DE102016100150A1

DE102016100150A1 - Systeme und Verfahren für opportunistische Partikelfilter-Regeneration

Info

Publication number: DE102016100150A1
Application number: DE102016100150.3A
Authority: DE
Inventors: Devesh Upadhyay; Michael Brendan Hopka; Thomas Alan Brewbaker; Corey Scott Hendrickson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2016-07-14
Also published as: US20160201533A1; RU2015156137A; RU2716098C2; RU2015156137A3; CN105781830B; CN105781830A; US9732646B2

Abstract

Verfahren und Systeme zur opportunistischen Regeneration eines Dieselpartikelfilters basierend auf Cloud-basierten Verkehrsinformationen und Navigationsinformationen werden bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren enthalten, Einleiten der Regeneration, Beenden der Regeneration und einen Grad der Regeneration basierend auf Informationen von einem Netzwerk führender Fahrzeuge und Verkehrsinformationen zu bestimmen, um einen Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch zu reduzieren.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein Verfahren und Systeme zum Steuern eines Fahrzeugs zum Durchführen von Regeneration eines Dieselpartikelfilters basierend auf Fahrzeugnetzwerkinformationen.
Hintergrund und Zusammenfassung
Emissionssteuervorrichtungen wie Dieselpartikelfilter (DPF) können die Menge von Rußemissionen aus einem Dieselmotor durch Zurückhalten von Rußpartikeln reduzieren. Derartige Vorrichtungen können während des Betriebs des Motors regeneriert werden, um die Menge der zurückgehaltenen Partikelsubstanz zu verringern. Regeneration wird typischerweise durch Erhöhen einer Temperatur des DPF auf ein im Voraus bestimmtes Niveau, Halten der Temperatur auf dem im Voraus bestimmten Niveau und Sicherstellen, dass Abgas, das in das DPF eintritt, eine bestimme Zusammensetzung aufweist, um die Partikelsubstanz zu verbrennen oder zu oxidieren, erreicht.
Ein Ansatz zum Steuern der Filterregeneration enthält Einleiten eines Regenerationsereignisses als Reaktion darauf, dass eine Menge Partikel im Filter über eine Schwellenwertmenge ansteigt, und Beenden des Regenerationsereignisses als Reaktion darauf, dass die Menge Partikel unter die Schwellenwertmenge fällt, oder als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug unter Bedingungen betrieben wird, die für Regeneration nicht günstig sind, wie Leerlaufstoppbedingungen.
Die Erfinder hierin haben jedoch Probleme bei einem derartigen Ansatz erkannt. Zum Beispiel bei Fahrzeugbetrieb, wenn die Bedingungen für nachhaltige vollständige Regeneration selten verfügbar sind, wie unter Fahrbedingungen in der Stadt, die häufige Leerlaufstopps und Betrieb unter leichter Last enthalten, kann Regeneration basierend auf Rußlast häufige vorzeitige Beendigungen der Regeneration induzieren, bevor das DPF vollständig regeneriert ist. Die vorzeitigen Beendigungen resultieren in erhöhter Regenerationshäufigkeit, was zu Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch (RFP) und reduzierter Kraftstoffwirtschaftlichkeit führt.
In einem Beispiel können die obigen Probleme zumindest teilweise durch ein Verfahren angegangen werden, umfassend: selektives Regenerieren eines Dieselpartikelfilters basierend auf einer Rußlast, einer vorhergesagten Zieldistanz und einer geschätzten Fähigkeit zum Beibehalten einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine Schwellenwertgeschwindigkeit für eine Schwellenwertdauer, die das Partikelfilter Abgas von einem Motor erhält, der Dieselkraftstoff verbrennt, wobei die Schätzung auf einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer durchschnittlichen Fahrzeugnetzwerkgeschwindigkeit anderer Fahrzeuge innerhalb eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerks basiert. Durch Nutzung von Informationen aus dem Fahrzeugnetzwerk können auf diese Weise intelligente Entscheidungen hinsichtlich von DPF-Regeneration einschließlich von Einleitung und Beendigung der Regeneration für reduzierten RFP und verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit getroffen werden.
Als ein Beispiel kann ein Steuernetzwerk (z. B. CAN) eines Zielfahrzeugs, das ein DPF enthält, mit einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk verbunden werden, das eine Gruppe von Fahrzeugen enthält, die vor dem Zielfahrzeug und innerhalb einer Zieldistanz fahren. Ferner kann das Steuernetzwerk des Zielfahrzeugs mit einem Fahrzeugnavigationssystem verbunden werden, das mit einem globalen Positionierungssystem verknüpft ist, das Fahrtrouteninformationen und Ortsinformationen bereitstellt. Als Reaktion auf eine Rußlast, die größer ist als ein Schwellenwertbetrag, können Parameter für opportunistische Regeneration, die Kosten der Regeneration und Kosten des Füllens des DPF unter gegenwärtigen Fahrzeugbetriebsbedingungen enthalten, bestimmt werden. Die Kosten der Regeneration können auf gegenwärtigen Fahrzeugbetriebsbedingungen einschließlich der Rußlast, Abgastemperatur, Druckdifferenz über das DPF basieren und können ferner auf Informationen von dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk einschließlich einer geschätzten Fähigkeit zum Beibehalten einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit für eine Schwellenwertdauer basieren. Als Reaktion darauf, dass die Kosten der Regeneration unter die Kosten des Füllens fallen, kann DPF-Regeneration eingeleitet werden, und als Reaktion darauf, dass die Kosten der Regeneration über die Kosten des Füllens steigen, kann DPF-Regeneration beendet werden. Ferner kann ein Grad der Regeneration (z. B. vollständige Regeneration, teilweise Regeneration) basierend auf der geschätzten Fähigkeit bestimmt werden.
Auf diese Weise können, wenn die Rußlast innerhalb eine Regenerationsbereichs ist, Informationen von dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk und dem Fahrzeugnavigationssystem genutzt werden, opportunistische Regenerationen durchzuführen, um die Häufigkeit vorzeitiger Regenerationsbeendigungen zu reduzieren und um die Effizienz teilweiser Regenerationsgelegenheiten zu identifizieren und zu verbessern und um dadurch Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch zu reduzieren und Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
Es versteht sich, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt wird, eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands ausweist, dessen Schutzumfang eindeutig durch die Ansprüche, die auf die ausführliche Beschreibung folgen, definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die Nachteile lösen, die vorstehend oder in einem Teil dieser Offenbarung angegeben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors, der Dieselkraftstoff verbrennt und ein DPF zum Empfangen von Abgas aus dem Motor und Filtern von Partikelsubstanz aus dem Abgas enthält.
2 zeigt einen beispielhaften Graphen, der Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch während eines Fahrzyklus eines Fahrzeugs, das den in 1 dargestellten Motor enthält, darstellt.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen von opportunistischer Regeneration des DPF darstellt.
4 zeigt ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für opportunistische Regeneration basieren auf Verkehrsinformationen und/oder Navigationsinformationen darstellt.
5 zeigt eine beispielhafte Betriebsabfolge zum Durchführen von opportunistischer Regeneration gemäß der vorliegenden Offenbarung.
6 zeigt beispielhafte Grade der Regeneration unter verschiedenen Fahrzeugbetriebsbedingungen.
Ausführliche Beschreibung
Partikelfilter-Regeneration kann während des Betriebs eines turbogeladenen Motors, wie in 1 gezeigt, vorkommen, um die Menge zurückgehaltener Partikelsubstanz zu verringern. Wie in dem Beispiel von 2 gezeigt, kann der Motor während der Regeneration einem Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch (RFP) ausgesetzt sein. Zum Reduzieren des RFP kann das Fahrzeug konfiguriert sein, eine Steuerroutine wie die Routine von 3 und das beispielhafte Verfahren von 4 durchzuführen, um opportunistische Regeneration basierend auf Fahrerverhalten durchzuführen, bestimmt basierend auf Verkehrsinformationen von einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk, das kommunikativ an das Fahrzeug gekoppelt ist, und/oder Navigationsinformationen des Fahrzeugs. Beispielhafte opportunistische Regeneration basierend auf Fahrzeugnetzwerk- und Navigationsinformationen ist in 5 dargestellt und beispielhafte Regenerationsauswirkungen während verschiedener Fahrzeugbetriebsbedingungen und bei verschiedenem Fahrzeugnetzwerkbetrieb sind in 6 dargestellt. Durch Nutzen der hierin offenbarten Systeme und Verfahren kann die technische Wirkung des Reduzierens von Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch und Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren einer Häufigkeit beendeter Regenerationen erzielt werden.
Jetzt mit 1 fortfahrend, wird ein schematisches Diagramm gezeigt, das einen Zylinder eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors 10 darstellt, der in einem Antriebssystem eines Automobils enthalten sein kann. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, das die Steuerung 12 enthält, und durch Eingabe von einem Fahrzeugfahrer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Die Brennkammer (d. h. der Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 enthalten. Der Kolben 36 kann an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein zwischenliegendes Übertragungssystem an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Ansaugluft über den Ansaugkanal 42 aus dem Ansaugkrümmer 44 empfangen und kann Verbrennungsgase über den Auspuffkanal 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Auspuffkanal 48 können selektiv über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 mit der Brennkammer 30 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und die Auslassventile 54 über Nockenbetätigung über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils eine feste Nockeneinstellung enthalten oder können einen oder mehrere Nocken enthalten und können ein oder mehrere von Systemen mit Nockenformumschaltung (CPS), verstellbarer Nockensteuerung (VCT), verstellbarer Ventilsteuerung (VVT) und/oder verstellbarem Ventilhub (VVL) nutzen, die von der Steuerung 12 zum Verstellen des Ventilbetriebs betrieben werden können. Die Positionen des Einlassventils 52 und Auslassventils 54 können durch die Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder Auslassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 40 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung einschließlich von CPS- und/oder VCT-Systemen gesteuertes Auslassventil enthalten.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt zum Einspritzen von Kraftstoff dargestellt. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 66 das bereit, was als Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann zum Beispiel in der Seite der Brennkammer oder in der Oberseite der Brennkammer montiert sein. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt), das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr, das ein gemeinsames Kraftstoffverteilerrohr sein kann, enthält, zugeführt werden.
Der Ansaugkrümmer 44 kann eine Drosselklappe 62 mit einer Drosselklappenplatte 64 enthalten. In einigen Fällen kann die Drosselklappe jedoch im Ansaugkanal 42 angeordnet sein. In diesem besonderen Beispiel kann die Position der Drosselklappenplatte 64 durch die Steuerung 12 über ein Signal, das einem in der Drosselklappe 62 enthaltenen Elektromotor oder Stellglied bereitgestellt wird, variiert werden, eine Konfiguration, die gewöhnlich als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drosselklappe 62 betrieben werden, die Ansaugluft und/oder die EGR zu variieren, die der Brennkammer 30 unter anderen Motorzylindern bereitgestellt wird. Die Position der Drosselklappenplatte 64 kann der Steuerung 12 durch das Drosselklappenpositionssignal TP bereitgestellt werden. Der Ansaugkanal 42 kann einen Luftmassen-Durchflusssensor 120 und einen Krümmer-Luftdrucksensor 122 enthalten, um der Steuerung 12 jeweilige Signale MAF und MAP bereitzustellen.
In dieser Ausführungsform ist der Motor ein Dieselmotor, der konfiguriert ist, Dieselkraftstoff (z. B. Erdöldiesel oder Biodiesel) über Verdichtungszündung zu verbrennen. Der Abgassensor 126 ist gekoppelt an den Auspuffkanal 48 der Emissionssteuervorrichtung 70 vorgeschaltet dargestellt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Angabe des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sein, wie ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal- oder Weitbereich-Auspuffgas-Sauerstoff), ein Zwei-Zustände-Sauerstoffsensor oder EGO, ein HEGO (beheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Emissionssteuervorrichtung 70 ist entlang dem Auspuffkanal 48 angeordnet dem Abgassensor 126 nachgeschaltet dargestellt. Die Vorrichtung 70 kann einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und einen Katalysator für selektive katalytische Reduktion (SCR) enthalten. Ein Zuführungssystem für Ammoniak (oder Harnstoff) kann an den SCR-Katalysator oder dem SCR-Katalysator vorgeschaltet gekoppelt sein, um dem SCR-Katalysator Reduktionsmittel zuzuführen.
Mindestens ein Dieselpartikelfilter (DPF) 72 kann der Emissionssteuervorrichtung 70 nachgeschaltet gekoppelt sein, um Ruß zurückzuhalten. Das DPF kann aus einer Vielfalt von Materialien einschließlich von Cordierit, Siliciumcarbid oder anderen Hochtemperatur-Oxidkeramiken hergestellt sein. Dabei hat das DPF eine endliche Kapazität zum Zurückhalten von Ruß. Daher kann das DPF periodisch regeneriert werden, um die Rußablagerungen im Filter zu reduzieren, so dass der Flusswiderstand aufgrund von Rußansammlung die Motorleistung nicht reduziert. Filterregeneration kann durch Erwärmen des Filters auf eine Temperatur, die Rußpartikel bei einer schnelleren Rate verbrennt als die Ablagerung neuer Rußpartikel, erreicht werden, zum Beispiel 400–600 °C. In einem Beispiel kann das DPF ein katalysiertes Partikelfilter sein, das eine Zwischenschicht aus Edelmetall wie Platin enthält, um die Rußverbrennungstemperatur zu senken und um außerdem Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren.
Während DPF-Regeneration zum Verbessern der Motorleistung erforderlich ist, kann sie die gesamten Kraftstoffkosten erhöhen. Zum Beispiel kann ein direkter Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch (RFP) mit Einleiten und Aufrechterhalten eines Regenerationsereignisses assoziiert werden. Der RFP zum Einleiten und Aufrechterhalten der Regeneration kann höher sein, wenn das Fahrzeug gerade gestartet wurde und die Abgastemperatur unter einem Regeneration-Schwellenwert ist, da mehr Kraftstoff erforderlich sein kann, um die Regenerationstemperaturen zu erhöhen und beizubehalten. Ferner kann unter Bedingungen hoher Rußlast (z. B. aufgrund verzögerter Regenerationen) ein indirekter RFP mit erhöhtem Gegendruck, verursacht durch die hohe Rußlast, assoziiert sein. Ein beispielhafter Graph 200, der den RFP als eine Funktion der Abgastemperatur und des Abgasgegendrucks zeigt, ist in 2 dargestellt.
Insbesondere zeigt der Graph 200 von 2 den RFP (entlang der Y-Achse) bei verschiedenen Fahrdistanzen vom Anfang eines Fahrzyklus (entlang der X-Achse). Die grafische Darstellung 202 stellt den RFP basierend auf der Abgastemperatur dar, die grafische Darstellung 204 stellt den RFP basierend auf dem Abgasgegendruck dar und die grafische Darstellung 206 stellt den gesamten RFP basierend auf der Abgastemperatur und dem Gegendruck dar. Die Distanz zwischen den vertikalen Markierungen p0–p1, p1–p2 und p2–p3 repräsentiert interessierende Phasen während des Fahrzyklus.
Der RFP basierend auf der Abgastemperatur (grafische Darstellung 202) kann zu Beginn des Fahrzyklus, zwischen p0 und p1, hoch sein, wenn die Abgastemperaturen unter einem Regeneration-Schwellenwert liegen (das heißt, wenn die Abgastemperaturen für Regeneration nicht günstig sind), relativ zu einer Phase im Fahrzyklus, nachdem das Fahrzeug eine Schwellenwertdistanz gefahren wurde oder eine Schwellenwertdauer betrieben wurde (z. B. nach p1). Zum Beispiel kann das Fahrzeug zwischen p0 und p1 unter Kaltstartbedingungen betrieben werden. Infolgedessen kann mehr Kraftstoff verbraucht werden, um zusätzliche Abgasenergie zu erzeugen, die für DPF-Regeneration erforderlich ist, als wenn das Fahrzeug die Schwellenwertdistanz gefahren wurde (oder die Schwellenwertdauer gefahren wurde) und aufgewärmt ist (z. B. nach p1). Als ein Ergebnis kann, wenn das Fahrzeug den Fahrzyklus soeben begonnen hat (z. B. zwischen p0 und p1), der RFP basierend auf der Abgastemperatur höher sein und kann der gesamte RFP (basierend auf der Abgastemperatur und dem Abgasgegendruck) höher sein relativ zu Fahrzeugbetriebsbedingungen, nachdem das Fahrzeug die Schwellenwertdistanz gefahren wurde und/oder die Schwellenwertdauer betrieben wurde (z. B. nach p1), aufgrund der erhöhten Abgastemperatur. Ferner kann der RFP unter Kaltstartbedingungen aufgrund eines Zustands des DOC höher sein. Zum Beispiel kann unter Kaltstartbedingungen zusätzlicher Kraftstoff genutzt werden, eine Temperatur des DOC zu erhöhen, um eine Katalysatoranspringtemperatur zu erreichen. Anders ausgedrückt, muss für ein kaltes System zusätzlicher Kraftstoff aufgewendet werden, um zunächst zu erreichen, dass der DOC anspringt, bevor eine nennenswerte Wärmeabgabe über der DOC-Anspringtemperatur für DPF-Regeneration hergestellt werden kann.
Der RFP basierend auf dem Abgasgegendruck (grafische Darstellung 204) kann zunehmen, wenn der Beginn der Regeneration verzögert wird. Wenn zum Beispiel das DPF nicht vor p2 regeneriert wird, kann die Rußansammlung übermäßig sein. Die übermäßige Rußansammlung kann den Abgasgegendruck erhöhen, mit der Auswirkung zunehmender Motorpumpverluste. Beim Regenerieren des DPF-Filters in der Zone übermäßiger Rußlast (das heißt zwischen p2 und p3) kann daher der RFP basierend auf dem Abgasgegendruck zunehmen und kann der gesamte RFP (basierend auf der Abgastemperatur und dem Abgasgegendruck) zunehmen. Als ein Ergebnis kann die Motorleistung reduziert sein, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit abnimmt.
Während des Fahrzeugbetriebs zwischen p1 und p2 kann das Fahrzeug in der Regenerationszone mit höheren Abgastemperaturen als zwischen p0 und p1 und ohne übermäßige Rußlast (z. B. zwischen p2 und p3) betrieben werden. Daher kann der gesamte RFP (grafische Darstellung 206) basierend auf der Abgastemperatur und dem Abgasgegendruck in der Regenerationszone zwischen p1 und p2 niedriger sein als der gesamte RFP zwischen p0 und p1, wenn das Fahrzeug kalt betrieben wird, und der gesamte RFP zwischen p2 und p3, wenn sich eine übermäßige Rußlast angesammelt hat. Wenn zum Beispiel die Regeneration verzögert ist (das heißt, das DPF wird nicht zwischen p1 und p2 regeneriert), kann sich übermäßiger Ruß ansammeln. Infolgedessen muss eine erzwungene und notwendige Regeneration erzwungen werden, um ein schwere Reduktion der Motorleistung aufgrund von übermäßigem Gegendruck zu verhindern.
Daher kann, um den Kraftstoffmehrverbrauch für Einleiten und Aufrechterhalten der DPF-Regeneration zu reduzieren, das DPF in der Regenerationszone (z. B. zwischen p1 und p2) regeneriert werden, wenn das Fahrzeug aufgewärmt ist und die Rußlast nicht übermäßig ist. Zum Beispiel kann die DPF-Regeneration als Reaktion auf einem oder mehreren davon eingeleitet werden, dass die Abgastemperatur höhere ist als die Schwellenwert-Regenerationstemperatur, eine Rußlast größer ist als die Schwellenwertlast, eine Druckdifferenz über das DPF größer ist als eine Schwellenwert-Druckdifferenz und die in einem Fahrzyklus vom Fahrzeug gefahrene Distanz größer ist als eine Schwellenwertdistanz, so dass die DPF-Regeneration in der Regenerationszone für reduzierten RFP erfolgt.
Die Erfinder hierin haben jedoch mögliche Probleme erkannt, die auftreten können, wenn die Regeneration nur auf Rußlast, Abgastemperatur und/oder Abgasgegendruck basiert. Als ein Beispiel kann der RFP, zusätzlich zu erhöhtem Kraftstoffmehrverbrauch bei Betrieb des kalten Fahrzeugs und verzögerten Regenerationszyklen, aufgrund von häufigen Regenerationsabbrüchen erhöht sein. Zum Beispiel kann das Fahrzeug in Fahrzeugbetriebsbedingungen eintreten, die für Regeneration nicht optimal sind (z. B. Szenarien beim Fahren in der Stadt, die häufiges Anhalten enthalten). Als Reaktion auf die nicht optimalen Regenerationsbedingungen kann ein aktiver Regenerationszyklus vor dem Abschluss beendet werden. Daher kann die DPF-Regeneration ohne Wissen über die Fahrerabsicht oder bevorstehende Verkehrsmuster kurz nach der Einleitung beendet werden und der Zyklus von Regenerationseinleitung und -beendigung kann häufiger vorkommen als erwünscht, was in einer verringerten Kraftstoffwirtschaftlichkeit und reduzierten Motorleistung resultiert.
In einem Beispiel können die obigen Probleme angegangen werden, indem eine Anfangszeit der Regeneration, eine Endzeit der Regeneration und ein Grad der Regeneration eines DPF, das Abgas von einem Dieselkraftstoff verbrennenden Motor erhält, basierend auf einer kostenbasierten Metrik bestimmt werden, abgeleitet basierend auf Verkehrsinformationen (hierin auch als Verkehrsvorschau bezeichnet), bestimmt aus einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk, das mit der Steuerung 12 über ein Fahrzeugsteuernetzwerk (z. B. ein CAN-System) verknüpft ist, und/oder Ziel-, Orts- und/oder Routeninformationen (hierin auch als Navigationsvorschau bezeichnet), bestimmt aus einem Navigationssystem, das über das Fahrzeugsteuernetzwerk mit der Steuerung 12 verknüpft ist. In einigen Beispielen kann das Navigationssystem ein Navigationssystem im Fahrzeug enthalten, das mit einem globalen Positionierungssystem (GPS) verknüpft ist. In anderen Beispielen kann das Navigationssystem zusätzlich oder alternativ eine Bluetooth-Vorrichtung enthalten, die mit dem GPS kommuniziert.
Auf diese Weise können durch Nutzung von Verkehrsinformationen und/oder Navigationsinformationen eine Anzahl von DPF-Regeneration-Beendigungsereignissen reduziert werden. Infolgedessen kann das DPF mit erhöhter Effizienz regeneriert werden, was in verbesserter Kraftstoffwirtschaftlichkeit resultiert. Einzelheiten der Regeneration des DPF basierend auf Verkehrs- und/oder Navigationsvorschau werden weiter unter Bezug auf die 3–6 herausgearbeitet.
In einem Beispiel kann die Regeneration nur eingeleitet werden, wenn geschätzt wird, dass die gewünschten Bedingungen für Regeneration für eine Dauer verfügbar sind, die länger ist als eine Schwellenwertdauer, um die Anzahl der Versuche zum Regenerieren des DPF zu reduzieren. Zum Beispiel können Informationen von einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk genutzt werden, um die Dauer zu schätzen, während der optimale Bedingungen für Regeneration vorhanden sein können, basierend auf einer Verkehrs- und/oder Navigationsvorschau.
Zurückkehrend zu 1, kann ein Kohlenwasserstoff- bzw. HC-Reduktionsmittel-Zuführungssystem 72 genutzt werden, HC aus dem Kraftstofftank oder aus einem Vorratsbehälter dem Abgassystem zuzuführen, um Wärme zum Erwärmen des Partikelfilters 72 für Regenerationszwecke zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann späte Kraftstoffeinspritzung (z. B. während eines Auslasshubs) verwendet werden, um die Abgastemperatur zu erhöhen.
Die Temperatursensoren 76 und 78 können dem DPF 72 vorgeschaltet bzw. nachgeschaltet angeordnet sein. Die Temperatursensoren 76 und 78 oder zusätzliche Temperatursensoren können auch innerhalb des DPF angeordnet sein oder die DPF-Temperatur (oder Abgastemperatur) kann basierend auf Betriebsbedingungen unter Verwendung eines Abgastemperaturmodells geschätzt werden. Ein Differenzialdrucksignal wird von den Drucksensoren 80 und 82 dem DPF 72 vorgeschaltet bzw. nachgeschaltet bestimmt dargestellt. Es ist zu beachten, dass ein einzelner Differenzialdruck auch verwendet werden kann, den Differenzialdruck über das DPF 72 zu messen. Ein Einzelöffnungsmessgerät-Drucksensor (SPGS) kann auch verwendet werden.
Es sollte anerkannt werden, dass alternative Konfigurationen des Emissionssteuersystems in alternativen Ausführungsformen verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Emissionssteuervorrichtung 70 dem DPF nachgeschaltet gekoppelt sein. Ferner kann in anderen Beispielen eine Vielzahl von Dieselpartikelfiltern im Emissionssteuersystem enthalten sein. Des Weiteren muss in anderen Beispielen der SCR-Katalysator nicht im Emissionssteuersystem enthalten sein. Jeder Katalysator, jedes Filter usw. kann von einem einzelnen Gehäuse umschlossen sein oder kann alternativ von separaten Gehäusen umschlossen sein. Es wird anerkannt werden, dass zahlreiche Konfigurationen möglich sind und die in 1 dargestellte Konfiguration in ihrer Art beispielhaft ist. Des Weiteren kann, wie vorstehend angeführt, ein Einspritzsystem für ein Reduktionsmittel (z. B. Ammoniak oder Harnstoff) an den Auspuff gekoppelt ist, um der Emissionssteuervorrichtung 70 vorgeschaltet Harnstoff einzuspritzen.
Zum Regenerieren des DPF kann eine Regeneration-Einspritzstrategie implementiert werden. Die Regeneration-Einspritzstrategie kann ein Einspritzprofil implementieren, das eine Vielzahl von Einspritzereignissen wie eine Vor-Kraftstoffeinspritzung, eine Haupt-Kraftstoffeinspritzung, eine nahe Nach-Kraftstoffeinspritzung und/oder eine entfernte Nach-Kraftstoffeinspritzung enthält. Es wird anerkannt werden, dass die vorstehend angeführten Kraftstoffeinspritzungen in anderen Ausführungsformen eine Vielzahl von Einspritzereignissen enthalten können. Demgemäß kann das DPF während des Betriebs des Motors regeneriert werden. Zum Beispiel kann die Temperatur einem DOC nachgeschaltet und einem DPF vorgeschaltet auf einen gewünschten Wert gesteuert werden, um Verbrennung von Partikelsubstanz im DPF zu fördern, indem der Umfang der verschiedenen Einspritzungen eingestellt wird. In diesem Beispiel kann ein Temperatur-Sollwert dem DOC nachgeschaltet und dem DPF vorgeschaltet hergestellt werden, um Regeneration des DPF zu erleichtern.
Der Motor 10 kann ferner eine Kompressionsvorrichtung wie einen Turbolader oder Verdrängerlader enthalten, der mindestens einen Kompressor 162 enthält, angeordnet entlang dem Ansaugkrümmer 44. Bei einem Turbolader kann der Kompressor 162 mindestens teilweise von einer Turbine 164 (z. B. über eine Welle) angetrieben werden, angeordnet entlang dem Abgaskanal. Bei einem Verdrängerlader kann der Kompressor 162 mindestens teilweise von dem Motor und/oder einer elektrischen Maschine angetrieben werden und enthält unter Umständen keine Turbine. Demgemäß kann der Betrag der Kompression (z. B. Ladedruck), die einem oder mehreren Zylindern des Motors über einen Turbolader oder Verdrängerlader bereitgestellt wird, durch die Steuerung 12 variiert werden. Ferner kann ein Sensor 123 im Ansaugkrümmer 44 angeordnet werden, um der Steuerung 12 ein Signal BOOST bereitzustellen.
Der Motor 10 kann ferner ein Hochdruck-EGR-System 150 enthalten. Das Hochdruck-EGR-System 150 enthält eine EGR-Leitung 152, die der Turbine 164 vorgeschaltet an den Auspuff 48 gekoppelt ist und dem Kompressor 162 nachgeschaltet an die Ansaugung 44 gekoppelt ist. Das Hochdruck-EGR-System 150 kann ein EGR-Ventil 154 enthalten, das entlang der EGR-Leitung 152 zum Steuern des Abgasflusses durch das EGR-System 150 angeordnet ist. Der Motor 10 kann außerdem ein Niederdruck-EGR-System 156 enthalten. Das Niederdruck-EGR-System 156 enthält eine EGR-Leitung 158, die der Turbine 164 nachgeschaltet an den Auspuff 48 gekoppelt ist und dem Kompressor 162 vorgeschaltet an die Ansaugung 44 gekoppelt ist. Das Niederdruck-EGR-System 156 kann ein EGR-Ventil 160 enthalten, das entlang der EGR-Leitung 152 zum Steuern des Abgasflusses durch das EGR-System 156 angeordnet ist.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer dargestellt, enthaltend die Mikroprozessoreinheit 102, die Ein-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, dargestellt als Nur-Lese-Speicher-Chip 106 in diesem besonderen Beispiel, den Direktzugriffspeicher 108, den Erhaltungsspeicher 110 und einen Datenbus. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den vorher diskutierten Signalen verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 10 gekoppelt sind, empfangen, einschließlich der Messung des induzierten Luftmassenflusses (MAF) vom Luftmassen-Durchflusssensor 120; der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 112, gekoppelt an die Kühlhülle 114; eines Profil-Zündabnehmersignals (PIP) vom Hallsensor 118 (oder einem anderen Typ), gekoppelt an die Kurbelwelle 40; der Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor; und dem Krümmer-Absolutdrucksignal, MAP, vom Sensor 122. Das Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, eine Angabe des Unterdrucks oder Drucks im Ansaugkrümmer bereitzustellen.
Das Speichermedium Nur-Lese-Speicher 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert werden, die Anweisungen repräsentieren, die vom Prozessor 102 zum Durchführen der nachstehend beschriebenen Verfahren und Steuerstrategien sowie anderer Varianten, die vorweggenommen werden, aber nicht spezifisch aufgeführt werden, ausführbar sind.
Außerdem kann die Steuerung 12 Daten vom GPS 34 und/oder von einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk wie ein nicht fahrzeugseitiges Cloud-Netzwerk 13 empfangen.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors; es sollte jedoch anerkannt werden, dass jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüsen, Zündkerzen usw. enthalten kann.
In einem Beispiel stellt das System von 1 ein System für ein Fahrzeug bereit, umfassend: einen Motor mit einem Auspuff; ein Partikelfilter, das einer Emissionssteuervorrichtung nachgeschaltet in dem Auspuff gekoppelt ist; ein Kommunikationsmodul zum kommunikativen Koppeln des Fahrzeugs an ein nicht fahrzeugseitiges Cloud-Netzwerk und zum kommunikativen Koppeln des Fahrzeugs an ein Navigationssystem; und ein computerlesbares Speichermedium mit darauf codierten Anweisungen zum Steuern der Regeneration des Partikelfilters, enthaltend:
Anweisungen zum Einleiten von Partikelfilter-Regeneration als Reaktion auf eine Menge abgelagerter Partikel und eine geschätzte Fähigkeit zum Halten von Kosten der Regeneration kleiner als Kosten des Füllens des Filters für eine Dauer größer als eine Schwellenwertdauer; Anweisungen zum Beenden der Partikelfilter-Regeneration als Reaktion auf eines oder mehreren von Fallen der Menge abgelagerter Partikel unter einen Schwellenwert-Prozentsatz abgelagerter Partikel und Steigen der Kosten der Regeneration über die Kosten des Füllens; wobei der Schwellenwert-Prozentsatz abgelagerter Partikel auf einer Partikel-Verbrennungsrate basiert.
Das System enthält ferner Anweisungen zum Bestimmen der Kosten der Regeneration basierend einem vorhergesagten Verhalten eines Fahrzeugfahrers, wobei das Verhalten basierend auf einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer durchschnittlichen Geschwindigkeit eines führenden Fahrzeugnetzwerks, das ein oder mehrere Fahrzeuge enthält, die vor dem Fahrzeug fahren und mit dem Cloud-Netzwerk kommunizieren, einem gegenwärtigen Ort des Fahrzeugs, einem Ziel des Fahrzeugs und einem Fahrtverlauf, der einen Fahrtverlauf des Fahrzeugs und einen Fahrtverlauf des Fahrzeugfahrers enthält, bestimmt wird.
Fortfahrend mit 3, wird ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Regenerieren eines DPF (z. B. DPF 72, gezeigt in 1), das in einem Fahrzeug enthalten ist, basierend auf Verkehrs- und/oder Navigationsvorschau-Informationen von einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk und/oder einem Fahrzeugnavigationssystem gezeigt. Das Verfahren von 3 kann im System von 1 als im nichtflüchtigen Speicher einer Steuerung wie die in 1 dargestellte Steuerung 12 gespeicherte ausführbare Anweisungen enthalten sein.
Bei 302 enthält das Verfahren 300, die Fahrzeugbetriebsbedingungen zu schätzen und/oder zu messen. Die geschätzten Bedingungen können zum Beispiel die Motordrehzahl (Ne), die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs), die Motortemperatur, das Verbrennungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR), die Auspuffkatalysatortemperatur, die Umgebungsbedingungen, den Druckabfall über das DPF-Filter, die Pedalposition usw. enthalten.
Das Verfahren 300 fährt dann mit 304 fort, um eine gegenwärtige Rußlast zu bestimmen, z. B. die Menge im DPF abgelagerter Partikel. Die gegenwärtige Rußlast kann durch eine Vielfalt von Ansätzen bestimmt werden. In einem Beispiel kann die Rußlast auf der gegenwärtig abgelagerten Partikelmenge und der inkrementellen Menge von Partikeln, die pro im Voraus bestimmter Abtastzeit während des Verbrennungsprozesses erzeugt wird, basieren. In diesem Beispiel kann die inkrementelle Menge von Partikeln, die pro im Voraus bestimmter Abtastzeit erzeugt wird, auf Motorbetriebsbedingungen wie Kraftstoffeinspritzmenge und Motordrehzahl basieren.
In einem anderen Beispiel kann die Rußlast, wenn Regeneration erfolgt, durch Einbeziehen der durch den Verbrennungsprozess erzeugten Partikel, der gegenwärtig abgelagerten Partikelmenge und der Menge von Partikeln, die durch die Regenerationsstufe freigesetzt werden, bestimmt werden; wobei die Menge von Partikeln, die durch den Verbrennungsprozess erzeugt werden, basierend auf Motorbetriebsbedingungen wie Kraftstoffeinspritzmenge und Motordrehzahl bestimmt werden kann; und wobei die Menge von Partikeln, die während des Regenerationsprozesses freigesetzt werden, basierend auf Abgas-Raumgeschwindigkeit und Partikelfilter-Temperatur bestimmt werden kann.
Nach Bestimmen der gegenwärtigen Rußlast kann das Verfahren 300 mit 306 fortfahren. Bei 306 kann das Verfahren 300 enthalten, zu bestimmen, ob die gegenwärtige Rußlast größer ist als eine erste Schwellenwertmenge, wobei die erste Schwellenwertmenge kleiner ist als eine zweite Schwellenwertmenge, die nachstehend diskutiert wird. Wenn die Antwort bei 306 JA ist, fährt das Verfahren 300 mit 308 fort. Bei 308 enthält das Verfahren 300, Regenerationsparameter für die gegenwärtige Rußlast basierend auf Verkehrsvorschau und/oder Zielvorschau zu bestimmen. Die Regenerationsparameter können einen Regenerationsbegünstigungsfaktor (RFF), Kosten des Füllens des DPF und Kosten der Regeneration des DPF enthalten.
Der RFF kann eine bedingte Wahrscheinlichkeit zum Erreichen von X % (Prozentsatz) Regeneration (das heißt, ein gewünschter Betrag der Regeneration) basierend auf Verkehrsinformationen und/oder Navigationsinformationen von einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk und der gegenwärtigen Rußlast sein, wobei ein Wert von X größer als null und kleiner als oder gleich Einhundert sein kann (das heißt 0 < X ≤ 100). Als ein Beispiel kann RFF wie folgt definiert werden: RFF = P(X %/1, 2, 3), wobei P(X %/1, 2, 3) die bedingte Wahrscheinlichkeit ist, X % Regeneration unter den gegebenen Bedingungen 1, 2 und 3 zu erzielen. Zum Beispiel kann die Bedingung 1 eine verbleibende Distanz zum Erreichen eines Endziels (oder eines möglichen Ziels basierend auf einem vergangenen Fahrtverlauf, wenn das Endziel nicht bekannt ist) größer als eine Schwellenwertdistanz enthalten; die Bedingung 2 kann eine oder mehrere einer durchschnittlichen Fahrzeugnetzwerkgeschwindigkeit eines führenden Fahrzeugnetzwerks (LVN) größer als eine Schwellenwert-Netzwerkgeschwindigkeit, eine durchschnittliche Netzwerklast größer als eine Schwellenwert-Netzwerklast und eine durchschnittliche Netzwerkabgastemperatur größer als eine Schwellenwert-Netzwerkabgastemperatur enthalten; und die Bedingung 3 kann eine Wahrscheinlichkeit eines Umwegs größer als eine Schwellenwert-Wahrscheinlichkeit enthalten.
Ferner kann, wenn das Endziel bekannt ist und die Rußlast innerhalb der Regenerationsgrenzen ist (z. B. größer als der erste Schwellenwert), der RFF basierend auf einer verbleibenden Distanz von einem gegenwärtigen Ort zum Endziel (z. B. kann der RFF bei abnehmender Distanz abnehmen, da die Regeneration vor Erreichen des Ziels unter Umständen nicht abgeschlossen wird, wodurch zu einer Zunahme einer Wahrscheinlichkeit einer erzwungenen Beendigung beigetragen wird); der Wahrscheinlichkeit von Umwegen bei gegebenem vergangenen Fahrtverlauf und gegenwärtigen GPS-Routeninformationen; einer Wahrscheinlichkeit unbehinderter Regeneration basierend auf den gegenwärtigen Verkehrsinformationen des führenden Fahrzeugnetzwerks von Fahrzeugen, die vor dem Fahrzeug innerhalb einer Schwellenwertdistanz fahren und der verbleibenden Distanz vom Ziel; Motorlastanforderungen (zum Beispiel erfordert eine zunehmende Steigung eine höhere Motorlast und kann in heißeren Abgasen resultieren, die den RFF erhöhen können); und einem gegenwärtig thermischen Zustand des Fahrzeugs (zum Beispiel können höhere Abgastemperaturbedingungen den RFF erhöhen) bestimmt werden. Wenn das Endziel nicht bekannt ist und die Rußlast innerhalb von Regenerationsgrenzen liegt, kann der RFF basierend auf einer verbleibenden Distanz zu möglichen Anhaltzielen (zum Beispiel kann der RFF abnehmen, wenn die verbleibende Distanz zum möglichen Ziel abnimmt), wobei die möglichen Anhaltziele auf einem vergangenen Fahrtverlauf basieren können; den Verkehrsinformationen vom führenden Fahrzeugnetzwerk (zum Beispiel können die Verkehrsinformationen die durchschnittliche Fahrzeugnetzwerkgeschwindigkeit, die durchschnittliche Fahrzeugnetzwerkgeschwindigkeit relativ zur Fahrzeuggeschwindigkeit, die durchschnittliche Last und die durchschnittliche Abgastemperatur des Fahrzeugnetzwerks enthalten); und einer Wahrscheinlichkeit von Umwegen (zum Beispiel kann bei zunehmender Wahrscheinlichkeit von Umwegen der RFF abnehmen, weil Umwege zu einem Anhalten führen können, wodurch eine Regenerationsbeendigung erzwungen werden kann) und einer Auswirkung aufgrund des Umwegs basierend auf einem Lernalgorithmus (zum Beispiel eine Wahrscheinlichkeit einer Erzeugung eines Abbruchs als Reaktion auf ein bevorstehendes Anhalteszenarium, wobei eine zunehmende Wahrscheinlichkeit eines Regenerationsabbruchs den RFF verringern kann) bestimmt werden.
In einem Beispiel kann der RFF genutzt werden, einen Grad der Regeneration zu bestimmen. Einzelheiten zum Bestimmen des Grads der Regeneration werden unter Bezug auf Schritt 316 von 3 und 6 weiter ausgearbeitet.
Die Kosten des Füllens des DPF können projizierte Kosten des Füllens des DPF sein und können eine erhöhte Wahrscheinlichkeit enthalten, eine erzwungene und kritisch erforderliche Regeneration aufgrund einer Annäherung der zunehmenden Rußlast an einen hohen Schwellenwert (z. B. der zweite höhere Schwellenwert) vornehmen zu müssen. Die erzwungenen Regenerationen können eine hohe Wahrscheinlichkeit eines ineffizienten Betriebs aufweisen; folglich steigen die projizierten Kosten des Füllens, wenn die Rußlast über den ersten Schwellenwert ansteigt. Ferner kann bei der gegenwärtigen Rußlast und einer geschätzten Rußansammlungsrate (die Ansammlungsrate basierend auf den gegenwärtigen Fahrzeugbetriebsbedingungen und/oder Navigationsinformationen (einschließlich von Zielinformationen) von einem Navigationssystem (z. B. GPS)) eine Schätzung eines verbleibenden Horizonts (z. B. verbleibende Fahrtdistanz, verbleibende Dauer usw.), bevor eine erzwungene Regeneration erforderlich wird, bestimmt werden. Zum Beispiel kann eine vorhergesagte Dauer, die kleiner ist als eine vorhergesagte Schwellenwertdauer, die Kosten des Füllens erhöhen. Das heißt, dass die Kosten des Füllens bei abnehmender vorhergesagter Dauer steigen können. Des Weiteren kann Füllen des DPF auch eine Regenerationsbelastung für ein nächstes Regenerationsereignis erhöhen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer teilweisen Regeneration aufgrund einer längeren Regenerationsdauer, die für höhere Rußlasten erforderlich ist, erhöht wird. Anders ausgedrückt, können bei zunehmender Rußlast längere Regenerationsdauern erforderlich sein. Daher kann eine Wahrscheinlichkeit einer teilweisen Regeneration steigen und infolgedessen können die Kosten des Füllens steigen. Des Weiteren kann Füllen des DPF außerdem den Abgasgegendruck erhöhen, wodurch effizienter Motorbetrieb aufgrund höherer Pumpverluste reduziert wird.
Die Kosten der Regeneration können projizierte Kosten der Regeneration sein und können Kraftstoffkosten zum Anspringen des DOC, bevor eine Regenerationstemperatur über der DOC-Temperatur erzeugt werden kann, enthalten. Daher können die Kosten der Regeneration auf der DOC-Temperatur basieren. Zum Beispiel kann unter Kaltstartbedingungen zusätzlicher Kraftstoff zum Anspringen des DOC erforderlich sein, bevor eine Regenerationstemperatur hergestellt ist. Daher kann eine Kraftstoffmenge, die zum Erhöhen der Abgastemperatur zur Regeneration erforderlich ist, unter Kaltstartbedingungen höher sein als während des Fahrzeugbetriebs, wenn der DOC die Anspringtemperatur erreicht hat. Infolgedessen können die Kosten der Regeneration unter Bedingungen mit kaltem DOC (z. B. bei Kaltstarts) höher sein als die Kosten der Regeneration unter Bedingungen nach Erreichen des DOC-Anspringens, da zum Erreichen der Regenerationstemperatur nach dem Anspringen des DOC weniger Kraftstoff erforderlich sein kann. Ferner können die Kosten der Regeneration Kraftstoffkosten zum Erreichen von X % Regeneration bei gegenwärtigen Rußlastbedingungen enthalten. Zum Beispiel können die Kosten der Regeneration bei einer gegebenen Rußlast kleiner als der erste Schwellenwert, wenn eine unzureichende Rußlast vorhanden ist (z. B. zwischen p0 und p1 in 2), größer sein als die Kosten der Regeneration bei einer gegebenen Rußlast größer als der erste Schwellenwert (z. B. in der Regenerationszone zwischen p1 und p2 in 2), da die Wärmeabgabe nach ihrer Erzeugung für niedrigere Rußlast unter Umständen nicht vollständig genutzt wird.
In einem Beispiel kann eine Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch-Optimierungsfunktion Verkehrsinformationen vom Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk (z. B. eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit (das heißt, Geschwindigkeit des Fahrzeugs, das das DPF enthält, für das die Regenerationsparameter bestimmt werden), Geschwindigkeit des führenden Fahrzeugnetzwerks, Distanz zwischen dem Zielfahrzeug und dem führenden Fahrzeugnetzwerk usw.) und/oder Navigationsinformationen von einem Fahrzeugtelematiksystem, das in einem globalen Positionierungssystem enthalten ist, (gegenwärtiger Längengrad, gegenwärtiger Breitengrad, Ziel-Längengrad, Ziel-Breitengrad, Fahrtverlauf, Wahrscheinlichkeit eines Umwegs, Auswirkung aufgrund eines Umwegs usw.) und ein drahtloses Kommunikationsnetzwerksystem zum Bestimmen der Regenerationsparameter nutzen. Ferner kann die Kraftstoffmehrverbrauchoptimierung gegenwärtige Rußlastinformationen von einer Rußansammlung-Modellierfunktion basierend auf Motordrehzahl, Pedalposition, Fahrzeuggeschwindigkeit, Kraftstoffeinspritzmenge, Nach-Kraftstoffeinspritzmenge, Partikelfiltertemperatur, Abgastemperatur usw. als Eingang nutzen, um die Regenerationsparameter zu bestimmen. Nach Bestimmen der Regenerationsparameter für die gegenwärtige Rußlast basierend auf den Verkehrsinformationen und/oder Navigationsinformationen können die Regenerationsparameter (der RFF, die projizierten Kosten des Füllens und die projizierten Kosten der Regeneration) unter gegenwärtigen Rußlastbedingungen von der Steuerung aktualisiert werden. Nach dem Aktualisieren der Regenerationsparameter kann das Verfahren 300 mit 310 fortfahren. Bei 310 kann das Verfahren 300 enthalten, zu bestimmen, ob opportunistische Regenerationsbedingungen erfüllt wurden. Zum Beispiel können opportunistische Regenerationsbedingungen enthalten, zu bestimmen, ob die Kosten der Regeneration des DPF niedriger sind als die Kosten des Füllens des DPF unter gegenwärtigen Betriebsbedingungen. In einigen Beispielen können opportunistische Regenerationsbedingungen enthalten, zu bestimmen, ob die Kosten der Regeneration des DPF niedriger sind als die Kosten des Füllens unter gegenwärtigen Betriebsbedingungen, und können ferner enthalten, zu bestimmen, ob eine Wahrscheinlichkeit, dass die Kosten der Regeneration für eine Regenerationsdauer (und/oder eine -distanz) größer als eine Schwellenwert-Regenerationsdauer (und/oder eine Schwellenwert-Regenerationsdistanz) von einem gegenwärtigen Zeitpunkt (und/oder Ort) niedriger bleiben als die Kosten des Füllens, größer ist als eine Schwellenwert-Wahrscheinlichkeit. In einigen anderen Beispielen können opportunistische Regenerationsbedingungen enthalten, zu bestimmen, ob eine Differenz zwischen den Kosten des Füllens und den Kosten der Regeneration größer ist als eine Schwellenwert-Differenz, und können ferner enthalten, zu schätzen, ob die Differenz für die Regenerationsdauer (und/oder die Regenerationsdistanz) größer als die Schwellenwert-Regenerationsdauer (und/oder die Schwellenwert-Regenerationsdistanz) vom gegenwärtigen Zeitpunkt (und/oder Ort) größer als die Schwellenwert-Differenz bleiben wird. Auf diese Weise können die Kosten des Füllens und die Kosten der Regeneration, bestimmt basierend auf Fahrerverhalten (bestimmt aus den Verkehrs- und/oder Navigationsvorschauinformationen) und Fahrzeugbetriebsbedingungen, zum Bewerten der Optimalität der Regeneration genutzt werden.
Während die Kosten des Füllens und die Kosten der Regeneration zum Bestimmen opportunistischer Regenerationsbedingungen genutzt werden können, wie in den vorstehenden Beispielen diskutiert, wird anerkannt werden, dass in einigen Beispielen die opportunistischen Regenerationsbedingungen zusätzlich oder alternativ enthalten können, zu bestimmen, ob der RFF größer ist als eine Schwellenwert-Wahrscheinlichkeit. Das heißt, die opportunistischen Regenerationsbedingungen können auf den Kosten des Füllens, den Kosten der Regeneration und/oder dem RFF basieren. In einigen anderen Beispielen können die opportunistischen Regenerationsbedingungen enthalten, zu bestimmen, ob ein Grad der Regeneration größer ist als ein Schwellenwert-Grad, wobei der Grad der Regeneration basierend auf dem RFF bestimmt werden kann. Einzelheiten zum Bestimmen des Grads der Regeneration werden unter Bezug auf Schritt 316 in 3 und bei 6 weiter ausgearbeitet. Anders ausgedrückt, kann bestimmt werden, ob ein Umfang der Regeneration, der unter gegenwärtigen Fahrzeug- und Netzwerk-Betriebsbedingungen möglich ist, größer ist als ein Schwellenwert-Umfang.
Ferner können die opportunistischen Regenerationsbedingungen in einigen anderen Beispielen enthalten, eine Fähigkeit des Fahrzeugs zu schätzen, eine Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine Schwellenwert-Geschwindigkeit für eine Schwellenwertdauer beizubehalten, wobei die Schätzung auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer durchschnittlichen Geschwindigkeit anderer Fahrzeuge in einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk basieren kann.
Wenn die Antwort bei 310 JA ist, werden die opportunistischen Regenerationsbedingungen erfüllt, und dementsprechend kann das Verfahren 300 mit 316 fortfahren. Bei 316 kann ein Grad der Regeneration bestimmt werden. Der Grad der Regeneration kann einen Umfang der Regeneration, die durchgeführt werden kann, angeben. Der Grad der Regeneration kann auf dem RFF basieren, wobei der RFF auf der gegenwärtigen Rußlast und den Fahrzeugverkehrsinformationen und/oder -navigationsinformationen basiert. Zum Beispiel kann, wenn der RFF ansteigt, mehr Regeneration durchgeführt werden und infolgedessen kann der Grad der Regeneration steigen. In einem Beispiel kann bestimmt werden, ob eine vollständige unbehinderte Regeneration möglich ist, ob eine teilweise Regeneration möglich ist, ob eine teilweise deterministische Regeneration möglich ist oder ob eine Regenerationsbeendigung unmittelbar bevorsteht. Einzelheiten zum Bestimmen des Grads der Regeneration werden unter Bezug auf 6 weiter ausgearbeitet.
Nach dem Bestimmen des Grads der Regeneration kann das Verfahren 300 mit 318 fortfahren. Bei 318 kann das Verfahren 300 enthalten, einen DPF-Regenerationszyklus zu starten oder den Regenerationszyklus fortzusetzen, basierend auf Fahrzeugnetzwerkinformationen mit Kraftstoffsteuerung, um den aktualisierten Wert eines gewünschten Regenerationsumfangs zu reflektieren, wie von dem aktualisierten RFF verfügbar.
Ferner können die Entscheidungen hinsichtlich der DPF-Regeneration wie Starten des Regenerationszyklus, Stoppen des Regenerationszyklus und der Grad der Regeneration auf den Verkehrs- und Navigationsinformationen basieren.
Zurückkehrend zu 306, ist, wenn die Antwort bei 306 NEIN ist, die Rußlast nicht größer als die erste Schwellenwertmenge und dementsprechend fährt das Verfahren 300 mit 314 fort. Bei 314 enthält das Verfahren 300, zu bestimmen, ob Regeneration durchgeführt wird. Wenn die Antwort bei 314 JA ist, wird Regeneration durchgeführt, und als Reaktion darauf, dass die Rußlast kleiner ist als der erste Schwellenwert, kann die gegenwärtige DPF-Regeneration gestoppt werden. Zum Beispiel kann, wenn Nach-Kraftstoffeinspritzung zum Regenerieren des DPF genutzt wird, nach dem Bestimmen, dass die Rußlast kleiner ist als der Schwellenwert, die Nach-Kraftstoffeinspritzung gestoppt werden. Wenn die Antwort bei 314 NEIN ist, wird keine Regeneration durchgeführt, und dementsprechend kann das Verfahren zurückkehren, ohne den DPF zu regenerieren.
Zurückkehrend zu 310, kann das Verfahren 300 mit 312 fortfahren, wenn die Bedingungen für opportunistische Regeneration nicht erfüllt werden. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass die Kosten der Regeneration höher sind als die Kosten des Füllens, wenn der RFF kleiner ist als die Schwellenwert-Wahrscheinlichkeit und/oder wenn die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Kosten der Regeneration für die Regenerationsdauer (und/oder die Regenerationsdistanz) unter den Kosten des Füllens bleiben, größer ist als die Wahrscheinlichkeit der Schwellenwert-Regenerationsdauer (und/oder die Schwellenwert-Regenerationsdistanz) vom gegenwärtigen Zeitpunkt (und/oder Ziel) kleiner ist als die Schwellenwert-Wahrscheinlichkeit, kann das Verfahren 300 mit 312 fortfahren. Bei 312 kann das Verfahren 300 enthalten, zu bestimmen, ob die gegenwärtige Rußlast größer ist als eine zweite Schwellenwertmenge. Der zweite Schwellenwert kann die maximale Rußlast sein, die ohne Regeneration toleriert werden kann, wenn der gegenwärtige Gegendruck und die Motorantriebsparameter gegeben sind. Daher kann der zweite Schwellenwert eine Funktion der Motordrehzahl, der Drehmomentanforderung und der Rußlast sein. Das heißt, der zweite Schwellenwert = f (N, Drehmoment, Rußlast). Wenn die Antwort bei 312 JA ist, stehen Bedingungen übermäßiger Rußlast unmittelbar bevor oder sind im Gange, und dementsprechend kann das Verfahren 300 mit 320 fortfahren. Bei 320 kann das Verfahren 300 basierend nur auf Rußlast regenerieren, um die Rückhalteeffizienz des DPF-Filters aufrecht zu erhalten. Das heißt, wenn die Rußlast größer ist als der zweite Schwellenwert, kann der DPF-Regeneration basierend auf Rußlast vor der DPF-Regeneration basierend auf Verkehrsinformationen und/oder Navigationsinformationen Vorrang gegeben werden.
Wenn die Antwort bei 312 NEIN ist, kann das Verfahren 300 mit 314 fortfahren, um zu bestimmen, ob DPF-Regeneration durchgeführt wird. Wenn die Antwort bei 314 JA ist, wird Regeneration durchgeführt, und als Reaktion darauf, dass die Rußlast kleiner ist als der zweite Schwellenwert, kann die gegenwärtige DPF-Regeneration gestoppt werden. Wenn zum Beispiel die Rußlast nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, kann dem RFP Vorrang gegeben werden, und dementsprechend kann die Rußlast-Regeneration gestoppt werden, bis Bedingungen für opportunistische Regeneration erfüllt werden oder bis die Rußlast über den zweiten Schwellenwert zunimmt. In einem Beispiel kann, wenn Nach-Kraftstoffeinspritzung zum Regenerieren des DPF genutzt wird, nach dem Bestimmen, dass die Rußlast kleiner ist als der zweite Schwellenwert, die Nach-Kraftstoffeinspritzung gestoppt werden. Wenn die Antwort bei 314 NEIN ist, wird keine Regeneration durchgeführt, und dementsprechend kann das Verfahren zurückkehren, ohne den DPF zu regenerieren.
Auf diese Weise können intelligente Entscheidungen hinsichtlich von DPF-Regeneration basierend auf Rußlast, einer geschätzten Fähigkeit zum Aufrechterhalten günstiger Regenerationsbedingungen basierend auf Verkehrsinformationen vom Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk, Navigationsinformationen vom Fahrzeug-Navigationssystem und Bewerten eines Kompromisses zwischen Regenerieren und nicht Regenerieren basierend auf den Kosten der Regeneration und den Kosten des Füllens des DPF bestimmt werden. Als ein Ergebnis kann die Anzahl vorzeitiger Regenerationsbeendigungen reduziert werden und die Effizienz der Regeneration kann erhöht werden.
In einem Beispiel kann das Verfahren von 3 ein Verfahren für ein Fahrzeug bereitstellen, umfassend: während einer ersten Bedingung Durchführen von Regeneration eines Partikelfilters basierend auf einer im Partikelfilter angesammelten Rußmenge und einer kostenbasierten opportunistischen Regenerationsbedingung; während einer zweiten Bedingung Durchführen von Regeneration basierend auf der angesammelten Rußmenge und nicht basierend auf der kostenbasierten opportunistischen Regenerationsbedingung; und wobei die kostenbasierte Regenerationsbedingung basierend auf einem oder mehreren von Verkehrsinformationen eines Fahrzeugnetzwerks, das das Fahrzeug und ein oder mehrere Fahrzeuge, die vor dem Fahrzeug innerhalb einer Schwellenwertdistanz fahren, enthält, und von Zielinformation eines Ziels des Fahrzeugs bestimmt wird.
Das Verfahren enthält ferner, dass die erste Bedingung enthält, dass die Rußmenge größer ist als eine erste Schwellenwertmenge und kleiner ist als eine zweite Schwellenwertmenge; und wobei die zweite Schwellenwertmenge größer ist als die erste Schwellenwertmenge; wobei die zweite Bedingung enthält, dass die Rußmenge größer ist als die zweite Schwellenwertmenge.
Das Verfahren enthält ferner, dass Bestimmen der kostenbasierten opportunistischen Regenerationsbedingung Bestimmen erster Kosten des Füllens des Filters und zweiter Kosten der Regeneration des Filters enthält; wobei die ersten Kosten des Füllens auf einer Wahrscheinlichkeit erzwungener Regeneration, einer Wahrscheinlichkeit teilweiser Regeneration und einer geschätzten Auswirkung des Füllens des Filters auf eine Effizienz eines Motors im Fahrzeug basieren; und wobei die zweiten Kosten der Regeneration auf ersten Kraftstoffkosten zum Erreichen einer Diesel-Oxidationskatalysator-Anspringtemperatur und zweiten Kraftstoffkosten zum Erreichen eines gewünschten Regenerationsumfangs basieren.
Das Verfahren umfasst ferner Starten der Regeneration des Filters als Reaktion darauf, dass die zweiten Kosten der Regeneration unter die ersten Kosten des Füllens fallen, Stoppen der Regeneration des Filters als Reaktion darauf, dass die zweiten Kosten der Regeneration über die ersten Kosten des Füllens steigen, oder als Reaktion darauf, dass eine geschätzte Dauer der zweiten Kosten der Regeneration niedriger als eine Schwellenwertdauer unter den ersten Kosten des Füllens bleiben.
Das Verfahren enthält ferner, dass Bestimmen der kostenbasierten opportunistischen Regenerationsbedingung enthält, eine bedingte Wahrscheinlichkeit zum Erzielen eines gewünschten Regenerationsumfangs basierend auf einer verbleibenden Distanz zum Erreichen eines Endziels, einer mittleren Fahrzeugnetzwerkgeschwindigkeit eines führenden Fahrzeugnetzwerks, einer mittleren Netzwerklast des führenden Fahrzeugnetzwerks und einer Umwegwahrscheinlichkeit zu bestimmen; und umfasst ferner, das Filter als Reaktion darauf, dass die bedingte Wahrscheinlichkeit über eine im Voraus ausgewählte Wahrscheinlichkeit ansteigt, zu regenerieren.
Fortfahrend mit 4, wird ein Blockdiagramm gezeigt, das ein beispielhaftes Verfahren 400 für opportunistische Regenerationen darstellt. Das Verfahren 400 kann enthalten, den Verkehrs- und/oder Navigationsinformationen-basierten Regeneration-Zeitplaner 404 zu nutzen, um intelligente DPF-Regenerationsentscheidungen zu bestimmen, die Regenerationseinleitung, Regenerationsbeendigung und einen Grad der Regeneration enthalten. Zum Beispiel kann der Regeneration-Zeitplaner 404 Eingang von einem RFP-Kostenoptimierer 402 empfangen, wobei der Eingang vom Optimierer eine RFP-Kostenfunktion basierend auf Kosten der Regeneration und Kosten des Füllens des DPF enthalten kann. Ferner kann der Regeneration-Zeitplaner 404 Informationen von einem Fahrzeugnavigationssystem als Eingang empfangen, wobei der Eingang vom Navigationssystem den gegenwärtigen Ort, das Ziel und Routeninformationen enthalten kann. Basierend auf den Eingängen vom RFP-Kostenoptimierer 402 und Fahrzeugnavigationssystem kann der Regeneration-Zeitplaner eine Strategie zum Bewerten eines Kompromisses zwischen Regenerieren und nicht Regenerieren bestimmen, kann bestimmen, ob Regeneration durchgeführt werden kann, und, wenn die Entscheidung für Regeneration getroffen wird, kann der Zeitplaner ein optimales Fenster für Regeneration bestimmen und Entscheidungen für DPF-Regeneration ausgeben, die einen Beginn der Regeneration, einen vorhergesagten Stopp der Regeneration und einen Grad der Regeneration enthalten.
In einem Beispiel kann, wenn bestimmt wird, dass die Kosten der Regeneration niedriger sind als die Kosten des Füllens, und bestimmt wird, dass die Kosten der Regeneration für eine vorhergesagte Dauer, die größer ist als die erste Schwellenwertdauer, niedriger als die Kosten des Füllens bleiben können, der Regeneration-Zeitplaner bestimmen, dass eine vollständige unbehinderte Regeneration durchgeführt werden kann, und kann dementsprechend eine Anfangszeit und eine Stoppzeit der Regeneration bestimmen.
In einem anderen Beispiel kann, wenn bestimmt wird, dass die Kosten der Regeneration niedriger sind als die Kosten des Füllens, und bestimmt wird, dass die Kosten der Regeneration für eine vorhergesagte Dauer, die geringer als die erste Schwellenwertdauer und größer als eine zweite Dauer ist, niedriger als die Kosten des Füllens bleiben können, der Regeneration-Zeitplaner 404 bestimmen, dass eine teilweise Regeneration durchgeführt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann, wenn eine Differenz zwischen den Kosten des Füllens und den Kosten der Regeneration kleiner ist als eine Schwellenwert-Differenz und wenn die Kosten der Regeneration für die vorhergesagte Dauer, die kleiner als die erste Schwellenwertdauer und größer als eine zweite Schwellenwertdauer ist, niedriger als die Kosten des Füllens bleiben können, der Regeneration-Zeitplaner 404 bestimmen, dass eine teilweise Regeneration durchgeführt werden kann.
In noch einem anderen Beispiel kann, wenn bestimmt wird, dass die Kosten der Regeneration niedriger sind als die Kosten des Füllens, und bestimmt wird, dass die Kosten der Regeneration für eine vorhergesagte Dauer, die geringer ist als die zweite Dauer, niedriger als die Kosten des Füllens bleiben können, der Regeneration-Zeitplaner 404 bestimmen, dass eine DPF-Regeneration nicht durchgeführt werden kann.
Der RFP-Kostenoptimierer 402 kann Rußansammlungsinformationen und Navigations- und Ortsinformation als Eingang empfangen und kann eine RFP-Kostenfunktion basierend auf den Kosten des Füllens und den Kosten der Regeneration des DPF ausgeben. Zum Beispiel kann unter Kaltstartbedingungen, wenn der Betrieb des Fahrzeugs gerade begonnen wurde, die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger sein als eine Schwellenwert-Geschwindigkeit und kann die Abgastemperatur für DPF-Regeneration nicht günstig sein. Ferner kann die Rußlast niedriger sein als die Schwellenwertlast. Infolgedessen können die Kosten des Füllens des DPF niedriger sein als die Kosten der Regeneration des DPF. Wenn die Rußlast jedoch größer ist als der Schwellenwert, wenn das Fahrzeug auf Abgastemperaturen aufgewärmt ist, die für DPF-Regeneration günstig sein können, und wenn vorhergesagt wird (basierend auf Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk- und Navigationsdaten), dass das Fahrzeug für eine Schwellenwert-Betriebsdauer bei einer Geschwindigkeit größer als eine gewünschte Geschwindigkeit betrieben werden kann, können die Kosten der Regeneration des DPF unter die Kosten des Füllens fallen.
Eine Rußansammlungsfunktion 406 kann eine Rußlast (das heißt, eine Menge angesammelter Partikel) basierend auf Fahrzeugbetriebsbedingungen wie Motordrehzahl-, Pedalposition-, Fahrzeuggeschwindigkeit-, Motorauszeit- und Abgastemperatur-Informationen bestimmen. Der Rußlastausgang von der Rußansammlungsfunktion kann als Eingänge für den vorstehend diskutierten RFP-Kostenoptimierer 402 und für ein Regenerationsmodell 408 genutzt werden. Das Regenerationsmodell kann eine Regenerationsrate bestimmen, die anschließend in die Rußansammlungsfunktion eingegeben werden kann, um die Rußlast (oder Rußansammlungsmenge) zu aktualisieren.
In einigen Beispielen können die Regenerationsentscheidungen, die vom Regeneration-Zeitplaner 404 basierend auf Verkehrs- und/oder Zielinformation bestimmt werden, ferner EGR-Optimierung und Ladedruck-Optimierung enthalten.
Durch Nutzung von Verkehrsinformationen, Navigationsinformationen und Rußlast unter gegenwärtigen Fahrzeugbetriebsbedingungen können auf diese Weise Kosten der Regeneration und Kosten des Füllens des DPF bestimmt werden, die genutzt werden können, eine Dauer der Verfügbarkeit opportunistischer Regenerationsbedingungen zu schätzen.
5 zeigt eine Betriebsabfolge 500, die eine beispielhafte Bestimmung der DPF-Regeneration basierend auf einem kostenbasierten System, das Kosten des Füllens des DPF und Kosten der Regeneration des DPF enthält, darstellt. 5 zeigt eine beispielhafte Rußlast an der grafischen Darstellung 501, Kosten für Füllen an der grafischen Darstellung 502, Kosten für Regeneration an der grafischen Darstellung 504, Fahrzeuggeschwindigkeit an der grafischen Darstellung 506 und den Grad der Regeneration an der grafischen Darstellung 508. Die Abfolge der Ereignisse in 5 kann durch Ausführen von Anweisungen im System von 1 gemäß dem Verfahren von 3 bereitgestellt werden. Die vertikalen Markierungen zu den Zeiten t0–t4 repräsentieren interessierende Zeiten während der Abfolge. In sämtlichen der nachstehend diskutierten grafischen Darstellungen repräsentiert die X-Achse die Fahrtzeit des Fahrzeugs und die Zeit nimmt von der linken Seite jeder grafischen Darstellung zur rechten Seite jeder grafischen Darstellung zu.
Die erste grafische Darstellung von oben in 5 repräsentiert die Rußlast (das heißt, die Menge der im DPF angesammelten Partikel) gegen die Zeit. Die Y-Achse repräsentiert die Rußlast und die Rußlast nimmt in der Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die waagerechte Linie 501 repräsentiert einen Rußlast-Schwellenwert, unter dem das DPF nicht regeneriert werden muss.
Die zweite grafische Darstellung von oben in 5 repräsentiert die Kosten gegen die Zeit. Die Y-Achse repräsentiert die Kosten und die Kosten nehmen in der Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die Kurve 502 repräsentiert die Kosten des Füllens des DPF und die Kurve 504 repräsentiert die Kosten der Regeneration des DPF.
Die dritte grafische Darstellung von oben in 5 repräsentiert die Fahrzeuggeschwindigkeit gegen die Zeit. Die Y-Achse repräsentiert die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt in der Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die waagerechte Linie 507 repräsentiert einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Schwellenwert.
Die vierte grafische Darstellung von oben in 5 repräsentiert Bedingungen für opportunistische Regeneration gegen die Zeit. Die Y-Achse repräsentiert einen EIN-Zustand, in dem opportunistische Regeneration durchgeführt werden kann, und einen AUS-Zustand, in dem opportunistische Regeneration nicht durchgeführt werden kann.
Dabei können die Kosten des Füllens die projizierten Kosten des Füllens sein und können auf einer Wahrscheinlichkeit erzwungener Regeneration, einer Wahrscheinlichkeit teilweiser Regeneration und einer geschätzten Auswirkung auf Motoreffizienz aufgrund von erhöhtem Gegendruck, resultierend aus Rußansammlung (das heißt, ein Regeneration-Kraftstoffmehrverbrauch für angesammelte Partikelsubstanz im DPF) basieren. Zum Beispiel können die Kosten des Füllens steigen, wenn die Wahrscheinlichkeit erzwungener Regeneration steigt. Die erzwungenen Regenerationen können eine hohe Wahrscheinlichkeit eines ineffizienten Betriebs aufweisen; folglich steigen die projizierten Kosten des Füllens. Ferner kann bei der gegenwärtigen Rußlast und einer geschätzten Rußansammlungsrate (die Ansammlungsrate basierend auf den gegenwärtigen Fahrzeugbetriebsbedingungen und/oder Navigationsinformationen (einschließlich von Zielinformationen) von einem Navigationssystem (z. B. GPS)) eine Schätzung eines verbleibenden Horizonts (z. B. verbleibende Fahrtdistanz, verbleibende Dauer usw.), bevor eine erzwungene Regeneration erforderlich wird, bestimmt werden. Zum Beispiel kann eine vorhergesagte Dauer, die kleiner ist als eine vorhergesagte Schwellenwertdauer, die Kosten des Füllens erhöhen.
Die Kosten des Füllens können bei erhöhter Wahrscheinlichkeit teilweiser Regeneration steigen. Eine teilweise Regeneration kann die Rußlasten erhöhen und infolgedessen eine Regenerationsbelastung für die nächste Regeneration aufgrund der längeren Regenerationsdauer, die für höhere Rußlasten erforderlich ist, erhöhen. Ferner kann Füllen des DPF außerdem den Abgasgegendruck erhöhen, wodurch effizienter Motorbetrieb aufgrund höherer Pumpverluste reduziert wird. Infolgedessen kann Füllen den RFP erhöhen und folglich können die Kosten des Füllens steigen.
Die Kosten der Regeneration können die projizierten Kosten der Regeneration sein und können auf Kraftstoffkosten zum Anspringen des DOC und Kraftstoffkosten zum Erzielen von X % Regeneration bei gegenwärtigen Rußlastbedingungen basieren. Dabei können die Kraftstoffkosten zum Erzielen von X % Regeneration auf einem oder mehreren von Verkehrsinformationen und/oder Navigationsinformationen, Fahrtzeit, Fahrzeuggeschwindigkeit, Abgastemperatur, Druckabfall über den DPF und Motordrehzahl basieren. Die Verkehrsvorschau kann auf Informationen von einem Fahrzeugnetzwerk basieren, das ein oder mehrere Fahrzeuge enthält, die vor dem Zielfahrzeug fahren (hierin auch als führendes Fahrzeugnetzwerk (LVN) bezeichnet). Informationen vom Fahrzeugnetzwerk können eine durchschnittliche Geschwindigkeit des führenden Fahrzeugnetzwerks, die Distanz zwischen dem Zielfahrzeug und dem führenden Fahrzeugnetzwerk, durchschnittliche Netzwerklastbedingungen, die durchschnittliche Netzwerk-Abgastemperatur usw. enthalten. Die Navigationsvorschau kann auf Informationen von einem Fahrzeugnavigationssystem basieren, das ein globales Positionierungssystem enthält, und kann Ortsinformationen, Zielinformationen und Routeninformationen enthalten.
Zur Zeit t0 kann der Fahrzeugbetrieb gestartet werden (z. B. durch Aktivieren eines Zündschlüssels) und das Fahrzeug kann unter Kaltstartbedingungen betrieben werden (z. B. kann die Temperatur eines Abgaskatalysators niedriger sein als eine Katalysatoranspringtemperatur). Ferner kann die Fahrzeuggeschwindigkeit (grafische Darstellung 506) unter der Schwellenwert-Geschwindigkeit 507 sein (zum Beispiel kann die Fahrzeuggeschwindigkeit bei t0 gleich null sein) und die Rußlast (grafische Darstellung 501) kann geringer sein als die Schwellenwertlast 503. Infolgedessen wird das DPF unter Umständen nicht regeneriert.
Zu Zeiten zwischen t0 und t1 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit steigen, kann aber unter dem Schwellenwert bleiben, und das Fahrzeug kann weiterhin unter Kaltstartbedingungen betrieben werden. Ferner kann die Rußlast zunehmen und zur Zeit unmittelbar vor t1 kann die Rußlast den Schwellenwert erreichen.
Zur Zeit t1 kann die Rußlast größer sein als die Schwellenwertlast. Ferner kann die Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem Schwellenwert sein und das Fahrzeug kann weiterhin unter Kaltstartbedingungen betrieben werden. Aufgrund dessen, dass die Rußlast größer ist als der Schwellenwert, kann die Fahrzeugsteuerung eine RFP-Optimierungsfunktion nutzen, um zu bestimmen, ob DPF-Regeneration durchgeführt werden kann. Die RFP-Optimierungsfunktion kann die Kosten der Regeneration (grafische Darstellung 504) bei gegenwärtigen Betriebsbedingungen ausgeben. Ferner können die Kosten des Füllens des DPF (grafische Darstellung 502) unter gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen bestimmt werden. Die Kosten der Regeneration können höher sein als die Kosten des Füllens, weil das Fahrzeug unter Kaltstartbedingungen betrieben wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem Schwellenwert ist. Infolgedessen wird das DPF unter Umständen nicht regeneriert.
Zu Zeiten zwischen t1 und t2 kann das Fahrzeug fortgesetzt betrieben werden und die Fahrzeuggeschwindigkeit kann über die Schwellenwert-Geschwindigkeit steigen. Bei zunehmender Fahrtzeit kann das Fahrzeug aufgewärmt werden, wobei die Temperatur des Abgaskatalysators über die Anspringtemperatur ansteigt. Die Rußlast kann weiter über die erste Schwellenwertlast steigen. Ferner können die Kosten der Regeneration des DPF bei zunehmender Fahrzeug-Fahrtzeit abnehmen. Die Kosten der Regeneration des DPF können jedoch höher sein als die Kosten des Füllens. Infolgedessen wird das DPF unter Umständen nicht regeneriert.
Zur Zeit unmittelbar nach t2 können die Kosten der Regeneration unter die Kosten des Füllens fallen. Infolgedessen kann die Regeneration des DPF gestartet werden. Das DPF kann mit einer Regenerationssteuerstrategie regeneriert werden. Die Regenerationssteuerstrategie kann enthalten, einen Temperatursollwert des Auspuffs dem DPF vorgeschaltet festzusetzen und die Betriebsbedingungen anzupassen, um die Abgastemperatur auf den Sollwert zu erhöhen. Insbesondere kann ein Temperatursollwert für einen Ort einem DPF vorgeschaltet und einem DOC nachgeschaltet ermittelt werden. Es wird anerkannt werden, dass Implementieren einer Regenerationssteuerstrategie ferner enthalten kann, der Brennkammer eine Nach-Kraftstoffeinspritzung basierend auf gleichbleibenden Bedingungen zuzuführen. Ferner wird anerkannt werden, dass das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der DPF-Regeneration mager sein kann, um das Entfernen der Partikelsubstanz im DPF zu fördern.
Ferner kann ein Grad der Regeneration auf einem oder mehreren von gegenwärtigen Rußlast-Bedingungen, einer vorhergesagten Fahrtzeit mit günstigen Regenerationsbedingung basierend auf Informationen vom Fahrzeugnetzwerk und Fahrzeugnavigationssystem, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer durchschnittlichen Geschwindigkeit der Fahrzeuge in einem führenden Fahrzeugnetzwerk, wobei das Netzwerk über ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk mit dem Fahrzeug verknüpft ist, basieren. Zum Beispiel kann der Grad der Regeneration steigen, wenn die vorhergesagte Fahrtzeit länger wird. In einem Beispiel kann der Grad der Regeneration die Zeitdauer sein, die das DPF-Filter regenerieren kann. In einem anderen Beispiel kann der Grad der Regeneration die Menge Ruß sein, die basierend auf geschätzten Fahrzeug- und Netzwerk-Betriebsbedingungen, die die vorhergesagte Fahrtzeit, vorhergesagte Lastanforderungen und einen vorhergesagten thermischen Zustand des Fahrzeugs enthalten können, regeneriert werden kann.
In einigen Beispielen kann die Entscheidung zum Starten der Regeneration darauf basieren, dass eine Differenz zwischen den Kosten des Füllens und den Kosten der Regeneration größer ist als eine Schwellenwert-Differenz. In einigen anderen Beispielen kann die Entscheidung zum Starten der Regeneration auf einer geschätzten Fähigkeit, die Kosten der Regeneration für eine Dauer, die länger ist als eine Schwellenwertdauer, unter den Kosten des Füllens zu halten, basieren. In noch weiteren Beispielen kann die Entscheidung zum Starten der Regeneration auf einer geschätzten Fähigkeit basieren, die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine Dauer, die größer ist als die Schwellenwertdauer, über der Schwellenwert-Geschwindigkeit zu halten, wobei die Schätzung auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der durchschnittlichen Fahrzeugnetzwerkgeschwindigkeit anderer Fahrzeuge im Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerk basiert. In noch einem anderen Beispiel kann die Entscheidung zum Starten der Regeneration auf dem RFF basieren. Zum Beispiel kann die Regeneration als Reaktion darauf anfangen, dass der RFF über eine Schwellenwert-Wahrscheinlichkeit zum Anfangen steigt.
Zu Zeiten zwischen t2 und t3 kann die Rußlast abnehmen (als Reaktion auf die Regeneration), kann aber über dem ersten Schwellenwert bleiben. Wenn Ruß verbrannt wird, können die Kosten des Füllens abnehmen. Die Kosten der Regeneration können jedoch niedriger sein als die Kosten des Füllens. Als ein Ergebnis kann die DPF-Regeneration fortgesetzt werden.
Zur Zeit t3 können die Kosten der Regeneration gleich den Kosten der Füllens sein. Anschließend können zu Zeiten nach t3 die Kosten der Regeneration steigen und die Kosten des Füllens können unter die Kosten der Regeneration fallen. Infolgedessen kann die DPF-Regeneration beendet werden. Die Kosten der Regeneration können nach t3 steigen, weil zum Beispiel die Rußlast während des vorherigen Regenerationsereignisses reduziert wurde. Der Kraftstoff, der zum Regenerieren eines DPF mit wenigen Partikeln erforderlich ist, ist größer als der eines in hohem Maße belasteten DPF, weil das Verbrennen der angesammelten Partikel einiges der Wärme bereitstellt, die zum Regenerieren des DPF erforderlich ist. In einem Beispiel können die Kosten der Regeneration außerdem als Reaktion auf Fahrzeugnetzwerkinformationen steigen. Wenn die Verkehrsvorschau im hohen Maße ungünstige Bedingungen voraus angibt, können die Kosten der fortgesetzten Regeneration über die Kosten des Füllens steigen. Zum Beispiel können die Informationen vom Fahrzeugnetzwerk und Navigationssystem ein Verlangsamen des führenden Fahrzeugnetzwerks angeben. Infolgedessen können die Kosten der Regeneration steigen. In einem anderen Beispiel kann das Fahrzeug sich seiner Zielbestimmung nähern. Daher können die Kosten der Regeneration steigen. In noch einem anderen Beispiel kann das Fahrzeug von seinem gegenwärtigen Navigationsweg abweichen, was einen Umweg angibt, und folglich kann die Wahrscheinlichkeit eines unmittelbar bevorstehenden Stoppzustands steigen. Infolgedessen können die Kosten der Regeneration steigen. Auf diese Weise kann eine Strategie basierend auf den Kosten der Regeneration, die auf Verkehrs- und Navigationsvorschau basiert, gegen die Kosten des Füllens genutzt werden, DPF-Regenerationsbedingungen sowie Einleitungs- und Beendigungsparameter zu bestimmen.
6 zeigt Regenerationsauswirkungen unter verschiedenen Fahrzeugbetriebsbedingungen, Verkehrsbedingungen und Ortsinformationen. Anders ausgedrückt, wird ein Grad der Regeneration, die während opportunistischer DPF-Regeneration durchgeführt werden kann, unter verschiedenen Fahrzeugbetriebsbedingungen dargestellt. Insbesondere zeigt Tabelle 600 verschiedene Grade der Regeneration (teilweise, vollständige unbehinderte usw.), die basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines Zielfahrzeugs, das ein DPF enthält (V_TV), einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von Fahrzeugen in einem führenden Fahrzeugnetzwerk (V_LVN) und Ortsinformationen genutzt werden können. Zusätzlich zu Fahrzeug-, Verkehrs- und Ortsbedingungen kann der Grad der Regeneration auf einer gegenwärtigen Rußlast und dem RFF, wobei der RFF basierend auf einer verbleibenden Distanz von einem gegenwärtigen Ort zum Endziel oder einem möglichen Endziel bestimmt werden kann (z. B. kann der RFF, wenn die Distanz abnimmt, abnehmen, da die Regeneration vor dem Erreichen des Ziels unter Umständen nicht beendet werden kann, wodurch einer Zunahme einer Wahrscheinlichkeit einer erzwungenen Beendigung beigetragen wird); der Wahrscheinlichkeit von Umwegen bei gegebenem vergangenen Fahrtverlauf und gegenwärtigen GPS-Routeninformationen; einer Wahrscheinlichkeit unbehinderter Regeneration basierend auf den gegenwärtigen Verkehrsinformationen eines führenden Fahrzeugnetzwerks (LVN) von Fahrzeugen, die innerhalb einer Schwellenwertdistanz vor dem Fahrzeug fahren, und der verbleibenden Distanz vom Ziel; Motorlastanforderungen (zum Beispiel erfordert eine größere Steigung eine höhere Motorlast und kann in heißerem Auspuff resultieren, der den RFF erhöhen kann); und einem gegenwärtigen thermischen Zustand des Fahrzeugs (zum Beispiel können Bedingungen höherer Abgastemperatur den RFF erhöhen) basieren.
Unter einer ersten Bedingungen, unter der die Zielfahrzeuggeschwindigkeit größer ist als eine Schwellenwert-Fahrzeuggeschwindigkeit (V_TV > V_LL) und die durchschnittliche Geschwindigkeit des führenden Netzwerks größer als die oder gleich der Zielfahrzeuggeschwindigkeit ist (V_LVN ≥ V_TV), kann das Zielfahrzeug für eine Dauer, die größer ist als eine Schwellenwertdauer, unbehindert fahren. Infolgedessen kann eine vollständige unbehinderte Regeneration ausgeführt werden.
Unter einer zweiten Bedingung, unter der eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit größer als die oder gleich der durchschnittlichen Geschwindigkeit des führenden Fahrzeugnetzwerks ist (V_TV ≥ V_LVN) und die durchschnittliche Geschwindigkeit des führenden Fahrzeugnetzwerks kleiner ist als die Schwellenwert-Geschwindigkeit (V_LVN < V_LL), kann das Zielfahrzeug in das führende Fahrzeugnetzwerk eingehen. Das führende Fahrzeugnetzwerk kann gestoppten Verkehr enthalten. Daher ist unter Umständen nur eine teilweise Regeneration möglich.
Unter einer dritten Bedingung, unter der das Endziel bekannt ist, kann Regeneration auf Kenntnis der Route und Regenerationsparametern (z. B. Rußlast, RFF, Kosten des Füllens, Kosten der Regeneration usw.) basieren. Einzelheiten zum Bestimmen von RFF, Kosten des Füllens und Kosten der Regeneration werden unter Bezugnahme auf 3 diskutiert. Die Regeneration kann eine vollständige Regeneration, eine teilweise Regeneration sein oder die Regeneration wird unter Umständen nicht eingeleitet.
Unter einer vierten Bedingung, unter der das Zielfahrzeug einen Umweg von einer öffentlichen Straße macht, können Parameter sozialer Medien und eines globalen Positionierungssystems genutzt werden, mögliche Fahrzeugstoppbedingungen zu bestimmen. Als Reaktion auf das Detektieren eines Umwegs kann das Zielfahrzeug die Beendigung der DPF-Regeneration vorbereiten. Als ein Ergebnis kann die DPF-Regenerationsbeendigung effizienter gehandhabt werden.
In einem Beispiel kann ein Verfahren selektives Regenerieren eines Dieselpartikelfilters basierend auf einer Rußlast, einer vorhergesagten Zieldistanz und einer geschätzten Fähigkeit zum Beibehalten einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine Schwellenwertgeschwindigkeit für eine Dauer, die größer ist als eine Schwellenwertdauer, umfassen, wobei das Partikelfilter Abgas von einem Motor erhält, der Dieselkraftstoff verbrennt. Das Verfahren kann ferner enthalten, dass die Schätzung auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer durchschnittlichen Geschwindigkeit anderer Fahrzeuge innerhalb eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerks basiert; dass die Rußlast größer ist als eine erste Schwellenwert-Rußlast, die vorhergesagte Zieldistanz größer ist als ein erste Schwellenwertdistanz und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks; und dass das Fahrzeugnetzwerk ein oder mehrere Fahrzeuge enthält, die vor dem Fahrzeug und innerhalb einer Schwellenwertdistanz von dem Fahrzeug fahren. Das Verfahren kann ferner Regenerieren des Partikelfilters basierend auf Rußlast nur als Reaktion darauf, dass die Rußlast größer ist als eine zweite Schwellenwertlast, wobei die zweite Schwellenwertlast größer ist als die erste Schwellenwertlast; Durchführen einer vollständigen Regeneration des Partikelfilters als Reaktion darauf, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die Schwellenwert-Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks; Durchführen einer teilweisen Regeneration des Partikelfilters als Reaktion darauf, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks und die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks niedriger ist als die Schwellenwert-Fahrzeuggeschwindigkeit; und Vorbereiten zum Beenden der Regeneration als Reaktion auf eines oder mehreren von Detektieren eines Fahrzeugumwegs von einem vorhergesagten Weg, dass die vorhergesagte Zieldistanz kleiner ist als eine zweite Schwellenwertdistanz und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die Schwellenwert-Geschwindigkeit, und wobei die zweite Schwellenwertdistanz kleiner ist als die erste Schwellenwertdistanz, umfassen.
Das Verfahren kann ferner Bestimmen erster Kosten des Füllens des Partikelfilters, Bestimmen zweiter Kosten der Regeneration des Partikelfilters, und als Reaktion darauf, dass die zweiten Kosten der Regeneration niedriger sind als die ersten Kosten des Füllens, Beginnen der Regeneration des Partikelfilters umfassen; wobei die ersten Kosten des Füllens auf einer Wahrscheinlichkeit erzwungener Regeneration, einer Wahrscheinlichkeit teilweiser Regeneration und einer geschätzten Auswirkung des Füllens des Filters auf eine Effizienz eines Motors basieren; und wobei die zweiten Kosten der Regeneration auf ersten Kraftstoffkosten zum Erreichen einer Diesel-Oxidationskatalysator-Anspringtemperatur und zweiten Kraftstoffkosten zum Erreichen eines gewünschten Regenerationsumfangs basieren.
Es ist zu beachten, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystem-Konfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen im nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit verschiedenen Sensoren, Stellgliedern und anderer Motor-Hardware enthält, ausgeführt werden. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen repräsentieren. Verschiedene dargestellte Aktionen, Betriebsvorgänge und/oder Funktionen können als solche in der dargestellten Abfolge, parallel ausgeführt oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, wird aber zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der dargestellten Aktionen, Betriebsvorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der besonderen Strategie, die eingesetzt wird, wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Betriebsvorgänge und/oder Funktionen Code grafisch repräsentieren, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Komponenten der Motor-Hardware in Kombination mit der elektronischen Steuerung enthält, ausgeführt werden.
Es wird anerkannt werden, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen in der Art beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, da zahlreiche Abwandlungen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf die Motortypen V-6, I-4, I-6, V-12, gegenüberliegende 4 und andere angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hierin offenbarten Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche zeigen bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen auf, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Inkorporation eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehrere derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob im Umfang weiter als die, enger als die, gleich den oder verschieden von den ursprünglichen Ansprüchen, werden ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.

Claims

Verfahren, umfassend: selektives Regenerieren eines Dieselpartikelfilters basierend auf einer Rußlast, einer vorhergesagten Zieldistanz und einer geschätzten Fähigkeit zum Beibehalten einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine Schwellenwert-Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei das Partikelfilter Abgas von einem Motor erhält, der Dieselkraftstoff verbrennt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die geschätzte Fähigkeit für eine Dauer größer als eine Schwellenwertdauer beibehalten wird und die Schätzung auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer durchschnittlichen Geschwindigkeit anderer Fahrzeuge innerhalb eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Netzwerks basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Rußlast größer ist als eine erste Schwellenwert-Rußlast, die vorhergesagte Zieldistanz größer ist als ein erste Schwellenwertdistanz und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Fahrzeugnetzwerk ein oder mehrere Fahrzeuge enthält, die vor dem Fahrzeug und innerhalb einer Schwellenwertdistanz von dem Fahrzeug fahren.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend Regenerieren des Partikelfilters basierend auf Rußlast nur als Reaktion darauf, dass die Rußlast größer ist als eine zweite Schwellenwertlast, wobei die zweite Schwellenwertlast größer ist als die erste Schwellenwertlast.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend Durchführen einer vollständigen Regeneration des Partikelfilters als Reaktion darauf, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die Schwellenwert-Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend Durchführen einer teilweisen Regeneration des Partikelfilters als Reaktion darauf, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks und die durchschnittliche Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks niedriger ist als die Schwellenwert-Fahrzeuggeschwindigkeit.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend Vorbereiten zum Beenden der Regeneration als Reaktion auf eines oder mehreren von Detektieren eines Fahrzeugumwegs von einem vorhergesagten Weg, dass die vorhergesagte Zieldistanz kleiner ist als eine zweite Schwellenwertdistanz und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die Schwellenwert-Fahrzeuggeschwindigkeit, und wobei die zweite Schwellenwertdistanz kleiner ist als die erste Schwellenwertdistanz.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen erster Kosten des Füllens des Partikelfilters, Bestimmen zweiter Kosten der Regeneration des Partikelfilters, und als Reaktion darauf, dass die zweiten Kosten der Regeneration niedriger sind als die ersten Kosten des Füllens, Beginnen der Regeneration des Partikelfilters.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die ersten Kosten des Füllens auf einer Wahrscheinlichkeit erzwungener Regeneration, einer Wahrscheinlichkeit teilweiser Regeneration und einer geschätzten Auswirkung des Füllens des Filters auf eine Effizienz des Motors basieren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die zweiten Kosten der Regeneration auf ersten Kraftstoffkosten zum Erreichen einer Diesel-Oxidationskatalysator-Anspringtemperatur und zweiten Kraftstoffkosten zum Erzielen eines gewünschten Regenerationsumfangs basieren.
Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend: während einer ersten Bedingung Durchführen von Regeneration eines Partikelfilters basierend auf einer im Partikelfilter angesammelten Rußmenge und einer kostenbasierten opportunistischen Regenerationsbedingung; während einer zweiten Bedingung Durchführen von Regeneration basierend auf der angesammelten Rußmenge und nicht basierend auf der kostenbasierten opportunistischen Regenerationsbedingung; und wobei die kostenbasierte Regenerationsbedingung basierend auf einem oder mehreren von Verkehrsinformationen eines Fahrzeugnetzwerks, das das Fahrzeug und ein oder mehrere Fahrzeuge, die vor dem Fahrzeug innerhalb einer Schwellenwertdistanz fahren, enthält, und von Zielinformation eines Ziels des Fahrzeugs bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Bedingung enthält, dass die Rußmenge größer ist als eine erste Schwellenwertmenge und kleiner ist als eine zweite Schwellenwertmenge; und wobei die zweite Schwellenwertmenge größer ist als die erste Schwellenwertmenge.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die zweite Bedingung enthält, dass die Rußmenge größer ist als die zweite Schwellenwertmenge.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei Bestimmen der kostenbasierten opportunistischen Regenerationsbedingung Bestimmen erster Kosten des Füllens des Filters und zweiter Kosten der Regeneration des Filters enthält; wobei die ersten Kosten des Füllens auf einer Wahrscheinlichkeit erzwungener Regeneration, einer Wahrscheinlichkeit teilweiser Regeneration und einer geschätzten Auswirkung des Füllens des Filters auf eine Effizienz eines Motors im Fahrzeug basieren; und wobei die zweiten Kosten der Regeneration auf ersten Kraftstoffkosten zum Erreichen einer Diesel-Oxidationskatalysator-Anspringtemperatur und zweiten Kraftstoffkosten zum Erreichen eines gewünschten Regenerationsumfangs basieren.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend Starten der Regeneration des Filters als Reaktion darauf, dass die zweiten Kosten der Regeneration unter die ersten Kosten des Füllens fallen.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend Stoppen der Regeneration des Filters als Reaktion darauf, dass die zweiten Kosten der Regeneration über die ersten Kosten des Füllens steigen, oder als Reaktion darauf, dass eine geschätzte Dauer der zweiten Kosten der Regeneration weniger als eine Schwellenwertdauer unter den ersten Kosten des Füllens bleiben.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei Bestimmen der kostenbasierten opportunistischen Regenerationsbedingung enthält, eine bedingte Wahrscheinlichkeit zum Erzielen eines gewünschten Regenerationsumfangs basierend auf einer verbleibenden Distanz zum Erreichen eines Endziels, einer durchschnittlichen Fahrzeugnetzwerkgeschwindigkeit eines führenden Fahrzeugnetzwerks, einer durchschnittlichen Netzwerklast des führenden Fahrzeugnetzwerks und einer Umwegwahrscheinlichkeit zu bestimmen; und ferner umfassend, das Filter als Reaktion darauf, dass die bedingte Wahrscheinlichkeit über eine im Voraus ausgewählte Wahrscheinlichkeit ansteigt, zu regenerieren.
System für ein Fahrzeug, umfassend: einen Motor mit einem Auspuffrohr; ein Partikelfilter, das einer Emissionsteuerungsvorrichtung nachgeschaltet in dem Auspuffrohr gekoppelt ist; ein Kommunikationsmodul zum kommunikativen Koppeln des Fahrzeugs an ein nicht fahrzeugseitiges Cloud-Netzwerk und zum kommunikativen Koppeln des Fahrzeugs an ein Navigationssystem; und ein computerlesbares Speichermedium mit darauf codierten Anweisungen zum Steuern der Regeneration des Partikelfilters, enthaltend: Anweisungen zum Einleiten von Partikelfilter-Regeneration als Reaktion auf eine Menge abgelagerter Partikel und eine geschätzte Fähigkeit zum Halten von Kosten der Regeneration kleiner als Kosten des Füllens des Filters für eine Dauer größer als eine Schwellenwertdauer; Anweisungen zum Beenden der Partikelfilter-Regeneration als Reaktion auf eines oder mehreren von Fallen der Menge abgelagerter Partikel unter einen Schwellenwert-Prozentsatz abgelagerter Partikel und Steigen der Kosten der Regeneration über die Kosten des Füllens; wobei der Schwellenwert-Prozentsatz abgelagerter Partikel auf einer Partikel-Verbrennungsrate basiert.
System nach Anspruch 19, wobei die Anweisungen Bestimmen der Kosten der Regeneration basierend auf einem vorhergesagten Verhalten eines Fahrzeugfahrers enthalten, wobei das vorhergesagte Verhalten basierend auf einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer durchschnittlichen Geschwindigkeit eines führenden Fahrzeugnetzwerks, das ein oder mehrere Fahrzeuge enthält, die vor dem Fahrzeug fahren und mit dem Cloud-Netzwerk kommunizieren, einem gegenwärtigen Ort des Fahrzeugs, einem Ziel des Fahrzeugs und einem Fahrtverlauf bestimmt wird.