DE102014108243A1

DE102014108243A1 - Verfahren und system zum anpassen eines korrekturkennfeldes für sauberen filter für einen filter mit selektiver katalytischer reduktion

Info

Publication number: DE102014108243A1
Application number: DE102014108243.5A
Authority: DE
Inventors: Christopher Whitt; Thomas Larose Jr.; Christopher C. Swoish; Joshua Clifford Bedford
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: DE102014108243B4; US9149801B2; US20140371054A1; CN104234799A; CN104234799B

Abstract

Es sind ein System und Verfahren zum Anpassen des Korrekturkennfeldes für einen sauberen Filter für einen Filter mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) eines Abgasnachbehandlungssystems vorgesehen. Das System kann in Fluidkommunikation mit einem Motor eines Fahrzeugs stehen. Das System kann einen ersten Drucksensor und einen zweiten Drucksensor aufweisen. Ein Differenzdruckmodul steht in Kommunikation mit dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor und ist derart konfiguriert, ein Deltadrucksignal zu erzeugen, das einem Druckabfall zwischen dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor entspricht. Das System kann auch einen Controller aufweisen, der derart konfiguriert ist, eine Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse des SCRF zu ermittelt; die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse mit einem Bewertungselement zu vergleichen; und ein Anpassmodul einzuschalten, indem eine aus einer ersten Steueraktion, einer zweiten Steueraktion und einer dritten Steueraktion ausgeführt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung ist auf ein System und Verfahren zum Anpassen des Korrekturkennfeldes für sauberen Filter für einen Filter mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF von engl.: ”Selective Catalyst Reduction Filter”) eines Abgasnachbehandlungssystems gerichtet.
HINTERGRUND
Verschiedene Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie Partikelfilter und andere Vorrichtungen, sind entwickelt worden, um Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren effektiv zu begrenzen. In dem Fall von Kompressionszündungs- oder Dieselmotoren werden weiterhin große Anstrengungen aufgewendet, um praktische und effiziente Vorrichtungen und Verfahren zu entwickeln, um Emissionen von größtenteils kohlenstoffhaltigen Partikeln zu reduzieren, die ansonsten in dem Abgas des Motors vorhanden sind.
Ein Abgasnachbehandlungssystem für ein modernes Dieselmotorabgassystem enthält typischerweise eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) und einen Dieselpartikelfilter (DPF).
Die SCR-Vorrichtung wird dazu verwendet, Nox-Gase zu reduzieren, bevor das Abgas aus einem Auspuff ausgetragen wird. Die SCR-Vorrichtung verwendet ein Reduktionsmittel, das in der Lage ist, mit NOx-Gasen zu reagieren, um die NOx-Gase in inerte Nebenprodukte, d. h. Stickstoff und Wasser, umzuwandeln. Beispielsweise kann das Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung sein, die in den Abgasstrom des Motors eingespritzt wird. Sobald sich das Reduktionsmittel in dem Abgasstrom befindet, wird das Reduktionsmittel in einen Katalysator der SCR-Vorrichtung absorbiert, wobei die katalytische Wirkung der SCR-Vorrichtung schließlich NOx-Gase in die inerten Nebenprodukte umwandelt.
Der DPF wird zum Sammeln und Beseitigen des rußigen Partikelmaterials, das von dem Dieselmotor ausgestoßen wird, aus dem Abgasstrom verwendet. Ein typischer DPF wirkt als ein Feinstofffilter bzw. Fänger zum Entfernen des Partikelmaterials von dem Abgasstrom. Der DPF kann Edelmetalle, wie Platin und/oder Palladium enthalten, die als Katalysatoren dienen, um Ruß und Kohlenwasserstoffe, die in dem Abgasstrom vorhanden sind, weiter zu oxidieren. In vielen Fällen kann der DPF unter Verwendung von überhitztem Abgas regeneriert oder gereinigt werden, um die angesammelten Partikel wegzubrennen.
Allgemein ist der DPF stromabwärts der SCR-Vorrichtung angeordnet. Mit anderen Worten ist die SCR-Vorrichtung von dem DPF so beabstandet, dass die SCR-Vorrichtung und die DPF separate und unabhängige Komponenten sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Es sind ein System und Verfahren zum Anpassen des Korrekturkennfeldes für sauberen Filter für einen Filter mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) eines Abgasnachbehandlungssystems vorgesehen. Das System kann in Fluidkommunikation mit einem rußerzeugenden Motor eines Fahrzeugs stehen. Das System kann einen ersten Drucksensor an einer Einlassseite des SCRF zwischen dem SCRF und dem Motor und einen zweiten Drucksensor aufweisen, der an einer Auslassseite des SCRF angeordnet ist. Ein Differenzdruckmodul steht in Kommunikation mit dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor und ist derart konfiguriert, ein Deltadrucksignal zu erzeugen, das einem Druckabfall zwischen dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor entspricht. Das System kann ferner einen Controller aufweisen, um das vorliegende Verfahren zum Anpassen des Kennfeldes für sauberen Filter für einen SCRF auszuführen.
Der Controller kann derart konfiguriert sein, das vorliegende Verfahren durch Ausführen der folgenden Verfahrensschritte auszuführen. Der Controller ermittelt zunächst eine Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse des SCRF. Der Controller vergleicht dann die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse mit einem Bewertungselement, wobei das Bewertungselement eine vorbestimmte diskrete Anzahl von Regenerationsereignissen ist. Schließlich schaltet der Controller ein Anpassmodul ein, indem eine aus einer ersten Steueraktion, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse kleiner als das Bewertungselement ist; einer zweite Steueraktion, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement ist; und einer dritten Steueraktion ausgeführt wird, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse größer als das Bewertungselement ist.
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 Abgasnachbehandlungssystem verbunden ist, das einen SCRF aufweist;
2 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Anpassen eines Korrekturkennfeldes für sauberen Filter für einen SCRF beschreibt;
3 ist ein Flussdiagramm, das eine erste Steueraktion detailliert darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, das eine zweite Steueraktion detailliert darstellt; und
5 ist ein Flussdiagramm, das den Verfahrensschritt zum Überwachen des Abgasdruckabfalls über den SCRF detailliert darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Komponenten betreffen, zeigt 1 schematisch ein Fahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 weist einen Verbrennungsmotor 12, z. B. einen Dieselmotor oder irgendeinen anderen Ruß erzeugenden Motor auf, der signifikante Niveaus an Stickoxid-(NOx-)Gasen ausstößt und einen Abgasstrom 16 erzeugt. 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.
Das Fahrzeug 10 weist ein Abgasnachbehandlungssystem 20 zur Behandlung von Bestandteilen in dem Abgas, wie NOx-Gase, auf. Mit anderen Worten behandelt das Abgasnachbehandlungssystem 20 schädliche Emissionen, die in dem Abgasstrom 16 enthalten sind, der aus dem Motor 12 ausgestoßen wird.
Wie in 1 gezeigt ist, erzeugt an Bord des Fahrzeugs 10 eine Verbrennung von Dieselkraftstoff, der von einem Kraftstoffspeichertank 18 gezogen wird, den Abgasstrom (Pfeil 16), der dann durch das Abgasnachbehandlungssystem 20 verarbeitet wird, bevor er schließlich von einem Auspuff 22 ausgetragen wird. Der Abgasstrom 16 wird von dem Motor 12 als ein Nebenprodukt der Verbrennung ausgestoßen und durch das Abgassystem 20 an die Umgebung entfernt. Das Abgasnachbehandlungssystem 20 kann eine Reihe von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen aufweisen, die als ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) 32 und ein Filter mit selektiver katalytischer Reduktion 34 (SCRF) gezeigt sind.
Demgemäß weist das Abgasnachbehandlungssystem 20 einen Durchgang zum Lenken des Abgasstromes 16 von dem Motor 12 durch die Reihe von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 32, 34 auf. Abhängig von der Ausführungsform können die Nachbehandlungsvorrichtungen 32, 34 des Abgassystems 20 in einer beliebigen gewünschten Reihenfolge angeordnet sein. Gemeinsam sehen der Oxidationskatalysator 32 und der SCRF 34 die notwendige Konditionierung des Abgasstroms vor (Pfeil 16).
Die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 32, 34 werden 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 Abgasstrom 16 vorhanden sind, zu oxidieren und zu verbrennen, wenn dieser den Motor 12 verlässt. 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 SCRF 34 zu ermöglichen. Eine vor Ort erfolgende thermische Regeneration des SCRF 34 kann periodisch durchgeführt werden, um angesammeltes Partikelmaterial oder Ruß zu verbrennen.
Bei einem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, wird nach dem Dieseloxidationskatalysator 32 der Abgasstrom 16 an den SCRF 34 geführt. Mit anderen Worten ist der SCRF 34 stromabwärts des DOC 32 angeordnet. Der SCRF 34 wird verwendet zum 1) Behandeln schädlicher Emissionen, die in dem Abgasstrom 16 des Motors 12 enthalten sind; und 2) Filtern von Partikelmaterial, d. h. Ruß, von dem Abgasstrom 16. Einfach gesagt wird der SCRF 34 verwendet, um NOx-Emissionen und Partikelmaterial, das von dem Motor 12 ausgestoßen wird, der das Fahrzeug 10 mit Leistung beaufschlagt, zu reduzieren.
Der SCRF 34 weist eine aktive katalytische Komponente auf, die ein Oxid eines Unedelmetalls sein kann, wie eines aus Vanadium, Molybdän, Wolfram und Zeolith. Ein Reduktionsmittel 38 wird verwendet, um NOx-Gase in inerte Nebenprodukte umzuwandeln. Somit wandelt der SCRF 34 NOx-Gase mithilfe des Katalysators in inerte Nebenprodukte, d. h. zweiatomigen Stickstoff N₂ und Wasser H₂O, um. Das Reduktionsmittel 38 kann anhydrides Ammoniak, wässriges Ammoniak, Ammoniakvorläufer, wässrige Harnstofflösung oder irgendein anderes geeignetes Reduktionsmittel 38 sein, das dem Abgasstrom (bei Pfeil 16 gezeigt) hinzugefügt und in dem SCRF 34 absorbiert wird. Abgasemissionen von sowohl Benzinmotoren als auch Dieselmotoren können durch Verwendung des SCRF 34 verbessert werden. Für die Dieselmotorausführungsform wird ein allgemeiner Begriff ”Dieselabgasfluid” oder DEF verwendet, um ein Reduktionsmittel 38 zu beschreiben, das von dem SCRF 34 verwendet wird. Demgemäß tritt das DEF mit dem SCRF 34 in Kontakt, wenn der Abgasstrom 16 durch den SCRF 34 strömt.
Der SCRF 34 kann einen Träger oder ein Substrat 42 aufweisen, das in einen Washcoat 40 getaucht ist, der die aktive katalytische Komponente enthält, d. h. den Katalysator. Das Reduktionsmittel 38 wird dazu verwendet, NOx-Gase in inerte Nebenprodukte umzuwandeln. Genauer wird der Washcoat 40, der dazu verwendet wird, das Reduktionsmittel 38 zu absorbieren, auf die Oberfläche des porösen Substrates aufgetragen oder beschichtet und setzt sich schließlich oder wird in den Poren des Substrates 42 angeordnet. Das Substrat 42 kann ein keramischer Brick- oder ein keramischer Wabenaufbau, ein Plattenaufbau oder irgendein anderer geeigneter Aufbau sein, der eine hohe Porosität besitzt. Mit anderen Worten kann der Washcoat 40 auf eine Innenfläche des Substrates 42 aufgetragen werden. Der Washcoat 40 zieht das Reduktionsmittel 38 an, um das Reduktionsmittel 38 in dem SCRF 34 abzuscheiden. Mit anderen Worten wird das Reduktionsmittel 38 an dem Washcoat 40 innerhalb des SCRF 34 angeordnet. Wenn der Abgasstrom 16 durch den SCRF 34 gelangt, steht das Reduktionsmittel 38 mit dem Abgasstrom 16 über eine chemische Reaktion in Wechselwirkung, um NOx-Gase, die in dem Abgasstrom 16 vorhanden sind, zu reduzieren, wenn dieser durch das Abgasnachbehandlungssystem 20 gelangt.
Der Betriebswirkungsgrad des SCRF 34 kann durch die Wirksamkeit des Katalysators bei der Reduktion von NOx-Emissionen bestimmt sein. Beispielsweise ist der Washcoat 40 ein Faktor, der zu der Betriebseffizienz des SCRF 34 beiträgt. Der Washcoat 40 kann so aufgetragen werden, dass Schwankungen in der Verteilung über das Substrat 42 vorhanden sind. Zusätzlich kann der Washcoat 40 infolge thermischer Beanspruchung, die durch den Abgasstrom 16 erzeugt wird, beschädigt werden, so dass der Washcoat 40 beginnt, die Fähigkeit zu verlieren, das Reduktionsmittel 38 an der Innenfläche des SCRF 34 zu halten. Demgemäß kann, wenn der Washcoat 40 verschlechtert wird, die chemische Reaktion, die notwendig ist, um NOx-Emissionen zu reduzieren, nicht aufrecht erhalten werden und die Betriebseffizienz des SCRF 34 nimmt ab.
Wenn der Abgasstrom 16 durch den SCRF 34 gelangt, wird das von dem Motor 12 ausgestoßene Partikelmaterial in dem SCRF 34 gesammelt. Somit sammelt beispielsweise der SCRF 34 Rußpartikelmaterial während einer Rußbeladungsphase und beseitigt das Rußpartikelmaterial durch den Regenerationsprozess. Allgemein können kohlenstoffhaltige Rußpartikel während des Regenerationsprozesses oxidiert werden, um gasförmiges Kohlendioxid zu erzeugen. Die Effizienz des SCRF 34 kann auch aufgrund des Betrages an Rußansammlung an dem SCRF 34 während der Rußbeladungsphase, die zu dem Regenerationsprozess führt, verschlechtert werden. Mit anderen Worten kann sich das Partikelmaterial an der Innenfläche des SCRF 34 aufbauen, was die Effizienz des SCRF 34 verschlechtern kann.
Das Abgasnachbehandlungssystem 20 kann ferner einen ersten Drucksensor 44 und einen zweiten Drucksensor 46 aufweisen. Der erste Drucksensor 44 kann an einer Einlassseite 50 des SCRF 34 zwischen dem SCRF 34 und dem Motor 12 angeordnet sein. Das Abgassystem 20 kann ferner einen zweiten Drucksensor 46 aufweisen, der an einer Auslassseite 52 des SCRF 34 angeordnet ist. Der erste Drucksensor 44 kann derart konfiguriert sein, eine erste Druckablesung (Pfeil 54) an ein Differenzdruckmodul 48 zu übertragen, und der zweite Sensor 46 kann derart konfiguriert sein, eine zweite Druckablesung (Pfeil 56) an das Differenzdruckmodul 48 zu übertragen.
Das Differenzdruckmodul 48 kann in Kommunikation mit dem ersten Drucksensor 44 und dem zweiten Drucksensor 46 stehen. Das Differenzdruckmodul 48 kann derart konfiguriert sein, die Differenz zwischen der Ablesung des ersten Druckes 54 und der zweiten Druckablesung 56 zu ermitteln und ein Deltadrucksignal (Pfeil 58) zu erzeugen, das einem Druckabfall über den SCRF 34 zwischen dem ersten Drucksensor 44 und dem zweiten Drucksensor 46 entspricht.
Jeder von dem ersten Drucksensor 44 und dem zweiten Drucksensor 46 kann ein einheitlicher Sensor oder eine einheitliche Messeinrichtung sein, die mit dem SCRF 34 verbunden ist. Der erste und zweite Drucksensor 44, 46 können als ein Paar von Druckabgriffen ausgeführt sein, die Einlass- und Auslassdrücke einzeln lesen und den Differenzdruck über den SCRF 34 berechnen, wie gezeigt ist, oder können alternativ als ein Signalsensor ausgeführt sein, der in der Lage ist, eine resultierende ΔP-Messung (Pfeil 58) an einen Controller 60 rückzuführen.
Das Fahrzeug 10 kann ferner einen Controller 60 aufweisen. 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 Hostmaschine oder ein verteiltes System ausgeführt sein, z. B. ein Digitalcomputer oder Mikrocomputer, der als ein Fahrzeugsteuermodul wirkt, und/oder als eine Proportional-Integral-Differential-(PID-)Controllervorrichtung mit einem Prozessor und einem konkreten nicht flüchtigen Speicher, wie einem Nurlesespeicher (ROM) oder einem Flashspeicher. Der Controller 60 kann auch einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeitstakt, Analog/Digital-(A/D-) und/oder Digital/Analog-(D/A-)Schaltung und jegliche erforderliche Eingangs-/Ausgangsschaltung und zugeordnete Vorrichtungen wie auch jegliche erforderliche Signalkonditionierungs- und/oder Signalpufferschaltung aufweisen. Daher kann der Controller 60 die gesamte Software, Hardware, Speicher, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren, etc. aufweisen, die notwendig sind, um das Abgasnachbehandlungssystem 20 und den Motor 12 zu überwachen und zu steuern.
Der Controller 60 steht in elektrischer Kommunikation mit verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10, wie den Drucksensoren 44, 46, dem Differenzdruckmodul 48 und dem SCRF 34. Der Controller 60 kann Ablesungen (Pfeil 58) von dem Differenzdruckmodul 48 empfangen, das den Differenzdruck über den SCRF 34 angibt. Der Controller 60 kann auch den Motor 12 und den Regenerationszyklus des SCRF 34 auf Grundlage der Ablesungen von dem Differenzdruckmodul 48 und des ersten und zweiten Drucksensors 44, 46 und verschiedener anderer erfasster Information steuern.
Der Controller 60 kann ferner ein Rußvorhersagemodul 62 aufweisen, das die Drucksensorsignale 58 von dem Differenzdruckmodul 48 empfängt und den Differenzdruck über den SCRF 34 ermittelt. Das Rußvorhersagemodul 62 schätzt eine Rußbeladung des SCRF 34 auf Grundlage des Differenzdruckes über den SCRF 34. Wenn die geschätzte Beladung eine Schwelle erreicht und der Abgasdurchfluss innerhalb eines gewünschten Bereiches liegt, wird der Regenerationsprozess ausgelöst.
Der SCRF 34 kombiniert die Fähigkeiten einer herkömmlichen SCR-Vorrichtung und eines herkömmlichen Partikelfilters. Diese Kombination erfordert das Aufbringen des Washcoats 40 auf einen eng gekoppelten Partikelfilter und ermöglicht, dass das Abgasnachbehandlungssystem 20 eine frühere NOx-Umwandlung während des Fahrzyklus eines Fahrzeugs 10 ermöglicht. Jedoch trägt der Zusatz des Washcoats 40 zu dem Partikelfilter zu einer Extraquelle für Schwankungen des Druckabfallansprechens über den sauberen SCRF 34 bei, das durch das Differenzdruckmodul 48 berechnet ist. Dieses Rauschen kann einen Fehler in dem Rußvorhersagemodell 62 bewirken, was aufgrund einer dünnen Verteilung von Washcoat 40 in einer zu häufigen Auslösung eines Regenerationsereignisses resultiert, was in einer geringeren Kraftstoffwirtschaftlichkeit resultiert, und/oder aufgrund einer dicken Verteilung von Washcoat 40 in einer zu seltenen Auslösung eines Regenerationsereignisses des SCRF 34 resultiert.
Der Controller 60 kann ferner ein Anpassmodul 64 aufweisen, das derart konfiguriert ist, das vorliegende Verfahren 100 so auszuführen, dass ein Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter des SCRF 34 angepasst wird. Das Anpassmodul 64 kann in eine konkrete, nicht flüchtige Speichervorrichtung 68 des Controllers 60 geschrieben sein. Das Anpassmodul 64 ermöglicht eine Anpassung an das Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter, um derartige Schwankungen der Verteilung von Washcoat 40 an und in dem Substrat 42 des SCRF 34, Schwankungen in den Eigenschaften der Drucksensoren 44, 46 und verschiedene Effekte aufgrund von Ascheansammlung anzupassen, was eine genauere Schwelle für die Auslösung eines Regenerationsereignisses in dem Rußvorhersagemodul 62 über das vorliegende Steuerverfahren 100 zulässt.
Wie in 2 gezeigt ist, kann das vorliegende Verfahren 100 zum Anpassen des Korrekturkennfeldes 70 für sauberen Filter für einen SCRF 34 drei Schritte aufweisen. Bei Schritt 101 ermittelt der Controller 60 zunächst die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse für den SCRF 34.
Wie der Fachmann erkennt, werden herkömmliche Partikelfilter und der SCRF 34, wie hier beschrieben ist, so hergestellt, dass nach dem Aufbringen des Washcoats 40 ein Abbrennen des überschüssigen Restes erforderlich ist. Der Prozess zum Abbrennen des Restes (wodurch sichergestellt wird, dass der SCRF 34 sauber ist) durch den Prozess einer aufeinander folgenden Anzahl von Regenerationsereignissen wird als ein Vorkonditionieren bzw. De-greening bezeichnet. Bei Schritt 202 vergleicht der Controller 60 die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse mit einem Bewertungselement 72. Das Bewertungselement 72 ist eine vorbestimmte kalibrierte diskrete Anzahl von Regenerationsereignissen, von der angenommen wird, dass sie angemessen ist, den De-greening-Prozess für den SCRF 34 zu vervollständigen. Die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse, von der angenommen wird, dass sie zur Vervollständigung des De-greening-Prozesses für den SCRF 34 angemessen ist, kann im Bereich von etwa 2 bis etwa 10 liegen.
Bei Schritt 103 schaltet der Controller 60 das Anpassmodul 64 durch Ausführen von einer ersten Steueraktion 201, einer zweiten Steueraktion 202 und einer dritten Steueraktion 203 ein. Der Controller 60 führt die erste Steueraktion 201 aus, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse kleiner als das Bewertungselement 72 ist, d. h. wobei der De-greening-Prozess noch nicht vollständig ist. Der Controller 60 führt eine zweite Steueraktion 202 aus, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement 72 ist, d. h. wenn der De-greening-Prozess vollständig ist und die Anpassung des Korrekturkennfeldes 70 für sauberen Filter zur Anpassung geeignet ist. Der Controller 60 führt eine dritte Steueraktion 203 aus, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse größer als das Bewertungselement 72 ist, d. h. wobei das Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter bereits für die Nutzlebensdauer des SCRF 34 angepasst worden ist, da das Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter nur einmal über die Lebensdauer des SCRF 34 unmittelbar nach dem De-greening-Prozess angepasst wird.
Die erste Steueraktion 201 ist in 3 weiter detailliert dargestellt. Die erste Steueraktion 201 wird ausgeführt, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse kleiner als das Bewertungselement 72 ist, d. h. wobei der De-greening-Prozess noch nicht vollständig ist. Die erste Steueraktion 201 weist zwei Schritte 301, 302 auf. Bei Schritt 301 vergleicht der Controller 60 kontinuierlich die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse mit dem Bewertungselement 72, bis die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement 72 ist. Im Wesentlichen bewirkt der Controller 60 bei Schritt 301 einen Schleifenvergleich der Anzahl von Regenerationsereignissen und des Bewertungselementes 72 über den De-greening-Prozess, bis der De-greening-Prozess vollständig ist. Wenn die Anzahl von Regenerationsereignissen gleich dem Bewertungselement 72 ist, wobei signalisiert wird, dass der De-greening-Prozess vollständig ist, löst der Controller 60 bei Schritt 302 die zweite Steueraktion 202 aus.
Die zweite Steueraktion 202 ist ferner in 4 detailliert dargestellt. Die zweite Steueraktion 202 kann sechs Schritte 401, 402, 403, 404, 405, 406 aufweisen. Bei Schritt 401 verlängert der Controller intrusiv die Zeitdauer, die zugewiesen ist, um ein angepasstes Regenerationsereignis zu vervollständigen. Ein angepasstes Regenerationsereignis ist ein einzelnes Regenerationsereignis, das einmal während der Lebensdauer des SCRF 34 stattfindet, wenn die zweite Steueraktion 202 nach dem De-greening-Prozess ausgelöst wird. Das angepasste Regenerationsereignis ist ein Regenerationsereignis, bei dem der Betrag an Abbrennzeit durch eine erste Dauer intrusiv verlängert wird, wobei die erste Dauer eine vorbestimmte, kalibrierte Zeitdauer ist, die kalibriert ist, um sicherzustellen, dass der SCRF 34 für die Zwecke der Anpassung des Korrekturkennfeldes 70 für sauberen Filter vollständig sauber ist.
Bei Schritt 402 überwacht das Differenzdruckmodul 48 den Abgasdruckabfall über den SCRF 34. Der Schritt 402 ist ferner in 5 detailliert dargestellt. Das Überwachen des Abgasdruckabfalles über den SCRF 34 weist drei Schritte 501, 502, 503 auf. Bei Schritt 501 erhält der Controller 60 eine erste Druckablesung 54 von dem ersten Drucksensor 44, der an einer Einlassseite 50 des SCRF 34 zwischen dem SCRF 34 und dem Motor 12 angeordnet ist. Bei Schritt 502 erhält der Controller 60 eine zweite Druckablesung 56 von einem zweiten Drucksensor 46, der an einer Auslassseite 52 des SCRF 34 angeordnet ist. Bei Schritt 503 ermittelt der Controller 60 über das Deltadruckmodul 48 den Differenzdruck (ΔP) über den SCRF 34, d. h. die Differenz zwischen der ersten Druckablesung 54 und der zweiten Druckablesung 56. Ferner erzeugt bei Schritt 503 das Deltadruckmodul 48 ein Deltadrucksignal 58, das dem Druckabfall zwischen dem ersten Drucksensor 44 und dem zweiten Drucksensor 46 entspricht.
Bei Schritt 403 der zweiten Steueraktion 202 sammelt der Controller 60 einen ersten Satz augenblicklicher Differenzdruckablesungen 74 für sauberen Filter von dem Differenzdruckmodul 48 über das Deltadrucksignal 58 nach dem angepassten Regenerationsereignis.
Bei Schritt 404 ermittelt der Controller 60 einen Korrekturfaktor 80 für sauberen Filter durch Vergleich eines ersten Satzes augenblicklicher Deltadruckablesungen 74 für sauberen Filter mit einem zweiten Satz vorbestimmter kalibrierter Werte 76, die in dem Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter gespeichert sind.
Bei Schritt 405 legt der Controller 60 den Korrekturfaktor 80 für sauberen Filter an das Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter an, um ein angepasstes Korrekturkennfeld 78 für sauberen Filter zu erzeugen, indem jeder des zweiten Satzes vorbestimmter kalibrierter Werte 76, die in dem Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter gespeichert sind, mit dem ermittelten Korrekturfaktor 80 für sauberen Filter multipliziert wird. Das angepasste Korrekturkennfeld 78 für sauberen Filter ist eine zweidimensionale Tabelle, die durch die Temperatur und den Volumendurchfluss des SCRF 34 definiert ist.
Das angepasste Korrekturkennfeld 78 für sauberen Filter berücksichtigt Schwankungen der Verteilung des Washcoats 40 an und in dem Substrat 42, da der Zusatz des Washcoats 40 zu dem SCRF 34, der aus einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion und einem Partikelfilter kombiniert ist, eine zusätzliche Quelle für Rauschen für das Druckabfallansprechen über den sauberen SCRF 34, wie durch das Differenzdruckmodul 48 berechnet ist, beiträgt. Die Verwendung des vorliegenden Verfahrens 100 und des angepassten Korrekturkennfeldes 78 für sauberen Filter reduziert die hinzugefügte Inkonsistenz und berücksichtigt eine derartige Schwankung des Druckabfalls, wodurch ermöglicht wird, dass das Rußvorhersagemodul 62 die Menge an Ruß, die sich in dem SCRF 34 angesammelt hat, angemessen schätzt und eine geeignete Zeit zur Auslösung eines Regenerationsereignisses schätzt. Das Anpassmodul 64 erlaubt eine Anpassung an das Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter, um derartige Schwankungen der Verteilung des Washcoats 40 an und in dem Substrat des SCRF 34, Schwankungen der Eigenschaften der Drucksensoren 44, 46 und verschiedene Effekte aufgrund einer Ascheansammlung anzupassen, was eine genauere Schwelle für die Auslösung eines Regenerationsereignisses in dem Rußvorhersagemodul 62 über das vorliegende Steuerverfahren 100 ermöglicht.
Bei Schritt 406 speichert der Controller 60 das angepasste Korrekturkennfeld 78 für sauberen Filter als einen Satz aufgezeichneter Anweisungen an der konkreten, nicht flüchtigen Speichervorrichtung des Controllers 60.
Bezug nehmend auf 2 weist die dritte Steueraktion 203 ein Abschalten des Anpassmoduls 64 auf. Das vorliegende Verfahren 100 zum Anpassen eines Korrekturkennfelds 70 für sauberen Filter des SCRF 34 läuft nur einmal über die Nutzlebensdauer des SCRF 34. Daher soll, sobald die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse größer als das Bewertungselement 72 ist, das Anpassmodul 64 für den Rest der Lebensdauer des SCRF 34 abgeschaltet sein, da das Korrekturkennfeld 70 für sauberen Filter vorher über die zweite Steueraktion 202 angepasst worden ist.
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.

Claims

Verfahren zum Anpassen eines Korrekturkennfeldes für sauberen Filter für einen Filter mit selektiver katalytischer Reduktion, wobei das Verfahren umfasst, dass: über einen Controller eine Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse des Filters mit selektiver katalytischer Reduktion ermittelt wird; mit dem Controller die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse mit einem Bewertungselement verglichen wird, wobei das Bewertungselement eine vorbestimmte diskrete Anzahl von Regenerationsereignissen ist; ein Anpassmodul, das in eine konkrete, nicht flüchtige Speichervorrichtung des Controllers geschrieben ist, eingeschaltet wird, indem eine aus einer ersten Steueraktion, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse kleiner als das Bewertungselement ist, einer zweiten Steueraktion, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement ist, und einer dritten Steueraktion ausgeführt wird, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse größer als das Bewertungselement ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Steueraktion umfasst, dass: über den Controller kontinuierlich die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse mit dem Bewertungselement verglichen wird, bis die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement ist; und die zweite Steueraktion ausgelöst wird, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Steueraktion umfasst, dass: die Zeitdauer, die vorgesehen ist, um ein angepasstes Regenerationsereignis zu vervollständigen, durch eine erste Dauer verlängert wird; mit einem Differenzdruckmodul ein Abgasdruckabfall über den Filter mit selektiver katalytischer Reduktion überwacht wird; ein erster Satz augenblicklicher Differenzdruckablesungen für sauberen Filter von dem Differenzdruckmodul mit dem Controller nach dem angepassten Regenerationsereignis gesammelt wird; ein Korrekturfaktor für sauberen Filter durch Vergleich eines ersten Satzes augenblicklicher Differenzdruckablesungen für sauberen Filter mit einem zweiten Satz von Werten ermittelt wird, die in dem Korrekturkennfeld für sauberen Filter gespeichert sind; mit dem Controller der Korrekturfaktor für sauberen Filter an das Kennfeld für sauberen Filter angewendet wird, um ein angepasstes Korrekturkennfeld für sauberen Filter zu erzeugen, wobei das Anwenden als ein Multiplizieren von jedem des zweiten Satzes von Werten, die in dem Korrekturkennfeld für sauberen Filter gespeichert sind, mit dem ermittelten Korrekturfaktor für sauberen Filter definiert ist; und das angepasste Korrekturkennfeld für sauberen Filter als ein Satz aufgezeichneter Anweisungen an der konkreten, nicht flüchtigen Speichervorrichtung des Controllers gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die dritte Steueraktion ein Abschalten des Anpassmoduls aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Dauer ein vorbestimmter Zeitbetrag ist, der kalibriert ist, um sicherzustellen, dass der SCRF sauber ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das angepasste Korrekturkennfeld für sauberen Filter eine zweidimensionale Tabelle ist, die durch die Temperatur und den Volumendurchfluss des SCRF definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das angepasste Korrekturkennfeld für sauberen Filter an dem elektrisch löschbaren, programmierbaren Nurlesespeicher des Controllers gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Überwachen des Abgasdruckabfalles über den Filter mit selektiver katalytischer Reduktion umfasst, dass: mit dem Differenzdruckmodul eine erste Druckablesung von einem ersten Drucksensor erhalten wird, der an einer Einlassseite des Filters mit selektiver katalytischer Reduktion zwischen dem Filter mit selektiver katalytischer Reduktion und einem Motor angeordnet ist; mit einem Differenzdruckmodul eine zweite Druckablesung von einem zweiten Drucksensor erhalten wird, der an einer Auslassseite des Filters mit selektiver katalytischer Reduktion angeordnet ist; und eine Differenz zwischen der ersten Druckablesung und der zweiten Druckablesung über das Differenzdruckmodul in Kommunikation mit dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor ermittelt wird, wobei das Differenzdruckmodul ein Deltadrucksignal erzeugt, das einem Druckabfall zwischen dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor entspricht.
System zum Anpassen des Korrekturkennfeldes für sauberen Filter für einen Filter mit selektiver katalytischer Reduktion eines Abgasnachbehandlungssystems in Fluidkommunikation mit einem Motor eines Fahrzeugs, wobei das System umfasst: einen ersten Drucksensor an einer Einlassseite des Filters mit selektiver katalytischer Reduktion zwischen dem Filter mit selektiver katalytischer Reduktion und dem Motor; einen zweiten Drucksensor, der an einer Auslassseite des Filters mit selektiver katalytischer Reduktion angeordnet ist; ein Differenzdruckmodul in Kommunikation mit dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor, das derart konfiguriert ist, ein Deltadrucksignal zu erzeugen, das einem Druckabfall zwischen dem ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor entspricht; und einen Controller, der konfiguriert ist, um: eine Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse des Filters mit selektiver katalytischer Reduktion zu ermitteln; die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse mit einem Bewertungselement zu vergleichen, wobei das Bewertungselement eine vorbestimmte diskrete Anzahl von Regenerationsereignissen ist; ein Anpassmodul einzuschalten, indem eine aus einer ersten Steueraktion, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse kleiner als das Bewertungselement ist, einer zweiten Steueraktion, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement ist, und einer dritten Steueraktion ausgeführt wird, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse größer als das Bewertungselement ist.
System nach Anspruch 9, wobei die erste Steueraktion umfasst: über den Controller erfolgendes kontinuierliches Vergleichen der Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse mit dem Bewertungselement, bis die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement ist; und Auslösen der zweiten Steueraktion, wenn die Anzahl vollständiger Regenerationsereignisse gleich dem Bewertungselement ist.