DE102014111473A1

DE102014111473A1 - Fahrzeug und verfahren zum ermitteln einer sollgrösse einer reduktionsmittelspeicherkapazität eines filters mit selektiver katalytischer reduktion eines abgasbehandlungssystems des fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014111473A1
Application number: DE102014111473.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Larose Jr.; Christopher Whitt; Christopher C. Swoish; Joshua Clifford Bedford
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2015-02-19
Also published as: US20150047319A1; US8991155B2; CN104373179B; CN104373179A

Abstract

Es sind ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollgröße einer Reduktionsmittelspeicherkapazität eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) eines Abgasbehandlungssystems eines Fahrzeugs offenbart. Das Verfahren umfasst, dass eine Speicherschätzung eines Reduktionsmittels in dem SCRF ermittelt wird und eine Partikelschätzung in dem SCRF ermittelt wird, die für eine Menge an Partikelmaterial, das in dem SCRF gesammelt ist, repräsentativ ist. Das Verfahren umfasst auch, dass ein Partikelkorrekturfaktor aus der Partikelschätzung ermittelt wird und über einen Controller ein Sollgrößenwert des Reduktionsmittels in dem SCRF dadurch berechnet wird, dass der Partikelkorrekturfaktor und die Speicherschätzung miteinander verrechnet werden, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Ermittlung einer Sollgröße einer Reduktionsmittelspeicherkapazität eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion eines Abgasbehandlungssystems des Fahrzeugs.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren können Nebenprodukte des Kraftstoffverbrennungsprozesses erzeugen, einschließlich verschiedener Stickoxide, die hier kollektiv als NOx Gase bezeichnet werden. Abgasbehandlungssysteme können in Fahrzeugen verwendet werden, um die NOx-Gase, die in dem Verbrennungsprozess erzeugt werden, zu behandeln.
Abgasnachbehandlungssysteme weisen im Allgemeinen eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR) auf, um NOx-Gase zu reduzieren. 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.
Abgasbehandlungssysteme weisen auch einen Dieselpartikelfilter (DPF) zum Ausfiltern von Partikeln oder Partikelmaterial in dem Abgasstrom, der von dem Motor abgegeben wird, auf. Im Allgemeinen fängt oder hält der DPF Ruß-Partikelmaterial und anderes suspendiertes Partikelmaterial von dem Abgasstrom. Das Partikelmaterial kann beispielsweise kohlenstoffhaltige Rußpartikel, die oxidiert werden können, um gasförmiges Kohlendioxid zu erzeugen, wie auch andere nicht brennbare Partikel (d. h. Asche), die nicht oxidiert werden können, aufweisen.
Allgemein ist die SCR-Vorrichtung von dem DPF so beabstandet, dass die SCR-Vorrichtung und der DPF separate und unabhängige Komponenten sind. Daher wandelt die SCR-Vorrichtung NOx-Gase in die inerten Nebenprodukte unabhängig von dem durch den DPF abgefangenen Partikelmaterial um.
Eine vor Ort erfolgende thermische Regeneration des DPF kann daher periodisch durchgeführt werden, um das angesammelte Partikelmaterial wegzubrennen. Jedoch kann die thermische Regeneration keine Asche aus dem DPF entfernen, und daher setzt sich die Ansammlung von Asche in dem DPF während der gesamten Lebensdauer des DPF fort.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung sieht ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollgröße einer Reduktionsmittelspeicherkapazität eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) eines Abgasbehandlungssystems eines Fahrzeugs vor. Das Verfahren umfasst, dass eine Speicherschätzung eines Reduktionsmittels innerhalb des SCRF ermittelt wird und eine Partikelschätzung in dem SCRF ermittelt wird, die für eine Menge an Partikelmaterial, das sich in dem SCRF angesammelt hat, repräsentativ ist. Das Verfahren umfasst auch, dass ein Partikelkorrekturfaktor aus der Partikelschätzung ermittelt wird und über einen Controller ein Sollgrößenwert des Reduktionsmittels in dem SCRF dadurch berechnet wird, dass der Partikelkorrekturfaktor und die Speicherschätzung miteinander verrechnet werden, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln.
Die vorliegende Offenbarung sieht auch ein Fahrzeug vor, das einen Motor, der einen Abgasstrom während des Betriebs erzeugt, und ein Abgasbehandlungssystem aufweist, das mit dem Motor gekoppelt ist. Das Abgasbehandlungssystem weist einen Filter mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) auf, um Bestandteile in dem Abgasstrom katalytisch in inerte Nebenprodukte umzuwandeln und Partikelmaterial aus dem Abgasstrom zu filtern. Das Abgasbehandlungssystem weist auch einen Controller in Kommunikation mit dem SCRF auf, wobei der Controller einen Prozessor und einen Speicher besitzt, der aufgezeichnete Anweisungen zum Ermitteln einer Sollgröße einer Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF des Abgasbehandlungssystems besitzt. Der Controller ist derart konfiguriert, eine Speicherschätzung eines Reduktionsmittels innerhalb des SCRF zu ermitteln und eine Partikelschätzung des SCRF zu ermitteln, die für eine Menge an Partikelmaterial, das sich in dem SCRF angesammelt hat, repräsentativ ist. Der Controller ist auch derart konfiguriert, einen Partikelkorrekturfaktor aus der Partikelschätzung zu ermitteln und über einen Controller einen Sollgrößenwert des Reduktionsmittels in dem SCRF dadurch zu berechnen, dass der Partikelkorrekturfaktor und die Speicherschätzung miteinander verrechnet werden, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln.
Daher wird verschiedenes Partikelmaterial berücksichtigt, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln und somit das Abgasbehandlungssystem zu optimieren. Durch Berücksichtigung von verschiedenem Partikelmaterial in dem SCRF können verschiedene Modelle genauer kalibriert werden, um Effizienzen bzw. Wirkungsgrade der NOx-Reduktion zu maximieren und einen Ausstoß des Reduktionsmittels aus dem SCRF zu minimieren. Ferner kann eine Berücksichtigung von verschiedenem Partikelmaterial in den SCRF-Emissionen und Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs optimieren.
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, jedoch ist der Schutzumfang der Offenbarung ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Moden und andere Ausführungsformen zur Ausführung der Ansprüche detailliert beschrieben worden sind, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Offenbarung, die in den angefügten Ansprüchen definiert ist, vorhanden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das einen Motor und ein Abgasbehandlungssystem aufweist.
2 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Sollwerts einer Reduktionsmittelspeicherkapazität eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) des Abgasbehandlungssystems des Fahrzeugs.
3 ist ein schematisches Diagramm eines Reduktionsmittel-Speichermodells einer ersten Ausführungsform.
4 ist ein schematisches Diagramm eines Reduktionsmittel-Speichermodells einer zweiten Ausführungsform.
5 ist ein schematisches Diagramm eines Reduktionsmittel-Speichermodells einer dritten Ausführungsform.
6 ist ein schematisches Diagramm eines Reduktionsmittel-Speichermodells einer vierten Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche oder entsprechende Bezugszeichen überall in den verschiedenen Ansichten auf gleiche Teile verweisen, ist ein Fahrzeug 10 in 1 allgemein gezeigt. Das Fahrzeug 10 weist einen Motor 12 auf, der einen Abgasstrom 14 (Pfeil 14) während des Betriebs erzeugt. Der Motor 12 kann ein Verbrennungsmotor, wie ein Dieselmotor oder ein anderer Motor sein, der Gase, wie Stickoxide (NOx), d. h. NOx Gase in den Abgasstrom 14 ausstößt. Ein Abgasrohr 16 ist mit dem Motor 12 gekoppelt und nimmt das Abgas aus dem Motor 12 auf, so dass sich der Abgasstrom 14 durch das Abgasrohr 16 bewegt. Während eine Dieselmotoranwendung nachfolgend zu illustrativen Zwecken beschrieben ist, erkennen Fachleute in der Technik, dass ein ähnlicher Ansatz bei anderen Motorkonstruktionen übernommen werden kann.
Das Fahrzeug 10 weist ein Abgasbehandlungssystem 18 auf, das mit dem Motor 12 gekoppelt ist. Das Abgasbehandlungssystem 18 behandelt verschiedene Bestandteile in dem Abgas, wie NOx Gase. Mit anderen Worten behandelt das Abgasbehandlungssystem 18 verschiedene Emissionen, die in dem Abgasstrom 14 enthalten sind, der aus dem Motor 12 ausgestoßen wird.
Wie in 1 gezeigt ist, weist das Fahrzeug 10 einen Tank 20 zum Speichern von Kraftstoff, wie beispielsweise Dieselkraftstoff, auf. Der Dieselkraftstoff wird aus dem Tank 20 angesaugt und in dem Motor 12, der den Abgasstrom 14 erzeugt, verbrannt, und der Abgasstrom 14 wird dann durch das Abgasbehandlungssystem 18 verarbeitet, bevor er von einem Endrohr 22 ausgestoßen wird.
Das Abgassystem 18 weist eine Reihe von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 24, 26 auf, die in 1 als ein Oxidationskatalysator 24, wie ein Dieseloxidationskatalysator 24 (DOC) und ein Filter mit selektiver katalytischer Reduktion 26 (SCRF) gezeigt sind, die jeweils nachfolgend detailliert diskutiert sind. Dementsprechend lenkt das Abgasrohr 16 den Abgasstrom 14 von dem Motor 12 durch die Reihe von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 24, 26. Je nach Ausführungsform können die Nachbehandlungsvorrichtungen 24, 26 des Abgassystems 18 in anderen Reihenfolgen als in 1 gezeigt angeordnet sein. Gemeinsam konditionieren der DOC 24 und der SCRF 26 den Abgasstrom 14.
Wie oben diskutiert ist, werden die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 24, 26 dazu verwendet, verschiedene Abgasemissionen des Motors 12 zu reduzieren. Zum Beispiel nimmt der DOC 24 den Abgasstrom 14 von dem Motor 12 auf, um in dem Abgasstrom 14 vorhandene Kohlenwasserstoffemissionen zu oxidieren und zu verbrennen. Der DOC 24 steht in Verbindung mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine kalibrierte Menge an Kraftstoff in den DOC 24 liefert. Ein Zünden des eingespritzten Kraftstoffs erhöht die Temperatur des Abgasstromes 14 schnell, typischerweise 600°C (Celsius) oder mehr, um eine thermische Regeneration des SCRF 26 zu ermöglichen.
Bei einem Beispiel wird nach dem DOC 24 der Abgasstrom 14 zu dem SCRF 26 geleitet. Mit anderen Worten ist der SCRF 26 stromabwärts des DOC 24 angeordnet. Im Allgemeinen wandelt der SCRF 26 Bestandteile in dem Abgasstrom 14 katalytisch in inerte Nebenprodukte um und filtert das Partikelmaterial aus dem Abgasstrom 14. Mit anderen Worten behandelt der SCRF 26 verschiedene Emissionen, die in dem Abgasstrom 14 enthalten sind, und filtert auch Partikelmaterial, wie Ruß und Asche, aus dem Abgasstrom 14. Daher führt der SCRF 26 allgemein mehrere Funktionen aus, wie die Behandlung von NOx-Gasen und ein Filtern von Ruß und Asche aus dem Abgasstrom 14 (von denen jedes wiederum unten diskutiert ist). Einfach gesagt wird der SCRF 26 verwendet, um NOx-Emissionen und Partikelmaterial, die von dem Motor 12 ausgestoßen werden, der das Fahrzeug 10 mit Leistung beaufschlagt, zu reduzieren.
Weiter mit 1 weist der SCRF 26 eine aktive katalytische Komponente 28 auf, die hier als Katalysator 28 bezeichnet ist. Der Katalysator 28 kann ein Oxid eines Unedelmetalls, wie Vanadium, Molybdän, Wolfram und Zeolith sein. Ein Reduktionsmittel 30 wird verwendet, um NOx-Gase in inerte Nebenprodukte umzuwandeln. Somit wandelt der SCRF 26 NOx-Gase mithilfe des Katalysators 28 in inerte Nebenprodukte, d. h. zweiatomigen Stickstoff N₂ und Wasser H₂O, um. Das Reduktionsmittel 30 kann anhydrides Ammoniak, wässriges Ammoniak, Ammoniakvorläufer, wässrige Harnstofflösung oder irgendein anderes geeignetes Reduktionsmittel 30 sein, das dem Abgasstrom 14 hinzugefügt und in dem SCRF 26 ab sorbiert wird. Eine Einspritzeinrichtung 32 (siehe 1) oder eine andere geeignete Vorrichtung kann verwendet werden, um das Reduktionsmittel 30 dem Abgasstrom 14 hinzuzufügen.
Abgasemissionen von sowohl Benzinmotoren 12 als auch Dieselmotoren 12 können durch Verwendung des SCRF 26 optimiert werden. Für die Dieselmotor-Ausführungsform kann das Reduktionsmittel 30 ein Dieselabgasfluid (DEF) sein, das in dem SCRF 26 verwendet ist. Dementsprechend wird der DEF auf dem Katalysator 28 der SCRF 26 angeordnet, wenn der Abgasstrom 14 durch den SCRF 26 strömt.
Bezug nehmend auf 1 kann der SCRF 26 einen Träger oder ein Substrat 34 aufweisen, das in einen Washcoat 36 getaucht ist, der die aktive katalytische Komponente 28 enthält, d. h. den Katalysator 28. Im Allgemeinen wird der Washcoat 36 auf einer Oberfläche des Substrats 34 zum Absorbieren des Reduktionsmittels 30 aufgebracht oder beschichtet. Genauer gesagt ist das Substrat 34 porös und der Washcoat 36 wird auf der Oberfläche des Substrats 34 innerhalb der Poren aufgetragen oder beschichtet. Das Substrat 34 kann ein keramischer Brick- oder ein keramischer Wabenaufbau, ein Plattenaufbau oder irgendein anderer geeigneter Aufbau sein. In anderen Worten kann der Washcoat 36 auf die Oberfläche der Poren des Keramikbricks aufgebracht werden. Zum Beispiel kann das Substrat 34 aus Siliziumcarbid (SiC), Cordierit oder einem anderen geeigneten Substrat, das hochporös ist, geformt sein. Der Washcoat 36 zieht das Reduktionsmittel 30 an, um das Reduktionsmittel 30 in dem SCRF 26 abzuscheiden. Mit anderen Worten wird das Reduktionsmittel 30 an dem Washcoat 36 innerhalb des SCRF 26 angeordnet. Da der Abgasstrom 14 durch den SCRF 26 gelangt, steht das Reduktionsmittel 30 mit dem Abgasstrom 14 in Wechselwirkung, um eine chemische Reaktion zu erzeugen, die NOx-Gase, die durch das Abgassystem 18 strömen, reduziert.
Wenn der Abgasstrom 14 durch den SCRF 26 gelangt, wird das von dem Motor 12 ausgestoßene Partikelmaterial in dem SCRF 26 gesammelt. Daher kann der SCRF 26 einen Filter 38 (siehe 1) zum Sammeln des Partikelmaterials aufweisen. Somit sammelt beispielsweise der Filter 38 des SCRF 26 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 26 kann auch aufgrund einer Menge an Ruß, der sich an dem SCRF 26 während der Rußbeladungsphase, die zu dem Regenerationsprozess führt, angesammelt hat, verschlechtert werden. Mit anderen Worten kann sich das brennbare Partikelmaterial, wie Ruß, an der Fläche des SCRF 26 aufbauen, was die Effizienz des SCRF 26 verschlechtern kann. Eine vor Ort erfolgende thermische Regeneration des SCRF 26 kann periodisch durchgeführt werden, um angesammeltes rußiges Partikelmaterial zu verbrennen. In anderen Worten kann, wenn sich eine vorbestimmte Menge an Ruß innerhalb des SCRF 26 aufbaut, die thermische Regeneration durchgeführt werden, um den Ruß aus dem Inneren des SCRF 26 zu entfernen. Daher können über die Lebensdauer des SCRF 26 viele thermische Regenerationen an dem SCRF 26 durchgeführt werden, um periodisch Ruß zu entfernen.
Ferner sammelt, wenn der Abgasstrom 14 durch den SCRF 26 strömt, der SCRF 26 andere nicht brennbare Partikel (d. h. Asche), die von dem Motor 12 ausgestoßen werden. Mit anderen Worten sammelt der Filter 38 des SCRF 26 Partikelmaterial, wie Asche. Beispielsweise kann sich Asche als Ergebnis einer Ölverbrennung während des Motorverbrennungsprozesses bilden. Jedoch können die anderen nicht brennbaren Partikel, wie Asche, während des Regenerationsprozesses nicht oxidiert werden. Daher sammelt sich Asche innerhalb des SCRF 26 nach jeder thermischen Regeneration, die Ruß entfernt, an. Genauer setzt sich eine Ansammlung von Asche in dem Filter 38 des SCRF 26 über die Lebensdauer des SCRF 26 fort. Mit anderen Worten kann Asche solange nicht von dem SCRF 26 entfernt werden, bis der SCRF 26 von dem Fahrzeug 10 entfernt wird. Daher baut sich Asche in dem SCRF 26 über die Lebensdauer des SCRF 26 auf. Wenn sich die Asche in dem Filter 38 aufbaut, kann sich die Asche an der Oberfläche des Substrats 34 ansammeln, wodurch die Fläche des Washcoats 36 zur Reaktion mit dem Reduktionsmittel 30 reduziert wird. Daher kann die Effizienz des SCRF 26 aufgrund eines Betrages an Ascheansammlung an dem SCRF 26 verschlechtert werden. Mit anderen Worten kann sich Asche in dem SCRF 26 aufbauen, was die Effizienz des SCRF 26 verschlechtern kann.
Weiter mit 1 kann das Abgassystem 18 ferner zumindest einen NOx-Sensor 40 aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann der NOx-Sensor 40 stromaufwärts des SCRF 26 positioniert sein. Beispielsweise kann der NOx-Sensor 40 stromaufwärts des DOC 24 und des SCRF 26 positioniert sein, so dass der NOx-Sensor 40 zwischen dem Motor 12 und dem DOC 24 angeordnet ist. Als ein anderes Beispiel kann der NOx-Sensor 40 stromaufwärts des SCRF 26 positioniert sein, so dass der NOx-Sensor 40 zwischen dem DOC 24 und dem SCRF 26 angeordnet ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann der NOx-Sensor 40 stromabwärts des SCRF 26 positioniert sein. Beispielsweise kann der NOx-Sensor 40 zwischen dem SCRF 26 und dem Endrohr 22 positioniert sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann der NOx-Sensor 40 als eine Mehrzahl von NOx-Sensoren 40 definiert sein, wobei einer der NOx-Sensoren 40 stromaufwärts des DOC 24 positioniert ist und ein anderer der NOx-Sensoren 40 stromabwärts des SCRF 26 positioniert ist. Strukturell und funktional können die NOx-Sensoren 40 verschieden oder identisch sein.
Das Abgassystem 18 kann ferner einen Controller 42 (siehe 1) in Kommunikation mit verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10 aufweisen. Beispielsweise steht der Controller 42 in Kommunikation mit dem SCRF 26. Als ein anderes Beispiel kann der Controller 42 in Kommunikation mit jedem der NOx-Sensoren 40 stehen. Daher können die NOx-Sensoren 40 NOx-Niveaumessungen an den Controller 42 senden oder kommunizieren. Der Controller 42 kann eine alleinstehende Einheit oder Teil eines elektronischen Controllers sein, der den Betrieb des Motors 12 reguliert. Der Controller 42 kann einen Prozessor 44 und einen Speicher 46 mit aufgezeichneten Anweisungen zur Ermittlung einer Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 des Abgasbehandlungssystems 18 aufweisen, wie nachfolgend weiter diskutiert ist. Beispielsweise kann der Controller 42 eine Hostmaschine oder ein verteiltes System sein, z. B. ein Computer, wie ein Digitalcomputer oder ein Mikrocomputer, der als ein Fahrzeugsteuermodul wirkt, und/oder als eine Proportional-Integral-Differential-(PID)-Reglervorrichtung mit einem Prozessor und einem konkreten nichtflüchtigen Speicher, wie einem Nurlesespeicher (ROM) oder Flashspeicher. Der Controller 42 kann auch einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeitstakt, Analog/Digital-(A/D-)- und/oder Digital/Analog-(D/A-)Schaltung sowie jegliche erforderlichen Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und zugeordnete Vorrichtungen wie auch jegliche erforderlichen Signalkonditionierungs- und/oder Signalpufferschaltungen aufweisen.
Daher kann der Controller 42 die gesamte Software, Hardware, Speicher 46, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren, etc. aufweisen, die notwendig sind, um das Abgasbehandlungssystem 18 und den Motor 12 zu überwachen und zu steuern. Somit kann ein Steuerverfahren, das dazu dient, die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität zu bewerten und zu ermitteln, als Software oder Firmware, die dem Controller 42 zugeordnet ist, ausgeführt werden. Ferner kann das Steuerverfahren, das dazu dient, eine Regeneration zu bewerten und auszulösen, als Software oder Firmware, die dem Controller 42 zugeordnet ist, ausgeführt sein. Es sei angemerkt, dass der Controller 42 auch jegliche Vorrichtung aufweisen kann, die in der Lage ist, Daten von verschiedenen Sensoren zu analysieren, Daten zu vergleichen und die notwendigen Entscheidungen zu treffen, die erforderlich sind, das Abgasbehandlungssystem 18 zu steuern und zu überwachen.
Ferner kann das Abgassystem 18 einen Partikelfiltersensor 48 (siehe 1) aufweisen, der den Differenzdruck über den SCRF 26 misst. Mit anderen Worten kann der Partikelfiltersensor 48 eine Druckdifferenz 50 in dem SCRF 26 messen. Allgemein kann der Controller 42 in Kommunikation mit dem Partikelfiltersensor 48 stehen. Daher kann der Partikelfiltersensor 48 die Druckdifferenz 50 über den SCRF 26 senden oder kommunizieren. Der Partikelfiltersensor 48 misst und berechnet die Druckdifferenz 50 zwischen einer Einlassseite 52 und einer Auslassseite 54 des SCRF 26. Der Partikelfiltersensor 48 kann ein einheitlicher Sensor oder eine einheitliche Messeinrichtung sein, der/die mit dem SCRF 26 verbunden ist. Alternativ dazu kann der Partikelfiltersensor 48 als ein Paar von Druckmessstellen ausgeführt sein, die die Einlass- und Auslassdrücke einzeln lesen, und berechnet dann die Druckdifferenz 50 über den SCRF 26. Der Partikelfiltersensor 48 kann dem Controller 42 eine resultierende Druckmessung rückführen.
Zusätzlich kann das Abgassystem 18 einen Temperatursensor 56 (siehe 1) aufweisen, der eine Temperatur 58 (siehe 3–6) des Substrats 34 des SCRF 26 misst. Allgemein kann der Controller 42 in Kommunikation mit dem Temperatursensor 56 stehen. Daher kann der Temperatursensor 56 die Temperatur 58 des Substrats 34 an den Controller 42 senden oder kommunizieren. Es sei angemerkt, dass mit dem Abgassystem 18 mehr als ein Temperatursensor 56 verwendet werden kann.
Nachdem der Abgasstrom 14 den SCRF 26 verlassen hat, gelangt der Abgasstrom 14 durch das Endrohr 22. Mit anderen Worten ist das Endrohr 22 stromabwärts von dem SCRF 26 angeordnet. Bei einer Ausführungsform ist der SCRF 26 zwischen dem DOC 24 und dem Endrohr 22 angeordnet.
Verschiedene Eingänge können zu und von dem Controller 42 kommuniziert werden. Diese Eingänge können in ein Reduktionsmittelspeichermodell 60 in dem Controller 42 eingegeben werden. Beispielsweise kann das Reduktionsmittelspeichermodell 60 verwendet werden, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. Genauer sieht die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität einen Zielbetrag an Reduktionsmittel 30 zur Speicherung an dem Washcoat 36 des Substrats 34 des SCRF 26 vor, um den Betriebswirkungsgrad des SCRF 26 zu maximieren. Daher wird verschiedene Information zu dem Controller 42 übermittelt, die für das Reduktionsmittelspeichermodell 60 verwendet werden kann. Der Zusatz des Washcoats 36 zu dem Filter 38 des SCRF 26 fügt eine zusätzliche Quelle für Schwankungen hinzu, die zur Ermittlung der Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 berücksichtigt werden müssen. Somit ist, da sich Asche und Ruß in dem SCRF 26 ansammeln, die Fläche der Oberfläche (des Substrats 34), die den Katalysator 28 aufweist, der das Reduktionsmittel 30 absorbiert, reduziert. Mit anderen Worten wird, wenn sich die Asche und der Ruß in dem SCRF 26 sammeln, einiges von dem Washcoat 36 (einschließlich dem Katalysator 28) durch die Asche/den Ruß abgedeckt, was die Fläche des Washcoats 36, die in der Lage ist, das Reduktionsmittel 30 zu absorbieren, verringert. Demgemäß erfasst und berücksichtigt das Reduktionsmittespeichermodell 60 eine Asche/Rußansammlung in dem SCRF 26.
Der Controller 42 sammelt Information über das Reduktionsmittel 30, wodurch, wenn sich Asche und Ruß in dem SCRF 26 ansammeln, die Menge des Washcoats 36, die in der Lage ist, das Reduktionsmittel 30 zu absorbieren, abnimmt. Daher wird die Ascheansammlung betrachtet, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln und somit das Abgasbehandlungssystem 18 zu optimieren. Ferner wird unabhängig von der Ascheansammlung eine Rußansammlung vor dem Regenerationsprozess betrachtet, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln und somit das Abgasbehandlungssystem 18 zu optimieren. Bezug nehmend auf 2 sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren 1000 zum Ermitteln der Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 des Abgasbehandlungssystems 18 des Fahrzeugs 10 vor. Mit anderen Worten ermittelt das Verfahren 1000 die Zielmenge des Reduktionsmittels 30, das an dem Washcoat 36 des Substrats 34 des SCRF 26 gespeichert werden soll. Genauer kann durch Ermitteln der Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 die Menge an Reduktionsmittel 30, die in den Abgasstrom 14 geführt wird, genauer eingestellt werden, um schließlich einen Austrag von NOx-Gasen aus dem Endrohr 22 zu minimieren.
Das Verfahren umfasst ein Ermitteln 1002 einer Speicherschätzung 62 des Reduktionsmittels 30 innerhalb des SCRF 26 und ein Ermitteln 1004 einer Partikelschätzung 64 in dem SCRF 26, die für eine Menge an Partikelmaterial, die in dem SCRF 26 gesammelt ist, repräsentativ ist. Das Verfahren umfasst auch ein Ermitteln 1006 eines Partikelkorrekturfaktors 66 aus der Partikelschätzung 64 und ein Berechnen 1008 eines Sollgrößenwerts 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 über den Controller 42 dadurch, dass der Partikelkorrekturfaktor 66 und die Speicherschätzung 62 miteinander verrechnet werden, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. Allgemein kann ein Ermitteln 1004 der Partikelschätzung 64 ein Ermitteln von zumindest einem aus einer Menge an Kraftstoffverbrauch 70 in dem Motor 12 des Fahrzeugs 10, einer Menge an Öl, das in dem Motor 12 verbrannt 72 ist, einer Gesamtzahl 74 thermischer Regenerationen, die an dem SCRF 26 ausgeführt werden, der Druckdifferenz 50 über den SCRF 26, der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 und einer Gesamtzeit 76 seit der letzten an dem SCRF 26 ausgeführten thermischen Regeneration aufweisen. Somit sei eine Ermittlung von zumindest einem aus einer Menge an Kraftstoffverbrauch 70 in dem Motor 12 des Fahrzeugs 10, einer Menge an Öl, die in dem Motor 12 verbrannt 72 wird, einer Gesamtzahl 74 von thermischen Regenerationen, die an dem SCRF 26 ausgeführt werden, der Druckdifferenz 50 über den SCRF 26, der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 und einer Gesamtzeit 76 seit der letzten an dem SCRF 26 ausgeführten thermischen Regeneration so auszulegen, dass sie ein nicht exklusives logisches ”Oder” einschließen, d. h. zumindest eines aus einer Menge an Kraftstoffverbrauch 70 in dem Motor 12 des Fahrzeugs 10 oder einer Menge an Öl, die in dem Motor 12 verbrannt 72 wird oder einer Gesamtzahl 74 von thermischen Regenerationen, die an dem SCRF 26 ausgeführt werden, oder der Druckdifferenz 50 über den SCRF 26 oder der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 oder einer Gesamtzeit 76, wie nachfolgend weiter diskutiert ist.
Die Speicherschätzung 62 des Reduktionsmittels 30 kann durch Verwendung verschiedener Eingänge ermittelt werden. Einer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist die Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26. Ein anderer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist eine Abgasströmungsschätzung 78 durch den SCRF 26. Daher kann bei gewissen Ausführungsformen ein Ermitteln 1002 der Speicherschätzung 62 des Reduktionsmittels 30 ein Erhalten der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 aufweisen. Ferner kann bei gewissen Ausführungsformen ein Ermitteln 1002 der Speicherschätzung 62 des Reduktionsmittels 30 ein Ermitteln der Abgasströmungsschätzung 78 durch den SCRF 26 aufweisen. Daher kann ein Ermitteln 1002 der Speicherschätzung 62 ein Auswählen eines ersten numerischen Wertes aus einem Speicherratenkennfeld 80 auf Grundlage der Temperatur 58 des Substrats 34 und der Abgasströmungsschätzung 78 durch den SCRF 26 aufweisen. Es sei anzumerken, dass andere Eingänge verwendet werden können, um die Speicherschätzung 62 des Reduktionsmittels 30 zu ermitteln, wie beispielsweise Drücke, NOx-Niveaus sowie die Gesamtfahrleistung des Fahrzeugs 10, Zeit, etc. Ferner sei angemerkt, dass eines oder eine Kombination von mehr als einem aus der Temperatur 58 des Substrats 34, der Abgasströmungsschätzung 78, etc. verwendet werden kann/können, um die Speicherschätzung 62 zu ermitteln. Es sei angemerkt, dass das Speicherratenkennfeld 80 unter Verwendung numerischer Daten besetzt sein kann, die entweder durch empirisches Testen oder durch analytische Formulierung erhalten werden.
Allgemein ist der Partikelkorrekturfaktor 66 ein zweiter numerischer Wert von weniger als 1.0. Daher kann ein Ermitteln 1006 des Partikelkorrekturfaktors 66 ein Auswählen des zweiten numerischen Wertes aus einer Nachschlagetabelle 82 aufweisen. Die Nachschlagetabelle 82 drückt den Partikelkorrekturfaktor 66 als eine Funktion der Menge an Partikelmaterial in dem SCRF 26 aus. Ferner nimmt bei den Ausführungsformen der 3 und 5 der Partikelkorrekturfaktor 66 ab, wenn die Menge an Partikelmaterial in dem SCRF 26 zunimmt. Bei den Ausführungsformen der 4 und 6 steigt der Partikelkorrekturfaktor 66, wenn die Menge an Partikelmaterial in dem SCRF 26 zunimmt.
Das Verfahren kann ferner ein Ermitteln 1010 einer gealterten Korrekturschätzung 84 des SCRF 26 aufweisen. Die gealterte Korrekturschätzung 84 kann durch Verwendung verschiedener Eingänge ermittelt werden. Einer der Eingänge kann eine Gebrauchszeit 86 des SCRF 26 sein. Ein anderer der Eingänge kann die Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 sein. Somit kann genauer ein Ermitteln 1010 der gealterten Korrekturschätzung 84 des SCRF 26 ein Erhalten der Nutzungszeit 86 des SCRF 26 aufweisen. Ferner kann ein Ermitteln 1010 der gealterten Korrekturschätzung 84 des SCRF 26 ein Erhalten der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 aufweisen. Daher ist der Controller 42, der derart konfiguriert ist, den Sollgrößenwert 68 des Reduktionsmittels 30 zu berechnen, ferner so definiert, dass der Controller 42 derart konfiguriert ist, den Sollgrößenwert 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 dadurch zu berechnen, dass der Partikelkorrekturfaktor 66 und die Speicherschätzung 62 miteinander verrechnet werden und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert wird, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln.
Bei gewissen Ausführungsformen kann ein Ermitteln 1010 der gealterten Korrekturschätzung 84 ein Auswählen der gealterten Korrekturschätzung 84 von einem Korrekturkennfeld 88 auf Grundlage der Nutzungszeit 86 des SCRF 26 und der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 aufweisen. Somit ist der Controller 42 derart konfiguriert, die gealterte Korrekturschätzung 84 des SCRF 26 aus dem Korrekturkennfeld 88 auf Grundlage der Nutzungszeit 86 des SCRF 26 und der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 zu ermitteln. Daher kann ein Ermitteln 1010 der gealterten Korrekturschätzung 84 ein Auswählen eines dritten numerischen Wertes aus dem Korrekturkennfeld 88 auf Grundlage der Nutzungszeit 86 und der Temperatur 58 des Substrats 34 aufweisen. Somit kann ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 ein Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 dadurch aufweisen, dass der Partikelkorrekturfaktor 66 und die Speicherschätzung 62 miteinander verrechnet werden und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert wird, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. Mit anderen Worten kann der Sollgrößenwert 68 dadurch berechnet werden, dass der erste numerische Wert und der zweite numerische Wert miteinander verrechnet werden und dann der dritte numerische Wert addiert wird, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. Es sei angemerkt, dass andere Eingänge verwendet werden können, um die gealterte Korrekturschätzung 84 zu ermitteln, wie beispielsweise Drücke, NOx-Niveaus, die Gesamtfahrleistung des Fahrzeugs 10, Zeit, etc. Ferner sei angemerkt, dass eines oder eine Kombination von mehr als einem aus der Nutzungszeit 86 des SCRF 26, der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26, etc., verwendet werden können, um die gealterte Korrekturschätzung 84 zu ermitteln. Es sei zu verstehen, dass das Korrekturkennfeld 88 unter Verwendung numerischer Daten besetzt sein kann, die entweder durch empirisches Testen oder durch analytische Formulierung erhalten werden.
Es können verschiedene mathematische Berechnungen verwendet werden, um den Sollgrößenwert 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 zu ermitteln. Die 3 und 4 repräsentieren verschiedene mathematische Berechnungen bei der Berücksichtigung von nicht brennbarem Partikelmaterial, d. h. Asche. Die 5 und 6 repräsentieren verschiedene mathematische Berechnungen bei der Berücksichtigung von brennbarem Partikelmaterial, d. h. Ruß. Es sei angemerkt, dass der Controller 42 eine oder mehrere der mathematischen Berechnungen der 3–6 speichern kann.
Bezug nehmend auf die 3 und 4 wird bei gewissen Ausführungsformen die Partikelschätzung 64 ferner als eine Aschebeladungsschätzung 90 definiert, der Partikelkorrekturfaktor 66 ist ferner als ein Aschekorrekturfaktor 92 definiert, die Menge an Partikelmaterial ist ferner als eine Menge an Asche definiert, und die Nachschlagetabelle 82 ist ferner als eine Aschenachschlagetabelle 94 definiert. Daher kann ein Ermitteln 1004 der Partikelschätzung 64 in dem SCRF 26, die für die Menge an Partikelmaterial in dem SCRF 26 repräsentativ ist, ein Ermitteln der Aschebeladungsschätzung 90 in dem SCRF 26, die für die Menge an Asche in dem SCRF 26 repräsentativ ist, umfassen. Ferner kann ein Ermitteln 1006 des Partikelkorrekturfaktors 66 aus der Partikelschätzung 64 ein Ermitteln des Aschekorrekturfaktors 92 aus der Aschebeladungsschätzung 90 aufweisen. Zusätzlich kann ein Ermitteln 1006 des Partikelkorrekturfaktors 66 ein Auswählen des Aschekorrekturfaktors 92 aus der Aschenachschlagetabelle 94 aufweisen. Bei diesen Ausführungsformen kann die Aschebeladungsschätzung 90 ein Wert sein, der in Gramm an Asche ausgedrückt ist. Ferner ist, wie oben diskutiert ist, für diese Ausführungsformen der Aschekorrekturfaktor 92 der zweite numerische Wert von kleiner als 1,0.
Für die Ausführungsformen der 3 und 4 kann die Aschebeladungsschätzung 90 durch Verwendung verschiedener Eingänge ermittelt werden. Einer der Eingänge kann die Menge an Kraftstoffverbrauch 70 in dem Motor 12 des Fahrzeugs 10 sein. Ein anderer der Eingänge kann die Menge an Öl sein, die in dem Motor 12 verbrannt 72 wird. Ein noch weiterer der Eingänge kann die Gesamtzahl 74 thermischer Regenerationen sein, die an dem SCRF 26 ausgeführt werden. Daher kann bei den Ausführungsformen der 3 und 4 ein Ermitteln der Aschebeladungsschätzung 90 ein Ermitteln der Menge an Kraftstoffverbrauch 70 in dem Motor 12 des Fahrzeugs 10 aufweisen. Ferner kann bei diesen Ausführungsformen ein Ermitteln der Aschebeladungsschätzung 90 ein Ermitteln der Menge an Öl aufweisen, die in dem Motor 12 verbrannt 72 wird. Zusätzlich kann bei diesen Ausführungsformen ein Ermitteln der Aschebeladungsschätzung 90 ein Erhalten der Gesamtzahl 74 an thermischer Regeneration, die an dem SCRF 26 ausgeführt wird, aufweisen. Es sei angemerkt, dass andere Eingänge verwendet werden können, um die Aschebeladungsschätzung 90 zu ermitteln, wie beispielsweise Drücke, NOx-Niveaus, die Gesamtfahrleistung des Fahrzeugs 10, Zeit, Gewichtsänderungen des SCRF 26 über die Lebensdauer des SCRF 26, etc. Ferner sei angemerkt, dass das eines oder eine Kombination von mehr als einem aus der Menge an Kraftstoffverbrauch 70, der Menge an Öl, die verbrannt 72 ist, der Gesamtzahl 74 thermischer Regenerationen, etc. verwendet werden können, um die Aschebeladungsschätzung 90 zu ermitteln.
Bei der Ausführungsform von 3 kann ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 über den Controller 42 ein über den Controller 42 erfolgendes Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 dadurch umfassen, dass der Aschekorrekturfaktor 92 mit der Speicherschätzung 62 multipliziert (Kasten 96) wird, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. Genauer kann bei der Ausführungsform von 3 ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 ein Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 durch Multiplizieren (Kasten 96) des Aschekorrekturfaktors 92 mit der Speicherschätzung 62 und dann Addieren (Kasten 98) der gealterten Korrekturschätzung 84 aufweisen, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. 3 ist eine schematische Darstellung des Aschekorrekturfaktors 92, der mit der Speicherschätzung 62 multipliziert (Kasten 96) ist und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert (Kasten 98) wird, um den Sollgrößenwert 68 des Reduktionsmittels 30 (d. h. die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26) auszugleichen (Kasten 100). Der Controller 42 ist derart konfiguriert, die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität zu berechnen, und daher kann der Controller 42 verschiedene Informationen speichern, bewerten, ermitteln, etc. wie oben diskutiert ist, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln.
4 zeigt einen anderen Weg zum Berechnen der Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität. Wie bei der Ausführungsform von 4 gezeigt ist, kann ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 über den Controller 42 ein über den Controller 42 erfolgendes Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 durch Addieren (Kasten 102) des Aschekorrekturfaktors 92 mit der Speicherschätzung 62 aufweisen, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. Genauer kann ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 ein Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 dadurch aufweisen, dass der Aschekorrekturfaktor 92 mit der Speicherschätzung 62 addiert (Kasten 102) wird und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert (Kasten 104) wird, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. 4 ist eine schematische Darstellung des Aschekorrekturfaktors 92, zu dem die Speicherschätzung 62 addiert (Kasten 102) ist und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert (Kasten 104) ist, um den Sollgrößenwert 68 des Reduktionsmittels 30 (d. h. die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26) auszugleichen (Kasten 106). Wiederum ist der Controller 42 derart konfiguriert, die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität zu berechnen, und daher kann der Controller 42 verschiedene Informationen speichern, bewerten, ermitteln, etc. wie oben diskutiert ist, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln.
Bezug nehmend auf die 5 und 6 ist bei anderen Ausführungsformen die Partikelschätzung 64 ferner als eine Rußmassenschätzung 108 definiert, der Partikelkorrekturfaktor 66 ist ferner als ein Rußkorrekturfaktor 110 definiert, die Menge an Partikelmaterial ist ferner als eine Menge an Ruß definiert, und die Nachschlagetabelle 82 ist ferner als eine Rußnachschlagetabelle 112 definiert. Daher kann ein Ermitteln 1004 der Partikelschätzung 64 in dem SCRF 26, die für die Menge an Partikelmaterial in dem SCRF 26 repräsentativ ist, ein Ermitteln der Rußmassenschätzung 108 in dem SCRF 26 aufweisen, die für die Menge an Ruß in dem SCRF 26 repräsentativ ist. Ferner kann ein Ermitteln 1006 des Partikelkorrekturfaktors 66 aus der Partikelschätzung 64 ein Ermitteln des Rußkorrekturfaktors 110 aus der Rußmassenschätzung 108 aufweisen. Zusätzlich kann ein Ermitteln 1006 des Partikelkorrekturfaktors 66 ein Auswählen des Rußkorrekturfaktors 110 aus der Rußnachschlagetabelle 112 aufweisen. Bei diesen Ausführungsformen kann die Rußmassenschätzung 108 ein Wert sein, der in Gramm an Ruß ausgedrückt ist. Ferner ist, wie oben diskutiert ist, für diese Ausführungsformen der Rußkorrekturfaktor 110 der zweite numerische Wert von kleiner als 1,0. Nachdem eine thermische Regeneration an dem SCRF 26 ausgeführt wird, kehrt die Menge an Ruß in dem SCRF 26 allgemein auf etwa Null zurück. Somit sammelt sich bis zur nächsten thermischen Regeneration erneut Ruß in dem SCRF 26 an. Dieser thermische Regenerationszyklus dauert über die Lebensdauer des Fahrzeugs 10 an.
Für die Ausführungsformen der 5 und 6 kann die Rußmassenschätzung 108 durch Verwendung verschiedener Eingänge ermittelt werden. Einer der Eingänge kann die Druckdifferenz 50 über den SCRF 26 sein. Ein anderer der Eingänge kann die Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 sein. Ein noch weiterer der Eingänge kann die Gesamtzeit 76 seit der letzten thermischen Regeneration, die an dem SCRF 26 ausgeführt ist, sein. Daher kann bei den Ausführungsformen der 5 und 6 ein Ermitteln der Rußmassenschätzung 108 ein Ermitteln der Druckdifferenz 50 über den SCRF 26 aufweisen. Ferner kann bei diesen Ausführungsformen ein Ermitteln der Rußmassenschätzung 108 ein Ermitteln der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 aufweisen. Zusätzlich kann bei diesen Ausführungsformen ein Ermitteln der Rußmassenschätzung 108 ein Ermitteln der Gesamtzeit 86 seit der letzten thermischen Regeneration, die an dem SCRF 26 ausgeführt ist, aufweisen. Es sei angemerkt, dass andere Eingänge für die Rußmassenschätzung 108 verwendet werden können, wie beispielsweise Drücke, NOx-Niveaus, die Gesamtfahrleistung des Fahrzeugs 10, Zeit, etc. Ferner sei angemerkt, dass eines oder eine Kombination von mehr als einem aus der Druckdifferenz 50 über den SCRF 26, der Temperatur 58 des Substrats 34, der Gesamtzeit 76 seit der letzten thermischen Regeneration, etc. dazu verwendet werden können, die Rußmassenschätzung 108 zu ermitteln. Es sei angemerkt, dass die Rußmassenschätzung 108 unter Verwendung numerischer Daten besetzt sein kann, die entweder durch empirisches Testen oder durch analytische Formulierung erhalten werden.
Bei der Ausführungsform von 5 kann ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 über den Controller 42 ein über den Controller 42 erfolgtes Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 durch Multiplizieren (Kasten 114) des Rußkorrekturfaktors 110 mit der Speicherschätzung 62 umfassen, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. Genauer kann ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 ein Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 dadurch umfassen, dass der Rußkorrekturfaktor 110 mit der Speicherschätzung 62 multipliziert (Kasten 114) wird und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert (Kasten 116) wird, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. 5 ist eine schematische Darstellung des Rußkorrekturfaktors 110, der mit der Speicherschätzung 62 multipliziert (Kasten 114) ist und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert (Kasten 116) wird, um den Sollgrößenwert 68 des Reduktionsmittels 30 (d. h. die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26) auszugleichen (Kasten 118). Der Controller 42 ist derart konfiguriert, die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität zu berechnen, und daher kann der Controller 62 verschiedene Informationen speichern, bewerten, ermitteln etc., wie oben diskutiert ist, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln.
6 zeigt einen anderen Weg zum Berechnen der Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität. Wie bei der Ausführungsform von 6 gezeigt ist, kann ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 über den Controller 42 ein über den Controller 42 erfolgendes Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 durch Addieren (Kasten 120) des Rußkorrekturfaktors 110 mit der Speicherschätzung 62 aufweisen, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. Genauer kann ein Berechnen 1008 des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 ein Berechnen des Sollgrößenwertes 68 des Reduktionsmittels 30 in dem SCRF 26 dadurch aufweisen, dass der Rußkorrekturfaktor 110 mit der Speicherschätzung 62 addiert (Kasten 120) wird und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert (Kasten 122) wird, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln. 6 ist eine schematische Darstellung des Rußkorrekturfaktors 110, zu dem die Speicherschätzung 62 addiert (Kasten 120) wird und dann die gealterte Korrekturschätzung 84 addiert (Kasten 122) wird, um den Sollgrößenwert 68 des Reduktionsmittels 30 (d. h. die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26) auszugleichen (Kasten 124). Wiederum ist der Controller 42 derart konfiguriert, die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität zu berechnen und daher kann der Controller 42 verschiedene Information speichern, bewerten, ermitteln, etc., wie oben diskutiert ist, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF 26 zu ermitteln.
Es sei angemerkt, dass die Reihenfolge oder Abfolge der Ausführung des Verfahrens 1000, wie in dem Flussdiagramm von 2 angegeben ist, zu illustrativen Zwecken dient, und andere Reihenfolgen oder Abfolgen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung liegen. Es sei auch angemerkt, dass das Verfahren 1000 andere Merkmale aufweisen kann, die nicht spezifisch in dem Flussdiagramm von 2 dargestellt sind.
Während die besten Moden zur Ausführung der Offenbarung detailliert beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Offenbarung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche. Ferner sind die Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt sind, oder die Eigenschaften verschiedener Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als unabhängig voneinander vorliegende Ausführungsformen zu verstehen. Vielmehr ist es möglich, dass jede der Eigenschaften, die in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschrieben sind, mit einer oder einer Mehrzahl anderer gewünschter Eigenschaften von anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, was in anderen Ausführungsformen resultiert, die nicht im Wortlaut oder durch Bezug auf die Zeichnungen beschrieben sind. Demgemäß fallen solche anderen Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche.

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Sollgröße einer Reduktionsmittelspeicherkapazität eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) eines Abgasbehandlungssystems eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Speicherschätzung eines Reduktionsmittels innerhalb des SCRF ermittelt wird; eine Partikelschätzung in dem SCRF ermittelt wird, die für eine Menge an Partikelmaterial, das in dem SCRF gesammelt ist, repräsentativ ist; ein Partikelkorrekturfaktor aus der Partikelschätzung ermittelt wird; und über einen Controller ein Sollgrößenwert des Reduktionsmittels in dem SCRF dadurch berechnet wird, dass der Partikelkorrekturfaktor und die Speicherschätzung miteinander verrechnet werden, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln der Speicherschätzung des Reduktionsmittels ein Erhalten einer Temperatur eines Substrats des SCRF aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ermitteln der Speicherschätzung des Reduktionsmittels ein Ermitteln einer Abgasströmungsschätzung durch den SCRF aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ermitteln der Speicherschätzung ein Auswählen eines ersten numerischen Wertes von einem Speicherratenkennfeld auf Grundlage der Temperatur des Substrats und der Abgasströmungsschätzung durch den SCRF aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Partikelkorrekturfaktor ein zweiter numerischer Wert von kleiner als 1,0 ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors ein Auswählen des zweiten numerischen Wertes aus einer Nachschlagetabelle aufweist, wobei die Nachschlagetabelle den Partikelkorrekturfaktor als eine Funktion der Menge von Partikelmaterial in dem SCRF ausdrückt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Partikelschätzung ferner als eine Aschebeladungsschätzung definiert ist, der Partikelkorrekturfaktor ferner als ein Aschekorrekturfaktor definiert ist, die Menge an Partikelmaterial ferner als eine Menge an Asche definiert ist und die Nachschlagetabelle ferner als eine Aschenachschlagetabelle definiert ist, und: wobei das Ermitteln der Partikelschätzung in dem SCRF, die für die Menge an Partikelmaterial in dem SCRF repräsentativ ist, ein Ermitteln der Aschebeladungsschätzung in dem SCRF, die für die Menge an Asche in dem SCRF repräsentativ ist, aufweist; wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors aus der Partikelschätzung ein Ermitteln des Aschekorrekturfaktors aus der Aschebeladungsschätzung aufweist; wobei das über den Controller erfolgende Berechnen des Sollgrößenwertes des Reduktionsmittels ein über den Controller erfolgendes Berechnen des Sollgrößenwertes des Reduktionsmittels in dem SCRF durch Multiplizieren des Aschekorrekturfaktors mit der Speicherschätzung aufweist, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln; wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors ein Auswählen des Aschekorrekturfaktors aus der Aschenachschlagetabelle aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Partikelschätzung ferner als eine Aschebeladungsschätzung definiert ist, der Partikelkorrekturfaktor ferner als ein Aschekorrekturfaktor definiert ist, die Menge an Partikelmaterial ferner als eine Menge an Asche definiert ist und die Nachschlagetabelle ferner als eine Aschenachschlagetabelle definiert ist, und: wobei das Ermitteln der Partikelschätzung in dem SCRF, die für die Menge an Partikelmaterial in dem SCRF repräsentativ ist, ein Ermitteln der Aschebeladungsschätzung in dem SCRF, die für die Menge an Asche in dem SCRF repräsentativ ist, aufweist; wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors aus der Partikelschätzung ein Ermitteln des Aschekorrekturfaktors aus der Aschebeladungsschätzung aufweist; wobei das über den Controller erfolgende Berechnen des Sollgrößenwertes des Reduktionsmittels ein über den Controller erfolgendes Berechnen des Sollgrößenwertes des Reduktionsmittels in dem SCRF durch Addieren des Aschekorrekturfaktors mit einer Speicherschätzung aufweist, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln; wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors ein Auswählen des Aschekorrekturfaktors aus der Aschenachschlagetabelle aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Partikelschätzung ferner als eine Rußmassenschätzung definiert ist, der Partikelkorrekturfaktor ferner als ein Rußkorrekturfaktor definiert ist, die Menge an Partikelmaterial ferner als eine Menge an Ruß definiert ist und die Nachschlagetabelle ferner als eine Rußnachschlagetabelle definiert ist, und: wobei das Ermitteln der Partikelschätzung in dem SCRF, die für die Menge an Partikelmaterial in dem SCRF repräsentativ ist, ein Ermitteln der Rußmassenschätzung in dem SCRF, die für die Menge an Ruß in dem SCRF repräsentativ ist, aufweist; wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors aus der Partikelschätzung ein Ermitteln des Rußkorrekturfaktors aus der Rußmassenschätzung aufweist; wobei das über den Controller erfolgende Berechnen des Sollgrößenwertes des Reduktionsmittels ein über den Controller erfolgendes Berechnen des Sollgrößenwertes des Reduktionsmittels in dem SCRF durch Multiplizieren des Rußkorrekturfaktors mit einer Speicherschätzung aufweist, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln; wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors ein Auswählen des Rußkorrekturfaktors aus der Rußnachschlagetabelle aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Partikelschätzung ferner als eine Rußmassenschätzung definiert ist, der Partikelkorrekturfaktor ferner als ein Rußkorrekturfaktor definiert ist, die Menge an Partikelmaterial ferner als eine Menge an Ruß definiert ist und die Nachschlagetabelle ferner als eine Rußnachschlagetabelle definiert ist, und: wobei das Ermitteln der Partikelschätzung in dem SCRF, die für die Menge an Partikelmaterial in dem SCRF repräsentativ ist, ein Ermitteln der Rußmassenschätzung in dem SCRF, die für die Menge an Ruß in dem SCRF repräsentativ ist, aufweist; wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors aus der Partikelschätzung ein Ermitteln des Rußkorrekturfaktors aus der Rußmassenschätzung aufweist; wobei das über den Controller erfolgende Berechnen des Sollgrößenwertes des Reduktionsmittels ein über den Controller erfolgendes Berechnen des Sollgrößenwertes des Reduktionsmittels in dem SCRF durch Addieren des Rußkorrekturfaktors mit einer Speicherschätzung aufweist, um die Sollgröße der Reduktionsmittelspeicherkapazität des SCRF zu ermitteln; wobei das Ermitteln des Partikelkorrekturfaktors ein Auswählen des Rußkorrekturfaktors aus der Rußnachschlagetabelle aufweist.