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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und Nachbehandlungssysteme, die Partikelfilter aufweisen.
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HINTERGRUND
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Die Anmerkungen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformation in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung bereit. Demgemäß sind derartige Anmerkungen nicht dazu bestimmt, ein Anerkenntnis von Stand der Technik zu bilden.
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Bekannte Verbrennungsmotoren können derart konfiguriert sein, mit einer Verbrennung über Kompressionszündung (CI von engl.: ”compression-ignition”) zu arbeiten, und werden oftmals als Diesel- oder CI-Motoren bezeichnet. Bekannte Produkte der Kraftstoffverbrennung in CI-Motoren umfassen Ruß oder Partikelmaterial. Partikelfilter dienen als mechanische Filtervorrichtungen, die Partikelmaterial von dem Abgaszustrom entfernen. Partikelfilter erfordern eine Regeneration, wenn sie mit Partikelmaterial gesättigt sind. Eine Partikelfilterregeneration kann einen Verbrauch von Kraftstoff umfassen, um eine Temperatur in dem Partikelfilter anzuheben und damit das Partikelmaterial zu oxidieren, was den Kraftstoffverbrauch ohne entsprechende Traktionsleistung oder Fahrzeugvortrieb erhöht.
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Bekannte Systeme verwenden Motorbetriebseingänge, die die Motordrehzahl, den Motorkraftstoffverbrauch (Last) und barometrische Korrekturen für das Luftansaugsystem umfassen, um eine Motorrußproduktion zu schätzen. Bekannte Verfahren zum Schätzen der Motorrußproduktion berücksichtigen Zunahmen der Rußraten unvollständig, die während transienten Fahrmanövern auftreten. Eine Motorrußproduktion während transienter Fahrmanöver kann signifikant von der Motorrußproduktion während nichttransienter Fahrmanöver abweichen. Kalibrierungsanstrengungen, die einem Schätzen einer Motorrußproduktion über einen Bereich von Motordrehzahl-Kraftstoffbelieferungs- und Ansaugluftdruckbedingungen und einen Bereich von Motor-Kraftstoff/Luft-Verhältnissen zugeordnet sind, können umfangreich sein.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Verbrennungsmotor umfasst ein Ansaugluftkompressorsystem und ist fluidtechnisch mit einem Abgasnachbehandlungssystem gekoppelt, das einen Partikelfilter aufweist. Ein Verfahren zum Betrieb des Verbrennungsmotors umfasst ein Bestimmen einer Gesamterzeugung von den Motor verlassendem Ruß auf Grundlage einer Summierung einer stationären Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß und einer Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß. Die Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß ist entweder Null, wenn das Ansaugluftkompressorsystem geregelt ist, oder eine Rate auf Grundlage einer Abweichung zwischen einem aktuellen Ladedruck und einem erwarteten Ladedruck von dem Ansaugluftkompressorsystem. Der Partikelfilter wird regeneriert, wenn die Gesamterzeugung von den Motor verlassendem Ruß eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 einen beispielhaften Verbrennungsmotor, ein beispielhaftes Steuermodul und ein beispielhaftes Abgasnachbehandlungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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2 ein Steuerschema zum Steuern einer Regeneration eines Partikelfilters, das ein Einstellen einer Schätzung der den Motor verlassenden Rußrate in Ansprechen auf eine transiente Änderung des Ladedrucks von dem Ansaugluftkompressorsystem aufweist, gemäß der Offenbarung zeigt; und
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3 Daten, die einem Betrieb des Steuerschemas zur Steuerung einer Regeneration des Partikelfilters, wie mit Bezug auf 2 beschrieben ist, zugeordnet sind, gemäß der Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte nur zu Zwecken der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zwecke der Beschränkung derselben dient, zeigt 1 einen beispielhaften Verbrennungsmotor 10, ein Steuermodul 5 und ein Abgasnachbehandlungssystem 60. Der beispielhafte Motor 10 ist ein Kompressionszündungs-(CI)-Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern und Direkteinspritzung, der einen Ansaugkrümmer 56 und einen Abgaskrümmer 58 aufweist und Hubkolben 22 besitzt, die an der Kurbelwelle befestigt und in Zylindern 20 bewegbar sind, die Brennräume 34 mit variablem Volumen definieren. Die Kurbelwelle kann an einem Fahrzeuggetriebe und einem Antriebsstrang befestigt sein, um Traktionsmoment daran in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung zu liefern. Der CI-Motor 10 verwendet bevorzugt einen Viertaktbetrieb, wobei jeder Motorverbrennungszyklus 720° an Winkelrotation der Kurbelwelle aufweist, die in vier 180°-Stufen einer Hubbewegung des Kolbens 22 in dem Motorzylinder 20 unterteilt sind. Jeder Brennraum 34 mit variablem Volumen ist zwischen dem Kolben 22, dem Zylinder 20 und einem Zylinderkopf definiert, wenn sich der Kolben 22 in dem Zylinder 20 zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt bewegt. Der Zylinderkopf weist Ansaugventile und Abgasventile auf. Der CI-Motor 10 arbeitet bevorzugt in einem Viertakt-Verbrennungszyklus, der einen Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Auspufftakt aufweist. Es sei angemerkt, dass die hier beschriebenen Konzepte gleichermaßen auf andere Verbrennungszyklen Anwendung finden. Der CI-Motor 10 arbeitet bevorzugt bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Das Abgasnachbehandlungssystem 60 koppelt fluidtechnisch mit dem Abgaskrümmer 58 und weist bevorzugt einen Oxidationskatalysator 62 fluidtechnisch stromaufwärts eines Partikelfilters 64 auf. Der Partikelfilter 64 kann mit einem Katalysator versehen sein. Das Abgasnachbehandlungssystem 60 kann andere Komponenten und Sensoren aufweisen. Die Offenbarung ist auf andere Motorkonfigurationen anwendbar, die bei mageren Bedingungen arbeiten und Partikelmaterial erzeugen, einschließlich mager verbrennenden Funkenzündungsmotoren. Die Offenbarung ist auf Antriebsstrangsysteme anwendbar, die Verbrennungsmotoren in Kombination mit Getriebevorrichtungen verwenden, um Traktionsmoment zu erzeugen, einschließlich beispielsweise Motor-Getriebe-Systemen und Hybridantriebsstrangsystemen, die verbrennungslose Drehmoment erzeugende Maschinen verwenden.
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Der Motor 10 weist Sensoren zur Überwachung des Motorbetriebs und Aktuatoren auf, die einen Motorbetrieb steuern. Die Sensoren und Aktuatoren sind signaltechnisch und funktional mit dem Steuermodul 5 verbunden. Die Aktuatoren sind an dem Motor 10 installiert und werden durch das Steuermodul 5 in Ansprechen auf die Bedienereingaben gesteuert, um verschiedene Leistungsziele zu erreichen. Ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Mehrzahl von direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 12 ist fluidtechnisch entweder direkt oder über ein Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystem mit einem druckbeaufschlagten Kraftstoffverteilungssystem gekoppelt, das eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 52 aufweist. Die Kraftstoffpumpe 52 kann so gesteuert sein, dass sie einen Kraftstoffdruck 53 steuert. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 12 spritzen direkt Kraftstoff in jeden der Brennräume 34 ein, um eine Zylinderladung in Ansprechen auf ein Steuersignal 13 der Einspritzeinrichtung von dem Steuermodul 5 zu bilden. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 12 werden einzeln mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff beliefert und besitzen Betriebsparameter, die eine minimale Impulsbreite, sowie einen zugeordneten minimalen steuerbaren Kraftstoffdurchfluss und einen maximalen Kraftstoffdurchfluss aufweisen. Ein Abgasrückführungs-(AGR)-System weist einen Strömungskanal zum Lenken einer Strömung von extern rückgeführtem Abgas zwischen dem Abgaskrümmer 58 und dem Ansaugkrümmer 56, einen Zwischenkühler 57 und ein AGR-Ventil 32 auf, das über ein Steuersignal 33 von dem Steuermodul 5 gesteuert wird. Ein Ansaugluftkompressorsystem 38 ist derart konfiguriert, eine Strömung von Ansaugluft in den Motor 10 in Ansprechen auf eine Kompressorladeanweisung 39 zu steuern. Das Ansaugluftkompressorsystem 38 lädt eine Lieferung von Ansaugluft in den Motor 10 zur Erhöhung des Motormassenluftstroms und somit zur Erhöhung der Motorleistung, einschließlich einer Erhöhung des Ansaugluftdrucks auf größer als Umgebungsdruckniveaus. Bei einer Ausführungsform ist das Ansaugluftkompressorsystem 38 ein Turboladersystem mit variabler Geometrie (VGT von ”variable-geometry turbocharger”), das eine Turbinenvorrichtung aufweist, die in dem Abgasstrom angeordnet und rotierend mit einem Ansaugluftkompressor 44 gekoppelt ist, der zur Erhöhung einer Strömung von Motoransaugluft konfiguriert ist. Alternativ dazu kann das Ansaugluftkompressorsystem 38 eine mechanische Ladeeinrichtung oder eine andere Turboladervorrichtung aufweisen. Eine Luftzwischenkühlervorrichtung 16 kann fluidtechnisch zwischen dem Ansaugluftkompressor 44 und dem Motoransaugkrümmer 56 angeordnet sein. Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 14 steuert eine Drosselöffnung und somit eine Strömung von Ansaugluft in das Ansaugsystem des Motors in Ansprechen auf ein Drosselsteuersignal (ETC) 15. Eine Glühkerze kann in jedem der Brennräume 34 zur Erhöhung der Temperatur innerhalb des Zylinders während Motorstartereignissen bei kalten Umgebungstemperaturen installiert sein. Der Motor 10 kann mit einem steuerbaren Ventilstrang ausgestattet sein, der derart konfiguriert ist, Öffnungen und Schließungen von Ansaug- und Abgasventilen jedes der Zylinder einzustellen, einschließlich einem oder mehreren aus Ventilzeitsteuerung, Phasenverstellung (d. h. Zeitsteuerung relativ zu Kurbelwinkel und Kolbenposition) sowie Größe des Hubs von Ventilöffnungen.
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Die hier beschriebenen Sensoren sind derart konfiguriert, physikalische Charakteristiken zu überwachen und Signale zu erzeugen, die mit Motor-, Abgas- und Umgebungsparametern korrelieren. Ein Kurbelsensor 24 interagiert mit einem mehrzähnigen Zielrad, das an der Kurbelwelle befestigt ist, um eine Motorkurbelposition und Motordrehzahl (U/min) 25 zu überwachen. Ein Verbrennungsdrucksensor 30 ist derart konfiguriert, einen Zylinderdruck 31 zu überwachen, aus dem ein mittlerer effektiver Druck oder ein anderer geeigneter Verbrennungsparameter bestimmt werden kann. Der Verbrennungsdrucksensor 30 kann nicht intrusiv sein, einschließlich einem Kraftwandler mit einem kreisförmigen Querschnitt, der in dem Zylinderkopf an einer Öffnung für eine Glühkerze installiert ist und ein Ausgangssignal besitzt, das proportional zu einem Zylinderdruck ist. Der Drucksensor 30 umfasst eine piezokeramische oder andere geeignete Überwachungsvorrichtung. Ein Luftmassenstrom-(MAF)-Sensor 18 überwacht einen Luftmassenstrom 19 von frischer Ansaugluft. Ein Kühlmittelsensor 36 überwacht eine Motorkühlmitteltemperatur 35. Ein Krümmerabsolutdruck-(MAP)-Sensor 26 überwacht einen Ansaugkrümmerabsolutdruck 27 sowie einen barometrischen Umgebungsdruck. Bevorzugt ist der MAP-Sensor 26 so konfiguriert, positive und negative Drücke zu überwachen, und ist somit in der Lage, einen Ladedruck in dem Ansaugkrümmer 56 zu überwachen. Ein Krümmerlufttemperatur-(MAT)-Sensor 28 überwacht eine Ansaugkrümmerlufttemperatur 29. Abgassensoren 40 und 42 überwachen Zustände 41 bzw. 43 eines oder mehrerer Abgasparameter, z. B. Luft/Kraftstoff-Verhältnis und Abgasbestandteile, und können als Rückkopplung zur Steuerung und Diagnose verwendet werden. Andere Sensoren und Überwachungsschemata können für die Zwecke der Steuerung und Diagnose verwendet werden. Ein Bedienereingang in der Form einer Ausgangsdrehmomentanforderung 55 kann durch ein Bedienerschnittstellensystem 54 erhalten werden, das bevorzugt ein Gaspedal und ein Bremspedal neben anderen Vorrichtungen aufweist. Jeder der vorher erwähnten Sensoren ist signaltechnisch mit dem Steuermodul 5 verbunden, um Signalinformation bereitzustellen, die in Information umgewandelt wird, die für den jeweiligen überwachten Parameter repräsentativ ist. Es sei zu verstehen, dass diese Konfiguration veranschaulichend und nicht beschränkend ist, wobei enthalten ist, dass die verschiedenen Sensoren gegen funktional äquivalente Vorrichtungen und Routinen austauschbar sind.
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Das Steuermodul 5 führt darin gespeicherte Routinen aus, um die vorher erwähnten Aktuatoren zur Steuerung des Motorbetriebs zu steuern, einschließlich Drosselposition, Kraftstoffeinspritzmasse und Zeitsteuerung, AGR-Ventilposition zur Steuerung der Strömung rückgeführter Abgase, Kompressoraufladung, Glühkerzenbetrieb und Steuerung der Ansaug- und/oder Abgasventilzeitsteuerung, -Phasenverstellung und Hub an Systemen, sofern sie so ausgestattet sind. Das Steuermodul 5 ist derart konfiguriert, die Bedienereingaben 54 zu empfangen, um die Ausgangsdrehmomentanforderung 55 zu bestimmen, und Signaleingänge von den vorher erwähnten Sensoren zu empfangen, um den Motorbetrieb und Umgebungsbedingungen zu überwachen. Der Motor 10 ist derart konfiguriert, ein Ausgangsdrehmoment in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung 55 zu erzeugen, einschließlich einem Betrieb über einen breiten Bereich von Temperaturen, Zylinderladung (Luft, Kraftstoff und AGR) und Einspritzereignissen.
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Steuermodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten ein beliebiges oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren aus anwendungsspezifischer integrierter Schaltung (ASIC), elektronischer Schaltung, zentraler Verarbeitungseinheit (bevorzugt einem oder mehreren Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher und Ablage (Nur-Lese-Speicher, programmierbarer Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenlaufwerk usw.) der/die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder -routinen ausführt/ausführen, kombinatorischer logischer Schaltung, Eingabe-/Ausgabeschaltung und Eingabe-/Ausgabeeinrichtung, geeignete Signalkonditionierungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Ausdrücke bedeuten irgendwelche von einem Controller ausführbare Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuermodul 5 weist einen Satz von Steuerroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen vorzusehen. Die Routinen werden bevorzugt während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt. Routinen werden ausgeführt, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und sind betreibbar, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuermodulen zu überwachen und Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Schleifenzyklen können in regelmäßigen Intervallen, beispielsweise alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während des laufenden Motor- und Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Antwort auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
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2 zeigt schematisch ein Steuerschema 100 zur Steuerung einer Regeneration eines Partikelfilters, wie mit Bezug auf den CI-Motor 10 von 1 beschrieben ist. Das Steuerschema 100 umfasst ein Einstellen einer stationären Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß in Ansprechen auf eine transiente Änderung des Ladedrucks von dem Ansaugluftkompressorsystem. Das Steuerschema 100 wird während eines fortlaufenden Motorbetriebs periodisch ausgeführt, wobei die eingestellte Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß geschätzt und über die Zeit integriert wird. Die Regeneration des Partikelfilters wird in Ansprechen auf die zeitlich integrierte eingestellte Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß gesteuert.
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Motorbetriebsparameter, die Motordrehzahl 102, eine Motorlast 104, z. B. wie durch eine Kraftstoffbelieferungsrate angegeben ist, und eine Korrektur 106 des barometrischen Drucks aufweisen, werden verwendet, um einen Motorbetriebspunkt zu bestimmen. Ein Rußschätzmodell 110 bestimmt eine stationäre Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 115 (in mg/s) auf Grundlage des Motorbetriebspunkts, was ein Berücksichtigen von Faktoren in Verbindung mit dem AGR-Durchfluss, einem Motorbetriebsmodus, einer Abgastemperatur, einem Betrieb des Ansaugluftkompressorsystems und der Ausgangsdrehmomentanforderung für die vorliegenden Motorbetriebsbedingungen aufweist.
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Das Rußschätzmodell 110 weist Kalibrierungskennfelder auf, die eine stationäre Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß auf Grundlage der vorher erwähnten Faktoren ausgeben, die den Motorbetriebspunkt aufweisen. Die Kalibrierungskennfelder werden unter stationären Motorbetriebsbedingungen vorbestimmt. Der Motorbetriebsmodus, die Korrektur 106 des barometrischen Drucks und die AGR-Rateneingänge werden dazu verwendet, ein spezifisches Kalibrierungskennfeld oder eine Kombination aus Kalibrierungskennfeldern zu wählen, und das/die gewählte(n) spezifische(n) Kalibrierungskennfeld(er) werden dazu verwendet, die stationäre Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß für den Motorbetriebspunkt zu bestimmen. Dies kann ein Subtrahieren einer Rate von vom DPF verbranntem Ruß 108 von der stationären Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß bei dem spezifischen Motorbetriebspunkt aufweisen. Das Rußschätzmodell 110 wird kalibriert, um eine genaue Schätzung der Rußrate für einen stationären Fahrzustand bereitzustellen. Es ist bekannt, dass eine Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß während transienter Fahrtmanöver schwankt, und somit kann eine Schätzung der Rußrate während eines transienten Fahrtmanövers aufgrund von Latenzen ungenau sein, die das Ergebnis von elektrischer, mechanischer und pneumatischer Ansprechzeiten sind, die den Komponenten des Ansaugluftkompressorsystems 38 und des Motors 10 zugeordnet sind, die Ansprechzeitverzögerungen einführen. Beispielsweise besitzt ein Motorbetrieb in Verbindung mit einer Autobahnfahrt bei X U/min, Y Kraftstoffbelieferung eine stationäre Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß von Z mg/s. Jedoch kann eine Motorbeschleunigung von einem Leerlauf/Stopp mit dem Motorbetriebspunkt, der durch die X U/min-, Y Kraftstoffbelieferungs-Betriebspunkte kreuzt, wenn es beschleunigt, eine den Motor verlassende Rußrate haben, die 3·Z mg/s aufgrund eines großen Teils der Abweichung in dem Ladedruck in Bezug auf den gewünschten Ladedruck an dem spezifischen Betriebspunkt ist. Dies kann das Ergebnis einer Verzögerung in dem Ansaugluftkompressorsystem 38 sein, was darin resultiert, dass der Ladedruck unter Beschleunigung durch einen Motorbetriebspunkt geringer ist, als ein Motorbetrieb, der bei demselben Motorbetriebspunkt in einem stationären Fahrzustand stabilisiert ist.
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Gleichzeitig wird ein aktueller Ladedruck 114, der durch das Ansaugluftkompressorsystem 38 erzeugt wird, überwacht, was bevorzugt die Verwendung des MAP-Sensors 26 aufweist, um den Krümmerabsolutdruck 27 zu überwachen. Der aktuelle Ladedruck 114 ist der Druck in dem Ansaugkrümmer 56 und gibt einen Druck und somit eine Ansaugluftströmung an, die durch das Ansaugluftkompressorsystem 38 erzeugt wird. Eine Ladedruckabweichung 112 ist eine Differenz zwischen dem aktuellen Ladedruck und einem erwarteten Ladedruck, der auf Grundlage der Ausgangsdrehmomentanforderung bestimmt ist. Der aktuelle Ladedruck 114 kann sich von dem erwarteten Ladedruck unter transienten Betriebsbedingungen aufgrund von Latenzen unterscheiden, die das Ergebnis elektrischer, mechanischer und pneumatischer Ansprechzeiten sind, die den Komponenten des Ansaugluftkompressorsystems 38 und des Motors 10 zugeordnet sind. Ein Berechnungsschema 116 berechnet eine normalisierte Ladedruckabweichung 113, die als ein Verhältnis der Ladedruckabweichung 112 und des aktuellen Ladedrucks 114 berechnet werden kann. Die normalisierte Ladedruckabweichung 113 wird in einem Rußerzeugungskorrekturmodell 120 verwendet, um eine Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß (mg/s) 125 für die vorliegenden Motorbetriebsbedingungen zu bestimmen, was in eine Auswahleinrichtung 132 eingegeben wird. Das Rußerzeugungskorrekturmodell 120 ist bevorzugt ein vorkalibriertes Schema in Vektorform, das die Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 125 in Ansprechen auf die normalisierte Ladedruckabweichung 113 bereitstellt, wobei Faktoren berücksichtigt werden, die die Rußerzeugung beeinflussen, und bevorzugt während eines geregelten Laderegelbetriebs verwendet wird.
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Gleichzeitig wird ein angewiesener Ladesteuerzustand 122, d. h. der angewiesene Zustand eines Steuerschemas zur Bestimmung der Kompressorladeanweisung 39, bestimmt. Der angewiesene Ladesteuerzustand 122 kann ein Steuerungszustand (von engl.: ”open-loop control state”) oder ein Regelungszustand (von engl.: ”closed-loop control state”) sein, wobei der Steuerungszustand bevorzugt während Motorbetriebsbedingungen mit langsamer Drehzahl und geringer Last verwendet wird und der Regelungszustand bevorzugt während Motorbetriebsbedingungen mit hoher Drehzahl und hoher Last verwendet wird.
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Ein aktueller Ladesteuerzustand 124 wird ebenfalls überwacht, der den aktuellen Betrieb der Ladesteuerung in dem Regelungs- oder Steuerungszustand ungeachtet des angewiesenen Ladesteuerzustandes 122 angibt. Das Steuermodul 130 verwendet den angewiesenen Ladesteuerzustand 122 und den aktuellen Ladesteuerzustand 124, um zu bestimmen, ob die Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 125 verwendet werden soll. Bevorzugt wird die Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 125 nur dann verwendet, wenn mit der Laderegelung gearbeitet wird, da eine Abweichung von der Regelung möglicherweise bedeutet, dass eine transiente Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß verschieden von der stationären Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß ist. Das Steuermodul 130 erzeugt einen diskreten Ausgang 131 von entweder HIGH oder LOW, der zur Steuerung der Auswahleinrichtung 132 verwendet wird. Wenn der diskrete Ausgang 131 HIGH ist, wird die Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 125 als der Ausgang 135 von der Auswahleinrichtung 132 gewählt und mit der stationären Rußerzeugungsrate 115 kombiniert 140, um eine Gesamt-Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 145 zu bestimmen. Wenn der diskrete Ausgang 131 LOW ist, wird eine Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß von Null (0) als der Ausgang 135 von der Auswahleinrichtung 132 gewählt und mit der stationären Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 115 kombiniert 140. In diesem Zustand ist die Gesamt-Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 145 gleich der stationären Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 115.
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Die Gesamt-Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 145 wird über die Zeit unter Verwendung eines Integrators 150 integriert, um eine Rußmasse (mg) 155 zu bestimmen. Ein Regenerationsschema 160 vergleicht die Rußmasse 155 mit einer Schwellen- oder maximalen Rußmasse und trifft eine Entscheidung 165, um den Partikelfilter zu regenerieren, wenn die Rußmasse 155 die Schwellenrußmasse überschreitet. Diese Entscheidung 165 zur Regeneration des Partikelfilters wird an ein anderes Motorsteuermodul zur Ausführung geliefert.
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Somit sieht das Steuerschema 100 eine Korrektur für das Rußschätzmodell 110 während transienter Fahrtbedingungen vor, die durch Ladeabweichungen bewirkt werden, indem die Abweichung normalisiert und eine Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß auf die stationäre Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß angewendet wird. Das Steuerschema 100 verbessert somit eine Genauigkeit der Schätzung der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß während transienter Zyklen, bei denen Rußraten aufgrund einer Ladeabweichung erhöht werden, wobei eine Zuverlässigkeit einer Entscheidung zur Ausführung einer Partikelfilterregeneration erhöht wird.
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3 zeigt graphisch Daten in Verbindung mit einem Betrieb eines beispielhaften Verbrennungsmotors, der das Steuerschema 100 verwendet, das mit Bezug auf 2 gezeigt ist. Die gezeigten Daten umfassen den aktuellen Ladedruck 114, die Ladedruckabweichung 112, den angewiesenen Ladesteuerzustand 122, den diskreten Ausgang 131 des Steuermoduls 130, die stationäre Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 115, die Korrektur der Erzeugungsrate von den Motor verlassendem Ruß 125 und den Ausgang 135 von der Auswahleinrichtung 132, die alle zusammenfallend in Bezug zu der Zeit 310 gezeigt sind. Die Daten geben an, dass bei Zeitpunkten 302 und 304 die mit Bezug auf 2 dargestellten Bedingungen so sind, dass die Rußerzeugungskorrektur 125 zu der stationären Rußerzeugungsrate 115 addiert wird, was dazu verwendet wird, eine Gesamtrußerzeugungsrate zu bestimmen. Wie vorher beschrieben wurde, wird die Gesamtrußerzeugungsrate über die Zeit unter Verwendung eines Integrators integriert, um eine Rußmasse (gm) zu bestimmen, die dazu verwendet wird, eine Entscheidung zu treffen, ob der Partikelfilter zu regenerieren ist.
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Die Offenbarung hat gewisse bevorzugte Ausführungsformen und Modifikationen daran beschrieben. Weitere Modifikationen und Änderungen können beim Lesen und Verstehen der Beschreibung offensichtlich werden. Daher ist es beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die bestimmte(n) Ausführungsform(en) beschränkt ist, die als die beste Art offenbart sind, die zum Ausführen dieser Offenbarung denkbar ist, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umschließt, die in den Schutzumfang der angefügten Ansprüche fallen.
