TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung betrifft Partikelfilterregeneration.The present disclosure relates to particulate filter regeneration.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Ein Nebenprodukt von Kraftstoffverbrennung, insbesondere Dieselkraftstoffverbrennung, sind Kohlenstoffpartikel, die auch als Ruß bezeichnet werden. Emissionsvorschriften regeln die Ruß- und Partikelmenge, die ein Motor an die Umgebung ablassen darf.A byproduct of fuel combustion, particularly diesel fuel combustion, are carbon particles, also referred to as soot. Emission regulations regulate the amount of soot and particulates that a motor may discharge to the environment.
Abgasreinigungssysteme, wie zum Beispiel Partikelfilter, reduzieren die Rußemissionsmenge aus einem Motor durch Auffangen von Rußpartikeln. Wenn der Partikelfilter mit Ruß gesättigt wird, kann der Filter regeneriert werden, um die Menge an abgefangenen Partikeln zu verringern und die Leistung des Filters wieder herzustellen. Regeneration wird in der Regel durch Erhöhen der Temperatur des Filters auf eine vorbestimmte Höhe zum Oxidieren oder Verbrennen der angesammelten Partikel erreicht.Emission control systems, such as particulate filters, reduce soot emission from an engine by trapping soot particles. When the particulate filter saturates with soot, the filter can be regenerated to reduce the amount of particulate trapped and restore the filter's performance. Regeneration is typically achieved by raising the temperature of the filter to a predetermined level for oxidizing or burning the accumulated particles.
Regeneration kann durch Einspritzen von zusätzlichem Kraftstoff in den Abgasstrom oder durch Ändern des Betriebs des Motors zur Erhöhung der Abgastemperatur erzielt werden. In der Regel kann Filterregeneration unter normalen Fahrbedingungen durchgeführt werden und beeinflusst nicht das Fahrverfahren des Fahrzeugs, so dass der Fahrer die Regeneration des Filters nicht bemerkt. Verschiedene Anwendungen können jedoch auch eine vom Bediener angeforderte Regeneration enthalten, wie zum Beispiel bei der Wartung des Fahrzeugs oder zum Beispiel bei Geländefahrzeugen, einschließlich Nutz- und Baufahrzeugen.Regeneration may be achieved by injecting additional fuel into the exhaust stream or by changing the operation of the engine to increase the exhaust gas temperature. As a rule, filter regeneration can be performed under normal driving conditions and does not affect the driving method of the vehicle, so that the driver does not notice the regeneration of the filter. However, various applications may also include operator requested regeneration, such as vehicle maintenance or, for example, off-highway vehicles, including commercial and construction vehicles.
KURZE DARSTELLUNGSHORT PRESENTATION
Es wird ein System und ein Verfahren zum Steuern der Regeneration eines Dieselpartikelfilters in einem Fahrzeugmotorauspuff bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform umfassen das System und das Verfahren Erfassen einer Distanz eines Objekts vom Auspuff und Steuern eines Regenerationsereignisses, wenn die Distanz unter einem Schwellwert liegt. Bei einer anderen Ausführungsform umfassen das System und das Verfahren einen Partikelfilter, der in dem Auspuff des Fahrzeugs angeordnet ist, und einen Näherungssensor, der neben einer Auspufföffnung angeordnet und dazu positioniert ist, die Gegenwart eines Objekts nahe der Öffnung zu erfassen. Eine mit dem Näherungssensor in Verbindung stehende Steuerung ist zum Steuern der Regeneration des Partikelfilters als Reaktion auf die Erfassung des Objekts nahe der Öffnung durch den Näherungssensor ausgeführt.A system and method for controlling the regeneration of a diesel particulate filter in a vehicle engine exhaust is provided. In one embodiment, the system and method include sensing a distance of an object from the exhaust and controlling a regeneration event when the distance is below a threshold. In another embodiment, the system and method include a particulate filter disposed in the exhaust of the vehicle and a proximity sensor disposed adjacent to an exhaust port and positioned to detect the presence of an object near the opening. A controller associated with the proximity sensor is configured to control the regeneration of the particulate filter in response to the detection of the object near the opening by the proximity sensor.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfassen das System und das Verfahren Beenden des Regenerationsereignisses, wenn die durch den Näherungssensor erfasste Distanz unter einem Schwellwert liegt. Bei einer weiteren Ausführungsform umfassen das System und das Verfahren Verhindern der Einleitung des Regenerationsereignisses, wenn die durch den Näherungssensor erfasste Distanz unter dem Schwellwert liegt. Bei noch einer weiteren Ausführungsform umfassen das System und das Verfahren Anzeigen einer Nachricht für einen Bediener, wenn die Distanz unter dem Schwellwert liegt.In another embodiment, the system and method includes terminating the regeneration event when the distance sensed by the proximity sensor is below a threshold. In another embodiment, the system and method include preventing initiation of the regeneration event when the distance sensed by the proximity sensor is below the threshold. In yet another embodiment, the system and method include displaying a message to an operator when the distance is below the threshold.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Vorteile bieten. Zum Beispiel reduzieren oder beseitigen Systeme und Verfahren zum Steuern von DPF-Regeneration gemäß der vorliegenden Offenbarung die Möglichkeit, dass sich während der Regeneration abgeführte Wärme nachteilig auf irgendein(e) Objekt oder Person in der Nähe des Fahrzeugauspuffs auswirkt. Durch die Verwendung bestehender Fahrzeugnäherungssensoren, die auch für Park- und/oder Rücksetzmanöver verwendet werden können, wird zusätzliche Merkmalsfunktionalität bereitgestellt, ohne dass zusätzliche Fahrzeughardware und zugehörige Kosten und Komplexität erforderlich sind.Embodiments according to the present disclosure may provide various advantages. For example, systems and methods for controlling DPF regeneration according to the present disclosure reduce or eliminate the possibility that heat dissipated during regeneration adversely affects any object or person in the vicinity of the vehicle exhaust. Using existing vehicle proximity sensors, which can also be used for parking and / or reset maneuvers, provides additional feature functionality without the need for additional vehicle hardware and associated costs and complexity.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung repräsentativer Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht hervor.The above advantages and other advantages and features will become more readily apparent from the following detailed description of representative embodiments when taken in conjunction with the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist ein Blockdiagramm, das den Betrieb eines Systems oder Verfahrens zum Steuern eines Verbrennungsmotors und Auslasssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; 1 FIG. 10 is a block diagram illustrating the operation of a system or method for controlling an internal combustion engine and exhaust system according to an embodiment of the present disclosure; FIG.
2 stellt ein Fahrzeug mit dem Motor- und Auslasssystem gemäß 1 dar; und 2 adjusts a vehicle with the engine and exhaust system according to 1 group; and
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Systems oder Verfahrens zum Steuern der Regeneration eines Partikelfilters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 3 FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of a system or method for controlling the regeneration of a particulate filter in accordance with an embodiment of the present disclosure.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Es werden hier detaillierte repräsentative Ausführungsformen offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden können. Die Figuren sind nicht zwangsweise maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hier offenbarte spezielle strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann den verschiedenartigen Einsatz der beanspruchten Merkmale zu lehren. Wie für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, können verschiedene Merkmale der vorliegenden Offenbarung, wie sie unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt werden, um Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu erzeugen, die möglicherweise nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Es können jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale in Einklang mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.Detailed representative embodiments are disclosed herein; however, it should be understood that the disclosed embodiments are merely examples and in various and alternative forms can be configured. The figures are not necessarily to scale; some features may be exaggerated or minimized to show details of particular components. Therefore, specific structural and functional details disclosed herein are not to be construed as limiting, but merely as a representative basis for teaching one skilled in the art to variously employ the claimed features. As would be apparent to one of ordinary skill in the art, various features of the present disclosure, as illustrated and described with reference to one of the figures, may be combined with features presented in one or more other figures to facilitate embodiments of the present disclosure that may not be explicitly represented or described. The combinations of illustrated features provide representative embodiments for typical applications. However, various combinations and modifications of the features may be desired in accordance with the teachings of the present disclosure for particular applications or implementations.
1 stellt ein Schemadiagramm dar, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel eines Autos, Lastwagens oder eines stationären oder beweglichen Bau- oder Nutzfahrzeugs enthalten sein kann. Für den Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass verschiedene Komponenten des Motors 10 in Abhängigkeit von der bestimmten Art des Motors und/oder der bestimmten Anwendung variieren können. Der Motor 10 stellt allgemein einen durch Dieselkraftstoff angetriebenen Motor mit Eigenzündung dar. Verschiedene Merkmale der vorliegenden Offenbarung können jedoch zum Beispiel auch auf Motoren mit Fremdzündung, die durch Benzin oder gasförmigen Brennstoff angetrieben werden, oder Zweistoffmotoren angewandt werden. 1 Fig. 12 is a schematic diagram showing a cylinder of a multi-cylinder engine 10 which may be included in a propulsion system of a vehicle, such as a car, truck, or a stationary or mobile construction or utility vehicle. For the average skilled person is obvious that various components of the engine 10 may vary depending on the particular type of engine and / or the particular application. The motor 10 however, various features of the present disclosure may be applied to, for example, spark-ignition engines powered by gasoline or gaseous fuel or dual-fuel engines.
Der Motor 10 kann durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 enthält, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 14 über eine Eingabevorrichtung 16 zumindest teilweise gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 16 ein Fahrpedal und einen Pedalstellungssensor 18 zur Erzeugung eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Es können auch andere Eingabevorrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel kann die Eingabevorrichtung 16 bei Bau- oder Industrieanwendungen durch eine Wählscheibe, einen Knauf, einen Hebel oder eine digitale Steuerung usw. implementiert werden. Die Brennkammer oder der Zylinder 30 des Motors 10 können Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 enthalten. Der Kolben 36 kann mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens 36 in eine Drehbewegung der Kurbelwelle 40 umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Des Weiteren kann ein Startermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.The motor 10 can be controlled by a control system 12 contains, and by input from a driver 14 via an input device 16 be at least partially controlled. In this example, the input device contains 16 an accelerator pedal and a pedal position sensor 18 for generating a proportional pedal position signal PP. Other input devices may be used. For example, the input device 16 be implemented in a building or industrial applications by a dial, a knob, a lever or a digital controller, etc. The combustion chamber or the cylinder 30 of the motor 10 can be combustion chamber walls 32 with a piston positioned therein 36 contain. The piston 36 can with the crankshaft 40 be connected, so that the reciprocating motion of the piston 36 in a rotational movement of the crankshaft 40 is converted. The crankshaft 40 can be coupled via an intermediate gear system with at least one drive wheel of a vehicle. Furthermore, a starter motor via a flywheel with the crankshaft 40 be connected to a startup operation of the engine 10 to enable.
Der Zylinder 30 kann Einlassluft über einen Einlassluftkanal 42 im Einlasskrümmer 44 empfangen und kann Verbrennungsgase über den Auslasskanal 48 ablassen. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskanal 48 können über ein jeweiliges Einlassventil 46 und Auslassventil 50 gezielt mit dem Zylinder 30 in Verbindung treten. Bei einigen Ausführungsformen kann der Zylinder 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten. Eine Kraftstoffeinspritzdüse 52 ist in der Darstellung direkt mit dem Zylinder 30 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 30 gekoppelt. Eine Kraftstoffeinspritzdüse 52 spritzt Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des von der Steuerung 12 empfangenen Signals FPW ein. Auf diese Weise gewährleistet die Kraftstoffeinspritzdüse 52 eine so genannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Zylinder 30. Die Kraftstoffeinspritzdüse 52 kann zum Beispiel entlang der Seite des Zylinders 30 oder im Oberteil des Zylinders angebracht sein.The cylinder 30 can intake air through an inlet air duct 42 in the intake manifold 44 receive and can combustion gases through the exhaust duct 48 Drain. The intake manifold 44 and the outlet channel 48 can via a respective inlet valve 46 and exhaust valve 50 specifically with the cylinder 30 get in contact. In some embodiments, the cylinder 30 include two or more intake valves and / or two or more exhaust valves. A fuel injector 52 is in the representation directly with the cylinder 30 for direct injection of fuel into the cylinder 30 coupled. A fuel injector 52 Fuel injects fuel proportional to the pulse width of the controller 12 received signal FPW. In this way, the fuel injector ensures 52 a so-called direct injection of fuel into the cylinder 30 , The fuel injector 52 for example, along the side of the cylinder 30 or mounted in the top of the cylinder.
Der Kraftstoffeinspritzdüse 52 kann durch ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoff-Verteilerleitung enthält, Kraftstoff zugeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen ist die Kraftstoffeinspritzdüse 52 im Einlasskanal 42 in einer Konfiguration angeordnet, die eine so genannte Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 30 bereitstellt. Obgleich 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors zeigt, kann jeder Zylinder ebenso seinen eigenen Satz aus Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse, Zündkerze usw. enthalten. Der Einlasskanal 42 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselplatte 64 enthalten. In diesem bestimmten Beispiel kann die Stellung der Drosselplatte 64 durch die Steuerung 12 über ein Signal geändert werden, das einem mit der Drossel 62 enthaltenen Elektromotor oder Aktuator zugeführt wird – eine Konfiguration, die gemeinhin als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC – electronic throttle control) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 zur Änderung der dem Zylinder 30 unter anderen Motorzylindern zugeführten Einlassluft betätigt werden. Die Stellung der Drosselplatte 64 kann der Steuerung 12 durch das Drosselstellungssignal TP zugeführt werden. Der Einlasskanal 42 kann einen Luftmassensensor (MAF-Sensor, MAF – mass air flow) 60 und einen Einlasskrümmerdrucksensor (MAP-Sensor, MAP – manifold air pressure) 66 zur Zuführung der MAF- bzw. MAP-Signale zu der Steuerung 12 enthalten. Verschiedene Implementierungen können andere Luftstromsteuervorrichtungen in Kombination mit oder anstelle der Drossel 62 verwenden. Zum Beispiel können Anwendungen mit elektromagnetisch betätigten Einlass-/Auslassventilen 46, 50 Ventilsteuerung zum Steuern des Einlassluftstroms verwenden. Einige Motoren mit Eigenzündung, insbesondere jene, die keine Abgasrückführung verwenden, enthalten möglicherweise keine Drossel 62.The fuel injector 52 may be supplied with fuel by a fuel system (not shown) including a fuel tank, a fuel pump, and a fuel rail. In some embodiments, the fuel injector is 52 in the inlet channel 42 arranged in a configuration, which is a so-called intake port injection of fuel into the intake passage upstream of the cylinder 30 provides. Although 1 With only one cylinder of a multi-cylinder engine, each cylinder may also include its own set of intake / exhaust valves, fuel injector, spark plug, etc. The inlet channel 42 can a choke 62 with a throttle plate 64 contain. In this particular example, the position of the throttle plate 64 through the controller 12 be changed via a signal, the one with the throttle 62 electric motor or actuator supplied - a configuration commonly referred to as Electronic Throttle Control (ETC). That way, the throttle can 62 to change the cylinder 30 operated under other engine cylinders intake air to be actuated. The position of the throttle plate 64 can the controller 12 be supplied through the throttle position signal TP. The inlet channel 42 can measure an air mass sensor (MAF sensor, MAF - mass air flow) 60 and an intake manifold pressure sensor (MAP sensor, MAP - manifold air pressure) 66 for supplying the MAF or MAP signals to the controller 12 contain. Different implementations can be different Airflow control devices in combination with or in place of the throttle 62 use. For example, applications may be with solenoid actuated intake / exhaust valves 46 . 50 Use the valve control to control the intake airflow. Some self-ignition engines, especially those that do not use exhaust gas recirculation, may not include a throttle 62 ,
Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren erhalten. Neben den zuvor besprochenen Signalen, kann die Steuerung die Motorkühlmitteltemperatur (ECT – engine coolant temperature) messende Signale von dem mit der Kühlhülse 56 gekoppelten Temperatursensor 54; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP – profile ignition pickup signal) vom Hall-Sensor 58 oder einem anderen geeigneten Sensor, der mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; oder die Drosselstellung (TP – throttle position) von einem Drosselstellungssensor erhalten. Ein Motordrehzahlsignal RPM (Revolutions per Minute) kann von der Steuerung 12 aus dem Signal PIP generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von dem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe hinsichtlich Vakuum oder Druck in dem Einlasskrümmer zu liefern. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor 60 ohne einen MAP-Sensor 66 oder umgekehrt. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der MAP-Sensor 66 das motordrehmoment anzeigen. Weiterhin kann der MAP-Sensor 66 zusammen mit der erfassten Motordrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder 30 eingeleiteten Ladung, einschließlich Luft, bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 58, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen pro Umdrehung der Kurbelwelle 40 erzeugen.The control 12 can different signals from with the engine 10 received coupled sensors. In addition to the previously discussed signals, the controller may measure the engine coolant temperature (ECT) signals from that with the cooling sleeve 56 coupled temperature sensor 54 ; a profile ignition pickup signal (PIP) from the Hall sensor 58 or another suitable sensor with the crankshaft 40 is coupled; or the throttle position (TP) obtained from a throttle position sensor. An RPM (Revolutions per Minute) engine speed signal can be generated by the controller 12 be generated from the signal PIP. The manifold pressure signal MAP from the manifold pressure sensor may be used to provide an indication of vacuum or pressure in the intake manifold. It should be noted that various combinations of the above sensors may be used, such as a MAF sensor 60 without a MAP sensor 66 or the other way around. In stoichiometric operation, the MAP sensor 66 show the engine torque. Furthermore, the MAP sensor 66 together with the detected engine speed an estimate of the cylinder 30 deployed cargo, including air. In one example, the sensor 58 Also used as an engine speed sensor is a predetermined number of equally spaced pulses per revolution of the crankshaft 40 produce.
Der Zylinder 30 oder einer oder mehrere andere der Zylinder des Motors 10 kann oder können in einem Eigenzündungsmodus mit oder ohne von einer zugehörigen (nicht gezeigten) Zündkerze gelieferten Zündfunken betrieben werden. Des Weiteren kann der Motor 10 durch einen entlang dem Einlasskrümmer 44 angeordneten Verdichter 70 und eine entlang dem Auslasskanal 48 stromaufwärts des Abgasnachbehandlungssystems 80 angeordneten Turbine 72 turboaufgeladen werden.The cylinder 30 or one or more other cylinders of the engine 10 may or may be operated in an auto-ignition mode with or without ignition spark supplied by an associated spark plug (not shown). Furthermore, the engine can 10 through one along the intake manifold 44 arranged compressor 70 and one along the exhaust duct 48 upstream of the exhaust aftertreatment system 80 arranged turbine 72 be recharged.
Ein Abgassensor 74 ist in der Darstellung stromaufwärts des Abgasnachbehandlungssystems 80 mit dem Auslasskanal 48 gekoppelt. Der Abgassensor 74 kann irgendein beliebiger Sensor zur Bereitstellung einer Anzeige des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sein, wie zum Beispiel ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(universal or wide-range exhaust gas oxygen), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO-, ein HEGO-(heated EGO), ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor. Ein Abgasrückführungssystem (EGR-System, EGR – exhaust gas recirculation) 76 kann mit dem Auslasskanal 48 gekoppelt sein. Das EGR-System kann ein EGR-Ventil 77 und einen EGR-Kühler 78, die entlang der EGR-Leitung 79 angeordnet sind, enthalten.An exhaust gas sensor 74 is in the illustration upstream of the exhaust aftertreatment system 80 with the outlet channel 48 coupled. The exhaust gas sensor 74 can be any sensor for providing an exhaust air / fuel ratio indication, such as a linear oxygen sensor or universal or wide-range exhaust gas oxygen (UEGO), a two-state oxygen sensor or an EGO, a HEGO (heated EGO), an NOx, HC or CO sensor. An exhaust gas recirculation system (EGR system, EGR - exhaust gas recirculation) 76 can with the exhaust duct 48 be coupled. The EGR system may have an EGR valve 77 and an EGR cooler 78 passing along the EGR line 79 are arranged.
Das Abgasnachbehandlungssystem 80 kann mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen enthalten, die unter ausgewählten Bedingungen, wie zum Beispiel ausgewählten Temperaturen, jeweils exotherme Reaktionen mit im Abgas vorhandenem überschüssigen Sauerstoff durchführen können. Das Abgasnachbehandlungssystem 80 kann zum Beispiel einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC – diesel oxidation catalyst) 82 enthalten, der entlang der Abgasleitung 48 stromabwärts der Turbine 72 angeordnet ist. Ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion (SCR – selective reduction catalyst) 84 kann entlang der Abgasleitung 48 stromabwärts des DOC 82 angeordnet sein. Der Prozess der selektiven katalytischen Reduktion kann eine Dieselabgasfluideinspritzdüse 85 verwenden. Die Dieselabgasfluideinspritzdüse 85 kann eine Harnstoffsprüheinrichtung oder irgendeine geeignete Ammoniakquelle sein. Die Dieselabgasfluideinspritzdüse 85 kann stromaufwärts des SCR-Katalysators 84 und stromabwärts der DOC 82 angeordnet sein. Das Abgasnachbehandlungssystem 80 enthält weiterhin einen Dieselpartikelfilter (DPF) 86. Der DPF 86 kann entlang der Abgasleitung 48 stromabwärts des SCR-Katalysators 84 angeordnet sein. Druck- und/oder Temperatursensoren 88, 90, 92 und 94 können an Stellen entlang der Abgasleitung 48 sowohl stromaufwärtig als auch stromabwärts jeder Nachbehandlungsvorrichtung in dem Nachbehandlungssystem 80 angeordnet sein. Des Weiteren kann ein Sauerstoffsensor 96, wie zum Beispiel ein UEGO-Sensor, stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems 80 angeordnet sein. Weiterhin kommt in Betracht, dass bei einer Benzinanwendung das Abgasnachbehandlungssystem einen Partikelfilter, wie zum Beispiel einen Gaspartikelfilter (GPF) enthalten kann. Der DPF 86 kann aus den verschiedensten Materialien, einschließlich Cordierit, Siliziumkarbid und anderer Hochtemperaturoxidkeramiken, hergestellt sein. Wenn die Rußansammlung im DPF 86 eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, kann Regeneration des DPF 86 gemäß der vorliegenden Offenbarung automatisch eingeleitet und gesteuert werden. Als Alternative dazu kann eine DPF-Regeneration durch einen (eine) zugehörige(n) Bedieneralarm, Nachricht, Licht usw. zum Nahelegen einer manuellen oder bedienerinitiierten DPF-Regeneration, die von dem Bediener eingeleitet wird, angefordert werden. Ebenso kann eine DPF-Regeneration während der Wartung des Fahrzeugs manuell eingeleitet werden. Rußansammlung im DPF 86 kann durch einen Druckabfall, zum Beispiel an Druck- und/oder Temperatursensoren 88, 90, 92 und 94, identifiziert werden. Es versteht sich, dass das Abgasnachbehandlungssystem 80 mehrere in 1 nicht gezeigte Nachbehandlungsvorrichtungskonfigurationen enthalten kann. In einem Beispiel kann das Abgasnachbehandlungssystem 80 nur einen DOC 82 enthalten. In einem anderen Beispiel kann das Abgasnachbehandlungssystem 80 einen DOC 82 enthalten, an den sich stromabwärts ein DPF 86 anschließt. In einem anderen Beispiel kann das Abgasnachbehandlungssystem 80 einen DOC 82 enthalten, an den sich stromabwärts ein DPF 86, dann der SCR-Katalysator 84 anschließt. In noch einem anderen Beispiel kann der in 1 gezeigte SCR-Katalysator 84 durch eine Mager-NOx-Falle (LNT – lean NOx trap) ersetzt werden. The exhaust aftertreatment system 80 may include a plurality of exhaust gas purification devices capable of exothermic reactions with excess oxygen present in exhaust gas under selected conditions, such as selected temperatures. The exhaust aftertreatment system 80 For example, a Diesel Oxidation Catalyst (DOC) can be used. 82 included, along the exhaust pipe 48 downstream of the turbine 72 is arranged. A catalyst for selective catalytic reduction (SCR - selective reduction catalyst) 84 can along the exhaust pipe 48 downstream of the DOC 82 be arranged. The process of selective catalytic reduction may be a diesel exhaust fluid injector 85 use. The diesel exhaust fluid injection nozzle 85 may be a urea spray or any suitable ammonia source. The diesel exhaust fluid injection nozzle 85 may be upstream of the SCR catalyst 84 and downstream of the DOC 82 be arranged. The exhaust aftertreatment system 80 also contains a diesel particulate filter (DPF) 86 , The DPF 86 can along the exhaust pipe 48 downstream of the SCR catalyst 84 be arranged. Pressure and / or temperature sensors 88 . 90 . 92 and 94 can in places along the exhaust pipe 48 both upstream and downstream of each aftertreatment device in the aftertreatment system 80 be arranged. Furthermore, an oxygen sensor 96 , such as a UEGO sensor, downstream of the exhaust aftertreatment system 80 be arranged. It is further contemplated that in a gasoline application, the exhaust aftertreatment system may include a particulate filter, such as a gas particulate filter (GPF). The DPF 86 can be made of a variety of materials including cordierite, silicon carbide and other high temperature oxide ceramics. When the soot accumulation in the DPF 86 has reached a predetermined level, can regeneration of the DPF 86 automatically initiated and controlled according to the present disclosure. Alternatively, DPF regeneration may be requested by an associated operator alarm, message, light, etc. to suggest manual or operator initiated DPF regeneration initiated by the operator. Likewise, DPF regeneration may be initiated manually during vehicle servicing. Soot accumulation in the DPF 86 may be due to a pressure drop, for example to pressure and / or temperature sensors 88 . 90 . 92 and 94 , be identified. It It is understood that the exhaust aftertreatment system 80 several in 1 may include aftertreatment device configurations, not shown. In one example, the exhaust aftertreatment system 80 only a DOC 82 contain. In another example, the exhaust aftertreatment system 80 a DOC 82 included, to the downstream of a DPF 86 followed. In another example, the exhaust aftertreatment system 80 a DOC 82 included, to the downstream of a DPF 86 , then the SCR catalyst 84 followed. In yet another example, the in 1 shown SCR catalyst 84 be replaced by a lean NOx trap (LNT).
Des Weiteren kann auch die Reihenfolge der verschiedenen Katalysatoren und Filter in dem Abgasnachbehandlungssystem 80 variieren. Die Anzahl von in dem Abgasnachbehandlungssystem 80 angeordneten Druck- und/oder Temperatursensoren kann gemäß der Anwendung auch variieren. Obgleich der Sauerstoffsensor 96 in 1 an einer stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtungen liegenden Stelle gezeigt wird, kann er stromaufwärts jeglicher der Vorrichtungen in dem Nachbehandlungssystem 80 positioniert sein, wobei er dann nur die Katalysatoren stromaufwärts des Sauerstoffsensors 96 überwachen kann. Weiterhin kommt in Betracht, dass das Abgasnachbehandlungssystem bei einer Benzinanwendung einen Dreiwegekatalysator (TWC – three-way catalyst) oder einen anderen geeigneten Katalysator statt des DOC und einen GPF statt eines DPF enthalten kann. Regeneration des DPF 86 kann durch Erhitzen des DPF 86 auf eine Temperatur, die Rußpartikel mit einer schnelleren Rate als die Ablagerung neuer Rußpartikel verbrennt, erreicht werden, zum Beispiel 400–600 Grad Celsius. In einem Beispiel kann der DPF 86 ein Partikelfilter mit Katalysator, der einen Washcoat aus Edelmetall, zum Beispiel Platin, enthält, um die Rußverbrennungstemperatur zu senken und weiterhin Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren, sein.Furthermore, the order of the various catalysts and filters in the exhaust aftertreatment system may also be considered 80 vary. The number of times in the exhaust aftertreatment system 80 arranged pressure and / or temperature sensors may also vary according to the application. Although the oxygen sensor 96 in 1 at a location downstream of the exhaust aftertreatment devices, it may be upstream of any of the devices in the aftertreatment system 80 be positioned, where he then only the catalysts upstream of the oxygen sensor 96 can monitor. It is further contemplated that the gas after-treatment system in a gasoline application may include a three-way catalyst (TWC) or other suitable catalyst instead of the DOC and a GPF rather than a DPF. Regeneration of the DPF 86 can be done by heating the DPF 86 to a temperature that burns soot particles at a faster rate than the deposition of new soot particles, for example, 400-600 degrees Celsius. In one example, the DPF 86 a particulate filter with catalyst containing a washcoat of noble metal, for example platinum, to lower the soot combustion temperature and further to oxidize hydrocarbons and carbon monoxide to carbon dioxide and water.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Einspritzdüse 87 verwendet werden, um Kraftstoff aus dem Kraftstofftank oder aus einem Speicherbehälter dem Auslasssystem zuzuführen, um Wärme zum Erhitzen des DPF 86 für Regenerationszwecke zu erzeugen. Die Einspritzdüse 87 kann stromaufwärts des DOC 82 positioniert sein. Darüber hinaus kann eine späte Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzdüse 52 während eines Auslasshubs des Kolbens 36 verwendet werden, um die Abgastemperatur für Regenerationszwecke zu erhöhen. Als Alternative dazu kann zur Regeneration des DPF 86 eine Regenerationseinspritzstrategie implementiert werden. Die Regenerationseinspritzstrategie kann ein Einspritzprofil implementieren, das mehrere Einspritzereignisse, wie zum Beispiel Kraftstoffvoreinspritzung, Kraftstoffhaupteinspritzung, nahe Kraftstoffnacheinspritzung und/oder ferne Kraftstoffnacheinspritzung enthält. Es versteht sich, dass die oben genannten Kraftstoffeinspritzungen bei anderen Ausführungsformen mehrere Einspritzereignisse enthalten können. Somit kann der DPF 86 bei Betrieb des Motors 10 regeneriert werden. Zum Beispiel kann die Temperatur stromabwärts des DOC 82 und stromaufwärts des DPF 86 auf einen Sollwert gesteuert werden, um Verbrennung von Partikeln innerhalb des DPF 86 durch Einstellung der Menge der verschiedenen Einspritzungen zu fördern. In diesem Beispiel können ein Temperatursollwert stromabwärts des DOC 82 und stromaufwärts des DPF 86 festgelegt werden, um die Regeneration des DPF 86 zu erleichtern.In another embodiment, an injection nozzle 87 can be used to supply fuel from the fuel tank or from a storage tank to the exhaust system to heat to heat the DPF 86 for regeneration purposes. The injector 87 can be upstream of the DOC 82 be positioned. In addition, late fuel injection through the injector 52 during an exhaust stroke of the piston 36 used to increase the exhaust gas temperature for regeneration purposes. Alternatively, to regenerate the DPF 86 a regeneration injection strategy can be implemented. The regeneration injection strategy may implement an injection profile including a plurality of injection events, such as pilot fuel injection, main fuel injection, near post fuel injection, and / or far post fuel injection. It is understood that the above fuel injections may include multiple injection events in other embodiments. Thus, the DPF 86 during operation of the engine 10 be regenerated. For example, the temperature downstream of the DOC 82 and upstream of the DPF 86 be controlled to a set point to reduce particulate combustion within the DPF 86 by promoting the amount of different injections. In this example, a temperature set point downstream of the DOC 82 and upstream of the DPF 86 be set to the regeneration of the DPF 86 to facilitate.
Die Steuerung 12 in 1 kann ein auch als Zentraleinheit (CPU – central processing unit) bezeichneter Mikrocomputer sein, der eine Mikroprozessoreinheit, Eingangs-/Ausgangsports und ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte enthält. Zu rechnerlesbaren Speichermedien können flüchtige und nichtflüchtige Speicherung in zum Beispiel Nurlesespeichern (ROM – read-only memory), Direktzugriffsspeichern (RAM – random-access memory) und Keep-Alive-Speichern (KAM – keep alive memory) gehören. Der KAM kann zum Speichern von verschiedenen Betriebsvariablen oder Steuersystemparameterwerten, während die CPU abgeschaltet ist, verwendet werden. Die rechnerlesbaren Speichermedien können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl von bekannten Speichervorrichtungen implementiert werden, wie zum Beispiel PROMs (programmierbare Nurlesespeicher), EPROMs (elektrische PROMs), EEPROMs (elektrisch löschbare PROMs), Flash-Speicher oder irgendwelche anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Befehle oder Code darstellen, die von der Steuerung 12 beim Steuern des Motors oder Fahrzeugs, in dem der Motor angebracht ist, und zum Durchführen von Onboard-Diagnose (OBD – on-board diagnostic), die verschiedene Motor-/Fahrzeugmerkmale überwacht, verwendet werden. Die rechnerlesbaren Speichermedien können auch Disketten, CD-ROMs, Festplatten und dergleichen umfassen.The control 12 in 1 may also be a microcomputer, also referred to as a central processing unit (CPU), which includes a microprocessor unit, input / output ports and an electronic storage medium for executable programs and calibration values. Computer readable storage media may include volatile and nonvolatile storage in, for example, read only memory (ROM), random access memory (RAM), and keep alive memory (KAM). The CAM can be used to store various operating variables or control system parameter values while the CPU is off. The computer-readable storage media may be implemented using any of a number of known memory devices, such as PROMs (Programmable Read Only Memory), EPROMs (Electric PROMs), EEPROMs (Electrically Erasable PROMs), Flash Memory, or any other electrical, magnetic, optical or other Combination storage devices capable of storing data, some of which represent executable instructions or code issued by the controller 12 in controlling the engine or vehicle in which the engine is mounted and for performing onboard diagnostic (OBD) monitoring various engine / vehicle features. The computer-readable storage media may also include floppy disks, CD-ROMs, hard disks, and the like.
Die Steuerung 12 kann mit verschiedenen Motor-/Fahrzeug-Sensoren und – Aktuatoren über eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O-Schnittstelle) kommunizieren, die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert werden kann, die eine verschiedenartige Rohdaten- oder Signalaufbereitung, -verarbeitung und/oder -umsetzung, einen Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ dazu können ein oder mehrere zweckgebundene Hardware- oder Firmwarechips verwendet werden, um spezielle Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie der Steuerung 12 zugeführt werden.The control 12 can communicate with various engine / vehicle sensors and actuators via an input / output interface (I / O interface) that can be implemented as a single integrated interface providing a variety of raw data or signal conditioning, processing, and / or or translation, short-circuit protection, and the like. Alternatively, one or more dedicated hardware or firmware chips may be used to prepare and receive special signals process them before they control 12 be supplied.
Die Steuerung 12 kann auch mit einem Fahrzeug-Cluster-Display 98 kommunizieren. Das Cluster-Display 98 kann im Innenraum 102 positioniert sein, um den Fahrer zum Beispiel auf Wartungsinformationen bezüglich des Motors 10 oder des Abgasnachbehandlungssystems 80 aufmerksam zu machen. Wie hier in 3 ausführlicher beschrieben, kann die Steuerung 12 mindestens einen Parameter des Abgasnachbehandlungssystems 80 überwachen, um zu bestimmen, ob eine DPF-Regeneration erforderlich ist. Die Steuerung kann einem Bediener Informationen über die Regeneration des DPFs unter Verwendung des Cluster-Displays 98 anzeigen. Die Steuerung 12 enthält eine Steuerlogik zur Erfassung, wann der DPF 86 eine Regeneration benötigt. Diese Informationen können dem Bediener durch Verwendung des Cluster-Displays 98 kommuniziert werden. In Abhängigkeit von der bestimmten Anwendung und Implementierung kann das Cluster-Display 98 auch eine Benutzereingabe bereitstellen, um eine manuelle oder bedienerinitiierte DPF-Regeneration unter Verwendung eines Touchscreen, Schalters, Knopfes usw. anzufordern. Weiterhin kann die Steuerung 12 mit einem Näherungssensor 110 kommunizieren, der unten ausführlicher beschrieben wird. Der Näherungssensor 110 kann zur Erfassung eines Objekts innerhalb einer vorbestimmten Distanz vom Auspuff verwendet werden, wobei der Cluster-Display 98 dazu verwendet werden kann, eine entsprechende Nachricht anzuzeigen, wenn die DPF-Regeneration auf andere Weise angezeigt wird.The control 12 can also use a vehicle cluster display 98 communicate. The cluster display 98 can in the interior 102 be positioned to alert the driver, for example, to maintenance information regarding the engine 10 or the exhaust aftertreatment system 80 to draw attention. Like here in 3 described in more detail, the controller can 12 at least one parameter of the exhaust aftertreatment system 80 monitor to determine if DPF regeneration is required. The controller may provide an operator with information about regeneration of the DPF using the cluster display 98 Show. The control 12 Contains a control logic for detecting when the DPF 86 a regeneration needed. This information can be provided to the operator by using the cluster display 98 be communicated. Depending on the particular application and implementation, the cluster display 98 also provide user input to request manual or operator-initiated DPF regeneration using a touch screen, switch, button, etc. Furthermore, the controller 12 with a proximity sensor 110 which will be described in more detail below. The proximity sensor 110 can be used to detect an object within a predetermined distance from the exhaust, the cluster display 98 can be used to display a message if DPF regeneration is otherwise displayed.
Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird ein Fahrzeug 100, das einen Motor 10 und ein Abgasnachbehandlungssystem 80 enthält, gezeigt. Das Fahrzeug 100 enthält den Näherungssensor 110, der entlang der hinteren Beplankung oder des hinteren Abschnitts 112 des Fahrzeugs befestigt ist. Wie in 2 dargestellt, ist der Näherungssensor 110 bei einer Ausführungsform am Stoßfänger 114 des Fahrzeugs 100 befestigt. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Fahrzeug 100 mehrere Näherungssensoren 110 enthalten, die an voneinander beabstandeten Stellen entlang dem hinteren Abschnitt 112 befestigt sind. Durch Befestigung der Näherungssensoren 110 entlang dem hinteren Abschnitt 112 des Stoßfängers 114 können die Näherungssensoren 110 neben einer Auspufföffnung oder einem Endrohr 116 befestigt sein.Now on 2 Referring to, a vehicle becomes 100 that a motor 10 and an exhaust aftertreatment system 80 contains, shown. The vehicle 100 contains the proximity sensor 110 along the back planking or the back section 112 of the vehicle is attached. As in 2 is the proximity sensor 110 in one embodiment, on the bumper 114 of the vehicle 100 attached. In another embodiment, the vehicle may 100 several proximity sensors 110 included at spaced apart locations along the rear portion 112 are attached. By attaching the proximity sensors 110 along the back section 112 of the bumper 114 can the proximity sensors 110 next to an exhaust port or tailpipe 116 be attached.
Bei den meisten Fahrzeugen, kann die DPF-Regeneration erfolgen, während das Fahrzeug bei normalem Betrieb gefahren wird, weil die Abgastemperatur- und Regenerationsstrategien mit wenig oder ohne Auswirkung auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs implementiert werden können. Einige Fahrzeuge und Fahrer erfahren jedoch niemals Fahrzyklen, die eine automatische Regeneration gestatten. Zum Beispiel erreichen Pendler im Stadtverkehr und Nutzlastkraftwagen, die keinen Langstreckenbetrieb erfahren und/oder Start-Stopp-Fahrzyklen haben, im Allgemeinen keine Abgastemperaturen, die für eine Regeneration ausreichen, und müssen deshalb eine bedienerinitiierte Regeneration haben. Erhöhte Abgastemperaturen können sich nachteilig auf Objekte in der Nähe der Motorauspufföffnung während einer bedienerinitiierten Regeneration auswirken, wenn das Fahrzeug angehalten ist. Die Abgastemperatur kann zwischen 400°C und 600°C liegen, was eine nachteilige Auswirkung auf Menschen oder Objekte, wie zum Beispiel Bäume, Gebäude, Garagentüren, Kraftstoffbehälter oder andere entzündbare Objekte nahe dem Auspuff während der Regeneration haben kann. Die Näherungssensoren 110 können zur Erfassung der Gegenwart und/oder der Distanz eines Objekts 120 von dem Endrohr 116 zum Steuern der Regeneration des DPF 86 verwendet werden. Die Näherungssensoren 110 sind Sensoren, die eine Distanz eines Objekts von dem Sensor erfassen kann. Näherungssensoren 110 können irgendwelche geeigneten Sensoren, wie zum Beispiel ein Näherungssensor auf Sonarbasis, ein Näherungssensor auf Laserbasis, ein Näherungssensor auf Ultraschallbasis oder irgendein anderer Sensor, der zur Erfassung der Gegenwart und/oder der Distanz eines Objekts geeignet ist, sein. Die Näherungssensoren 110 können elektrische Verkabelung zur elektrischen Verbindung des Näherungssensors 110 mit der Steuerung 12 enthalten, oder als Alternative können die Näherungssensoren 110 drahtlos mit der Steuerung 12 kommunizieren. Die Näherungssensoren 110 können Parkhilfesensoren oder Rücksetzsensoren sein, die bereits in einigen Fahrzeugsystemen vorgesehen sind. Durch Verwendung bestehender Komponenten minimiert dieses DPF-Regenerationssystem Kosten und Fahrzeugkomplexität. Die Näherungssensoren 110 können auch Vorteile gegenüber Rücksetzkameras bieten, die eine Überwachung seitens des Bedieners erfordern und nicht automatisch die Distanz eines Objekts 120 erfassen. Weiterhin ist es möglich, mehrere Näherungssensoren 110 vorzusehen, die an voneinander beabstandeten Stellen positioniert werden, um zum Beispiel einen weiteren Bereich zur Erfassung von Objekten 120 hinter und entlang der Seite des Fahrzeugs 100 zu bieten.For most vehicles, DPF regeneration may occur while the vehicle is operating in normal operation because the exhaust temperature and regeneration strategies may be implemented with little or no effect on the vehicle's handling. However, some vehicles and drivers never experience driving cycles that allow automatic regeneration. For example, commuters in city traffic and payload trucks who do not experience long-distance operation and / or have start-stop driving cycles generally do not reach exhaust gas temperatures sufficient for regeneration and therefore must have operator-initiated regeneration. Increased exhaust gas temperatures may adversely affect objects near the engine exhaust port during operator-initiated regeneration when the vehicle is stopped. The exhaust gas temperature may be between 400 ° C and 600 ° C, which may have a detrimental effect on people or objects such as trees, buildings, garage doors, fuel tanks or other flammable objects near the exhaust during regeneration. The proximity sensors 110 can be used to capture the presence and / or distance of an object 120 from the tailpipe 116 to control the regeneration of the DPF 86 be used. The proximity sensors 110 are sensors that can detect a distance of an object from the sensor. Proximity sensors 110 For example, any suitable sensors, such as a sonar-based proximity sensor, a laser-based proximity sensor, an ultrasonic based proximity sensor, or any other sensor suitable for detecting the presence and / or distance of an object may be used. The proximity sensors 110 can electrical wiring for the electrical connection of the proximity sensor 110 with the controller 12 or alternatively, the proximity sensors may be included 110 wireless with the controller 12 communicate. The proximity sensors 110 may be park assist sensors or reset sensors already provided in some vehicle systems. By using existing components, this DPF regeneration system minimizes cost and vehicle complexity. The proximity sensors 110 They can also offer advantages over reset cameras, which require monitoring by the operator and not automatically the distance of an object 120 to capture. Furthermore, it is possible to use several proximity sensors 110 provided, which are positioned at spaced locations, for example, another area for detecting objects 120 behind and along the side of the vehicle 100 to offer.
Bei einer Ausführungsform enthält das Fahrzeug 100 einen Näherungssensor 110, der neben einer Auspufföffnung des Endrohrs 116 angeordnet und zur Erfassung der Distanz "x" und/oder der Gegenwart eines Objekts 120 nahe der Öffnung positioniert ist. Die Steuerung 12, die mit dem Näherungssensor 110 in Verbindung steht, ist zum Steuern der Regeneration des Partikelfilters 86 als Reaktion darauf, dass der Näherungssensor 110 ein Objekt 120 nahe der Öffnung erfasst, ausgeführt. Bei der in 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsform sind mehrere Näherungssensoren 110 am Stoßfänger 114 des Fahrzeugs 100 nahe der Auspufföffnung des Endrohrs (der Endrohre) 116 befestigt.In one embodiment, the vehicle includes 100 a proximity sensor 110 , which is adjacent to an exhaust port of the tailpipe 116 arranged and for detecting the distance "x" and / or the presence of an object 120 is positioned near the opening. The control 12 that with the proximity sensor 110 is to control the regeneration of the particulate filter 86 in response to that the proximity sensor 110 an object 120 detected near the opening. At the in 2 Illustrated exemplary embodiment are multiple proximity sensors 110 at the bumper 114 of the vehicle 100 near the exhaust port of the tailpipe (tailpipes) 116 attached.
Nunmehr auf 3 Bezug nehmend, wird ein vereinfachtes Blockdiagramm oder Flussdiagramm gezeigt, das die Funktionsweise eines Systems zum Steuern der Regeneration des DPF unter Verwendung von Näherungssensoren 110 darstellt. Das Regenerationsereignis kann unter geeigneten Fahrzeugbedingungen bedienerinitiiert oder automatisch initiiert werden. Wie für den Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, können die von dem Flussdiagramm dargestellten Funktionen durch Hardware und/oder Software durchgeführt werden. In Abhängigkeit von der bestimmten Verarbeitungsstrategie, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert usw., können die verschiedenen Funktionen in einer anderen Reihenfolge oder Sequenz durchgeführt werden als in 3 dargestellt. Ebenso können ein(e) oder mehrere Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden, obgleich dies nicht ausdrücklich dargestellt wird. Ebenso können ein(e) oder mehrere Schritte oder Funktionen bei einigen Anwendungen oder Implementierungen weggelassen werden. Bei einer Ausführungsform werden die dargestellten Funktionen in erster Linie durch Softwareanweisungen, Code oder Steuerlogik implementiert, die in einem rechnerlesbaren Speichermedium gespeichert und durch einen Rechner auf Mikroprozessorbasis oder eine Steuerung zum Steuern des Betriebs des Fahrzeugs, wie zum Beispiel die Steuerung 12 (1), ausgeführt werden.Now on 3 Referring to Figure 1, a simplified block diagram or flow chart illustrating the operation of a system for controlling the regeneration of the DPF using proximity sensors is shown 110 represents. The regeneration event may be operator initiated or automatically initiated under appropriate vehicle conditions. As will be apparent to one of ordinary skill in the art, the functions represented by the flowchart may be performed by hardware and / or software. Depending on the particular processing strategy, such as event-driven, interrupt-driven, etc., the various functions may be performed in a different order or sequence than in 3 shown. Likewise, one or more steps or functions may be performed repeatedly, although not explicitly illustrated. Similarly, one or more steps or functions may be omitted in some applications or implementations. In one embodiment, the illustrated functions are implemented primarily by software instructions, code or control logic stored in a computer-readable storage medium and by a microprocessor-based computer or controller for controlling the operation of the vehicle, such as the controller 12 ( 1 ).
Als erstes überwacht die Steuerung die DPF-Zustände, wie durch einen Block 210 dargestellt. Es können verschiedene Strategien verwendet werden, um den Zustand des DPF, und ob der DPF regeneriert werden sollte, zu bestimmen. In einigen Beispielen kann ein Schwelldruckdifferenzial an dem DPF verwendet werden, um den Zustand des DPF, und ob der DPF regeneriert werden sollte, zu bestimmen. In anderen Beispielen wird der Zustand des DPF jedoch auf Grundlage der Kilometerleistung oder der Motorbetriebsstunden und ob das Fahrzeug mehr als eine Schwelldistanz zurückgelegt hat oder ein Schwellzeitintervall des Motorbetriebs überschritten hat, geschätzt. In einem anderen Beispiel wird der Zustand des DPF, und ob der DPF regeneriert werden sollte, auf Grundlage davon, ob die Menge gespeicherter Partikel größer ist als ein Höchstschwellwert, bestimmt.First, the controller monitors the DPF conditions, as by a block 210 shown. Various strategies can be used to determine the state of the DPF and whether the DPF should be regenerated. In some examples, a threshold pressure differential may be used on the DPF to determine the state of the DPF and whether the DPF should be regenerated. However, in other examples, the condition of the DPF is estimated based on mileage or engine hours of operation and whether the vehicle has traveled more than a threshold distance or has exceeded a threshold time interval of engine operation. In another example, the state of the DPF, and whether the DPF should be regenerated, is determined based on whether the amount of stored particles is greater than a maximum threshold.
Wie durch Block 212 dargestellt, können das Fahrzeug-Cluster-Display oder die Fahrzeug-Nachrichtenzentrale Informationen für den Bediener auf Grundlage des Zustands des DPF anzeigen. Natürlich kann eine zweckbestimmte Lampe oder eine andere Betriebsanzeige verwendet werden, um dem Bediener ähnliche Informationen zuzuführen. Die in dem DPF angesammelte Partikelmenge kann als ein Prozentanteil angezeigt werden, wobei 100% anzeigen würden, dass der DPF voll ist und regeneriert werden muss. Als Alternative dazu könnte ein Prozentanteil verwendet werden, der die geschätzte verbleibende DPF-Leistung darstellt. Wenn sich der DPF einem entsprechenden Schwellwert, wie zum Beispiel 100% Partikellast, nähert, informiert das Fahrzeug-Cluster-Display den Bediener, dass der Abgasfilter voll ist, wie durch Block 214 dargestellt. Das Fahrzeug-Cluster-Display kann auch eine Nachricht anzeigen, die eine Bedienereingabe anfordert. Die Bedienereingabe kann Drücken eines Knopfes oder Schalters oder Drücken auf eine Eingabe auf dem Fahrzeug-Cluster-Display oder irgendeine andere Eingabe von dem Bediener, wie zum Beispiel eine Sequenz des Stellens des Fahrzeugs in Park-Stellung und/oder Niederdrücken des Bremspedals, Fahrpedals usw., enthalten.As by block 212 10, the vehicle cluster display or vehicle message center may display information to the operator based on the state of the DPF. Of course, a dedicated lamp or other operational indicator may be used to provide similar information to the operator. The amount of particulates accumulated in the DPF can be displayed as a percentage, with 100% indicating that the DPF is full and needs to be regenerated. Alternatively, a percentage representing the estimated remaining DPF power could be used. As the DPF approaches a corresponding threshold, such as 100% particulate load, the vehicle cluster display informs the operator that the exhaust filter is full, as by block 214 shown. The vehicle cluster display may also display a message requesting operator input. The operator input may include pressing a button or switch or pressing an input on the vehicle cluster display or any other input from the operator, such as a sequence of parking the vehicle in park and / or depressing the brake pedal, accelerator pedal, etc ., contain.
Nachdem die Steuerung die Bedienereingabe erhalten hat, überprüft die Steuerung die Fahrzeugumgebung unter Verwendung der Näherungssensoren, wie durch Block 216 dargestellt. Die Steuerung bestimmt, ob sich irgendwelche Objekte innerhalb einer Schwelldistanz von dem Fahrzeug befinden. Wenn irgendwelche Objekte innerhalb der Schwelldistanz des Fahrzeugs erfasst werden, zeigt das Fahrzeug-Cluster-Display eine geeignete Nachricht für den Bediener an, die angibt, dass Regeneration gesperrt ist, wie durch Block 220 angegeben. Bei einer Ausführungsform kann die Schwelldistanz eine festgelegte Distanz sein, innerhalb der Regeneration gesperrt ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Schwelldistanz eine variable Distanz sein, die von verschiedenen Umständen abhängig ist, wie zum Beispiel der Art des durch die Näherungssensoren erfassten Objekts. Wenn die Näherungssensoren zum Beispiel ein metallisches Objekt erfassen, kann die Schwelldistanz geringer sein, als wenn die Näherungssensoren ein Objekt wie beispielsweise eine Person oder einen Baum erfassen. Die Schwelldistanz kann auch in Abhängigkeit von der erfassten Abgastemperatur variabel sein. Wenn die Abgastemperatur niedriger ist, dann kann die Schwelldistanz kürzer sein. Als Alternative dazu können die Sensoren nur die Gegenwart eines Objekts erfassen und ein Ja-/Nein-Signal anzeigen, wenn sich das Objekt innerhalb des Bereichs der Sensoren befindet, wobei der Bereich der Sensoren die Schwelldistanz sein kann. In Abhängigkeit von der Anwendung kann die Schwelldistanz zum Beispiel einen Meter bis fünf Meter betragen. Natürlich kommen auch andere Schwelldistanzen in Abhängigkeit von den Abgasbedingungen in Betracht.After the controller has received the operator input, the controller checks the vehicle environment using the proximity sensors, such as by block 216 shown. The controller determines if any objects are within a threshold distance from the vehicle. If any objects within the threshold distance of the vehicle are detected, the vehicle cluster display displays an appropriate message to the operator indicating that regeneration is disabled, as by block 220 specified. In one embodiment, the threshold distance may be a fixed distance within which regeneration is disabled. In another embodiment, the threshold distance may be a variable distance that depends on various circumstances, such as the type of object detected by the proximity sensors. For example, when the proximity sensors detect a metallic object, the threshold distance may be less than when the proximity sensors detect an object such as a person or a tree. The threshold distance may also be variable depending on the detected exhaust gas temperature. If the exhaust gas temperature is lower, then the threshold distance may be shorter. Alternatively, the sensors may detect only the presence of an object and indicate a yes / no signal when the object is within the range of the sensors, where the range of the sensors may be the threshold distance. For example, depending on the application, the threshold distance may be one meter to five meters. Of course, other Schwelldistanzen depending on the exhaust conditions come into consideration.
Wenn die Steuerung keine Objekte innerhalb der Schwelldistanz des Fahrzeugs erfasst, zeigt das Fahrzeug-Cluster dem Bediener eine Nachricht an, die anfordert, dass der Bediener bestätigt, dass sich das Fahrzeug an einem geeigneten Ort zur Einleitung der Regeneration befindet, wie durch Block 222 dargestellt. Der Bediener kann unter Verwendung der Bedienereingabe, wie zuvor beschrieben, angeben, dass sich das Fahrzeug an einem geeigneten Ort befindet. Wenn die Steuerung die Bestätigungseingabe erhält, leitet die Steuerung die DPF-Regeneration ein, wie durch Block 223 dargestellt, indem sie, wie zuvor beschrieben, eine Strategie zur Erhöhung der Temperatur des dem DPF zugeführten Abgases verwendet. Das Fahrzeug-Cluster-Display kann dann eine Nachricht für den Bediener anzeigen, die angibt, dass ein Regenerationsereignis erfolgt, wie durch Block 224 dargestellt.If the controller does not detect objects within the threshold distance of the vehicle, the vehicle cluster displays a message to the operator requesting that the operator confirm that the vehicle is at a suitable location to initiate regeneration, as by block 222 shown. The operator may indicate, using the operator input as described above, that the vehicle is in a suitable location. When the controller receives the acknowledgment input, the controller initiates the DPF regeneration, as by block 223 as described above using a strategy to increase the temperature of the exhaust gas supplied to the DPF. The vehicle cluster display may then display a message to the operator indicating that a regeneration event is occurring, such as by block 224 shown.
Nach Einleitung der DPF-Regeneration kann die Steuerung die Umgebung des Fahrzeugs unter Verwendung der Näherungssensoren während des Regenerationsereignisses weiter überwachen, wie durch Block 226 dargestellt. Wenn die Steuerung keine Objekte innerhalb der Schwelldistanz erfasst, läuft das Regenerationsereignis weiter, um die Reinigung des Abgasfilters abzuschließen, wie durch Block 228 dargestellt. Wenn die Näherungssensoren jedoch ein Objekt innerhalb der Schwelldistanz während der DPF-Regeneration erfassen, hebt die Steuerung das Regenerationsereignis auf und/oder beendet es, wie durch Block 229 dargestellt. Dann zeigt das Fahrzeug-Cluster-Display eine zugehörige Nachricht an, dass die Abgasreinigung angehalten hat, wie durch Block 230 dargestellt. Das Fahrzeug-Cluster-Display kann auch anzeigen, dass in der Nähe des Auspuffs ein Objekt erfasst worden ist, wie durch Block 232 dargestellt. Die Regeneration des DPF kann auch durch den Bediener aufgrund von verschiedenen Fahrzeugbedingungen beendet oder angehalten werden. Der Bediener kann das Regenerationsereignis durch eine Eingabe, wie zum Beispiel Drücken des Bremspedals, Schalten des Fahrzeugs in einen Fahrgang oder durch Drücken eines Knopfes oder Schalters beenden. Nach Beendigung des Regenerationsereignisses zeigt das Fahrzeug-Cluster-Display an, dass die Abgasreinigung angehalten hat, wie durch Block 230 dargestellt, und der Bediener kann den Prozess rücksetzen.Upon initiation of DPF regeneration, the controller may continue to monitor the environment of the vehicle using the proximity sensors during the regeneration event, such as by block 226 shown. If the controller does not detect objects within the threshold distance, the regeneration event continues to complete cleaning of the exhaust filter, as by block 228 shown. However, if the proximity sensors detect an object within the threshold distance during DPF regeneration, the controller releases and / or terminates the regeneration event, as by block 229 shown. Then, the vehicle cluster display displays an associated message that the exhaust cleaning has stopped, as by block 230 shown. The vehicle cluster display may also indicate that an object has been detected near the exhaust, as by block 232 shown. The regeneration of the DPF may also be stopped or stopped by the operator due to various vehicle conditions. The operator may terminate the regeneration event by an input, such as depressing the brake pedal, shifting the vehicle into a drive, or by depressing a button or switch. Upon completion of the regeneration event, the vehicle cluster display indicates that the exhaust gas cleaning has stopped, as by block 230 and the operator can reset the process.
Parallel zur Überwachung der Näherungssensoren überwacht die Steuerung das Regenerationsereignis, um zu bestimmen, ob die Abgasreinigung abgeschlossen worden ist, wie durch Block 234 dargestellt. Überwachung des Regenerationsereignisses kann zum Beispiel Überwachung des Differenzialdrucks oder Weiterführen des Ereignisses für eine bestimmte Zeitdauer umfassen. Die Steuerung beendet automatisch das Regenerationsereignis, wenn der DPF gereinigt ist, und das Fahrzeug-Cluster-Display zeigt eine Nachricht an, die dem Bediener angibt, dass der Abgasfilter gereinigt und die Regeneration abgeschlossen ist, wie durch Block 236 dargestellt.In parallel with the monitoring of the proximity sensors, the controller monitors the regeneration event to determine whether the exhaust gas cleaning has been completed, as by block 234 shown. Monitoring the regeneration event may include, for example, monitoring the differential pressure or continuing the event for a certain amount of time. The controller automatically terminates the regeneration event when the DPF is clean and the vehicle cluster display displays a message indicating to the operator that the exhaust filter has been cleaned and regeneration completed, as by block 236 shown.
Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass verschiedene Merkmale der vorliegenden Offenbarung auf andere Motor- und Fahrzeuganwendungen, bei denen sich Abgastemperaturen in gewisser Nähe zum Fahrzeug nachteilig auf umgebende Objekte auswirken können, als DPF-Regeneration angewandt werden kann. Somit reduzieren oder beseitigen Systeme und Verfahren zum Steuern der DPF-Regeneration gemäß der vorliegenden Offenbarung die Möglichkeit, dass sich während der Regeneration abgeführte Wärme nachteilig auf irgendein Objekt oder irgendeine Person in der Nähe des Fahrzeugauspuffs auswirkt. Die Verwendung bestehender Fahrzeugnäherungssensoren, die auch für Park- und/oder Rücksetzmanöver verwendet werden können, gewährleistet zusätzliche Merkmalsfunktionalität ohne das Erfordernis zusätzlicher Fahrzeughardware und zugehöriger Kosten und Komplexität.One of ordinary skill in the art appreciates that various features of the present disclosure may be applied to other engine and vehicle applications where exhaust gas temperatures in some proximity to the vehicle may adversely affect surrounding objects than DPF regeneration. Thus, systems and methods for controlling DPF regeneration according to the present disclosure reduce or eliminate the possibility that heat dissipated during regeneration adversely affects any object or person in the vicinity of the vehicle exhaust. The use of existing vehicle proximity sensors, which may also be used for parking and / or reset maneuvers, provides additional feature functionality without the need for additional vehicle hardware and associated cost and complexity.
Obgleich die beste Durchführungsweise ausführlich beschrieben worden ist, sind für den Fachmann verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche ersichtlich. Verschiedene Ausführungsformen wurden zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen und/oder Vorrichtungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften beschrieben, jedoch können, wie für den Fachmann offensichtlich ist, zwischen einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um die gewünschten Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, was von der besonderen Anwendung abhängig ist. Zu diesen Merkmalen gehören unter anderem: Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. Jegliche der hier bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften gemäß einem oder einem anderen Aspekt als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen und/oder als Vorrichtungen des Stands der Technik beschriebenen Ausführungsformen liegen nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung oder der Ansprüche.Although the best mode has been described in detail, various alternative constructions and embodiments will be apparent to those skilled in the art within the scope of the following claims. While various embodiments have been presented as advantages or preferred over other embodiments and / or devices of the prior art with respect to one or more desired properties, as will be apparent to those skilled in the art, one or more of the characteristics may be compromised to those desired To achieve overall system features, which depends on the particular application. These features include, but are not limited to: cost, strength, longevity, life-cycle cost, marketability, appearance, packaging, size, ease of maintenance, weight, manufacturability, ease of assembly, etc. Any of these herein as one or more properties are considered to be less according to one aspect or another desirable embodiments than other embodiments and / or as devices of the prior art described embodiments are not outside the scope of the disclosure or the claims.
