DE102013214757A1

DE102013214757A1 - NOx-Durchfluss- und Temperaturkorrektur während einer Russmassenschätzung in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013214757A1
Application number: DE201310214757
Authority: DE
Inventors: Christopher C. Swoish; Douglas Christopher Sarsen; Christopher Whitt
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: CN103573362A; US20140033678A1; US9140156B2; CN103573362B; DE102013214757B4

Abstract

Ein Verfahren zur Korrektur einer Rußmassenschätzung in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Fahrzeugs umfasst ein Überwachen eines Abgasdruckabfalls über einen Partikelfilter, der in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs enthalten ist; ein Ermitteln einer Anfangs-Rußmassenschätzung aus einem überwachten Abgasdruckabfall; ein Revidieren der Anfangs-Rußmassenschätzung in Bezug auf eine überwachte Motordrehzahl, eine überwachte Motorlast, eine überwachte Abgastemperatur und einen überwachten NOx-Gasdurchfluss; und ein Erzeugen einer Regenerationsanforderung für den Partikelfilter, wenn die revidierte Rußmassenschätzung eine Schwelle überschreitet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem unter Verwendung eines Differenzdruckmoduls.
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 Abgas eines modernen Dieselmotors enthält typischerweise einen Dieselpartikelfilter (DPF) zum sammeln und Beseitigen des Rußpartikelmaterials, das von dem Dieselmotor ausgestoßen wird, bevor das Abgas an die Atmosphäre ausgetragen wird. Ein typischer DPF wirkt als ein Fänger bzw. Feinstofffilter zum Beseitigen des Partikelmaterials von dem Abgasstrom. Der DPF kann auch Edelmetalle enthalten, wie Platin und/oder Palladium, die als Katalysatoren dienen, um Ruß und Kohlenwasserstoffe, die in dem Abgasstrom vorhanden sind, passiv zu oxidieren. In vielen Fällen kann der DPF unter Verwendung von überhitztem Abgas regeneriert oder gereinigt werden, um die angesammelten Partikel wegzubrennen.
Das Partikelmaterial, das in den Motorabgasen enthalten ist, kann kohlenstoffhaltige Rußpartikel aufweisen, die oxidiert werden können, um gasförmiges Kohlendioxid wie auch andere nicht brennbare Partikel (d. h. Asche), die nicht oxidiert werden können, zu erzeugen. Die Zusammensetzung und Morphologie von Abgasen sind größtenteils eine Funktion des Kraftstoffs, des Motortyps, der Motorkonstruktion, des Motorbetriebs und der Steuermethodologie, der Umweltbetriebsbedingungen und anderer Faktoren. Beispielsweise erzeugt Motor-Schmieröl, das in den Brennraum gelangt und teilweise verbrannt wird, den Großteil der Asche. Als ein weiteres Beispiel kann eine Verbrennung in Benzinmotoren organisches Material (OM) im Submikron-Maßstab wie auch Sulfate und elementares Silizium, Eisen oder Zink oder Schwefel erzeugen. Das elementare Silizium, Eisen und Zink stellen nicht brennbare Partikel dar und können Asche umfassen. Als ein anderes Beispiel kann die Verbrennung in Dieselmotoren ebenfalls OM, Sulfate und elementares Silizium, Eisen, Zink oder Schwefel wie auch Ruß und Ammonium erzeugen.
Während der Druckabfall über den Partikelfilter gewöhnlicherweise eine gute Annäherung für eine Konzentration an abgefangener Rußmasse sein kann, kann bei gewissen Temperaturbereichen und bei gewissen Stickstoffdioxidniveaus in der Abgasströmung der Druckabfall eine weniger genaue Vorhersage werden. Diese Ungenauigkeiten können beispielsweise auf eine passive und nicht homogene Verbrennung von Ruß in dem Filter zurückzuführen sein, die die Rußverteilung in dem Filter ändern können (d. h. eine Reduzierung der Korrelation zwischen Druckabfall über dem Filter und Rußmasse in dem Filter). Beispielsweise kann eine nichthomogene Verbrennung Risse in der Rußschicht bewirken, was den Strömungswiderstand reduziert. Derartige Ungenauigkeiten der Rußschätzung können entweder in einer Abnahme des Filterwirkungsgrades des Partikelfilters resultieren oder können bewirken, dass der Filter bei geringeren Rußkonzentrationen aktiv regeneriert wird, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verringern kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Korrigieren einer Rußmassenschätzung in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Fahrzeugs beginnt mit einem Überwachen eines Abgasdruckabfalls über einen Partikelfilter, der in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs enthalten ist, und einem Ermitteln einer Anfangs-Rußmassenschätzung aus einem überwachten Abgasdruckabfall. Die Anfangs-Rußmassenschätzung kann dann in Bezug auf eine überwachte Motordrehzahl, eine überwachte Motorlast, eine überwachte Abgastemperatur und einen überwachten NOx-Gasdurchfluss revidiert werden; und eine Anforderung nach einer Partikelfilterregeneration kann erzeugt werden, wenn die revidierte Rußmassenschätzung eine Rußschwelle überschreitet.
Ein Revidieren der Anfangs-Rußmassenschätzung in Bezug auf eine überwachte Motordrehzahl, eine überwachte Motorlast, eine überwachte Abgastemperatur und einen überwachten NOx-Gasdurchfluss kann ein Überwachen einer Motordrehzahl und einer Motorlast von einem Motor in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs; und ein Ermitteln eines Motorlastkorrekturfaktors aus der überwachten Motordrehzahl und Motorlast umfassen. Zusätzlich können sowohl eine Temperatur als auch ein NOx-Durchfluss eines Abgases in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs überwacht werden, aus denen ein NOx-Korrekturfaktor bestimmt werden kann. Sobald der Motorlastkorrekturfaktor und der NOx-Korrekturfaktor ermittelt sind, kann eine revidierte Rußmassenschätzung dadurch berechnet werden, dass die Anfangs-Rußmassenschätzung mit dem Motorlastkorrekturfaktor und dem NOx-Korrekturfaktor multipliziert wird.
Bei einer Konfiguration kann ein Ermitteln eines Motorlastkorrekturfaktors umfassen, dass ein Motorlastkorrekturfaktor aus einer Nachschlagetabelle ausgewählt wird, wobei die Nachschlagetabelle eine zweidimensionale Nachschlagetabelle ist, die den Motorlastkorrekturfaktor als eine Funktion der Motordrehzahl und der Motorlast ausdrückt. Gleichermaßen kann ein Ermitteln eines NOx-Korrekturfaktors umfassen, dass ein NOx-Korrekturfaktor aus einer Nachschlagetabelle ausgewählt wird, wobei die Nachschlagetabelle eine zweidimensionale Nachschlagetabelle ist, die den NOx-Korrekturfaktor als eine Funktion der Abgastemperatur und des NOx-Durchflusses des Abgases ausdrückt.
Ein Überwachen des Abgasdruckabfalls über einen Partikelfilter kann umfassen: Erhalten eines ersten Drucksignals von einem ersten Fluidrohr, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und zwischen dem Partikelfilter und einem Motor angeordnet ist; Erhalten eines zweiten Drucksignals von einem zweiten Fluidrohr, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und auf einer von dem ersten Fluidrohr entgegengesetzten Seite des Partikelfilters angeordnet ist; und Ermitteln einer Differenz zwischen dem ersten Drucksignal und dem zweiten Drucksignal.
Auf ähnliche Weise ist ein System zum Überwachen eines Partikelfilters einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung in Fluidkommunikation mit einem Motor eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei das System ein erstes Fluidrohr, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und zwischen dem Partikelfilter und dem Motor angeordnet ist, und ein zweites Fluidrohr aufweisen kann, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und auf einer von dem ersten Fluidrohr entgegengesetzten Seite des Partikelfilters angeordnet ist. Ein Differenzdruckmodul steht in Kommunikation mit dem ersten Fluidrohr und dem zweiten Fluidrohr und ist derart konfiguriert, um ein Deltadrucksignal zu erzeugen, das einem Druckabfall zwischen dem ersten Fluidrohr und dem zweiten Fluidrohr entspricht. Schließlich steht ein Controller in Kommunikation mit dem Differenzdruckmodul und ist derart konfiguriert, um: das Deltadrucksignal von dem Differenzdruckmodul zu empfangen, und eine Anfangs-Rußmassenschätzung aus dem Deltadrucksignal zu ermitteln.
Der Controller ist ferner ausgestaltet, um: eine Motordrehzahl und eine Motorlast des Motors zu überwachen; einen Motorlastkorrekturfaktor aus der überwachten Motordrehzahl und Motorlast zu ermitteln; eine Temperatur eines Abgases in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs zu überwachen; einen NOx-Durchfluss des Abgases zu überwachen; einen NOx-Korrekturfaktor aus der überwachten Abgastemperatur und dem überwachten NOx-Durchfluss des Abgases zu ermitteln; eine revidierte Rußmassenschätzung durch Multiplizieren der Anfangs-Rußmassenschätzung mit dem Motorlastkorrekturfaktor und dem NOx-Korrekturfaktor zu berechnen; und eine Regenerationsanforderung für den Partikelfilter zu erzeugen, wenn die revidierte Rußmassenschätzung eine Schwelle überschreitet.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht offensichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Motors und eines Abgasnachbehandlungssystems zum Behandeln von Abgas von dem Motor.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Rußmodells, das eine Rußschätzeinrichtung, ein Motorlastkorrekturmodul und ein NOx-Korrekturmodul aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen dazu verwendet sind, gleiche oder identische Komponenten in den verschiedenen Ansichten zu identifizieren, zeigt 1 schematisch ein Fahrzeug 10, das einen Motor 12 aufweist, und ein Abgasnachbehandlungssystem 14. Wie angemerkt sei, kann der Motor 12 ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft verbrennen, um eine Antriebskraft für das Fahrzeug 10 bereitzustellen. Das Abgasnachbehandlungssystem 14 kann dann die Nebenprodukte der Verbrennung (d. h. Abgase) lenken und behandeln, wenn sie aus dem Motor 12 strömen (durch Strömungspfeile 16 angegeben). Allgemein kann das Abgasnachbehandlungssystem 14 suspendiertes Partikelmaterial und NOx-Gase von der Abgasströmung 16 beseitigen, bevor das Gas von dem Fahrzeug 10 ausgestoßen wird. Bei einer Konfiguration kann der Motor 12 ein kompressionsgezündeter Dieselmotor sein; jedoch können andere Typen an Motortechnologie gleichermaßen verwendet werden.
Das Abgasnachbehandlungssystem 14 kann allgemein einen Dieseloxidationskatalysator (”DOC”) 20, einen Katalysator für selektive katalytische Reduktion (”SCR”) 22 und einen Partikelfilter 24 aufweisen. Der DOC 20 kann Kohlenwasserstoffe in der Abgasströmung 16 passiv oxidieren und/oder verbrennen, wenn sie den Motor 12 verlassen. Der SCR-Katalysator 22 kann ein chemisches Mittel aufweisen, das selektiv in die Abgasströmung 16 eingeführt wird, um zumindest einiges von den Stickoxiden in der Abgasströmung 16 in Wasser und Stickstoff umzuwandeln.
Schließlich kann der Partikelfilter 24 so konfiguriert sein, um Partikelmaterial, d. h. Ruß, von dem Abgas des Motors 12 zu filtern. Der Partikelfilter 24 kann ein oder mehrere Substrate 26 aufweisen, die eine Mehrzahl von Durchbrechungen 28 definieren, durch die das Abgas strömen muss. Wenn das Abgas durch den Partikelfilter 24 strömt, kann sich suspendiertes schwebendes Partikelmaterial an dem Substrat 26 ansammeln, wo es von der Strömung 16 getrennt werden kann.
Über die Lebensdauer des Fahrzeugs 10 kann es gelegentlich erforderlich werden, den Partikelfilter 24 zu regenerieren, um jegliches angesammelte Partikelmaterial zu beseitigen. Bei einer Konfiguration kann der Partikelfilter 24 durch Erwärmen des Partikelfilters 24 auf eine Temperatur regeneriert werden, die ausreichend ist, um das Partikelmaterial von dem Substrat 26 wegzubrennen. Bei einer Konfiguration kann die hohe Temperatur dadurch bereitgestellt werden, dass das Luft/Kraftstoffverhältnis, das dem Motor 12 geliefert wird, geringfügig fetter eingestellt wird, was dann für eine Zeitdauer beibehalten werden kann, die ausreichend ist, um einen Großteil des Partikelmaterials von dem Substrat 26 wegzubrennen. Allgemein kann der Prozess zum ”Wegbrennen” des Partikelmaterials ein Umwandeln des abgefangenen Rußpartikelmaterials in Kohlendioxid betreffen, dessen Dissipation an die Atmosphäre zulässiger sein kann.
Ein Überwachungssystem 29 kann verwendet werden, um verschiedene Echtzeit-Betriebsparameter der Abgasströmung 16 zu überwachen und die Rußmenge, die in dem Partikelfilter 24 enthalten ist, zu schätzen. Wenn die Schätzung eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, kann das Überwachungssystem eine Regeneration von dem Motor (oder einem zugeordneten Motorcontroller) anfordern, um den angesammelten Ruß in dem Filter 24 wegzubrennen. Das Überwachungssystem 29 kann einen Controller 30 aufweisen, der derart konfiguriert ist, um eine Strömungsimpedanz des Partikelfilters 24 dadurch zu ermitteln, dass ein Differenzdrucksensormodul 32 überwacht wird, das über den Partikelfilter 24 angeordnet ist. Zusätzlich kann der Controller 30 derart konfiguriert sein, um einen oder mehrere Stickoxidsensoren 34 und/oder einen oder mehrere Temperatursensoren 36 zu überwachen, die in Fluidkommunikation mit der Abgasströmung 16 stehen können.
Das Differenzdrucksensormodul 32 kann einen Druckabfall über das Substrat 26 unter Verwendung eines ersten Fluidrohrs 40 in Fluidkommunikation mit dem Abgasnachbehandlungssystem 14 an einer Stelle stromaufwärts des Filters 24 (d. h. zwischen dem Filter 24 und dem Motor 12) und eines zweiten Fluidrohrs 42 in Fluidkommunikation mit dem Nachbehandlungssystem 14 an einer Stelle stromabwärts des Filters 24 (d. h. auf einer von dem ersten Fluidrohr 40 entgegengesetzten Seite des Partikelfilters 24) überwachen. Das Differenzdruckmodul 32 kann einen Druckabfall zwischen dem jeweiligen ersten und zweiten Fluidrohr 40, 42 detektieren und kann ein Signal 44 (d. h. das Deltadrucksignal 44) an den Controller 30 liefern, das die Größe der Differenz angibt. Bei einer anderen Konfiguration können ein oder mehrere elektronische Drucksensoren verwendet werden, um den Druckabfall über den Partikelfilter 24 zu ermitteln. Ein elektronischer Drucksensor kann beispielsweise einen piezoresistiven Sensor, einen piezoelektrischen Sensor, einen MEMS-Sensor und/oder einen kapazitiven Sensor umfassen, der derart konfiguriert ist, einen erfassten Druck in ein Analog- oder Digitalsignal umzuwandeln, das für den erfassten Druck repräsentativ ist.
Der Stickoxidsensor 34 kann derart konfiguriert sein, um den Massendurchfluss von Stickoxiden zu messen, die in der Abgasströmung 16 vorhanden sind. Er kann dann ein NOx-Signal 46 an den Controller 30 liefern, das dieser gemessenen Menge entspricht. Ein Temperatursensor 36 kann stromaufwärts des Partikelfilters 24 angeordnet sein und kann derart konfiguriert sein, um die Temperatur der in den Filter 24 eintretenden Abgasströmung 16 zu messen. Der Temperatursensor kann ein Temperatursignal 48 an den Controller 30 liefern, das diesem überwachten Wert entspricht. Wie gezeigt ist, kann der Temperatursensor 36 zwischen dem SCR 22 und dem Partikelfilter 24 angeordnet sein, um die Temperatur der in den Filter 24 eintretenden Gase zu messen. Ein zweiter Temperatursensor (nicht gezeigt) kann stromabwärts des Filters 24 angeordnet sein und kann gleichermaßen dazu verwendet werden, die Temperatur der Abgasströmung 16 nach Filtration zu messen.
Allgemein kann der Controller 30 den erfassten Druckabfall 44, den NOx-Durchfluss, die überwachten Temperatur 48, die Motordrehzahl 50 und die Motorlast 52 als Eingänge in ein Rußmodell 54 verwenden, das den Status/die Kapazität des Partikelfilters schätzen kann. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, kann das Rußmodell 54 den erfassten Druckabfall über den Partikelfilter verwenden, um die Anzahl an Gramm von Ruß zu schätzen, die sich in dem Partikelfilter 24 angesammelt haben.
Wenn das Rußmodell 54 schätzt, dass der Partikelfilter 24 eine Regeneration erfordert (d. h. die Menge an geschätztem Ruß eine Rußschwelle überschreitet), kann der Controller 30 ein Steuersignal 56 bereitstellen, das derart konfiguriert ist, um entweder direkt oder durch einen zugeordneten Motorcontroller den Betrieb des Motors 12 einzustellen und die Regeneration auszulösen. Wie oben erwähnt ist, kann bei einer Konfiguration der Controller 30 ein Filterregenerationsereignis auslösen, indem die Kraftstoffmenge, die dem Motor bereitgestellt wird, erhöht wird, bis das Kraftstoff/Luft-Verhältnis von einem stöchiometrischen Gleichgewicht her geringfügig fett ist.
Der Controller 30 kann einen Computer und/oder Prozessor aufweisen und die vollständige Software, Hardware, Speicher, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren, etc. aufweisen, die notwendig sind, um das Abgasnachbehandlungssystem 14, den Motor 12 und/oder das Differenzdruckmodul 32 zu überwachen und zu steuern. Somit kann ein Steuerverfahren, das dazu dient, das Rußmodell 54 zu bewerten und/oder eine Regeneration auszulösen, als Software oder Firmware ausgeführt sein, die dem Controller 30 zugeordnet ist. Es sei angemerkt, dass der Controller 30 auch eine beliebige Vorrichtung aufweisen kann, die in der Lage ist, Daten von verschiedenen Sensoren zu analysieren, Daten zu vergleichen, die notwendigen Entscheidungen zu treffen, die erforderlich sind, um das Abgasnachbehandlungssystem 14 zu steuern, wie auch das Differenzdruckmodul 32 zu überwachen.
2 repräsentiert schematisch eine Konfiguration eines Rußmodells 54. Das Rußmodell 54 kann eine Rußschätzeinrichtung 60, ein Motorlastkorrekturmodul 62 und ein NOx-Korrekturmodul 64 aufweisen. Die Rußschätzeinrichtung 60 kann einen oder mehrere Eingänge empfangen, einschließlich einem Differenzdrucksignal 44, aus dem sie eine Anfangsausgangsschätzung 70 der gesammelten Rußmasse in dem Partikelfilter 24 (d. h. die ”Anfangs-Rußmassenschätzung 70”) erzeugen kann. Bei einer Konfiguration kann die Rußschätzeinrichtung 60 eine Nachschlagetabelle 72 und/oder eine Datenbank aufweisen, die die Anfangs-Rußmassenschätzung 70 als eine Funktion des überwachten Differenzdrucksignals 44 bereitstellen kann. Die Nachschlagetabelle 72 kann unter Verwendung numerischer Daten besetzt sein, die entweder durch empirisches Revidieren oder durch analytische Formulierung erhalten werden. Bei einer Konfiguration kann die Rußmassenschätzung 70 ein Wert sein, der in Gramm an Ruß ausgedrückt ist.
Sobald die Anfangs-Rußmassenschätzung 70 ermittelt ist, kann sie mit sowohl einem Motorlastkorrekturfaktor 80 als auch einem NOx-Korrekturfaktor 82 multipliziert werden, was in einer revidierten Rußmassenschätzung 84 resultiert. Die revidierte Rußmassenschätzung 84 kann bei 86 dann mit einer Schwelle verglichen werden, um zu ermitteln, ob der Partikelfilter 24 eine Regeneration erfordert. Wenn die revidierte Rußmassenschätzung 84 (bei 86) kleiner als die Schwelle ist, kann das System eine Überwachung des Differenzdruckmoduls 32 fortführen und kann die Anfangs-Rußmassenschätzung 70 über die Rußschätzeinrichtung 60 neu berechnen (die Schleife, wie schematisch über einen gestrichelten Pfeil gezeigt ist). Zusammen unterstützen der Motorlastkorrekturfaktor 80 und der NOx-Korrekturfaktor 82 eine Verfeinerung der anfänglichen Rußmassenschätzung 70 durch Berücksichtigung variierender Druckreaktionen des Filters 24 in Bezug auf variierende Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 10. Beispielsweise kann unter Verwendung der Korrekturfaktoren 80, 82 der Controller 30 eine Rissbildung in der Rußkuchenschicht (d. h. dem Aufbau von Ruß über den Filter 24) berücksichtigen, der auf einen hohen Abgasdruck und/oder die Anwesenheit von NO₂ zurückführbar sein kann. Somit können die Korrekturfaktoren 80, 82 ungenau niedrige Anfangs-Rußschätzungen korrigieren, die auf einen geringeren Druckabfall zurückführbar sein können, sogar trotz einer Wahrscheinlichkeit, dass der Filter 24 mit Ruß gefüllt ist.
Das Motorlastkorrekturmodul 62 kann eine zweidimensionale Nachschlagetabelle 76 aufweisen, die einen Motorlastkorrekturfaktor 80 auf Grundlage einer bereitgestellten Motordrehzahl 50 und einer bereitgestellten Motorlast 52 ausgeben kann. Der Motorlastkorrekturfaktor 80 kann ein Einstellfaktor sein, der die Anfangs-Rußmassenschätzung 70 skalieren kann, um die dynamischen Drehzahl/Last-Charakteristiken des Motors zu berücksichtigen. Die zweidimensionale Nachschlagetabelle 76 kann unter Verwendung numerischer Daten besetzt sein, die entweder durch empirisches Revidieren oder durch analytische Formulierung erhalten werden.
Das NOx-Korrekturmodul 64 kann gleichermaßen eine zweidimensionale Nachschlagetabelle 78 aufweisen, die einen NOx-Korrekturfaktor 82 auf Grundlage eines bereitgestellten NOx-Durchflusses 46 und einer überwachten Temperatur 48 ausgeben kann. Der NOx-Korrekturfaktor 82 kann ein Einstellfaktor sein, der die anfängliche Rußmassenschätzung 70 und/oder den Motorlastkorrekturfaktor 80 skalieren kann, um die Menge und Temperatur des durch den Partikelfilter 24 gelangenden NOx zu berücksichtigen. Die zweidimensionale Nachschlagetabelle 78 kann unter Verwendung numerischer Daten besetzt werden, die entweder durch empirisches Revidieren oder durch analytische Formulierung erhalten werden. Auf diese Weise kann jede Korrektur, die auf die Anfangs-Rußmassenschätzung 70 angewendet wird, erhöhtes NO₂, das durch den Partikelfilter 24 gelangt, berücksichtigen, was ansonsten den wahrgenommenen Druck über den Filter 24 verringern kann.
In der Praxis stellt das NOx-Korrekturmodul 64 das Rußmodell 54 dynamisch in Bezug auf die Leistungsfähigkeit des SCR-Katalysators 22 ein. Anders gesagt kann das Motorkorrekturmodul 82, wenn es allein verwendet wird, möglicherweise nicht in der Lage sein, das Rußmodell 54 zu korrigieren, um die SCR-Leistungsfähigkeit zu berücksichtigen. Gleichermaßen kann das NOx-Korrekturmodul 64, wenn es allein verwendet wird, möglicherweise nicht in der Lage sein, das Rußmodell 54 zu korrigieren, um ein dynamisches Motorverhalten zu berücksichtigen. In Kombination kann durch Überwachen des NOx-Durchflusses 46, der überwachten Temperatur 48, der Motordrehzahl 50 und der Motorlast 52 der Controller 30 seine beibehaltene Anfangs-Rußmassenschätzung 70 dynamisch einstellen, um sowohl ein gegenwärtiges Motorverhalten als auch eine gegenwärtige SCR-Leistungsfähigkeit zu berücksichtigen.
Während die besten Arten zur Ausführung der Erfindung detailliert beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche. Es ist beabsichtigt, dass alles, was in der obigen Beschreibung enthalten oder in den begleitenden Zeichnungen gezeigt ist, nur als illustrativ und nicht als beschränkend zu interpretieren ist.

Claims

Verfahren zur Korrektur einer Rußmassenschätzung in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Fahrzeugs, umfassend, dass: ein Abgasdruckabfall über einen Partikelfilter überwacht wird, der in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs enthalten ist; eine Anfangs-Rußmassenschätzung aus einem überwachten Abgasdruckabfall ermittelt wird; die Anfangs-Rußmassenschätzung in Bezug auf eine überwachte Motordrehzahl, eine überwachte Motorlast, eine überwachte Abgastemperatur und einen überwachten NOx-Gasdurchfluss revidiert wird; und eine Regenerationsanforderung für den Partikelfilter erzeugt wird, wenn die revidierte Rußmassenschätzung eine Schwelle überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Revidieren der Anfangs-Rußmassenschätzung in Bezug auf eine überwachte Motordrehzahl, eine überwachte Motorlast, eine überwachte Abgastemperatur und einen überwachten NOx-Gasdurchfluss umfasst, dass: eine Motordrehzahl und eine Motorlast von einem Motor in Fluidkommunikation mit der Abgasbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs überwacht werden; ein Motorlastkorrekturfaktor aus der überwachten Motordrehzahl und Motorlast ermittelt wird; eine Temperatur eines Abgases in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs überwacht wird; ein NOx-Durchfluss des Abgases überwacht wird; und ein NOx-Korrekturfaktor aus der überwachten Abgastemperatur und dem überwachten NOx-Durchfluss des Abgases ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Revidieren der Anfangs-Rußmassenschätzung, um die Motordrehzahl, die Motorlast, die Abgastemperatur und den NOx-Gasdurchfluss zu berücksichtigen, ferner umfasst, dass eine revidierte Rußmassenschätzung durch Multiplizieren der Anfangs-Rußmassenschätzung mit dem Motorlastkorrekturfaktor und dem NOx-Korrekturfaktor berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Ermitteln eines Motorlastkorrekturfaktors umfasst, dass ein Motorlastkorrekturfaktor aus einer Nachschlagetabelle gewählt wird, wobei die Nachschlagetabelle eine zweidimensionale Nachschlagetabelle ist, die den Motorlastkorrekturfaktor als eine Funktion der Motordrehzahl und der Motorlast ausdrückt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Ermitteln eines NOx-Korrekturfaktors umfasst, dass ein NOx-Korrekturfaktor aus einer Nachschlagetabelle gewählt wird, wobei die Nachschlagetabelle eine zweidimensionale Nachschlagetabelle ist, die den NOx-Korrekturfaktor als eine Funktion der Abgastemperatur und des NOx-Durchflusses des Abgases ausdrückt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Überwachen des Abgasdruckabfalls über einen Partikelfilter umfasst: ein erstes Drucksignal von einem ersten Fluidrohr erhalten wird, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und zwischen dem Partikelfilter und einem Motor angeordnet ist; ein zweites Drucksignal von einem zweiten Fluidrohr erhalten wird, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und auf einer von dem ersten Fluidrohr entgegengesetzten Seite des Partikelfilters angeordnet ist; eine Differenz zwischen dem ersten Drucksignal und dem zweiten Drucksignal ermittelt wird.
System zum Überwachen eines Partikelfilters einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung in Fluidkommunikation mit einem Motor eines Fahrzeugs, wobei das System umfasst: ein erstes Fluidrohr, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und zwischen dem Partikelfilter und dem Motor angeordnet ist; ein zweites Fluidrohr, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und auf einer von dem ersten Fluidrohr entgegengesetzten Seite des Partikelfilters angeordnet ist; ein Differenzdruckmodul in Kommunikation mit dem ersten Fluidrohr und dem zweiten Fluidrohr und das derart konfiguriert ist, um ein Deltadrucksignal zu erzeugen, das einem Druckabfall zwischen dem ersten Fluidrohr und dem zweiten Fluidrohr entspricht; und einen Controller in Kommunikation mit dem Differenzdruckmodul, der derart konfiguriert ist, um: das Deltadrucksignal von dem Differenzdruckmodul zu empfangen; eine Anfangs-Rußmassenschätzung aus dem Deltadrucksignal zu ermitteln; eine Motordrehzahl und eine Motorlast des Motors zu überwachen; einen Motorlastkorrekturfaktor aus der überwachten Motordrehzahl und Motorlast zu ermitteln; eine Temperatur eines Abgases in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs zu überwachen; einen NOx-Durchfluss des Abgases zu überwachen; einen NOx-Korrekturfaktor aus der überwachten Abgastemperatur und dem überwachten NOx-Durchfluss des Abgases zu ermitteln; eine revidierte Rußmassenschätzung durch Multiplizieren der Anfangs-Rußmassenschätzung mit dem Motorlastkorrekturfaktor und dem NOx-Korrekturfaktor zu berechnen; und eine Regenerationsanforderung für den Partikelfilter zu erzeugen, wenn die revidierte Rußmassenschätzung eine Schwelle überschreitet.
System nach Anspruch 7, wobei der Controller derart konfiguriert ist, um einen Motorlastkorrekturfaktor zu ermitteln, indem ein Motorlastkorrekturfaktor aus einer Nachschlagetabelle gewählt wird, wobei die Nachschlagetabelle eine zweidimensionale Nachschlagetabelle ist, die den Motorlastkorrekturfaktor als eine Funktion der Motordrehzahl und der Motorlast ausdrückt.
System nach Anspruch 8, wobei der Controller derart konfiguriert ist, dass ein NOx-Korrekturfaktor ermittelt wird, indem ein NOx-Korrekturfaktor aus einer Nachschlagetabelle gewählt wird, wobei die Nachschlagetabelle eine zweidimensionale Nachschlagetabelle ist, die den NOx-Korrekturfaktor als eine Funktion der Abgastemperatur und des NOx-Durchflusses des Abgases ausdrückt.
Verfahren zur Korrektur einer Rußmassenschätzung in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Fahrzeugs, umfassend, dass: ein erstes Drucksignal von einem ersten Fluidrohr erhalten wird, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und zwischen einem Partikelfilter und einem Motor angeordnet ist; ein zweites Drucksignal von einem zweiten Fluidrohr erhalten wird, das in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und auf einer von dem ersten Fluidrohr entgegengesetzten Seite des Partikelfilters angeordnet ist; ein Abgasdruckabfall über den Partikelfilter aus dem ersten Drucksignal und dem zweiten Drucksignal ermittelt wird; eine Anfangs-Rußmassenschätzung aus einem überwachten Abgasdruckabfall ermittelt wird; eine Motordrehzahl und eine Motorlast von einem Motor in Fluidkommunikation mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs überwacht werden; ein Motorlastkorrekturfaktor aus der überwachten Motordrehzahl und Motorlast ermittelt wird; eine Temperatur eines Abgases in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs überwacht wird; ein NOx-Durchfluss des Abgases überwacht wird; ein NOx-Korrekturfaktor aus der überwachten Abgastemperatur und dem überwachten NOx-Durchfluss des Abgases ermittelt wird; eine revidierte Rußmassenschätzung durch Multiplizieren der Anfangs-Rußmassenschätzung mit dem Motorlastkorrekturfaktor und dem NOx-Korrekturfaktor berechnet wird; und eine Regenerationsanforderung für den Partikelfilter erzeugt wird, wenn die revidierte Rußmassenschätzung eine Schwelle überschreitet.