DE102013206040A1

DE102013206040A1 - Diagnose eines Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffumwandlungswirkungsgrads für ein Dieselnachbehandlungssystem

Info

Publication number: DE102013206040A1
Application number: DE102013206040A
Authority: DE
Inventors: Igor Anilovich; Janean E. Kowalkowski; Cheryl J. Stark; Ognyan N. Yanakiev; John F. Van Gilder
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2033-04-06
Also published as: US8839602B2; CN103362621A; CN103362621B; US20130263577A1; DE102013206040B4

Abstract

Ein Verfahren zum Bewerten eines Nicht-Methan-Kohlenwasserstoff(NMHC-)Umwandlungswirkungsgrads in einem Dieselnachbehandlungs(AT-)System mit einem Dieseloxidationskatalysator (DOC), der stromaufwärts eines Dieselpartikelfilters (DPF) angeordnet ist, umfasst ein Regenerieren des AT-Systems. Zusätzlich überwacht das Verfahren DOC-Einlass- und -Auslasstemperaturen während der Regeneration. Das Verfahren bewertet auch, ob der DOC bei oder über einem Schwellenwirkungsgrad arbeitet, indem eine DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz ermittelt wird und die ermittelte Einlass/Auslasstemperaturdifferenz mit einer Schwellen- Einlass/Auslasstemperaturdifferenz verglichen wird. Das Verfahren überwacht auch eine DPF-Auslasstemperatur, falls der DOC bei oder über dem Schwellenwirkungsgrad arbeitet, und ermittelt eine DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperaturdifferenz. Das Verfahren bewertet zusätzlich, ob der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad des DPF bei oder über einem Schwellenwert liegt, indem die ermittelte DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperaturdifferenz mit einer Schwellen-DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperaturdifferenz verglichen wird. Es sind auch ein System und ein Verfahren offenbart.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung ist auf ein System und ein Verfahren zum Bewerten eines Umwandlungswirkungsgrads von Nicht-Methan-Kohlenwasserstoff (NMHC von engl.: ”non-methane hydrocarbon”) eines Systems zur Nachbehandlung (AT von engl.: ”after-treatment”) für einen Dieselmotor gerichtet.
HINTERGRUND
Es sind verschiedene Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie Partikelfilter und andere Vorrichtungen, entwickelt worden, um Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren effektiv zu begrenzen. In dem Fall von Kompressionszündungs- oder Dieselmotoren muss weiterhin eine große Anstrengung aufgewendet werden, um praktische und effiziente Vorrichtungen und Verfahren zu entwickeln, um Emissionen von größtenteils kohlenstoffhaltigen Partikeln zu reduzieren, die ansonsten in dem Abgas des Motors vorhanden wären.
Ein Nachbehandlungssystem für ein modernes Dieselmotorabgas enthält typischerweise einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) als eine der Vorrichtungen für einen derartigen Zweck. Ein DOC enthält allgemein Edelmetalle, wie Platin und/oder Palladium, die als Katalysatoren dienen, um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid, die in der Abgasströmung vorhanden sind, in Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren. Es können jedoch eine signifikante Menge an Kohlenwasserstoffemissionen des Motors an dem DOC brennen und erhöhte Temperaturen und einen schließlichen Schaden an dem Katalysator bewirken.
Zusätzlich kann ein Nachbehandlungssystem auch einen Dieselpartikelfilter (DPF) zum Sammeln und Beseitigen des Ruß-Partikelmaterials enthalten, das von einem Dieselmotor ausgestoßen wird, bevor das Abgas an die Atmosphäre ausgegeben wird. Ein typischer DPF wirkt als ein Fänger zur Entfernung des Partikelmaterials von dem Abgasstrom. Ähnlich einem DOC enthält der DPF Edelmetalle, wie Platin und/oder Palladium, die als Katalysatoren dienen, um Ruß und Kohlenwasserstoffe, die in dem Abgasstrom vorhanden sind, weiter zu oxidieren. Der DPF kann unter Verwendung von überhitztem Abgas regeneriert oder gereinigt werden, um das angesammelte Partikelmaterial wegzubrennen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Bewerten eines Nicht-Methan-Kohlenwasserstoff(NMHC-)Umwandlungswirkungsgrads in einem Dieselmotornachbehandlungs-(AT-)System umfasst ein Regenerieren des AT-Systems, das einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) aufweist, der stromaufwärts eines Dieselpartikelfilters (DPF) angeordnet ist. Das Verfahren umfasst auch ein Überwachen der DOC-Einlass- und Auslasstemperaturen während der Regeneration. Das Verfahren umfasst auch ein Bewerten, ob der DOC bei oder oberhalb eines Schwellen-DOC-Wirkungsgrads arbeitet, indem die Differenz zwischen den DOC-Einlass und Auslasstemperaturen ermittelt wird und die ermittelte DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz mit einer Schwellen-DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz verglichen wird.
Das Verfahren umfasst auch ein Überwachen der DPF-Auslasstemperatur, wenn der DOC als bei oder über dem Schwellen-DOC-Wirkungsgrad arbeitend ermittelt wird, und ein Ermitteln der Differenz zwischen der DOC-Betriebstemperatur und der DPF-Auslasstemperatur. Die DOC-Betriebstemperatur kann entweder an dem Einlass oder an dem Auslass des DOC gemessen werden. Das Verfahren umfasst zusätzlich ein Bewerten, ob der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad des DPF in dem AT-System sich bei oder oberhalb eines Schwellen-NMHC-Umwandlungswirkungsgrads befindet, indem die ermittelte DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz mit einer Schwellen-DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz verglichen wird.
Der DOC kann als fehlerhaft ermittelt werden, wenn die ermittelte DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz kleiner als die Schwellen-DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz ist. Gemäß dem Verfahren kann auch ein Signal erzeugt werden, das angibt, dass der DOC fehlerhaft ist.
Der DPF kann als fehlerhaft ermittelt werden, wenn die ermittelte DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz kleiner als die Schwellen-DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz ist. Gemäß dem Verfahren kann auch ein Signal erzeugt werden, das angibt, dass der DPF fehlerhaft ist.
Das Verfahren kann zusätzlich ein Verlängern der Regeneration des AT-Systems umfassen, um im Wesentlichen das gesamte Partikelmaterial von dem DPF vor der Überwachung der DPF-Auslasstemperatur zu verbrennen.
Gemäß dem Verfahren kann jede der Aktionen zur Regeneration des DOC- und DPF-Systems, zum Überwachen der DOC-Einlass- und Auslasstemperaturen, zum Bewerten, ob der DOC bei oder oberhalb des Schwellen-DOC-Wirkungsgrads arbeitet, zum Überwachen der DPF-Auslasstemperatur, zum Ermitteln der Differenz zwischen der DOC-Temperatur und der DPF-Auslasstemperatur, zum Bewerten, ob der DPF bei oder oberhalb des Schwellen-DPF-NMHC-Umwandlungswirkungsgrads arbeitet, zum Erzeugen von Signalen, dass der DOC und der DPF fehlerhaft sind, und zum Verlängern der Regeneration des DOC- und DPF-Systems durch einen Controller erreicht werden.
Der DOC und der DPF können gemeinsam in einem einzelnen Kanister angeordnet sein.
Die Aktion zur Regeneration des AT-Systems kann über eine Einspritzung von Dieselkraftstoff stromaufwärts des DOC in einen Durchgang erreicht werden, der derart konfiguriert ist, eine Abgasströmung von dem Motor an den DOC zu führen.
Es sind auch ein System zur Bewertung des NMHC-Umwandlungswirkungsgrads eines Dieselmotor-AT-Systems und ein Fahrzeug, das ein derartiges System verwendet, vorgesehen.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform(en) und besten Mode(n) zur Ausführung der beschriebenen Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und angefügten Ansprüchen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Dieselmotor, der mit einem Abgassystem verbunden ist, das ein Nachbehandlungs-(AT-)System zur Reduzierung von Abgasemissionen aufweist.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bewerten eines Nicht-Methan-Kohlenwasserstoff-(NMHC-)Umwandlungswirkungsgrads in dem AT-System von 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Komponenten bezeichnen, zeigt 1 schematisch ein Kraftfahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 weist einen Kompressionszündungs- oder Diesel-Verbrennungsmotor 12 auf, der derart konfiguriert ist, das Fahrzeug über angetriebene Räder 14 anzutreiben. Die Verbrennung in dem Dieselmotor 12 findet statt, wenn eine spezifische Menge an Umgebungsluftströmung 16 mit einer dosierten Menge an Kraftstoff 18, die von einem Kraftstofftank 20 geliefert wird, gemischt wird und das resultierende Luft/Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern des Motors (nicht gezeigt) komprimiert wird.
Wie gezeigt ist, weist der Motor 12 einen Abgaskrümmer 22 und einen Turbolader 24 auf. Der Turbolader 24 wird durch eine Abgasströmung 26 erregt, die durch einzelne Zylinder des Motors 12 durch den Abgaskrümmer 22 nach jedem Verbrennungsereignis freigegeben wird. Der Turbolader 24 ist mit einem Abgassystem 28 verbunden, das eine Abgasströmung 26 aufnimmt und schließlich die Gasströmung an die Umgebung typischerweise auf einer Seite oder nach dem Fahrzeug 10 abgibt. Obwohl der Motor 12 so gezeigt ist, dass der Abgaskrümmer 22 an dem Motoraufbau befestigt ist, kann der Motor Abgasdurchgänge (nicht gezeigt) aufweisen, wie allgemein in Abgaskrümmern geformt ist. In einem solchen Fall können die obigen Durchgänge in den Motoraufbau integriert sein, wie den Zylinderkopf/die Zylinderköpfe des Motors. Ferner ist es, obwohl der Turbolader 24 gezeigt ist, nicht ausgeschlossen, dass der Motor 12 ohne eine derartige Leistungsergänzungsvorrichtung konfiguriert und betrieben ist.
Das Fahrzeug 10 weist auch ein Dieselmotornachbehandlungs-(AT)System 30 auf. Das AT-System 30 weist eine Anzahl von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen auf, die derart konfiguriert sind, größtenteils kohlenstoffhaltige Partikelnebenprodukte und Emissionsbestandteile der Motorverbrennung aus der Abgasströmung 26 methodisch zu entfernen und Emissionen derartiger Partikel in die Atmosphäre zu reduzieren. Wie gezeigt ist, arbeitet das AT-System 30 als Teil des Abgassystems 28 und weist einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 32 auf. Die primäre Funktion des DOC 32 besteht in der Reduzierung von Stickoxiden (NO_x) und Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffen (NMHC). Zusätzlich ist der DOC 32 derart konfiguriert, Stickstoffdioxid (NO₂) zu erzeugen, das von einem Katalysator 34 für selektive katalytische Reduktion (SCR) benötigt wird, der stromabwärts des DOC 32 angeordnet ist. Der DOC 32 enthält typischerweise Edelmetalle, wie Platin und/oder Palladium, die darin als Katalysatoren dienen, um die oben beschriebenen Aufgaben zu erreichen. Allgemein wird in Bezug auf die Erzeugung von NO₂ der DOC 32 aktiviert und erreicht den Betriebswirkungsgrad bei erhöhten Temperaturen. Daher kann, wie in 1 gezeigt ist, der DOC 32 eng mit dem Turbolader 24 gekoppelt sein, um einen Verlust thermischer Energie von der Abgasströmung 26 zu reduzieren, bevor das Gas den DOC erreicht.
Der SCR-Katalysator 34 ist andererseits derart konfiguriert, NO_x in zweiatomigen Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O) unter Zuhilfenahme des NO₂ umzuwandeln, das von dem DOC 32 erzeugt wird. Der SCR-Umwandlungsprozess erfordert zusätzlich eine gesteuerte oder dosierte Menge eines Reduktionsmittels mit der allgemeinen Bezeichnung ”Dieselabgasfluid” (DEF) 36, wenn das Reduktionsmittel in Dieselmotoren verwendet wird. Das DEF 36 kann eine wässrige Lösung aus Harnstoff sein, die Wasser und Ammoniak (NH₃) aufweist. Das DEF 36 wird in die Abgasströmung 26 von einem Reservoir 37 an einer Stelle in dem AT-System 30 eingespritzt, die sich stromabwärts des DOC 32 und stromaufwärts des SCR-Katalysators 34 befindet. Demgemäß tritt das DEF 36 in den SCR-Katalysator 34 ein, wenn die Abgasströmung 26 durch den SCR-Katalysator strömt. Eine Innenfläche des SCR-Katalysators 34 weist einen Washcoat auf, der dazu dient, das DEF 36 anzuziehen, so dass das DEF mit der Abgasströmung 26 in der Anwesenheit von NO und NO₂ wechselwirken und eine chemische Reaktion erzeugen kann, um NO_x-Emissionen von dem Motor 12 zu reduzieren.
Nach dem SCR-Katalysator 34 gelangt die Abgasströmung 26 zu einem zweiten Dieseloxidationskatalysator (DOC) 38, der gemeinsam mit und stromaufwärts eines Dieselpartikelfilters (DPF) 40 angeordnet ist. Der DOC 38 und der DPF 40 sind in einem Kanister 42 untergebracht. Der DOC 38 ist derart konfiguriert, Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid, die in der Abgasströmung 26 vorhanden sind, in Kohlendioxid (CO₂) und Wasser zu oxidieren. Der DPF 40 ist derart konfiguriert, das von dem Motor 12 ausgestoßene Partikelmaterial zu sammeln und zu beseitigen, bevor die Abgasströmung 26 an die Atmosphäre ausgetragen wird. Demgemäß wirkt der DPF 40 als ein Fänger zur Entfernung des Partikelmaterials, insbesondere NMHC, von der Abgasströmung. Ähnlich dem DOC 32, wie obenbeschrieben ist, enthält jeder von dem DOC 38 und dem DPF 40 typischerweise Edelmetalle, wie Platin und/oder Palladium, die als Katalysatoren in den betreffenden Vorrichtungen funktionieren, um deren jeweilige Aufgaben zu erreichen. Nach einem Durchgang durch den DOC 38 und den DPF 40 in dem Kanister 42 wird die Abgasströmung 26 von dem schädlichen Partikelmaterial als ausreichend gereinigt betrachtet und darf dann das Abgassystem 28 an die Atmosphäre verlassen.
Das AT-System 30 weist auch eine erste Temperatursonde 44, die derart konfiguriert ist, eine Einlasstemperatur des DOC 38 zu erfassen, und eine zweite Temperatursonde 46 auf, die derart konfiguriert ist, eine Auslasstemperatur des DOC 38 zu erfassen. Das AT-System 30 weist zusätzlich eine dritte Temperatursonde 48 auf, die derart konfiguriert ist, eine Auslasstemperatur des DPF 40 zu erfassen. Ferner weist das AT-System 30 einen Controller 50 auf. Der Controller 50 kann eine alleinstehende Einheit sein oder kann Teil eines elektronischen Controllers sein, der den Betrieb des Motors 12 reguliert. Zusätzlich ist der Controller 50 derart programmiert, den Betrieb des Motors 12 wie auch den Betrieb der Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, nämlich des DOC 32, des SCR-Katalysators 34, des DOC 38 und des DPF 40 zu regulieren. Jede von der ersten, zweiten und dritten Temperatursonde 44, 46, 48 steht in elektrischer Kommunikation mit dem Controller 50, um eine Regulierung des AT-Systems 30 durch den Controller zu unterstützen.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass von dem Motor 12 ausgestoßene Kohlenwasserstoffe mit der Zeit signifikant genug sein können, so dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen in dem AT-System 30 weder zur Oxidation noch zum Hindurchführen der Kohlenwasserstoffe mit einer ausreichenden Rate in der Lage sind. Folglich können der DOC 32, der SCR-Katalysator 34, der DOC 38 und der DPF 40 dahingehend anfällig sein, dass die Kohlenwasserstoffemissionen daran abgeschieden werden. Die erhöhten Kohlenwasserstoffemissionen können den DOC 32, den SCR-Katalysator 34, den DOC 38 und den DPF 40 in dem AT-System 30 fortlaufend beladen. Ein derartiges Beladen des AT-Systems 30 kann den Betriebswirkungsgrad des AT-Systems signifikant reduzieren. Wie zusätzlich bekannt ist, kann eine signifikante Ansammlung von Kohlenwasserstoffemissionen an einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung erhöhte Temperaturen und schließlich einen Schaden an der betreffenden Vorrichtung bewirken.
Demgemäß müssen die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen des AT-Systems 30 typischerweise regeneriert oder gereinigt werden, nachdem eine gewisse bestimmte Menge an kohlenstoffbasiertem Ruß an den jeweiligen Abgasnachbehandlungsvorrichtungen angesammelt ist, um die angesammelten Partikel zu verbrennen, bevor ein Schaden an dem AT-System auftritt. Eine Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann beispielsweise begonnen werden, nachdem ein spezifischer Luftmassenstrom von dem Motor zur Verbrennung über eine Zeitdauer verbraucht worden ist. Allgemein kann eine derartige Regeneration unter Verwendung von Hochtemperaturabgasströmung erreicht werden, um die angesammelten Partikel wegzubrennen. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen können durch direkte Einspritzung von Kraftstoff in die Abgasströmung stromaufwärts der Vorrichtung und dann Zünden des eingespritzten Kraftstoffs zu einem geeigneten Zeitpunkt regeneriert werden.
Das Fahrzeug 10 weist auch ein System 52 auf, das derart konfiguriert ist, den Zustand des NMHC-Umwandlungswirkungsgrads in dem DPF 40 zu bewerten und zu diagnostizieren. Das System 52 weist den DOC 38, den DPF 40, die erste, zweite und dritte Temperatursonde 44, 46, 48 wie auch den Controller 50 auf. Das System 52 weist auch einen Durchgang 54 auf, der Teil des Abgassystems 28 ist und derart konfiguriert ist, die Abgasströmung 26 von dem SCR-Katalysator 34 zu dem Kanister 32 zu führen. Der Durchgang 54 weist eine Vorrichtung 56 auf, die derart konfiguriert ist, eine vorermittelte Menge an Dieselkraftstoff in den Durchgang 54 stromaufwärts des DOC 38 selektiv einzuspritzen, um die Abgasströmung 26 zu überhitzen und eine Regeneration des AT-Systems 30, insbesondere des DPF 40 auszuführen. Der Controller 50 reguliert einen Betrieb der Vorrichtung 56, um eine Regeneration des AT-Systems 30 auszulösen, wenn solches geeignet erscheint. Der Controller 50 kann zusätzlich programmiert sein, die Regeneration des AT-Systems 30 zeitbezogen auszudehnen, um sicherzustellen, dass im Wesentlichen das gesamte Partikelmaterial von dem DPF 40 verbrannt worden ist, bevor die DPF-Auslasstemperatur überwacht wird.
Als Teil der Rolle, die der Controller 50 im Betrieb des Systems 52 spielt, ist der Controller zusätzlich programmiert, eine Diagnose des NMHC-Umwandlungswirkungsgrads in dem AT-System 30, insbesondere in dem DPF 40 auszuführen. Als Teil zur Ausführung der Diagnose überwacht der Controller 50 die Einlass- und Auslasstemperaturen des DOC 38 während des Regenerationsprozesses über die erste bzw. zweite Temperatursonde 44, 46. Der Controller 50 bewertet auch, ob der DOC 38 bei oder oberhalb eines Schwellenwirkungsgrads des DOC 38 arbeitet, indem die Differenz zwischen den Temperaturen des Einlasses des DOC 38 und des Auslasses des DPF 40 ermittelt wird und die ermittelte oder tatsächliche Einlass/Auslass-Temperaturdifferenz des DOC 38 mit einer Schwellen-DOC-Einlass/Auslass-Temperaturdifferenz 57 verglichen wird. Wenn der DOC 38 als bei oder über dem Schwellen-DOC-Wirkungsgrad arbeitend ermittelt wird, wird der DOC 38 als funktionierend betrachtet und es besteht kein Bedarf nach einem Austausch.
Der Controller 50 überwacht auch eine Auslasstemperatur des DPF 40 über die dritte Temperatursonde 48 in dem Fall, dass der DOC 38 als bei oder über dem Schwellen-DOC-Wirkungsgrad arbeitend ermittelt wird. Der Controller 50 ist zusätzlich so programmiert, dass er die Differenz zwischen der Betriebstemperatur des DOC 38 und der Auslasstemperatur des DPF 40 ermittelt, wenn der DOC 38 als bei oder über dem Schwellenwirkungsgrad des DOC 38 arbeitend ermittelt wird. Die Betriebstemperatur des DOC 38 kann entweder an dem Einlass oder an dem Auslass des DOC gemessen werden. Der Controller 50 bewertet auch, ob der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad des DPF 40 bei oder oberhalb eines Schwellen-NMHC-Umwandlungswirkungsgrads 58 liegt, indem die ermittelte oder tatsächliche DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz mit einer vorermittelten Schwelle n-DOC-Temperatur-/DPF-Einlasstemperaturdifferenz 60 verglichen wird. Wenn der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad des DPF 40 bei oder über dem Schwellen-NMHC-Umwandlungswirkungsgrad liegt, wird der DPF 40 als auf einem akzeptablen Niveau funktionierend betrachtet und erfordert keinen Austausch. Die Schwellen-DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz 60 kann empirisch dadurch gebildet werden, dass ein Kanister 42 mit verifizierten reinen und hocheffizienten Proben von DOC 38 und DPF 40 getestet und dann in den Controller 50 programmiert wird. Ferner kann der Schwellen-NMHC-Umwandlungswirkungsgrad 58 auch empirisch zu der gebildeten Schwelle n-DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz 60 korreliert und dann ebenfalls in den Controller 50 programmiert werden. Demgemäß wird der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad des DPF 40 dadurch auf Grundlage der ermittelten NMHC-Umwandlungswirkungsgrade des DOC 38 und des kombinierten Systems aus DOC 38/DPF 40 oder des DPF allein, der in dem Kanister 42 untergebracht ist, bewertet.
Der Controller 50 kann auch derart programmiert sein, Wartungspersonal und/oder den Bediener des Fahrzeugs 10 in Bezug auf den Zustand des Betriebswirkungsgrads des DOC 38 und des DPF 40 zu informieren. Demgemäß kann in dem Fall, dass der Controller 50 ermittelt, dass die tatsächliche DOC-Einlass-/Auslasstemperaturdifferenz kleiner als die Schwellen-DOC-Einlass-/Auslasstemperaturdifferenz ist, der DOC 38 als fehlerhaft festgestellt werden. In einem solchen Fall kann der Controller 50 zusätzlich ein Sensorsignal 62 beispielsweise über einen vorermittelten numerischen Code oder eine visuelle oder hörbare Anzeige für Wartungspersonal und/oder dem Bediener des Fahrzeugs 10 erzeugen, das angibt, dass der DOC 38 fehlerhaft ist. In dem Fall, dass der Controller 50 ermittelt, dass die tatsächliche DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperaturdifferenz kleiner als die Schwellen-DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperaturdifferenz ist, kann der DPF 40 als fehlerhaft festgestellt werden. Ähnlich der oben beschriebenen Situation mit einem fehlerhaften DOC 38 kann der Controller 50 dann ein Signal 64 zur Anzeige für ein Wartungspersonal und/oder dem Bediener des Fahrzeugs 10 erzeugen, was angibt, dass der DPF 40 fehlerhaft ist.
2 zeigt ein Verfahren 70 zum Bewerten des NMHC-Umwandlungswirkungsgrades in dem AT-System 30, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist. Demgemäß beginnt das Verfahren bei Kästchen 72, wo es ein Regenerieren des AT-Systems 30 umfasst. Die Regeneration des AT-Systems 30 kann durch den Controller 50 reguliert und über eine Einspritzung von Dieselkraftstoff stromaufwärts des DOC 38 in den Durchgang 54 erreicht werden. Von Kästchen 72 fährt das Verfahren mit Kästchen 74 fort, wo das Verfahren ein Überwachen der Einlass- und Auslasstemperaturen des DOC 38 durch den Controller 50 während der Regeneration umfasst. Von Kästchen 74 fährt das Verfahren mit Kästchen 76 fort. Bei Kästchen 76 umfasst das Verfahren, dass der Controller 50 bewertet, ob der DOC 38 bei oder über dem Schwellen-DOC-Wirkungsgrad arbeitet, indem die Differenz zwischen den Einlass- und Auslasstemperaturen des DOC 38 ermittelt und die ermittelte Differenz der Einlass- und Auslasstemperaturen des DOC 38 mit der Schwellen-DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz 57 verglichen wird.
Vor einer Beendigung des Kästchens 76 kann das Verfahren auch aufweisen, dass der Controller 50 die Regeneration des AT-Systems 30 nach der Bewertung des Wirkungsgrades des DOC 38 verlängert, um im Wesentlichen das gesamte Partikelmaterial von dem DPF 40 zu verbrennen. Nach dem Kästchen 76 fährt das Verfahren mit Kästchen 78 fort, wo das Verfahren umfasst, dass der Controller 50 die Auslasstemperatur des DPF 40 überwacht, wenn der DOC 38 bei oder oberhalb des Schwellen-DOC-Wirkungsgrads arbeitend ermittelt wird. Nach Kästchen 78 fährt das Verfahren mit Kästchen 80 fort, wo das Verfahren umfasst, dass der Controller 50 die Differenz zwischen der Einlass- oder Auslasstemperatur des DOC 38 und der Auslasstemperatur des DPF 40 ermittelt. Nachdem die Differenz der DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperatur in Kästchen 80 ermittelt worden ist, fährt das Verfahren mit Kästchen 82 fort. Bei Kästchen 82 weist das Verfahren auf, dass der Controller 50 bewertet, ob der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad in dem AT-System 30 bei oder über dem Schwellen-NMHC-Umwandlungswirkungsgrad 58 liegt, indem die ermittelte Differenz der Temperatur des DOC 38/der Auslasstemperatur des DPF 40 mit der Schwellendifferenz 60 der DOC-Auslass-/DPF-Einlasstemperatur verglichen wird.
Nach Kästchen 82 kann das Verfahren mit Kästchen 84 fortfahren, wo der Controller 50 das Sensorsignal 62 erzeugt, das angibt, dass der DPF 40 fehlerhaft ist, falls die ermittelte Differenz der Temperatur des DOC 38/der Auslasstemperatur des DPF 40 kleiner als die Schwellendifferenz 60 der DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperatur ist. Zusätzlich kann nach Kästchen 76 das Verfahren mit Kästchen 86 fortfahren, wo der Controller 50 das Sensorsignal 62 erzeugt, das angibt, dass der DPF 40 fehlerhaft ist, wenn die ermittelte Differenz der Temperatur des DOC 38/der Auslasstemperatur des DPF 40 kleiner als die Schwellendifferenz 57 der DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperatur ist.
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, jedoch ist der Schutzumfang der Erfindung ausschließlich durch die Ansprüche beschränkt. Während einige der besten Moden und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der beanspruchten Erfindung detailliert beschrieben worden sind, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, vorhanden.

Claims

Verfahren zum Bewerten eines Nicht-Methan-Kohlenwasserstoff(NMHC-)Umwandlungswirkungsgrads in einem Dieselmotornachbehandlungs-(AT-)System, wobei das Verfahren umfasst: Regenerieren des AT-Systems, wobei das AT-System einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) aufweist, der stromaufwärts eines Dieselpartikelfilters (DPF) angeordnet ist; Überwachen von DOC-Einlass- und Auslasstemperaturen während der Regeneration; Bewerten, ob der DOC bei oder oberhalb eines Schwellen-DOC-Wirkungsgrads arbeitet, indem die Differenz zwischen den DOC-Einlass- und Auslasstemperaturen ermittelt wird und die ermittelte Differenz der DOC-Einlass/Auslasstemperatur mit einer Schwellendifferenz der DOC-Einlass/Auslasstemperatur verglichen wird; Überwachen der DPF-Auslasstemperatur, wenn der DOC als bei oder oberhalb des Schwellen-DOC-Wirkungsgrads arbeitend ermittelt wird, Ermitteln der Differenz zwischen einer DOC-Temperatur und der überwachten DPF-Auslasstemperatur, wobei die DOC-Temperatur die Einlass- oder Auslasstemperatur des DOC ist; und Bewerten, ob der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad des DPF bei oder über einem Schwellen-NMHC-Umwandlungswirkungsgrad liegt, indem die ermittelte Differenz der DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperatur mit einer Schwellendifferenz der DOC-Einlass-/DPF-Auslasstemperatur verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der DOC als fehlerhaft ermittelt werden, wenn die ermittelte DOC-Temperatur/-Auslasstemperaturdifferenz kleiner als die Schwellen-DOC-Temperatur/-Auslasstemperaturdifferenz ist, ferner mit Erzeugen eines Signals, das angibt, dass der DOC fehlerhaft ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der DPF als fehlerhaft ermittelt wird, wenn die ermittelte DOC-Einlass-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz kleiner als die Schwellen-DOC-Einlass-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz ist, ferner mit einem Erzeugen eines Signals, das angibt, dass der DPF fehlerhaft ist.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit einem Verlängern der Regeneration des AT-Systems, um im Wesentlichen das gesamte Partikelmaterial von dem DPF zu verbrennen, bevor die DPF-Auslasstemperatur überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Regenerieren des DOC- und DPF-Systems, das Überwachen der DOC-Einlass- und Auslasstemperaturen, das Bewerten, ob der DOC bei oder über dem Schwellen-DOC-Wirkungsgrad arbeitet, das Überwachen der DPF-Auslasstemperatur, das Ermitteln der Differenz zwischen der DOC-Temperatur und der DPF-Auslasstemperatur, das Bewerten, ob der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad des DPF bei oder über dem Schwellen-NMHC-Umwandlungswirkungsgrad liegt, das Erzeugen von Signalen, dass der DOC und der DPF fehlerhaft sind, und das Verlängern der Regeneration des DOC- und DPF-Systems durch einen Controller erreicht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der DOC und der DPF gemeinsam in einem einzelnen Kanister angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Regenerieren des AT-Systems über eine Einspritzung eines Dieselkraftstoffs stromaufwärts des DOC in einen Durchgang erreicht wird, der derart konfiguriert ist, eine Abgasströmung von dem Motor zu dem DOC zu führen.
System zum Bewerten eines Nicht-Methan-Kohlenwasserstoff(NMHC-)Umwandlungswirkungsgrads in einem Dieselmotornachbehandlungs-(AT-)System, wobei das System zum Bewerten des NMHC-Umwandlungswirkungsgrads umfasst: einen Durchgang, der derart konfiguriert ist, eine Abgasströmung von dem Motor und eine Einspritzung von Dieselkraftstoff zum Einführen in das AT-System zu führen, wobei das AT-System einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) aufweist, der stromaufwärts eines Dieselpartikelfilters (DPF) angeordnet ist; eine erste Temperatursonde, die derart konfiguriert ist, eine DOC-Einlasstemperatur zu erfassen; eine zweite Temperatursonde, die derart konfiguriert ist, eine DOC-Auslasstemperatur zu erfassen; eine dritte Temperatursonde, die derart konfiguriert ist, eine DPF-Auslasstemperatur zu erfassen; und einen Controller, der konfiguriert ist, um: das AT-System zu regenerieren; die DOC-Einlass- und -Auslasstemperaturen während der Regeneration über die jeweilige erste und zweite Temperatursonde zu überwachen; zu bewerten, ob der DOC bei oder über einem Schwellen-DOC-Wirkungsgrad arbeitet, indem die Differenz zwischen den DOC-Einlass- und Auslasstemperaturen ermittelt wird und die ermittelte Differenz der DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz mit einer Schwellendifferenz der DOC-Einlass/Auslasstemperatur verglichen wird; die DPF-Auslasstemperatur über die dritte Temperatursonde überwacht wird, wenn der DOC als bei oder über dem Schwellen-DOC-Wirkungsgrad arbeitend ermittelt wird; die Differenz zwischen einer DOC-Temperatur und der überwachten DPF-Auslasstemperatur ermittelt wird, wenn die DOC-Temperatur die DOC-Einlass- oder -Auslasstemperatur ist; und bewertet wird, ob der NMHC-Umwandlungswirkungsgrad des DPF bei oder über einem Schwellen-NMHC-Umwandlungswirkungsgrad liegt, indem die ermittelte DOC-Temperatur-/DPF-Auslasstemperaturdifferenz mit einer Schwellen-DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperaturdifferenz verglichen wird.
System nach Anspruch 8, wobei der Controller zusätzlich derart konfiguriert ist, den DOC als fehlerhaft festzustellen, wenn die ermittelte DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz kleiner als die Schwellen-DOC-Einlass/Auslasstemperaturdifferenz ist, und ein Signal zu erzeugen, das angibt, dass der DOC fehlerhaft ist.
System nach Anspruch 9, wobei der Controller zusätzlich konfiguriert ist, um: festzustellen, dass der DPF fehlerhaft ist, falls die ermittelte DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperaturdifferenz kleiner als die Schwelen-DOC-Temperatur/DPF-Auslasstemperaturdifferenz ist, und ein Signal zu erzeugen, das angibt, dass der DPF fehlerhaft ist; und die Regeneration des AT-Systems zu verlängern, um im Wesentlichen das gesamte Partikelmaterial von dem DPF zu verbrennen, bevor begonnen wird, die DPF-Auslasstemperatur zu überwachen.