DE102014106721A1

DE102014106721A1 - Verfahren und System zum selektiven Einschalten und Abschalten einer Diagnoseüberwachungseinrichtung einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion

Info

Publication number: DE102014106721A1
Application number: DE102014106721.5A
Authority: DE
Inventors: Janean E. Kowalkowski; Timothy J. Holbert
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2034-05-14
Also published as: DE102014106721B4; US20140352278A1; US9376952B2

Abstract

Es sind hier ein Fahrzeug, das einen Motor, ein Abgassystem und einen Controller aufweist, sowie ein Verfahren offenbart. Das Abgassystem weist einen Durchgang zum Lenken des Abgasstromes von dem Motor durch die Reihe von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen auf, die eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion sowie einen Dieselpartikelfilter (DPF) aufweisen. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen werden dazu verwendet, verschiedene Abgasemissionen des Motors zu reduzieren. Das Abgassystem kann jedoch vorzeitig Durchgefallen-Emissionsergebnisse aufgrund der Menge an Schmutzstoffen rückführen, die durch das Abgassystem seit dem letzten Regenerationsereignis des Partikelfilters geströmt sind. Daher kann der Controller über das vorliegende Verfahren die Schwelle der SCR-Wirkungsgraddiagnose aufgrund von Schmutzstoffen, die sich an dem DPF angesammelt haben, ändern und kann die Diagnose auf Grundlage eines Satzes aufgezeichneter Anweisungen selektiv einschalten oder abschalten, um die Robustheit der SCR-Wirkungsgraddiagnose zu verbessern und ungenaue Durchgefallen-Emissionsergebnisse zu verhindern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum selektiven Modifizieren der Einschaltbedingungen einer Diagnose für eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion, um eine Rußansammlung in einem Partikelfilter zu berücksichtigen.
HINTERGRUND
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. Dieselmotoren und in geringerem Ausmaß andere Verbrennungsmotoren erzeugen Stickoxid-(NOx-)Gase als Nebenprodukte des Kraftstoffverbrennungsprozesses.
NOx-Gase können in einem Abgasstrom in verschiedenen Formen vorhanden sein, einschließlich Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂) und Distickstoffoxid (N₂O). Eine selektive katalytische Reduktion (SCR) ist ein chemischer Prozess, der zum Umwandeln von Stickoxiden (NOx) mit Hilfe eines Katalysators in zweiatomigen Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O) verwendet wird.
In einem Fahrzeug, das mit einer SCR-Vorrichtung ausgestattet ist, wird ein Reduktionsmittel, das eine wässrige Harnstofflösung sein kann, typischerweise in den Abgasstrom des Motors eingespritzt. Sobald sich das Reduktionsmittel in dem Abgasstrom befindet, wird es in dem SCR-Katalysator des Systems absorbiert, wobei die katalytische Wirkung der SCR-Vorrichtung schließlich NOx-Gase in inerte Nebenprodukte, d. h. Stickstoff und Wasser, umwandelt.
Der Abgasstrom wird typischerweise mit einem Partikelfilter, in einer Dieselanwendung einem Dieselpartikelfilter (DPF) gefiltert. Der DPF kann stromaufwärts oder stromabwärts der SCR-Vorrichtung positioniert sein und Motorruß und anderes suspendiertes Partikelmaterial abfangen, bevor es über den Auspuff ausgetragen werden kann. Mit der Zeit sammelt sich eine Rußbeladung in dem porösen Medium des DPF an. Eine vor Ort erfolgende thermische Regeneration des DPF wird daher periodisch durchgeführt, um angesammeltes Partikelmaterial wegzubrennen.
Eine Diagnose für die SCR-Vorrichtung wird verwendet, um den Gesamtwirkungsgrad der NOx-Entfernung zu detektieren. Aufgrund eines hohen Grades an Vertrauen, das in den Niveaus von durch Fahrzeuge ausgetragenen NOx-Gasen erforderlich ist, fordern gewisse Regierungsbehörden eine periodische Überwachung des Wirkungsgrades des NOx-Entfernungssystems, um die Gesamtintegrität eines Dieselabgassystems sicherzustellen, wie auch Regulierungen von Regierungsbehörden zu erfüllen.
Die Genauigkeit der Diagnose für die SCR-Vorrichtung ist notwendig, um ein korrektes Berichten und eine korrekte Wartung des Dieselabgassystems in Übereinstimmung mit Anforderungen von Regierungsbehörden sicherzustellen. Es ist für den Verbraucher auch wichtig, dass die Diagnose nur gültige Benachrichtigungen erzeugt, die ein Durchgefallen-Emissionsergebnis angeben.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist hier ein Fahrzeug offenbart, das einen Motor, ein Abgassystem und einen Controller aufweist. Das Abgassystem weist eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) auf, die derart konfiguriert ist, NOx-Gase, die in dem Abgasstrom vorhanden sind, in Wasser und Stickstoff katalytisch umzuwandeln. Das Abgassystem kann ferner einen Partikelfilter, der Partikelmaterial von dem Abgasstrom entfernt, und einen Deltadrucksensor aufweisen, der den Differenzdruck über den Partikelfilter misst. Das Fahrzeug weist ferner einen Controller in elektrischer Kommunikation mit dem Deltadrucksensor und der SCR-Vorrichtung auf.
Der Controller kann eine Wirkungsgraddiagnose zum Ermitteln des Gesamtwirkungsgrades der SCR-Vorrichtung aufweisen. Die Diagnose des SCR-Wirkungsgrades überwacht über den Controller den augenblicklichen und gesamten Wirkungsgrad der SCR-Vorrichtung. Der gesamte Wirkungsgrad der SCR-Vorrichtung wird allgemein mit einer Wirkungsgradschwelle verglichen. Wenn der gesamte Betriebswirkungsgrad der SCR-Vorrichtung unterhalb der Wirkungsgradschwelle liegt, erzeugt die Diagnose ein Durchgefallen-Emissionsergebnis.
Jedoch können einige zurückgeführte Durchgefallen-Ergebnisse einer SCR-Wirkungsgraddiagnose aufgrund der Menge an Schmutzstoffen erzeugt werden, die durch das Abgassystem seit dem letzten Regenerationsereignis des Partikelfilters geströmt sind, fehlerhaft erzeugt werden. Daher kann der Controller auf Grundlage von Variablen, wie einem gemessenen Differenzdruck, der von dem Deltadrucksensor angegeben wird, einer Zeit seit einer Regeneration des Partikelfilters, die von dem Controller detektiert wird, einer Distanz, die von dem Fahrzeug seit einer Regeneration des Partikelfilters gefahren ist und von dem Controller detektiert wird, und einer Kraftstoffmenge, die von dem Motor seit einem Regenerationsereignis des Partikelfilters verbrannt ist und von dem Controller detektiert ist, angegeben ist, ermitteln, wann die Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung einzuschalten oder abzuschalten ist, um fehlerhafte Durchgefallen-Überwachungsergebnisse durch Ausführung eines Satzes von aufgezeichneten Anweisungen zu vermeiden.
Das vorliegende Verfahren kann verwendet werden, um die Wirkungsgradschwelle der SCR-Wirkungsgraddiagnose aufgrund von Schmutzstoffen zu ändern und selektiv die SCR-Wirkungsgraddiagnose als eine Funktion eines Bewertungselementes einschalten oder abschalten, das die Menge an Schmutzstoffen berücksichtigt, die durch das Abgassystem seit dem letzten Regenerationsereignis über den Partikelfilter geströmt sind.
Gemäß dem Verfahren wählt der Controller das Bewertungselement. Das Bewertungselement ist die maximale Variable aus einem eines gemessenen Differenzdrucks, der von dem Deltadrucksensor angegeben ist, einer Zeit seit einer Regeneration des Partikelfilters, die von dem Controller detektiert ist, einer Distanz, die von dem Fahrzeug seit einer Regeneration des Partikelfilters gefahren ist und von dem Controller detektiert wird, und einer Kraftstoffmenge, die von dem Motor seit einem Regenerationsereignis des Partikelfilters verbrannt ist und von dem Controller detektiert wird. Der Controller schaltet dann die Ausführung der Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung als eine Funktion des Bewertungselementes selektiv ein oder aus.
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.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Motor, der mit einem Abgassystem verbunden ist, das eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) aufweist;
2 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Überwachen des Betriebswirkungsgrades einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) beschreibt;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum selektiven Einschalten oder Abschalten der Ausführung einer Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung als eine Funktion eines Bewertungselements zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm, das die erste Steueraktion detailliert darstellt; und
5 ist ein Flussdiagramm, das die zweite Steueraktion detailliert darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Komponenten betreffen, zeigt 1 schematisch ein Kraftfahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 weist einen Verbrennungsmotor 12, z. B. einen Dieselmotor oder irgendeinen anderen Motor auf, der signifikante Niveaus an Stickoxid-(NOx-)Gasen ausstößt und eine Luftansaugung 14 aufweist, die einen Abgasstrom 16 erzeugt. Energie, die durch Verbrennung des Dieselkraftstoffs freigesetzt wird, erzeugt Drehmoment an einem drehbaren Eingangselement (nicht gezeigt) eines Getriebes 24. Das Eingangsmoment von dem Motor 12 wird durch die verschiedenen Zahnradsätze, Kupplungen, Bremsen und Verbindungselemente (nicht gezeigt) des Getriebes 24 an ein drehbares Abtriebselement, wie eine Antriebswelle 26, übertragen. Das Ausgangsdrehmoment von dem Getriebe 24 wird somit an einen Satz von Antriebsrädern 30 über die Antriebswelle 26 und ein Differential 18 geliefert.
Während eine Dieselanwendung hier nachfolgend zu illustrativen Zwecken beschrieben ist, erkennt der Fachmann, dass eine ähnliche Vorgehensweise in Bezug auf andere Motorkonstruktionen genommen werden kann.
Wie in 1 gezeigt ist, erzeugt an Bord des Fahrzeugs 10 eine Verbrennung von Dieselkraftstoff, der von einem Tank 18 gezogen wird, den Abgasstrom (Pfeil 16), der dann durch das Abgassystem 20 verarbeitet wird, bevor er schließlich von einem Auspuff 22 in die umgebende Atmosphäre ausgetragen wird.
Das Fahrzeug 10 weist auch ein System 40 auf, das derart konfiguriert ist, einen Gesamtbetriebswirkungsgrad eines Katalysators für selektive katalytische Reduktion (SCR-Vorrichtung) 34 zu bewerten, der zur Behandlung giftiger Emissionen, die in einem Abgasstrom 16 des Motors 12 enthalten sind, verwendet ist. Der Abgasstrom 16 wird von dem Motor 12 als ein Nebenprodukt der Verbrennung ausgestoßen und durch das Abgassystem 20 an die Umgebung entfernt. Das Abgassystem 20 weist eine Reihe von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen auf, die als ein Dieseloxidationskatalysator 32, eine SCR-Vorrichtung 34 und ein Dieselpartikelfilter (DPF) 36 gezeigt sind.
Demgemäß weist das Abgassystem 20 einen Durchgang zum Lenken des Abgasstromes 16 von dem Motor 12 durch die Reihe von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 32, 34, 36 auf. Abhängig von der Ausführungsform können die Nachbehandlungsvorrichtungen 32, 34, 36 des Abgassystems 20 in einer beliebigen gewünschten Reihenfolge angeordnet sein. Gemeinsam sehen der Oxidationskatalysator 32, der SCR-Reduktionskatalysator 34 und der DPF 36 die notwendige Konditionierung des Abgasstromes (Pfeil 16) vor.
Die gezeigte Reihe von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 32, 34, 36 wird dazu verwendet, verschiedene Abgasemissionen des Motors 12 zu reduzieren. Insbesondere ist der Dieseloxidationskatalysator 32 derart angepasst, einen Abgasstrom 16 von dem Motor 12 aufzunehmen, um Kohlenwasserstoffemissionen, die in dem Abgas vorhanden sind, zu oxidieren und zu verbrennen. Der Dieseloxidationskatalysator 32 steht mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (nicht gezeigt) in Verbindung, die eine kalibrierte Kraftstoffmenge in den Oxidationskatalysator 32 liefert. Ein Zünden des eingespritzten Kraftstoffs erhöht schnell die Temperatur des Abgasstromes 16, typischerweise 600°C oder mehr, um eine thermische Regeneration des DPF 36 zu ermöglichen.
Nach dem Dieseloxidationskatalysator 32 wird der Abgasstrom 16 zu der SCR-Vorrichtung 34 geführt. Die SCR-Vorrichtung 34 kann als eine Keramikbrick- oder Keramikwabenstruktur, eine Plattenstruktur oder irgendeine andere geeignete Konstruktion konfiguriert sein. Eine selektive katalytische Reduktion (SCR) ist ein Mittel zum Umwandeln von Stickoxiden, die auch als NOx bezeichnet sind, mit Hilfe eines Katalysators in zweiatomigen Stickstoff, N₂ und Wasser, H₂O. Ein gasförmiges Reduktionsmittel, typischerweise anhydrides Ammoniak, wässriges Ammoniak oder Harnstoff, wird einem Abgasstrom zugesetzt und an der SCR-Vorrichtung 34 absorbiert (bei Pfeil 39 gezeigt). Die SCR wird häufig dazu verwendet, NOx-Emissionen in dem Abgas von Verbrennungsmotoren, die dazu verwendet werden, Kraftfahrzeuge anzutreiben, zu reduzieren. Abgasemissionen von sowohl Benzin- als auch Dieselmotoren können durch die SCR verbessert werden. Ein allgemeiner Begriff ”Dieselabgasfluid” oder DEF 38 wird dazu verwendet, ein Reduktionsmittel zu beschreiben, das von der SCR in Dieselmotoren verwendet wird. Demgemäß erreicht das DEF 38 den SCR-Katalysator 34, wenn der Abgasstrom 16 durch die SCR-Vorrichtung 34 strömt.
Eine Innenfläche der SCR-Vorrichtung 34 kann einen Washcoat 42 zur Absorption des Reduktionsmittels oder DEF 38 aufweisen. Der Washcoat 42 dient dazu, das DEF 38 anzuziehen, um das DEF 38 in der SCR-Vorrichtung 34 abzulagern, so dass das DEF 38 mit dem Abgasstrom 16 wechselwirken und eine chemische Reaktion erzeugen kann, um NOx-Emissionen von dem Motor 12 zu reduzieren.
Die SCR-Vorrichtung 34 ist durch einen Betriebswirkungsgrad gekennzeichnet, der durch die Wirksamkeit des Katalysators beim Reduzieren von NOx-Emissionen von dem Motor 12 bestimmt ist. Die strukturelle Integrität des Washcoats 42 stellt einen Faktor dar, der zu dem Betriebswirkungsgrad des SCR-Katalysators 32 beiträgt. Der Washcoat 42 kann infolge thermischer Beanspruchung, die durch den Abgasstrom 16 erzeugt wird, geschädigt werden, so dass der Washcoat 42 möglicherweise nicht mehr in der Lage ist, das DEF 38 an der Innenfläche der SCR-Vorrichtung 34 zu halten. Demgemäß kann, wenn der Washcoat 42 geschädigt wird, die chemische Reaktion, die notwendig ist, um NOx-Emissionen von dem Motor 12 zu reduzieren, nicht aufrechterhalten werden, und infolgedessen leidet auch der Betriebswirkungsgrad der SCR-Vorrichtung 34.
Nachdem der Abgasstrom 16 den SCR-Katalysator 34 verlassen hat, jedoch bevor er an die Atmosphäre gelangen kann, wird der Gasstrom durch den Dieselpartikelfilter (DPF) 36 geführt, in welchem das Rußpartikelmaterial, das von dem Motor 12 ausgestoßen wird, während einer Rußbeladungsphase gesammelt und durch den Regenerationsprozess entsorgt wird. Der Wirkungsgrad der SCR-Vorrichtung 34 kann auch in Korrelation zu der Menge an Rußansammlung an dem Partikelfilter 36 während der Rußbeladungsphase, die zu dem Regenerationsprozess führt, verschlechtert werden.
Das Abgassystem 20 kann ferner zumindest einen NOx-Sensor 44, 46 aufweisen. Der zumindest eine NOx-Sensor 44 kann stromaufwärts in Bezug auf die SCR-Vorrichtung 34 positioniert sein, wie an dem Auslass des Motors 12, d. h. ein stromaufwärtiger NOx-Sensor 44, und/oder stromabwärts in Bezug auf die SCR-Vorrichtung 34 beispielsweise kurz vor dem DPF 36, d. h. ein stromabwärtiger NOx-Sensor 46, positioniert sein. Strukturell und funktional können die NOx-Sensoren 44 und 46 ansonsten identisch sein. Jeder NOx-Sensor 44, 46 kann NOx-Niveaumessungen (Pfeile 52, 54) von dem jeweiligen stromaufwärtigen und stromabwärtigen NOx-Sensoren 44, 46 in einen Controller 60 rückführen und zuführen.
Ferner kann das Abgassystem 20 einen Deltadrucksensor 62 aufweisen, der den Differenzdruck über den Partikelfilter 36 misst. Der Deltadrucksensor 62 misst und berechnet die Druckdifferenz zwischen den Einlass- und Auslassseiten des DPF 36. Der Deltadrucksensor 62 kann ein einheitlicher Sensor oder eine einheitliche Messeinrichtung sein, die mit dem DPF 36 verbunden ist, oder er kann als ein Paar von Drucklaschen ausgeführt sein, die individuell Einlass- und Auslassdrücke lesen und den Differenzdruck über den DPF 36 berechnen. Der Deltadrucksensor 62 kann resultierende ΔP-Messungen (Pfeil 64) an den Controller 60 rückführen.
Der Controller 60 kann eine alleinstehende Einheit oder Teil eines elektronischen Controllers sein, der den Betrieb des Motors 12 reguliert. Der Controller 60 kann als eine Host-Maschine oder ein verteiltes System, z. B. ein Digitalcomputer oder Mikrocomputer, der als ein Fahrzeugsteuermodul wirkt, und/oder als eine Proportional-Integral-Differential-(PID)-Controllervorrichtung, die einen Prozessor sowie einen konkreten nichtflüchtigen Speicher aufweist, wie einen Nurlesespeicher (ROM) oder Flashspeicher, ausgeführt sein. Der Controller 60 kann auch einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeitstakt, Analog/Digital-(A/D-) und/oder Digital/Analog-(DIA-)Schaltung sowie jegliche erforderliche Eingabe-/Ausgabeschaltung und zugeordnete Vorrichtungen wie auch jegliche erforderliche Signalkonditionierungs- und/oder Signalpufferschaltung haben.
Der Controller 60 von 1 steht in elektrischer Kommunikation mit dem Deltadrucksensor 62 und der SCR-Vorrichtung 34. Der Controller 60 kann auch Ablesungen von jedem des Deltadrucksensors 62 und des stromaufwärtigen 44 und stromabwärtigen 46 NOx-Sensors empfangen.
Der Controller kann eine Wirkungsgraddiagnose 65 zum Ermitteln des Gesamtwirkungsgrades der SCR-Vorrichtung 34 aufweisen. Der Controller 60 kann ferner einen Prozessor sowie eine konkrete nichtflüchtige Speichervorrichtung aufweisen, an der Anweisungen zum selektiven Einschalten oder Abschalten einer Ausführung einer Wirkungsgraddiagnose 65 der SCR-Vorrichtung 34 aufgezeichnet sind. Die SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 überwacht über den Controller 60 den augenblicklichen und gesamten Wirkungsgrad der SCR-Vorrichtung 34. Der Gesamtwirkungsgrad der SCR-Vorrichtung 34 wird allgemein mit einer ersten Einschaltschwelle 72 verglichen. Wenn der Gesamtbetriebswirkungsgrad der SCR-Vorrichtung 34 unter der ersten Einschaltschwelle 72 liegt, erzeugt die Diagnose ein Durchgefallen-Emissionsergebnis.
Jedoch können einige rückgeführte Durchgefallen-Emissionsergebnisse aufgrund der Menge an Schmutzstoffen fehlerhaft erzeugt werden, die durch das Abgassystem 20 seit dem letzten Regenerationsereignis des Partikelfilters 36 geströmt sind. Daher kann als das Ziel des hier beschriebenen Verfahrens 100 der Controller 60 die erste Einschaltschwelle 72, um eine Rußansammlung in dem DPF 36 zu berücksichtigen, wenn das Ende einer Rußbeladungsphase des DPF 36 angenähert ist (unmittelbar vorausgehend einem Regenerationszyklus des DPF 36) zu einer zweiten Einschaltschwelle 73 ändern und nachfolgend die SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 auf Grundlage eines Satzes aufgezeichneter Anweisungen selektiv einschalten oder abschalten, wobei die Robustheit der SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 verbessert und die Erzeugung eines ungenauen Durchgefallen-Emissionsergebnisses verhindert werden.
Die Genauigkeit der Diagnose 65 für die SCR-Vorrichtung 34 ist notwendig, um ein korrektes Berichten und eine korrekte Wartung des Dieselabgassystems 20 in Übereinstimmung mit Anforderungen von Regierungsbehörden sicherzustellen. Es ist auch wichtig für den Verbraucher, dass die Überwachung nur gültige Warn- oder Wartungsbenachrichtigungen erzeugt.
Wie in 2 gezeigt ist, kann das Verfahren 100 zum selektiven Einschalten und Abschalten einer Wirkungsgraddiagnose 65 einer Vorrichtung 34 für selektive katalytische Reduktion (SCR) zwei Schritte aufweisen. Bei Schritt 101 wählt der Controller 60 ein Bewertungselement 63. Das Bewertungselement 63 ist die maximale Variable eines augenblicklich gemessenen Differenzdrucks 68, der an den Controller 60 durch den Deltadrucksensor 62 über das Signal 64 zurückgeführt wird; einer Zeit 67 seit der letzten Regeneration des Partikelfilters 36; einer Distanz 69, die das Fahrzeug 10 seit der letzten Regeneration des Partikelfilters 36 gefahren ist; und einer Menge an Kraftstoff 70, die von dem Motor 12 seit dem letzten Regenerationsereignis des Partikelfilters 36 verbrannt ist. Jedes von dem augenblicklichen gemessenen Differenzdruck 68, der Zeit 67 seit dem letzten Regenerationsereignis des Partikelfilters 36, der Distanz 69, die von dem Fahrzeug 10 seit dem letzten Regenerationsereignis des Partikelfilters 36 gefahren ist, und der Menge an Kraftstoff 70, die von dem Motor 12 seit dem letzten Regenerationsereignis des Partikelfilters 36 verbrannt ist, werden zu dem Zeitpunkt bewertet, wenn die SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 versucht, eine Prüfung des SCR-Wirkungsgrades auszuführen. Das Maximum der Variable 67, 68, 69, 70 wird dann als das Bewertungselement 63 für die Zwecke des Einschaltens oder Abschaltens der SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 für die Zwecke der signalisierten SCR-Wirkungsgradprüfung gewählt. Bei Schritt 102 schaltet der Controller 60 selektiv die SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 der SCR-Vorrichtung 34 als eine Funktion des Bewertungselementes 63 (eines von 66, 67, 69, 70), das bei Schritt 101 gewählt ist, ein oder aus.
Der Schritt 102, bei dem der Controller die SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 der SCR-Vorrichtung 34 selektiv ein- oder abschaltet, ist ferner in 3 definiert. Um die SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 der SCR-Vorrichtung 34 als eine Funktion des Bewertungselementes 63 selektiv ein- oder abzuschalten, vergleicht der Controller 60 bei Schritt 201 das Bewertungselement 63 (eines von 66, 67, 69 und 70) mit einem ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71. Bei Schritt 202 führt der Controller 60 eine von einer ersten Steueraktion 203 und einer zweiten Steueraktion 204 aus. Der Controller 60 führt die erste Steueraktion 203 aus, wenn das Bewertungselement 63 kleiner als der erste vorbestimmte Kalibrierungswert 71 ist. Der Controller 60 führt die zweite Steueraktion 204 aus, wenn das Bewertungselement 63 größer als der erste vorbestimmte Kalibrierungswert 71 ist.
Die erste Steueraktion 203 ist ferner in 4 definiert. Bei Ausführung der ersten Steueraktion 203 gewichtet der Controller 60 bei Schritt 301 über einen ersten Satz aufgezeichneter Anweisungen 76 an einer konkreten, nichtflüchtigen Speichervorrichtung des Controllers 60 den ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71 mit einem ersten Satz von Koeffizienten 74, um eine erste Einschaltschwelle 72 zu erzeugen. Der erste Satz von Koeffizienten 74 kann eine erste Mehrzahl gewichteter Regressionsfaktoren darstellen, wobei jeder Regressionsfaktor einem Wert des Bewertungselementes 63 entspricht. Bei einer Konfiguration kann der jeweilige Regressionsfaktor ein numerischer Wert von kleiner als 1,0 sein und kann den ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71 skalieren, um jedes aus Rußansammlung an dem DPF 36, Zeit 67 seit dem letzten Regenerationszyklus sowie Distanz 69, die seit dem letzten Regenerationszyklus gefahren wurde, zu berücksichtigen. Der erste Satz von Koeffizienten 74 kann in einer Nachschlagetabelle angeordnet sein, die den gewichteten Regressionswert oder Korrekturfaktor als eine Funktion des Bewertungselementes 63 ausdrückt. Untere Werte des Bewertungselementes 63, die allgemein an dem Beginn der Rußbeladungsphase erzeugt werden, entsprechen allgemein höheren gewichteten Regressionsfaktoren. Somit gewichtet der Controller 60 den ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71 in dem Fall stärker, wenn der Bewertungselementwert 63 geringer ist, um eine höhere erste Einschaltschwelle 72 zu erzeugen. Höhere Werte des Bewertungselements 63, die allgemein an dem Ende der Rußbeladungsphase unmittelbar vor einem Regenerationszyklus erzeugt werden, entsprechen allgemein geringeren gewichteten Regressionsfaktoren. Somit gewichtet der Controller 60 den ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71 weniger stark, um eine niedrigere erste Einschaltschwelle 72 zu erzeugen.
Bei Schritt 302 schaltet der Controller 60 die Wirkungsgraddiagnose 65 der SCR-Vorrichtung 34 auf Grundlage der ersten Einschaltschwelle 72 ein und erlaubt, dass die Diagnose 65 den Wirkungsgrad der SCR-Vorrichtung 34 bewerten und ein Bestanden- oder Durchgefallen-Emissionsergebnis zurückgeben kann.
Die zweite Steueraktion 204 ist ferner in 5 definiert. Bei Ausführung der zweiten Steueraktion 204 gewichtet der Controller 60 bei Schritt 401 über einen zweiten Satz aufgezeichneter Anweisungen 76 an einer konkreten nichtflüchtigen Speichervorrichtung des Controllers 60 den ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71 mit einem zweiten Satz von Koeffizienten 78, um einen zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert 80 zu erzeugen. Der zweite Satz von Koeffizienten 78 kann eine zweite Mehrzahl gewichteter Regressionsfaktoren darstellen, wobei jeder Regressionsfaktor einem Wert des Bewertungselements 63 entspricht. Bei einer Konfiguration kann der jeweilige Regressionsfaktor ein numerischer Wert von kleiner als 1,0 sein und kann den ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71 skalieren, um jedes aus Rußansammlung an dem DPF 36, Zeit 67 seit dem letzten Regenerationszyklus und Distanz 69, die seit dem letzten Regenerationszyklus gefahren ist, zu berücksichtigen. Der zweite Satz von Koeffizienten 78 kann in einer Nachschlagetabelle angeordnet sein, die den gewichteten Regressionswert oder Korrekturfaktor als eine Funktion des Bewertungselementes 63 ausdrückt. Niedrigere Werte des Bewertungselementes 63 entsprechen allgemein höheren gewichteten Regressionsfaktoren. Somit gewichtet der Controller 60 den ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71 in dem Fall stärker, wenn der Bewertungselementwert 63 niedriger ist, um einen höheren zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert 80 zu erzeugen. Höhere Werte des Bewertungselementes 63 entsprechen allgemein niedrigeren gewichteten Regressionsfaktoren. Somit gewichtet der Controller 60 den ersten vorbestimmten Kalibrierungswert 71 weniger stark, um einen niedrigeren zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert 80 zu erzeugen.
Bei Schritt 402 vergleicht der Controller 60 das Bewertungselement 63 (eines aus 66, 67, 69, 70) mit dem zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert 80. Bei Schritt 403 führt der Controller 60 eines aus einer dritten Steueraktion 404 und einer vierten Steueraktion 407 aus. Der Controller 60 führt die dritte Steueraktion 404 aus, wenn das Bewertungselement 63 kleiner als der zweite vorbestimmte Kalibrierungswert 80 ist. Der Controller 60 führt die vierte Steueraktion 407 aus, wenn das Bewertungselement 63 größer als der zweite vorbestimmte Kalibrierungswert 80 ist.
Bei der Ausführung der dritten Steueraktion 404 gewichtet der Controller 60 über den ersten Satz aufgezeichneter Anweisungen 76 bei Schritt 405 den zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert 80 durch den ersten Satz von Koeffizienten 74, wie hier oben beschrieben ist, um eine zweite Einschaltschwelle 73 zu erzeugen. Bei Schritt 406 schaltet der Controller 60 die Wirkungsgraddiagnose 65 der SCR-Vorrichtung 34 auf Grundlage der zweiten Einschaltschwelle 73 ein.
Bei der Ausführung der vierten Steueraktion 407 schaltet der Controller 60 bei Schritt 408 die Wirkungsgraddiagnose 65 der SCR-Vorrichtung 34 auf Grundlage der zweiten Einschaltschwelle 73 aus, um zu vermeiden, dass ein Betrieb der SCR-Wirkungsgraddiagnose 65 zu Zeiten zugelassen wird, wenn das Leistungsniveau der Diagnosevorrichtung 65 aufgrund von Schmutzstoffen, die sich an dem DPF 36 während der Rußbeladungsphase angesammelt haben, schlecht sein kann. Zu Zeiten eines schlechten Diagnoseleistungsniveaus kann die Wirkungsgraddiagnose 65 für die SCR-Vorrichtung 34 Durchgefallen-Emissionsergebnisse erzeugen, die aufgrund der Menge an Schmutzstoffen, die durch das Abgassystem 20 seit dem letzten Regenerationsereignis des Partikelfilters 36 geströmt sind, fehlerhaft gebildet werden können, d. h. ein hoher Wert 63 des Bewertungselementes.
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, die in den angefügten Ansprüchen definiert ist, vorhanden.

Claims

Verfahren zum selektiven Einschalten und Abschalten einer Wirkungsgraddiagnose einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion, wobei das Verfahren umfasst, dass über einen Controller ein Bewertungselement gewählt wird, wobei das Bewertungselement die maximale Variable aus einem eines gemessenen Differenzdruckes, einer Zeit seit einer Regeneration des Partikelfilters, einer Distanz, die von dem Fahrzeug seit einer Regeneration des Partikelfilters gefahren ist, und einer Kraftstoffmenge, die von dem Motor seit einem Regenerationsereignis des Partikelfilters verbrannt ist, ist; und die Ausführung der Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung als eine Funktion des Bewertungselementes selektiv eingeschaltet oder abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Einschalten oder Abschalten der Ausführung der Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung ferner umfasst, dass: das Bewertungselement mit einem ersten vorbestimmten Kalibrierungswert verglichen wird; und eine aus einer ersten Steueraktion, wenn das Bewertungselement kleiner als der erste vorbestimmte Kalibrierungswert ist, und einer zweiten Steueraktion ausgeführt wird, wenn das Bewertungselement größer als der erste vorbestimmte Kalibrierungswert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Steueraktion umfasst, dass: über einen ersten Satz aufgezeichneter Anweisungen an einer konkreten, nichtflüchtigen Speichervorrichtung des Controllers der erste vorbestimmte Kalibrierungswert durch einen ersten Satz von Koeffizienten gesichtet wird, um eine erste Einschaltschwelle zu erzeugen; und die Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung auf Grundlage der ersten Einschaltschwelle eingeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zweite Steueraktion umfasst, dass: über einen zweiten Satz aufgezeichneter Anweisungen an einer konkreten, nichtflüchtigen Speichervorrichtung des Controllers der erste vorbestimmte Kalibrierungswert durch einen zweiten Satz von Koeffizienten gesichtet wird, um einen zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert zu erzeugen; das Bewertungselement mit einem zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert verglichen wird; und eine aus einer dritten Steueraktion, wenn das Bewertungselement kleiner als der zweite vorbestimmte Kalibrierungswert ist, und einer vierten Steueraktion ausgeführt wird, wenn das Bewertungselement größer als der zweite vorbestimmte Kalibrierungswert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die dritte Steueraktion umfasst, dass: über den ersten Satz aufgezeichneter Anweisungen an einer konkreten, nichtflüchtigen Speichervorrichtung des Controllers der zweite vorbestimmte Kalibrierungswert durch den ersten Satz von Koeffizienten gesichtet wird, um eine zweite Einschaltschwelle zu erzeugen; und die Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung auf Grundlage der zweiten Einschaltschwelle eingeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vierte Steueraktion ein Abschalten der Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung auf Grundlage der zweiten Einschaltschwelle aufweist.
Fahrzeug, umfassend: einen Motor, der einen Abgasstrom erzeugt; ein Abgassystem in Fluidkommunikation mit dem Motor, wobei das Abgassystem umfasst: eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR), die derart konfiguriert ist, Stickoxid-(NOx-)Gase, die in dem Abgasstrom vorhanden sind, in Wasser und Stickstoff umzuwandeln; einen Partikelfilter, der derart konfiguriert ist, Partikelmaterial aus dem Abgasstrom zu entfernen; einen Deltadrucksensor, der derart konfiguriert ist, den Differenzdruck über den Partikelfilter zu messen; einen Controller in elektrischer Kommunikation mit dem Partikelfiltersensor und der SCR-Vorrichtung, wobei der Controller einen Prozessor und eine konkrete nichtflüchtige Speichervorrichtung aufweist, an der aufgezeichnete Anweisungen zum selektiven Einschalten oder Abschalten einer Ausführung einer Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung aufgezeichnet sind; wobei der Controller derart konfiguriert ist, um: den gemessenen Differenzdruck von dem Deltadrucksensor zu empfangen; ein Bewertungselement zu wählen, wobei das Bewertungselement die maximale Variable aus einem aus einem gemessenen Differenzdruck, der von dem Deltadrucksensor angegeben ist, einer Zeit seit einer Regeneration des Partikelfilters, die durch den Controller detektiert ist, einer Distanz, die von dem Fahrzeug seit einer Regeneration des Partikelfilters gefahren und von dem Controller detektiert ist, und einer Kraftstoffmenge, die von dem Motor seit einem Regenerationsereignis des Partikelfilters verbrannt und von dem Controller detektiert ist, ist; und die Ausführung der Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung als eine Funktion des Bewertungselementes selektiv eingeschaltet oder abgeschaltet wird.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei das selektive Einschalten oder Abschalten der Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung ferner umfasst, dass: das Bewertungselement mit einem ersten vorbestimmten Kalibrierungswert verglichen wird; und eines aus einer ersten Steueraktion, wenn das Bewertungselement kleiner als der erste vorbestimmte Kalibrierungswert ist, und einer zweiten Steueraktion ausgeführt wird, wenn das Bewertungselement größer als der erste vorbestimmte Kalibrierungswert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die erste Steueraktion umfasst, dass: über einen ersten Satz aufgezeichneter Anweisungen an einer konkreten, nichtflüchtigen Speichervorrichtung des Controllers der erste vorbestimmte Kalibrierungswert durch einen ersten Satz von Koeffizienten gesichtet wird, um eine erste Einschaltschwelle zu erzeugen; und die Wirkungsgraddiagnose der SCR-Vorrichtung auf Grundlage der ersten Einschaltschwelle eingeschaltet wird.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die zweite Steueraktion umfasst, dass: über einen zweiten Satz aufgezeichneter Anweisungen an einer konkreten, nichtflüchtigen Speichervorrichtung des Controllers der erste vorbestimmte Kalibrierungswert durch einen zweiten Satz von Koeffizienten gesichtet wird, um einen zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert zu erzeugen; das Bewertungselement mit einem zweiten vorbestimmten Kalibrierungswert verglichen wird; und eine aus einer dritten Steueraktion, wenn das Bewertungselement kleiner als der zweite vorbestimmte Kalibrierungswert ist, und einer vierten Steueraktion ausgeführt wird, wenn das Bewertungselement größer als der zweite vorbestimmte Kalibrierungswert ist.