DE112013003694T5 - Verfahren zur Steuerung eines Motors mit einer Abgasrückführungsvorrichtung und einer Abgasbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines Motors mit einer Abgasrückführungsvorrichtung und einer Abgasbehandlungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Eine Motoreinheit kann eine Verbrennungseinheit, eine Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung und eine Abgasrückführungsvorrichtung umfassen. Es kann einen Grund geben, unverbrannten Kraftstoff an die Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung zur Verbrennung darin bereitzustellen. Es kann erwünscht sein, zu vermeiden, dass unverbrannter Kraftstoff in die Abgasrückführungsvorrichtung gelangt. Ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Motoreinheit wird beschrieben. Das Verfahren kann umfassen: Bestätigen, dass ein Ventil der Abgasstrom-Rückführungsvorrichtung geschlossen ist, und Außerkraftsetzen eines Steuersignals zur Steuerung des Ventils, um sicherzustellen, dass das Ventil geschlossen bleibt, bevor Kraftstoff stromaufwärts des Ventils zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung eingespritzt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Offenbarung betrifft das Gebiet der Motoren mit einer Abgasrückführungsvorrichtung und einer Abgasbehandlungsvorrichtung.
  • Hintergrund
  • Um regulatorische Anforderungen in Bezug auf Emissionen von Verbrennungsmotoren zu erfüllen, ist es bekannt, Abgasfluide rückzuführen, um eine weitere Gelegenheit zur Verbrennung in dem Motor bereitzustellen, und auch eine Abgasbehandlungsvorrichtung bereitzustellen, um von dem Verbrennungsmotor emittiertes Abgasfluid zu empfangen und zu behandeln.
  • Ein Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein Dieselmotor, kann die Einspritzung von Brennstoff, wie beispielsweise Dieselbrennstoff, in einen oder mehrere Zylinder des Motors zur Verbrennung umfassen. Zusätzlich zur Einspritzung von Brennstoff zur Verbrennung kann Brennstoff in einen oder mehrere der Zylinder als ein Nachverbrennungsereignis eingespritzt werden, mit der Absicht, dass der Brennstoff aus dem einen oder den mehreren Zylindern austritt, ohne zu verbrennen. Eine solche Technik kann nützlich sein, wenn der Verbrennungsmotor mit einer Abgasbehandlungsvorrichtung verwendet wird. Dies kann erlauben, dass unverbrannter Brennstoff an die Abgasbehandlungsvorrichtung zugeführt wird. Unverbrannter Brennstoff kann in der Abgasbehandlungsvorrichtung oxidieren, was nützlich sein kann, wenn der Wunsch besteht, die Temperatur in der Abgasbehandlungsvorrichtung zu erhöhen, oder wenn der Wunsch besteht, beispielsweise unverbrannten Kohlenstoff in Form von Ruß abzubrennen, der sich in einem Dieselpartikelfilter der Abgasbehandlungsvorrichtung ansammeln kann.
  • Es kann erwünscht sein, den Motor zu steuern, um in Kombination sowohl die Zufuhr von Kraftstoff, der nicht in den Zylindern verbrennen soll, als auch die Abgasrückführung zu verwalten. Ein solches Motormanagement kann dazu vorgesehen sein, eines von Motoreffizienz, Emissionsreduktion und Systemzuverlässigkeit, oder alle drei zu maximieren.
  • Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Motors bereitgestellt.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Motors, wobei der Motor umfasst:
    eine Verbrennungseinheit mit einem oder mehreren Verbrennungszylindern, wobei die Verbrennungseinheit einen Einlass und einen Auslass aufweist;
    eine Abgasbehandlungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um Fluid von dem Auslass zu empfangen;
    eine Abgasrückführungsvorrichtung mit einem Kanal für die Strömungsverbindung zwischen dem Auslass der Verbrennungseinheit und dem Einlass der Verbrennungseinheit, und mit einem Ventil, das ein Ventilelement umfasst, das zwischen einer vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung bewegbar ist, wobei eine Stellung des Ventilelements zwischen der vollständig geöffneten Stellung und der vollständig geschlossenen Stellung ein Ausmaß begründet, in welchem das Ventil geöffnet ist, und wobei die vollständig geschlossene Stellung konfiguriert ist, um zu verhindern, dass Fluid in den Kanal zwischen dem Auslass der Verbrennungseinheit und dem Einlass der Verbrennungseinheit strömt; und
    ein Abgasrückführung-Steuergerät, das konfiguriert ist, um ein Primärsignal zur Steuerung der Stellung des Ventilelements bereitzustellen,
    wobei das Verfahren umfasst:
    Bestätigen, dass sich das Ventil in der vollständig geschlossenen Stellung befindet;
    Bereitstellen eines Sekundärsignals, dass das Abgasrückführungsventil in der vollständig geschlossenen Stellung bleiben sollte, wobei das Sekundärsignal das Primärsignal außer Kraft setzt; und
    Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts des Ventils zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Zeichnung eines Motors mit einer Verbrennungseinheit, einer Abgasrückführungsvorrichtung und einer Abgasbehandlungsvorrichtung, auf welchen das Verfahren der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann;
  • 2 zeigt eine schematische Zeichnung der Abgasbehandlungsvorrichtung von 1;
  • 3 zeigt eine detailliertere schematische Zeichnung der Abgasbehandlungsvorrichtung von 2;
  • 4 zeigt eine schematische Zeichnung einer äußeren Erscheinung der Ausführungsform von 3;
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des Verfahrens der Offenbarung veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Ein Motor, auf welchen das Verfahren der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann, wird in 1 gezeigt. Die Motor 1000 kann eine Verbrennungseinheit 1010, eine Abgasrückführungsvorrichtung 1020 und eine Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 umfassen.
  • Die Verbrennungseinheit 1010 kann einen Einlass 1011 für den Empfang von Kraftstoff und Oxidationsgas (wie etwa Luft) in die Verbrennungseinheit, einen oder mehrere Verbrennungszylinder (nicht dargestellt) zur Verbrennung des Kraftstoffs darin und einen Auslass 1012 umfassen, durch welchen Produkte der Verbrennung (d. h. Abgasfluid) strömen können.
  • Die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 kann einen Einlass 1031 zum Empfangen von Abgasfluid und einen Auslass 1032 zum Emittieren von Abgasfluid gegebenenfalls in die Atmosphäre oder für die weitere Behandlung umfassen. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 kann eine Vielzahl von Modulen zwischen dem Einlass 1031 und dem Auslass 1032 umfassen, wobei jedes Modul einen oder mehrere Bestandteile eines Abgasfluids behandeln soll. Die Module können der Reihe nach angeordnet sein, so dass das Abgasfluid jedes Modul nacheinander durchströmt. Da das Verfahren der vorliegenden Offenbarung auf einen weiten Bereich von Abgasbehandlungsvorrichtungen anwendbar sein kann, wird eine detaillierte Beschreibung einer möglichen Ausführungsform einer Abgasbehandlungsvorrichtung weiter unten besprochen, nachdem das Verfahren der Offenbarung beschrieben wurde.
  • Die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 kann einen Kanal 1023 und ein Ventil 1025 mit einem Ventilelement umfassen, das zwischen einer vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung bewegbar ist. Eine Stellung des Ventilelements zwischen der vollständig geöffneten Stellung und der vollständig geschlossenen Stellung kann ein Ausmaß begründen, in welchem das Ventil geöffnet ist. Die vollständig geschlossene Stellung kann konfiguriert sein, um zu verhindern, dass Fluid in den Kanal 1023 strömt.
  • Der Auslass 1012 der Verbrennungseinheit 1010 kann mit dem Einlass 1021 der Abgasrückführungsvorrichtung 1020 und dem Einlass 1031 der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 in Fluidverbindung stehen. Der Auslass 1022 der Abgasrückführungsvorrichtung 1020 kann mit dem Einlass 1011 der Verbrennungseinheit 1010 in Fluidverbindung stehen. Somit kann Abgasfluid, das durch den Auslass 1012 der Verbrennungseinheit 1010 strömt, entweder in den Einlass 1031 der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 oder in den Einlass 1021 der Abgasrückführungsvorrichtung 1020 strömen. Ist jedoch das Ventil 1025 vollständig geschlossen, kann Abgas daran gehindert werden, durch den Kanal 1023 der Abgasrückführungsvorrichtung zu dem Auslass 1022 der Abgasrückführungsvorrichtung 1020 zu strömen. Somit kann keine Strömung von Fluid durch die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 zurück zu der Verbrennungseinheit 1010 stattfinden, wenn das Ventil 1025 vollständig geschlossen ist. Ist andererseits das Ventil 1025 in einer beliebigen anderen als der vollständig geschlossenen Stellung, kann eine Strömung von Abgasfluid in die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 zur Rückführung in den Einlass 1011 der Verbrennungseinheit 1010 vorhanden sein.
  • Von dem Auslass 1012 der Verbrennungseinheit 1010 emittiertes Abgas, das nicht durch die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 strömen kann, kann in die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 strömen.
  • Das Ausmaß, in welchem das Ventil 1025 offen ist, kann einen Anteil des von dem Auslass 1012 der Verbrennungseinheit 1010 emittierten Abgasfluids steuern, welches durch den Kanal 1023 der Abgasrückführungsvorrichtung 1020 läuft. Das bedeutet, wenn das Ventil 1025 nur teilweise offen ist, kann der Anteil des durch die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 strömenden Fluids im Vergleich zu dem Anteil des in die Abgasbehandlungsvorrichtung strömenden Fluids klein sein, doch wenn das Ventil 1025 vollständig offen ist, kann der Anteil des durch die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 strömenden Fluids zunehmen.
  • Der Druck des Fluids in der Vorrichtung 1000 kann durch ein Rückstauventil (nicht dargestellt) gesteuert werden.
  • Das Verfahren der vorliegenden Offenbarung kann das Einspritzen einer Kraftstoffmenge stromaufwärts der Verbrennungseinheit 1010 zur Oxidation in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 umfassen.
  • Es kann viele mögliche Gründe dafür geben, ein Durchlassen von unverbranntem Kraftstoff in die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 zu erfordern. Ein möglicher Grund kann sein, um die Temperatur von Fluid an einer bestimmten Position in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 durch Verbrennung entweder an oder vor dieser Position zu erhöhen. Ein weiterer Grund könnte sein, um den Kraftstoff in einem Bereich der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 zu verbrennen, wo sich Partikel wie etwa Ruß sammeln, um diese Partikel zu verbrennen. Dies kann zum Beispiel die Regeneration eines Dieselpartikelfilters in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 durch Verbrennung von in dem Filter gefangenem Ruß darstellen. Durch Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts der Verbrennungseinheit 1010 (wie etwa in die Verbrennungszylinder) entfällt der Bedarf nach einer separaten Kraftstoffeinspritzdüse stromabwärts der Verbrennungseinheit 1010 zusätzlich zu jeglichen Einspritzdüsen stromaufwärts der Verbrennungseinheit 1010.
  • Es kann erwünscht sein, zu vermeiden, dass unverbrannter Kraftstoff in die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 gelangt. Dies kann deshalb der Fall sein, da das Vorhandensein von unverbranntem Kraftstoff in der Abgasrückführungsvorrichtung 1020 zu einem fetteren Kraftstoff-/Luft-Verhältnis in der Verbrennungseinheit 1010 führen würde; denn der Kraftstoff in der Verbrennungseinheit 1010 würde in die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 rückgeführten Kraftstoff mit umfassen, der zu einem anderen Zweck, nämlich der Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030, eingespritzt wurde. Ein weiterer Grund, warum es erwünscht sein kann, dass das Eintreten von unverbranntem Kraftstoff in die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 vermieden wird, kann darin bestehen, es zu vermeiden, dass Kraftstoff den Innenraum des Kanals 1023 benetzt und dort möglicherweise unerwartetes Verhalten verursacht.
  • Es kann unter bestimmten Bedingungen auch erwünscht sein, dass Abgasfluid durch Öffnen des Ventils 1025 erneut in die Verbrennungseinheit 1010 eintritt, um einem Teil des Abgasfluids zu gestatten, von dem Auslass der Verbrennungseinheit 1012 entlang des Kanals 1023 der Abgasrückführungsvorrichtung 1020 zu dem Einlass der Verbrennungseinheit 1010 zu gelangen.
  • Es kann viele mögliche Gründe dafür geben, einen Wiedereintritt von Abgasfluid in die Verbrennungseinheit 1010 zu erfordern. Zum Beispiel kann es erwünscht sein, um die Temperatur von Fluid in der Verbrennungseinheit 1010 zu erhöhen. Ein anderer Grund kann sein, um gegen eine Überdrehzahl eines dem Motor 1000 zugeordneten Turbos zu schützen, indem Energie von dem Turbo weg geleitet wird. Ein weiterer Grund kann sein, die Erzeugung von NOx zu verringern.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das Steuern sowohl (a) der Einspritzung von Kraftstoff stromaufwärts der Verbrennungseinheit 1010 zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 (auch bekannt als HC-Dosierung) als auch (b) der Stellung des Abgasrückführungsventils 1025 in einer koordinierten Weise. Eine Ausführungsform des Verfahrens ist in der Form eines Flussdiagramms in 5 veranschaulicht.
  • Ein erstes übergeordnetes Steuersystem kann ein Primärsignal bereitstellen, um eine Sollstellung des Ventilelements 1025 anzugeben. Ein zweites übergeordnetes Steuersystem kann ein Signal bereitstellen, das den Wunsch angibt, eine Menge an Kraftstoff stromaufwärts der Verbrennungseinheit 1010 zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 (siehe Flussdiagrammelement 520) einzuspritzen. Das Signal, das einen Wunsch angibt, dass unverbrannter Kraftstoff zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 eingespritzt wird, kann durch einen weiten Bereich von Faktoren beeinflusst werden, die das Verhalten in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030, eine Anforderung zur Wartung der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 und die Temperatur und Strömungsrate von Abgasfluid einschließen. Ist kein unverbrannter Kraftstoff erforderlich, kann das Primärsignal einfach verwendet werden, um die Ventilstellung zu bestimmen (siehe Flussdiagrammelement 530).
  • Wird unverbrannter Kraftstoff angefordert, kann das Verfahren dann ein Überprüfen umfassen, um zu bestätigen, dass das Ventil 1025 sich in der vollständig geschlossenen Stellung befindet (Flussdiagrammelement 520), um das Ziel, es zu vermeiden, dass unverbrannter Kraftstoff durch die Abgasrückführungsvorrichtung 1020 läuft, zu erreichen.
  • Das Verfahren kann des Weiteren das Bereitstellen eines Sekundärsignals umfassen, um das Primärsignal außer Kraft zu setzen (Flussdiagrammelement 560), wobei das Sekundärsignal angibt, dass das Ventilelement 1025 unabhängig von dem Primärsignal geschlossen bleiben muss.
  • Auf diese Weise kann das Verfahren sicherstellen, dass nur dann, wenn diese Bedingungen erfüllt sind, ein Signal gesendet wird (Flussdiagrammelement 580), um Kraftstoff stromaufwärts der Verbrennungseinheit 1010 zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 einzuspritzen.
  • Das Sekundärsignal kann als eine ”Sperre” wirksam sein, die bei Aktivierung verhindert, dass das Ventilelement sich aus der vollständig geschlossenen Stellung wegbewegt.
  • Das Verfahren kann des Weiteren einen Prozess umfassen, um das Sekundärsignal zu beenden, das das Primärsignal außer Kraft setzt. Insbesondere kann das Verfahren das Erfassen eines bevorstehenden Zustands umfassen, der die Verwendung der Abgasrückführung (Flussdiagrammelement 590) notwendig macht. Ein solcher Zustand könnte eine erwartete künftige Überdrehzahl eines dem Motor zugeordneten Turbos umfassen. Eine Überdrehzahl des Turbos kann durch Abgasrückführung verhindert werden. Die Verwendung der Abgasrückführung macht es notwendig, dass sich das Ventilelement in einer anderen Stellung als der vollständig geschlossenen Stellung befindet. Ist dieser Zustand erfasst, kann das Verfahren das Stoppen der Einspritzung von Kraftstoff stromaufwärts der Verbrennungseinheit 1010 zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 umfassen. Das Verfahren kann das Abwarten einer ersten vorbestimmten Zeitspanne (Flussdiagrammelement 600) umfassen, die als eine Zeitspanne definiert sein kann, die als notwendig vorhergesagt wird, damit zuvor eingespritzter unverbrannter Kraftstoff wahrscheinlich bereits in die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 gelangt ist. Sobald die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, kann das Verfahren dann das Ermöglichen umfassen, dass das Primärsignal das Sekundärsignal außer Kraft setzt (Flussdiagrammelement 530).
  • Auf diese Weise kann das ”Sperr”-Merkmal effektiv deaktiviert werden, was dann dem Ventilelement gestatten kann, sich in Ansprechen auf andere Steuerungsanforderungen zu bewegen.
  • Die erste vorbestimmte Zeitspanne kann mit der Fluidströmungsrate in der Verbrennungseinheit 1010 in Beziehung stehen. Aus diesem Grund kann ein Wert erwünscht sein, der die Fluidströmungsrate in der Verbrennungseinheit 1010 angibt. Insbesondere kann der Wert den Massendurchsatz (kg/h) von Fluid durch die Verbrennungseinheit 1010 angeben, oder kann die Raumgeschwindigkeit (s–1) von Fluid in der Verbrennungseinheit 1010 angeben. Dieser Datenwert könnte auf der Grundlage von Messungen der Fluidströmung vorhergesagt werden, die abhängig von der Position geeigneter Sensoren stromaufwärts oder stromabwärts der Verbrennungseinheit 1010 genommen werden.
  • Der Strömungsraten-Datenwert, der die Fluidströmungsrate in der Verbrennungseinheit 1010 angibt, könnte unter Verwendung eines Modells in Kombination mit einem Massen-Fluidströmungssensor erhalten werden, der an einem Fluid- bzw. Lufteinlass des Motors angeordnet ist. Das Modell kann den Fluid- oder Luftstrom in den Motor, das in den Motor eingespritzte Kraftstoffvolumen, eine potenzielle Abgasrückführung und beliebige andere relevante Parameter berücksichtigen, um die Fluidströmungsrate abzuschätzen.
  • Statt oder zusätzlich zu einem oder mehreren Massen-Fluidströmungsensoren kann eine Kombination von Temperatur- und Drucksensoren vorgesehen sein, aus der eine Fluidströmungsrate entweder in Echtzeit oder unter Bezugnahme auf ein Modell, eine Nachschautabelle oder dergleichen berechnet werden kann. Zum Beispiel kann durch Messen der Temperatur und des Drucks des Fluid- bzw. Lufteinlasses und des Abgasfluids benachbart zu oder innerhalb der Verbrennungseinheit die Massen-Fluidströmung durch die Verbrennungseinheit abgeschätzt werden. Eine solche Abschätzung kann ein Modell, eine Nachschautabelle oder dergleichen einschließen.
  • Ein Massendurchsatzwert (kg/h) kann in Kombination mit Parametern in Bezug auf die Geometrie des Strömungspfads und anderen Merkmalen der Vorrichtung verwendet werden, um die Raumgeschwindigkeit (s–1) des Fluids in dem Strömungspfad abzuschätzen.
  • Eine Motorsteuereinheit kann einige oder alle dieser Daten für den vorliegenden Zweck und/oder für andere Zwecke sammeln. Modelle und/oder eine Nachschautabelle für den vorliegenden Zweck und/oder für andere Zwecke können in der Motorsteuereinheit vorhanden sein.
  • Das Verfahren der Offenbarung kann auf einen weiten Bereich von Motoren 1000 anwendbar sein, die eine Abgasrückführungsvorrichtung 1020 und eine Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 umfassen. Die 2 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Abgasbehandlungsvorrichtung 1030, auf die das Verfahren angewendet werden kann. Viele der Merkmale dieses Ausführungsbeispiels sind für das Verfahren der vorliegenden Offenbarung nicht notwendig.
  • Die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 von 2 bis 4 kann einen Kanal mit einem Fluidströmungspfad umfassen, durch welchen Fluid der Reihe nach durch einen ersten Kanal 10, eine erste Endkupplung 15, einen zweiten Kanal 20, eine zweite Endkupplung 25 und einen dritten Kanal 30 strömen kann. Die ersten, zweiten und dritten Kanäle 10, 20, 30 können im Wesentlichen parallel zueinander sein.
  • Der Fluidströmungspfad kann in Reihe ein Diesel-Oxidationskatalysator- bzw. DOC-Modul 110, ein Dieselpartikelfilter- oder DPF-Modul 120, ein Mischermodul 130, ein Modul zur selektiven katalytischen Reduktion bzw. SCR-Modul 140 und/oder ein Ammoniak-Oxidationskatalysator- bzw. AMOX-Modul 150 umfassen.
  • Im Einsatz kann Fluid über den Einlass 1031 an die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 zugeführt werden. Fluid kann in dem ersten Abschnitt des ersten Kanals 10 in das DOC-Modul 110 gelangen.
  • Das DOC-Modul 110 kann einen oder mehrere Katalysatoren wie etwa Palladium oder Platin umfassen. Diese Materialien dienen als Katalysatoren, um die Oxidation von Kohlenwasserstoffen ([HC]) und Kohlenmonoxid (CO), die in der Fluidströmung vorhanden sind, zu verursachen, um Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) zu erzeugen. Die Katalysatoren können auf eine Weise verteilt sein, um den Oberflächenbereich des Katalysatormaterials zu maximieren, um die Effektivität des Katalysators bei der Katalyse von Reaktionen zu steigern.
  • Fluid kann von dem DOC-Modul 110 zu dem DPF-Modul 120 strömen, das Elemente umfasst, die den weiteren Durchgang von Kohlenstoff (C) in der Form von Ruß begrenzen sollen. Kohlenstoffpartikel in dem Fluid können so in dem Filter gefangen werden. Das DPF-Modul 120 kann durch bekannte Regenerationstechniken regeneriert werden. Diese Techniken können das Steuern eines oder mehrerer von Temperatur des Fluids, Druck des Fluids und dem Anteil an unverbrannten Kraftstoff in dem Fluid an diesem Punkt in der Vorrichtung einschließen.
  • Fluid kann von dem DPF-Modul 120 in die erste Endkupplung gelangen, um so zu dem Einspritzdüsen-Modul 16 zu gelangen. Das Einspritzdüsen-Modul 16 kann einer elektronischen Pumpen-/Tank-Einheit (PETU) zugeordnet oder an dieser befestigbar sein. Die elektronische Pumpen-/Tank-Einheit kann einen Tank zur Bereitstellung eines Reservoirs für Fluid, das von der Einspritzdüse in das Abgasfluid eingeleitet werden soll, umfassen. Solche Fluide können Harnstoff oder Ammoniak umfassen.
  • Die PETU-Einheit kann des Weiteren ein Steuergerät umfassen, das konfiguriert ist, um ein Volumen an Fluid zu steuern, das aus dem Tank durch die Einspritzdüse eingespritzt werden soll. Das Steuergerät kann als Eingaben zum Beispiel Informationen über die Temperatur und Informationen über die Menge an NOx aufweisen, welche von Sensoren in dem SCR-Modul 140 abgeleitet werden können.
  • Emissionsfluid kann von dem Einspritzdüsen-Modul 16 in das Mischermodul (nicht dargestellt) gelangen, das in dem zweiten Kanal 20 angeordnet ist. Das Mischermodul kann Elemente umfassen, um sicherzustellen, dass das von dem ersten Kanal 10 stammende Abgasfluid gut mit dem von der Einspritzdüse 16 stammenden Emissionsfluid vermischt wird, um ein gemischtes Fluid zu schaffen.
  • Das gemischte Fluid kann aus dem zweiten Kanal 20 über die zweite Endkupplung 25 in das SCR-Modul gelangen, das in dem ersten Abschnitt des dritten Kanals angeordnet ist. Das SCR-Modul 140 kann einen oder mehrere Katalysatoren umfassen, durch welche das gemischte Fluid strömen kann. Während das gemischte Fluid über die Oberflächen des Katalysators strömt, kann eine Reaktion auftreten, welche das Ammoniak und NOx in zweiatomigen Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) umwandelt.
  • Fluid kann von dem SCR-Modul 140 zu dem AMOX-Modul 150 gelangen, das in dem zweiten Abschnitt des dritten Kanals 30 angeordnet ist. Das AMOX-Modul 150 kann einen Oxidationskatalysator umfassen, der in dem aus dem SCR-Modul austretenden Fluid vorliegendes Restammoniak reagieren lassen kann, um Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) zu erzeugen.
  • Fluid kann von dem AMOX-Modul 150 zu dem Auslass der Abgasbehandlungsvorrichtung gelangen, der an dem zweiten Ende 32 des dritten Kanals 30 angeordnet ist.
  • Wie in 3 gezeigt kann die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 Sensoren zum Erfassen von Eigenschaften der Fluide an bestimmten Stufen ihrer Strömung durch die Abgasbehandlungsvorrichtung 1030 umfassen. Es kann ein erster Temperatursensor (nicht dargestellt) stromaufwärts des DOC 110, ein zweiter Temperatursensor 190 zwischen dem DOC 110 und dem DPF 120 und/oder ein dritter Temperatursensor 191 zwischen dem Mischermodul 130 und dem SCR 140 vorhanden sein. Es kann ein erster NOx-Sensor 192 zwischen dem DPF-Modul 120 und der Einspritzdüse 16 vorhanden sein und es kann ein zweiter NOx-Sensor 193 stromabwärts des AMOX-Moduls 150 vorhanden sein. Es können auch ein erster Rußsensor 194 unmittelbar stromaufwärts des DPF 120 und gegebenenfalls ein zweiter Rußsensor 195 unmittelbar stromabwärts des DPF 120 vorhanden sein.
  • Wie oben ausgeführt kann es eine Reihe von Gründen und Umständen geben, aus denen es erwünscht sein kann, Kraftstoff in Motorzylinder einzuspritzen, der unverbrannt durch die Zylinder gelangen soll. Ein weiteres Beispiel kann der Wunsch sein, eine Entsulfatierung eines stromabwärts des DOC angeordneten SCR-Moduls als Teil eines SCR-Entsulfatierungsverfahrens zu erzielen. Ein solches Entsulfatierungsverfahren kann eine erhöhte Temperatur in dem SCR erfordern, damit der Schwefel verbrennt. Die erhöhte Temperatur in dem SCR kann erreicht werden, indem in den DOC (stromaufwärts des SCR) unverbrannter Kraftstoff zur Verbrennung in dem DOC eingespritzt wird, wodurch eine Temperatur des bei dem SCR ankommenden Fluids erhöht wird. Ein solcher Prozess kann intermittierend stattfinden und könnte nur dann auftreten, wenn Bedarf nach einem solchen Prozess als Teil der gesamten Motorsteuerung identifiziert worden ist. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann als Teil dieses Prozesses verwendet werden.
  • Die Begriffe Abgas und Abgasfluid können austauschbar verwendet werden. Das Abgas/Fluid kann feste Partikel wie etwa Rußpartikel umfassen, die in ihrer festen Phase als ein Bestandteil des Abgases/Fluids betrachtet werden können.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Motors, wobei der Motor umfasst: eine Verbrennungseinheit mit einem oder mehreren Verbrennungszylindern, wobei die Verbrennungseinheit einen Einlass und einen Auslass aufweist; eine Abgasbehandlungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, um Fluid von dem Auslass zu empfangen; eine Abgasrückführungsvorrichtung mit einem Kanal für die Strömungsverbindung zwischen dem Auslass der Verbrennungseinheit und dem Einlass der Verbrennungseinheit, und mit einem Ventil, das zwischen geöffneten und geschlossenen Stellungen bewegbar ist, wobei die geschlossene Stellung dazu ausgebildet ist, um zu verhindern, dass Fluid in den Kanal zwischen dem Auslass der Verbrennungseinheit und dem Einlass der Verbrennungseinheit strömt; und ein Abgasrückführung-Steuergerät, das konfiguriert ist, um ein Primärsignal zur Steuerung der Stellung des Ventilelements bereitzustellen, wobei das Verfahren umfasst: Bestätigen, dass sich das Ventil in der vollständig geschlossenen Stellung befindet; Bereitstellen eines Sekundärsignals, dass das Abgasrückführungsventil in der vollständig geschlossenen Stellung bleiben sollte, wobei das Sekundärsignal das Primärsignal außer Kraft setzt; und Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts des Ventils zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Einspritzens von Kraftstoff stromaufwärts des Ventils zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung das Einspritzen von Kraftstoff in einen oder mehrere der Verbrennungszylinder umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Einspritzens von Kraftstoff stromaufwärts des Ventils zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung erfolgt, wenn ein Abgasventil des einen oder der mehreren Verbrennungszylinder offen ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Einspritzens von Kraftstoff stromaufwärts des Ventils zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung das Einspritzen von Kraftstoff stromabwärts der Verbrennungseinheit umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen, wann das Primärsignal eine Sollstellung des Ventilelements angibt, die nicht die vollständig geschlossene Stellung ist; Stoppen des Schrittes des Einspritzens von Kraftstoff; Abwarten einer ersten vorbestimmten Zeitspanne; Erlauben, dass das Primärsignal das Sekundärsignal außer Kraft setzt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das des Weiteren die Schritte umfasst: Erfassen, wann das Primärsignal eine Sollstellung des Ventilelements angibt, die nicht die vollständig geschlossene Stellung ist; Stoppen des Schrittes des Einspritzens von Kraftstoff; Abwarten einer ersten vorbestimmten Zeitspanne; Überprüfen, ob es wahr oder falsch ist, dass das Primärsignal weiter eine Sollstellung des Ventilelements angibt, die nicht die vollständig geschlossene Stellung ist; und wenn es wahr ist: Ermöglichen, dass das Primärsignal das Sekundärsignal außer Kraft setzt; wenn es falsch ist: Ermöglichen, dass das Sekundärsignal das Primärsignal außer Kraft setzt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die erste vorbestimmte Zeitspanne eine festgelegte Zeit ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste vorbestimmte Zeitspanne von einem gemessenen oder vorhergesagten Massendurchsatz von Fluid durch die Verbrennungseinheit abhängig ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste vorbestimmte Zeitspanne von einem eingespritzten Kraftstoffvolumen abhängig ist, das in einer vorhergehenden Anzahl von Einspritzungen eingespritzt wurde.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen eines Tertiärsignals, das eine Anforderung nach Abgasrückführung angibt; Stoppen des Einspritzens von Kraftstoff stromaufwärts des Ventils zur Verbrennung in der Abgasbehandlungsvorrichtung; Abwarten einer zweiten vorbestimmten Zeitspanne; und Ermöglichen, dass das Primärsignal das Sekundärsignal außer Kraft setzt;
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Tertiärsignal verursacht wird, indem eine Drehzahl eines dem Motor zugeordneten Turboladers über eine Schwelle ansteigt.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die zweite vorbestimmte Zeitspanne von einer Vorhersage einer Zeitspanne abhängig ist, die der eingespritzte Kraftstoff benötigt hat, um in die Abgasbehandlungsvorrichtung zu gelangen.
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