TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegenden Lehren betreffen allgemein ein Verfahren zum Schätzen einer Rußbeladung in einem Dieselpartikelfilter und ein Abgassystem, das das Verfahren implementiert.The present teachings generally relate to a method of estimating soot loading in a diesel particulate filter and an exhaust system implementing the method.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Dieselpartikelfilter (DPFs) sind so ausgelegt, Ruß von der Abgasströmung eines Dieselmotors zu entfernen. Wenn der angesammelte Ruß eine vorbestimmte Menge erreicht, wird der Filter durch Abbrennen des angesammelten Rußes ”regeneriert”. Es ist kein Mechanismus verfügbar, um die Menge an Ruß in der Abgasströmung von dem Motor direkt zu messen oder die Menge an Ruß in dem DPF direkt zu messen, wenn das Fahrzeug in Gebrauch ist. Demgemäß sind mathematische und empirische Rußmodelle verwendet worden, um die Menge an Ruß, die in dem Filter vorhanden ist, zu schätzen, so dass eine zeitige Entfernung oder Regeneration des Filters sichergestellt werden kann. Das Modellieren der Abgasströmung und der resultierenden DPF-Beladung ist von komplexen chemischen Reaktionen und physikalischen Strömungsdynamiken abhängig. Ein mathematisches Rußmodell ist von Motorbetriebsbedingungen und einer Motorausgangsrußrate abhängig, die aus den Motorbetriebsbedingungen resultiert. Ein anderes Rußmodell schätzt die Rußmenge in dem Filter auf Grundlage des Druckabfalls in der Abgasströmung durch den Filter (d. h. einen Differenzdruck über den Filter). Dieses Rußmodell basiert somit teilweise auf einem gemessenen Parameter (Druckdifferenz). Die Genauigkeit des Rußmodells, das verwendet ist, ist wichtig, da der DPF optimal funktioniert, wenn die Rußmenge, die vorhanden ist, unterhalb einer vorbestimmten Menge liegt. Ein genaues Rußmodell stellt sicher, dass der DPF nicht unnötig bei relativ geringen Rußkonzentrationen (Gramm an Ruß pro Volumen an Filter) regeneriert wird, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit gesteigert wird.Diesel Particulate Filters (DPFs) are designed to remove soot from the exhaust flow of a diesel engine. When the accumulated soot reaches a predetermined amount, the filter is "regenerated" by burning off the accumulated soot. No mechanism is available to directly measure the amount of soot in the exhaust gas flow from the engine or to directly measure the amount of soot in the DPF when the vehicle is in use. Accordingly, mathematical and empirical soot models have been used to estimate the amount of soot present in the filter so that timely removal or regeneration of the filter can be ensured. The modeling of the exhaust gas flow and the resulting DPF loading is dependent on complex chemical reactions and physical flow dynamics. A mathematical soot model depends on engine operating conditions and an engine output soot rate resulting from engine operating conditions. Another soot model estimates the amount of soot in the filter based on the pressure drop in the exhaust gas flow through the filter (i.e., a differential pressure across the filter). This soot model is thus based in part on a measured parameter (pressure difference). The accuracy of the carbon black model that is used is important because the DPF works optimally when the amount of soot present is below a predetermined amount. An accurate soot model ensures that the DPF is not unnecessarily regenerated at relatively low soot concentrations (grams of soot per volume of filter), thereby increasing fuel economy.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Eine DPF-Rußbeladungsschätzung unter Verwendung eines mathematischen Modells, das von einem an Bord befindlichen Computer als ein Algorithmus implementiert ist, kann weniger kostenintensiv sein, als auf Messung basierende Modelle, die zahlreiche und/oder teure Erfassungsvorrichtungen erfordern, und können über einen größeren Bereich von Betriebsbedingungen verwendet werden, als ein auf Messung basierendes System. Die Genauigkeit eines derartigen mathematischen Modells kann verbessert werden, wenn das Modell aktualisiert wird, indem ein modellbasiertes Ergebnis mit einem auf Messung basierten Ergebnis, wie dem druckbasierten Modell, verglichen wird. Jedoch kann die genaue DPF-Rußbeladung aus einer nicht an Bord erfolgenden Prüfung ermittelt werden, bei der der DPF periodisch von dem Abgassystem entfernt und gewogen wird – da das druckbasierte Modell nur eine genaue Vorhersage der Rußbeladung unter gewissen Motorbetriebsbedingungen ist, wie einer stetigen Fahrt bei hoher Geschwindigkeit.A DPF soot load estimation using a mathematical model implemented by an on-board computer as an algorithm may be less expensive than measurement-based models requiring numerous and / or costly sensing devices, and may span a wider range of Operating conditions are used as a measurement-based system. The accuracy of such a mathematical model can be improved if the model is updated by comparing a model-based result to a measurement-based result, such as the pressure-based model. However, the precise DPF soot loading can be determined from an off-board test in which the DPF is periodically removed and weighed from the exhaust system - since the pressure-based model is only an accurate prediction of soot loading under certain engine operating conditions, such as a steady ride high speed.
Es ist ein Verfahren zum Schätzen einer Rußbeladung dargestellt, das Vertrauen in ein mathematisches Rußbeladungsmodell, das hier als ein DPF-Rußbeladungsmodell bezeichnet ist, ermöglicht, indem eine Motorausgangsrußrate, die in dem mathematischen Modell verwendet wird, auf Grundlage eines differenzdruckbasierten Modells unter allen Motorbetriebsbedingungen aktualisiert wird. Ein Verfahren zum Schätzen einer Rußbeladung in einem DPF in einem Fahrzeugabgassystem umfasst, dass Motorbetriebsbedingungen eines Motors in Abgasströmungskommunikation mit dem Dieselpartikelfilter ermittelt werden und eine Druckdifferenz der Abgasströmung über den Dieselpartikelfilter überwacht wird. Das Verfahren umfasst, dass eine Rußbeladung in dem Dieselpartikelfilter gemäß einem druckbasierten Modell unter Verwendung der überwachten Druckdifferenz geschätzt wird, wenn die Motorbetriebsbedingungen innerhalb eines vorbestimmten ersten Satzes von Motorbetriebsbedingungen liegen (wobei ein Einschaltmodus definiert wird), und eine Rußbeladung in dem Dieselpartikelfilter gemäß einem Motorausgangsrußmodell und einem DPF-Rußbeladungsmodell geschätzt wird, wenn die Motorbetriebsbedingungen innerhalb eines vorbestimmten zweiten Satzes von Betriebsbedingungen liegen (wobei ein Abschaltmodus definiert ist). In beiden Fällen erfolgt die Schätzung über einen elektronischen Controller. Das Motorausgangsrußmodell und das DPF-Rußbeladungsmodell sind in dem elektronischen Controller gespeichert. Das Motorausgangsrußmodell basiert auf den Motorbetriebsbedingungen, und das DPF-Rußbeladungsmodell basiert zumindest teilweise auf dem Motorausgangsrußmodell.There is shown a method of estimating soot loading that relies on a soot load mathematical model, referred to herein as a DPF soot loading model, by updating an engine output soot rate used in the mathematical model based on a differential pressure based model under all engine operating conditions becomes. One method of estimating soot loading in a DPF in a vehicle exhaust system includes determining engine operating conditions of an engine in exhaust flow communication with the diesel particulate filter and monitoring a pressure differential of exhaust flow over the diesel particulate filter. The method includes estimating a soot load in the diesel particulate filter according to a pressure-based model using the monitored pressure difference when the engine operating conditions are within a predetermined first set of engine operating conditions (where a power-on mode is defined) and soot loading in the diesel particulate filter according to an engine output soot model and a DPF soot loading model when the engine operating conditions are within a predetermined second set of operating conditions (wherein a shutdown mode is defined). In both cases, the estimate is made via an electronic controller. The engine output soot model and the DPF soot load model are stored in the electronic controller. The engine output soot model is based on engine operating conditions, and the DPF soot load model is based, at least in part, on the engine output soot model.
Das Verfahren umfasst, dass das Motorausgangsrußmodell teilweise basierend auf einer Differenz der geschätzten Rußbeladung zwischen dem druckbasierten Modell und dem DPF-Rußbeladungsmodell aktualisiert wird. Das Aktualisieren des Motorausgangsrußmodells wird während des Einschaltmodus in Echtzeit durchgeführt. Wie hier verwendet ist, bedeutet das Aktualisieren in ”Echtzeit” ein Aktualisieren des Motorausgangsrußmodells auf Grundlage der Differenz, ohne dass zunächst das Auftreten eines anschließenden Ereignisses oder einer anschließenden Bedingung erforderlich ist. Das Aktualisieren des Motorausgangsrußmodells wird nach einer Rückkehr zu Motorbetriebsbedingungen innerhalb des Einschaltmodus nach Betrieb in dem Abschaltmodus durchgeführt und basiert teilweise auf einem gespeicherten geschätzten Rußratenbeladungswert von einem Motorbetriebspunkt in dem Einschaltmodus vor dem Betrieb in dem Abschaltmodus. Dies bedeutet, das Aktualisieren erfolgt während des Abschaltmodus nicht in Echtzeit und findet stattdessen nur nach einer Rückkehr zu dem Einschaltmodus statt, wenn eine Druckdifferenzmessung erneut als eine Rußbeladung ausreichend anzeigend betrachtet wird.The method includes where the engine output soot model is updated in part based on a difference in the estimated soot loading between the pressure-based model and the DPF soot loading model. The updating of the engine output soot model is performed in real time during the power up mode. As used herein, updating in "real time" means updating the Motor exit soot model based on the difference without first requiring the occurrence of a subsequent event or condition. The updating of the engine output soot model is performed after a return to engine operating conditions within the on mode after operating in the shutdown mode and is based in part on a stored estimated soot rate load value from an engine operating point in the on mode prior to operating in the off mode. That is, the update does not occur in real time during the shutdown mode and, instead, takes place only after a return to the power up mode when a pressure differential measurement is again considered sufficiently indicative of a soot load.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Moden zur Ausführung der vorliegenden Lehren in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.The above features and advantages as well as other features and advantages of the present teachings will be readily apparent from the following detailed description of the best modes for carrying out the present teachings when taken in connection with the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugabgassystems, das einen Dieselpartikelfilter und einen Controller aufweist. 1 FIG. 12 is a schematic illustration of a vehicle exhaust system including a diesel particulate filter and a controller. FIG.
2 ist ein schematisches Diagramm des Controllers von 1, der einen Prozessor mit einem Motorausgangsrußmodell, einem DPF-Rußbeladungsmodell, das teilweise auf dem Motorausgangsrußmodell basiert, ein druckbasiertes DPF-Rußbeladungsmodell und einen Lernalgorithmus für das Motorausgangsrußmodell aufweist. 2 is a schematic diagram of the controller of 1 10, which includes a processor having an engine output soot model, a DPF soot loading model based in part on the engine output soot model, a DPF soot-based pressure load model, and an engine output soot model learning algorithm.
3 ist eine schematische dreidimensionale Aufzeichnung der Motorausgangsrußrate, die eine Motorausgangsrußrate bei verschiedenen Motorbetriebspunkten gemäß einer Motordrehzahl und eingespritzten Kraftstoffmenge und zugeordnete gegenwärtige und aktualisierte Motorausgangsrußratenwerte bei vorbestimmten Motorbetriebspunkten zeigt. 3 FIG. 10 is a schematic three-dimensional plot of the engine exhaust soot rate showing an engine exhaust soot rate at various engine operating points according to engine speed and fuel quantity injected and associated actual and updated engine exhaust soot rate values at predetermined engine operating points.
4 ist eine schematische Darstellung einer Rußratentabelle, die eine Motorausgangsrußrate als eine Funktion der Motordrehzahl und der eingespritzten Kraftstoffmengenrate ist und aktualisierte Motorausgangsrußratenwerte für verschiedene Motorbetriebsbedingungen zeigt. 4 FIG. 10 is a schematic representation of a soot rate table showing an engine output soot rate as a function of engine speed and injected fuel flow rate and showing updated engine output soot rate values for various engine operating conditions. FIG.
5 ist eine schematische dreidimensionale Aufzeichnung der Betriebszeit bei verschiedenen Motorbetriebspunkten gemäß der Motordrehzahl und der Rate der eingespritzten Kraftstoffmenge und der Verteilung des Betriebs bei einem Motorbetriebspunkt zu vorbestimmten Motorbetriebspunkten. 5 FIG. 12 is a schematic three-dimensional plot of operating time at various engine operating points according to engine speed and rate of injected fuel quantity and distribution of operation at an engine operating point at predetermined engine operating points. FIG.
6 ist eine schematische Darstellung einer Zeittabelle, die einen Motorbetriebspunkt und die Verteilung der Betriebszeit bei vorbestimmten Motorbetriebspunkten, die verschiedene Motordrehzahlen aufweisen, und bei verschiedenen Raten der eingespritzten Kraftstoffmenge zeigt. 6 FIG. 12 is a schematic illustration of a time table showing an engine operating point and the distribution of operating time at predetermined engine operating points having different engine speeds and at different rates of injected fuel quantity.
7 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Schätzen einer Rußbeladung, die von dem Controller von 1 über die Modelle und den Lernalgorithmus von 2 ausgeführt wird. 7 FIG. 10 is a schematic flowchart of a method of estimating soot loading that is performed by the controller of FIG 1 about the models and the learning algorithm of 2 is performed.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Komponenten betreffen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10, das einen Motor 11 mit einem repräsentativen Abgassystem 12 aufweist, das einen Dieselpartikelfilter (DPF) 14 aufweist. Ein Überwachungssystem 16 für den DPF 14 dient dazu, die Menge der Rußmasse in dem DPF 14 zu überwachen, um eine Filterleistung sicherzustellen, eine Gesamtkraftstoffwirtschaftlichkeit und Emissionsreduzierung zu steigern und für eine zeitige Regeneration des DPF 14 zu sorgen.Referring to the drawings, wherein like reference numerals refer to like components throughout the several views 1 a vehicle 10 that a motor 11 with a representative exhaust system 12 having a diesel particulate filter (DPF) 14 having. A surveillance system 16 for the DPF 14 This serves to control the amount of soot mass in the DPF 14 to ensure filter performance, increase overall fuel economy and emissions reduction and for timely regeneration of the DPF 14 to care.
Das Abgassystem 12 weist einen Dieseloxidationskatalysator 18 auf, der Kohlenwasserstoffe in der Abgasströmung 20, die den Motor 11 verlässt, oxidiert und verbrennt. Das Abgas strömt dann durch einen Katalysator 22 für selektive katalytische Reduktion, der zumindest einen Teil der Stickoxide in der Abgasströmung 20 in Wasser und Stickstoff umwandelt. Das Abgas strömt dann von einem Einlass 24 des DPF 14 zu einem Auslass 26 des Filters 14 und verlässt dann das Abgassystem 12. Das Abgassystem 12 kann stattdessen mit einem Katalysator 22 für selektive katalytische Reduktion stromabwärts des DPF 14 angeordnet sein, ohne die Funktion des Überwachungssystems 16 zu beeinflussen.The exhaust system 12 has a diesel oxidation catalyst 18 on, the hydrocarbons in the exhaust gas flow 20 that the engine 11 leaves, oxidizes and burns. The exhaust gas then flows through a catalyst 22 for selective catalytic reduction, the at least a portion of the nitrogen oxides in the exhaust gas flow 20 converted into water and nitrogen. The exhaust gas then flows from an inlet 24 of the DPF 14 to an outlet 26 of the filter 14 and then leaves the exhaust system 12 , The exhaust system 12 instead, with a catalyst 22 for selective catalytic reduction downstream of the DPF 14 be arranged without the function of the monitoring system 16 to influence.
Das Überwachungssystem 16 weist einen Controller 28 auf, der einen Prozessor 30 besitzt, der gespeicherte Algorithmen von einem konkreten nichtflüchtigen Speicher ausführt, wie weiter mit Bezug auf 2 beschrieben ist, um die Menge an Ruß in dem DPF 14 zu schätzen und ein Steuersignal 38 auszugeben, das einen Motorbetrieb bei Bedingungen (wie erhöhter Kraftstoffmenge) bewirkt, die eine Regeneration des DPF 14 auslösen. Wenn der DPF 14 von einem Typ ist, der durch Änderung von Betriebsparametern aktiv regeneriert wird, um eine Abgasströmungstemperatur anzuheben, um den Ruß zu verbrennen, kann das Signal 38 bewirken, dass Motorparameter eine Temperaturzunahme der Abgasströmung 20 bewirken. The monitoring system 16 has a controller 28 on, the one processor 30 which executes stored algorithms from a concrete nonvolatile memory, as further described with reference to FIG 2 to reduce the amount of carbon black in the DPF 14 to appreciate and a control signal 38 which causes engine operation under conditions (such as increased fuel amount) that causes regeneration of the DPF 14 trigger. If the DPF 14 is of a type that is actively regenerated by changing operating parameters to raise an exhaust gas flow temperature to burn soot, the signal may be 38 cause engine parameters to increase the temperature of exhaust gas flow 20 cause.
Daten, die Echtzeitbetriebsparameter in dem Abgassystem 12 widerspiegeln, werden in den Controller 28 eingegeben und von verschiedenen der gespeicherten Algorithmen, wie hier beschrieben ist, verwendet. Beispielsweise kann das Überwachungssystem 16 einen Motordrehzahlsensor 32 aufweisen, der in Wirkverbindung mit der Motorkurbelwelle 34 positioniert und betreibbar ist, eine Motordrehzahl 36 (auch als eine erste Motorbetriebsbedingung bezeichnet) zu überwachen, wie in Umdrehungen pro Minute (U/min), und ein Signal, das eine Motordrehzahl repräsentiert, an den Prozessor 30 bereitzustellen. Zusätzlich weist das Überwachungssystem 16 einen Sensor 37 auf, der ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Motor 11 misst und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis 42 über ein Signal an den Prozessor 30 liefert. Das Überwachungssystem 16 weist auch einen Sensor 39 auf, der eine Luftströmung in den Motor 11 misst und eine Luftströmungsmessung 43 über ein Signal an den Controller 28 liefert. Eine Kraftstoffströmungsmessvorrichtung 49 misst eine eingespritzte Kraftstoffmengenrate 47 (auch als eine zweite Motorbetriebsbedingung bezeichnet), wie die Kraftstoffströmung in Kubikmillimeter pro Motorhub (mm3/Zyklus), in ein Kraftstoffeinspritzsystem für den Motor 11. Die Kraftstoffmengenrate 47 wird als ein Signal an den Prozessor 30 geliefert. Die Kraftstoffmengenrate 47 ist proportional zu der Motorlast (z. B. Drehmoment an der Kurbelwelle 34). Zusätzliche Motorbetriebsparameter und Betriebsparameter des Abgassystems 12 können ebenfalls dem Controller 28 geliefert und von den gespeicherten Algorithmen an dem Prozessor 30 verwendet werden, um die Menge der Rußbeladung in dem DPF 14 zu schätzen. Beispielsweise können Abgastemperatur- und andere Parameter überwacht werden.Data, the real-time operating parameters in the exhaust system 12 reflect in the controller 28 and used by various of the stored algorithms as described herein. For example, the monitoring system 16 an engine speed sensor 32 having, in operative connection with the engine crankshaft 34 is positioned and operable, an engine speed 36 (also referred to as a first engine operating condition), such as in revolutions per minute (RPM), and a signal representing engine speed to the processor 30 provide. In addition, the monitoring system 16 a sensor 37 on that an air-fuel ratio in the engine 11 measures and an air-fuel ratio 42 via a signal to the processor 30 supplies. The monitoring system 16 also has a sensor 39 on, the air flow into the engine 11 measures and an air flow measurement 43 via a signal to the controller 28 supplies. A fuel flow meter 49 measures an injected fuel quantity 47 (also referred to as a second engine operating condition), such as the fuel flow in cubic millimeters per engine stroke (mm 3 / cycle), into a fuel injection system for the engine 11 , The fuel quantity rate 47 is as a signal to the processor 30 delivered. The fuel quantity rate 47 is proportional to the engine load (eg, torque at the crankshaft 34 ). Additional engine operating parameters and operating parameters of the exhaust system 12 can also be the controller 28 delivered and from the stored algorithms to the processor 30 used to determine the amount of soot loading in the DPF 14 appreciate. For example, exhaust gas temperature and other parameters can be monitored.
Das Überwachungssystem 16 weist auch eine Differenzdruckmessvorrichtung 44 auf, die dazu dient, einen dritten Betriebsparameter zu messen, der eine Druckdifferenz zwischen der Abgasströmung an dem Einlass 24 und der Abgasströmung an dem Auslass 26 des DPF 14 ist. Die Differenzdruckmessvorrichtung 44 steht in Fluidkommunikation mit der Abgasströmung 20 an dem Einlass 24 und an dem Auslass 26 und gibt ein Signal aus, das für einen Differenzdruck 46 repräsentativ ist (auch als Druckabfall bezeichnet). Der Differenzdruck 46 wird von dem Prozessor 30 verwendet, wie nachfolgend weiter beschrieben ist.The monitoring system 16 also has a differential pressure measuring device 44 , which serves to measure a third operating parameter, which is a pressure difference between the exhaust gas flow at the inlet 24 and the exhaust flow at the outlet 26 of the DPF 14 is. The differential pressure measuring device 44 is in fluid communication with the exhaust gas flow 20 at the inlet 24 and at the outlet 26 and outputs a signal indicative of a differential pressure 46 is representative (also referred to as pressure drop). The differential pressure 46 is from the processor 30 used as further described below.
Bezug nehmend auf 2 ist der Prozessor 30 detaillierter gezeigt, um die Algorithmen, die von dem Prozessor 30 ausgeführt werden, wie auch die empirischen Daten, auf die der Prozessor 30 zugreifen kann, zu repräsentieren. Der Prozessor 30 weist einen ersten gespeicherten Algorithmus, der als ein druckbasiertes DPF-Rußbeladungsmodell 50 bezeichnet ist, auf, der eine abgeleitete DPF-Rußbeladungsschätzung teilweise auf Grundlage des Differenzdrucks 46, der von der Druckmessvorrichtung 44 bereitgestellt wird, bereitstellt. Die Motorbetriebsbedingungen 36, 47 werden auch an das druckbasierte Modell 50 geliefert. Das druckbasierte Modell 50 repräsentiert die Dynamik von Motorausgangsruß- und DPF-Rußbeladung, die von der Druckdifferenz über dem DPF 14 abgeleitet ist. Das druckbasierte Modell 50 kann gespeicherte Daten basierend auf einem vorhergehenden Testen aufweisen, einschließlich einem prozessentkoppelten Wiegen des DPF 14, die mit gemessenen Druckdifferenzen und Motorbetriebsbedingungen koordiniert werden.Referring to 2 is the processor 30 shown in more detail to the algorithms used by the processor 30 run as well as the empirical data to which the processor 30 can represent, represent. The processor 30 shows a first stored algorithm called a pressure-based DPF soot loading model 50 deriving a derived DPF soot loading estimate based in part on the differential pressure 46 that of the pressure measuring device 44 is provided. The engine operating conditions 36 . 47 will also apply to the pressure-based model 50 delivered. The pressure-based model 50 represents the dynamics of engine exit soot and DPF soot loading, which is the difference in pressure across the DPF 14 is derived. The pressure-based model 50 may include stored data based on a previous test including a process decoupled weighing of the DPF 14 , which are coordinated with measured pressure differences and engine operating conditions.
Der Prozessor 30 weist einen zweiten gespeicherten Algorithmus, der auch als ein DPF-Rußbeladungsmodell 52 bezeichnet ist, auf, der eine geschätzte DPF-Rußbeladung basierend auf einem mathematischen Modell des kinetischen DPF-Prozesses bereitstellt. Das mathematische Modell ist von den Motorbetriebsbedingungen 36, 47 wie auch einer geschätzten Motorausgangsrußrate 53 abhängig, die als ein Signal von einem Motorausgangsrußmodell 54 geliefert wird. Das Motorausgangsrußmodell 54 ist ein Eingang in das DPF-Rußbeladungsmodell 52, da es eine geschätzte Motorausgangsrußrate 53 bereitstellt, die von dem DPF-Rußbeladungsmodell 52 verwendet wird. Das Motorausgangsrußmodell 54 ist eine Gruppe gespeicherter Nachschlagetabellen von Motorausgangsrußratenwerten, die mit den gewählten Motorbetriebspunkten korreliert sind. Ein Motorbetriebspunkt wird durch eine Motordrehzahl und durch eine eingespritzte Kraftstoffmengenrate in Gramm repräsentiert.The processor 30 has a second stored algorithm, also called a DPF soot loading model 52 which provides an estimated DPF soot loading based on a mathematical model of the kinetic DPF process. The mathematical model is of the engine operating conditions 36 . 47 as well as an estimated engine output soot rate 53 depending on which is a signal from an engine output soot model 54 is delivered. The engine output soot model 54 is an input to the DPF soot loading model 52 as there is an estimated engine output soot rate 53 provided by the DPF soot loading model 52 is used. The engine output soot model 54 is a set of stored look-up tables of engine output soot rate values that are correlated with the selected engine operating points. An engine operating point is represented by an engine speed and an injected fuel quantity rate in grams.
Schließlich wird ein Lernalgorithmus 56 verwendet, der einen Ausgang 59 bereitstellt, der eine Adaption des Motorausgangsrußmodells 54 ist, um das Motorausgangsrußmodell 54 unter allen Motorbetriebsbedingungen unter Verwendung eines Vergleichs der geschätzten Rußbeladung durch das druckbasierte Modell 50 und der geschätzten Rußbeladung durch das DPF-Rußbeladungsmodell 52 zu aktualisieren. Durch Aktualisierung des Motorausgangsrußmodells 54 unter allen Motorbetriebsbedingungen auf Grundlage dieses Vergleichs kann das DPF-Rußbeladungsmodell 52 eine genauere geschätzte DPF-Rußbeladungsschätzung bereitstellen, die sich an verschiedene Motorbetriebsbedingungen anpasst. Das druckbasierte Modell 50 reflektiert bei einem ersten Satz von Motorbetriebsbedingungen (dem Einschaltmodus) eine Ist-DPF-Rußbeladung genauer, als es bei dem DPF-Rußbeladungsmodell 52 der Fall ist, und kann somit als eine Überprüfung verwendet werden, um das DPF-Rußbeladungsmodell 52 zu aktualisieren. Jedoch ist das druckbasierte Modell 50 unter anderen Motorbetriebsbedingungen (einem zweiten Satz von Motorbetriebsbedingungen, die als der Abschaltmodus bezeichnet sind) weniger genau. Beispielsweise korreliert bei geringen Motordrehzahlen oder einer nicht stetigen (transienten) Fahrt der Differenzdruck 56 weniger mit der DPF-Rußbeladung als bei einer stetigen Fahrt mit hoher Geschwindigkeit.Finally, a learning algorithm 56 used an output 59 providing an adaptation of the engine output soot model 54 is about the engine output soot model 54 under all engine operating conditions using a comparison of the estimated soot loading by the pressure-based model 50 and the estimated soot loading by the DPF soot loading model 52 to update. By updating the engine output soot model 54 under all engine operating conditions based on this Comparison can be the DPF soot loading model 52 provide a more accurate estimated DPF soot loading estimate that adapts to various engine operating conditions. The pressure-based model 50 at a first set of engine operating conditions (the power-up mode) reflects more accurately an actual DPF soot loading than the DPF soot loading model 52 is the case, and thus can be used as a check to the DPF soot loading model 52 to update. However, the pressure-based model is 50 less accurately under other engine operating conditions (a second set of engine operating conditions, referred to as the shutdown mode). For example, correlates with low engine speeds or a non-steady (transient) ride the differential pressure 56 less with the DPF soot loading than with a steady high-speed ride.
Der Lernalgorithmus 56 ermöglicht eine Aktualisierung des Motorausgangsrußmodells 54, um einen Motorbetrieb in dem Abschaltmodus wie auch in dem Einschaltmodus widerzuspiegeln, wie hier beschrieben ist. Mit anderen Worten dehnt der Lernalgorithmus 56 eine Aktualisierung des Motorausgangsrußmodells 54 und des DPF-Rußbeladungsmodells 52 auf einen gesamten Motorbetriebsbereich aus (der als das Gesamte aus dem ersten Satz von Motorbetriebsbedingungen und dem zweiten Satz von Motorbetriebsbedingungen definiert ist). Der Lernalgorithmus 56 passt kontinuierlich das Motorausgangsrußmodell 54 und das DPF-Rußbeladungsmodell 52 an das druckbasierte Modell 50 an.The learning algorithm 56 allows an update of the engine exit soot model 54 to reflect engine operation in the shutdown mode as well as in the power up mode, as described herein. In other words, the learning algorithm stretches 56 an update of the engine output soot model 54 and the DPF soot loading model 52 to an entire engine operating range (defined as the whole of the first set of engine operating conditions and the second set of engine operating conditions). The learning algorithm 56 continuously fits the engine output soot model 54 and the DPF soot loading model 52 to the pressure-based model 50 at.
Der Lernalgorithmus 56 arbeitet somit in einem von zwei verschiedenen Betriebsmoden: dem Abschaltmodus oder dem Einschaltmodus, und zwar abhängig von den Motorbetriebsbedingungen. In dem Abschaltmodus ist eine Messung der Druckdifferenz 46 relativ ungenau. Der Abschaltmodus ist dadurch definiert, dass sich die Motorbetriebsbedingungen 36, 47 in dem zweiten Satz von Motorbetriebsbedingungen befinden. In dem Abschaltmodus erfolgt kein Echtzeitlernen für (d. h. Aktualisierung) das Motorausgangsrußmodell 54. Der zweite Satz von Motorbetriebsbedingungen reflektiert eine Fahrt bei geringer Geschwindigkeit und/oder eine Start-Stopp-Fahrt. In dem Einschaltmodus ist der gemessene Differenzdruck 46 relativ genau, und der Lernalgorithmus 56 sieht ein Echtzeitlernen des Motorausgangsrußmodells 54 vor, wie hier beschrieben ist. Der Lernalgorithmus 56 ermittelt und sichert gewisse Betriebsparameter während des Abschaltmodus und aktualisiert dann das Motorausgangsrußmodell 54 auf Grundlage der gespeicherten Betriebsparameter, wenn die Motorbetriebsbedingungen in den Einschaltmodus zurückkehren. Demgemäß ist der Lernalgorithmus 56 bei der Aktualisierung des Motorausgangsrußmodells 54 für alle Motorbetriebsbedingungen entweder in Echtzeit oder zu einer späteren Zeit wirksam, wie hier beschrieben ist.The learning algorithm 56 thus operates in one of two different modes of operation: the shutdown mode or the power-on mode, depending on the engine operating conditions. In the shutdown mode is a measurement of the pressure difference 46 relatively inaccurate. The shutdown mode is defined by the engine operating conditions 36 . 47 in the second set of engine operating conditions. In the shutdown mode, there is no real time learning for (ie updating) the engine exit soot model 54 , The second set of engine operating conditions reflects low speed travel and / or start-stop travel. In the on mode, the measured differential pressure is 46 relatively accurate, and the learning algorithm 56 sees a real-time learning of the engine output soot model 54 before, as described here. The learning algorithm 56 detects and saves certain operating parameters during the shutdown mode and then updates the engine output soot model 54 based on the stored operating parameters when the engine operating conditions return to the power-on mode. Accordingly, the learning algorithm 56 when updating the engine output soot model 54 for all engine operating conditions, either in real time or at a later time, as described herein.
Der Lernalgorithmus 56 erreicht verschiedene Aufgaben abhängig davon, ob er sich in dem Einschaltmodus, dem Abschaltmodus befindet oder von dem Abschaltmodus in den Einschaltmodus wechselt. Diese Aufgaben sind hier detailliert beschrieben und in dem Verfahren zum Schätzen einer DPF-Rußbeladung 100, das von dem Controller 28 und dem Prozessor 30 daran ausgeführt wird, enthalten, wie schematisch in 7 gezeigt ist. Bei einem ersten Schritt 102 überwacht der Controller 28 Motorbetriebsbedingungen, einschließlich die Motordrehzahl 36 und die Kraftstoffmengenrate 47. Dies bedeutet, der Controller 28 verfolgt tatsächliche Motorbetriebspunkte in dem Bereich von Motorbetriebsbedingungen durch periodisches Analysieren der Motordrehzahl 36 und der bereitgestellten Kraftstoffmengenrate 47. Der Controller 28 weist auch einen Zeitgeber auf, der bei Schritt 104 die Betriebszeit zu jedem überwachten Motorbetriebspunkt misst. Der Controller 28 überwacht auch periodisch die Druckdifferenz 46, die bei Schritt 106 von der Druckdifferenzmessvorrichtung 44 bereitgestellt wird. Die Schritte 102, 104, 106 werden periodisch über das Verfahren 100 wiederholt.The learning algorithm 56 It accomplishes various tasks depending on whether it is in the power-on, power-off, or power-off mode. These objects are described in detail herein and in the method of estimating DPF soot loading 100 that from the controller 28 and the processor 30 is carried out as included schematically in 7 is shown. At a first step 102 the controller monitors 28 Engine operating conditions, including engine speed 36 and the fuel quantity rate 47 , This means the controller 28 keeps track of actual engine operating points in the range of engine operating conditions by periodically analyzing engine speed 36 and the fuel quantity rate provided 47 , The controller 28 also has a timer in step 104 measures the operating time at each monitored engine operating point. The controller 28 also periodically monitors the pressure difference 46 that at step 106 from the pressure difference measuring device 44 provided. The steps 102 . 104 . 106 be periodic about the procedure 100 repeated.
Basierend auf den Motorbetriebsbedingungen, die bei Schritt 102 ermittelt sind, ermittelt der Prozessor 28 bei Schritt 108, ob sich die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen (d. h. die jüngsten überwachten Motorbetriebsbedingungen) in dem ersten Satz von Motorbetriebsbedingungen befinden. Wenn die Motorbetriebsbedingungen in dem ersten Satz von Motorbetriebsbedingungen liegen, dann befindet sich der Lernalgorithmus 56 in dem Einschaltmodus, und der Prozessor 30 erreicht die Schritte 110 bis 120, wie hier beschrieben ist.Based on the engine operating conditions used in step 102 are determined, the processor determined 28 at step 108 whether the current engine operating conditions (ie, the most recent monitored engine operating conditions) are in the first set of engine operating conditions. If the engine operating conditions are in the first set of engine operating conditions, then the learning algorithm is located 56 in power-on mode, and the processor 30 reaches the steps 110 to 120 as described here.
In dem Einschaltmodus kann sich die Differenzdruckmessung 46 darauf verlassen, dass sich die Menge an angesammeltem Ruß in dem DPF 14 genau widerspiegelt, und das druckbasierte Modell 50 kann somit dazu verwendet werden, das Motorausgangsrußmodell 54 direkt zu aktualisieren. Bezug nehmend auf 3 speichert eine Nachschlagetabelle 57, die in dem Motorausgangsrußmodell 54 enthalten ist, eine Motorausgangsrußrate 53 (in Gramm pro Sekunde) gemäß der Motordrehzahl 36 (in Umdrehungen pro Minute) und der Kraftstoffmengenrate 47 (mm3/Zyklus). Verschiedene gegenwärtige Rußratenwerte 60 sind mit offenen Kreisen angegeben (d. h. die Rußratenwerte bei jedem Motorbetriebspunkt, wie in der Nachschlagetabelle 57 des Motorausgangsrußmodells 54 vor dem Aktualisieren gespeichert ist). Nur einige der Werte 60 der gegenwärtigen Rußrate sind bezeichnet. Die anfänglichen Werte 60 der gegenwärtigen Rußrate basieren auf Werten der anfänglichen Rußrate, die während eines außer Betrieb erfolgenden Prüfens für ein Fahrzeug ermittelt werden, das den Motor 11 und das Abgassystem 12 besitzt, und werden dann während des Fahrzeuggebrauchs gemäß dem Verfahren 100, das durch den Prozessor 30 ausgeführt wird, aktualisiert, wie hier beschrieben ist. Inkrementelle Rußratenwerte 62A, 62B, 62C, wie durch das druckbasierte Modell 50 bei einer Reihe tatsächlicher Motorbetriebspunkte ermittelt ist, wie periodisch bei Schritt 102 ermittelt wird, sind in 3 angegeben. Die gegenwärtigen Werte 60 der gespeicherten Rußrate in der Nachschlagetabelle des Motorausgangsrußmodells 54 werden unter Verwendung von jedem der Rußratenwerte 62A, 62B, 62C aktualisiert, wie durch das druckbasierte Modell 50 ermittelt ist, wie hier beschrieben ist.In the switch-on mode, the differential pressure measurement can 46 rely on the amount of accumulated soot in the DPF 14 accurately reflects, and the pressure-based model 50 can thus be used to the engine Ausgangsrußmodell 54 update directly. Referring to 3 stores a lookup table 57 that in the engine output soot model 54 is included, an engine output soot rate 53 (in grams per second) according to the engine speed 36 (in revolutions per minute) and the fuel flow rate 47 (mm 3 / cycle). Various current soot rate values 60 are indicated with open circles (ie, the soot rate values at each engine operating point, as in the look-up table 57 of the engine output soot model 54 saved before updating). Only a few of the values 60 the current soot rate is indicated. The initial values 60 The current soot rates are based on values of initial soot rates determined during off-line testing for a vehicle containing the engine 11 and the exhaust system 12 and then during vehicle use according to the procedure 100 that through the processor 30 is executed, updated as described here. Incremental soot rate values 62A . 62B . 62C as by the pressure-based model 50 is determined at a series of actual engine operating points, such as periodically at step 102 is determined in 3 specified. The current values 60 the stored soot rate in the lookup table of the engine exit soot model 54 are calculated using each of the soot rate values 62A . 62B . 62C updated, as by the pressure-based model 50 is determined as described here.
Der Rußratenwert 62A, der bei einem tatsächlichen Motorbetriebspunkt Px,y ermittelt ist, wird dazu verwendet, aktualisierte Motorausgangsrußratenwerte 64A, 64B, 64C, 64D bereitzustellen, wie oben für entsprechende Werte 60 der gegenwärtigen Rußrate gezeigt ist (d. h. die Rußratenwerte für vier Motorbetriebsbedingungen P1, P2, P3, P4 innerhalb einer vorbestimmten Distanz des tatsächlichen Motorbetriebspunkts Px,y, der dem Rußratenwert 62A entspricht). Die vorbestimmte Distanz ist das Inkrement zwischen benachbart gespeicherten Werten der Motordrehzahl 36 und zwischen benachbart gespeicherten Werten der Kraftstoffmengenrate 47 in der Nachschlagetabelle 57, wie mit Bezug auf 4 beschrieben ist. Werte 60 der gegenwärtigen Rußrate innerhalb einer vorbestimmten Distanz der tatsächlichen Motorbetriebspunkte, die den Motorausgangsrußratenwerten 62B, 62C entsprechen, werden auf gleiche Weise aktualisiert. Die aktualisierten Werte der Tabelle 57 sind in dem Motorausgangsrußmodell 54 verwendet, um die geschätzte Motorrußrate 53 zu berechnen.The soot rate value 62A , which is determined at an actual engine operating point P x, y , is used to provide updated engine output soot rate values 64A . 64B . 64C . 64D as above for corresponding values 60 of the current soot rate (ie, the soot rate values for four engine operating conditions P1, P2, P3, P4 within a predetermined distance of the actual engine operating point P x, y , which is the soot rate value 62A corresponds). The predetermined distance is the increment between adjacent stored values of engine speed 36 and between adjacent stored values of fuel quantity rate 47 in the lookup table 57 as related to 4 is described. values 60 the current soot rate within a predetermined distance of the actual engine operating points that are the engine output soot rate values 62B . 62C are updated in the same way. The updated values of the table 57 are in the engine output soot model 54 used the estimated engine soot rate 53 to calculate.
Wieder Bezug nehmend auf 7 weisen die Hauptschritte in dem Einschaltmodus den Schritt 110 auf, der die abgeleitete DPF-Rußbeladung M ^Δp(t) aus der Messung des Differenzdrucks 46 (ΔP) über das druckbasierte Modell 50 berechnet.Again referring to 7 the main steps in the power up mode are the step 110 on, the derived DPF soot load M ^ Δp (t) from the measurement of the differential pressure 46 (ΔP) over the pressure-based model 50 calculated.
Bei Schritt 112 wird die geschätzte DPF-Rußbeladung M ^ldk(t) dann aus dem DPF-Rußbeladungsmodell 52 berechnet. Ein Rußbeladungsfehler M ^(t) (auch als eine Rußbeladungsdifferenz bezeichnet) wird dann bei Schritt 114 dadurch berechnet, dass das DPF-Rußbeladungsmodell M ^ldk(t) von der abgeleiteten DPF-Rußbeladung M ^Δp(t) subtrahiert wird: ΔM ^(t) = M ^Δp(t) – M ^ldk(t) At step 112 the estimated DPF soot loading M ^ ldk (t) then becomes from the DPF soot loading model 52 calculated. A soot loading error M ^ (t) (also referred to as a soot loading difference) is then entered at step 114 calculated by subtracting the DPF soot loading model M ^ ldk (t) from the derived DPF soot loading M ^ Δp (t): ΔM ^ (t) = M ^ Δp (t) - M ^ ldk (t)
Unter Verwendung der akkumulierten Zeit T bei dem Motorbetriebspunkt (z. B. dem Punkt, der den Rußratenwert 62A aufweist), wie bei Schritt 104 ermittelt ist, wird der geschätzte Rußratenfehler Z ^ (auch als eine Rußratendifferenz bezeichnet) bei Schritt 116 dadurch ermittelt, dass der Rußbeladungsfehler M ^(t) durch die akkumulierte Zeit T dividiert wird: Using the accumulated time T at the engine operating point (eg, the point that represents the soot rate value 62A has), as in step 104 is determined, the estimated soot rate error Z ^ (also referred to as a soot rate difference) at step 116 by dividing the soot loading error M ^ (t) by the accumulated time T:
4 zeigt eine Rußratentabelle als eine zweidimensionale Aufzeichnung der Kraftstoffmengenrate 47 an der Y-Achse in Abhängigkeit der Motordrehzahl 36 an der X-Achse. Wie in 4 gezeigt ist, werden die gegenwärtigen Rußratenwerte 60 in der Motorausgangsrußtabelle 57 von 3 dadurch aktualisiert, dass der geschätzte Rußratenfehler 2 an die Rußratenwerte 60 an den vier benachbarten Verbindungspunkten der Motorausgangsrußtabelle 57 basierend auf jeweiligen Distanzen zwischen dem gegenwärtigen Motorbetriebspunkt (Px,y) (entsprechend dem Betriebspunkt mit der Rußrate 62A) und den vier benachbarten Verbindungspunkten P1, P2, P3, P4 verteilt wird. Wenn die Distanz von dem Motorbetriebspunkt Px,y zu seinen vier benachbarten Verbindungspunkten P1, P2, P3, P4 dann di,j, di,j+1, di+1,j bzw. di+1,j+1 ist, dann können diese Distanzen bei Schritt 118 durch die Formel der geometrischen Distanz zur Ermittlung der Distanz zwischen zwei Punkten in einer Ebene beispielsweise für di,j berechnet werden: 4 FIG. 12 shows a soot rate table as a two-dimensional record of the fuel quantity rate 47 on the Y axis depending on the engine speed 36 on the X-axis. As in 4 are shown become the current soot rate values 60 in the engine output soot table 57 from 3 updated by that the estimated soot rate error 2 to the soot rate values 60 at the four adjacent connection points of the engine output soot table 57 based on respective distances between the current engine operating point (P x, y ) (corresponding to the operating point with the soot rate 62A ) and the four adjacent connection points P1, P2, P3, P4. If the distance from the engine operating point P x, y to its four adjacent connection points P1, P2, P3, P4 then d i, j , d i, j + 1 , d i + 1, j and d i + 1, j + 1 , then these distances can be at step 118 be calculated by the formula of the geometric distance to determine the distance between two points in a plane, for example for d i, j :
Die Gesamtdistanz d von dem Motorbetriebspunkt Px,y zu diesen vier benachbarten Punkten beträgt: d = di,j + di,j+1 + di+1,j + di+1,j+1. The total distance d from the engine operating point P x, y to these four adjacent points is: d = d i, j + d i, j + 1 + d i + 1, j + d i + 1, j + 1 .
Entsprechend dem Motorbetriebspunkt Pi,j werden die Werte 60 der gegenwärtigen Rußraten an jedem benachbarten Verbindungspunkt in der Motorausgangsrußratentabelle 57 (d. h. Rußratenwerte 60 zum Zeitpunkt t – 1) auf die Rußratenwerte 64A, 64B, 64C, 64D zum Zeitpunkt t aktualisiert durch: wobei 0 ≤ k ≤ 1 eine Verteilungsverstärkung ist, die experimentell ermittelt wird, um den Lernprozess (d. h. den Aktualisierungsprozess) stabil zu halten. Demgemäß werden die Rußratenwerte 60 in der Nachschlagetabelle 57 bei Schritt 120 über den Ausgang 59 durch Verteilung des geschätzten Motorausgangsrußratenfehlers Z ^ in der Nachschlagetabelle 57 von 2 über Rußratenfehlerwerte aktualisiert, die proportional zu der Nähe der Motorbetriebspunkte der gespeicherten Werte (d. h. der gegenwärtigen Rußratenwerte 60) zu dem Motorbetriebspunkt berechnet werden, bei dem die Differenz M ^(t) berechnet wird. Das Verfahren 100 kehrt dann zu Schritt 108 zurück.According to the engine operating point P i, j , the values become 60 the current soot rates at each adjacent connection point in the engine output soot rate table 57 (ie soot rate values 60 at time t-1) to the soot rate values 64A . 64B . 64C . 64D updated at time t by: where 0 ≦ k ≦ 1 is a distribution gain that is determined experimentally to keep the learning process (ie, the updating process) stable. Accordingly, the soot rate values become 60 in the lookup table 57 at step 120 over the exit 59 by distributing the estimated engine output soot rate error Z ^ in the look-up table 57 from 2 updated based on soot rate error values proportional to the proximity of the engine operating points of the stored values (ie, the current soot rate values 60 ) to the engine operating point at which the difference M ^ (t) is calculated. The procedure 100 then returns to step 108 back.
Nach den Schritten 110 bis 120 erreicht, wenn dann bei Schritt 108 ermittelt wird, dass die Motorbetriebsbedingungen in dem Abschaltmodus sind, dann bei diesem Wechsel von dem Einschaltmodus zu dem Abschaltmodus der Lernalgorithmus 54 die Schritte 126–138 des Verfahrens 100. Zunächst bewegt sich das Verfahren 100 zu Schritt 126 fort, bei dem die letzte Rußbeladungsschätzung basierend auf dem druckbasierten Modell 50 während des Motorbetriebs in dem Einschaltmodus gespeichert wird. Die letzte Rußbeladungsschätzung basierend auf dem DPF-Rußbeladungsmodell 52 während des Motorbetriebs in dem Einschaltmodus wird bei Schritt 127 gespeichert.After the steps 110 to 120 reached when then at step 108 is determined that the engine operating conditions are in the shutdown mode, then in this change from the power-on mode to the power-down mode, the learning algorithm 54 the steps 126 - 138 of the procedure 100 , First, the process moves 100 to step 126 in which the last soot load estimate based on the pressure based model 50 stored during engine operation in the power-on mode. The last soot load estimate based on the DPF soot loading model 52 during engine operation in the power-on mode, at step 127 saved.
In dem Abschaltmodus wird eine Nachschlagetabelle 68, die in 5 (bezeichnet mit ”Betriebszeittabelle”) gezeigt ist, gemäß dem Verfahren 100 gebildet, um die Motorbetriebszeit 70A, 70B, 70C zu verschiedenen Motorbetriebspunkten aufzuzeichnen, wie dem Motorbetriebspunkt Px,y (in 6 gezeigt). Die Motorbetriebszeit 69, wie bei Schritt 104 ermittelt ist, wird gemäß der Motordrehzahl 36 und der Kraftstoffmengenrate 47 gespeichert. Beispielsweise wird bei dem Motorbetriebspunkt Px,y (z. B. entsprechend dem Motorbetriebspunkt, bei dem die Zeit 70A verstrichen ist), wobei die Motorbetriebszeit Tx,y ist, dann Tx,y an den vier benachbarten Verbindungspunkten PA, PB, PC, PD, die Px,y umgeben, verteilt und aufgezeichnet, wie nachfolgend beschrieben ist.In the shutdown mode becomes a lookup table 68 , in the 5 (labeled "operating time table"), according to the method 100 formed to the engine operating time 70A . 70B . 70C at various engine operating points, such as the engine operating point P x, y (in 6 shown). The engine operating time 69 as in step 104 is determined according to the engine speed 36 and the fuel quantity rate 47 saved. For example, at the engine operating point P x, y (eg, corresponding to the engine operating point at which the time 70A has elapsed), with the engine operating time T x, y , then T x, y at the four adjacent connection points PA, PB, PC, PD, surrounding, distributing and recording P x, y , as described below.
Die vier benachbarten Verbindungspunkte in der Betriebszeittabelle 68 sind PA, PB, PC, PD (bezeichnet als Ti,j, Ti,j+1, Ti+1,j bzw. Ti+1,j+1). Die Distanz von dem Motorbetriebspunkt Px,y zu seinen vier benachbarten Verbindungspunkten P1, P2, P3, P4 ist di,j, di,j+1, di+1,j bzw. di+1,j+1, und diese Distanzen können bei Schritt 128 durch Verwendung der Formel für geometrische Distanz zur Ermittlung der Distanz zwischen zwei Punkten in einer Ebene berechnet werden. Beispielsweise ist die Distanz di,j von Punkt Px,y zu Punkt P1: The four adjacent connection points in the operating time table 68 are PA, PB, PC, PD (denoted as T i, j , T i, j + 1 , T i + 1, j, and T i + 1, j + 1 , respectively). The distance from the engine operating point P x, y to its four adjacent connection points P1, P2, P3, P4 is d i, j , d i, j + 1 , d i + 1, j and d i + 1, j + 1 , respectively , and these distances can be at step 128 calculated by using the geometric distance formula to determine the distance between two points in a plane. For example, the distance d i, j from point P x, y to point P1:
Die Gesamtdistanz d von dem Motorbetriebspunkt Px,y zu diesen vier benachbarten Punkten beträgt: d = di,j + di,j+1 + di+1,j + di+1,j+1. The total distance d from the engine operating point P x, y to these four adjacent points is: d = d i, j + d i, j + 1 + d i + 1, j + d i + 1, j + 1 .
Bei Schritt 130 wird die Motorbetriebszeit 70A bei dem Motorbetriebspunkt Px,y an die vier benachbarten Motorbetriebspunkte PA, PB, PC, PD gemäß der Nähe jedes der vier Punkte zu dem Motorbetriebspunkt Px,y verteilt, bei dem die Zeit 70A gemessen wurde. Anschließend ist entsprechend dem Motorbetriebspunkt Px,y die Motorbetriebszeit, die bei Schritt 130 an jedem benachbarten Punkt (i, j) in der Betriebszeittabelle 68 verteilt ist, wie folgt: wobei 0 ≤ k ≤ 1 eine Verteilungsverstärkung ist, die experimentell ermittelt ist, um den Lernprozess (d. h. die Aktualisierung) stabil zu halten. Die vorher akkumulierte Zeit 75 (wenn vorhanden) für den Betrieb während des zweiten Satzes von Motorbetriebsbedingungen an jedem dieser Punkte ist mit offenen Kreisen in 5 gezeigt (nur einer davon ist mit 75 bezeichnet). Die aktualisierte akkumulierte Zeit 77A, 77B, 77C, 77D ist an jedem Punkt gezeigt.At step 130 becomes the engine operating time 70A at the engine operating point P x, y is distributed to the four adjacent engine operating points PA, PB, PC, PD according to the proximity of each of the four points to the engine operating point P x, y at which the time 70A was measured. Subsequently, according to the engine operating point P x, y, the engine operating time, the at step 130 at each adjacent point (i, j) in the operating time table 68 is distributed as follows: where 0 ≦ k ≦ 1 is a distribution gain that is determined experimentally to keep the learning process (ie, updating) stable. The previously accumulated time 75 (if any) for operation during the second set of engine operating conditions at each of these points is open circles in 5 shown (only one of them is with 75 designated). The updated accumulated time 77A . 77B . 77C . 77D is shown at every point.
Bei Schritt 131 wird dann ermittelt, ob die Motorbetriebsbedingungen in den Einschaltmodus zurückgeführt worden sind. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren 100 dann zu Schritt 128 zurück und fährt mit einer Verteilung von Zeit, die bei einem nachfolgenden periodischen Motorbetriebspunkt akkumuliert ist, in die Betriebszeittabelle 68 fort, wie beschrieben ist. Wenn eine Überwachung bei Schritt 131 angibt, dass die Motorbetriebsbedingungen in den Einschaltmodus rückgeführt worden sind, wird das Vertrauen in die Druckdifferenzmessung 46 wiedererlangt. Das druckbasierte Modell 50 wird dazu verwendet, den DPF-Ruß, der sich während der Zeit angesammelt hat, wenn die DPF-ΔP-Messung abgeschaltet ist (d. h. während des Abschaltmodus), zu berechnen. Eine Rußbeladung, deren Auftreten während des Abschaltmodus ermittelt wird, wird in jeden Motorbetriebspunkt während des Abschaltmodus gemäß der daran verbrachten Zeit verteilt. Um bei Schritt 132 von dem Abschaltmodus in den Einschaltmodus zu wechseln, wird der Rußbeladungsinkrementfehler M ^(te) (auch als Rußbeladungsinkrementdifferenz bezeichnet) während des Abschaltmodus berechnet, wie folgt: ΔM ^(te) = [M ^Δp(te) – M ^Δp(td)] – [M ^ldk(te) – M ^ldk(td)]; wobei Bezug nehmend auf 2 M ^ldk(te) der Ausgang des DPF-Rußbeladungsmodells 52 ist, M ^Δp(te) der Ausgang des druckbasierten Modells 50 ist und td und te die Zeit eines Eintritts in den Abschaltmodus (d. h. Zeit bei dem ersten aufgezeichneten Motorbetriebspunkt in dem zweiten Satz von Motorbetriebsbedingungen, wie bei Schritt 108 nach den Schritten 110–112 ermittelt ist) bzw. die Zeit eines Eintritts in den Einschaltmodus (d. h. Zeit bei dem ersten aufgezeichneten Motorbetriebspunkt in dem ersten Satz von Motorbetriebsbedingungen nach einem Betrieb in dem zweiten Satz von Motorbetriebsbedingungen, wie bei Schritt 126 ermittelt ist) sind.At step 131 is then determined whether the engine operating conditions have been returned to the power-on mode. If not, the procedure returns 100 then to step 128 and travels to the operating time table with a distribution of time accumulated at a subsequent periodic engine operating point 68 as described. If monitoring at step 131 indicates that the engine operating conditions have been returned to the on mode, the confidence in the pressure difference measurement 46 recovered. The pressure-based model 50 is used to calculate the DPF soot which has accumulated during the time when the DPF ΔP measurement is turned off (ie, during the shutdown mode). A soot charge, the occurrence of which is detected during the shutdown mode, is distributed to each engine operating point during the shutdown mode according to the time spent thereon. To go to step 132 from the shutdown mode to the on mode, the soot loading increment error M ^ (t e ) (also referred to as soot loading increment difference) during the shutdown mode is calculated as follows: ΔM ^ (t e ) = [M ^ Δp (t e ) - M ^ Δp (t d )] - [M ^ ldk (t e ) - M ^ ldk (t d )]; with reference to FIG 2 M ^ ldk (t e ) is the output of the DPF soot loading model 52 M ^ Δp (t e ) is the output of the pressure-based model 50 and t d and t e is the time of entry into the shutdown mode (ie, time at the first recorded engine operating point in the second set of engine operating conditions, as in step 108 after the steps 110 - 112 and the time of entry into the on-mode (ie, time at the first recorded engine operating point in the first set of engine operating conditions after operation in the second set of engine operating conditions, as at step 126 is determined) are.
Als Nächstes wird bei Schritt 134 der durchschnittliche Gesamtrußratenfehler M (auch als die durchschnittliche Gesamtrußratendifferenz bezeichnet) während des Abschaltmodus berechnet, wie folgt: Next will be at step 134 the average total rate error M (also referred to as the average total rudder difference) during shutdown mode calculated as follows:
Bei Schritt 136 wird die Nachschlagetabelle 57 des Motorausgangsrußmodells 54 über den Ausgang 50 durch Rußratenfehlerwerte aktualisiert, die durch Verteilung des durchschnittlichen Gesamtrußratenfehlers M an jeden Verbindungspunkt berechnet werden, wobei die akkumulierte Zeit während des Abschaltmodus in der Betriebszeittabelle 68 proportional zu der aufgezeichneten akkumulierten Zeit als ein durchschnittlicher Rußratenfehler Zi,j(t) aufgezeichnet wird: Zi,j(t) = Zi,j(t – 1) + [Ti,j ΔM]. At step 136 becomes the lookup table 57 of the engine output soot model 54 over the exit 50 updated by soot rate error values obtained by distributing the average total feed rate error M calculated at each connection point, wherein the accumulated time during the shutdown mode in the operating time table 68 is recorded as an average soot rate error Z i, j (t) proportional to the accumulated accumulated time: Z i, j (t) = Z i, j (t-1) + [T i, j Δ M ].
Schließlich wird bei Schritt 138 die Betriebszeittabelle 68 gelöscht, so dass sie zur Verwendung während eines nachfolgenden Stattfindens eines Betriebs in dem Abschaltmodus nach einem Betrieb in dem Einschaltmodus bereit ist. Das Verfahren 100 kehrt dann zu Schritt 108 zurück, wobei die Schritte 102, 104 und 106 periodisch fortgesetzt werden.Finally, at step 138 the operating time table 68 cleared so that it is ready for use during a subsequent occurrence of an operation in the power down mode after operation in the power up mode. The procedure 100 then returns to step 108 back, taking the steps 102 . 104 and 106 be continued periodically.
Während die besten Moden zur Ausführung der vielen Aspekte der vorliegenden Lehren detaillierter beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann verschiedene alternative Aspekte zur Ausführung der vorliegenden Lehren, die innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche liegen.While the best modes for carrying out the many aspects of the present teachings have been described in more detail, those skilled in the art will recognize various alternative aspects for carrying out the present teachings which are within the scope of the appended claims.
