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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Auslösen eines Motornachlaufzustandes und zum Steuern eines Selbstdiagnosewerkzeugs für Stickoxidsensoren und ins besondere ein System und Verfahren zum Auslösen eines Motornachlaufzustandes und ein Steuern des Betriebs eines Selbstdiagnosewerkzeugs für Stickoxid-(NOx)-Sensoren des in einem Motorabgassystem verwendeten Typs.
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HINTERGRUND
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Dieselmotoren und in geringerem Maße andere Verbrennungsmotoren erzeugen Stickoxid-(NOx)-Gase als Nebenprodukte des Kraftstoffverbrennungsprozesses. NOx-Gase können in einem Abgasstrom in verschiedenen Formen vorhanden sein, einschließlich als Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2) und die Distickstoffoxid (N2O). Eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) wird typischerweise als Teil eines Fahrzeugabgassystems verwendet, um NOx-Gase zu reduzieren, bevor das Abgas in die Atmosphäre ausgetragen wird. Die katalytische Wirkung der SCR-Vorrichtung und eines zugeordneten Reduktionsmittels, wie Ammoniak oder Harnstoff, wandelt schließlich NOx-Gase in inerte Nebenprodukte um, d.h. Stickstoff und Wasser.
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In Fahrzeugen mit einem Dieselmotor werden NOx-Sensoren typischerweise stromaufwärts und stromabwärts der SCR-Vorrichtung positioniert. Der stromaufwärtige oder vordere NOx-Sensor misst NOx-Niveaus, die von dem Motor ausgestoßen werden, während der stromabwärtige/rückwärtige NOx-Sensor NOx-Niveaus misst, die in dem Abgasstrom nach einer Behandlung durch die SCR-Vorrichtung verbleiben. Gemeinsam werden die Messungen des vorderen und rückwärtigen NOx-Sensors verwendet, um den Gesamtwirkungsgrad der NOx-Entfernung zu berechnen. Da in den Niveaus an NOx-Gasen, die von Fahrzeugen ausgetragen werden, ein hoher Grad an Vertrauen erforderlich ist, erfordern gewisse Behörden das Berechnen und Aufzeichnen des Wirkungsgrades der NOx-Beseitigung. Zusätzlich ist aufgrund des hohen Grades an erforderlichem Vertrauen eine periodische Überwachung des Wirkungsgrades des NOx-Entfernungssystems und der Leistungsfähigkeit der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Sensoren erforderlich, um die Gesamtintegrität eines Dieselabgassystems sicherzustellen, wie auch behördliche Regulierungen einzuhalten.
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Die Genauigkeit der periodischen Überwachung ist notwendig, um ein korrektes Berichten und Beibehalten des Dieselabgassystems in Übereinstimmung mit behördlichen Anforderungen sicherzustellen. Es ist auch für den Verbraucher wichtig, dass die Überwachung nur eine gültige Warnung oder Wartungsbenachrichtigung erzeugt.
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Die Druckschrift
US 2011/0252767 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Diagnose eines Stickoxidsensors. Es wird die Temperatur eines selektiven Reduktionskatalysators für eine bestimmte Zeitspanne angehoben, wobei währenddessen Harnstoff zugeführt wird. Dann wird für eine bestimmte Zeitspanne die Temperatur aufrecht erhalten, ohne dass Harnstoff zugesetzt wird. Dabei werden Messdaten von dem Katalysator vorgeschalteten und nachgeschalteten Stickstoffsensoren erfasst und in Bezug auf eine Messzeit, bei welcher kein Harnstoff zugesetzt wird, verglichen. Aus dem Vergleich werden Zustandsindizes für die Stickoxidsensoren ermittelt.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 037 907 A1 betrifft ein Verfahren zur Zuordnung von Abgassensoren zu bestimmten Positionen innerhalb einer Abgasanlage. Die Abgassensoren führen Analysemessungen durch. Auf der Grundlage der erfassten Messergebnisse werden die Sensoren bestimmten Positionen in der Abgasanlage zugeordnet.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 038 334 A1 beschreibt ein Verfahren zur Diagnose eines Stickoxidsensors für eine Brennkraftmaschine. Der Stickoxidsensor ist im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine angeordnet und wird zunächst mit Luft umspült, bevor Messwerte erfasst werden, die zum Vergleich mit vorgebbaren Referenzwerten verglichen werden.
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Die Druckschrift
US 2009/0151425 A1 offenbart eine Diagnoseeinrichtung für Stickoxidsensoren im Zusammenhang mit Brennkraftmaschinen. Ein innerhalb einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine ausgebildeter Stickoxidsensor wird vom Abgasstrom der Brennkraftmaschine umströmt. Dabei wird der Stickoxidanteil im Abgasstrom gemessen. Es wird ein abnormaler Zustand für den Stickoxidsensor detektiert, wenn bei abgestellter Brennkraftmaschine und Luftzufuhr der Ausgabewert des Stickoxidsensors einem vorbestimmten Referenzwert entspricht oder diesen übersteigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Auslösen eines Motornachlaufzustandes zum Steuern des Betriebs eines Selbstdiagnosewerkzeugs für Stickoxidsensoren des Fahrzeugs zu schaffen, bei welchen die Selbstdiagnose für Stickoxidsensoren besonders zuverlässig durchgeführt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Fahrzeug erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und bei einem Verfahren erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
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Es sind ein System und Verfahren zum Auslösen eines Motornachlaufzustandes und zum Steuern eines Selbstdiagnosewerkzeugs für Stickoxidsensoren vorgesehen. Das System kann in einem Fahrzeug eingebaut sein. Das Fahrzeug kann einen Verbrennungsmotor aufweisen, der einen Abgasstrom erzeugt. Das Fahrzeug kann ferner ein Abgassystem aufweisen. Das Abgassystem kann eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR), die derart konfiguriert ist, Stickoxid-(NOx)-Gase, die in dem Abgasstrom vorhanden sind, in Wasser und Stickstoff katalytisch umzuwandeln; und zumindest zwei NOx-Sensoren, einen stromaufwärts der SCR-Vorrichtung und einen stromabwärts der SCR-Vorrichtung aufweisen. Jeder NOx-Sensor kann ein Bewertungselement besitzen, das derart konfiguriert sein kann, das stromaufwärtige NOx-Niveau auf einer Einlassseite der SCR-Vorrichtung und das stromabwärtige NOx-Niveau auf einer Auslassseite der SCR-Vorrichtung zu messen. Das Abgassystem kann ferner einen Partikelfilter, der derart konfiguriert ist, Partikelmaterial von dem Abgasstrom zu entfernen, sowie einen Dieseloxidationskatalysator aufweisen.
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Das System kann auch einen Antriebsstrangexpansionsbus in Verbindung mit dem Abgassystem; ein Glühkerzensteuermodul, das Leistung an den stromaufwärtigen NOx-Sensor und den stromabwärtigen NOx-Sensor liefert; und einen Controller in elektrischer Verbindung mit dem stromaufwärtigen und stromabwärtigen NOx-Sensor aufweisen.
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Der Controller kann einen Selbstdiagnosealgorithmus für NOx-Sensoren zum Einschalten und Abschalten des Selbstdiagnosewerkzeugs für NOx-Sensoren enthalten. Der Algorithmus ist derart konfiguriert, das Selbstdiagnosewerkzeug für NOx-Sensoren abhängig von dem Auftreten bzw. Nicht-Auftreten einer Regeneration des Partikelfilters innerhalb des jeweiligen Schlüsselzyklus und/oder einem ausreichenden Betrag normaler (Nicht-Regenerations-) Laufzeit seit einer jüngsten Regeneration des Partikelfilters einzuschalten oder abzuschalten. Dies vermeidet, dass das Selbstdiagnosewerkzeug für NOx-Sensoren häufig abgebrochen wird, und vermeidet ein falsches Setzen für einen Diagnoseproblemcode.
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Das Selbstdiagnosewerkzeug für NOx-Sensoren führt, wenn es eingeschaltet ist, eine Diagnose des Bewertungselements von jedem der jeweiligen NOx-Sensoren aus, um zu bestimmen, ob das Bewertungselement gerissen oder kontaminiert ist. Wenn das Bewertungselement von einem der NOx-Sensoren gerissen oder kontaminiert ist, ist der jeweilige NOx-Sensor nicht in der Lage, eine Berechnung des SCR-Wirkungsgrades unter Verwendung eines Vergleichs oder Deltas stromaufwärtiger NOx-Integrationsmengen, die von dem stromaufwärtigen NOx-Sensor erzielt werden, und stromabwärtigen NOx-Mengen von dem stromabwärtigen NOx-Sensor während einer Fahrzeugfahrt auszuführen.
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Das vorliegende Verfahren kann nützlicherweise verwendet werden, sobald das Auftreten bzw. Nichtauftreten einer Partikelfilter-Regeneration detektiert worden ist. Wenn der Algorithmus ein Regenerationsereignis innerhalb des vorliegenden Schlüssel-/Fahrzyklus detektiert oder ein unzureichender Zeitbetrag seit dem letzten Regenerationsereignis verstrichen ist, führt der Controller eine erste Steueraktion aus. Die erste Steueraktion weist ein Abschalten des Selbstdiagnosewerkzeugs für NOx-Sensoren auf.
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Wenn der Algorithmus ein Nichtauftreten eines Regenerationsereignisses detektiert und/oder einen ausreichenden Betrag von normaler (Nicht-Regenerations-) Laufzeit seit einem jüngsten Regenerationsereignis verstrichen ist, führt der Controller eine zweite Steueraktion aus. Der Controller weist ferner ein Motorsteuermodul auf, das derart konfiguriert ist, den Motornachlaufzustand auszulösen und einzuleiten, wenn die zweite Steueraktion ausgeführt ist.
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Die zweite Steueraktion umfasst ein Übertragen eines erforderlichen Betrages an Nachlaufverlängerungszeit, um den Motornachlaufzustand auszulösen, zu einem Glühkerzensteuermodul mit dem Motorsteuermodul, während der Motor läuft, und ein Auslösen des Selbstdiagnosewerkzeugs für NOx-Sensoren, um eine Diagnose von jedem Bewertungselement für den NOx-Sensor während des Motornachlaufzustandes zu beenden, um zu ermitteln, ob der SCR-Wirkungsgrad während des Fahrzeugbetriebs genau bewertet werden kann. Die zweite Steueraktion erfordert dann ein Liefern von Leistung an den stromaufwärtigen NOx-Sensor und den stromabwärtigen NOx-Sensor für die Dauer der Nachlaufverlängerungszeit, wenn der Motor abgeschaltet ist, mit dem Glühkerzensteuermodul; ein Betreiben des Selbstdiagnosewerkzeugs für NOx-Sensoren während der Motornachlaufverlängerungszeit; und wobei der NOx-Sensor einen Status und ein Ergebnis, das durch das Selbstdiagnosewerkzeug für NOx-Sensoren erzeugt ist, an das Motorsteuermodul über einen Antriebsstrangexpansionsbus überträgt.
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Die zweite Steueraktion kann ferner umfassen: Lesen des Status und Ergebnisses des Selbstdiagnosewerkzeugs für NOx-Sensoren mit dem Motorsteuermodul; Rückführen eines Bestanden-Ergebnisses oder Durchgefallen-Ergebnisses; Kommunizieren des Ergebnisses an den Fahrzeugfahrer, falls das.Ergebnis ein Durchgefallen-Ergebnis ist, z.B. über eine Armaturenbrett-Anzeigelampe; und Beenden des Motornachlaufzustandes durch Abschalten des Motorsteuermoduls, des Glühkerzensteuermoduls und der NOx-Sensoren, wenn die Nachlaufverlängerungszeit ausläuft.
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Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Moden und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Abgassystem, wobei ein Controller zum Auslösen eines Motornachlaufzustandes konfiguriert ist, um ein erstes Bewertungselement eines stromaufwärtigen NOx-Sensors und ein zweites Bewertungselement eines stromabwärtigen NOx-Sensors zu diagnostizieren, wie hier beschrieben ist;
- 2 ist eine schematische Darstellung der Komponenten, die notwendig sind, um den Motornachlaufzustand zu bewirken;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Einschalten oder Abschalten des Selbstdiagnosewerkzeugs für NOx-Sensoren und zum Auslösen eines Motornachlaufzustandes beschreibt; und
- 4 ist ein Flussdiagramm, das eine zweite Steueraktion beschreibt, bei der ein Motornachlaufzustand ausgelöst wird und der Zustand eines ersten Bewertungselements eines stromaufwärtigen NOx-Sensors und eines zweiten Bewertungselements eines stromabwärtigen NOx-Sensors diagnostiziert werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten bezeichnen, ist das Fahrzeug 100, das ein Abgassystem 112 aufweist, in 1 gezeigt. Das Fahrzeug 100 weist einen Controller 132 auf, der derart konfiguriert ist, Prozessanweisungen auszuführen, die ein Verfahren verkörpern, das eine erste Steueraktion 202 und eine zweite Steueraktion 203 aufweist, wie in 3 gezeigt ist. Der Controller 132 kann einen Selbstdiagnosealgorithmus 138 für NOx-Sensoren, ein Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren, ein Motorsteuermodul 134 und ein Regenerationssteuermodul 140 aufweisen.
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Die Ausführung der ersten Steueraktion 202 erlaubt den Komponenten des Controllers 132 über den Algorithmus 138 eine Detektion, ob ein Regenerationsereignis während des Schlüsselzyklus oder der Fahrzeugfahrt aufgetreten ist. Wenn eine Regeneration aufgetreten ist, schaltet der Controller 132 über den Algorithmus 138 das NOx-Selbstdiagnosewerkzeug 150 ab. Wenn kein Regenerationsereignis detektiert ist, erlaubt die Ausführung der zweiten Steueraktion 203 den Komponenten des Controllers 132 eine Auslösung, um einen Motornachlaufzustand einzuleiten, bei dem der Motor 102 abgeschaltet wird, und das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren kann eine Diagnose wie auch eine Rückführung eines resultierenden Ausgangs für den Zustand eines ersten Bewertungselements 158a eines stromaufwärtigen NOx-Sensors 118 und eines zweiten Bewertungselements 158b eines stromabwärtigen NOx-Sensors 128 beenden, um zu bestimmen, ob ein Wirkungsgrad einer SCR-Vorrichtung 124 während eines nachfolgenden Fahrzeugschlüsselzyklus genau gemessen werden kann, wie nachfolgend hier beschrieben ist.
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Allgemein Bezug nehmend auf die 1 - 4 weist das Fahrzeug 100 einen Verbrennungsmotor 102 mit einer Luftansaugung 104 auf, die einen Abgasstrom 110 erzeugt, z.B. einen Dieselmotor oder irgendeinen anderen Motor, der signifikante Niveaus an Stickoxid-(NOx)-Gasen ausstößt. Während nachfolgend eine Dieselanwendung der illustrativen Konsistenz halber gezeigt ist, erkennt der Fachmann, dass eine ähnliche Vorgehensweise mit Bezug auf andere Motorkonstruktionen verwendet werden kann.
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Das Fahrzeug 100 kann ferner ein Abgassystem 112 aufweisen. Das Abgassystem 112 kann eine Vorrichtung 124 für selektive katalytische Reduktion (SCR) aufweisen, die derart konfiguriert ist, Stickoxid-(NOx)-Gase, die in dem Abgasstrom 110 vorhanden sind, katalytisch in Wasser und Stickstoff umzuwandeln.
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Wie in 1 gezeigt ist, erzeugt an Bord des Fahrzeugs 100 eine Verbrennung von Dieselkraftstoff, der von einem Tank 108 gezogen wird, den Abgasstrom (Pfeil 110), der dann durch das Abgassystem 112 verarbeitet wird, bevor er schließlich von einem Auspuffrohr 114 in die Umgebung ausgetragen wird. Durch die Verbrennung des Dieselkraftstoffs freigesetzte Energie erzeugt Drehmoment an einem drehbaren Eingangselement 103 eines Getriebes 105. Das Eingangsdrehmoment von dem Motor 102 wird durch die verschiedenen Zahnradsätze, Kupplungen, Bremsen und Verbindungselemente (nicht gezeigt) des Getriebes 105 an ein drehbares Ausgangselement 106 übertragen. Das Ausgangsdrehmoment von dem Getriebe 105 wird somit an einen Satz von Antriebsrädern 109 geliefert, von denen nur eines zur illustrativen Vereinfachung in 1 gezeigt ist.
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Das Abgassystem 112, das in 1 schematisch gezeigt ist, steht in Verbindung mit einem oder mehreren Abgaskanälen 149 des Motors 102. Abhängig von der Ausführungsform kann das Abgassystem 112 einen Oxidationskatalysator 120, eine Vorrichtung 124 für selektive katalytische Reduktion (SCR) und einen Dieselpartikelfilter (DPF) 130 aufweisen, die in einer beliebigen gewünschten Reihenfolge angeordnet sind. Die SCR-Vorrichtung 124 ist derart konfiguriert, NOx-Gase in Wasser und Stickstoff als inerte Nebenprodukte der Verbrennung unter Verwendung einer Einspritzung von einem Tank (nicht gezeigt) eines geeigneten Reduktionsmittels, z.B. Ammoniak (NH3) oder Harnstoff, und eines aktiven Katalysators umzuwandeln. Beispielsweise kann die SCR-Vorrichtung 124 als ein keramischer Brick oder ein keramischer Wabenaufbau, ein Plattenaufbau oder irgendeine andere geeignete Konstruktion konfiguriert sein. Gemeinsam sehen der Oxidationskatalysator 120, die SCR-Vorrichtung 124 und der DPF 130 die notwendige Aufbereitung bzw. Konditionierung des Abgasstromes (Pfeil 110) vor. Temperatursensoren 122, 126 können stromaufwärts bzw. stromabwärts der SCR-Vorrichtung 124 positioniert sein, wobei jeweilige gemessene Temperaturen (Pfeile 151, 152) an den Controller 132 geschaltet werden.
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Das Fahrzeug 100 kann auch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 116 aufweisen, die in elektronischer Verbindung mit dem Controller 132 steht und die über einen Satz von Steuersignalen (Pfeil 153) von dem Controller 132 gesteuert wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 116 steht in Verbindung mit dem Tank 108. Wenn der Controller 132 entsprechende Signale sendet, spritzt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 116 selektiv einen Teil des Kraftstoffs in den Abgasstrom (Pfeil 110) z.B. stromaufwärts oder direkt in den Oxidationskatalysator 120 ein. Der eingespritzte Kraftstoff wird dann auf eine gesteuerte Weise in dem Oxidationskatalysator 120 verbrannt, um Wärme bei Niveaus zu erzeugen, die zur Regeneration des Partikelfilters 130 ausreichend sind. Die Ausgänge des Regenerationsereignisses (Pfeil 156) werden in den Controller bei einem Regenerationssteuermodul 140 zugeführt.
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Der NOx-Sensor 118 ist stromaufwärts mit Bezug auf die SCR-Vorrichtung 124 positioniert, wie an dem Auslass des Motors 102. Somit wird der NOx-Sensor 118 nachfolgend als der stromaufwärtige NOx-Sensor 118 bezeichnet. Der NOx-Sensor 128 ist stromabwärts mit Bezug auf die SCR-Vorrichtung 124, z.B. kurz vor dem DPF 130 positioniert. Somit wird der NOx-Sensor 128 nachfolgend als der stromabwärtige NOx-Sensor 128 bezeichnet. Vom Aufbau und der Funktion her können die NOx-Sensoren 118 und 128 anderweitig identisch sein. Jeder NOx-Sensor 118, 128 kann ein Bewertungselement 158a, 158b aufweisen. Der stromaufwärtige NOx-Sensor 118 weist ein erstes Bewertungselement 158a auf, und der stromabwärtige NOx-Sensor weist ein zweites Bewertungselement 158b auf, die NOx-Niveaumessungen (Pfeile 154, 155) von den jeweiligen stromaufwärtigen und stromabwärtigen NOx-Sensoren 118 und 128 in den Controller 132, insbesondere in ein Motorsteuermodul (ECM) 134 rückführen und speisen.
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Bezug nehmend auf 2 kann das Fahrzeug 100 auch einen Antriebsstrangexpansionsbus 142 in Verbindung mit dem Abgassystem 112, ein Glühkerzensteuermodul 136, das Leistung an den stromaufwärtigen NOx-Sensor 118 und den stromabwärtigen NOx-Sensor 128 liefert; und ein Niveautemperaturbewertungsmodul 146 aufweisen, das derart konfiguriert ist, die Temperatur und den Fluidpegel des Dieselabgasfluidtanks 108 an das Motorsteuermodul 134 über den Antriebsstrangexpansionsbus 142 zu kommunizieren. Der Antriebsstrangexpansionsbus 142 ist ein serieller Controller- Area-Network- (CAN) - Datenkommunikationsbus, der Information unter Verwendung einer geplanten periodischen Rate tauscht.
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Der Controller 132 kann als ein Host-Gerät oder als ein verteiltes System, z.B. ein Digitalcomputer oder Mikrocomputer, der als ein Fahrzeugsteuermodul wirkt, und/oder als eine Proportional-Integral-Differential-(PID)-RegelvorTichtung ausgeführt sein, die einen Prozessor und einen konkreten nichtflüchtigen Speicher besitzt, wie einen Nurlesespeicher (ROM) oder Flashspeicher. Der Controller 132 kann auch einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeitstakt, Analog-Digital-(A/D)- und/oder Digital-Analog-(D/A)-Schaltung sowie jegliche erforderliche Eingabe/Ausgabeschaltung und zugeordnete Vorrichtungen wie auch jegliche erforderliche Signalkonditionierungs- und/oder Signalpufferschaltung aufweisen. Der Controller 132 kann ein Motorsteuermodul (ECM) 134, ein Regenerationssteuermodul 140, ein Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren und einen Diagnosealgorithmus 138 für NOx-Sensoren aufweisen. Der Algorithmus 138 und jegliche erforderliche Referenzkalibrierungen können in dem Controller 132 gespeichert sein oder auf diese kann durch den Controller 132 leicht zugegriffen werden, um die erforderlichen Funktionen bereitzustellen, die nachfolgend beschrieben sind.
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Der Controller 132 enthält den Selbstdiagnosealgorithmus 138 für NOx-Sensoren, der in der Lage ist, das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren abhängig von dem Auftreten oder Nichtauftreten einer Regeneration des Partikelfilters 130 innerhalb des bestimmten Schlüsselzyklus und/oder Verstreichen eines ausreichenden Betrages an normaler Laufzeit seit einem jüngsten Regenerationsereignis des Partikelfilters 130 gemäß dem vorliegenden Verfahren einzuschalten oder auszuschalten. Regenerationsereignisse sind typischerweise ziemlich selten, wobei sie etwa alle 400 - 500 gefahrene Meilen auftreten. Nach einem Regenerationsereignis ist das Abgassystem 112 nicht stabil genug, um zu ermöglichen, dass das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren diagnostiziert, ob das Bewertungselement 158a, 158b von jedem der NOx-Sensoren 118, 128 aufgrund der Flüchtigkeit des Abgassauerstoffgehalts nach der Einspritzung von Kohlenwasserstoff in den Abgasstrom 110 während des Regenerationsereignisses gerissen oder kontaminiert ist. Wenn das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren direkt nach einem Regenerationsereignis läuft, bricht es oftmals ab. Wenn beispielsweise die Menge an O2 in dem Abgasstrom größer als 0,1 % ist, dann bricht das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren oftmals ab, um die Erzeugung unzuverlässiger oder fehlerhafter Ergebnisse, Warnungen oder Wartungsbenachrichtigungen zu vermeiden.
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Das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren führt, wenn es eingeschaltet ist, eine Diagnose des Bewertungselements 158a, 158b von jedem der jeweiligen NOx-Sensoren 118, 128 aus, um zu bestimmen, ob das jeweilige Bewertungselement 158a, 158b gerissen oder kontaminiert ist. Wenn das Bewertungselement 158a, 158b von einem der NOx-Sensoren 118, 128 gerissen oder kontaminiert ist, ist der jeweilige NOx-Sensor 118, 128 nicht in der Lage, eine Berechnung des SCR-Wirkungsgrades unter Verwendung eines Vergleichs oder Deltas stromaufwärtiger NOx-Integrationsmengen, die von dem stromaufwärtigen NOx-Sensor 118 erhalten werden, und stromabwärtiger NOx-Mengen von dem stromabwärtigen NOx-Sensor 128 während einer Fahrzeugfahrt auszuführen.
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Bei Beendigung der Diagnose pumpt das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren Sauerstoff in eine Kammer jedes Bewertungselements 158a, 158b. Das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren misst den Pumpstrom, der erforderlich ist, um 1000 ppm Sauerstoff in die Kammer des jeweiligen Bewertungselements 158a, 158b zu pumpen. Wenn das Pumpstromverhältnis, d.h. das Verhältnis des gegenwärtigen Testpumpstroms und des ursprünglichen ausgelegten Testpumpstromes größer als ein erster festgelegter Wert ist, gibt das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren ein Ergebnis zurück, dass das Bewertungselement 158a, 158b gerissen ist. Wenn der Pumpstrom kleiner als ein zweiter festgelegter Wert ist, dann gibt das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren ein Ergebnis zurück, dass das Bewertungselement 158a, 158b kontaminiert ist. Sowohl ein Ergebnis, das angibt, dass das Bewertungselement 158a, 158b gerissen ist, als auch ein Ergebnis, dass das Bewertungselement 158a, 158b kontaminiert ist, werden als Fehlerergebnisse betrachtet, und die SCR-Wirkungsgraddiagnose, die eine Berechnung eines Wirkungsgrads der SCR-Vorrichtung 124 unter Verwendung eines Vergleichs oder Deltas stromaufwärtiger NOx-Integrationsmengen, die von dem stromaufwärtigen NOx-Sensor 118 erhalten werden, und stromabwärtiger NOx-Mengen von dem stromabwärtigen NOx-Sensor 128 ausführt, kann nicht beendet werden.
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Bei einem Beispiel erzeugt das Selbstdiagnosewerkzeug für NOx-Sensoren ein Bestanden-Ergebnis, wenn das Pumpstromverhältnis innerhalb des Bereiches von etwa 70 bis etwa 140 liegt. Bei einem solchen Beispiel beträgt der erste festgelegte Wert etwa 140, und der zweite festgelegte Wert beträgt etwa 70.
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Bezug nehmend auf die 3 und 4 in Verbindung mit dem Aufbau des beispielhaften Fahrzeugs 100, das in den 1 und 2 gezeigt ist, kann das vorliegende Verfahren (mit 200 in Flussdiagrammform gezeigt) nützlicherweise dazu verwendet werden, um zu bewerten, ob das Auftreten oder Nichtauftreten einer Regeneration eines Partikelfilters 130 detektiert worden ist, und die korrekte anschließende erste Steueraktion 202 oder zweite Steueraktion 203 beenden.
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Wie in 3 gezeigt ist, führt, wenn ein Regenerationsereignis innerhalb des vorliegenden Schlüsselzyklus detektiert ist oder ein unzureichender Zeitbetrag seit dem letzten Regenerationsereignis verstrichen ist (bei Schritt 201 gezeigt), der Controller 132 über den Algorithmus 138 eine erste Steueraktion 202 aus. Die erste Steueraktion umfasst ein Abschalten des Selbstdiagnosewerkzeugs 150 des NOx-Sensors. Dies vermeidet, dass das Diagnosewerkzeug 150 häufig abgebrochen wird, und erlaubt genauere Ablesungen und Ergebnisse von dem Diagnosewerkzeug 150. Ein Abschalten des Selbstdiagnosewerkzeugs 150 für NOx-Sensoren vermeidet auch ein falsches Setzen eines Diagnoseproblemcodes.
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Wenn der Controller 132 über den Algorithmus 138 ein Nichtauftreten eines Regenerationsereignisses detektiert und/oder ein ausreichender Betrag an Nicht-Regenerationslaufzeit seit einem letzten Regenerationsereignis verstrichen ist (bei Schritt 201 gezeigt), führt der Controller eine zweite Steueraktion 203 aus.
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Die zweite Steueraktion 203 umfasst verschiedene Schritte und ist durch das in 4 gezeigte Flussdiagramm detailliert dargestellt. Nachdem der Algorithmus 138 das Nichtauftreten eines Regenerationsereignisses detektiert hat und/oder ein ausreichender Betrag einer Nicht-Regenerationslaufzeit seit einem letzten Regenerationsereignis verstrichen ist (bei Schritt 201 gezeigt), führt der Controller eine zweite Steueraktion 203 aus, die in den Schritten 301 bis 307 in sequentieller Reihenfolge detailliert dargestellt ist.
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Bei Schritt 301 leitet der Controller 132 einen Motornachlaufzustand ein und überträgt einen erforderlichen Betrag an Nachlaufverlängerungszeit, die erforderlich ist, an das Glühkerzensteuermodul (GPCM) 136 mit dem Motorsteuermodul (ECM) 134 über das Signal 143, während der Motor 102 läuft. Der Motornachlaufzustand ist so definiert, wenn der Motor abgeschaltet ist, jedoch dennoch Leistung an das Abgassystem 112 und den Antriebsstrangexpansionsbus 142 mit dem GPCM 136 und dem ECM 134 geliefert wird. Ferner löst bei Schritt 301 der Controller gleichzeitig das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren aus, um eine Diagnose des ersten Bewertungselementes 158a und des zweiten Bewertungselementes 158b während des Motornachlaufzustandes zu beenden.
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Bei Schritt 302 liefert das GPCM 136 Leistung an den stromaufwärtigen NOx-Sensor 118, den stromabwärtigen NOx-Sensor 128 für die Dauer der Nachlaufverlängerungszeit, wenn der Motor abgeschaltet ist, wie durch Signalpfade 144a, 144b gezeigt ist. Gleichzeitig liefert der Controller 132 über das ECM 134 Leistung an das Antriebsstrang-LTE 146, wie durch Signalpfad 160 gezeigt ist.
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Bei Schritt 303 betreibt der Controller 132 das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren während der Motornachlaufverlängerungszeit, um den Zustand des ersten Bewertungselementes 158a und des zweiten Bewertungselementes 158b zu bewerten. Dies wird dadurch gemacht, dass das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren den Pumpenstrom misst, der erforderlich ist, um 1000 ppm Sauerstoff in die Kammer des jeweiligen Bewertungselementes 158a, 158b zu pumpen. Wenn das Verhältnis des gegenwärtigen Testpumpstromes und des ursprünglichen ausgelegten Testpumpstromes größer als ein erster festgelegter Wert ist, gibt das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren ein Ergebnis zurück, dass das Bewertungselement 158a, 158b gerissen ist. Wenn das Verhältnis des gegenwärtigen Testpumpstromes und des ursprünglichen ausgelegten Testpumpstromes kleiner als ein zweiter festgelegter Wert ist, dann gibt das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren ein Ergebnis zurück, dass das Bewertungselement 158a, 158b kontaminiert ist. Sowohl ein Ergebnis, das angibt, dass das Bewertungselement 158a, 158b gerissen ist, als auch ein Ergebnis, dass das Bewertungselement 158a, 158b kontaminiert ist, werden als Fehlerergebnisse betrachtet.
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Bei einem Beispiel erzeugt das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren ein Bestanden-Ergebnis, wenn das Pumpstromverhältnis in dem Bereich von etwa 70 bis etwa 140 liegt. Bei einem solchen Beispiel beträgt der erste festgelegte Wert etwa 140, und der zweite festgelegte Wert beträgt etwa 70.
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Bei Schritt 304 übertragen der stromaufwärtige NOx-Sensor 118 und der stromabwärtige NOx-Sensor 128 einen Zustand des ersten Bewertungselements 158a und des zweiten Bewertungselements 158b sowie das durch das Selbstdiagnosewerkzeug 150 für NOx-Sensoren erzeugte Ergebnis an das Motorsteuermodul 134 über den Antriebsstrangexpansionsbus 142.
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Die zweite Steueraktion kann auch optional die Schritte 305 bis 307 aufweisen. Bei Schritt 305 kann das ECM 134 den Status und das Ergebnis des Selbstdiagnosewerkzeugs 150 für NOx-Sensoren lesen.
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Bei Schritt 306 kann das ECM 134 ein Ergebnis über derzeitig Bestanden oder derzeitig Durchgefallen als das Ende des Schlüsselzyklus bestimmen und rückführen. Wenn das Ergebnis Bestanden ist, alarmiert das ECM 134 den Fahrzeugfahrer nicht (bei Schritt 308 gezeigt). Wenn jedoch das Ergebnis derzeitig Durchgefallen ist, sendet das ECM 134 ein Signal, um den Fahrzeugfahrer über ein Fehlerergebnis und eine notwendige Wartung zu alarmieren, die erforderlich ist, z.B. über eine Anzeigelampe des Armaturenbretts und dergleichen (bei Schritt 309 gezeigt). Bei Schritt 307 endet der Motornachlaufzustand, da die Nachlaufverlängerungszeit, wie bei Schritt 301 angegeben ist, ausläuft, wobei das Motorsteuermodul 134, das Glühkerzensteuermodul 136 und die NOx-Sensoren 118, 128 und der Antriebsstrangexpansionsbus 142 abgeschaltet werden.
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Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, jedoch ist der Schutzumfang der Erfindung ausschließlich durch die Ansprüche definiert. 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.
