DE102015109731A1

DE102015109731A1 - Überwachen einer strategie zur emissionsminderung bei kalt-start

Info

Publication number: DE102015109731A1
Application number: DE102015109731.1A
Authority: DE
Inventors: Kevin J. McKay; Steve L. Melby; Chad E. Marlett
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2035-06-19
Also published as: US20150369105A1; DE102015109731B4; CN105298673A; CN105298673B; US9574971B2

Abstract

Es ist ein Verfahren zur Bewertung einer Strategie zur Emissionsminderung beim Kaltstart (CSER), die an ein Motorsystem angewendet ist, vorgesehen. Das Verfahren bestimmt einen ersten Akkumulationswert basierend auf einem geschätzten Ausgangssignal, das aus einem Anlegen einer ersten Steueranweisung an das Motorsystem resultiert. Das Verfahren bestimmt einen zweiten Akkumulationswert basierend auf einem gemessenen Ausgangssignal, das aus einem Anlegen einer zweiten Steueranweisung, die die CSER-Strategie implementiert, an das Motorsystem resultiert. Das Verfahren vergleicht den ersten Akkumulationswert mit den zweiten Akkumulationswert. Das Verfahren bestimmt basierend auf dem Vergleich, ob das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem eine Leistungsschwelle der CSER-Strategie erreicht hat.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Strategien zur Emissionsminderung bei Kaltstart (CSER von engl.: ”cold start emission reduction”) und insbesondere die Bewertung von CSER-Strategien, die an ein Motorsystem angewendet werden, indem Ausgangssignale von dem Motorsystem geprüft werden.
HINTERGRUND
Hersteller von Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, sehen sich der herausfordernden Aufgabe einer Einhaltung gegenwärtiger und zukünftiger Emissionsstandards für die Freisetzung von Stickoxiden, insbesondere Stickstoffmonoxid wie auch nicht verbrannten und teilweise oxidierten Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid, Partikelmaterial und anderen partikulären Stoffen gegenüber. Um die Emissionen von Verbrennungsmotoren zu verringern, wird eine Anzahl von unterschiedlichen Strategien angewendet. Beispielsweise werden Abgasrückführungs-(”AGR”)Techniken bei einigen herkömmlichen Verbrennungsmotoren verwendet, um das Niveau von Stickoxiden im Abgas zu reduzieren.
Bei einem Kaltstart eines Verbrennungsmotors wird eine Menge an Emissionen aus dem Motor relativ groß im Vergleich zu einer Menge von Emissionen des Motors, nachdem der Motor bis zu einer bestimmten Temperatur aufgewärmt ist. Um die Emissionen beim Kaltstart des Motors effektiver zu reduzieren, sind Emissionsreduktionsstrategien, die bei einem Kaltstart angewendet werden, von Emissionsreduktionsstrategien, die angewendet werden, wenn der Motor aufgewärmt ist, verschieden. Einige Regulierungsstandards verlangen, dass die Strategien zur Emissionsminderung überwacht und diagnostiziert werden. Es ist daher wünschenswert, Verfahren und Systeme zur Überwachung und Bewertung von Strategien zur Emissionsminderung beim Kaltstart zu liefern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Bewertung einer Strategie zur Emissionsminderung bei Kaltstart (CSER), die auf ein Motorsystem angewandt wird, vorgesehen. Das Verfahren bestimmt einen ersten Akkumulationswert basierend auf einem geschätzten Ausgangssignal, das aus einem Anlegen einer ersten Steueranweisung an das Motorsystem resultiert. Das Verfahren bestimmt einen zweiten Akkumulationswert basierend auf einem gemessenen Ausgangssignal, das aus einem Anlegen einer zweiten Steueranweisung, die die CSER-Strategie implementiert, an das Motorsystem resultiert. Das Verfahren vergleicht den ersten Akkumulationswert mit dem zweiten Akkumulationswert. Das Verfahren bestimmt basierend auf dem Vergleich, ob das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem eine Leistungsschwelle der CSER-Strategie erreicht hat.
Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Motorsystem vorgesehen, das einen Motor und ein Steuermodul zur Bewertung einer Strategie zur Emissionsminderung bei Kaltstart (CSER), die auf das Motorsystem angewendet ist, umfasst. Das Steuermodul umfasst einen mit einem Speicher gekoppelten Prozessor. Das Steuermodul ist derart konfiguriert, einen ersten Akkumulationswert basierend auf einem geschätzten Ausgangssignal zu bestimmen, das aus einem Anlegen einer ersten Steueranweisung an das Motorsystem resultiert, einen zweiten Akkumulationswert basierend auf einem gemessenen Ausgangssignal zu bestimmen, das aus einem Anlegen einer zweiten Steueranweisung, die die CSER-Strategie implementiert, an das Motorsystem resultiert, den ersten Akkumulationswert mit dem zweiten Akkumulationswert zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich zu bestimmen, ob das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem eine Leistungsschwelle der CSER-Strategie erreicht hat.
Eine noch weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung sieht ein Diagnosesystem zur Bewertung einer Strategie zur Emissionsminderung beim Kaltstart (CSER), die an ein Motorsystem angewendet ist, vor. Das Diagnosesystem umfasst ein erstes Modul, das derart konfiguriert ist, einen ersten Akkumulationswert basierend auf einem geschätzten Ausgangssignal zu bestimmen, das aus einem Anlegen einer ersten Steueranweisung an das Motorsystem resultiert. Das Diagnosesystem umfasst ferner ein zweites Modul, das derart konfiguriert ist, einen zweiten Akkumulationswert basierend auf einem gemessenen Ausgangssignal zu bestimmen, das aus einem Anlegen einer zweiten Steueranweisung, die die CSER-Strategie implementiert, an das Motorsystem resultiert. Das Diagnosesystem umfasst ferner ein drittes Modul, das derart konfiguriert ist, den ersten Akkumulationswert mit dem zweiten Akkumulationswert zu vergleichen. Das Diagnosesystem umfasst ferner ein viertes Modul, das derart konfiguriert ist, um basierend auf dem Vergleich zu bestimmen, ob das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem eine Leistungsschwelle der CSER-Strategie erreicht hat.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten werden nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen deutlich, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, in welchen:
1 ein Motorsystem gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung zeigt;
2 ein Blockdiagramm eines Steuermoduls gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung zeigt; und
3 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Gebräuche zu beschränken. Es versteht sich, dass in den gesamten Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung zeigt 1 ein Motorsystem 100, das ein Steuermodul 120, einen Verbrennungsmotor 102 sowie eine Anzahl von Teilsystemen zur Reduzierung von Emissionen von dem Verbrennungsmotor 102 aufweist. Wie angemerkt sei, kann der Motor 102 ein beliebiger Motortyp sein, der einen Dieselmotor, einen Benzin-Direkteinspritzmotor, einen Motor mit homogener Kompressionszündung oder andere Motortypen aufweist, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Die Teilsysteme zum Reduzieren von Emissionen von dem Motor 102 weisen ein Abgasrückführungs-(AGR)-System 104 und ein Abgasbehandlungssystem 106 auf.
Das AGR-System 104 weist allgemein ein AGR-Ventil 114 zum Steuern eines durch Flusses des Abgases zur Rückführung an den Motor 102 auf. Das AGR-System 104 kann auch andere Komponenten aufweisen, wie einen Kühler zum Kühlen der Temperatur des Abgases auf geeignete Temperaturen sowie einen oder mehrere Sensoren zum Detektieren von Betriebsparametern (z. B. Temperatur, Druck, etc.). Diese anderen Komponenten sind in 1 zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung nicht dargestellt.
Das Abgasbehandlungssystem 106 weist allgemein eine oder mehrere Abgasleitungen 116 und eine oder mehrere Abgasbehandlungsvorrichtungen auf. Bei einer Ausführungsform können die Abgasbehandlungsvorrichtungen eine Oxidationskatalysator-(OC-)Vorrichtung 108, eine Vorrichtung 110 für selektive katalytische Reduktion (SCR), einen Partikelfilter (PF) 112 und/oder eine andere Behandlungsvorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen. Die Betriebsabläufe und Funktionalitäten der OC-Vorrichtung 108, der SCR-Vorrichtung 110 und des PF 112 sind in der Technik bekannt, und die Beschreibung dieser Abgasbehandlungsvorrichtungen wird in dieser Offenbarung zur Vereinfachung der Beschreibung weggelassen.
Es sind auch Sensoren an verschiedenen Stellen des Motors 102, des AGR-Systems 104 und des Abgasbehandlungssystems 106 angeordnet. Diese Sensoren weisen Temperatursensoren, Drucksensoren, Durchflusssensoren, Rußbeladungssensoren, Stickoxid-(NOx)-Sensoren, Partikelsensoren, Motordrehzahlsensoren, um einige zu nennen, auf. Diese Sensoren sind in 1 zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung nicht dargestellt.
Das Steuermodul 120 des Motorsystems 100 steuert den Rest des Motorsystems 100, zum Beispiel den Motor 102, das AGR-System 104 sowie das Abgasbehandlungssystem 106, basierend auf erfassten und/oder modellierten Signalen und Parametern. Die Signale und Parameter können von den Sensoren empfangen werden, die an verschiedenen Stellen in dem Motorsystem 100 angeordnet sind. Bei einer Ausführungsform umfassen die erfassten und/oder modellierten Signale Information über Motordrehzahl, Kraftstoffdurchfluss zu dem Motor, Luftdurchfluss zu dem Motor, Motor-Kühlmitteltemperatur, Umgebungstemperatur, atmosphärischen Druck, Umgebungstemperatur, Kraftstoffeinspritzrate, Abgastemperatur, Abgasdurchflüsse, Rußbelastungen, NOx-Konzentrationen, Abgasbestandteile (chemische Zusammensetzung) und viele andere Parameter.
Bei einer Ausführungsform ist das Steuermodul 120 derart konfiguriert, eine oder mehrere Strategien zur Emissionsminderung beim Kaltstart (CSER) anzuwenden, die basierend auf erfassten und/oder modellierten Signalen und Parametern formuliert sind. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, überwacht das Steuermodul 120 Ausgänge von dem Motorsystem 100, die aus einem Anwenden einer oder mehrerer CSER-Strategien auf das Motorsystem 100 resultieren.
2 zeigt ein Blockdiagramm des Steuermoduls 120 von 1 gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung. Das Steuermodul 120 weist mehrere Teilmodule auf – ein Modul 202 zur Erzeugung einer Basissteueranweisung, ein Modul 204 zur Erzeugung einer Kaltstartanweisung, ein Modul 206 zur Erzeugung einer Endsteueranweisung sowie ein Diagnosemodul 250.
Das Modul 202 zur Erzeugung einer Basissteueranweisung ist derart konfiguriert, eine Basissteueranweisung 222 basierend auf Eingangssignalen 220 zu erzeugen. Die Basissteueranweisung 222 ist ein Signal zum Steuern einer oder mehrerer der Komponenten des Motors 102, des AGR-Systems 104 und des Abgasbehandlungssystems 106. Beispielsweise kann die Basissteueranweisung 222 zum Steuern des AGR-Ventils 140 des AGR-Systems 114 dienen, um den Durchfluss des Abgases zur Rückführung in den Motor 102 einzustellen.
Die Eingangssignale 220 weisen Signale auf, die von den Sensoren geliefert werden, die an den verschiedenen Stellen des Motors 102, des AGR-Systems 104 und des Abgasbehandlungssystems 106 angeordnet sind. Die Eingangssignale 220 können Signale aufweisen, die von Modulen (nicht gezeigt), die von dem Steuermodul 120 verschieden sind, oder anderen Teilmodulen (nicht gezeigt) des Steuermoduls 120 verarbeitet und geliefert werden. Abhängig von dem Zweck der Basissteueranweisung verwendet das Modul 202 zur Erzeugung einer Basissteueranweisung verschiedene Eingangssignale. Beispielsweise können, wenn die Basissteueranweisung 222 eine Anweisung zur Steuerung des AGR-Ventils 114 ist, die Eingangssignale 220 ein Kraftstoffratensignal, das eine Rate von an den Motor geliefertem Kraftstoff angibt, ein Motordrehzahlsignal, das die Drehzahl des Motors angibt, sowie ein Signal für atmosphärischen Druck, das den Umgebungsluftdruck angibt, aufweisen. Bei einer Ausführungsform erzeugt das Modul 202 zur Erzeugung einer Basissteueranweisung die Basissteueranweisung unter Verwendung einer oder mehrerer Nachschlagetabellen, die kalibrierte Werte aufweisen, die durch die Werte der Eingangssignale 220 indiziert sind.
Die Basissteueranweisung implementiert keine CSER-Strategie. Beispielsweise legt, wenn die Basissteueranweisung 222 eine Anweisung zur Steuerung des AGR-Ventils 114 ist, die Basissteueranweisung den Durchfluss des Abgases fest, der als geeignet für den Motor bestimmt ist, wenn die Temperatur des Motors 102 über einer Schwellentemperatur liegt. Dies bedeutet, die Basissteueranweisung 222 implementiert eine Emissionsstrategie für einen „heißen” Motor. Im Gegensatz dazu implementiert eine Kaltstart-Steueranweisung oder ein Kaltstart-Steuersignal 226, das von dem Modul 204 zur Erzeugung einer Kaltstart-Steueranweisung erzeugt wird, eine CSER-Strategie. Beispielsweise liegt, wenn die Kaltstart-Steueranweisung 226 zum Steuern des AGR-Ventils 114 dient, die Steueranweisung 226 der Kaltstartanweisung einen Durchfluss des Abgases fest, der als geeignet während eines Kaltstarts des Motors 102 bestimmt ist – zum Beispiel, wenn die Temperatur des Motors 102 kleiner als oder gleich der Schwellentemperatur ist.
Bei einer Ausführungsform ist das Modul 204 zur Erzeugung einer Kaltstart-Steueranweisung derart konfiguriert, die Kaltstart-Steueranweisung 226 basierend auf Eingangssignalen 224 zusätzlich zu den Eingangssignalen 220 zu erzeugen, die das Modul 202 zur Erzeugung einer Basissteueranweisung verwendet. Die herkömmlichen Eingangssignale 224 sind Signale, die verwendet werden, eine CSER-Strategie zu formulieren. Ähnlich den Eingangssignalen 220 können die zusätzlichen Eingangssignale 224 Signale aufweisen, die von Modulen (nicht gezeigt), die von dem Steuermodul 120 verschieden sind, oder anderen Teilmodulen (nicht gezeigt) des Steuermoduls 120 verarbeitet und geliefert werden. Abhängig von dem Zweck der Kaltstart-Steueranweisung verwendet das Modul 204 zur Erzeugung der Kaltstart-Steueranweisung verschiedene Eingangssignale. Beispielsweise können, wenn die Kaltstart-Steueranweisung 226 eine Anweisung zum Steuern des AGR-Ventils 114 ist, die Eingangssignale 224 ein Ansaugluft-Temperatursignal, das die Temperatur der Luft, die an den Motor 102 geliefert wird, angibt, ein Krümmertemperatursignal, das die Temperatur des Ansaugkrümmers (in 1 nicht gezeigt) des Motors 102 angibt, ein Umgebungstemperatursignal, das die Temperatur der Umgebung angibt, in der das Motorsystem 100 arbeitet, und ein Motorkühlmittel-Temperatursignal aufweisen, das die Temperatur des an den Motor 102 gelieferten Kühlmittels angibt.
Das Modul 206 zur Erzeugung einer Endsteueranweisung erzeugt eine Endsteueranweisung, die an den Motor 102, das AGR-System 104 oder das Abgasbehandlungssystem 106 gesendet wird. Das Modul 206 zur Erzeugung einer Endsteueranweisung bestimmt, ob der Motor 102 in einem Kaltstartmodus arbeitet, indem zum Beispiel bestimmt wird, ob die Temperatur des Motors 102 über einer Schwellentemperatur liegt. Bei einer Ausführungsform wählt und sendet das Modul 206 zur Erzeugung einer Endsteueranweisung die Kaltstart-Steueranweisung 226 als die Endsteueranweisung 228 aus, wenn der Motor 102 in einem Kaltstartmodus arbeitet. Wenn der Motor 102 in keinem Kaltstartmodus arbeitet, sendet das Modul 206 zur Erzeugung einer Endsteueranweisung die Basissteueranweisung 222 als die Endsteueranweisung 228. Alternativ oder in Verbindung damit mischt bei einer anderen Ausführungsform das Modul 206 zur Erzeugung einer Endsteueranweisung die Basissteueranweisung 222 und die Kaltstart-Steueranweisung 226 beispielsweise durch Addieren der beiden Anweisungen 222 und 226, falls der Motor in einem Kaltstartmodus arbeitet.
Wenn die Endsteueranweisung 228 an eines oder mehrere des Motors 102, des AGR-Systems 104 und des Abgasbehandlungssystems 106 gesendet wird, arbeitet das Empfängersystem oder der Motor, wie angewiesen ist. Wenn beispielsweise das AGR-System 104 die Endsteueranweisung 228 zur Steuerung des AGR-Ventils 114 empfängt, stellt sich das AGR-Ventil 114 ein, um einen Abgasdurchfluss mit einer Rate zu ermöglichen, die in der Endsteueranweisung 228 festgelegt ist.
Die Sensoren, die an verschiedenen Stellen des Motorsystems 100 angeordnet sind, erzeugen ein oder mehrere Sensorsignale 230, die aus einem Anlegen der Endsteueranweisung 228 resultieren. Beispielsweise kann ein Durchflusssensor die Rate der Abgasströmung, die in den Motor 102 rückgeführt wird, infolgedessen detektieren, dass die Endsteueranweisung 114 angewendet wird, die das AGR-Ventil 114 steuert. In einem solchen Fall gibt das Sensorsignal 230 einen gemessenen tatsächlichen Durchfluss des Abgases an.
Das Diagnosemodul 250 ist derart konfiguriert, um zu bestimmen, ob ein Leistungsziel oder eine Leistungsschwelle der CSER-Strategie, die in der Endsteueranweisung 228 implementiert ist, erreicht worden ist, indem die Endsteueranweisung 228 an eine oder mehrere Komponenten des Motors 102, des AGR-Systems 104 und des Abgasbehandlungssystems 106 angelegt wird. Beispielsweise bestimmt, wenn die angelegte Endsteueranweisung 228 zum Steuern des Durchflusses des Abgases, das in den Motor 102 Rück geführt wird, dient, das Diagnosemodul 250, ob die CSER-Strategie, die in der Endsteueranweisung implementiert ist, den Durchfluss des Abgases wirksam geändert hat. Genauer vergleicht bei einer Ausführungsform das Diagnosemodul 250 einen ersten Durchfluss des Abgases, der ein Durchfluss ist, der durch Anwenden der Basissteueranweisung 222 erreicht worden ist, und einen zweiten Durchfluss des Abgases, der ein gemessener Durchfluss ist, der aus einem Anlegen der Endsteueranweisung 228, die die CSER-Strategie implementiert, resultiert.
In den meisten Fällen jedoch liegen der erste Durchfluss und der zweite Durchfluss bezüglich der Werte sehr eng beieinander. Dies macht es basierend auf einem Vergleich des ersten und zweiten Durchflusses schwierig, robust zu bestimmen, ob die CSER-Strategie effektiv war. Bei einer Ausführungsform ist das Diagnosemodul 250 derart konfiguriert, den ersten und zweiten Durchfluss über eine Zeitdauer zu integrieren, um die Luftmassen zu bestimmen. Das Diagnosemodul 250 vergleicht die Luftmassen anstatt eines Vergleichs der engen Durchflüsse, um zu bestimmen, ob die CSER-Strategie effektiv oder nicht fehlerhaft war.
Bei einer Ausführungsform weist das Diagnosemodul 250 Integrationsmodule 208 und 210, ein Vergleichsmodul 212, ein Einschaltmodul 214, ein Akkumulationsprüfmodul 216 sowie ein Diagnosecode-Erzeugungsmodul 218 auf. Das Einschaltmodul 214 schaltet das Diagnosemodul 250 ein oder aktiviert dieses, wenn ein Satz von Einschaltbedingungen in den Eingangssignalen 220 und 224 erfüllt ist. Die Einschaltbedingungen können umfassen: eine Motordrehzahl (zum Beispiel in Umdrehungen pro Minute (U/min)) des Motors 102, eine angewiesene Kraftstoffrate zu dem Motor 102, eine Motor-Kühlmitteltemperatur, eine Umgebungstemperatur, einen atmosphärischen Druck sowie einen Verbrennungsmodus, der zum Beispiel angibt, ob das Abgasbehandlungssystem 105 in einem Kaltstartmodus arbeitet. Das Einschaltmodul 214 bestimmt auch, ob der Motor 102 in einem Kaltstartmodus arbeitet. Das Einschaltmodul 214 führt ein Einschalten oder Aktivieren des Diagnosemoduls 250 aus, wenn der Motor 102 in einem Kaltstartmodus arbeitet. Wenn das Einschaltmodul 214 bestimmt, dass die Einschaltbedingungen erfüllt sind und der Motor in einem Kaltstartmodus arbeitet, sendet das Einschaltmodul 214 Steuersignale 232 und 234 an die Integrationsmodul E 208 bzw. 210, so dass die Integrationsmodule 208 und 210 eine Erzeugung von Akkumulationssignalen beginnen, wie nachfolgend beschrieben ist.
Das Integrationsmodul 210 nimmt als Eingang das Signal 230, das aus einem Anlegen der Endsteueranweisung 228 resultiert, die eine CRES-Strategie implementiert. Das Signal 230 legt den tatsächlichen Ausgangswert fest, der von den Sensoren gemessen ist, die an verschiedenen Stellen des Motorsystems 100 angeordnet sind. Das Integrationsmodul 210 erzeugt dann einen Akkumulationswert durch Integration der Ausgangswerte über eine Zeitdauer. Beispielsweise ist, wenn die Endsteueranweisung 228 zur Steuerung des Durchflusses des an den Motor 102 rückzuführenden Abgases dient, der Akkumulationswert eine Luftmasse des Abgases, die während der Zeitdauer an den Motor 102 rückgeführt worden ist. Das Integrationsmodul 210 beginnt eine Integration des Signals 230, wenn das Einschaltmodul 214 das Signal 234 an das Integrationsmodul 210 sendet. Somit beginnt die Zeitdauer zu dem Zeitpunkt, wenn das Integrationsmodul 210 die Integration in Ansprechen auf den Empfang des Signals 234 beginnt. Der Akkumulationswert, der von dem Integrationsmodul 210 erzeugt ist, gibt eine Luftmasse an, die an den Motor 102 bis zu dem Zeitpunkt zurückgeführt worden ist, an dem der Akkumulationswert erzeugt ist – d. h. an dem Ende der Zeitdauer. Das Integrationsmodul 210 sendet ein Akkumulationswertsignal 240 an das Vergleichsmodul 212.
Das Integrationsmodul 208 nimmt als Eingang die Basissteueranweisung 222, die, wie oben beschrieben ist, den Ausgangswert festlegt, von dem erwartet wird, dass er aus einem Anlegen der Basissteueranweisung 222 an den Motor 102, das AGR-System 104 oder das Abgasbehandlungssystem 106 resultiert. Das Integrationsmodul erzeugt dann einen Akkumulationswert durch Integration des Ausgangswertes, der in der Basissteueranweisung 222 festgelegt ist, über dieselbe Zeitdauer, über die das Integrationsmodul 210 das Signal 230 integriert. Beispielsweise legt, wenn die Basissteueranweisung 222 zum Steuern des Durchflusses des Abgases dient, die Basissteueranweisung 222 den Durchfluss des Abgases, das an den Motor 102 rückgeführt werden soll, fest, wenn der Motor nicht in einem Kaltstartzustand arbeitet. Der Akkumulationswert, der von dem Integrationsmodul 208 erzeugt ist, gibt eine geschätzte Luftmasse des Abgases an, die während der Zeitdauer an den Motor 102 gesendet worden ist. Ähnlich dem Integrationsmodul 210 beginnt das Integrationsmodul 208 eine Integration der Basissteueranweisung 222, wenn das Einschaltmodul 214 das Signal 232 an das Integrationsmodul 208 sendet. Das Integrationsmodul 208 sendet das Akkumulationswertsignal an das Vergleichsmodul 212 und das Akkumulationsprüfmodul 216.
Das Akkumulationsprüfmodul 216 bestimmt, ob das Akkumulationswertsignal 238, das von dem Integrationsmodul 208 erzeugt wird, größer als ein Schwellenwert ist. Bei einer Ausführungsform ist dieser Schwellenwert ein vorbestimmter Wert. Das Akkumulationswertsignal 238, das größer als der Schwellenwert ist, gibt an, dass der Betrag an Akkumulation ausreichend groß ist, um die Bestimmung auszuführen, ob die CSER-Strategie fehlerhaft oder nicht wirksam ist. Das Akkumulationsprüfmodul 216 sendet ein Signal 242, um das Vergleichsmodul 212 zu benachrichtigen, ein Vergleichen der Akkumulationswertsignale 238 und 240 von den Integrationsmodulen 208 bzw. 210 zu beginnen.
Das Vergleichsmodul 212 vergleicht die Akkumulationswertsignale 238 und 240, um die Differenz zwischen den Akkumulationswertsignalen 238 und 240 zu bestimmen und nach zu verfolgen. Speziell bestimmt bei einer Ausführungsform das Vergleichsmodul 212, ob die Differenz größer als eine Schwellendifferenz wird. Beispielsweise bestimmt, wenn die Endsteueranweisung, die die CSER-Strategie implementiert, zum Steuern des Durchflusses des Abgases dient, das in den Motor 102 rückgeführt ist, das Vergleichsmodul 212, ob die Differenz zwischen der geschätzten Luftmasse und der gemessenen Luftmasse, die von den Integrationsmodulen 208 bzw. 210 erzeugt ist, größer als eine Schwellendifferenz der Luftmasse ist.
Bei einer Ausführungsform bestimmt das Vergleichsmodul 212 die Schwellendifferenz zum Vergleich mit der Differenz zwischen den Akkumulationssignalen 234 und 240 basierend auf der Basissteueranweisung 222. Bei einer Ausführungsform verwendet das Vergleichsmodul 212 eine Nachschlagetabelle, die durch die Werte der Basissteueranweisung 222 indiziert ist, um die Schwellendifferenz zu bestimmen.
Wenn die Differenz zwischen den Akkumulationswertsignalen 238 und 240 größer als die Schwellendifferenz ist, bestimmt das Vergleichsmodul 212, dass die CSER-Strategie, die in der Endsteueranweisung 228 implementiert ist, ihre Leistungsschwelle erreicht hat. Wenn die Differenz kleiner oder gleich der Schwellendifferenz ist, bestimmt das Vergleichsmodul 212, dass die CSER-Strategie ihre Leistungsschwelle nicht erreicht hat.
Das Vergleichsmodul 212 sendet ein Statussignal 244, das angibt, ob die CSER-Strategie ihre Leistungsschwelle erreicht hat, an das Modul 218 zur Erzeugung eines Diagnoseproblemcodes (DTC). Das DTC-Erzeugungsmodul erzeugt einen DTC 236 basierend auf dem Status, der von dem Statussignal 244 angegeben ist.
Der hier verwendete Begriff ”Modul” oder ”Teilmodul” betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Bei Softwareimplementierung kann ein Modul oder ein Teilmodul in einem Speicher als ein nichtflüchtiges maschinenlesbares Speichermedium ausgeführt sein, das durch eine Verarbeitungsschaltung auslesbar ist und Anweisungen zur Ausführung durch die Verarbeitungsschaltung zur Ausführung eines Verfahrens speichert. Außerdem können die Module und Teilmodule, die in in 2 gezeigt sind, miteinander kombiniert werden und/oder weiter partitioniert sein. Beispielsweise kann das Diagnosemodul 250 ein von dem Steuermodul 120 separates Modul sein.
Mit Bezug nun auf 3 und mit fortgesetztem Bezug auf die 1 und 2 zeigt ein Flussdiagramm ein Verfahren zum Überwachen von Ausgängen von dem Motorsystem 100, um zu bestimmen, ob eine CSER-Strategie wirksam ist. Bei einer Ausführungsform kann das Verfahren von dem Steuermodul 120 (insbesondere dem Diagnosemodul 250) der 1 und 2 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden. Wie angesichts der Offenbarung angemerkt sei, ist die Reihenfolge des Betriebs innerhalb des Verfahrens nicht auf die sequentielle Ausführung, wie in 3 gezeigt ist, beschränkt, sondern kann in einer oder mehreren variierenden Reihenfolgen, wie anwendbar, und gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren geplant sein, dass es auf Grundlage vorbestimmter Ereignisse läuft, und/oder kontinuierlich während des Betriebs des Motorsystems 100 läuft.
Bei einem Beispiel kann das Verfahren mit Block 300 beginnen. Bei Block 310 bestimmt das Steuermodul 120, ob die Endsteueranweisung 228 eine CSER-Strategie implementiert und ob ein Satz von Einschaltbedingungen erfüllt ist. Bei einer Ausführungsform bestimmt das Steuermodul 120, dass die Endsteueranweisung 228 eine CSER-Strategie implementiert, wenn der Motor 102 in einem Kaltstartzustand arbeitet. Wenn die Endsteueranweisung 228 die CSER-Strategie nicht implementiert oder falls nicht alle Einschaltbedingungen erfüllt sind, endet das Verfahren bei Block 380. Wenn die Endsteueranweisung 228 eine CSER-Strategie implementiert und alle Einschaltbedingungen erfüllt sind, fährt das Steuermodul 120 mit Block 320 fort.
Bei Block 320 erzeugt das Steuermodul 120 Akkumulationswertsignale 238 und 240 basierend auf der Basissteueranweisung 222 bzw. dem Signal 230. Bei Block 330 bestimmt das Steuermodul 120, ob ein Akkumulationswertsignal, das basierend auf der Basissteueranweisung 222 erzeugt ist, über einem Schwellenwert liegt.
Falls das Steuermodul 120 bei Block 330 bestimmt, dass das Akkumulationswertsignal, das basierend auf der Basissteueranweisung 222 erzeugt ist, nicht größer als ein Schwellenwert ist, kehrt das Steuermodul 120 schleifenartig zurück zu Block 310. Wenn das Steuermodul 120 bei Block 330 bestimmt, dass das Akkumulationswertsignal, das basierend auf der Basissteueranweisung 222 erzeugt ist, größer als der Schwellenwert ist, vergleicht das Steuermodul 120 bei Block 340 die Akkumulationswertsignale 238 und 240, um die Differenz zwischen den Akkumulationswertsignalen 238 und 240 zu bestimmen.
Bei Block 350 bestimmt das Steuermodul 120 einen Schwellendifferenzwert auf der Basis einer Basissteueranweisung 222 und bestimmt, ob die Differenz zwischen den Akkumulationswertsignalen 238 und 240 größer als die Schwellendifferenz ist. Bei einer Ausführungsform bestimmt, falls die Differenz größer als die Schwellendifferenz ist, das Steuermodul 120 bei Block 360, dass die CSER-Strategie effektiv war, und erzeugt optional einen DTC, der den Erfolg angibt. Falls die Differenz kleiner oder gleich der Schwellendifferenz ist, bestimmt das Steuermodul 120 bei Block 370, dass die CSER-Strategie nicht effektiv war, und erzeugt optional einen DTC, der die Unwirksamkeit angibt. Das Verfahren endet bei Block 380.
Während die Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei dem Fachmann angemerkt, dass verschiedene Änderungen durchgeführt und Äquivalente gegen Elemente davon ersetzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang davon abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf die offenbarten bestimmten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern die Erfindung umfasst alle in den Schutzumfang der Anmeldung fallenden Ausführungsformen.

Claims

Verfahren zur Bewertung einer Strategie zur Emissionsminderung beim Kaltstart (CSER), die an ein Motorsystem angewendet ist, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein erster Akkumulationswert basierend auf einem geschätzten Ausgangssignal bestimmt wird, das aus einem Anlegen einer ersten Steueranweisung an das Motorsystem resultiert; ein zweiter Akkumulationswert basierend auf einem gemessenen Ausgangssignal bestimmt wird, das aus einem Anlegen einer zweiten Steueranweisung, die die CSER-Strategie implementiert, an das Motorsystem resultiert; der erste Akkumulationswert und der zweite Akkumulationswert verglichen werden; und basierend auf dem Vergleich bestimmt wird, ob das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem eine Leistungsschwelle der CSER-Strategie erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Erzeugen der zweiten Steueranweisung basierend auf der ersten Steueranweisung durch Anwenden der CSER-Strategie auf die erste Steueranweisung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des ersten Akkumulationswerts ein Integrieren des geschätzten Ausgangssignals über eine Zeitdauer umfasst, wobei das Bestimmen des zweiten Akkumulationswerts ein Integrieren des geschätzten Ausgangssignals über die Zeitdauer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Bestimmen, ob das Motorsystem einen Satz von Bedingungen erfüllt, wobei das Bestimmen des ersten Akkumulationswerts und das Bestimmen des zweiten Akkumulationswerts ausgeführt werden, falls das Motorsystem den Satz von Bedingungen erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Satz von Bedingungen zumindest eines aus einer Motordrehzahl, einer Motorkühlmitteltemperatur, einer Umgebungstemperatur, einem atmosphärischen Druck und einem Verbrennungsmodus aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Bestimmen, ob der erste Akkumulationswert größer als ein Schwellenakkumulationswert ist, wobei das Vergleichen ausgeführt wird, falls der erste Akkumulationswert größer als der Schwellenakkumulationswert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vergleichen eine Bestimmung umfasst, ob eine Differenz zwischen dem ersten Akkumulationswert und dem zweiten Akkumulationswert größer als ein Schwellenwert ist, wobei bestimmt wird, dass das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem die Leistungsschwelle erreicht hat, wenn die Differenz größer als der Schwellenwert ist, wobei bestimmt wird, dass das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem die Leistungsschwelle nicht erreicht hat, wenn die Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist.
Diagnosesystem zur Bewertung einer Strategie zur Emissionsminderung beim Kaltstart (CSER), die an ein Motorsystem angewendet ist, wobei das Verfahren umfasst: ein erstes Modul, das derart konfiguriert ist, einen ersten Akkumulationswert basierend auf einem geschätzten Ausgangssignal zu bestimmen, das aus einem Anlegen einer ersten Steueranweisung an das Motorsystem resultiert; ein zweites Modul, das derart konfiguriert ist, einen zweiten Akkumulationswert basierend auf einem gemessenen Ausgangssignal zu bestimmen, das aus einem Anlegen einer zweiten Steueranweisung, die die CSER-Strategie implementiert, an das Motorsystem resultiert; ein drittes Modul, das derart konfiguriert ist, um den ersten Akkumulationswert und den zweiten Akkumulationswert zu vergleichen; und ein viertes Modul, das derart konfiguriert ist, um basierend auf dem Vergleich zu bestimmen, ob das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem eine Leistungsschwelle der CSER-Strategie erreicht hat.
Diagnosesystem nach Anspruch 8, ferner mit einem fünften Modul, das derart konfiguriert ist, einen Diagnoseproblemcode (DTC) basierend darauf zu erzeugen, ob das Anlegen der zweiten Anweisung an das Motorsystem die Leistungsschwelle erreicht hat.
Diagnosesystem nach Anspruch 8, wobei die zweite Steueranweisung zum Steuern eines durch Flusses eines Abgases von einem Motor des Motorsystems zur Rückkopplung an den Motor dient.