DE102014108104A1

DE102014108104A1 - Verbessertes Diagnosesignal zur Detektion eines Druckzustands eines Partikelfilters

Info

Publication number: DE102014108104A1
Application number: DE102014108104.8A
Authority: DE
Inventors: Janean E. Kowalkowski; Vincent J. Tylutki; Benjamin Radke; Manoharan Thiagarajan
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2014-12-18
Also published as: US20140366515A1

Abstract

Ein Abgasbehandlungssystem weist einen Partikelfilter auf, um Partikelmaterial von dem hindurch strömenden Abgas zu sammeln. Der Partikelfilter ist einem Druck darüber in Ansprechen auf die Abgasströmung ausgesetzt. Ein Deltadrucksensor ermittelt einen ersten Druck stromaufwärts von dem Partikelfilter und einen zweiten Druck stromabwärts von dem Partikelfilter. Ein Deltadruckmodul steht in elektrischer Kommunikation mit dem Deltadrucksensor. Das Deltadruckmodul ermittelt einen Druckdifferenzwert auf Grundlage einer Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck und erzeugt ein Diagnosesignal auf Grundlage einer Mehrzahl der Druckdifferenzwerte und einer vorbestimmten Zeitperiode.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung betreffen ein Abgasbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors und insbesondere ein Diagnosesystem, um einen Druckzustand eines Partikelfilters zu detektieren, der in einem Abgasbehandlungssystem enthalten ist.
HINTERGRUND
Abgas, das von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung, ausgestoßen wird, stellt ein heterogenes Gemisch dar, das, ist jedoch nicht darauf beschränkt, gasförmige Emissionen enthält, wie Kohlenmonoxid (”CO”), nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe (”HC”) und Stickoxide (”NOx”) wie auch Partikelmaterial (”PM”), das Materialien in kondensierter Phase (Flüssigkeiten und Feststoffe) umfasst.
Typische Abgasbehandlungssysteme weisen einen Partikelfilter (”PF”), wie einen Dieselpartikelfilter, auf, um das Partikelmaterial von dem Abgas zu sammeln. Ein Drucksensor kann in dem Abgasbehandlungssystem enthalten sein, um den dem DPF zugeordneten Druck zu detektieren. Der durch den Drucksensor detektierte Druck variiert gemäß einer Ansammlung von PM in dem PF und/oder eines beschädigten PF. Zusätzlich kann der Abgasdurchfluss des Abgases den von dem Drucksensor detektierten Druck variieren. Jedoch können normale Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, wie eine plötzliche Betätigung des Gaspedals, ebenfalls den Abgasdurchfluss variieren. Daher kann eine Überwachung des augenblicklichen Drucks, der dem PF zugeordnet ist, nicht einen schadhaften PF von normalen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs genau unterscheiden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Abgasbehandlungssystem einen Partikelfilter auf, um Partikelmaterial von hindurchströmendem Abgas zu sammeln. Der Partikelfilter ist einem Druck über diesen in Ansprechen auf die Abgasströmung ausgesetzt. Ein Deltadrucksensor ermittelt einen ersten Druck stromaufwärts von dem Partikelfilter und einen zweiten Druck stromabwärts von dem Partikelfilter. Ein Deltadruckmodul steht in elektrischer Kommunikation mit dem Deltadrucksensor. Das Deltadruckmodul ermittelt einen Druckdifferenzwert auf Grundlage einer Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck und erzeugt ein Diagnosesignal auf Grundlage einer Mehrzahl der Druckdifferenzwerte und einer vorbestimmten Zeitperiode.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Steuermodul, um eine Betriebsbedingung eines Partikelfilters zu diagnostizieren, einen Speicher, um eine Mehrzahl von Druckdifferenzwerten zu speichern, die von einem Deltadrucksensor empfangen werden, der einen Druck an dem Partikelfilter detektiert. Ein Deltadruckmodul steht in elektrischer Kommunikation mit dem Speicher, um ein Diagnosesignal aufgrund der Mehrzahl der Druckdifferenzwerte und einer vorbestimmten Zeitperiode zu erzeugen.
Bei einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Erzeugen eines Diagnosesignals, das eine Betriebsbedingung eines Partikelfilters diagnostiziert, ein Ermitteln eines ersten Drucks stromaufwärts von dem Partikelfilter und eines zweiten Drucks stromabwärts von dem Partikelfilter. Das Verfahren umfasst ferner ein Ermitteln einer Mehrzahl von Druckdifferenzwerten über eine vorbestimmte Zeitperiode. Jeder Druckdifferenzwert basiert auf einer Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck. Das Verfahren umfasst ferner das Erzeugen des Diagnosesignals auf Grundlage der Mehrzahl der Druckdifferenzwerte und der vorbestimmten Zeitperiode.
Die obigen Merkmale der Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale werden nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen offensichtlich, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, in welchen:
1 ein schematisches Diagramm eines Abgasbehandlungssystems gemäß beispielhafter Ausführungsformen ist;
2 ein Blockdiagramm ist, das ein Steuermodul zeigt, das einen Druckzustand eines Partikelfilters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ermittelt;
3 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Erzeugen eines Diagnosesignals zeigt, um einen Hochdruckfehlerzustand eines Partikelfilters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zu detektieren;
4 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Erzeugen eines Diagnosesignals zeigt, um einen Niederdruckfehlerzustand eines Partikelfilters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zu detektieren;
5 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Erzeugen eines Diagnosesignals gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform zeigt; und
6 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Partikelfilters auf Grundlage eines Ereignisentprellschemas gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzungen zu beschränken. Es versteht sich, dass in den gesamten Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. So wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck ”Modul” auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Bei Softwareimplementierung kann ein Modul in einem Speicher als ein nichtflüchtiges maschinenlesbares Speichermedium ausgeführt sein, das durch eine Verarbeitungsschaltung auslesbar ist und Anweisungen zur Ausführung durch die Verarbeitungsschaltung zur Ausführung eines Verfahrens speichert.
Unter Bezugnahme auf 1 ist nun ein Abgasbehandlungssystem 10 eines Verbrennungs-(IC)-Motors 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht. Der Motor 12 kann, ist aber nicht darauf beschränkt, einen Dieselmotor, Benzinmotor und einen Motor mit homogener Kompressionszündung aufweisen. Darüber hinaus kann das Abgasbehandlungssystem 10, das hierin beschrieben ist, in einem der oben erwähnten Motorsysteme implementiert sein. Der Motor 12 weist mindestens einen Zylinder 13 auf, um Kraftstoff aufzunehmen, und ist derart konfiguriert, um eine Ansaugluft 20 von einem Luftansaugdurchgang 22 auszunehmen. Der Ansaugluftdurchgang 22 weist einen Ansaugluftmassenstromsensor 24 zur Ermittlung einer Ansaugluftmasse (m_Air) des Motors 12 auf. Bei einer Ausführungsform kann die Ansaugluftmassenstromsensor 24 entweder ein Flügelmesser oder ein Ansaugluftmassenstromsensor vom Heißdraht-Typ sein. Es ist jedoch klar, dass auch andere Typen von Sensoren verwendet werden können. Eine Abgasleitung 14 kann Abgas 15, das in Reaktion auf die Verbrennung des Kraftstoffs in dem Zylinder 13 erzeugt wird, transportieren. Die Abgasleitung 14 kann ein oder mehrere Segmente aufweisen, die eine oder mehrere Nachbehandlungsvorrichtungen des Abgasbehandlungssystems 10 enthalten, wie unten ausführlicher diskutiert ist.
Weiter Bezug nehmend auf 1 weist das Abgasbehandlungssystem 10 ferner eine erste Oxidationskatalysator-(”OC”-)Vorrichtung 30, eine Vorrichtung 32 für selektive katalytische Reduktion (”SCR”) und eine Partikelfiltervorrichtung (”PF”) 34 auf. Bei mindestens einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung ist der PF ein Dieselpartikelfilter. Es sei angemerkt, dass das Abgasbehandlungssystem 10 der Offenbarung verschiedene Kombinationen aus einer oder mehreren der in 1 gezeigten Nachbehandlungsvorrichtungen und/oder andere Nachbehandlungsvorrichtungen (z. B. Mager-NOx-Fänger) aufweisen kann und nicht auf das vorliegende Beispiel beschränkt ist.
Die erste OC-Vorrichtung 30 kann beispielsweise ein Durchflusssubstrat aus einem Metall- oder Keramikmonolithen aufweisen, das in eine Schale oder einen Kanister aus Edelstahl mit einem Einlass und einem Auslass in Fluidkommunikation mit der Abgasleitung 14 gepackt ist. Das Substrat kann eine daran angeordnete Oxidationskatalysatorverbindung aufweisen. Die Oxidationskatalysatorverbindung kann als ein Washcoat aufgetragen werden und kann Platingruppenmetalle enthalten, wie Platin (”Pt”), Palladium (”Pd”), Rhodium (”Rh”) oder andere geeignete oxidierende Katalysatoren oder Kombinationen daraus. Die OC-Vorrichtung 30 kann nicht verbrannte gasförmige und nicht flüchtige HC und CO behandeln, die oxidiert werden, um Kohlendioxid und Wasser zu bilden.
Die SCR-Vorrichtung 32 kann stromabwärts von der ersten OC-Vorrichtung 30 angeordnet sein. Die SCR-Vorrichtung 32 kann zum Beispiel ein Durchflusssubstrat aus einem Keramik- oder Metallmonolithen umfassen, das in eine Schale oder Kanister aus Edelstahl mit einem Einlass und einem Auslass, die mit der Abgasleitung 14 in Fluidverbindung stehen, untergebracht sein. Das Substrat kann eine darauf aufgebrachte SCR-Katalysatorzusammensetzung umfassen. Die SCR-Katalysatorzusammensetzung kann einen Zeolith sowie eine oder mehrere Unedelmetallkomponenten aufweisen, wie Eisen (”Fe”), Kobalt (”Co”), Kupfer (”Cu”) oder Vanadium (”V”), die effizient dazu dienen können, NOx-Bestandteile in dem Abgas 15 in der Anwesenheit eines Reduktionsmittels, wie Ammoniak, umzuwandeln.
Der PF 34 kann stromabwärts von der SCR-Vorrichtung 32 angeordnet sein, und filtert das Abgas 15 von Kohlenstoff und anderem Partikelmaterial. gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform kann der PF 34 unter Verwendung eines keramischen Substrats mit Wall-Flow-Monolith-Abgasfilter aufgebaut sein, der in eine intumeszente oder nicht intumeszente Matte (nicht gezeigt) gewickelt ist, die sich bei Erwärmung ausdehnt, wobei das Filtersubstrat gesichert und isoliert wird, das in einer starren wärmebeständigen Schale oder einem starren wärmebeständigen Kanister eingebaut ist, die/der einen Einlass und einen Auslass in Fluidkommunikation mit der Abgasleitung 14 aufweist. Es sei angemerkt, dass das keramische Substrat mit Wall-Flow-Monolith-Abgasfilter lediglich beispielhafter Natur ist, und dass der PF 30 andere Filtervorrichtungen aufweisen kann, wie Filter aus gewickelter oder gepackter Faser, offenzellige Schäume, gesinterte Metallfasern, etc.
Das Abgas 15, das in den PF 34 eintritt, wird durch poröse, sich benachbart erstreckende Wände getrieben, die Kohlenstoff und anderes Partikelmaterial aus dem Abgas 15 abfangen. Dementsprechend wird das Abgas 15 gefiltert, bevor es aus dem Fahrzeugauspuffrohr ausgetragen wird. Wenn Abgas 15 durch das Abgasbehandlungssystem 10 strömt, ist der PF 34 einem Druck über den Einlass und den Auslass ausgesetzt. Ferner kann die Menge von Partikeln, die durch den PF 34 abgefangen wird, mit der Zeit zunehmen, wodurch der Abgasgegendruck, dem der Motor 12 ausgesetzt ist, zunimmt. Der Regenerationsbetrieb verbrennt das Kohlenstoff- und Partikelmaterial, das sich in dem Filtersubstrat angesammelt hat, und regeneriert den PF 34.
Ein Steuermodul 35 ist funktional mit dem Motor 12 und dem Abgasbehandlungssystem 10 verbunden und überwacht diese durch eine Anzahl von Sensoren. Bezug nehmend auf 1 steht das Steuermodul 35 in elektrischer Kommunikation mit dem Motor 12, dem Ansaugluftmassenstromsensor 24 und verschiedenen Temperatursensoren. Bei zumindest einer Ausführungsform umfassen die Temperatursensoren einen ersten und zweiten Temperatursensor 36, 38, um das Temperaturprofil der ersten OC-Vorrichtung 30 zu ermitteln, einen dritten und vierten Temperatursensor 40, 42, um das Temperaturprofil der SCR-Vorrichtung 32 zu ermitteln, und einen fünften und sechsten Temperatursensor 44, 46, um das Temperaturprofil des PF 34 zu ermitteln. Das Steuermodul 35 kann den Motor 12 auf Grundlage von Information steuern, die durch einen oder mehrere der Sensoren 36, 38, 40, 42, 44, 46 bereitgestellt wird. Bei zumindest einer beispielhaften Ausführungsform kann ein einzelner Sensor den zweiten und dritten Sensor 38, 40 ersetzen, und ein einzelner Sensor kann den vierten und fünften Sensor 42, 44 ersetzen.
Zusätzlich zu den Temperatursensoren kann das Abgasbehandlungssystem 10 ferner zumindest einen Drucksensor (z. B. einen Deltadrucksensor 48) in elektrischer Kommunikation mit dem Steuermodul 35 (siehe 1) aufweisen. Der Deltadrucksensor 48 weist eine Vorderleitung 50 und eine Rückleitung 52 auf. Die Vorderleitung 50 ist mit einem stromaufwärtigen Durchlass 54 gekoppelt, der stromaufwärts von dem PF 34 angeordnet ist, um einen Druck an einem Punkt stromaufwärts von dem PF 34 zu ermitteln. Die Rückleitung 52 ist mit einem stromabwärtigen Durchlass 56 gekoppelt, der stromabwärts von dem PF 34 angeordnet ist, um einen zweiten Druck an einem Punkt stromabwärts von dem PF zu ermitteln. Obwohl 1 den Deltadrucksensor 48 so zeigt, dass er außerhalb der Abgasleitung 14 angeordnet ist, sei angemerkt, dass dem Fachmann zu verstehen sei, dass der Deltadrucksensor 48 innerhalb der Abgasleitung 14 angeordnet oder in dem PF 34 integriert sein kann.
Bei einer Ausführungsform weist das Steuermodul 35 eine Steuerlogik auf, um einen Abgasmassenstrom in der Abgasleitung 14 zu berechnen. Der Abgasmassenstrom basiert auf der Ansaugluftmasse (m_Air) des Motors 12 und dem Kraftstoffmassenstrom (m_Fuel) des Motors 12. Wie oben erwähnt ist, kann der m_Air von dem Ansaugluftmassenstromsensor 24 gemessen werden. m_Fuel kann durch Ermitteln der Gesamtmenge an Kraftstoff, die in den Motor 12 über eine gegebene Zeitdauer eingespritzt wird, gemessen werden. Der Abgasmassenstrom kann daher durch Addieren von m_Fuel und m_Air berechnet werden. Der Abgasmassenstrom kann ferner verwendet werden, um einen Abgasvolumendurchfluss (dvol) zu ermitteln, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Steuermoduls 35, das einen Druckzustand eines PF gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der Lehren ermittelt. Verschiedene Ausführungsformen des Abgasbehandlungssystems 10 von 1 gemäß der Offenbarung können eine beliebige Anzahl von Submodulen aufweisen, die in das Steuermodul 35 eingebettet sind. Wie angemerkt sei, können die in 2 gezeigten Submodule genauso kombiniert oder weiter unterteilt sein. Eingänge in das Steuermodul 35 können von dem Abgasbehandlungssystem 10 erfasst werden, von anderen Steuermodulen empfangen werden, beispielsweise einem Motorsteuermodul (nicht gezeigt), oder von anderen Submodulen oder Modulen ermittelt werden. Wie in 2 gezeigt ist, weist das Steuermodul 35 gemäß zumindest einer Ausführungsform einen Speicher 102, ein Entprellmodul 104, ein Regenerationssteuermodul 106, ein Eintrittsbedingungsmodul 108, ein Kraftstoffeinspritzsteuermodul 110 und ein Deltadruckmodul 112 auf.
Bei einer Ausführungsform speichert der Speicher 102 des Steuermoduls 35 eine Anzahl konfigurierbarer Grenzen, Kennfelder und Variablen, die dazu verwendet werden, eine Regeneration des PF 34 zu steuern und eine Druckdifferenz (d. h. Deltadruck), die dem PF 34 zugeordnet ist, zu ermitteln. Bei zumindest einer beispielhaften Ausführungsform ist der Deltadruck eine Druckdifferenz zwischen dem stromaufwärtigen Durchlass 54 und dem stromabwärtigen Durchlass 56.
Jedes der Module 104–112 bildet eine Schnittstelle mit dem Speicher 102 und kommuniziert elektrisch mit diesem, um gespeicherte Werte nach Bedarf abzurufen und zu aktualisieren. Beispielsweise kann der Speicher 102 Werte an das Deltadruckmodul 112 liefern, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Messungen des stromaufwärtigen und/oder stromabwärtigen Drucks, um eine Ermittlung einer Druckdifferenz zwischen der Vorderleitung 50 und der Rückleitung 52 des Deltadrucksensors 48 zu unterstützen. Der Speicher 102 kann ferner einen oder mehrere Schwellenwerte, eine Mehrzahl verschiedener Deltadruckmessungen, Zeitperioden, über die die Drücke gemessen wurden, sowie einen oder mehrere Offsetwerte speichern, um einen Niederdruck- und/oder Hochdruckzustand des PF 34 zu ermitteln. Der Speicher 102 kann ferner ein augenblickliches detektiertes Bestanden- und/oder Fehler- bzw. Durchgefallen-Ereignis des PF 34 sowie einen oder mehrere vorbestimmte Ereignisschwellenwerte speichern. Demgemäß kann das Entprellmodul 104 mit dem Speicher 102 kommunizieren und daher einen oder mehrere Zähler inkrementieren, nachdem eine Mehrzahl von Bestanden- und/oder Durchgefallen-Ereignissen einen vorbestimmten Ereignisschwellenwert überschritten haben.
Das Regenerationssteuermodul 106 kann Algorithmen, die dem Fachmann bekannt sind, anwenden, um zu ermitteln, wann der Regenerationsbetrieb auszulösen ist, um den PF 34 zu regenerieren. Beispielsweise kann der Regenerationsmodus gesetzt werden, wenn eine Rußbeladung eine in dem Speicher 102 definierte Schwelle überschreitet. Eine Regeneration des PF 34 von 1 kann auf Fahrzeugbetriebsbedingungen und Abgasbedingungen basieren oder gemäß diesen beschränkt sein. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen 114 und die Abgasbedingungen 116 können durch Sensoren oder andere Module bereitgestellt werden. Beispielsweise können der fünfte und sechste Temperatursensor 44, 46 (in 1 gezeigt) ein oder mehrere elektrische Temperatursignale 118 an das Steuermodul 35 senden, um ein Temperaturprofil des PF 34 anzugeben. Das Regenerationssteuermodul 106 kann auch eine oder mehrere Eintrittsbedingungen 120 empfangen, die von dem Eintrittsbedingungsmodul 108 überwacht werden. Die Eintrittsbedingungen 120, die in das Eintrittsbedingungsmodul 108 eingegeben werden, können eine Motordrehzahl, Abgastemperatur, Zeit, die seit einer letzten Regeneration verstrichen ist, Distanz, die seit einer letzten Regeneration gefahren worden ist, Menge an verbrauchtem Kraftstoff, Abgasvolumendurchfluss innerhalb eines spezifischen Bereiches und die Druckdifferenz über den Partikelfilter 34 umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die oben erwähnten nicht exklusiven Eintrittsbedingungen können überwacht werden, um zu ermitteln, wann eine Diagnose des PF 34 auszuführen ist, was nachfolgend detaillierter diskutiert ist.
Der Abgastemperaturwert kann die Temperaturprofile von Nachbehandlungsvorrichtungen aufweisen, wie der ersten OC-Vorrichtung 30, der SCR-Vorrichtung 32 und/oder des PF 34. Bei einer Ausführungsform senden der erste und zweite Temperatursensor (in 1 gezeigt) elektrische Signale an das Steuermodul 35, die das Temperaturprofil der OC-Vorrichtung 30 angeben, der dritte und vierte Temperatursensor (in 1 gezeigt) senden elektrische Signale an das Steuermodul 35, die das Temperaturprofil der SCR-Vorrichtung 32 angeben, und der fünfte und sechste Temperatursensor (in 1 gezeigt) senden elektrische Signale an das Steuermodul 35, die das Temperaturprofil des PF 34 angeben. Alternativ dazu kann bei einer anderen Ausführungsform das Steuermodul 35 eine Steuerlogik zur Ermittlung der Temperaturprofile der ersten OC-Vorrichtung 30, der SCR-Vorrichtung 32 und des PF 34 auf Grundlage von Betriebsparametern des Motors 12 (in 1 gezeigt) aufweisen.
Der Wert der adsorbierten Masse ist ein Wert, der von dem Steuermodul 35 berechnet wird, und repräsentiert die Schwefelmenge, die bereits an der ersten OC-Vorrichtung 30 und der SCR-Vorrichtung 32 (in 1 gezeigt) adsorbiert ist. Der Wert der adsorbierten Masse ist ein zeitintegrierter Wert der adsorbierten Schwefelmenge (z. B. beispielsweise bei Zeitpunkt = 0 Sekunden ist allgemein kein Schwefel adsorbiert, wenn jedoch 10 g/s Schwefel in den Katalysator eintreten, sind bei Zeitpunkt = 1 Sekunde nun 10 g Schwefel von dem Katalysator adsorbiert). Der Wert der Schwefelexposition aus Kraftstoff, der Wert der Schwefelexposition aus dem Öl, der Abfangratenwert, der Wert der verbrauchten Kraftstoffmenge, der Wert der verbrauchten Ölmenge, der Abgastemperaturwert und der Wert der adsorbierten Masse werden dazu verwendet, die Rate der Schwefeladsorption zu berechnen.
Das Kraftstoffeinspritzsteuermodul 110 gibt ein Kraftstoffeinspritzsteuersignal aus, um eine Zylindernacheinspritzung in dem Motor 12 von 1 zu steuern. Die Zylindernacheinspritzung erzeugt Abgastemperaturen, um gespeicherten Schwefel von einer oder mehreren Nachbehandlungsvorrichtungen zu entfernen und/oder den PF 34 zu regenerieren, wie in 1 gezeigt ist. Das Kraftstoffeinspritzsteuermodul 110 kann auf Werte in dem Speicher 102 zugreifen, um das Kraftstoffeinspritzsteuersignal auf Grundlage des Regenerationsmodus und/oder des Entschwefelungsprozesses festzulegen. Das Kraftstoffeinspritzsteuermodul 110 kann auch eine Drehmomentanweisung 122 zum Ermitteln eines gewünschten Drehmoments zum Antreiben des Fahrzeugs empfangen. Die Drehmomentanweisung 122 ist die Basis für die Menge an Kraftstoff, die in den Zylinder 13 des Motors 12 eingespritzt wird. Basierend auf der Drehmomentanweisung 122 kann daher das Kraftstoffeinspritzsteuermodul 110 den Kraftstoffmassenstrom (m_Fuel) ermitteln. Bei mindestens einer Ausführungsform kann das Kraftstoffeinspritzsteuermodul 110 die Drehmomentanweisung 122 von einem Motorsteuermodul (nicht gezeigt) empfangen, das mit dem Motor 12 in Verbindung steht.
Wie oben erwähnt ist, kann der Abgasmassenstrom auf der Ansaugluftmasse (m_Air) des Motors 12 und dem Kraftstoffmassenstrom (m_Fuel) des Motors 12 basieren. Genauer kann das Steuermodul 35 den Abgasmassenstrom durch Addition von m_Air mit m_Fuel berechnen. Das Steuermodul kann ferner einen Abgasvolumenstrom (dvol) auf Grundlage des Abgasmassenstroms berechnen. Bei zumindest einer beispielhaften Ausführungsform kann der Speicher 102 die folgende Gleichung speichern, um den Abgasvolumenstrom zu ermitteln: dvol = (mAir + mFuel)(R)(TFilter) / Δp [1], wobei (m_Air + m_Fuel) der Abgasmassenstrom ist;
R ein konstanter Wert ist, der eine Rate der Gasströmung angibt;
T_Filter die Temperatur des PF 34 ist; und
Δp (Deltadruck) der Druckdifferenz ist, die dem PF 34 zugeordnet ist.
T_Filter kann auf Messungen von dem fünften und sechsten Temperatursensor 44, 46 basieren und der Deltadruck kann auf der Messung des Deltadrucksensors 48 basieren. Jede der Konstanten und/oder gemessenen Variablen in Gleichung [1] kann in dem Speicher 102 gespeichert werden. Das Steuermodul 35 kann mit dem Speicher 102 kommunizieren und kann demgemäß den Abgasvolumenstrom (dvol) berechnen. Dem Fachmann sei angemerkt, dass die oben erwähnten Gleichungen beispielhafter Natur sind und andere Verfahren zur Ermittlung des Abgasmassenstromes und/oder des Abgasvolumenstromes verwendet werden können. Bei zumindest einer beispielhaften Ausführungsform kann das Deltadruckmodul 112 dvol ermitteln, wie oben diskutiert ist.
Das Deltadruckmodul 112 steht in elektrischer Kommunikation mit dem Deltadrucksensor 48, dem Speicher 102, dem Entprellmodul 104, dem Eintrittsbedingungsmodul 108 und dem Kraftstoffeinspritzmodul 110. Demgemäß kann das Deltadruckmodul 112 den Deltadruck des PF 34 ermitteln und auf Grundlage des Deltadrucks ein Diagnosesignal erzeugen, das eine oder mehrere Betriebsbedingungen des PF 34 angibt. Die Betriebsbedingungen des PF 34 können, sind jedoch nicht darauf beschränkt, einen beschädigten PF 34, einen verschobenen PF 34, einen fehlenden PF 34 und einen blockierten PF 34 umfassen. Das Diagnosesignal kann auch einen Defekt angeben, der dem PF-Sensor 48 zugeordnet ist. Der Defekt umfasst, ist jedoch nicht darauf beschränkt, eine Trennung der Rückleitung 52 von dem stromabwärtigen Durchlass 56. Obwohl es nicht gezeigt ist, kann das Diagnosesignal von dem Deltadruckmodul 112 an eine oder mehrere elektronische Vorrichtungen zur weiteren Analyse und/oder Beobachtung ausgegeben werden. Es sei angemerkt, dass das Deltadruckmodul 112 nicht darauf beschränkt ist, dass nur ein Diagnosesignal während des Betriebs erzeugt wird.
Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform erzeugt das Deltadruckmodul 112 das Diagnosesignal auf Grundlage einer Mehrzahl von Deltadruckmessungen, die über eine vorbestimmte Zeitperiode ausgeführt werden. Durch Erzeugen des Diagnosesignals auf Grundlage einer Mehrzahl von Deltadruckmessungen anstelle eines einzelnen augenblicklichen Druckzustands können tatsächliche Druckfehlerzustände von nominellen Druckdifferenzzuständen unterschieden werden. Beispielsweise kann das Diagnosesignal gemäß zumindest einer Ausführungsform der Erfindung tatsächliche Druckfehlerzustände von augenblicklichen Zunahmen der Abgasströmung, die durch plötzliche Fahrzeugbeschleunigungen bewirkt werden, unterscheiden.
Bei zumindest einer Ausführungsform kann die Zeitperiode (t) im Bereich von etwa 30 Sekunden bis etwa 60 Sekunden liegen. Das Diagnosesignal kann als ein Skalarwert (SIGNAL_DIAGNOSTIC) gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden: SIGNAL_DIAGNOSTIC = ∫ (ΔP)dt / dt [2], wobei Δp (Deltadruck) die Druckdifferenz ist, die dem PF 34 zugeordnet ist. Wie oben erläutert ist, kann Δp (Deltadruck) die Druckdifferenz sein, die dem PF 34 zugeordnet ist. Bei zumindest einer Ausführungsform kann das Δp (Deltadruck) durch Subtrahieren des stromabwärtigen Drucks, der an der Rückleitung 52 des Deltadrucksensors 48 gemessen ist, von dem stromaufwärtigen Druck, der an der Vorderleitung 50 gemessen ist, ermittelt werden. Bei zumindest einer Ausführungsform der Offenbarung kann das PF-Diagnosesignal durch Integration des Deltadrucks, der durch den Deltadrucksensor 48 ermittelt ist, über eine vorbestimmte Zeitperiode (t) erzeugt werden. Daher kann das Diagnosesignal eine durchschnittliche Druckdifferenz über die vorbestimmte Zeitperiode (t) angeben, die zwischen nominellen Druckdifferenzzuständen, die in dem Abgasbehandlungssystem 10 auftreten, unterscheidet.
Wie oben erwähnt ist, kann das Deltadruckmodul 112 mit dem Eintrittsbedingungsmodul 108 kommunizieren. Demgemäß kann das Deltadruckmodul 112 eine Erzeugung des SIGNAL_DIAGNOSTIC auslösen, nachdem eine oder mehrere Eintrittsbedingungen existieren, um sicherzustellen, dass der PF 34 nicht mit Partikelmaterial kontaminiert ist, und/oder um sicherzustellen, dass der Abgasdurchfluss bei einer Rate liegt, die ermöglicht, dass Druckfehlerzustände weiter von nominellen Druckdifferenzzuständen unterschieden werden können, wie beispielsweise plötzlichen Fahrzeugbeschleunigungen.
In Ansprechen auf das Erzeugen des Diagnosesignals kann das Deltadruckmodul 112 den SIGNAL_DIAGNOSTIC-Wert mit zumindest einer vorbestimmten Schwelle vergleichen. Die zumindest eine vorbestimmte Schwelle kann einen ersten vorbestimmten Schwellenwert, der eine Deltadruckschwelle des unteren Endes (TH_LOW) angibt, und einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert aufweisen, der eine Deltadruckschwelle des oberen Endes (TH_HIGH) angibt und die größer als TH_LOW ist. Demgemäß kann ein Niederdruckfehlerzustand in Ansprechen darauf ermittelt werden, dass der SIGNAL_DIAGNOSTIC-Wert kleiner als TH_LOW ist, und ein Hochdruckfehlerzustand kann in Ansprechen darauf ermittelt werden, dass der SIGNAL_DIAGNOSTIC-Wert größer als TH_HIGH ist. Die Diagnose eines Niederdruckfehlerzustands kann einen schadhaften und/oder fehlenden PF 34 angeben. Wenn beispielsweise das Filtersubstrat des PF 34 mit einem oder mehreren Löchern durchstoßen ist oder wenn das Filtersubstrat entfernt ist, gelangt die Abgasströmung 15 durch den PF 34 mit wenig Widerstand, wodurch die Gesamtdruckdifferenz zwischen der Vorderleitung 50 des Deltadrucksensors 48 und der Rückleitung 52 reduziert wird.
Alternativ dazu kann die Diagnose eines Hochdruckfehlerzustands einen blockierten PF 34 angeben. Wie oben diskutiert ist, steigt der Gegendruck stromaufwärts von dem PF 34, da die Menge an Partikelmaterial und Kohlenstoff, die von dem Filtersubstrat gesammelt wird, zunimmt. Demgemäß kann eine Diagnose eines Hochdruckfehlerzustands nach Ausführen einer Regeneration des PF 34 angeben, dass das Filtersubstrat und/oder der gesamte PF 34 einen Austausch erfordern können. Die Diagnose eines Hochdruckfehlerzustands kann auch eine Trennung zwischen der Rückleitung 52 des Deltadrucksensors 48 und dem stromabwärtigen Durchlass 56 angeben. Beispielsweise wird, wenn die Rückleitung 52 getrennt wird, der Deltadrucksensor 48 weiterhin Umgebungsluft überwachen, die einen Nenndruckwert besitzt. Dies resultiert in der Berechnung eines Deltadruckwertes, der höher als normal ist, da das erste Druckwertmaß an der Vorderleitung 50 nur durch einen Nenndruckwert reduziert ist. Bei zumindest einer Ausführungsform können die erste und zweite Deltadruckschwelle des oberen Endes verwendet werden, um eine getrennte Rückleitung 52 von einem blockierten PF 34 zu unterscheiden. Wenn der SIGNAL_DIAGNOSTIC-Wert größer als eine Deltadruckschwelle des oberen Endes (TH_{HIGH_1}) ist, kann ein blockierter PF 34 bestimmt werden. Wenn der SIGNAL_DIAGNOSTIC-Wert größer als eine zweite Deltadruckschwelle des oberen Endes (TH_{HIGH_2}) ist, die größer als die TH_{HIGH_1} ist, kann dann der Hochdruckfehlerzustand einer getrennten Rückleitung 52 zugewiesen werden.
Das Entprellmodul 104 kommuniziert elektrisch mit dem Deltadruckmodul 112, um ein Auftreten von zumindest einem Fehlerereignis aufzuzeichnen. Das Ereignis kann ein Druckdifferenz-Bestanden-Ereignis und/oder ein Druckdifferenz-Fehlerereignis umfassen. Bei zumindest einer Ausführungsform der Offenbarung ist das Entprellmodul 104 derart konfiguriert, gemäß einem Ereignisentprellschema im Gegensatz zu einem Zeitreihenschema (d. h. Basis des augenblicklichen Zustands) zu arbeiten. Das Entprellmodul 104 kann mit dem Deltadruckmodul 112 kommunizieren, um das Auftreten eines Niederdruck- und/oder Hochdruckfehlerzustands zu ermitteln. In Ansprechen darauf, dass eine Mehrzahl der Fehlerzustände eine vorbestimmte Zählerschwelle überschreitet, kann das Entprellmodul 104 ein Fehlersignal an das Deltadruckmodul 112 ausgeben, das ein Druckfehlerereignis angibt. Das Entprellmodul 104 kann daher einen zusätzlichen Zustand hinzufügen, der von dem Deltadruckmodul 112 in Betracht gezogen wird, wenn der PF 34 diagnostiziert wird. Ferner kann der Zähler rückgesetzt werden, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Bestanden-Bedingungen auftritt, um ein Bestanden-Ereignis zu bestätigen. Das Bestanden-Ereignis kann bestätigt werden, wenn eine Mehrzahl von Bestanden-Bedingungen eine Bestanden-Schwelle überschreitet und/oder eine vorbestimmte Anzahl von Bestanden-Ereignissen in einer Reihe auftritt. Durch Ermitteln eines Fehlerereignisses auf Grundlage eines Fehlerentprellschemas kann ein tatsächlicher Fehlerdruckzustand des PF 34 von nominellen Schwankungen in dem Abgasdurchfluss unterschieden werden, die beispielsweise von spontanen oder unbeabsichtigten Fahrzeugbeschleunigungen bewirkt werden.
Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann ein vorbestimmter Offsetwert (Q), der in dem Speicher 102 gespeichert ist, an den gemessenen Deltadruckwert (Δp) angewendet werden. Bei zumindest einer Ausführungsform reduziert der Offsetwert (Q) Δp, um ein Offsetdiagnosesignal zu erzeugen. Das Offsetdiagnosesignal kann als ein Offsetskalarwert (SIGNAL_{DIAGNOSTIC_OFFSET}) gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden. SIGNAL_{DIAGNOSTIC_OFFSET} = ∫ (ΔP – Q)dt / dt [2]
Demgemäß erzeugt das Deltadruckmodul 112 ein Offsetdiagnosesignal, das ein Durchschnitt einer Mehrzahl von Offsetdruckdifferenzwerten über die vorbestimmte Zeitperiode (t) ist. Das Offsetdiagnosesignal kann dann mit TH_LOW und/oder TH_HIGH verglichen werden, um einen Niederdruckfehlerzustand und/oder einen Hochdruckfehlerzustand zu ermitteln, wie oben detaillierter erläutert ist.
Bei einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung kann ein Diagnosesignal für eine Verteilung mit einem bestimmten Abgasvolumendurchfluss (dvol), d. h. ein bestimmter dvol-Bereich über eine Mehrzahl von dvol-Verteilungen ermittelt werden. Beispielsweise kann der Speicher 102 eine erste dvol-Verteilung im Bereich von etwa 900 m³/h bis etwa 1000 m³/h, eine zweite dvol-Verteilung im Bereich von etwa 1000 m³/h bis etwa 1100 m³/h und eine dritte dvol-Verteilung im Bereich von etwa 1100 m³/h bis etwa 1200 m³/h speichern. Der Speicher 102 kann auch entsprechend eine TH_LOW und/oder TH_HIGH für jede gespeicherte dvol-Verteilung speichern. Bei zumindest einer Ausführungsform kann die TH_LOW und/oder TH_HIGH für jede dvol-Verteilung verschieden sein. Das Deltadruckmodul 112 kann eine gegenwärtige, d. h. in Echtzeit vorliegende, dvol des Abgases 15 in Ansprechen darauf ermitteln, dass ein oder mehrere Eintrittsbedingungen erfüllt sind. Das Deltadruckmodul 112 kann dann das Diagnosesignal oder das Offsetdiagnosesignal, wie oben diskutiert ist, erzeugen und kann das erzeugte Diagnosesignal mit der TH_LOW und/oder TH_HIGH vergleichen, die der gegenwärtigen dvol-Verteilung entspricht.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform wird die Wirkung des dvol auf die TH_LOW und/oder TH_HIGH berücksichtigt. Genauer steigt, wenn der dvol zunimmt, der Bereich zwischen den Schwellen. Demgemäß sind Verletzungen der TH_LOW und/oder TH_HIGH bei hohen dvol-Verteilungen wahrscheinlicher tatsächliche Bestanden/Durchgefallen-Druckbedingungen im Gegensatz zu einer zufälligen Verletzung einer Schwelle, die durch eine nominelle Fahrzeugbetriebsbedingung bewirkt werden kann, wie eine plötzliche Fahrzeugbeschleunigung. Daher wendet zumindest eine Ausführungsform der Offenbarung einen gewichteten Wert auf das Diagnosesignal und/oder Offset-Diagnosesignal auf Grundlage des gegenwärtigen dvol des Abgases 15 an. Bei einer beispielhaften Ausführungsform steigt der gedichtete Wert, der an das erzeugte Diagnosesignal anzulegen ist, wenn der dvol zunimmt. Beispielsweise kann ein Diagnosesignal, das bei einem dvol von 900 m³/h erzeugt wird, unter Verwendung eines ersten vorbestimmten Skalarwerts (WEIGHT_900) gewichtet werden, während ein Diagnosesignal, das bei einem dvol von 2000 m³/h erzeugt wird, unter Verwendung eines zweiten vorbestimmten Skalarwerts (WEIGHT_2000) gewichtet werden kann, der größer als WEIGHT_900 ist.
Bezug nehmend auf 3 zeigt ein Flussdiagramm ein Verfahren zum Erzeugen eines Diagnosesignals, um einen Hochdruckfehlerzustand eines PF gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zu detektieren. Das Verfahren beginnt bei Betriebsschritt 300 und fährt mit Betrieb 302 fort, wo eine Bestimmung gemacht wird, ob eine oder mehrere Eintrittsbedingungen erfüllt sind. Wenn die Eintrittsbedingungen nicht erfüllt sind, kehrt das Verfahren zum Betrieb 302 zurück, und die Überwachung der Eintrittsbedingungen hält an. Ansonsten wird eine Mehrzahl von Druckdifferenzen (Δp) über eine vorbestimmte Zeitperiode (t) bei Betriebsschritt 304 gemessen. Bei Betriebsschritt 306 wird ein Δp-Diagnosesignal auf Grundlage der Mehrzahl von Druckdifferenzen (Δp) und der vorbestimmten Zeitperiode (t) erzeugt. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Druckdifferenzen (Δp) über die vorbestimmte Zeitperiode (t) integriert werden, um ein Δp-Diagnosesignal zu erzeugen, das eine durchschnittliche Druckdifferenz über die Zeitperiode (t) angibt. Bei Betriebsschritt 308 wird das Δp-Diagnosesignal mit einer Hochdruckschwelle (TH_HIGH) verglichen. Wenn das Δp-Diagnosesignal unter TH_HIGH liegt, wird bei Betriebsschritt 310 eine Bestanden-Bedingung ermittelt, und das Verfahren endet. Wenn das Δp-Diagnosesignal über TH_HIGH ist, wird bei Betriebsschritt 312 eine Durchgefallen-Bedingung ermittelt und das Verfahren endet bei Betriebsschritt 314. Demgemäß kann der Hochdruckfehlerzustand einen Defekt, der dem PF zugeordnet ist, angeben, einschließlich beispielsweise einem blockierten PF oder einer getrennten Rückleitung des Deltadrucksensors.
Nun Bezug nehmend auf 4 zeigt ein Flussdiagramm ein Verfahren zum Erzeugen eines Diagnosesignals, um einen Niederdruckfehlerzustand eines PF gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zu detektieren. Das Verfahren beginnt bei Betriebsschritt 400 und fährt mit Betrieb 402 fort, wo eine Bestimmung durchgeführt wird, ob eine oder mehrere Eintrittsbedingungen erfüllt sind. Wenn die Eintrittsbedingungen nicht erfüllt sind, kehrt das Verfahren zu Betrieb 402 zurück und die Überwachung der Eintrittsbedingungen hält an. Ansonsten wird eine Mehrzahl von Druckdifferenzen (Δp) über eine vorbestimmte Zeitperiode (t) bei Betriebsschritt 404 gemessen. Bei Betriebsschritt 406 wird ein Δp-Diagnosesignal auf Grundlage der Mehrzahl von Druckdifferenzen (Δp) und der vorbestimmten Zeitperiode (t) erzeugt. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Druckdifferenzen (Δp) über die vorbestimmte Zeitperiode (t) integriert werden, um ein Δp-Diagnosesignal zu erzeugen, das eine durchschnittliche Druckdifferenz über die Zeitperiode (t) angibt. Bei Betriebsschritt 408 wird das Δp-Diagnosesignal mit einer Niederdruckschwelle (TH_LOW) verglichen. Wenn das Δp-Diagnosesignal über TH_LOW liegt, wird bei Betriebsschritt 410 eine Bestanden-Bedingung ermittelt, und das Verfahren endet. Wenn das Δp-Diagnosesignal unter TH_LOW liegt, wird bei Betriebsschritt 412 eine Fehler- bzw. Durchgefallen-Bedingung ermittelt, und das Verfahren endet bei Betriebsschritt 414. Demgemäß kann der Niederdruckfehlerzustand einen Defekt des PF angeben, der beispielsweise einem fehlenden und/oder beschädigten Filtersubstrat aufweist.
Bezug nehmend auf 5 zeigt ein Flussdiagramm ein Verfahren zum Erzeugen eines Diagnosesignals gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform. Das Verfahren beginnt bei Betriebsschritt 500 und fährt mit Betrieb 502 fort, wo eine Bestimmung durchgeführt wird, ob eine oder mehrere Eintrittsbedingungen erfüllt sind. Wenn die Eintrittsbedingungen nicht erfüllt sind, kehrt das Verfahren zu Betrieb 502 zurück, und die Überwachung der Eintrittsbedingungen dauert an. Ansonsten wird ein in Echtzeit vorliegender Abgasvolumendurchfluss (dvol) bei Betriebsschritt 504 ermittelt. Bei Betriebsschritt 506 werden eine Niederdruckschwelle (TH_LOW) und eine Hochdruckschwelle (TH_HIGH) entsprechend dem dvol ermittelt. Bei Betriebsschritt 508 wird eine Mehrzahl von Druckdifferenzen Δp, die einem PF entsprechen, ermittelt. Die Druckdifferenzen können gemäß einer Differenz zwischen einem ersten Druck, der stromaufwärts von dem PF gemessen ist, und einem zweiten Druck ermittelt werden, der stromabwärts von dem PF gemessen ist. Bei Betriebsschritt 510 wird ein Δp-Diagnosesignal auf Grundlage der Mehrzahl von Δp erzeugt. Beispielsweise kann das Δp-Diagnosesignal durch Integration der Mehrzahl von Δp über eine vorbestimmte Zeitperiode erzeugt werden.
Das Δp-Diagnosesignal, das bei Betriebsschritt 510 erzeugt ist, kann zur Diagnose des PF verwendet werden. Genauer wird bei Betriebsschritt 512 das Δp-Diagnosesignal mit TH_LOW verglichen. Wenn das Δp-Diagnosesignal unter TH_LOW liegt, kann ein erster Fehlerzustand, wie ein fehlendes Substrat, bei Betriebsschritt 514 ermittelt werden, und das Verfahren endet. Wenn das Δp-Diagnosesignal über TH_LOW liegt, wird eine Bestimmung, ob das Δp-Diagnosesignal TH_HIGH überschreitet, bei Betriebsschritt 516 ausgeführt. Ein Bestanden-Bedingung wird bei Betriebsschritt 518 ermittelt, wenn das Δp-Diagnosesignal über TH_HIGH liegt. Ansonsten wird ein zweiter fehlerhafter Zustand bei Betriebsschritt 520 ermittelt, und das Verfahren endet bei Betriebsschritt 522. Der zweite fehlerhafte Zustand kann beispielsweise einen blockierten PF und/oder eine getrennte Rückleitung eines Deltadrucksensors umfassen.
Bezug nehmend auf 6 zeigt ein Flussdiagramm ein Verfahren zur Diagnose eines PF auf Grundlage eines Ereignisentprellschemas gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Verfahren beginnt bei Betriebsschritt 600 und fährt mit Betrieb 602 fort, wo ein Diagnosesignal aufgrund einer Mehrzahl von Druckdifferenzen (Δp), die über eine vorbestimmte Zeitperiode (t) gemessen sind, erzeugt wird. Bei Betriebsschritt 604 wird das Diagnosesignal mit einer Hochdruckschwelle (TH_HIGH) verglichen. Wenn das Diagnosesignal über TH_HIGH liegt, wird dann ein Fehler- bzw. Durchgefallen-Zähler bei Betriebsschritt 606 inkrementiert, der das Auftreten eines Fehler- bzw. Durchgefallen-Ereignisses angibt. Bei Betriebsschritt 608 wird eine Ermittlung durchgeführt, ob eine Anzahl aufeinanderfolgender Fehler- bzw. Durchgefallen-Ereignisse einen vorbestimmten Schwellenzählwert (TH_FAIL) überschreitet. Wenn die Anzahl aufeinanderfolgender Bestanden-Ereignisse TH_FAIL nicht überschreitet, dann kehrt das Verfahren zu Betrieb 602 zurück, und es wird ein anderes Diagnosesignal erzeugt. Wenn jedoch die Anzahl von aufeinanderfolgenden Fehler- bzw. Durchgefallen-Ereignissen TH_FAIL überschreitet, wird dann ein Fehlerzustand, wie ein blockierter PF und/oder eine getrennte Rückleitung eines Deltadrucksensors, bei Betriebsschritt 610 ermittelt, und das Verfahren endet bei Betriebsschritt 612.
Wieder Bezug nehmend auf Betrieb 604 wird, wenn das Diagnosesignal unter TH_HIGH liegt, dann ein Bestanden-Ereignis bei Betriebsschritt 614 ermittelt. Bei Betrieb 616 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob eine Anzahl aufeinanderfolgender Bestanden-Ereignisse einen vorbestimmten Schwellenzählwert (TH_PASS) überschreitet. Wenn die Anzahl aufeinanderfolgender Bestanden-Ereignisse TH_PASS nicht überschreitet, kehrt das Verfahren zu Betrieb 602 zurück, und es wird ein anderes Diagnosesignal erzeugt. Wenn jedoch die Anzahl aufeinanderfolgender Bestanden-Ereignisse TH_PASS überschreitet, dann wird der Fehler- bzw. Durchgefallen-Zähler bei Betriebsschritt 618 rückgesetzt, und das Verfahren kehrt zu Betrieb 602 zurück, um ein anderes Diagnosesignal zu erzeugen. Demgemäß wird ein fehlerhafter PF ermittelt, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Fehler- bzw. Durchgefallen-Ereignissen auftritt, im Gegensatz zu einer Bestimmung eines fehlerhaften PF nach jedem Fehlerzustand. Durch Ermittlung eines Fehler- bzw. Durchgefallen-Ereignisses auf Grundlage eines Ereignisentprellschemas kann eine tatsächliche Fehler-Druckbedingung des PF von nominellen Schwankungen in dem Abgasdurchfluss unterschieden werden, die beispielsweise durch spontane und/oder unbeabsichtigte Fahrzeugbeschleunigungen bewirkt werden.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente an Stelle von Elementen derselben treten können, ohne vom Schutzumfang der Anwendung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang davon abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf die offenbarten bestimmten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern die Erfindung umfasst alle in den Schutzumfang der Anmeldung fallenden Ausführungsformen.

Claims

Abgasbehandlungssystem, das in einem Verbrennungsmotor enthalten ist, umfassend: einen Partikelfilter, um Partikelmaterial von dem hindurch strömenden Abgas zu sammeln, wobei der Partikelfilter einem Druck darüber in Ansprechen auf das Abgas ausgesetzt ist; einen Deltadrucksensor, um einen ersten Druck stromaufwärts von dem Partikelfilter und einen zweiten Druck stromabwärts von dem Partikelfilter zu ermitteln; und ein Deltadruckmodul in elektrischer Kommunikation mit dem Deltadrucksensor, um einen Druckdifferenzwert auf Grundlage einer Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck zu ermitteln und ein Diagnosesignal auf Grundlage einer Mehrzahl der Druckdifferenzwerte und einer vorbestimmten Zeitperiode zu erzeugen.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei der Deltadrucksensor eine Vorderleitung aufweist, die mit einem ersten Durchlass gekoppelt ist, der stromaufwärts von dem Partikelfilter angeordnet ist, um den ersten Druck zu ermitteln, und eine Rückleitung aufweist, die mit einem zweiten Durchlass gekoppelt ist, der stromabwärts von dem Partikelfilter angeordnet ist, um den zweiten Druck zu ermitteln.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 2, wobei das Deltadruckmodul zumindest einen Fehlerzustand des Partikelfilters auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem Diagnosesignal und zumindest einem Schwellenwert ermittelt.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 3, wobei der zumindest eine Fehlerzustand einen Niederdruckfehlerzustand und einen Hochdruckfehlerzustand aufweist.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 4, wobei das Deltadruckmodul den Niederdruckfehlerzustand in Ansprechen darauf ermittelt, dass das Diagnosesignal unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle liegt, und den Hochdruckfehlerzustand in Ansprechen darauf ermittelt, dass das Diagnosesignal über einer zweiten vorbestimmten Schwelle liegt.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei der Niederdruckfehlerzustand einen beschädigten Partikelfilter angibt und der Hochdruckzustand zumindest eines von einer Blockade des Partikelfilters und einer Fehlkommunikation zwischen der Rückleitung des Deltadrucksensors und dem stromabwärtigen Durchlass angibt.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 6, ferner mit einem Entprellmodul in elektrischer Kommunikation mit dem Deltadruckmodul, um ein Auftreten des Fehlerzustands zu ermitteln und ein Fehlersignal zu erzeugen, das ein Druckfehlerereignis in Ansprechen darauf angibt, dass eine Mehrzahl der Fehlerzustände eine vorbestimmte Zählschwelle überschreitet.
Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 7, ferner mit einem Eintrittsbedingungsmodul in elektrischer Kommunikation mit dem Deltadruckmodul, um ein Eintrittsbedingungssignal in Ansprechen auf das Auftreten der zumindest einen Eintrittsbedingung zu erzeugen, wobei das Deltadruckmodul das Diagnosesignal in Ansprechen auf den Empfang des Eintrittsbedingungssignals erzeugt.
Verfahren zum Erzeugen eines Diagnosesignals, das einen Betriebszustand eines Partikelfilters diagnostiziert, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines ersten Drucks stromaufwärts von dem Partikelfilter; Ermitteln eines zweiten Drucks stromabwärts von dem Partikelfilter; Ermitteln einer Mehrzahl von Druckdifferenzwerten über eine vorbestimmte Zeitperiode, wobei jeder Druckdifferenzwert auf einer Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck basiert; und Erzeugen eines Diagnosesignals auf Grundlage der Mehrzahl der Druckdifferenzwerte und der vorbestimmten Zeitperiode.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit einem ermitteln zumindest eines Fehlerzustands des Partikelfilters auf Grundlage eines Vergleichs zwischen dem Diagnosesignal und zumindest einer Schwelle, ferner mit einem Ermitteln eines Niederdruckfehlerzustands in Ansprechen darauf, dass das Diagnosesignal unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle liegt, und ein Ermitteln eines Hochdruckfehlerzustands in Ansprechen darauf, dass das Diagnosesignal über einer zweiten vorbestimmten Schwelle liegt, die größer als die erste vorbestimmte Schwelle ist.