DE102012221632A1

DE102012221632A1 - System und Verfahren zum Ermitteln eines Abgassystemzustandes

Info

Publication number: DE102012221632A1
Application number: DE102012221632A
Authority: DE
Inventors: Vincent J. Tylutki; Janean E. Kowalkowski; Benjamin Radke
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: CN103133107B; US8978357B2; DE102012221632B4; US20130139490A1; CN103133107A

Abstract

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Ermittlung eines Abgassystemzustands ein Ermitteln, ob eine Reaktion in einem Oxidationskatalysator akzeptabel arbeitet, auf Grundlage einer ermittelten Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und einem Ermitteln einer Temperatur des aus einem Partikelfilter strömenden Abgases. Das Verfahren umfasst ferner ein Ermitteln einer Temperatur des in den Oxidationskatalysator strömenden Abgases, ein Ermitteln eines Abgassystemzustands auf Grundlage einer ersten Differenz zwischen der Temperatur des aus dem Partikelfilter strömenden Abgases und der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und einer zweiten absoluten Differenz zwischen der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und der Temperatur des in den Oxidationskatalysator strömenden Abgases und ein Kommunizieren eines Signals, um den ermittelten Abgassystemzustand festzustellen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Verfahren und Systeme zur Ermittlung des Zustandes von Abgassystemen von Verbrennungsmotoren.
HINTERGRUND
Ein Motorsteuermodul eines Verbrennungsmotors steuert das Gemisch von Kraftstoff und Luft, das an Brennräume in Zylindern des Motors geliefert wird. Nachdem das Luft/Kraftstoff-Gemisch gezündet ist, findet eine Verbrennung statt, und die Verbrennungsgase verlassen die Brennräume durch die Abgasventile. Die Verbrennungsgase werden durch einen Abgaskrümmer zu einem katalytischen Wandler und/oder anderen Komponenten von Abgasnachbehandlungssystemen gelenkt.
Hersteller von Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, sehen sich der herausfordernden Aufgabe einer Einhaltung gegenwärtiger und zukünftiger Emissionsstandards für die Freisetzung von Stickoxiden, insbesondere Stickstoffmonoxid wie auch nicht verbrannten und teilweise oxidierten Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid, Partikeln und anderen Verbrennungsnebenprodukten gegenüber. Um die Emissionen von Verbrennungsmotoren zu reduzieren, wird ein Abgasnachbehandlungssystem verwendet, um Emissionskriterien für das Abgas zu erfüllen.
Abgasnachbehandlungssysteme umfassen typischerweise eine oder mehrere Nachbehandlungsvorrichtungen, wie Partikelfilter, Oxidationskatalysatoren, Vorrichtungen für selektive katalytische Reduktion, NO_x-Fänger, Mischelemente und Harnstoff/Kohlenwasserstoff-Einspritzeinrichtungen. Die Temperatur des in dem System strömenden Abgases kann durch die Leistungsfähigkeit einiger Abgassystemkomponenten beeinflusst werden. Beispielsweise kann ein Oxidationskatalysator eine gewählte Zeitdauer benötigen, nach dem der Motor gestartet ist, um seine ”Anspring”- oder Betriebstemperatur zu erreichen. Ein Partikelfilter kann sich direkt auf eine über Oxidationskatalysator erzeugte Exotherme verlassen, um die Abgastemperatur auf einen gewählten Wert anzuheben und auf diesem zu halten, bei dem eine Regeneration (d. h. Verbrennen von Partikeln, die sich in dem Filter angesammelt haben) stattfindet. Somit kann das aus Abgaskomponenten stromaufwärts des Partikelfilters strömende Abgas die Leistungsfähigkeit des Filters beeinflussen. Demgemäß kann, falls Komponenten nicht effizient arbeiten, eine Angabe der spezifischen Ursache einer reduzierten Leistungsfähigkeit bei der Wartung des Systems nützlich sein. In einigen Fällen ist die dem Nutzer oder Techniker bereitgestellte Information nicht spezifisch genug, um während der Wartung eine genaue Ermittlung von Leistungsmängeln zu ermöglichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Verfahren zur Ermittlung eines Abgassystemzustands ein Ermitteln, ob eine Reaktion in einem Oxidationskatalysator akzeptabel arbeitet, auf Grundlage einer ermittelten Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und ein Ermitteln einer Temperatur des aus einem Partikelfilter strömenden Abgases auf. Das Verfahren weist ferner ein Ermitteln einer Temperatur des in den Oxidationskatalysator strömenden Abgases, ein Ermitteln eines Abgassystemzustands auf Grundlage einer ersten Differenz zwischen der Temperatur des aus dem Partikelfilter strömenden Abgases und der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und einer zweiten Differenz zwischen der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und der Temperatur des in den Oxidationskatalysator strömenden Abgases, wobei die zweite Differenz eine absolute Temperaturdifferenz ist, und ein Kommunizieren eines Signals auf, um den ermittelten Abgassystemzustand festzustellen.
Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Abgassystem einen Oxidationskatalysator und einen Partikelfilter auf, um Abgas von dem Oxidationskatalysator aufzunehmen. Das System weist auch einen Controller auf, der derart konfiguriert ist, einen Abgassystemzustand auf der Grundlage einer ersten Differenz zwischen einer Temperatur des aus dem Partikelfilter strömenden Abgases und einer Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und einer zweiten Differenz zwischen der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und einer Temperatur des in den Oxidationskatalysator strömenden Abgases zu ermitteln und ein Signal zur Feststellung des ermittelten Abgassystemzustands zu kommunizieren, wobei die zweite Differenz eine absolute Temperaturdifferenz ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten sind nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen gezeigt, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, in welchen:
1 einen beispielhaften Verbrennungsmotor zeigt, der ein beispielhaftes Abgasnachbehandlungssystem aufweist; und
2 ein Diagramm eines beispielhaften Prozesses zur Ermittlung eines Zustands eines Abgasnachbehandlungssystems ist.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Gebräuche zu beschränken. Es sei zu verstehen, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben. Die hier verwendeten Begriffe Controller und Modul betreffen eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Bei Ausführungsformen können ein Controller oder Steuermodul ein oder mehrere Sub-Controller oder Sub-Module aufweisen.
1 ist ein schematisches Schaubild einer Ausführungsform eines Motorsystems 100. Das Motorsystem 100 umfasst einen Verbrennungsmotor 102, ein Abgasnachbehandlungssystem 104 und einen Motorcontroller 106. Der Verbrennungsmotor 102 kann ein beliebiger geeigneter Motor sein, wie ein Diesel- oder Ottomotor. Das Abgasnachbehandlungssystem 104 weist einen Abgaskrümmer 108 und eine Abgasleitung 112 auf. Zylinder 116 sind in dem Verbrennungsmotor 102 angeordnet, wobei die Zylinder 116 eine Kombination von Verbrennungsluft und Kraftstoff aufnehmen. Das Verbrennungsluft/Kraftstoff-Gemisch wird verbrannt, was in einer Hubbewegung von Kolben (nicht gezeigt) resultiert, die in den Zylindern 116 angeordnet sind. Die Hubbewegung der Kolben rotiert eine Kurbelwelle (nicht gezeigt), um Antriebsleistung an einen Fahrzeugantriebsstrang (nicht gezeigt) oder an einen Generator oder einen anderen stationären Empfänger derartiger Leistung (nicht gezeigt) in dem Fall einer stationären Anwendung des Verbrennungsmotors 102 zu liefern. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches bewirkt eine Strömung von Abgas 118 durch den Abgaskrümmer 108, die Abgasleitung 112 und einen Oxidationskatalysator 122, eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion 120 und einen Partikelfilter (”PF”) 124. Das Abgasnachbehandlungssystem 104 führt eine Reduktion, Oxidation, ein Abfangen oder eine andere Behandlung verschiedener regulierter Bestandteile des Abgases 118, wie Partikel, vor ihrer Freisetzung in die Atmosphäre aus.
Der Oxidationskatalysator (”OC”) 122 kann beispielsweise ein Durchström-Metall- oder Keramik-Monolithsubstrat aufweisen, das in eine intumeszente oder quellende Matte oder einen anderen geeigneten Träger gewickelt ist, die/der sich bei Erwärmung ausdehnt, wobei das Substrat gesichert und isoliert wird. Das Substrat kann in eine Schale oder einen Kanister aus rostfreiem Stahl mit einem Einlass und einem Auslass in Fluidkommunikation mit der Abgasleitung 112 eingebaut sein. Die Oxidationskatalysatorverbindung kann als ein Washcoat aufgetragen werden und kann Metalle der Platingruppe aufweisen, wie Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh) oder andere geeignete oxidierende Katalysatoren. Die Vorrichtung 120 für selektive katalytische Reduktion (”SCR”) kann zum Beispiel ein Durchström-Keramik- oder Metall-Monolithsubstrat aufweisen, das in eine intumeszente bzw. quellende Matte oder einen anderen geeigneten Träger gewickelt ist, die/der sich bei Erwärmung ausdehnt, wobei das Substrat gesichert und isoliert wird. Das Substrat kann in eine Schale oder einen Kanister aus rostfreiem Stahl mit einem Einlass und einem Auslass in Fluidkommunikation mit der Abgasleitung 112 eingebaut sein. Das Substrat kann eine daran aufgebrachte SCR-Katalysatorzusammensetzung aufweisen. Die SCR-Katalysatorzusammensetzung kann einen Zeolith sowie eine oder mehrere Basismetallkomponenten aufweisen, wie Eisen (Fe), Kobalt (Co), Kupfer (Cu) oder Vanadium (V), die effizient dazu dienen können, NOx-Bestandteile in dem Abgas 118 in der Anwesenheit eines Reduktionsmittels, wie Ammoniak (NH3) umzuwandeln. Ein NH3-Reduktionsmittel kann von einer Fluidversorgung 125 (Reduktionsmittelversorgung) geliefert werden und in das Abgas 118 an einer Stelle stromaufwärts der SCR-Vorrichtung 120 unter Verwendung einer Einspritzeinrichtung eingespritzt werden. Das Reduktionsmittel kann in der Form eines Gases, einer Flüssigkeit oder einer wässrigen Harnstofflösung vorliegen und kann mit Luft in der Einspritzeinrichtung gemischt werden, um die Dispersion des eingespritzten Sprühnebels zu unterstützen. Es kann auch ein Mischer in dem Abgasnachbehandlungssystem angeordnet sein, um ein Mischen des Reduktionsmittels mit dem Abgas 118 weiter zu unterstützen. Bei einer Ausführungsform kann eine zweite Fluidversorgung, wie eine Kohlenwasserstoff-Einspritzeinrichtung (HCI) 127 verwendet werden, um eine Temperaturzunahme für das Abgas 118 zu bewirken. Das Verbrennen oder die Oxidation von Kohlenwasserstoffen von der HCI 127 in der OC-Vorrichtung 122 bewirkt eine Zunahme der Abgastemperatur, die für einen Regenerationsprozess verwendet werden kann. Bei einem Beispiel kann die OC-Vorrichtung 122 dazu verwendet werden, Kohlenwasserstoff (''HC) von der HCI 127 in einer exothermen Reaktion zu verbrennen, die dazu dient, die angesammelten Partikel in dem PF 124 zu verbrennen. Das Auslösen der Regeneration des PF 124 erfolgt typischerweise bei einer gewählten Anspring- oder Betriebstemperatur, wobei die exotherme Reaktion bewirkt, dass die Abgastemperatur die Anspringtemperatur erreicht.
Bei einer Ausführungsform sind das Abgasnachbehandlungssystem 104 und die Fluidversorgungen 125, 127 funktional mit dem Motorcontroller 106 (auch als ”Controller” oder ”Steuermodul” bezeichnet) gekoppelt und durch diesen gesteuert. Der Motorcontroller 106 sammelt Information bezüglich des Betriebs des Verbrennungsmotors 102 von den Sensoren 128a–128n, wie Temperatur (Ansaugsystem, Abgassystem, Motorkühlmittel, Umgebung etc.), Druck, Abgasdurchflüssen, Partikelniveaus und NOx-Konzentrationen. Der Motorcontroller 106 kann die Menge von NH3-Reduktionsmittel 125 oder eines anderen geeigneten emissionsreduzierenden Fluides einstellen, das in das Abgasnachbehandlungssystem 104 eingespritzt wird. Ferner kann der Controller 106 auch derart konfiguriert sein, um gewählte Prozesse oder Betriebsabläufe auf Grundlage der erfassten Parameter auszuführen, wie Regenerationsprozesse auf Grundlage erfasster Partikelniveaus in dem Partikelfilter 124. Bei einer beispielhaften Ausführungsform tritt die Abgasströmung 118 in die Oxidationskatalysatorvorrichtung 122 ein, die bei einigen Ausführungsformen eng mit dem Motor 102 gekoppelt sein kann, um Wärmeverlust zu minimieren und eine Emissionsreduzierung zu unterstützen. Bei einer Ausführungsform erfolgt eine exotherme Reaktion über Die Oxidationskatalysatorvorrichtung 122, wenn überschüssige Kohlenwasserstoffe eingespritzt werden, wobei die Reaktion eine erhöhte Temperatur für das durch den PF 124 aufgenommene Abgas zur Regeneration bereitstellt.
Der PF 124 ist stromabwärts der OC-Vorrichtung 122 und der SCR-vorrichtung 120 angeordnet. Der Partikelfilter 124 dient dazu, das Abgas 118 von Kohlenstoff und anderen Partikeln, einschließlich Ruß, zu filtern. In Ausführungsformen kann der PF 124 unter Verwendung eines keramischen Wandströmungs-Monolithfilters aufgebaut sein, der in eine isolierende Matte oder einen anderen geeigneten Träger gewickelt ist, die/der den Filter sichert und isoliert. Der Filter kann in eine Schale oder einen Kanister eingebaut sein, die/der zum Beispiel aus rostfreiem Stahl besteht und der einen Einlass und einen Auslass in Fluidkommunikation mit der Abgasleitung 112 aufweist. Der keramische Wandströmungsmonolithfilter kann eine Mehrzahl sich längs erstreckender Durchgänge besitzen, die durch sich längs erstreckende Wände definiert sind. Die Durchgänge umfassen einen Untersatz von Einlassdurchgängen, die ein offenes Einlassende und ein geschlossenes Auslassende besitzen, sowie einen Untersatz von Auslassdurchgängen, die ein geschlossenes Einlassende und ein offenes Auslassende besitzen. Abgas 118, das in den Filter durch die Einlassenden der Einlassdurchgänge eintritt, wird durch benachbarte, sich längs erstreckende Wände zu den Auslassdurchgängen getrieben. Durch diesen beispielhaften Wandströmungsmechanismus wird das Abgas 118 von Kohlenstoff und anderen Partikeln gefiltert. Die gefilterten Partikel werden an den sich in Längsrichtung erstreckenden Wänden der Einlassdurchgänge abgelagert, und besitzen mit der Zeit die Wirkung der Erhöhung des Abgasgegendrucks, dem der Verbrennungsmotor 102 ausgesetzt ist. Es sei angemerkt, dass der keramische Wandströmungsmonolithfilter lediglich beispielhafter Natur ist und dass der PF 124 andere Filtervorrichtungen aufweisen kann, wie gewickelte oder gepackte Faserfilter, offenzellige Schäume, gesinterte Metallfasern, etc. Bei Ausführungsformen können die SCR-vorrichtung 120 und der PF 124 in dem selben Kanister angeordnet sein. Bei anderen Ausführungsformen kann die SCR-Vorrichtung 120 in einem separaten Kanister stromaufwärts des PF 124 platziert sein Das angesammelte Partikelmaterial in dem PF 124 wird periodisch gereinigt oder regeneriert, um einen Abgassystemgegendruck zu reduzieren. Die Regeneration betrifft die Oxidation oder das Verbrennen des angesammelten Kohlenstoffs und anderer Partikel (auch einschließlich Ruß) typischerweise in einer Hochtemperaturumgebung (z. B. bei oder oberhalb 600°C). Bei einer Ausführungsform wird ein erhöhtes Partikelniveau in dem PF 124 durch Sensoren 128a–128n in Signalkommunikation mit dem Controller 106 erfasst, und es kann eine Regeneration ausgeführt werden. Ein beispielhafter Regenerationsprozess umfasst eine Einführung von überschüssiger thermischer Energie in das Abgasnachbehandlungssystem 104 durch Einführen von Kraftstoff (über die HCI 127) in das Abgas 118 zur Oxidation in der OC-Vorrichtung 122, wodurch die Temperatur des in den PF 124 eintretenden Abgases 118 erhöht wird. Die Temperatur und andere Abgasparameter des Abgases 118 können durch ein beliebiges geeignetes Verfahren ermittelt werden, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Modellieren und Sensormessungen. Beispielsweise können Abgastemperaturmessungen von einem Sensor 130 nahe dem Einlass der OC-Vorrichtung 122, einem Sensor 132 nahe dem Auslass der OC-Vorrichtung 122, einem Sensor 134 nahe dem Einlass des PF 124 und einem Sensor 136 nahe an dem Auslass des PF 124 genommen werden.
Die Sensoren 130, 132, 134 und 136 sind mit dem Controller 106 gekoppelt, der die Messsignale empfängt und Information, einschließlich der Temperaturdaten, verwendet, um einen Zustand eines oder mehrerer Abgassystemkomponenten zu ermitteln. Bei einer Ausführungsform werden die Zustande über ein Signal oder ein anderes geeignetes Mittel an eine Anzeige 138 kommuniziert. Die beispielhafte Anzeige 138 kann eine Anzeige sein, die einem Nutzer oder einem Wartungstechniker sichtbar ist.
Bei einer Ausführungsform kann sich der Wartungstechniker mit dem System über ein Diagnosewerkzeug verbinden, das das Kommunikationssignal als einen Wartungscode empfängt, der der Leistungsfähigkeit spezifischer Motorkomponenten entspricht. Bei einer Ausführungsform sieht der Controller 106 eine Angabe eines Abgassystemzustands vor, der die Leistungsfähigkeit der HCI 127 und/oder der OC-Vorrichtung 122 beschreibt. Genauer sieht das System eine Angabe der spezifischen Leistungswirkungsgrade und/oder Leistungsänderungen entweder der HCI oder des Oxidationskatalysators vor, um eine Reparatur zu vereinfachen und einen Kundendienst zu verbessern.
2 ist ein Flussdiagramm 200 von beispielhaften Schritten eines Prozesses, um einem Abgassystemzustand zu ermitteln. Zur Vereinfachung der Erläuterung sind die beispielhaften Schritte unter Bezugnahme auf das Abgasnachbehandlungssystem 104, das in 1 gezeigt ist, diskutiert. Es sei zu verstehen, dass die Schritte in beliebiger geeigneter Folge ausgeführt werden können und nicht auf das veranschaulichte Diagramm beschränkt sind. Bei einem Block 202 wird die Abgassystembewertung ausgelöst. Die Bewertung kann auf Grundlage eines erfassten Parameters in dem Motor, eines gesetzten Zeitintervalls zwischen periodischen Bewertungen oder irgendeiner anderen geeigneten Ursache zur Bewertung ausgelöst werden. Genauer wird die gezeigte Bewertung verwendet, um den Zustand der HCI 127 und/oder der OC-Vorrichtung 122 zu ermitteln. Bei Block 204 wird eine Reaktion in der OC-Vorrichtung 122 bewertet und/oder analysiert, um zu ermitteln, ob der OC akzeptabel arbeitet, indem ein gemessener und/oder berechneter Wert mit einer gewählten Schwelle verglichen wird. Die Bewertung des OC kann durch eine beliebige geeignete Technik, wie unter Verwendung von Messungen, Modellierung und/oder Datenanalyse ausgeführt werden. Bei einer Ausführungsform wird die folgende Gleichung verwendet, um die OC-Leistungsfähigkeit über ein Wirkungsgradverhältnis zu bewerten:
wobei

T_DS: = Temperatur stromabwärts des OC;
TNoEx: = Temperatur stromabwärts des OC ohne eine exotherme Reaktion, wie, wenn der OC ausgefallen ist (ermittelt durch Testen und/oder Modellieren); und
TMod: = Temperatur stromabwärts des OC mit einer korrekten exothermen Reaktion in dem OC (ermittelt durch Testen und/oder Modellieren).

Bei einer Ausführungsform ist T_DS die Temperatur des Abgases 118 stromabwärts der OC-Vorrichtung 122, wie durch den Sensor 132 und/oder den Sensor 134 ermittelt ist. T_MOD- und T_NoEX-Werte können durch ein beliebiges geeignetes Verfahren ermittelt werden, wie durch Testen und/oder Modellieren des Abgassystems mit den gewählten Zuständen und Konfiguration. Bei einem Beispiel gibt ein Wirkungsgradverhältnis (auch als ”Wirkungsgradwert” bezeichnet) von etwa 1 eine akzeptabel arbeitende und funktionale OC-Vorrichtung 122 und HCI 127 an. Bei Block 204 wird das Wirkungsgradverhältnis mit einer vorermittelten Schwelle verglichen, um ein Niveau der Komponentenleistungsfähigkeit der OC-Vorrichtung 122 und/oder der HCI 127 zu ermitteln. Ein Wirkungsgradverhältniswert, der kleiner als die Schwelle ist, gibt einen reduzierten Wirkungsgrad für eine oder mehrere Komponenten an, während ein Wert, der größer als die Schwelle ist, angibt, dass die Abgaskomponenten akzeptabel arbeiten. Beispielsweise kann ein Schwellenwert für eine akzeptable Komponentenleistungsfähigkeit etwa 0,5 sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Schwellenwert etwa 0,2 betragen. Wenn der Wirkungsgradverhältniswert mit der Schwelle verglichen wird und angibt, dass die Leistungsfähigkeit akzeptabel ist, bewegt sich der Prozess zu Block 206, wo der Motor einen normalen Betrieb fortsetzt, da die Abgaskomponenten die Bewertung bestanden haben.
Wenn der Wirkungsgradverhältniswert im Vergleich zu der Schwelle angibt, dass die Abgassystemleistungsfähigkeit einen reduzierten Wirkungsgrad aufweist, fährt der Prozess zu Block 208 fort, wo eine weitere Bewertung und Analyse stattfindet. Bei Block 208 können ermittelte Parameter, eine Modellierung und/oder Algorithmen verwendet werden, um weiter einen Komponentenbetrieb zu ermitteln. Beispielsweise wird eine Differenz zwischen der Abgastemperatur an dem Auslass des PF 124 und dem Auslass der OC-Vorrichtung 122 mit einem ersten Schwellenwert verglichen. Bei einer Ausführungsform wird die Temperatur des aus dem PF 124 strömenden Abgases durch den Sensor 136 ermittelt, und die Temperatur des aus der OC-Vorrichtung 122 strömenden Abgases wird durch den Sensor 132 und/oder den Sensor 134 ermittelt. Die Differenz wird mit dem ersten Schwellenwert verglichen, wobei eine Differenz, die größer als die Schwelle ist, eine ”Ja”-Anzeige bereitstellt, und eine Differenz, die kleiner als die Schwelle ist, eine ”Nein”-Anzeige bereitstellt. Die ”Nein”-Ermittlung führt den Prozess weiter zu Block 210, während die ”Ja”-Ermittlung den Prozess zu Block 212 weiterführt. Der Block 210 sieht eine Angabe vor, dass der Wirkungsgrad der HCI 127 in Frage gestellt ist. Bei einer Ausführungsform wird die Angabe des Abgassystemzustands durch ein Signal von dem Controller 106 an den Anwender und/oder Wartungstechniker (z. B. an die Anzeige 138) bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform beträgt der erste Schwellenwert etwa 70 bis etwa 130°C. Bei einer anderen Ausführungsform beträgt der erste Schwellenwert etwa 100°C.
In dem Fall einer ”Ja”-Ermittlung bei Block 208 ermittelt der Block 212 ein Delta oder eine Absolutänderung der Temperatur (d. h. Absolutwert der Differenz zwischen Temperaturen, ”Differenz” oder ”Absolutdifferenz”) zwischen der Abgastemperatur an dem Einlass und dem Auslass der OC-Vorrichtung 122 und vergleicht das Delta mit einem zweiten Schwellenwert. Wie diskutiert ist, ist die absolute Differenz oder das Delta die Variation der gewählten Variable. Bei einer Ausführungsform wird die Temperatur des in die OC-Vorrichtung 122 strömenden Abgases durch den Sensor 130 ermittelt, und die Temperatur des aus der OC-Vorrichtung 122 strömenden Abgases wird durch den Sensor 132 und/oder den Sensor 134 ermittelt. Der Deltawert wird mit dem zweiten Schwellenwert verglichen, wobei ein Delta, das kleiner als die zweite Schwelle ist, eine ”Ja”-Anzeige bereitstellt, und ein Delta, das größer als die Schwelle ist, eine ”Nein”-Anzeige bereitstellt. Die ”Nein”-Ermittlung führt den Prozess zu Block 210 für eine Angabe einer HCI-Untersuchung durch den Bediener oder Wartungstechniker fort, während die ”Ja”-Ermittlung den Prozess zu Block 214 fortführt. Bei Block 214 gibt der Prozess an, dass die OC-Vorrichtung 122 einen reduzierten Wirkungsgrad besitzt und eine Reparatur oder einen Austausch erfordern kann. Die Angabe der Reduzierung des Wirkungsgrads der OC-Vorrichtung 122 kann durch ein Signal von dem Controller 106 dem Anwender und/oder Wartungstechniker, wie über die Anzeige 138, bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform beträgt der zweite Schwellenwert etwa 70 bis etwa 130°C. Bei einer anderen Ausführungsform beträgt der zweite Schwellenwert etwa 100°C.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei dem Fachmann zu verstehen, dass verschiedene Änderungen durchgeführt und Äquivalente gegen Elemente derselben ohne Abweichung von dem Schutzumfang der Erfindung ersetzt werden können. Zusätzlich können viele Modifikationen ausgeführt werden, um eine ermittelte Situation oder ein ermitteltes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang davon abzuweichen. Daher ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die ermittelten Ausführungsformen, die offenbart sind, beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umschließt, die in den Schutzumfang der Anmeldung fallen.

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Abgassystemzustands, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln, ob eine Reaktion in einem Oxidationskatalysator akzeptabel arbeitet, auf Grundlage einer ermittelten Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases; Ermitteln einer Temperatur des aus einem Partikelfilter strömenden Abgases; Ermitteln einer Temperatur des in den Oxidationskatalysator strömenden Abgases; Ermitteln eines Abgassystemzustands auf Grundlage einer ersten Differenz zwischen der Temperatur des aus dem Partikelfilter strömenden Abgases und der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und einer zweiten Differenz zwischen der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und der Temperatur des in den Oxidationskatalysator strömenden Abgases, wobei die zweite Differenz eine absolute Temperaturdifferenz ist; und Kommunizieren eines Signals, um den ermittelten Abgassystemzustand festzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob die Reaktion in dem Oxidationskatalysator akzeptabel arbeitet, ein Vergleichen modellierter Temperaturen des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und der ermittelten Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases umfasst, um einen Wirkungsgradwert zu ermitteln, der mit einer ersten Schwelle verglichen wird, um eine Reaktionsleistungsfähigkeit zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abgassystemzustand eine Wirkungsgradreduzierung des Oxidationskatalysators und/oder eine Wirkungsgradreduzierung einer Kohlenwasserstoffeinspritzeinrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des Abgassystemzustands ein Vergleichen der ersten Differenz mit einer zweiten Schwelle und ein Vergleichen der zweiten Differenz mit einer dritten Schwelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Oxidationskatalysator eine Wirkungsgradreduzierung besitzt, falls die erste Differenz größer als die zweite Schwelle ist und die zweite Differenz kleiner als die dritte Schwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die zweite Schwelle etwa gleich der dritten Schwelle ist.
Abgassystem, umfassend: einen Oxidationskatalysator; einen Partikelfilter, um Abgas von dem Oxidationskatalysator aufzunehmen; und einen Controller, der derart konfiguriert ist, um einen Abgassystemzustand auf der Grundlage einer ersten Differenz zwischen einer Temperatur des aus dem Partikelfilter strömenden Abgases und einer Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und einer zweiten Differenz zwischen der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases und einer Temperatur des in den Oxidationskatalysator strömenden Abgases zu ermitteln und ein Signal zu kommunizieren, um den ermittelten Abgassystemzustand festzustellen, wobei die zweite Differenz eine absolute Temperaturdifferenz ist.
System nach Anspruch 7, wobei der Controller derart konfiguriert ist, eine akzeptable oder inakzeptable Leistungsfähigkeit einer Reaktion in dem Oxidationskatalysator auf Grundlage eines Vergleichs eines Wirkungsgradwerts mit einer ersten Schwelle zu ermitteln, wobei die inakzeptable Leistungsfähigkeit durch eine Wirkungsgradreduzierung des Oxidationskatalysators und/oder einer Kohlenwasserstoffeinspritzeinrichtung bewirkt wird.
System nach Anspruch 8, wobei der Controller den Wirkungsgradwert auf Grundlage der Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases, einer Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases bei ordnungsgemäßer Funktion und einer Temperatur des aus dem Oxidationskatalysator strömenden Abgases bei nicht ordnungsgemäßer Funktion ermittelt.
System nach Anspruch 7, wobei der Abgassystemzustand eine Wirkungsgradreduzierung des Oxidationskatalysators oder eine Wirkungsgradreduzierung einer Kohlenwasserstoffeinspritzeinrichtung umfasst.