DE102014111475B4 - Verfahren zum aktualisieren einer effizienz eines filters mit selektiver katalytischer reduktion eines abgasbehandlungssystems eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum aktualisieren einer effizienz eines filters mit selektiver katalytischer reduktion eines abgasbehandlungssystems eines fahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102014111475B4
DE102014111475B4 DE102014111475.2A DE102014111475A DE102014111475B4 DE 102014111475 B4 DE102014111475 B4 DE 102014111475B4 DE 102014111475 A DE102014111475 A DE 102014111475A DE 102014111475 B4 DE102014111475 B4 DE 102014111475B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
scrf
soot
efficiency
nox
determining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102014111475.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014111475A1 (de
Inventor
Thomas Larose Jr.
Christopher C. Swoish
Christopher Whitt
Joshua Clifford Bedford
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102014111475A1 publication Critical patent/DE102014111475A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014111475B4 publication Critical patent/DE102014111475B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1606Particle filter loading or soot amount
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1621Catalyst conversion efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Verfahren zum Aktualisieren einer Effizienz eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) eines Abgasbehandlungssystems eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst, dass:
eine anfänglich berechnete Reduktionsmitteldesorptionseffizienz des SCRF über einen Controller erhalten wird;
eine Rußmassenschätzung in dem SCRF ermittelt wird, die für eine Rußmenge, die sich in dem SCRF angesammelt hat, repräsentativ ist;
ein Rußkorrekturfaktor aus der Rußmassenschätzung ermittelt wird; und
über den Controller ein aktualisierter Effizienzwert des SCRF durch Multiplizieren des Rußkorrekturfaktors und der anfänglich berechneten Reduktionsmitteldesorptionseffizienz berechnet wird, um die Effizienz der Reduktionsmitteldesorption des SCRF zu aktualisieren.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aktualisierung einer Effizienz eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion eines Abgasbehandlungssystems eines 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.
  • Abgasbehandlungssysteme 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 aufweisen, die oxidiert werden können, um gasförmiges Kohlendioxid wie auch andere nicht brennbare Partikel (d. h. Asche), die nicht oxidiert werden können, zu erzeugen.
  • 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.
  • Wie beispielsweise aus der DE 10 2011 087 082 A1 bekannt ist, kann auch ein SCR-Katalysator eine Aschefilterfunktion aufweisen. Durch die herausgefilterte Asche wird ein Teil der Katalysatoroberfläche bedeckt, wodurch nicht nur der Wirkungsgrad abnimmt, sondern auch die Gefahr von Ammoniakschlupf zunimmt, weshalb in der DE 10 2011 087 082 A1 vorgeschlagen wird, in Abhängigkeit der angesammelten Asche einen Korrekturfaktor zu bestimmen, mittels dessen die Ammoniakmenge korrigiert werden kann.
  • Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik wird auf die Druckschriften DE 103 49 126 A1 , KR 10 2013 0 058 449 A , DE 10 2010 025 382 A1 und FR 2 986 036 A1 verwiesen.
  • 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 mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zum Aktualisieren einer Effizienz eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) eines Abgasbehandlungssystems eines Fahrzeugs vor.
  • Daher wird verschiedenes Partikelmaterial, wie Ruß, berücksichtigt, um die aktualisierte Effizienz 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 dem SCRF Emissionen, Diagnose, Reduktionsmittelverbrauch und Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs optimieren. Zusätzlich kann der Reduktionsmittelverbrauch genauer kalibriert werden.
  • 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 Fußdiagramm eines Verfahrens zum Aktualisieren einer Effizienz eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) des Abgasbehandlungssystems des Fahrzeugs.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm eines nicht beanspruchen NOx-Modells.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm eines nicht beanspruchten Absorptionsmodells.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm eines Desorptionsmodells gemäß der Erfindung.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm eines nicht beanspruchten Oxidationsmodells.
  • 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 das 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 Konstruktionen des Motors 12 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 Abgasnachbehandlungssystem 18 schädliche Emissionen, die in dem Abgasstrom 14 enthalten sind, der aus dem Motor 12 ausgestoßen wird.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Fahrzeug 10 einen Tank 20 zum Speichern von Kraftstoff, wie beispielsweise Dieselkraftstoff. 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 es 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 schnell die Temperatur des Abgasstromes 14, 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, das von dem Motor 12 ausgestoßen wird, 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 absorbiert 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 Ausführungsform eines Dieselmotors 12 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. Mit anderen Worten kann der Washcoat 36 auf die Oberfläche der Poren des Keramikbricks angewendet werden. Zum Beispiel kann das Substrat 34 aus Siliziumcarbid (SiC), Cordierit oder einem anderen geeigneten Substrat, das hochporös ist, ausgebildet 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 umfassen. 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 aufgrund des Betrages an Rußansammlung an dem SCRF 26 während der Rußbeladungsphase, die zu dem Regenerationsprozess führt, 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 Rußpartikelmaterial 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 42 sein, der den Betrieb des Motors 12 reguliert. Der Controller 42 kann einen Prozessor 44 und einen Speicher 46 mit aufgezeichneten Anweisungen zur Aktualisierung einer Effizienz des SCRF 26 des Abgasbehandlungssystems 18 aufweisen, wie nachfolgend weiter diskutiert ist. Beispielsweise kann der Controller 42 als eine Hostmaschine oder ein verteiltes System ausgeführt sein, z. B. ein Computer, wie ein Digitalcomputer oder Mikrocomputer, der als ein Fahrzeugsteuermodul wirkt, und/oder als eine Proportional-Integral-Differential-(PID-)Regelvorrichtung mit einem Prozessor und einem konkreten nicht flüchtigen Speicher, wie einem Nurlesespeicher (ROM) oder einem 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 und jegliche erforderliche Eingangs-/Ausgangsschaltung und zugeordnete Vorrichtungen wie auch jegliche erforderliche Signalkonditionierungs- und/oder Signalpufferschaltung 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 Effizienz des SCRF 26 zu bewerten und zu aktualisieren, 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 (siehe 36) 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 36) 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.
  • Es können verschiedene Eingänge zu und von dem Controller 42 kommuniziert werden. Diese Eingänge können in ein oder mehrere Modelle 60, 62, 64, 66 in dem Controller 42 eingegeben werden. Beispielsweise kann der Controller 42 eines oder mehrere aus einem NOx-Modell 60, einem Absorptionsmodell 62, einem Desorptionsmodell 64 und einem Oxidationsmodell 66 speichern. Das NOx-Modell 60 speichert Information bezüglich des SCRF 26, der Bestandteile in dem Abgasstrom 14 katalytisch in inerte Nebenprodukte umwandelt. Das Absorptionsmodell 62 speichert Information bezüglich der Absorption des Reduktionsmittels 30 an dem Substrat 34 des SCRF 26. Das Desorptionsmodell 64 speichert Information bezüglich der Desorption des Reduktionsmittels 30 durch den SCRF 26. Das Oxidationsmodell 66 speichert Information bezüglich der Oxidation des Reduktionsmittels 30 durch den SCRF 26. Daher werden verschiedene Informationen oder Eingänge zu dem Controller 42 zugeführt, die für das NOx-Modell 60, das Absorptionsmodell 62, das Desorptionsmodell 64 und das Oxidationsmodell 66 verwendet werden können. Da sich Asche und Ruß in dem SCRF 26 ansammeln, ist die Fläche der Oberfläche (des Substrates 34), die den Katalysator 28 aufweist, der das Reduktionsmittel 30 absorbiert, reduziert. Mit anderen Worten ist, wenn sich die Asche und der Ruß in dem SCRF 26 sammeln, ein Teil des Washcoats 36 (der den Katalysator 28 aufweist) durch die Asche/den Ruß bedeckt, was die Fläche des Washcoats 36, die in der Lage ist, das Reduktionsmittel 30 zu absorbieren, verringert. Demgemäß erfassen und berücksichtigen die Modelle 60, 62, 64, 66 die Asche/Ruß-Ansammlung in dem SCRF 26. Somit können verschiedene Effizienzen unter Verwendung des Controllers 42 aktualisiert werden.
  • Bezug nehmend auf 2 sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren 1000 zum Aktualisieren der Effizienz des SCRF 26 des Abgasbehandlungssystems 18 des Fahrzeugs 10 vor. Somit aktualisiert das Verfahren 1000 die Effizienz für eines oder mehrere aus dem NOx-Modell 60, dem Absorptionsmodell 62, dem Desorptionsmodell 64 und dem Oxidationsmodell 66, wie oben diskutiert ist.
  • Das Verfahren 1000 umfasst, dass eine anfänglich berechnete Effizienz 68 des SCRF 26 über den Controller 42 bezüglich einem aus einer NOx-Umwandlung, einer Reduktionsmittelabsorption, einer Reduktionsdesorption und einer Reduktionsmitteloxidation erhalten 1002 wird. Mit anderen Worten erhält oder sammelt der Controller 42 die anfänglich berechnete Effizienz 68 des SCRF 26. Die anfänglich berechnete Effizienz 68 bezüglich der NOx-Umwandlung ist in 3 in dem NOx-Modell 60 gezeigt. Die anfänglich berechnete Effizienz 68 bezüglich der Reduktionsmittelabsorption ist in 4 in dem Absorptionsmodell 62 gezeigt. Die anfänglich berechnete Effizienz 68 bezüglich der Reduktionsmitteldesorption ist in 5 in dem Desorptionsmodell 64 gezeigt. Die anfänglich berechnete Effizienz 68 bezüglich der Reduktionsmitteloxidation ist in 6 in dem Oxidationsmodell 66 gezeigt. Die anfänglich berechnete Effizienz 68 kann unter Verwendung numerischer Daten berechnet werden, die entweder durch empirisches Testen oder durch analytische Formulierung erhalten werden, wie nachfolgend weiter diskutiert ist.
  • Das Verfahren 1000 weist auch auf, dass eine Rußmassenschätzung 70 in dem SCRF 26 ermittelt 1004 wird, die für eine Rußmenge repräsentativ ist, die sich in dem SCRF 26 angesammelt hat, und ein Rußkorrekturfaktor 72 aus der Rußmassenschätzung 70 ermittelt 1006 wird. Das Verfahren 1000 umfasst ferner, dass über den Controller 42 ein aktualisierter Effizienzwert 74 des SCRF 26 durch Multiplizieren des Rußkorrekturfaktors 72 mit der anfänglich berechneten Effizienz 68 berechnet 1008 wird, um die Effizienz des SCRF 26 zu aktualisieren. Es sei angemerkt, dass der Controller 72 eine oder mehrere mathematische Berechnungen der 3 bis 6 speichern kann, um die gewünschte Effizienz des SCRF 26 zu aktualisieren, wie nachfolgend weiter diskutiert ist.
  • Die Rußmassenschätzung 70 in dem SCRF kann durch Verwendung verschiedener Eingänge ermittelt werden. Einer der Eingänge, die verwendet werden können, ist die Druckdifferenz 50 über den SCRF 26. Ein anderer 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 Gesamtzeit 76, seit eine thermische Regeneration an dem SCRF 26 ausgeführt wurde. Wenn mehr als eine thermische Regeneration an den SCRF 26 ausgeführt wurde, läuft die Gesamtzeit 76 von der letzten thermischen Regeneration, die an dem SCRF 26 ausgeführt wurde.
  • Daher kann bei bestimmten Ausführungsformen eine Ermittlung 1004 der Rußmassenschätzung 70 in dem SCRF 26 eine Ermittlung der Druckdifferenz 50 über den SCRF 26 aufweisen. Ferner kann bei gewissen Ausführungsformen ein Ermitteln 1004 der Rußmassenschätzung 70 in dem SCRF 26 ein Ermitteln der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 aufweisen. Zusätzlich kann in gewissen Ausführungsformen die Ermittlung 1004 der Rußmassenschätzung 70 in dem SCRF 26 ein Ermitteln der Gesamtzeit 76, seit die thermische Regeneration an dem SCRF 26 durchgeführt wurde, aufweisen. Somit kann ein Ermitteln 1004 der Rußmassenschätzung 70 in dem SCRF 26 ein Auswählen eines ersten numerischen Werts aus einer Nachschlagetabelle 78 basierend auf mindestens einem der Druckdifferenz 50 über den SCRF 26, der Temperatur 58 des Substrats 34 und der Gesamtzeit 76 seit der thermischen Regeneration aufweisen. Ein Auswählen des ersten numerischen Werts aus der Nachschlagetabelle 78 auf Grundlage von zumindest einem aus der Druckdifferenz 50, der Temperatur 58 des Substrats 34 und der Gesamtzeit 76 seit der letzten thermischen Regeneration sei so auszulegen, dass sie ein nicht exklusives logisches ”Oder” einschließen, d. h. zumindest eines aus der Druckdifferenz 50 über den SCRF 26 oder der Temperatur 58 des Substrats 34 des SCRF 26 oder der Gesamtzeit 76 seit der letzten thermischen Regeneration, die an dem SCRF 26 ausgeführt wurde, oder Kombinationen daraus, wie nachfolgend weiter diskutiert ist. Ferner sei angemerkt, dass andere Eingänge zur Ermittlung der Rußmassenschätzung 70 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 des SCRF 26, der Gesamtzeit 76 seit der letzten thermischen Regeneration, die an dem SCRF 26 ausgeführt ist, etc. dazu verwendet werden können, die Rußmassenschätzung 70 zu ermitteln. Es sei angemerkt, dass die Nachschlagetabelle 78 unter Verwendung numerischer Daten besetzt sein kann, die entweder durch empirisches Testen oder durch analytische Formulierung erhalten werden. Bei gewissen Ausführungsformen kann die Rußmassenschätzung 70 ein Wert sein, der in Gramm an Ruß ausgedrückt ist.
  • Die anfänglich berechnete Effizienz 68 kann in verschiedene Modelle 60, 62, 64, 66 eingegeben werden, wie oben diskutiert ist. Jedes der Modelle 60, 62, 64, 66 sind unten diskutiert
  • Bezug nehmend auf 3 ist für das NOx-Modell 60 die anfängliche berechnete Effizienz 68 ferner als eine aus einer anfänglichen NOx-Umwandlungseffizienz 80 definiert, die die Fähigkeit des SCRF 26 zur katalytischen Umwandlung von Bestandteilen in dem Abgasstrom 14 in inerte Nebenprodukte bezüglich der NOx-Umwandlung repräsentiert. Beispielsweise können verschiedene Eingänge verwendet werden, um die anfängliche berechnete Effizienz 68 der NOx-Umwandlung zu erhalten. 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 ein Abgasdurchfluss 82 durch den SCRF 26. Mit anderen Worten der Durchfluss des Abgasstromes 14 durch den SCRF 26. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist eine Menge an Reduktionsmittel, die an dem Washcoat 36 des Substrats 34 des SCRF 26 gespeichert 84 ist. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist eine maximale Reduktionsmittelspeicherkapazität 86 des Washcoats 36 des Substrats 34 des SCRF 26. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist ein NOx-Durchfluss 88 durch den SCRF 26. Mit anderen Worten der Durchfluss von NOx-Gasen durch den SCRF 26. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist die Menge an Asche, die sich in dem SCRF 26 angesammelt 90 hat. Ein oder mehrere dieser Eingänge können von dem Controller 42 verwendet werden, um die anfängliche NOx-Umwandlungseffizienz 80 zu ermitteln oder zu erhalten. Daher kann einer oder mehrere dieser Eingänge von einem NOx-Kennfeld 92 verwendet werden, um die anfängliche NOx-Umwandlungseffizienz 80 auszugeben. Das NOx-Kennfeld 92 kann Daten verwenden, die entweder durch empirisches Testen oder durch analytische Formulierung erhalten wurden. Somit kann für das NOx-Modell 60 ein Erhalten 1002 der anfänglich berechneten Effizienz 68 des SCRF 26 ein Ermitteln eines oder mehrerer der Eingänge, die für dieses Modell 60 diskutiert sind, aufweisen. Ferner kann bei der Ausführungsform der 3 ein Berechnen 1008 des aktualisierten Effizienzwertes 74 des SCRF 26 ein über den Controller 42 erfolgendes Berechnen des aktualisierten Effizienzwertes 74 durch Multiplizieren des Rußkorrekturfaktors 72 mit der anfänglichen NOx-Umwandlungseffizienz 80 aufweisen, um die Effizienz der NOx-Umwandlung zu aktualisieren. Einfach gesagt wird die anfängliche NOx-Umwandlungseffizienz 80 mit dem Rußkorrekturfaktor 72 multipliziert (Kasten 93), um den aktualisierten Effizienzwert 74 für die NOx-Umwandlung auszugleichen (Kasten 95).
  • Bezug nehmend auf 4 ist für das Absorptionsmodell 62 die anfänglich berechnete Effizienz 68 ferner als eine anfängliche Reduktionsmittelabsorptionseffizienz 94 definiert, die die Fähigkeit zur Absorption des Reduktionsmittels 30 an dem Substrat 34 des SCRF 26 bezüglich der Reduktionsmittelabsorption repräsentiert. Beispielsweise können verschiedene Eingänge verwendet werden, um die anfängliche berechnete Effizienz 68 der Reduktionsmittelabsorption zu erhalten. 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 der Abgasdurchfluss 82 durch den SCRF 26. Mit anderen Worten der Durchfluss des Abgasstromes 14 durch den SCRF 26. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist die Menge an Reduktionsmittel, die an dem Washcoat 36 des Substrats 34 des SCRF 26 gespeichert 84 ist. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist eine Einspritzrate 96 des Reduktionsmittels 30 in den Abgasstrom 14. Ein weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist die Menge an Asche, die sich in dem SCRF 26 angesammelt 90 hat. Einer der oder mehrere dieser Eingänge können von dem Controller 42 verwendet werden, um die anfängliche Reduktionsmittelabsorptionseffizienz 94 zu ermitteln oder zu erhalten. Daher können ein oder mehrere dieser Eingänge durch ein Absorptionskennfeld 98 verwendet werden, um die anfängliche Reduktionsmittelabsorptionseffizienz 94 auszugeben. Das Absorptionskennfeld 98 kann Daten nutzen, die durch empirisches Prüfen oder durch analytische Formulierung erhalten sind. Somit kann für das Absorptionsmodell 92 ein Erhalten 1002 der anfänglich berechneten Effizienz 68 des SCRF 26 ein Ermitteln eines oder mehrerer der Eingänge, die für dieses Modell 62 diskutiert sind, aufweisen. Ferner kann bei der Ausführungsform von 4 ein Berechnen 1008 des aktualisierten Effizienzwertes 74 des SCRF 26 ein über den Controller 42 erfolgendes Berechnen des aktualisierten Effizienzwertes 74 durch Multiplizieren des Rußkorrekturfaktors 72 mit der anfänglichen Reduktionsmittelabsorptionseffizienz 94 aufweisen, um die Effizienz der Reduktionsmittelabsorption zu aktualisieren. Einfach gesagt wird die anfängliche Reduktionsmittelabsorptionseffizienz 94 mit dem Rußkorrekturfaktor 72 multipliziert (Kasten 97), um den aktualisierten Effizienzwert 74 für die Reduktionsmittelabsorption auszugleichen (Kasten 99).
  • Bezug nehmend auf 5 ist für das erfindungsgemäße Desorptionsmodell 64 die anfängliche berechnete Effizienz 68 ferner als eine anfängliche Reduktionsmitteldesorptionseffizienz 100 definiert, die eine Menge des Reduktionsmittels 30, das durch den SCRF 26 gelangt, bezüglich der Reduktionsmitteldesorption repräsentiert. Beispielsweise können verschiedene Eingänge verwendet werden, um die anfängliche berechnete Effizienz 68 der Reduktionsmitteldesorption zu erhalten. 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 der Abgasdurchfluss 82 durch den SCRF 26. Mit anderen Worten der Durchfluss des Abgasstroms 14 durch den SCRF 26. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist die Menge an Reduktionsmittel, die an dem Washcoat 36 des Substrats 34 des SCRF 26 gespeichert 84 ist. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist die Einspritzrate 96 des Reduktionsmittels 30 in den Abgasstrom 14. Ein weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist die Menge an Asche, die sich in dem SCRF 26 angesammelt 90 hat. Einer oder mehrere dieser Eingänge können von dem Controller 42 verwendet werden, um die anfängliche Reduktionsmitteldesorptionseffizienz 100 zu ermitteln oder zu erhalten. Daher können ein oder mehrere dieser Eingänge von einem Desorptionskennfeld 102 verwendet werden, um die anfängliche Reduktionsmitteldesorptionseffizienz 100 auszugeben. Das Desorptionskennfeld 102 kann Daten nutzen, die entweder durch empirisches Testen oder durch analytische Formulierung erhalten werden. Somit kann für das Desorptionsmodell 64 ein Erhalten 1002 der anfänglich berechneten Effizienz 68 des SCRF 26 ein Ermitteln eines oder mehrerer der Eingänge, die für dieses Modell 64 diskutiert sind, aufweisen. Ferner kann bei der Ausführungsform von 5 ein Berechnen 1008 des aktualisierten Effizienzwertes 74 des SCRF 26 ein über den Controller 42 erfolgendes Berechnen des aktualisierten Effizienzwertes 74 durch Multiplizieren des Rußkorrekturfaktors 72 mit der anfänglichen Reduktionsmitteldesorptionseffizienz 100 aufweisen, um die Effizienz der Reduktionsmitteldesorption zu aktualisieren. Einfach gesagt wird die anfängliche Reduktionsmitteldesorptionseffizienz 100 mit dem Rußkorrekturfaktor 72 multipliziert (Kasten 104), um den aktualisierten Effizienzwert 74 für die Reduktionsmitteldesorption auszugleichen (Kasten 106).
  • Bezug nehmend auf 6 ist für das Oxidationsmodell 66 die anfänglich berechnete Effizienz 68 ferner als eine anfängliche Oxidationseffizienz 108, die die Fähigkeit zur Oxidation des Reduktionsmittels 30 durch den SCRF 26 repräsentiert, bezüglich der Reduktionsmitteloxidation definiert. Beispielsweise können verschiedene Eingänge verwendet werden, um die anfängliche berechnete Effizienz 68 für die Reduktionsmitteldoxidation zu erhalten. 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 der Abgasdurchfluss 82 durch den SCRF 26. Mit anderen Worten der Durchfluss des Abgasstroms 14 durch den SCRF 26. Ein noch weiterer der Eingänge, der verwendet werden kann, ist die Menge an Asche, die sich in dem SCRF 26 angesammelt 90 hat. Ein oder mehrere dieser Eingänge können von dem Controller 42 verwendet werden, um die anfängliche Oxidationseffizienz 108 zu ermitteln oder zu erhalten. Daher können ein oder mehrere dieser Eingänge von einem Oxidationskennfeld 110 verwendet werden, um die anfängliche Oxidationseffizienz 108 auszugeben. Das Oxidationskennfeld 110 kann Daten nutzen, die entweder durch empirisches Testen oder durch analytische Formulierung erhalten werden. Somit kann für das Oxidationsmodell 66 ein Erhalten 1002 der anfänglich berechneten Effizienz 68 des SCRF 26 ein Ermitteln eines oder mehrerer der Eingänge, die für dieses Modell 66 diskutiert sind, aufweisen. Ferner kann bei der Ausführungsform von 6 ein Berechnen 1008 des aktualisierten Effizienzwertes 74 des SCRF 26 ein über den Controller 42 erfolgendes Berechnen des aktualisierten Effizienzwertes 74 durch Multiplizieren des Rußkorrekturfaktors 72 mit der anfänglichen Oxidationseffizienz 108 aufweisen, um die Effizienz der Reduktionsmitteloxidation zu aktualisieren. Einfach gesagt wird die anfängliche Oxidationseffizienz 108 mit dem Rußkorrekturfaktor 72 multipliziert (Kasten 112), um den aktualisierten Effizienzwert 74 für die Reduktionsmitteloxidation auszugleichen (Kasten 114).
  • Der Rußkorrekturfaktor 72 kann ein erster numerischer Wert von weniger als 1,0 sein. Daher kann ein Ermitteln 1004 der Rußmassenschätzung 70 ein Auswählen des ersten numerischen Wertes aus der Nachschlagetabelle 78 aufweisen. Die Nachschlagetabelle 78 drückt den Rußkorrekturfaktor 72 als eine Funktion der Menge an Ruß in dem SCRF 26 aus. Allgemein nimmt der Rußkorrekturfaktor 72 ab, wenn die Rußmenge innerhalb des SCRF 26 zunimmt. 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. Unmittelbar bevor eine thermische Regeneration ausgeführt wird, ist ein erster numerischer Wert des Rußkorrekturfaktors 72 kleiner als der Wert, den der erste numerische Wert des Rußkorrekturfaktors 72 unmittelbar nach Ausführung einer thermischen Regeneration aufweist.
  • Bei einer Ausführungsform weist der Rußkorrekturfaktor 72 verschiedene numerische Werte für zumindest eines aus der NOx-Umwandlung, der Reduktionsmittelabsorption, der Reduktionsmitteldesorption und der Reduktionsmitteloxidation auf. Die verschiedenen numerischen Werte für zumindest eines aus der NOx-Umwandlung, der Reduktionsmittelabsorption, der Reduktionsmitteldesorption und der Reduktionsmitteloxidation sind so zu verstehen, dass sie ein nicht exklusives logisches ”Oder” aufweisen, d. h. die NOx-Umwandlung oder die Reduktionsmittelabsorption oder die Reduktionsmitteldesorption oder die Reduktionsmitteloxidation oder Kombinationen daraus. Beispielsweise kann der Rußkorrekturfaktor 72 für jede der Berechnungen ein anderer Wert sein, um die verschiedenen Effizienzen zu aktualisieren. Mit anderen Worten kann der Rußkorrekturfaktor 72 ein erster Wert sein, um die Effizienz für die NOx-Umwandlung zu aktualisieren, ein zweiter Wert sein, der von dem ersten Wert verschieden ist, um die Effizienz für die Reduktionsmittelabsorption zu aktualisieren, ein dritter Wert sein, der von dem ersten und zweiten Wert verschieden ist, um die Effizienz für die Reduktionsmitteldesorption zu aktualisieren, und ein vierter Wert sein, das von dem ersten, zweiten und dritten Wert verschieden ist, um die Effizienz für die Reduktionsmitteloxidation zu aktualisieren. Als ein anderes Beispiel kann der Rußkorrekturfaktor 72 derselbe Wert sein, um zwei der Effizienzen zu aktualisieren, und andere Werte sein, um die verbleibenden beiden Effizienzen zu aktualisieren. Als ein noch weiteres Beispiel kann der Rußkorrekturfaktor 72 derselbe Wert sein, um drei der Effizienzen zu aktualisieren, und ein anderer Wert sein, um die verbleibende eine Effizienz zu aktualisieren. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Rußkorrekturfaktor 72 derselbe numerische Wert, um jedes von der NOx-Umwandlung, der Reduktionsmittelabsorption, der Reduktionsmitteldesorption und der Reduktionsmitteloxidation zu aktualisieren.
  • 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.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Aktualisieren einer Effizienz eines Filters mit selektiver katalytischer Reduktion (SCRF) eines Abgasbehandlungssystems eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine anfänglich berechnete Reduktionsmitteldesorptionseffizienz des SCRF über einen Controller erhalten wird; eine Rußmassenschätzung in dem SCRF ermittelt wird, die für eine Rußmenge, die sich in dem SCRF angesammelt hat, repräsentativ ist; ein Rußkorrekturfaktor aus der Rußmassenschätzung ermittelt wird; und über den Controller ein aktualisierter Effizienzwert des SCRF durch Multiplizieren des Rußkorrekturfaktors und der anfänglich berechneten Reduktionsmitteldesorptionseffizienz berechnet wird, um die Effizienz der Reduktionsmitteldesorption des SCRF zu aktualisieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln der Rußmassenschätzung in dem SCRF ein Ermitteln einer Druckdifferenz über den SCRF aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ermitteln der Rußmassenschätzung in dem SCRF ein Ermitteln einer Temperatur eines Substrats des SCRF aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ermitteln der Rußmassenschätzung in dem SCRF ein Ermitteln einer Gesamtzeit, seit eine thermische Regeneration an dem SCRF ausgeführt worden ist, aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ermitteln der Rußmassenschätzung in dem SCRF ein Auswählen eines ersten numerischen Wertes aus einer Nachschlagetabelle auf Grundlage von zumindest einem aus der Druckdifferenz über den SCRF, der Temperatur des Substrates und der Gesamtzeit seit der thermischen Regeneration aufweist.
DE102014111475.2A 2013-08-15 2014-08-12 Verfahren zum aktualisieren einer effizienz eines filters mit selektiver katalytischer reduktion eines abgasbehandlungssystems eines fahrzeugs Active DE102014111475B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/967,737 2013-08-15
US13/967,737 US9291084B2 (en) 2013-08-15 2013-08-15 Vehicle and a method of updating efficiency of a selective catalytic reduction filter of an exhaust treatment system of the vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014111475A1 DE102014111475A1 (de) 2015-02-19
DE102014111475B4 true DE102014111475B4 (de) 2017-02-02

Family

ID=52430368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014111475.2A Active DE102014111475B4 (de) 2013-08-15 2014-08-12 Verfahren zum aktualisieren einer effizienz eines filters mit selektiver katalytischer reduktion eines abgasbehandlungssystems eines fahrzeugs

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9291084B2 (de)
DE (1) DE102014111475B4 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6103075B2 (ja) * 2013-12-19 2017-03-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP6280462B2 (ja) * 2014-06-30 2018-02-14 ヤンマー株式会社 排気浄化装置
EP3048278B1 (de) * 2015-01-26 2018-03-07 Bosal Emission Control Systems NV Vorrichtung zur Diagnose der Funktionsfähigkeit eines Teilchenfilters für einen Abgasstrom einer Brennkraftmaschine
GB2536029A (en) * 2015-03-04 2016-09-07 Gm Global Tech Operations Llc Method of evaluating a soot quantity accumulated in a selective catalytic reduction washcoated particulate filter (SDPF)
JP6288054B2 (ja) * 2015-11-27 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 排気浄化システムの故障診断装置
US10138777B2 (en) * 2016-08-25 2018-11-27 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and methods for evaluating a soot quantity accumulated in a selective catalytic reduction washcoated particulate filter
US10400644B2 (en) * 2017-07-20 2019-09-03 GM Global Technology Operations LLC Method and system for adjusting reductant delivery into a selective catalytic reduction with a filter (SCRF) device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10349126A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-17 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Abgasnachbehandlungssysteme
DE102010025382A1 (de) * 2009-06-29 2011-03-17 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren zum Überwachen von Ammoniakspeicherung in einem Abgasnachbehandlungssystem
DE102011087082A1 (de) * 2011-11-25 2013-05-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines SCRF-Katalysatorsystems
KR20130058449A (ko) * 2011-11-25 2013-06-04 현대자동차주식회사 차량의 요소수 분사량 제어장치 및 방법
FR2986036A1 (fr) * 2012-01-23 2013-07-26 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d'adaptation de la temperature de fonctionnement d'un systeme de depollution present dans la ligne d'echappement d'un vehicule
EP2749745A1 (de) * 2012-12-31 2014-07-02 Hyundai Motor Company Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Harnstoffeinspritzmenge bei Fahrzeugen

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2700793B1 (fr) * 1993-01-25 1995-03-17 Lahera Productions Sarl Lucarne perfectionnée.
DE102005061873A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines integrierten SCR/DPF-Systems
US7758676B2 (en) 2006-10-03 2010-07-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Adaptive learning method for clean particulate filter pressure drop
US7886529B2 (en) * 2007-05-30 2011-02-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically heated DPF/SCR 2-way system
US8141340B2 (en) 2008-04-30 2012-03-27 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for determining the degradation of an SCR catalyst
KR100980875B1 (ko) * 2008-05-14 2010-09-10 현대자동차주식회사 디젤 차량의 후처리 장치 및 재생방법
US8904757B2 (en) 2012-01-17 2014-12-09 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling regeneration within an after-treatment component of a compression-ignition engine
AT512514B1 (de) * 2012-08-21 2013-09-15 Avl List Gmbh Verfahren zur modellbasierten Regelung eines zumindest einen SCR-Katalysator aufweisenden SCR-Systems
FR2994709B1 (fr) * 2012-08-22 2014-08-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de correction d'une estimation en masse de suies dans un filtre a particules
DE102012221905A1 (de) * 2012-11-29 2014-06-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems mit wenigstens einer ersten SCR-Einrichtung und wenigstens einer zweiten SCR-Einrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10349126A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-17 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Abgasnachbehandlungssysteme
DE102010025382A1 (de) * 2009-06-29 2011-03-17 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren zum Überwachen von Ammoniakspeicherung in einem Abgasnachbehandlungssystem
DE102011087082A1 (de) * 2011-11-25 2013-05-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines SCRF-Katalysatorsystems
KR20130058449A (ko) * 2011-11-25 2013-06-04 현대자동차주식회사 차량의 요소수 분사량 제어장치 및 방법
FR2986036A1 (fr) * 2012-01-23 2013-07-26 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d'adaptation de la temperature de fonctionnement d'un systeme de depollution present dans la ligne d'echappement d'un vehicule
EP2749745A1 (de) * 2012-12-31 2014-07-02 Hyundai Motor Company Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Harnstoffeinspritzmenge bei Fahrzeugen

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014111475A1 (de) 2015-02-19
US20150047328A1 (en) 2015-02-19
US9291084B2 (en) 2016-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014111475B4 (de) Verfahren zum aktualisieren einer effizienz eines filters mit selektiver katalytischer reduktion eines abgasbehandlungssystems eines fahrzeugs
DE102014111473A1 (de) Fahrzeug und verfahren zum ermitteln einer sollgrösse einer reduktionsmittelspeicherkapazität eines filters mit selektiver katalytischer reduktion eines abgasbehandlungssystems des fahrzeugs
DE102014108243B4 (de) Verfahren und system zum anpassen eines korrekturkennfeldes für sauberen filter für einen filter mit selektiver katalytischer reduktion
DE102014111801B4 (de) System zum Steigern der Leistungsfähigkeit einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion
DE102014106721B4 (de) Verfahren zum selektiven Einschalten und Abschalten einer Diagnoseüberwachungseinrichtung einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion sowie Fahrzeug mit einem Controller zur Ausführung des Verfahrens
DE102015103457B4 (de) Abgasbehandlungssystem, hardwaresteuermodul und verfahren zur ermittlung einer häufigkeit von regenerationsbetriebsabläufen zur regeneration eines partikelfilters
DE102015100005B4 (de) Verfahren zum Ermitteln einer geschätzten Menge an Ruß, die sich in einem Partikelfilter eines Abgasnachbehandlungssystems angesammelt hat
DE102015103786A1 (de) System zur Steuerung einer Reduktionsmittelqualität und einer SCR-Anpassung
DE102014110944B4 (de) Abgasbehandlungssystem und verfahren zum detektieren einer washcoat-aktivität an einem filtersubstrat eines partikelfilters
DE102012001251A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur an-bord-überwachung der leistungsfähigkeit eines oxidationskatalysators
DE102014111026B4 (de) Abgasbehandlungssystem und Verfahren zum Diagnostizieren eines Regenerationsbetriebs
DE102013214757A1 (de) NOx-Durchfluss- und Temperaturkorrektur während einer Russmassenschätzung in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Fahrzeugs
DE102018205132A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102018121938B4 (de) Selektive katalytische Reduktion mit stationärer Ammoniakschlupferkennung mit positiver Störung
DE102014106278A1 (de) Adaptive Russmassenschätzung einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Fahrzeugs
DE112007003140T5 (de) Sensorabnormalitätsdetektionsvorrichtung und Sensorabnormalitätsdetektionsverfahren
DE102011108238A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Regenerationshäufigkeit eines Fahrzeugpartikelfilters
DE102018106551A1 (de) Russmodell-konfigurierbares korrekturblock (ccb)-steuersystem
DE102009025682A1 (de) Bordeigene Nachbehandlungsvorrichtung zur Berechnung des Kohlenwasserstoffverlusts am Auspuff
DE102019105898A1 (de) Fehlererkennung bei der selektiven katalytischen Reduktion
DE102018109686A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem mit gleitmodus-ammoniaksteuerung
DE102014112170B4 (de) Abgasbehandlungssystem, hardwaresteuermodul und verfahren zum steuern eines abgasbehandlungssystems
DE102011087082B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines SCRF-Katalysatorsystems
DE102013222308B4 (de) Verfahren und System zur Vorhersage eines Durchsatzes von den Motor verlassendem Ruß
DE102014106199A1 (de) Überwachungssystem einer Partikelfiltervorrichtung für einen Motor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final