Entlademodus verwendet zu werden, wie nachfolgend in größerem Detail beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 3 wird, wenn die Grenze von einem von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 bei Schritt 132 erreicht wird, der Partikelfilter 18 als voll mit Feststoffteilchen erachtet, sodass eine Regeneration erforderlich ist. Wenn die Grenze erreicht ist, ist es Zeit, dass der Partikelfilter 18 gereinigt oder „entladen” wird, und der Entlademodus wird bei Schritt 112 ausgewählt. Die Auswahl des Entlademodus bei Schritt 112 kann durch den Controller 26 erfolgen. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass die Auswahl des Entlademodus in einer beliebigen anderen Art und Weise erfolgen kann, wie Fachleuten bekannt.
Das Verfahren zum Bestimmen der Rußschätzwerte für die Schritte 114–124 während des Entlademodus ist das gleiche, unabhängig davon, ob der Lademodus oder der Entlademodus bei Schritt 112 gewählt wurde, wie in den 2 und 3 gezeigt. Der einzige Unterschied besteht in der Vielzahl von Hybridmodellen 32, die verwendet werden, um die Schätzung vorzunehmen. Allerdings wird bei Schritt 126 in 3, wenn bestimmt wird, dass bei Schritt 112 der Entlademodus gewählt wird, Schritt 140 eingeleitet. Der Schritt 140 bestimmt, ob der Motor 12 für eine Dauer in Betrieb war, um den Partikelfilter 18 zu regenerieren. Die Dauer kann eine vorbestimmte Zeitspanne, Kilometerleistung, Menge von verbrannten Feststoffteilchen oder eine beliebige andere Dauer sein, wie Fachleuten bekannt.
Wenn bei Schritt 140 bestimmt wird, dass die Dauer nicht erreicht wurde, wird Schritt 142 eingeleitet, und die jeweiligen Rußschätzwerte für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 werden bei Schritt 142 temporär auf dem Speicherplatz 25 gespeichert. Die Schritte 114–126 und 140 werden wiederholt, bis bestimmt wird, dass die Dauer erreicht wurde.
Wenn bei Schritt 140 bestimmt wird, dass die Dauer erreicht wurde, wird Schritt 144 eingeleitet. In Schritt 144 wird eine bestimmte Rußmenge, die von dem Partikelfilter 18 während der Regeneration in dem Entlademodus entfernt wurde, von den kumulativen Rußschätzwerten für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34, die auf dem Speicherplatz 25 bei Schritt 142 gespeichert oder auf dem Speicherplatz 25 bei Schritt 110 vorgeladen wurden, subtrahiert, um einen neuen kumulativen Rußschätzwert für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 bereitzustellen.
Der neue kumulative Rußschätzwert für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen 32 und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell 34 wird bei Schritt 146 auf dem Speicherplatz 25 gespeichert.
Während die besten Arten, die Erfindung auszuführen, im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Schutzumfanges der beiliegenden Ansprüche praktisch umzusetzen.

Claims

Verfahren zum Schätzen einer Menge von Feststoffteilchen, die sich in einem Partikelfilter eines Abgassystems angesammelt hat, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Steuerprozessor initialisiert wird, was umfasst, dass ein Speicherplatz mit einer Vielzahl von Hybridmodellen vorgeladen wird; wobei jedes der Vielzahl von Hybridmodellen ausgestaltet ist, um eine Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen einem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat, als eine Funktion zumindest einer Betriebsbedingung zu schätzen; auf dem Speicherplatz temporär ein Rußschätzwert gespeichert wird, der einer geschätzten Menge von Feststoffteilchen entspricht, die sich in dem Partikelfilter angesammelt hat; an einem des Paares von Betriebspunkten eine Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat, für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen geschätzt wird; über den Steuerprozessor jede der geschätzten Mengen von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten angesammelt hat, den auf dem entsprechenden Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwerten für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen hinzugefügt wird, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter [engl. particulate] enthalten ist, für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen bereitzustellen; eines der Vielzahl von Hybridmodellen ausgewählt wird; und die geschätzte Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen dem Paar von Betriebspunkten des ausgewählten von der Vielzahl von Hybridmodellen angesammelt hat, dem auf dem Speicherplatz gespeicherten Rußschätzwert hinzugefügt wird, was einem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell entspricht, um einen Rußschätzwert einer kumulativen geschätzten Menge von Feststoffteilchen, die in dem Partikelfilter enthalten ist, für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass: eines von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell ausgewählt wird; wobei das ausgewählte der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell den entsprechenden kumulativen Rußschätzwert der in dem Partikelfilter angesammelten Feststoffteilchen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, dass auf dem Speicherplatz temporär der Rußschätzwert gespeichert wird, welcher dem ausgewählten der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, dass: eine Grenze für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen festgesetzt wird; eine Grenze für das in eine Rangordnung gebrachte Hybridmodell festgesetzt wird; der Rußschätzwert der Feststoffteilchen für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell mit der jeweiligen Grenze verglichen wird; bestimmt wird, ob eines von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell die jeweilige Grenze erreicht hat; und wobei das Auswählen eines von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell ferner als Auswählen des einen von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell definiert ist, welches als das erste bestimmt wird, das die jeweilige Grenze erreicht.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend, dass der jeweilige Rußschätzwert, der jedem von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell zugehörig ist, temporär auf dem Speicherplatz gespeichert wird, wenn keines von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell die jeweilige Grenze erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, dass: der Gesamtsummenschätzwert für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell von den jeweiligen Grenzen subtrahiert wird, um eine Differenz zu bestimmen, die jedem von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell entspricht; wobei das Bestimmen, ob zumindest eines von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell die jeweilige Grenze erreicht hat, ferner als das Bestimmen definiert ist, ob die Differenz, die irgendeinem von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell entspricht, im Wesentlichen einem Wert gleicht; und wobei das Auswählen des einen von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell, welches als das erste bestimmt wird, das die jeweilige Grenze erreicht, ferner als das Auswählen des einen von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell definiert ist, welches als das erste bestimmt wird, das den Wert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das temporäre Speichern der jeweiligen Rußschätzwerte für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell auf dem Speicherplatz, wenn keines von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell die jeweilige Grenze erreicht hat, ferner als das temporäre Speichern der jeweiligen Rußschätzwerte für jedes von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell auf dem Speicherplatz definiert ist, wenn keines von der Vielzahl von Hybridmodellen und dem in eine Rangordnung gebrachten Hybridmodell im Wesentlichen dem Wert gleicht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Initialisieren eines Steuerprozessors ferner als das Initialisieren eines Steuerprozessors definiert ist, welches das Vorladen eines Speicherplatzes mit einer Vielzahl von Hybridmodellen, die einem Lademodell entsprechen und/oder das Vorladen des Speicherplatzes mit einer Vielzahl von Hybridmodellen, die einem Entlademodell entsprechen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, dass: jedes der Vielzahl von Hybridmodellen in eine Rangordnung gebracht wird; wobei das in eine Rangordnung Bringen eine Funktion zumindest einer Betriebsbedingung ist; das eine von der Vielzahl von Hybridmodellen bestimmt wird, welches den höchsten Rang aufweist; und wobei das Auswählen des einen von der Vielzahl von Hybridmodellen ferner als das Auswählen des einen von der Vielzahl von Hybridmodellen definiert ist, welches als das mit dem höchsten Rang bestimmt wurde.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend, dass eines von dem Lademodell und dem Entlademodell gewählt wird; wobei das Schätzen einer Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen den Betriebspunkten angesammelt hat, an einem der Betriebspunkte für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen ferner als Schätzen einer Menge von Feststoffteilchen, die sich in dem Partikelfilter zwischen den Betriebspunkten angesammelt hat, an einem der Betriebspunkte für jedes der Vielzahl von Hybridmodellen definiert ist, das dem gewählten von dem Lademodell und dem Entlademodell entspricht.