DE102016122849A1

DE102016122849A1 - Rußbeladungsschätzung während der Leerlaufleistung oder Niedriglast

Info

Publication number: DE102016122849A1
Application number: DE102016122849.4A
Authority: DE
Inventors: Tony J. Hall; Yinghuan Lei; Weiwen Wang; Daniel D. Wilhelm
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2017-06-08
Also published as: CN106812576A; US20190107029A1; CN106812576B; US10781739B2; CN110735696A; GB2545086A; US20170159535A1; CN110735696B; GB2545086B; US10273858B2

Abstract

Ein System kann einen Motor, ein Nachbehandlungssystem mit einem Partikelfilter, und eine Steuerung aufweisen. Die Steuerung ist ausgebildet, einen Zeitwert seit einem letzten Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert zu vergleichen. Als Reaktion darauf, dass der Zeitwert größer als der oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, verringert die Steuerung einen Durchsatzschwellenwert auf einen niedrigeren Durchsatzschwellenwert. Sofern die Durchflussmenge größer ist als der oder gleich dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert ist, aktiviert die Steuerung ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren. Eine kombinierte Rußbeladungsschätzung wird dann mittels einer Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens als Reaktion auf den niedrigeren Durchsatzschwellenwert berechnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein das Gebiet von Nachbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren.
HINTERGRUND
Bei Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise Dieselmotoren, können Stickoxid-Verbindungen (NO_x-Verbindungen) und Feststoffteilchen in das Abgas abgegeben werden. Um NO_x-Emissionen zu reduzieren, kann ein SCR-Verfahren eingesetzt werden, um die NO_x-Verbindungen in neutralere Verbindungen wie zweiatomigen Stickstoff, Wasser oder Kohlendioxid mit Hilfe eines Katalysators und eines Reduktionsmittels umzuwandeln. Der Katalysator kann in einer Katalysatorkammer eines Abgassystems, beispielsweise derjenigen eines Fahrzeugs oder einer Energieerzeugungseinheit, enthalten sein. Ein Reduktionsmittel, wie wasserfreies Ammoniak, wässrige Ammoniaklösung oder Harnstoff, wird üblicherweise vor der Katalysatorkammer in den Abgasstrom eingebracht. Ein Dieselrußpartikelfilter (DPF) kann in dem Verbrennungsmotor enthalten sein, entweder alleine oder innerhalb eines SCR-Systems, um die Feststoffteilchen aus dem Abgasstrom zu beseitigen. In manchen Fällen kann sich der DPF strömungsaufwärts vom System für selektive katalytische Reduktion, strömungsabwärts vom System für selektive katalytische Reduktion oder innerhalb des Systems für selektive katalytische Reduktion befinden. Um das Reduktionsmittel für den SCR-Prozess in den Abgasstrom einzubringen, kann ein SCR-System das Reduktionsmittel durch ein Dosierungsmodul, das das Reduktionsmittel strömungsaufwärts der Katalysatorkammer in ein Abgasrohr des Abgassystems verdampft oder sprüht, dosieren oder anderweitig einbringen. Das SCR-System kann einen oder mehrere Sensoren aufweisen, um die Zustände innerhalb des Abgassystems zu überwachen.
ZUSAMMENFASSUNG
Hierin beschriebene Umsetzungsformen beziehen sich auf die Rußbeladungsschätzung während Leerlauf- oder Niedriglast-Betriebsverhältnissen. Während Leerlauf- oder Niedriglast-Betriebsverhältnissen können die Druckmessungen für ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren (delta pressure soot load estimation (DPSLE)) bei niedrigen Werten liegen, sodass kleine Fehler, die durch Drucksensorvorrichtungen und/oder sonstige Systemfehler bedingt sind, die Messungen beeinträchtigen können. Dementsprechend kann, bei derartigen Leerlauf- oder Niedriglastdrehzahlen, eine Steuerung zum Detektieren der Rußanreicherung an den Nachbehandlungskomponentenaufgrund der Zuverlässigkeit derartige Messungen zum Detektieren der Rußanreicherung ignorieren oder verwendet diese nicht. Wenn jedoch ein Motor über einen längeren Zeitraum, wie etwa länger als 5 Stunden, 10 Stunden, 50 Stunden oder 100 Stunden hinweg bei niedriger Drehzahl läuft, kann der ignorierte Rußbeladungsschätzwert aus dem DPSLE-Verfahren einen ungenauen Schätzung zur Folge haben, wobei die Rußanreicherung, wie beispielsweise in einem DPF des Nachbehandlungssystems, nicht erkannt wird, sofern lediglich ein Schätzungsverfahren zur massebezogenen Rußbeladungsrate (mass-based soot load rate (MBSLR)) verwendet wird. Dementsprechend kann eine Unterroutine der Steuerung regelmäßig bzw. periodisch (z. B. alle 8 Stunden, 10 Stunden, 20 Stunden usw.) den Durchsatzschwellenwert zum Verwenden einer DPSLE-Messung absenken und/oder die Motordrehzahl erhöhen und/oder das Abgasrückführungsventil (AGR) modifizieren, um den Abgasstrom durch das Nachbehandlungssystem auf ein ausreichend hohes Niveau zu erhöhen, um eine DPSLE-Messung zu erlangen. Bei einigen Umsetzungsformen kann die Unterroutine der Steuerung einen Kraftstoffdruck, einen Einspritzbeginn, eine Geometrie eines Variable-Turbinengeometrie-Laders und/oder eine Ansaugdrossel oder Abgasdrossel modifizieren, um den Abgasstrom durch das Nachbehandlungssystem zu erhöhen. Die DPSLE-Messung kann dann als ein bekannter Datenpunkt verwendet werden, um die kombinierte Rußbeladungsschätzung (combined soot load estimate (CSLE)) zu aktualisieren. Bei einigen Umsetzungsformen kann die Steuerung außerdem den Durchsatzschwellenwert für den CSLE senken, um die DPSLE-Messung zu verwenden.
Eine Umsetzungsform betrifft ein System, das einen Motor, ein Nachbehandlungssystem mit einem Partikelfilter, und eine Steuerung umfasst. Die Steuerung ist augebildet, Motorbetriebszustände zum Motor zu empfangen und die Motorbetriebszustände mit einem oder mehreren Motorbetriebsschwellenwerten zu vergleichen. Die Steuerung ist außerdem ausgebildet, einen Zeitwert seit einem letzten Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert zu vergleichen. Die Steuerung ist außerdem ausgebildet, einen Durchsatzschwellenwert auf einen niedrigeren Durchsatzschwellenwert in Reaktion auf den Zeitwert, der größer oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, abzusenken, eine Durchflussmenge mit dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert zu vergleichen, und ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren als Reaktion auf das Feststellen, dass die Durchflussmenge größer oder gleich dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert ist, zu aktivieren. Die Steuerung ist außerdem ausgebildet, eine kombinierte Rußbeladungsschätzung mittels einer Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens als Reaktion auf den niedrigeren Durchsatzschwellenwert zu berechnen.
Bei einigen Umsetzungsformen weisen die Motorbetriebszustände eine Motorbetriebsdauer auf und der eine oder die mehreren Motorbetriebsschwellenwerte weisen einen vorbestimmten Motorbetriebsdauerschwellenwert. Der vorbestimmte Motorbetriebsdauerschwellenwert kann mindestens 5 Stunden betragen. Bei einigen Umsetzungsformen weisen die Motorbetriebszustände eine Motordrehzahl pro Minute auf und der eine oder die mehreren Motorbetriebsschwellenwerte weisen einen vorbestimmten Motordrehzahlschwellenwert (Umdrehungen pro Minute) auf. Bei einigen Umsetzungsformen kann die Steuerung außerdem ausgebildet sein, eine Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem als Reaktion auf den Zeitwert, der größer oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, zu erhöhen. Bei einigen Umsetzungsformen weist das Erhöhen der Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem ein Schließen eines Abgasrückführungsventils und/oder ein Erhöhen einer Motordrehzahl pro Minute auf. Das Erhöhen der Motordrehzahl pro Minute kann während eines Kraftabnahme-Regenerationsverfahrens erfolgen, das das Modifizieren der Motordrehzahl pro Minute auf einen ersten Wert für eine erste Zeitspanne und das Modifizieren der Motordrehzahl pro Minute auf einen zweiten Wert für eine zweite Zeitspanne nach der ersten Zeitspanne aufweisen kann. Bei noch weiteren Umsetzungsformen kann die Steuerung außerdem ausgebildet sein, den niedrigeren Durchsatzschwellenwert im Zeitablauf zu verringern. Bei noch weiteren Umsetzungsformen kann die Steuerung außerdem ausgebildet sein, ein auf der Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens basierendes Regenerationsverfahren für den Partikelfilter zu aktivieren.
Eine weitere Umsetzungsform betrifft ein Verfahren zum eingreifenden Erhöhuen der Abgasströmung, um ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren zu aktualisieren. Das Verfahren weist einen Vergleich eines Zeitwerts seit einem letzten Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert auf und ein Absenken eines Durchsatzschwellenwerts auf, und zwar auf einen niedrigeren Durchsatzschwellenwert als Reaktion auf den Zeitwert, der größer oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist. Das Verfahren weist außerdem ein Erhöhen einer Durchflussmenge in einem Nachbehandlungssystem des Motors auf als Reaktion auf den Zeitwert, der größer oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, das Vergleichen der erhöhten Durchflussmenge mit dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert auf, und das Aktivieren eines Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens auf, und zwar als Reaktion auf die Feststellung, dass die erhöhte Durchflussmenge größer oder gleich dem Durchsatzschwellenwert ist. Das Verfahren weist außerdem einBerechnen einer kombinierten Rußbeladungsschätzung mittels einer Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens als Reaktion auf den niedrigeren Durchsatzschwellenwert auf.
Bei einigen Umsetzungsformen basiert das Absenkendes Durchsatzschwellenwerts auf einer Motorbetriebsdauer und/oder einer Motordrehzahl pro Minute. Bei einigen Umsetzungsformen weist das Erhöhen der Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem ein Schließen eines Abgasrückführungsventils und/oder ein Erhöhen einer Motordrehzahl pro Minute auf. Das Erhöhen der Motordrehzahl pro Minute kann während eines Kraftabnahme-Regenerationsverfahrens erfolgen. Bei noch weiteren Umsetzungsformen kann das Verfahren außerdem ein Aktivieren eines auf der kombinierten Rußbeladungsschätzung basierenden Regenerationsverfahrens für einen Partikelfilter aufweisen.
Noch eine weitere Umsetzungsform betrifft eine Vorrichtung, die eine Steuerung aufweist, welche eine massenbasierte Rußbeladungsrate-Schaltung, eine Differenzdruck-Ruß-beladungsschätzungs-Schaltung, eine kombinierte Rußbeladungsschätzungs-Schaltung und eine Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung aufweist. Die massenbasierte Rußbeladungsrate-Schaltung ist ausgebildet, eine massenbasierte Rußbeladungsschätzung für einen Partikelfilter eines Nachbehandlungssystems zu bestimmen, und die Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungs-Schaltung ist ausgebildet, eine Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung für den Partikelfilter des Nachbehandlungssystems zu bestimmen. Die kombinierte Rußbeladungsschätzungs-Schaltung ist ausgebildet, basierend auf der massenbasierten Rußbeladungssschätzung und der Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung eine kombinierte Rußbeladungsschätzung für den Partikelfilter des Nachbehandlungssystems zu bestimmen. Die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung ist ausgebildet, einen Zeitwert seit einer letzten Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert zu vergleichen. Die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung ist außerdem ausgebildet, einen Durchsatzschwellenwert auf einen niedrigeren Durchsatzschwellenwert als Reaktion auf den Zeitwert, der größer oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, abzusenken, eine Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem des Motors als Reaktion darauf, dass der Zeitwert größer oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, zu erhöhen, die erhöhte Durchflussmenge mit dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert zu vergleichen, und ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren der Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungs-Schaltung als Reaktion auf das Feststellen zu aktivieren, dass die erhöhte Durchflussmenge größer oder gleich dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert ist. Die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung ist außerdem ausgebildet, eine kombinierte Rußbeladungsschätzung mittels einer Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens als Reaktion auf den niedrigeren Durchsatzschwellenwert zu berechnen.
Bei einigen Umsetzungsformen basiert das Absenken des Durchsatzschwellenwerts auf einer Motorbetriebsdauer und/oder einer Motordrehzahl pro Minute. Bei einigen Umsetzungsformen weist das Erhöhen der Durchflussmenge im Nachbehandlungssystem ein Schließen eines Abgasrückführungsventils und/oder ein Erhöhen einer Motordrehzahl pro Minute. Das Erhöhen der Motordrehzahl pro Minute kann während eines Kraftabnahme-Regenerationsverfahrens erfolgen. Bei noch weiteren Umsetzungsformen ist die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung außerdem ausgebildet, den niedrigeren Durchsatzschwellenwert regelmäßig bzw. periodisch zu verringern. Bei einigen Umsetzungsformen beträgt der vorbestimmte Zeitschwellenwert mindestens 5 Stunden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Details einer oder mehrerer Umsetzungsformen bzw. Implementierungen werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden anhand der Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche ersichtlich. Es zeigen:
1 ein schematisches Blockschaubild eines beispielhaften Nachbehandlungssystems mit einem Dieselrußpartikelfilter für eine Abgasanlage;
2 ein Blockschaubild einer beispielhaften Steuerung mit einer massebezogenen Rußbeladungsrate-Schaltung, einer Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungs-Schaltung, einer kombinierten Rußbeladungsschätzungs-Schaltung und einer Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung;
3 ein Blockschaubild einer Umsetzungsform eines Verfahrens zur Aktivierung einer Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahrens; und
4 ein Ablaufdiagramm einer Umsetzungsform eines Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahrens, um ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren zu aktivieren.
Es ist anzumerken, dass es sich bei manchen oder allen der Figuren um schematische Darstellungen zu Zwecken der Veranschaulichung handelt. Die Figuren werden zum Zweck der Veranschaulichung einer oder mehrerer Implementierungen mit dem expliziten Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht verwendet werden, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu beschränken.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend folgen detailliertere Beschreibungen verschiedener Konzepte bezogen auf sowie Implementierungen von Verfahren, Vorrichtungen und Systemen für die Schätzung der Rußbeladung bei Leerlaufleistung oder niedrigen Drehzahlen. Die verschiedenen, vorstehend vorgestellten und nachstehend ausführlich beschriebenen Konzepte können auf eine von zahlreichen Weisen implementiert werden, da die beschriebenen Konzepte nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Implementierung beschränkt sind. Beispiele für spezielle Implementierungen und Anwendungen werden hauptsächlich zu Zwecken der Veranschaulichung bereitgestellt.
I. Übersicht
Bei einigen Motoren verwendet die Detektion bzw. Erkennung der Menge der Rußanreicherung an strömungsabwärts befindlichen Nachbehandlungskomponenten eine Differenzdruckmessung der Druckveränderung entlang einer Nachbehandlungskomponente, wie etwa durch Verwenden eines strömungsaufwärts und strömungsabwärts befindlichen Drucksensors. Eine derartige Schätzung der Rußbeladung bei den strömungsabwärts befindlichen Nachbehandlungskomponenten kann als die Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung (DPS-LE) bezeichnet werden. Bei einigen weiteren Umsetzungsformen bzw. Ausführungsformen und/oder in Kombination mit dem DPSLE verwendet das Detektieren der Menge der Rußanreicherung an strömungsabwärts befindlichen Nachbehandlungskomponenten eine massenbasierte Rußbeladungsrate (MBSLR), welche ein Modell verwendet, umdie Menge der Rußmasse zu schätzen, die, basierend auf den Betriebszuständen des Motors strömungsabwärts vom Motor ausgestoßen wird. In manchen Fällen können die DPSLE und MBSLR in einer CSLE kombiniert werden, die während des Motorbetriebs genutzt wird,um die Rußbeladung an Nachbehandlungskomponenten, wie etwa einem Partikelfilter und insbesondere einem Dieselrußpartikelfilter (DPF), zu schätzen.
Bei einigen Umsetzungsformen, die Dieselmotoren verwenden, wie etwa Motoren, die als Energie- oder sonstige Kraftquellen eingesetzt werden, und/oder in Fahrzeugen mit niedrigen Lasten oder schwankenden Betriebszyklen, kann der Motor über einen längeren Zeitraum hinweg mit Leerlaufleistung oder bei niedrigen Drehzahlen mit Kraftabnahme (power take off (PTO)) betrieben werden. Beispielsweisekann bei einem als Stromaggregat und/oder für andere Einsatzzwecke in einem Feldeinsatz, wie etwa für den Öl- und Erdgasfeldbetrieb, eingesetzten Dieselmotor der Motor über längere Zeiträume im Leerlauf laufen und/oder arbeitet bei Niedriglast. Während derart langer Zeiträume werden fortwährend Ruß und sonstige Feststoffteilchen erzeugt und reichern sich strömungsabwärts von dem Motor in einem Nachbehandlungssystem an. Bei Fahrzeugen mit niedrigen Lasten oder schwankenden Betriebszyklen, wie etwa Feuerwehrfahrzeuge, Müllfahrzeuge, Schulbusse usw. kann der Motor über längere Zeiträume hinweg ebenfalls derart im Leerlauf und/oder bei Niedriglast betrieben werden, dass fortwährend Ruß und sonstige Feststoffteilchen erzeugt werden und sich strömungsabwärts vom Motor in einem Nachbehandlungssystem anreichern.
Während die DPSLE während des Betriebs mit höherer Drehzahl nützlich sein kann, um die Rußbeladung zu schätzen, können die Druckmessungen bei Betrieb im Leerlauf oder bei niedriger Drehzahl derart niedrige Werte ergeben, dass selbst kleine Fehler, die durch die Drucksensorvorrichtung und/oder sonstige Systemfehler bedingt sind, die Messungen beeinträchtigen können. Dementsprechend kann, bedingt durch die Zuverlässigkeit, eine Steuerung zum Detektieren der Rußanreicherung an den Nachbehandlungskomponenten bei derartigen Leerlauf- oder niedrigen Drehzahlen derartige Messungen zum Detektieren der Rußanreicherung ignorieren oder diese nicht verweden. Wenn ein Motor über einen längeren Zeitraum hinweg bei niedriger Drehzahl läuft, wie beispielsweise mehr als 10 Stunden, mehr als 50 Stunden oder mehr als 100 Stunden lang, kann das Nichtbeachten der DPSLE über diese Zeitspanne hinweg eine wesentliche Rußanreicherung, wie etwa in einem DPF des Nachbehandlungssystems, zur Folge haben.
Bei Umsetzungsformen, die auch den MBSLR-Schätzungen für die Rußbeladung verweden, kann der MBSLR zum Schätzen der Rußbeladung ausreichen, wenn der DPSLE ungenau ist. Da es sich bei der MBSLR jedoch um eine modellbasierte geschätzte Rate der Rußanreicherung basierend auf den Motorbetriebszustände handelt, können sich selbst kleine Fehler bei der Schätzung und/oder sich verändernde Zustände bzw. Bedingungen, unter denen der Motor läuft, auf die tatsächliche Rußanreicherung relativ zu der modellbasierten Schätzung auswirken. Dementsprechend kannüber die ausgedehnte Zeitspanne hinweg die MBSLR-Rußbeladungsschätzung von der tatsächlichen Rußbeladung derart abweichen, dass eine wesentliche Rußanreicherung selbst dann erfolgen kann, wenn der MBSLR eine niedrigere Rußbeladung schätzt.
In manchen Fällen, wenn der Motor nach einem derartigen längerem Zeitraum oberhalb der Leerlaufdrehzahl und/oder oberhalb der Niedrigdrehzahl-Kraftabnahme betrieben wird, kann der DPSLE aufgrund des erhöhten Durchsatzes durch das Nachbehandlungssystem, was zu genaueren Druckmessungen führt, ausgelesen werden. Jedoch ist nach derartigen längeren Betriebszeiträumen bei Leerlauf- oder niedrigen Drehzahlen die Rußanreicherung möglicherweise ausreichend signifikant, um einen Fehler oder Fehler-Code zur Folge zu haben, der aufgrund übermäßiger Rußanreicherung ausgegeben wird. Dementsprechend kann es vorteilhaft sein, eine Unterroutine der Steuerung und/oder einen Mechanismus zur Aktualisierung des CSLE und/oder eine hinreichend genaue DPSLE-Messung während des längeren Zeitraums derart mit einzubeziehen, dass die Rußbeladung über die längeren Zeiträume hinweg genauer geschätzt und/oder ein Regenerations-/Desorptionsverfahren ausgelöst werden kann, um die Rußbeladung zu senken. Beispielsweise kann eine Unterroutine der Steuerung periodisch (z. B. alle 8 Stunden, 10 Stunden, 20 Stunden usw.) einen Durchsatzschwellenwert zur Verwendung des DPSLE-Rußbeladungsschätzung senken und/oder den Abgasstrom durch das Nachbehandlungssystem zur Erlangung einer hinreichend genauen DPSLE-Messung auf ein ausreichend hohes Niveau erhöhen, wie etwa durch Erhöhen der Motordrehzahl und/oder Modifikation des AGR-Ventils. Die DPSLE-Messung kann dann für die kombinierten Rußbeladungsschätzung genutzt werden. Somit kann die kombinierte Rußbeladungsschätzung selbst bei längeren Zeiträumen des Betriebs bei Leerlaufdrehzahl und/ oder Niedrigdrehzahl-Kraftabnahme durch periodisches Erlangen von DPSLE-Messungen genauer geschätzt werden. Durch Erhöhen der Genauigkeit der Rußbeladungsschätzung kann die Menge der Rußbeladung wirksamer gesteuert werden, um die Wahrscheinlichkeit übermäßiger Rußanreicherung und der Auslösung von Fehler-Codes oder Fehlern zu vermindern, wenn der Motor bei höherer Drehzahl als Leerlaufdrehzahl und/oder der Niedrigdrehzahl-Kraftabnahme betrieben wird.
II. Überblick über das Nachbehandlungssystem
1 stellt ein Nachbehandlungssystem 100 mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 für ein Abgassystem 190 dar. Das Nachbehandlungssystem 100 weist einen Partikelfilter (und zwar einen Dieselpartikelfilter (DPF) 102), das Reduktionsmittelzufuhrsystem 110, eine Zersetzungskammer oder einen Reaktor 104, einen SCR-Katalysator 106, und einen Sensor 150 auf.
Der DPF 102 ist ausgebildet, Feinstaub, beispielsweise Ruß, aus im Abgassystem 190 strömendem Abgas zu entfernen. Der DFP 102 weist einen Einlass, durch den das Abgas eintritt, und einen Auslass auf, durch den das Abgas austritt nachdem Feinstaub im Wesentlichen aus dem Abgas gefiltert wurde und/oder Feinstaub in Kohlendioxid umgewandelt wurde.
Die Zersetzungskammer 104 ist ausgebildet, um ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise Harnstoff, wässrige Ammoniaklösung oder AdBlue bzw. diesel exhaust fluid (DEF) in Ammoniak umzuwandeln. Die Zersetzungskammer 104 weist ein Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 mit einem Dosiermodul 112 auf, das ausgebildet ist, das Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Bei einigen Umsetzungsformen wird das Reduktionsmittel stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 106 injiziert. Die Reduktionsmitteltröpfchen durchlaufen dann die Prozesse der Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um gasförmiges Ammoniak innerhalb des Abgassystems 190 zu bilden. Die Zersetzungskammer 104 weist einen Einlass in Fluidverbindung mit dem DPF 102 auf, um das Abgas aufzunehmen, das NO_x-Emissionen enthält, sowie einen Auslass für das Abgas, NO_x-Emissionen, Ammoniak und/oder verbleibendes Reduktionsmittel, um zum SCR-Katalysator 106 zu strömen.
Die Zersetzungskammer 104 weist das an der Zersetzungskammer 104 derart angebrachte Dosiermodul 112 auf, dass das Dosiermodul 112 das Reduktionsmittel in die in dem Abgassystem 190 strömenden Abgase dosieren kann. Das Dosierungsmodul 112 kann einen Isolator 114 aufweisen, der zwischen einem Bereich des Dosierungsmoduls 112 und dem Bereich der Zersetzungskammer 104 platziert ist, an dem das Dosierungsmodul 112 montiert ist. Das Dosierungsmodul 112 ist fluidisch mit einer oder mehreren Reduktionsmittelquellen 116 gekoppelt. Bei einigen Umsetzungsformen kann eine Pumpe 118 verwendet werden, um die Reduktionsmittelquelle 116 für die Zufuhr zum Dosiermodul 112 mit Druck zu beaufschlagen.
Das Dosiermodul 112 und die Pumpe 118 sind ebenfalls elektrisch oder kommunikativ mit einer Steuerung 120 gekoppelt. Die Steuerung 120 ist ausgebildet, das Dosierungsmodul 112 zu steuern, um Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Die Steuerung 120 kann auch ausgebildet sein, umdie Pumpe 118 zu steuern. Die Steuerung 120 kann einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application-specific integrated circuit (ASIC)), eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (field-programmable gate array (FPGA)) usw. oder Kombinationen hiervon aufweisen. Die Steuerung 120 kann einen Speicher aufweisen, der unter anderem eine elektronische, optische, magnetische oder eine andere Speicher- oder Übermittlungsvorrichtung aufweist, die in der Lage ist, einem Prozessor, einer ASIC, einer FPGA usw. Programmanweisungen bereitzustellen. Der Speicher kann einen Speicherchip, einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read only memory (EPROM)), einen Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher aufweisen, aus dem die Steuerung 120 Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können Code von einer beliebigen geeigneten Programmiersprache aufweisen.
Bei bestimmten Umsetzungsformen ist die Steuerung 120 strukturiert, bestimmte Operationen auszuführen, beispielsweise diejenigen, die hierin in Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben sind. Bei bestimmten Umsetzungsformen stellt die Steuerung 120 einen Teil eines Verarbeitungsuntersystems dar, das ein oder mehrere Rechenvorrichtungen mit Speicher-, Verarbeitungs- und Kommunikationshardware aufweist. Bei der Steuerung 120 kann es sich um eine einzelne Vorrichtung oder eine verteilte Vorrichtung handeln, und die Funktionen der Steuerung 120 können durch Hardware und/oder als Computerbefehle auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium durchgeführt werden.
Bei bestimmten Umsetzungsformen weist die Steuerung 120 eine oder mehrere Schaltungen auf, die strukturiert sind, die Operationen der Steuerung 120 funktional auszuführen. Bei bestimmten Umsetzungsformen kann die Steuerung 120 zum Durchführen der mit Bezug zu den 3–5 beschriebenen Aufgaben eine MBSLR-Schaltung, eine DPSLE-Schaltung, eine kombinierte Rußbeladungsschätzungs-Schaltung und eine Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung aufweisen. Die Beschreibung hierin, einschließlich der Schaltungen, betont die strukturelle Unabhängigkeit der Aspekte der Steuerung 120 und veranschaulicht ein mögliches Gruppieren von Operationen und Verantwortlichkeiten der Steuerung 120. Andere Gruppierungen, die ähnliche Gesamtoperationen durchführen, sind als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen zu betrachten. Schaltungen können in Hardware und/oder als Computerbefehle auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Datenspeichermedium implementiert sein, und Schaltungen können über verschiedene Hardware oder computerbasierte Komponenten verteilt sein. Genauere Beschreibungen bestimmter Ausführungsformen der Steuerungsoperationen sind in dem Abschnitt enthalten, der auf 3 bis 5 Bezug nimmt.
Beispielhafte und nicht einschränkende Schaltungimplementierungselemente weisen Sensoren auf, die einen beliebigen, hierin angegebenen Wert bereitstellen, Sensoren, die einen beliebigen Wert bereitstellen, bei dem es sich um einen Vorläufer zu einem hierin angegebenen Wert handelt, Datalink- und/oder Netzwerkhardware einschließlich Kommunikationschips, oszillierender Kristalle, Kommunikationsverbindungen, Kabeln, Twisted-Pair-Verdrahtungen, Koaxialverdrahtungen, abgeschirmter Verdrahtungen, Sendern, Empfängern und/oder Sender-Empfängern, Logikschaltungen, fest verdrahteter Logikschaltungen, rekonfigurierbarer Logikschaltungen in einem bestimmten, nichtflüchtigen Zustand, die entsprechend der Schaltungspezifikation konfiguriert sind, Aktoren einschließlich mindestens eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktors, einer Magnetspule, eines Operationsverstärkers, analoger Steuerelemente (Federn, Filtern, Integratoren, Addierern, Teilern, Verstärkungselementen) und/oder digitaler Steuerelemente.
Der SCR-Katalysator 106 ist ausgebildet, zur Reduktion von NO_x-Emissionen beizutragen, indem ein NO_x-Reduktionsprozess zwischen dem Ammoniak und dem NO_x des Abgases in zweiatomigen Stickstoff, Wasser und/oder Kohlendioxid beschleunigt wird. Der SCR-Katalysator 106 weist einen Einlass in Fluidverbindung mit der Zersetzungskammer 104, von der Abgas und Reduktionsmittel empfangen werden, und einen Auslass in Fluidverbindung mit einem Ende der Abgasanlage 190 auf.
Die Abgasanlage 190 kann weiter einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) in Fluidverbindung mit der Abgasanlage 190 aufweisen (z. B. strömungsabwärts des SCR-Katalysators 106 oder strömungsaufwärts des DPF 102), um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas zu oxidieren.
Bei einigen Implementierungen kann der DPF 102 strömungsabwärts von der Zersetzungskammer oder dem Reaktorrohr 104 positioniert sein. Beispielsweise können der DPF 102 und der SCR-Katalysator 106 in einer einzelnen Einheit, wie etwa einer SDPF, kombiniert sein. Bei einigen Implementierungen kann das Dosiermodul 112 stattdessen strömungsabwärts von einem Turbolader oder strömungsaufwärts von einem Turbolader positioniert sein.
Der Sensor 150 kann mit dem Abgassystem 190 gekoppelt sein, um einen Zustand des Abgasstroms durch das Abgassystem 190 zu erkennen. Bei einigen Implementierungen kann der Sensor 150 einen innerhalb des Abgassystems 190 angeordneten Bereich haben, z. B. kann sich eine Spitze des Sensors 150 in einen Bereich des Abgassystems 190 erstrecken.
Bei anderen Implementierungen kann der Sensor 150 Abgas durch eine andere Leitung empfangen, wie z. B. durch ein Probenrohr, das sich von dem Abgassystem 190 erstreckt. Während der Sensor 150 so dargestellt ist, dass er strömungsabwärts hinter dem SCR-Katalysator 106 positioniert ist, versteht es sich, dass der Sensor 150 an anderen Positionen des Abgassystems 190, einschließlich strömungsaufwärts vor dem DPF 102, innerhalb des DPF 102, zwischen dem DPF 102 und der Zersetzungskammer 104, innerhalb der Zersetzungskammer 104, zwischen der Zersetzungskammer 104 und dem SCR-Katalysator 106, innerhalb des SCR-Katalysators 106 oder stromabwärts des SCR-Katalysators 106 positioniert sein kann. Zusätzlich können zwei oder mehr Sensoren 150 verwendet werden, um einen Zustand des Abgases zu erkennen, wie z. B. zwei, drei, vier, fünf oder sechs Sensoren 150, wobei jeder Sensor 150 an einer der vorerwähnten Positionen des Abgassystems 190 angeordnet ist.
III. Umsetzungsformen der Rußbeladungsschätzung bei Leerlaufleistung oder Niedriglast
2 stellt eine Implementierung einer Steuerung 200 derart dar, dass die Steuerung 120 von 1 eine MBSLR-Schaltung 210, eine DPSLE-Schaltung 220, eine CSLE-Schaltung 230 und eine Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 aufweist. Bei einigen Umsetzungsformen kann die Steuerung 200 ausgebildet sein, um die Aufgaben der hierin beschriebenen Schaltungen 210, 220, 230 und 240 auszuführen. Die MBSLR-Schaltung 210 ist ausgebildet, ein oder mehrere Parameter für Motorbetriebszustände auszuwerten, die charakteristische Werte von Motorbetriebszuständen bezeichnen, wie etwa Kraftstoffmengendurchfluss, Motordrehzahl, Lufteinlassmassenstrom, einen Motorbetriebsdauerwert usw. Die MBSLR-Schaltung 210 kann außerdem einen Parameter auswerten, der einen oder mehrere Parameter für Motorbetriebszustände bezeichnet, welche wiederum charakteristische Werte von Motorbetriebszuständen aus einer Wertetabelle bezeichnen, wie etwa eine oder mehrere in einem Datenspeicher gespeicherte Wertetabellen. Die MBSLR-Schaltung 210 erzeugt, basierend auf dem einen oder der mehreren Parametern für die Motorbetriebszustände, einen Rußbeladungsschätzwert. Die MBSLR-Schaltung 210 kann beispielsweise den einen oder die mehreren Parameter für die Motorbetriebszustände empfangen und mittels einer Gleichung oder einer Wertetabelle, wie etwa einer Massetransportgleichung zur Berechnung einer vom Motor in das Abgassystem ausgestoßenen Rußmasse, basierend auf den Betriebsverhältnissen, und/oder dem Abruf eines Wertes aus einer Wertetabelle, wobei der eine oder mehrere Parameter als Indexwerte genutzt werden, eine geschätzte Rußbeladung bestimmen. Die DPSLE-Schaltung 220 ist ausgebildet, einen Parameter auszuwerten, der einen charakteristischen Wert einer Druckveränderung entlang einer Komponente des Nachbehandlungssystems bezeichnet, wie etwa des DPF 102 von 1. Dies bedeutet, dass Drucksensoren strömungsaufwärts und strömungsabwärts von der Komponente des Nachbehandlungssystems angeordnet sein können. Eine Messung des Drucks strömungsaufwärts und strömungsabwärts von der Komponente des Nachbehandlungssystems kann erfolgen und die Differenz zwischen den beiden Werten (z. B. P_{strömungsaufwärts} – P_{strömungsabwärts}) kann als der Differenzdruck, ∆P, entlang der Komponenten des Nachbehandlungssystems berechnet werden. Die DPSLE-Schaltung 220 berechnet, basierend auf dem Differenzdruckwert, und bei einigen Umsetzungsformen weiteren Parametern (z. B. Abgastemperatur, Abgasmassendurchsatz, DPF-Durchsatz usw.), einen Rußbeladungsschätzwert.
Die Rußbeladungsschätzung von der MBSLR-Schaltung 210 und der DFPSLE-Schaltung 220 werden von der CSLE-Schaltung 230 empfangen und zur Berechnung eines CSLE-Werts verwendet. Bei einigen Umsetzungsformen empfängt die CSLE-Schaltung 230 einen Parameter, der einen charakteristischen Wert eines DPF-Durchsatzes bezeichnet, wie etwa eine ACMS-Rate, die das Volumens von Abgasen bezeichnet, das pro Sekunde durch den DPF fließen. Die CSLE-Schaltung 230 kann ausgebildet sein, den DPF-Durchsatz mit einem vorbestimmten Schwellenwert, wie etwa 0,38 ACMS, zu vergleichen. Sofern der DPF-Durchsatz unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, ist die Rußbeladungsschätung von der DPSLE-Schaltung 220 dann aufgrund des geringen Durchsatzes möglicherweise weniger genau. Dementsprechend ist die DPSLE-Schaltung 220 bei einigen Umsetzungsformen möglicherweise deaktiviert, während der DPF-Durchsatz unter dem Schwellenwert liegt. Bei weiteren Umsetzungsformen wird die Rußbeladungsschätzung von der DPSLE-Schaltung 220 durch die CSLE-Schaltung 230 möglicherweise ignoriert.
Bei zeitlich längerem Betrieb bei Leerlaufleistung oder Niedrigdrehzahl-Kraftabnahme ignoriert die CSLE-Schaltung 230 möglicherweise die Rußbeladungsschätzung von der DPSLE-Schaltung 220 für längere Zeiträume oder nutzt diesen Wert nicht. Dies bewirkt, dass die kombinierte Rußbeladungsschätzung alleine aus dem Rußbeladungsschätzwert der MBSLR-Schaltung 210, dessen Genauigkeit sich im Zeitverlauf zunehmend verschlechtern kann, berechnet wird. Jedoch kann es bei fortschreitendem Zeitverlauf und ebenfalls einhergehender Verschlechterung der Genauigkeit der Rußbeladungsschätzung der MBSLR-Schaltung 210 zu bevorzugen sein, eine weniger genaue Rußbeladungsschätzung von der DPSLE-Schaltung 220 als nur die Rußbeladungsschätzung der MBSLR-Schaltung 210 zu verwenden. In manchen Fällen, falls nach anhaltendem Betrieb im Leerlauf oder Niedrigdrehzahl-Kraftabnahme der Motor derart läuft, dass der DPF-Durchsatz über den Schwellenwert ansteigt, so dass die Rußbeladungsschätzung von der DPSLE-Schaltung 220 verwendet werden kann, kann die tatsächliche Rußbeladung aufgrund aufgelaufener Fehler von der Rußbeladungsschätzung der MBSLR-Schaltung 210 hoch sein, wodurch die Notwendigkeit der Wartung oder sonstiger Eingriffe zur Beseitigung der hohen Rußbeladung die Folge sein kann.
Die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 ist ausgebildet, einen Parameter auszuwerten, der eine Zeit bezeichnet, zu der der DPF-Durchsatz zuletzt den vorbestimmten Schwellenwert überstieg, und die Zeit mit einem Zeitschwellenwert, wie etwa 8 Stunden, 10 Stunden, 20 Stunden, 100 Stunden oder jedem sonstigen Zeitschwellenwert, zu vergleichen. Die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 kann eine Zeituhr starten, wenn der DPF-Durchsatz zuletzt den vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz überstieg und den Wert der Zeituhr periodisch mit dem Zeitschwellenwert vergleichen. Sofern der DPF-Durchsatz über den vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz ansteigt, bevor der Wert der Zeituhr den Zeitschwellenwert übersteigt, setzt die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung die Zeituhr zurück. Sofern der Wert der Zeituhr den Zeitschwellenwert übersteigt, gibt die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 bei einigen Umsetzungsformen einen neuen, niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz aus.
Wenn beispielsweise der vorbestimmte Schwellenwert für den DPF-Durchsatz 0,38 ACMS beträgt und falls der Zeitpunkt, an dem der DPF-Durchsatz zuletzt den vorbestimmten Schwellenwert überstieg, 11 Stunden im Vergleich mit einem Zeitschwellenwert von 10 Stunden beträgt, gibt die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 einen neuen, niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz, wie etwa 0,25 ACMS, 0,2 ACMS usw., an die CSLE-Schaltung 230 aus. Somit kann, sofern der DPF-Durchsatz unter 0,38 ACMS, jedoch über 0,25 ACMS oder 0,2 ACMS liegt, die CSLE-Schaltung 230 die Rußbeladungsschätzung von der DPSLE-Schaltung 220 verwenden, um die kombinierte Rußbeladungsschätzung durch die CSLE-Schaltung 230 zu erzeugen, welche jegliche aufgelaufene Fehler, die eine Folge der Rußbeladungsschätzung der MBSLR-Schaltung 210 über den ausgedehnten Zeitraum hinweg sind, korrigieren kann. Die Erweiterung ermöglicht, dass der Rußbeladungsschätzung von der DPSLE-Schaltung 220 bei niedrigerem ACMS nach ausgedehnten Zeiträumen „vertraut“ werden kann, wobei die Rußbeladungsschätzung alleine von der MBSLR-Schaltung 210 für die kombinierte Rußbeladungsschätzung eine geringere Genauigkeit aufweisen kann. Sofern der DPF-Durchsatz noch immer unter dem niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert liegt, bleibt die DPSLE-Schaltung 220 dann in einem Bereitschaftsmodus und wird von der CSLE-Schaltung 230 nicht genutzt. In manchen Fällen kann, sofern die DPSLE-Schaltung 220 „zuverlässig“ ist, dann dem von der DPSLE-Schaltung 220 an die CSLE-Schaltung 230 ausgegebenen Wert ein höheres Gewicht als normal zugewiesen werden. In manchen weiteren Fällen kann dann, sofern der DPF-Durchsatz für eine gesamte kalibrierbare Zeit, wie etwa 3 Minuten, 5 Minuten, 10 Minuten, 15 Minuten, 30 Minuten usw., über dem niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert liegt und die DPSLE-Schaltung 220 Werte an die CSLE-Schaltung 230 für die kalibrierbare Zeit übergibt, der niedrigere vorbestimmte Schwellenwert zurück auf den vorbestimmten Schwellenwert heraufgesetzt werden und das Verfahren kann wiederholt werden. Während der kalibrierbaren Zeit wird der niedrigere vorbestimmte Schwellenwert selbst dann verwendet, wenn der DPF-Durchsatz den höheren vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Bei einigen Umsetzungsformen kann die gesamte kalibrierbare Zeit das Kumulieren kürzerer einzelner Zeitspannen umfassen, wenn der DPF-Durchsatz über dem niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Bei einigen Umsetzungsformen kann die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 den vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz im Zeitablauf verringern. Beispielsweise kann die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 den vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz in periodischen Schrittgrößen, wie etwa 0,01 ACMS pro Stunde, 0,015 ACMS pro Stunde usw. verringern. Dementsprechend kann die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 den vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz im Zeitablauf langsam verringern, bis der DPF-Durchsatz den Schwellenwert übersteigt, um den Rußbeladungsschätzwert der DPSLE-Schaltung 220 zu verwenden.
In manchen Fällen treten periodisch Desorptionsereignisse auf, wie etwa alle 10 Stunden. Jedoch können Desorptionsereignisse in manchen Fällen nicht genügend Durchsatz für den DPF-Durchsatz erzeugen, um den vorbestimmten Schwellenwert zu übersteigen. Bei einigen Umsetzungsformen kann die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 einen oder mehrere Motorparameter modifizieren, um den DPF-Durchsatz zu erhöhen. Beispielsweise kann die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 während Desorptionsereignissen, wie etwa Kohlenwasserstoff-Desorptionsereignissen, einen oder mehrere Motorparameter modifizieren und/oder unterschiedliche Motorparameter während des Desorptionsereignisses derart anwenden, dass der DPF-Durchsatz den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Der eine oder mehrere Motorparameter können eine Motordrehzahl, eine AGR-Menge usw. aufweisen.
Bei einigen Umsetzungsformen können der modifizierte eine oder mehrere Motorparameter für die Dauer des Desorptionsereignisses angewendet werden. Bei weiteren Umsetzungsformen können der modifizierte eine oder mehrere Motorparameter während einer anfänglichen Zeitspanne angewendet werden, wobei dann die vorherigen Motorparameter für den Rest des Desorptionsereignisses, wie etwa ein Ereignis dualer Drehzahl, angewendet werden. Während eines Ereignisses dualer Drehzahl können die Motorparameter anfänglich auf die modifizierten Motorparameter gesetzt werden, um den Motor während einer kurzen Zeitspanne mit höherer Drehzahl zu betreiben, und dann kann die vorherige Motordrehzahl verwendet werden, um die Kohlenwasserstoffe für den Rest der Desorptionsereignisdauer freizusetzen, wobei die Auswirkung auf die Kraftstoffsparsamkeit begrenzt wird und das Risiko der zu schnellen Freisetzung von Kohlenwasserstoffen vermieden wird, während außerdem der DPF-Durchsatz über den abgesenkten vorbestimmten Schwellenwert angehoben wird. Der durch den modifizierten einen oder die mehreren Motorparameter erzeugte zusätzliche Durchsatz reicht möglicherweise nicht aus, um den vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz zu übersteigen, jedoch kann er eingestellt werden, um ausreichend zu sein, um den abgesenkten DPF-Durchsatz zu übersteigen. Bei einigen Umsetzungsformen, welche Kohlenwasserstoff-Desorptionsereignisse verwenden, können die Motorparameter aus einer Wertetabelle, wie etwa der nachstehenden Tabelle 1, abgerufen werden:
Tabelle 1: Motordrehzahl, basierend auf Lufttemperatur und Desorptionsereignisdauer
Somit kann die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 währen dem Desorptionsereignis die Motordrehzahlparameter von Tabelle 1 dazu verwenden, die Motordrehzahl zu erhöhen, um den DPF-Durchsatz hinreichend zu erhöhen, um den Schwellenwert der CSLE-Schaltung 230 zu übersteigen.
Bei einigen weiteren Umsetzungsformen kann die CSLE-Schaltung 230 der Rußbeladungsschätzung der DPSLE-Schaltung 220 einen Wichtungsfaktor, basierend auf der Differenz zwischen dem Schwellenwert und dem gemessenen DPF-Durchsatz zuweisen (z. B. kann dem Wichtungsfaktor Folgendes zugewiesen werden: 0,1 ACMS mit einer Gewichtung 0 und 0,38 ACMS mit einer Gewichtung 1,0, und die Werte zwischen 0,1 ACMS und 0,38 ACMS können proportional gewichtet werden). Dies bedeutet, dass wenn der DPF-Durchsatz unter die Gewichtung des vorbestimmten Schwellenwerts von 0,38 ACMS zur unteren Grenze von 0,1 ACMS hin absinkt, kann die Gewichtung der Rußbeladungsschätzung von der DPSLE-Schaltung 220 abgesenkt werden, wenn er von der CSLE-Schaltung 230 verwendet wird. Der Wichtungsfaktor kann als ein Zuverlässigkeitsfaktorwert verwendet werden, der die Zuverlässigkeit des Schätzung der DPSLE-Schaltung 220 bezeichnet. Beispielsweise kann die CSLE-Schaltung 230 proportional zur vom Zuverlässigkeitsfaktorwert bezeichneten Zuverlässigkeit nur einen Prozentanteil des Schätzwerts der DPSLE-Schaltung 220 verwenden. Sofern der Zuverlässigkeitsfaktor bezeichnet, dass die Zuverlässigkeit des Schätzwerts der DPSLE-Schaltung 220 sehr gering ist, kann die CSLE-Schaltung 230 proportional sehr viel mehr oder der gesamten Schätzung der MBSLR-Schaltung 210 im Verhältnis zum Schätzwert der DPSLE-Schaltung 220 verwenden, um die kombinierten Rußbeladungsschätzung zu bestimmen. Sofern der Zuverlässigkeitsfaktor bezeichnet, dass die Zuverlässigkeit der Schätzung der DPSLE-Schaltung 220 sehr hoch ist, kann die CSLE-Schaltung 230 proportional sehr viel mehr oder die gesamten Schätzung der DPSLE-Schaltung 220 mit der Schätzwung der MBSLR-Schaltung 210 verwenden, um die kombinierten Rußbeladungsschätzung zu bestimmen.
3 zeigt ein Blockschaubild einer Umsetzungsform eines Verfahrens 300 zum Aktivieren eines Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahrens. Das Verfahren 300 weist folgende Schritte auf: Empfangen der Motorbetriebszustände (Block 310), Vergleichen der Motorbetriebszustände mit einem oder mehreren Schwellenwerten (320), und Aktivieren eines Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahrens (Block 330).
Bei Block 310 empfängt eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 120, 200, die Motorbetriebszustände (Block 310). Bei den Motorbetriebszuständen kann es sich um ein oder mehrere Parameter handeln, die von der Steuerung und/oder einer Schaltung der Steuerung ausgewertet werden. Beispielsweise können die Motorbetriebszustände einen Durchsatz, wie etwa einen DPF-Durchsatz, eine Motordrehzahl, einen Lufteinlassmassenstrom, eine Motorbetriebsdauer und/oder weitere Parameter umfassen, welche die Motorbetriebszustände bezeichnen.
Das Verfahren 300 weist ein Vergleichen der Motorbetriebszustände mit einem oder mehreren Schwellenwerten (Block 320) auf, wie etwa Motorbetriebsschwellenwerten. Bei einigen Umsetzungsformen wird ein Parameter, der einen charakteristischen Wert eines DPF-Durchsatzes bezeichnet, wie etwa eine tatsächliche-Kubikmeter-pro-Sekunde-Rate (actual cubic meter per second (ACMS)), die das Volumen von Abgasen bezeichnet, das pro Sekunde durch den DPF strömt, mit einem vorbestimmten Schwellenwert, wie etwa 0,38 ACMS, verglichen. Bei einigen Umsetzungsformen wird ein Parameter, der einen charakteristischen Wert einer Motordrehzahl bezeichnet, mit einem vorbestimmten Motordrehzahl-Schwellenwert, wie etwa 800/min, 750/min, 700/min usw., verglichen. Bei einigen Umsetzungsformen wird ein Parameter, der einen charakteristischen Wert eines Lufteinlassmassenstroms bezeichnet, mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Bei einigen Umsetzungsformen wird ein Parameter, der einen charakteristischen Wert einer Motorbetriebsdauer bezeichnet, mit einem vorbestimmten Motorbetriebsdauer-Schwellenwert, wie etwa 5 Stunden, 10 Stunden, 20 Stunden, 50 Stunden, 100 Stunden usw., verglichen. Noch weitere Motorbetriebszustände können mit einem oder mehreren Schwellenwerten verglichen werden.
Bei einigen Umsetzungsformen läuft dann der Motor, sofern der DPF-Durchsatz unter dem entsprechenden vorbestimmten Schwellenwert liegt, derart im Leerlauf- oder Niedriglastmodus, dass die DPSLE-Rußbeladungsschätzung nicht aktualisiert wird. Bei weiteren Umsetzungsformen kann das Feststellen, dass der DPSLE-Rußbeladungsschätzwert nicht aktualisiert wird, auf zusätzliche Motorbetriebsparameter basieren, entweder zusätzlich zum oder anstelle des DPF-Durchsatzes. Beispielsweise kann bei einigen Umsetzungsformen die Feststellung auch auf einen oder mehrere der Zustände basieren, und zwar dass die Motorbetriebsdauer einen Schwellenwert übersteigt, dass die Motordrehzahl unter einem Schwellenwert liegt und/oder dass der Lufteinlassmassenstrom unter einem Schwellenwert liegt, . Bei noch weiteren Umsetzungsformen kann die Feststellung darauf basieren, dass die genutzten Motorbetriebszustände die Schwellenwertkriterien während einer vorbestimmten Zeitspanne, wie etwa eine Minute, 15 Minuten, 30 Minuten, ein Stunde, zwei Stunden usw., erfüllen müssen. Die vorbestimmte Zeitspanne kann derart eingestellt sein, dass die Feststellung des Leerlauf- oder Niedriglastzustands nicht während vorübergehender oder minimaler Betriebszeiten bei Leerlaufleistung oder Niedriglast erfolgt.
Sofern die DPSLE-Rußbeladungsschätzung nicht aktualisiert wird, weist das Verfahren 300 dann das Aktivieren eines Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahrens (Block 330) auf. Das Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahren kann das Aktivieren der Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung 240 von 2 aufweisen, um einen neuen, niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz an die CSLE-Schaltung 230 auszugeben und/oder einen oder mehrere Motorparameter zu modifizieren.
4 stellt ein Ablaufdiagramm einer Umsetzungsform eines Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahrens 400 zum Verringern eines Durchsatzschwellenwerts und/oder Erhöhen eines Abgasdurchsatzes in einem Nachbehandlungssystem dar, um ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren zu aktivieren. Das Verfahren 400 beginnt mit dem Aktivieren (Block 410). Bei einigen Umsetzungsformen reagiert das Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahren 400 auf das Aktivieren eines Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahrens (Block 330) von 3.
Das Verfahren 400 weist das Vergleichen der seit der letzten Ausführung des DPSLE-Verfahrens verstrichenen Zeit mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert (Block 412) auf. Bei einigen Umsetzungsformen kann ein Zeitpunkt für die zuletzt verwendete Rußbeladungsschätzung von der DPSLE-Schaltung 220 in einem Speicher der Steuerung gespeichert werden. Die gespeicherte Zeit kann mit einer aktuellen Motorbetriebsdauer verglichen werden, um die Zeitdauer seit der letzten Ausführung des DPSLE-Verfahrens zu bestimmen. Die Zeitdauer seit der letzten Ausführung des DPSLE-Verfahrens wird mit dem Zeitschwellenwert, wie etwa 5 Stunden, 8 Stunden, 10 Stunden, 20 Stunden, 50 Stunden, 100 Stunden usw. verglichen. Sofern die Zeitdauer seit der letzten Ausführung des DPSLE-Verfahrens nicht größer als der Zeitschwellenwert ist, kehrt das Verfahren zu Block 412 zurück, um die Zeitdauer erneut mit dem Zeitschwellenwert zu vergleichen. Bei einigen Umsetzungsformen kann eine Verzögerungszeit einbezogen werden, um zur Vermeidung eines fortwährenden Vergleichs der Zeitdauer mit dem Zeitschwellenwert den nachfolgenden Vergleich zu verzögern. Die Verzögerungszeit kann beispielsweise 30 Minuten, 45 Minuten, eine Stunde, zwei Stunden, fünf Stunden usw. betragen.
Bei einigen Umsetzungsformen kann, wenn das Leerlaufleistungs- oder Niedriglast-Rußbehandlungsverfahren gestartet oder aktiviert wird (Block 410), eine Zeituhr als ein Annäherungswert für die Zeitdauer seit dem letzten DPSLE-Verfahren gestartet werden und mit dem Zeitschwellenwert verglichen werden. Somit muss der Zeitpunkt für das letzte DPSLE-Verfahren nicht gespeichert werden, sondern kann durch den Wert der Zeituhr angenähert werden. Bei einigen Umsetzungsformen können, sofern ein DPF-Durchsatz über einen vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz ansteigt, bevor der Wert der Zeituhr den Zeitschwellenwert übersteigt, die Zeituhr und/ oder der Wert der Zeituhr zurückgesetzt werden.
Sofern die Zeitdauer seit der Ausführung des letzten DPSLE-Verfahrens größer als der Schwellenwert ist, kann das Verfahren 400 das Modifizieren eines Durchsatzschwellenwerts für das DPSLE-Verfahren (Block 414) aufweisen. Die Modifikation des Durchsatzschwellenwerts weist das Modifizieren des vorbestimmten Schwellenwerts für den DPF-Durchsatz auf, wie etwa 0,38 ACMS, auf einen neuen, niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert für den DPF-Durchsatz, wie etwa 0,25 ACMS, 0,2 ACMS usw.
Bei einigen Umsetzungsformen kann das Verfahren 400 das Erhöhen einer Durchflussmenge in einem Nachbehandlungssystem (Block 416) aufweisen. Das Erhöhen der Durchflussmenge im Nachbehandlungssystem kann das Schließen eines AGR-Ventils (entweder teilweise oder vollständig), das Erhöhen der Motordrehzahl usw. aufweisen. Das Erhöhen der Durchflussmenge bzw. das Erhöhen der Motordrehzahl können erfolgen, wenn der Motor im Leerlauf läuft und nicht während der Kraftabnahme. Bei einigen Umsetzungsformen kann das Erhöhen einer Durchflussmenge im Nachbehandlungssystem während eines Auslöse- oder Desorptionsereignisses erfolgen. Das Erhöhen der Durchflussmenge im Nachbehandlungssystem kann den Betrieb des Motors mit einer ersten Drehzahl für eine erste Zeitspanne während eines Desorptionsereignisses und einer zweiten Drehzahl für eine zweite Zeitspanne während eines Desorptionsereignisses aufweisen. Tabelle 1 bietet einige Beispielwerte zum Betreiben des Motors mit der ersten Drehzahl (z. B. 850/min) für die erste Zeitspanne (0 Sekunden bis 120 Sekunden) und der zweiten Drehzahl (z. B. 760/min, 800/min, 850/min) für die zweite Zeitspanne (130 Sekunden bis 6000 Sekunden oder jeder sonstige Endwert für das Desorptionsereignis). Bei einigen Umsetzungsformen kann die erste Drehzahl geringer als die zweite Drehzahl sein.
Bei einigen Umsetzungsformen kann das Verfahren 400 das Warten auf eine Verweilzeit (Block 418) aufweisen, um der erhöhten Durchflussmenge die Gelegenheit zu geben, sich durch das Nachbehandlungssystem hindurch auszubreiten und zu stabilisieren. Die Verweilzeit kann beispielsweise eine Minute, zwei Minuten, fünf Minuten usw. betragen.
Ein für den Durchsatz bezeichnender Parameter wird ausgewertet (Block 420) und mit dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert verglichen (Block 422). Der für den Durchsatz bezeichnende Parameter kann von einem Durchflusssensor im Nachbehandlungssystem und/oder durch eine Vorsteuerungsschätzung des Durchsatzes ausgewertet werden. Sofern der Wert des Durchsatzparameters unterhalb des abgesenkten vorbestimmten Schwellenwerts liegt, kann das Verfahren zur Auswertung eines neuen Werts des Parameters für den Durchsatz (Block 420) zurückkehren, z. B. im Bereitschaftsmodus verbleiben, und/oder zurückkehren, um den Durchsatzschwellenwert auf einen neuen, niedrigeren Schwellenwert zu ändern (Block 418). Bei Umsetzungsformen, die den Durchsatzschwellenwert auf einen neuen, niedrigeren Schwellenwert ändern (Block 418), kann das Verfahren 400 den vorbestimmten Schwellenwert, wie etwa 0,01 ACMS pro Stunde, 0,015 ACMS pro Stunde usw., verringern, nachdem Verfahren 400 aktiviert ist.
Sofern der Wert des Durchsatzparameters über dem abgesenkten vorbestimmten Schwellenwert, wie etwa 0,25 ACMS oder 0,2 ACMS, liegt, kann der DPSLE als zuverlässig gelten. Das Verfahren 400 weist das Auswerten eines Werts eines Parameters für den Differenzdruck (Block 424) auf. Die Auswertung des Parameters für den Differenzdruck weist das Auswerten eines Parameters auf, der einen charakteristischen Wert einer Druckveränderung in einer Komponente des Nachbehandlungssystems bezeichnet, wie etwa des DPF 102 von 1. Dies bedeutet, dass sich Drucksensoren strömungsaufwärts und strömungsabwärts von der Komponente des Nachbehandlungssystems befinden können. Eine Messung des Drucks strömungsaufwärts und strömungsabwärts von der Komponente des Nachbehandlungssystems kann erfolgen und die Differenz zwischen den beiden Werten (z. B. P_{strömungsaufwärts} – P_{strömungsabwärts}) kann als der Differenzdruck, ∆P, entlang der Komponente des Nachbehandlungssystems berechnet werden.
Ein DPSLE-Verfahren wird aktiviert (Block 426), um einen Rußbeladungsschätzwert zu errechnen. Die DPSLE-Schaltung 220 von 2 berechnet beispielsweise, gegründet auf dem Differenzdruckwert, und bei einigen Umsetzungsformen weiteren Parametern (z. B. Abgastemperatur, Abgasmassendurchsatz usw.), einen Rußbeladungsschätzwert.
Die Rußbeladungsschätzung des DPSLE-Verfahrens kann dann mit der Rußbeladungsschätzung vom MBSLR-Verfahren (wie etwa dem durch die MBSLR-Schaltung 210 implementierten) dazu verwendet werden, einen kombinierten Rußbeladungsschätzwert (CSLE) zu berechnen. Bei einigen Umsetzungsformen kann ein Wichtungsfaktor zur Rußbeladungsschätzung des DPSLE-Verfahrens, basierend auf der Differenz zwischen dem Schwellenwert und dem gemessenen DPF-Durchsatz, angewandt werden (z. B. kann dem Wichtungsfaktor Folgendes zugewiesen werden: 0,1 ACMS mit einer Gewichtung 0 und 0,38 ACMS mit einer Gewichtung 1,0, und die Werte zwischen 0,1 ACMS und 0,38 ACMS können proportional gewichtet werden). Dies bedeutet, dass während der DPF-Durchsatz unter die Gewichtung des vorbestimmten Schwellenwerts von 0,38 ACMS zur unteren Grenze von 0,1 ACMS hin absinkt, die Gewichtung der Rußbeladungsschätzung vom DPSLE-Verfahren abgesenkt werden kann, wenn sie für den CSLE-Wert verwendet wird. Der Wichtungsfaktor kann als ein Zuverlässigkeitsfaktorwert verwendet werden, der die Zuverlässigkeit des DPSLE-Schätzwerts bezeichnet. Beispielsweise verwendet die kombinierte Rußbeladungsschätzung möglicherweise proportional zur vom Zuverlässigkeitsfaktorwert bezeichneten Zuverlässigkeit nur einen Prozentanteil der DPSLE-Schätzung. Sofern der Zuverlässigkeitsfaktor bezeichnet, dass die Zuverlässigkeit der Schätzung des DPSLE-Verfahrens sehr gering ist, kann die kombinierte Rußbeladungsschätzung proportional sehr viel mehr oder die gesamte MBSLR-Schätzung im Verhältnis zur DPSLE-Schätzung verwenden, um den kombinierten Rußbeladungsschätzwert zu bestimmen. Sofern der Zuverlässigkeitsfaktor bezeichnet, dass die Zuverlässigkeit der Schätzung des DPSLE-Verfahrens sehr hoch ist, kann die kombinierte Rußbeladungsschätzung proportional sehr viel mehr oder die gesamte DPSLE-Schätzung im Verhältnis zur MBSLR-Schätzung verwenden, um den kombinierten Rußbeladungsschätzwert zu bestimmen.
Bei einigen Umsetzungsformen kann dann, sofern der den Durchsatz bezeichnende Parameter für eine gesamte kalibrierbare Zeit, wie etwa 3 Minuten, 5 Minuten, 10 Minuten, 15 Minuten, 30 Minuten usw., über dem niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert liegt und das DPSLE-Verfahren weiterhin Werte für den CSLE-Wert für die kalibrierbare Zeit übergibt, der niedrigere Durchsatzschwellenwert zurück auf den höheren vorbestimmten Schwellenwert heraufgesetzt werden und das Verfahren 400 kann wiederholt werden. Während der kalibrierbaren Zeit wird der niedrigere Durchsatzschwellenwert selbst dann verwendet, wenn der den Durchsatz bezeichnende Parameter den höheren vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Bei einigen Umsetzungsformen kann die gesamte kalibrierbare Zeit die Kumulierung kürzerer einzelner Zeitspannen aufweisen, wenn der den Durchsatz bezeichnende Parameter über dem niedrigeren vorbestimmten Schwellenwert liegt, selbst dann, wenn es eine Zwischenzeit gibt, während der der den Durchsatz bezeichnende Parameter unter dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert liegt.
Bei einigen Umsetzungsformen weist das Verfahren 400 das Aktivieren eines Kraftabnahme-Regenerationsverfahrens (428). Basierend auf dem mit der Rußbeladungsschätzung des DPSLE-Verfahrens berechneten CSLE-Wert erfolgt eine Feststellung, dass die Rußbeladung für den DPF möglicherweise zu hoch ist und ein Kraftabnahme-Regenerationsverfahren wird möglicherweise eingeleitet, um den DPF zu regenerieren.
Bei weiteren Umsetzungsformen kann das Verfahren 400 einen Merker für ein Regenerationsverfahren setzen (Block 430). Wenn beispielsweise weitere bedingte Parameter aktuell nicht erfüllt sind, kann der Merker derart gesetzt werden, dass, wenn die bedingten Parameter erfüllt sind, ein Regenerationsverfahren erfolgt. Bei einigen Umsetzungsformen kann das Regenerationsverfahren eingeleitet werden, ohne dass die weiteren bedingten Parameter erfüllt sind.
Bei einigen Umsetzungsformen erhöht das Verfahren 400 möglicherweise die Durchflussmenge im Nachbehandlungssystem (Block 416) nicht, sondern modifiziert lediglich den Durchsatzschwellenwert für das DPSLE-Verfahren (Block 414). Bei weiteren Umsetzungsformen modifiziert das Verfahren 400 möglicherweise den Durchsatzschwellenwert für das DPSLE-Verfahren nicht (Block 414), sondern erhöht lediglich die Durchflussmenge im Nachbehandlungssystem (Block 416).
Der Begriff „Steuerung“ schließt alle Arten von Einrichtungen, Vorrichtungen und Maschinen zum Verarbeiten von Daten ein, in beispielhafter Weise einen programmierbaren Prozessor, einen Computer, ein System auf einem Chip (system on a chip) oder mehrere davon, einen Abschnitt eines programmierten Prozessors oder Kombinationen des Vorhergehenden einschließend. Die Vorrichtung kann einen zweckgebundenen Logikschaltkreis, z. B. einen FPGA oder eine ASIC einschließen. Die Vorrichtung kann zudem zusätzlich zur Hardware einen Code aufweisen, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm erzeugt, z. B. einen Code, der Prozessorfirmware, einen Protokollstapel, ein Datenbankverwaltungssystem, ein Betriebssystem, eine plattformübergreifende Laufzeitumgebung, eine virtuelle Maschine oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon darstellt. Die Vorrichtung und die Ausführungsumgebung können verschiedene unterschiedliche Rechenmodellinfrastrukturen verwirklichen, beispielsweise verteiltes Rechnen und Gitterrecheninfrastrukturen.
Ein Computerprogramm (auch als Programm, Skript oder Code bekannt) kann in jeder Form von Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, deklarativer oder prozeduraler Sprachen, und es kann in jeder Form eingesetzt werden, beispielsweise als eigenständiges Programm oder als Schaltung, Komponente, Subroutine, Objekt oder andere Einheit, die zur Verwendung in einer Rechenumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm kann, muss jedoch nicht, einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Abschnitt einer Datei, der weitere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere in einem Auszeichnungssprachendokument gespeicherte Skripte) in einer einzelnen dedizierten Datei für das fragliche Programm oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, in denen ein oder mehrere Schaltungen, Unterprogramme oder Teile von Code gespeichert sind) gespeichert sein.
Obwohl dieses Dokument viele spezifische Implementierungsdetails enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs dessen aufgefasst werden, was beansprucht sein kann, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die spezifisch für bestimmte Implementierungen sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Ausführungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Ausführung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Ausführung beschriebene Merkmale auch in mehreren Ausführungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Zudem können, obwohl vorstehende Merkmale so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen fungieren und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
In ähnlicher Weise gilt, dass während Operationen in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, dies nicht so verstanden werden sollte, dass es erfordert, dass diese Operationen in der bestimmten Reihenfolge oder in sequenzieller Reihenfolge durchgeführt werden, oder dass alle veranschaulichten Operationen durchgeführt werden, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen kann die Trennung von verschiedenen Systemkomponenten in den oben beschriebenen Implementierungen nicht als Erfordern solcher Trennung in allen Implementierungen verstanden werden, und es sollte klar sein, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme allgemein in ein einziges Produkt integriert sein können oder in mehreren Produkte auf greifbaren Medien verkörpert verpackt sein können.
Wie hierin verwendet, sollen die Begriffe „ungefähr“, „im Wesentlichen“ und ähnliche Begriffe eine breitgefächerte Bedeutung aufweisen, die in Übereinstimmung mit der herkömmlichen und akzeptierten Verwendung durch den Fachmann des Fachgebiets steht, dem diese Offenbarung angehört. Es ist für Fachleute, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden. Zusätzlich wird festgestellt, dass Einschränkungen der Ansprüche für den Fall, dass der Begriff „Mittel“ darin nicht verwendet wird, nicht als „Mittel plus Funktion“-Einschränkungen unter den Patentgesetzen der USA darstellend zu interpretieren sind.
Die Begriffe „gekoppelt“, „verbunden“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten das direkte oder indirekte Verbinden zweier Komponenten miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Dieses Verbinden kann dadurch erreicht werden, dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten miteinander integral als ein einziger einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten aneinander befestigt sind.
Die Begriffe „fluidtechnisch gekoppelt“ oder „in Fluidverbindung“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten, dass die zwei Komponenten oder Objekte einen zwischen den zwei Komponenten oder Objekten ausgebildeten Pfad aufweisen, in dem ein Fluid, beispielsweise Wasser, Luft, gasförmiges Reduktionsmittel, gasförmiges Ammoniak usw. entweder mit oder ohne dazwischen geschaltete Komponenten oder Objekte strömen kann. Beispiele für Fluidkopplungen oder Konfigurationen zum Ermöglichen einer Fluidverbindung können Rohre, Kanäle oder irgendwelche anderen geeigneten Komponenten zum Ermöglichen des Strömens eines Fluids von einer Komponente zur anderen einschließen.
Es ist wichtig, zu beachten, dass Konstruktion und Anordnung des in den vielfältigen beispielhaften Implementierungen gezeigten Systems lediglich veranschaulichender und nicht einschränkender Art sind. Es wird gewünscht, dass sämtliche Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes und/oder Umfangs der beschriebenen Implementierungen fallen, geschützt sind. Es versteht sich, dass manche Merkmale nicht notwendig sind und Implementierungen, denen die verschiedenen Merkmale fehlen, als innerhalb des Umfangs der Anmeldung liegend betrachtet werden, wobei der Umfang durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Beim Lesen der Ansprüche ist beabsichtigt, dass bei der Verwendung von Worten wie „ein“, „eine“, „mindestens ein“ oder „mindestens ein Bereich“/„mindestens ein Bereich/Anteil/Teil“ sowie deren Deklinationen nicht die Absicht besteht, den Anspruch auf nur einen Gegenstand zu begrenzen, sofern in dem Anspruch nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist. Soweit die Begriffe „mindestens ein Bereich“/„mindestens ein Bereich/Anteil/Teil“ und/oder „ein Bereich“/„ein Bereich/Anteil/Teil“ verwendet werden, kann der Gegenstand einen Bereich/einen Anteil/Teil und/oder den gesamten Gegenstand einschließen, sofern nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist.

Claims

System, welches Folgendes aufweist: einen Motor; ein Nachbehandlungssystem, welches einen Partikelfilter aufweist; und eine Steuerung, die ausgebildet ist: Motorbetriebszustände zum Motor zu empfangen; die Motorbetriebszustände mit einem oder mehreren Motorbetriebsschwellenwerten zu vergleichen; einen Zeitwert seit einem letzten Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert zu vergleichen; einen Durchsatzschwellenwert als Reaktion darauf, dass der Zeitwert größer als der oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, auf einen niedrigeren Durchsatzschwellenwert abzusenken; eine Durchflussmenge mit dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert zu vergleichen; ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren als Reaktion auf das Feststellen, dass die Durchflussmenge größer als der oder gleich dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert ist, zu aktivieren; und eine kombinierten Rußbeladungsschätzung mittels einer Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens als Reaktion auf den niedrigeren Durchsatzschwellenwert zu berechnen.
System nach Anspruch 1, wobei die Motorbetriebszustände eine Motorbetriebsdauer aufweisen, und wobei die eine oder die mehreren Motorbetriebsschwellenwerte einen vorbestimmten Motorbetriebsdauerschwellenwert aufweisen.
System nach Anspruch 2, wobei der vorbestimmte Motorbetriebsdauerschwellenwert mindestens 5 Stunden beträgt.
System nach Anspruch 1, wobei die Motorbetriebszustände eine Motordrehzahl pro Minute aufweisen, und wobei der eine oder die mehreren Motorbetriebsschwellenwerte einen vorbestimmten Motordrehzahl pro Minute-Schwellenwert aufweisen.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner ausgebildet ist, um: eine Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem als Reaktion darauf, dass der Zeitwert größer als der oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, zu erhöhen.
System nach Anspruch 5, wobei das Erhöhen der Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem ein Schließen eines Abgasrückführungsventils aufweist.
System nach Anspruch 5, wobei das Erhöhen der Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem ein Erhöhen einer Motordrehzahl pro Minute aufweist.
System nach Anspruch 7, wobei das Erhöhen der Motordrehzahl pro Minute während eines Kraftabnahme-Regenerationsverfahrens erfolgt.
System nach Anspruch 8, wobei das Kraftabnahme-Regenerationsverfahren ein Modifizieren der Motordrehzahl pro Minute auf einen ersten Wert für eine erste Zeitspanne und ein Modifizieren der Motordrehzahl pro Minute auf einen zweiten Wert für eine zweite Zeitspanne nach der ersten Zeitspanne aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung außerdem ausgebildet ist, den niedrigeren Durchsatzschwellenwert im Zeitablauf zu verringern.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner ausgebildet ist, um: ein auf einer Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens basierendes Regenerationsverfahren für den Partikelfilter zu aktivieren.
Verfahren zum eingreifenden Erhöhen von Abgasströmung, um ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren zu aktualisieren, welches folgende Schritte aufweist: Vergleichen eines Zeitwerts seit einem letzten Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert; Absenken eines Durchsatzschwellenwerts als Reaktion darauf, dass der Zeitwert größer als der oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, auf einen niedrigeren Durchsatzschwellenwert; Erhöhen einer Durchflussmenge in einem Nachbehandlungssystem des Motors als Reaktion darauf, dass der Zeitwert größer als der oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist; Vergleichen der erhöhten Durchflussmenge mit dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert; Aktivieren eines Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren als Reaktion auf das Feststellen, dass die erhöhte Durchflussmenge größer als der oder gleich dem Durchsatzschwellenwert ist; und Berechnen einer kombinierten Rußbeladungsschätzung mittels einer Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens als Reaktion auf den niedrigeren Durchsatzschwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Absenken des Durchsatzschwellenwerts auf einer Motorbetriebsdauer basiert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Absenken des Durchsatzschwellenwerts auf einer Motordrehzahl pro Minute basiert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Erhöhen der Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem ein Schließen eines Abgasrückführungsventils aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Erhöhen der Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem das Erhöhen einer Motordrehzahl pro Minute aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Erhöhen der Motordrehzahl pro Minute während eines Kraftabnahme-Regenerationsverfahrens erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12, welches ferner folgenden Schritt aufweist: Aktivieren eines Regenerationsverfahrens für einen Partikelfilter, basierend auf der kombinierten Rußbeladungsschätzung.
Vorrichtung, welche eine Steuerung aufweist, welche Folgendes aufweist: eine massenbasierte Rußbeladungsrate-Schaltung, die ausgebildet ist, eine massenbasierte Rußbeladungssschätzung für einen Partikelfilter eines Nachbehandlungssystems zu bestimmen; eine Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungs-Schaltung, die ausgebildet ist, eine Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung für den Partikelfilter des Nachbehandlungssystems zu bestimmen; eine kombinierte Rußbeladungsschätzungs-Schaltung, die ausgebildet ist, basierend auf der massenbasierten Rußbeladungssschätzung und der Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung eine kombinierte Rußbeladungsschätzung für den Partikelfilter des Nachbehandlungssystems zu bestimmen; und eine Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung, die ausgebildet ist: einen Zeitwert seit einer letzten Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung mit einem vorbestimmten Zeitschwellenwert zu vergleichen; einen Durchsatzschwellenwert als Reaktion darauf, dass der Zeitwert größer als der oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, auf einen niedrigeren Durchsatzschwellenwert abzusenken; eine Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem des Motors als Reaktion darauf, dass der Zeitwert größer als der oder gleich dem vorbestimmten Zeitschwellenwert ist, zu erhöhen; die erhöhte Durchflussmenge mit dem niedrigeren Durchsatzschwellenwert zu vergleichen; ein Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahren der Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungs-Schaltung als Reaktion auf das Feststellen, dass die erhöhte Durchflussmenge größer als der oder gleich dem niedrigeren Durchsatz schwellenwert ist, zu aktivieren; und eine kombinierte Rußbeladungsschätzung mittels einer Differenzdruck-Rußbeladungsschätzung des Differenzdruck-Rußbeladungsschätzungsverfahrens als Reaktion auf den niedrigeren Durchsatzschwellenwert zu berechnen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Absenken des Durchsatzschwellenwerts auf einer Motorbetriebsdauer basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Absenken des Durchsatzschwellenwerts auf einer Motordrehzahl pro Minute basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Erhöhen der Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem ein Schließen eines Abgasrückführungsventils aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Erhöhen der Durchflussmenge in dem Nachbehandlungssystem ein Erhöhen einer Motordrehzahl pro Minute während eines Kraftabnahme-Regenerationsverfahrens aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Niedrigdurchsatz-Rußbehandlungs-Schaltung außerdem ausgebildet ist, den niedrigeren Durchsatzschwellenwert periodisch zu verringern.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der vorbestimmte Zeitschwellenwert mindestens 5 Stunden beträgt.