DE112014001022B4

DE112014001022B4 - Vorrichtung, Verfahren und System zur Diagnose der Leistung von Reduktionsmittelabgabe

Info

Publication number: DE112014001022B4
Application number: DE112014001022.7T
Authority: DE
Inventors: Kerang Wang; Mickey R. MCDANIEL; Yi Yuan; Balbahadur Singh
Original assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Current assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2021-07-29
Anticipated expiration: 2034-02-28
Also published as: WO2014134273A1; US20160010529A1; CN105008691B; CN105008691A; US9546585B2; DE112014001022T5

Abstract

System zur Leistungsdiagnose eines Reduktionsmittelabgabesystem, umfassend:ein Reduktionsmittelabgabesystem (30), das eine Reduktionsmittelpumpe (34) umfasst; undeine Steuerung (100), die konfiguriert ist, um:einen Reduktionsmittelflussratenversatzwert für das Reduktionsmittelabgabesystem zu bestimmen, wobei der Reduktionsmittelflussratenversatzwert auf einem ersten Pumpenbefehlswert (150) für die Reduktionsmittelpumpe basiert, wenn ein Ausgangsdruckwert (152) eines Drucksensors (48) stabilisiert ist und ein erster Reduktionsmitteldosierbefehlswert (154), der eine Menge von Reduktionsmittel zu einem Abgabemechanismus (36) des Reduktionsmittelabgabesystems steuert, bei null liegt,eine erste reduzierte Reduktionsmittelflussrate (314) für einen zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert (154) zu bestimmen, der zumindest teilweise auf dem bestimmten Reduktionsmittelflussratenversatzwert basiert, wobei der zweite Reduktionsmitteldosierbefehl nicht null ist,einen ersten Reduktionsmittelflussratenfehler zu bestimmen, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen einem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der ersten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht, undeinen Leistungsstatuswert (160) auszugeben, der auf einen Leistungsstatus des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist, der zumindest teilweise auf dem bestimmten ersten Reduktionsmittelflussratenfehler und einem vorher festgelegten Grenzwert beruht.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/770,179 mit dem Titel „Apparatus, Method and System for Diagnosing Reductant Delivery Performance“ (Vorrichtung, Verfahren und System zur Diagnose der Leistung von Reduktionsmittelabgabe), die am 27.02.2013 eingereicht wurde und deren Inhalte hiermit durch Verweis vollständig aufgenommen werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Emissionssysteme für Kompressionszündungs- (z.B. Diesel-)Motoren überwachen normalerweise den Ausstoß von Kohlenmonoxid (CO), unverbrannten Kohlenwasserstoffen (UHC), Dieselfeinstaub (PM) wie Asche und Ruß und Stickoxiden (NO_x).
Im Hinblick auf die Reduzierung von NO_x-Emissionen werden NO_x-Reduktionskatalysatoren einschließlich selektiver katalytischer Reduktionssysteme (SCR) verwendet, um NO_x (zu einigen Teilen NO und NO₂) in N₂ und andere Verbindungen umzuwandeln. SCR-Systeme verwenden ein Reduktionsmittel, häufig Ammoniak, um das NO_x zu reduzieren. Derzeit verfügbare SCR-Systeme können hohe NO_x-Konvertierungsraten erzielen, wodurch sich die Verbrennungstechniken auf Leistung und Effizienz fokussieren können. Die derzeit verfügbaren SCR-Systeme haben jedoch auch einige Nachteile.
SCR-Systeme verwenden ein System zur Reduktionsmittelabgabe, um ein Reduktionsmittel in den Abgasstrom vor dem SCR-Katalysator einzuführen. Sobald eine angemessene Menge an Reduktionsmittel unter den Bedingungen am SCR-Katalysator verfügbar ist, wird das Reduktionsmittel verwendet, um NO_x zu reduzieren. Wenn jedoch die Reduktionsreaktionsrate zu langsam ist, oder eine zu geringe Menge an Reduktionsmittel in den Abgasstrom vor dem SCR-Katalysator eingeleitet wird, ist das SCR-System gegebenenfalls nicht in der Lage, ausreichend NO_x umzuwandeln.
Das System zur Reduktionsmittelabgabe kann evtl. nicht die benötigte Menge an Reduktionsmittel aufgrund von einer Blockade des Reduktionsmittelflusses im System bereitstellen. Es kann beispielsweise ungewollte oder gewollte Einschränkungen in der Druckleitung des Systems geben. Andererseits kann das Reduktionsmittel Ablagerungen im Reduktionsmittelabgabesystem bilden (z.B. in der Einspritzdüse), die den Fluss des Reduktionsmittels durch das System einschränken können. Bei einigen Ausführungsformen kann ein SCR-System Daten (z.B. einen oder mehrere Werte) an ein Borddiagnosesystem (OBD) oder Einheit liefern, um eine Warnung hinsichtlich des Ausfalls oder der eingeschränkten Funktionsfähigkeit eines SCR-Systems für die Umwandlung von ausreichend NO_x in einer vorher bestimmten Menge anzuzeigen. Ein bekanntes Indiz für eine unzureichende Umwandlung von ausreichend NO_x ist das Unvermögen, die notwendige Menge Reduktionsmittel für die NO_x-Umwandlung aufgrund von einer Blockade im Reduktionsmittelabgabesystem zu
liefern. Bekannte Systeme und damit verbundene Diagnoseoptionen sind nicht in der Lage, eine verminderte Leistung bei Systemen zur Reduktionsmittelabgabe aufgrund von Blockaden oder anderen Ausfallen angemessen festzustellen, und können daher gegebenenfalls keine Daten an das OBD-System oder die Einheit bezüglich der Fehlfunktion im Reduktionsmittelabgabesystem liefern.
DE 10 2008 043 469 A1 bezieht sich auf ein Verfahren und ein Computerprogramm bzw. -produkt zu dessen Durchführung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Dosierventils eines NO_x-Reduktionsmittelsystems einer Brennkraftmaschine, bei dem Dosiermittel aus einem Tank mittels einer ansteuerbaren Pumpe bei konstantem Druck zu dem Dosierventil gefördert wird. Dabei wird das Dosierventil mit einer die Hervorrufung einer Zustandsänderung des Dosierventils charakterisierenden Steuergröße beaufschlagt, eine die Förderrate der Pumpe charakterisierende Größe erfasst und aus der die Förderrate charakterisierenden Größe auf die Funktionsfähigkeit des Dosierventils geschlossen.
DE 10 2011 003 499 A1 betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Dosiersystems, insbesondere für einen SCR-Katalysator, mit einem Tank für ein flüssiges Medium, einer druckgeregelten Förderpumpe und wenigstens einem Dosierventil wobei der Ansteuerwert der Förderpumpe mit vorgebbaren Referenzwerten verglichen und bei einem Über- und/oder Unterschreiten der Referenzwerte auf einen Fehler in dem Dosiersystem geschlossen wird.
KURZFASSUNG
Der Gegenstand dieser Anmeldung wurde als Antwort auf diesen aktuellen Stand der Technik entwickelt, insbesondere als Antwort auf die Probleme und Notwendigkeiten in dem Bereich, die bisher nicht vollständig durch die aktuell verfügbaren Abgasnachbehandlungssysteme gelöst werden konnten. Entsprechend wurde der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung entwickelt, um Vorrichtungen, Verfahren und Systeme für die Diagnose von Reduktionsmittelabgabesystemen zu liefern, die zumindest einige der Mängel der obengenannten Nachbehandlungssysteme beheben.
Eine Ausführungsform bezieht sich auf ein System mit einem Reduktionsmittelabgabesystem, das über eine Reduktionsmittelpumpe und eine Steuerung verfügt. Die Steuerung kann so konfiguriert sein, dass ein Flussratenversatzwert für das Reduktionsmittelabgabesystem bestimmt wird. Der Flussratenversatzwert kann auf einem ersten Pumpenbefehlswert für die Reduktionsmittelpumpe basieren, wenn ein Ausgangsdruckwert stabilisiert wird und ein erster Reduktionsmitteldosierbefehlswert bei null liegt. Die Steuerung kann weiterhin so konfiguriert sein, dass eine erste reduzierte Reduktionsmittelflussrate für einen zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert bestimmt wird, der zumindest teilweise auf dem festgelegten Flussratenversatz basiert, wenn der zweite Reduktionsmitteldosierbefehl nicht null ist. Die Steuerung kann weiter so konfiguriert sein, dass ein erster Reduktionsmittelflussratenfehler zumindest teilweise auf Basis einer Differenz zwischen einem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der ersten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate bestimmt wird. Die Steuerung kann auch konfiguriert sein, um einen Leistungsstatuswert auszugeben, der auf einen Leistungsstatus des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist, der zumindest teilweise auf dem bestimmten ersten Reduktionsmittelflussratenfehler und einem vorher festgelegten Grenzwert beruht.
Eine andere Ausführungsform bezieht sich auf ein nicht-flüchtiges computerlesbares Medium, auf dem eine oder mehrere Anweisungen gespeichert sind, die bei der Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren, diesen einen oder diese mehreren Prozessoren dazu bringen, mehrere Operationen durchzuführen. Diese Operationen können die Bestimmung eines Flussratenversatzwerts für ein Reduktionsmittelabgabesystem einschließen. Der Flussratenversatzwert kann auf einem ersten Pumpenbefehlswert für eine Reduktionsmittelpumpe basieren, wenn ein Ausgangsdruckwert stabilisiert wird und ein erster Reduktionsmitteldosierbefehlswert bei null liegt. Die Operationen können auch die Bestimmung eines zweiten Pumpenbefehlswerts für die Reduktionsmittelpumpe einschließen, wenn der Ausgangsdruckwert für einen zweiten Reduktionsmitteldosierbefehl stabilisiert wird, wenn der zweite Reduktionsmitteldosierbefehlswert nicht null ist. Die Operationen können weiterhin die Bestimmung einer ersten reduzierten Reduktionsmittelflussrate für den zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert einschließen, die auf dem festgelegten Flussratenversatz und dem zweiten Pumpenbefehlswert basiert. Die Operationen können noch weiter die Bestimmung eines ersten Reduktionsmittelflussratenfehlers einschließen, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen einem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der ersten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht. Die Operationen können noch weiter die Ausgabe eines Leistungsstatuswerts einschließen, der auf einen Leistungsstatus des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist und der zumindest teilweise auf dem bestimmten ersten Reduktionsmittelflussratenfehler und einem vorher festgelegten Grenzwert beruht.
Eine weitere Ausführungsform bezieht sich auf ein Verfahren für die Bestimmung eines Leistungsstatus für ein Reduktionsmittelabgabesystem mit einer Reduktionsmittelpumpe, einem Steuerventil und einem Abgabemechanismus. Das Verfahren kann die Bestimmung eines internen Flussratenversatzwerts einschließen, sowie die Bestimmung eines Reduktionsmittelflussratenmodells auf der Basis des bestimmten internen Flussratenversatzwerts und eines Steigungswerts. Das Reduktionsmittelflussratenmodell kann eine erwartete Reduktionsmittelflussrate für ein normal arbeitendes Reduktionsmittelabgabesystem, das auf einen eingegebenen Pumpenbefehlswert reagiert, erzeugen. Das Verfahren kann auch die Ausgabe eines Reduktionsmitteldosierbefehlswerts auf der Basis einer gewünschten Reduktionsmitteldosierflussrate an das Steuerventil einschließen. Das Verfahren kann weiterhin die Bestimmung eines Pumpenbefehlswerts für den Reduktionsmitteldosierbefehlswert und die Bestimmung einer reduzierten Reduktionsmittelflussrate auf der Basis des bestimmten Reduktionsmittelflussratenmodells und des bestimmten Pumpenbefehlswerts einschließen. Das Verfahren kann noch weiter die Bestimmung eines Reduktionsmittelflussratenfehlers einschließen, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen der gewünschten Reduktionsmittelflussrate und der bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht. Das Verfahren kann noch weiter die Ausgabe eines Leistungsstatuswerts einschließen, der auf die Leistung des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist und auf dem Reduktionsmittelflussratenfehlerwert und einem vorher festgelegten Grenzwert beruht.
Figurenliste
Um das Verständnis für die Vorteile des Gegenstands zu erleichtern, wird eine detailliertere Beschreibung des oben kurz dargelegten Gegenstands mit Verweis auf bestimmte Ausffihrungsfonnen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, gegeben. Unter der Voraussetzung, dass diese Zeichnungen lediglich mehrere Ausführungsformen gemäß der Offenbarung darstellen und daher nicht als Einschränkung ihres Schutzbereichs zu betrachten sind, wird die Offenbarung unter Verwendung der beiliegenden Zeichnungen genauer und ausführlicher beschrieben.

Bei handelt es sich um eine Schemadarstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor und einem Reduktionsmittelabgabesystem entsprechend einer Ausführungsform;
ist ein schematisches Blockdiagramm einer Steuerung im Motorsystem aus entsprechend einer Ausführungsform;
ist ein Graph zur Darstellung eines Verhältnisses zwischen einem Pumpenbefehlswert, einem Reduktionsmitteldosierbefehlswert, und einer Reduktionsmittelflussrate für ein Reduktionsmittelabgabesystem ohne eine Obstruktion entsprechend einer Ausführungsform.
ist ein Graph zur Darstellung eines Verhältnisses zwischen einem Pumpenbefehlswert, einem Reduktionsmitteldosierbefehlswert, und einer Reduktionsmittelflussrate für ein Reduktionsmittelabgabesystem mit einer Obstruktion entsprechend einer Ausführungsform.
ist ein Flussdiagramm, das den Prozess bei der Diagnose der Leistung eines Reduktionsmittelabgabesystems entsprechend einer Ausführungsform darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In dieser Patentschrift impliziert ein Verweis auf Merkmale, Vorteile oder ähnliche Begriffe nicht, dass alle Merkmale und Vorteile, die mit dem Gegenstand dieser Offenbarung erzielt werden können, bei einer einzelnen Ausführungsform umgesetzt werden können oder sollen. Ausdrücke, die sich auf die Merkmale und Vorteile beziehen, sind vielmehr so zu verstehen, dass ein bestimmtes Merkmal, ein Vorteil oder eine Eigenschaft, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben ist, zumindest bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen ist. Daher verweist die Darlegung der Merkmale und Vorteile und ähnlicher Begriffe in diesem Dokument möglicherweise, aber nicht notwendigerweise, auf die gleiche Ausführungsform.
Die beschriebenen Merkmale, Strukturen, Vorteile und/oder Eigenschaften des Gegenstands dieser Offenbarung können auf jede angemessene Art in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden etliche spezifische Details angegeben, um ein gründliches Verständnis für die Ausführungsformen des Gegenstands dieser Offenbarung zu vermitteln. Ein Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet wird erkennen, dass der Gegenstand dieser Offenbarung ohne eine(s) oder mehrere der spezifischen Merkmale, Details, Komponenten, Materialien und/oder Verfahren einer bestimmten Aus führungs form umgesetzt werden kann. In anderen Fällen können zusätzliche Merkmale und Vorteile bei bestimmten Ausführungsform erkannt werden, die nicht bei allen Ausführungsformen vorliegen. Außerdem werden in einigen Fällen wohlbekannte Strukturen, Materialien oder Operationen nicht dargestellt oder detailliert beschrieben, um zu vermeiden, dass Aspekte des Gegenstands dieser Offenbarung unklar werden. Die Merkmale und Vorteile des Gegenstands dieser Offenbarung werden in der folgenden Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen deutlicher oder können erkannt werden, wenn der hier dargelegte Gegenstand in die Praxis umgesetzt wird.
zeigt eine Ausführungsform eines Motorsystems 10. Die Hauptbestandteile des Motorsystems 10 umfassen einen Verbrennungsmotor 20 und ein Abgasnachbehandlungssystem, das mit dem Motor 20 durch Aufnehmen des Abgases in Verbindung steht. Bei dem Verbrennungsmotor 20 kann es sich um einen kompressionsgezündeten Verbrennungsmotor handeln, wie einen mit Diesel betriebenen Motor, oder einen funkengezündeten Verbrennungsmotor wie einen mit Benzin betriebenen Motor. Die Treibstoff- und Luftverbrennung in der Kompressionskammer des Motors 20 produziert Abgas, das betriebsmäßig zu einem Abgasverteiler abgelassen wird. Aus dem Abgasverteiler fließt zumindest ein Teil des Abgasstroms von dem Abgasverteiler in und durch das Abgasnachbehandlungssystem, bevor er über einen Auspuff in die Atmosphäre abgegeben wird.
Im Allgemeinen ist das Abgasnachbehandlungssystem so konfiguriert, dass verschiedene chemische Verbindungen und Partikelemissionen aus dem vom Abgasverteiler empfangenen Abgas entfernt werden. Das Abgasnachbehandlungssystem umfasst ein selektives Reduktionskatalysatorsystem, ein SCR-System, das über das Reduktionsmittelabgabesystem 30 verfügt. Das Abgasnachbehandlungssystem kann beliebige von verschiedenen anderen Abgasbehandlungskomponenten umfassen, die der Stand der Technik kennt, wie einen Oxidationskatalysator, einen PM-Filter und einen Ammoniakoxidationskatalysator. Das ReduktionsmittelabgabesystemReduktionsmittelabgabesystem 30 umfasst eine Reduktionsmittelquelle 32, eine Pumpe 34 und einen Abgabemechanismus 36 wie einen Reduktionsmitteldosierer. Die Reduktionsmittelquelle 32 kann ein Behälter oder Tank sein, in dem ein Reduktionsmittel wie beispielsweise Ammoniak (NH₃), Harnstoff, Dieselkraftstoff, Diesel Exhaust Fluid oder Dieselöl aufbewahrt werden kann. Die Reduktionsmittelquelle 32 steht in Fluidverbindung mit der Pumpe 34, die so konfiguriert ist, dass Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelquelle zum Abgabemechanismus 36 gepumpt wird. Bei dem Abgabemechanismus 36 kann es sich um einen Reduktionsmitteleinspritzer handeln, der dem SCR-Katalysator vorgelagert ist. Die Menge an Reduktionsmittel, dass zu dem Einspritzer 36 fließt, kann durch Betätigung eines Steuerventils 42 selektiv gesteuert werden, um die gewünschte Menge Reduktionsmittel in den Abgasstrom einzuspritzen, bevor der Abgasstrom in den SCR-Katalysator gelangt.
Das Reduktionsmittelabgabesystem 30 umfasst Reduktionsmittelleitungen, durch die das Reduktionsmittel fließt. In der dargestellten Ausführungsfonn umfasst das System 30 eine Reduktionsmittelzuleitung 38 und eine Reduktionsmittelrückleitung 44. Die Zuleitung 38 erleichtert eine Beaufschlagung des Reduktionsmittelflusses aus der Reduktionsmittelquelle 32 zur Pumpe 34 mit Druck und die Weiterleitung an den Abgabemechanismus 36. Die Rückleitung 44 führt einen Reduktionsmittelfluss aus der Zuleitung 38 (an einem der Pumpe 34 nachgelagerten und dem Abgabemechanismus 36 vorgelagerten Punkt) zurück zu der Reduktionsmittelquelle 32.
Bei der Pumpe 34 kann es sich um eine beliebige der verschiedenen der in der Technik bekannten Flüssigkeitspumpen handeln. Die Pumpe 34 saugt Reduktionsmittel aus der Reduktionsmittelquelle 32 mit einem Eingangsdruck und gibt das Reduktionsmittel aus der Pumpe mit einem Ausgangsdruck ab, der höher als der Einlassdruck ist. Das Reduktionsmittel, das in die Pumpe 34 gelangt, kann durch eine Reduktionsmittelflussrate Q_i definiert werden, und das die Pumpe verlassende Reduktionsmittel kann durch eine Reduktionsmittelausgangsflussrate Q_o definiert werden. Das aus der Pumpe 34 ausfließende Reduktionsmittel kann proportional zum Pumpenbefehlswert sein und einer Pumpengeschwindigkeit entsprechen. Das bedeutet, dass der Volumentstrom des die Pumpe verlassenden Reduktionsmittels Q_o proportional ist zur Pumpengeschwindigkeit ω, bzw. $Q_{o} \sim ω .$
Die Pumpleistung P wird über das Druckdifferential über der Pumpe Δp (d.h. Ausgangsdruck - Eingangsdruck), der Volumentstrom Q_o und die Pumpeneffizienz η definiert, oder: $P = Δ p \times Q_{o} / η .$
Die Pumpleistung P kann auch durch den elektrischen Strom I, die Referenzspannung V₀ und einen Arbeitszyklus für den Pumpenbefehlswert d definiert werden (z.B. einen pulsweitenmodulierten Signalarbeitszyklus) oder: $P = I \times V_{0} \times d .$
So ist der Volumentstrom Q_o proportional zur Pumpengeschwindigkeit ω, die sich proportional zum Arbeitszyklus des Pumpenbefehlswertes d verhält, oder.: $Q_{o} \sim ω \sim d,$

wobei die Pumpeneffizienz η, das Druckdifferential über der Pumpe Δp, der elektrische Strom 1 und die Referenzspannung V₀, als Konstanten betrachtet werden können. Wie untenstehend noch detaillierter beschrieben wird, kann der Arbeitszyklus für den Pumpenbefehlswert d verwendet werden, um festzustellen, ob im Reduktionsmittelabgabesystem 30 eine Blockade unterhalb der Pumpe 34 auftritt, wenn zum Erzielen einer gewünschten Reduktionsmitteleinspritzmenge der Arbeitszyklus des Pumpenbefehlswerts unter einem erwarteten Wert für ein normalbetriebenes Reduktionsmittelabgabesystem liegt.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Reduktionsmittelabgabesystem 30 einen der Pumpe 34 nachgelagerten sowie dem Einlass in die Reduktionsmittelrückleitung 44 vorgelagerten Akkumulator 40. Der Akkumulator 40 sammelt und speichert zeitweilig ein Reservoir mit einer Reduktionsmittelausgangsflussrate Q_o beim Ausgangsdruck. In bestimmten Ausführungsformen reduziert der Akkumulator 40 die Reaktionszeit der Zufuhr von druckbeaufschlagtem Reduktionsmittel zum Abgabemechanismus 36. Der Akkumulator 40 kann noch andere Vorteile bieten, wie Energieeinsparung, Absorption von Hydraulikleitungserschütterungen, Druckhaltung, Ausgleich von Flüssigkeitslecks und thermisch bedingter Expansion/Kontraktion und ähnliches. Das System 30 kann auch einen oder mehrere Drucksensoren 48 einschließen, die den Druck des Reduktionsmittels im System erkennen. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das System 30 nur den der Pumpe 34 nachgelagerten Hochdrucksensor 48. Bei anderen Ausführungsformen kann das System zusätzlich oder anstelle des Hochdrucksensors 48 einen der Pumpe vorgelagerten Niedrigdrucksensor umfassen.
Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst das Motorsystem 10 eine Steuerung 100, die für die Durchführung bestimmter Operationen zur Steuerung des Motorsystembetriebs 10 und der damit verbundenen Untersysteme, wie dem Verbrennungsmotor 20 und/oder dem Reduktionsmittelabgabesystem 30 konstruiert ist. Die Steuerung 100 kann in Verbindung mit einer Borddiagnoseeinheit (OBD) 200 stehen. Bei bestimmten Ausführungsformen stellt die Steuerung 100 einen Teil eines Prozessuntersystems dar, das ein oder mehrere Rechengeräte mit Speicher-, Verarbeitungs- und Kommunikationshardware umfasst. Bei der Steuerung 100 kann es sich um ein Einzelgerät oder ein verteiltes Gerät handeln, und die Funktionen der Steuerung 100 können durch Hardware und/oder durch Computerbefehle auf einem nicht-flüchtigen computerlesbaren Speichermedium ausgeführt werden. Im Allgemeinen erhält die Steuerung 100 eine oder mehrere Eingaben, verarbeitet die eine oder die mehreren Eingaben und gibt ein oder mehrere Ergebnisse aus. Die eine oder die mehreren Eingaben können von den Sensoren erfasste Messungen und verschiedenen Nutzereingaben umfassen. Die eine oder die mehreren Eingaben werden von der Steuerung 100 mithilfe verschiedener Algorithmen, gespeicherter Daten und anderer Eingaben verarbeitet, um die gespeicherten Daten zu aktualisieren und/oder einen oder mehrere Ausgangswerte zu generieren. Der so generierte eine oder die mehreren Ausgangswerte und/oder Befehlswerte werden an andere Komponenten der Steuerung und/oder ein oder mehrere Elemente des Motorsystems 10 übermittelt, um das System zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse zu steuern und, genauer gesagt, die gewünschten Abgasemissionen zu erzielen.
Bei einer Ausführungsform wird die Steuerung 100 so konfiguriert, dass sie einen Reduktionsmitteldosierbefehlswert ausgibt, um den Betrieb des Steuerventils 42 zu steuern, um eine Reduktionsmittelmenge in den Abgasstrom mit einer gewünschten Reduktionsmitteldosierrate einzuspritzen und/oder um einen Pumpenbefehlswert auszugeben, der die Geschwindigkeit der Pumpe 34 (und damit den Druck und die Flussrate des Reduktionsmittels im Reduktionsmittelabgabesystem 30) steuert. Die Steuerung 100 kann den Reduktionsmitteldosierbefehlswert für eine gewünschte Dosierrate auf der Basis eines jeden von verschiedenen Betriebsbedingungen und der auf dem Gebiet bekannten Faktoren generieren (z.B. auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen, Umweltbedingungen, NOx-Sensorausgabeniveaus usw.) Die Steuerung 100 generiert auch einen Pumpenbefehlswert (z.B. einen Arbeitszyklus für einen Pumpenbefehlswert d, Wert) der mit einer Pumpengeschwindigkeit für einen gewünschten Druck einer Reduktionsmittelausgangsflussrate Q_o assoziiert ist, und überträgt den Pumpenbefehlswert an die Pumpe 34.
Während des Normalbetriebs bestimmt die Steuerung 100 eine gewünschte Reduktionsmitteldosierrate (z.B. anhand der Motorbetriebsbedingungen, Umweltbedingungen, NO_x-Sensorausgabeniveaus usw.) und ändert den an das Steuerventil 42 ausgegebenen Dosierbefehlswert in einer Weise, dass während des Normalbetriebs die Menge an Reduktionsmittel, die durch das Steuerventil 42 fließt und der Abgabemechanismus 36 Reduktionsmittel an das Abgassystem mit der gewünschten Reduktionsmitteldosierrate abgeben. Die Steuerung 100 bestimmt und ändert auch den an die Pumpe 34 ausgegebenen Pumpenbefehlswert, bis der Ausgangswert des Reduktionsmittelausgangsflusses wie vom Drucksensor 48 gemessen einem gewünschten Ausgangsdruck entspricht. Auf diese Weise gibt es für eine gewünschte Reduktionsmitteldosierrate im Normalbetrieb einen entsprechenden Pumpenbefehlswert, um den gewünschten Ausgangsdruck so zu erhalten, dass die Menge an Reduktionsmittel, die aus dem Abgabemechanismus 36 fließt, zu der gewünschten Reduktionsmitteldosierrate führt.
Die Steuerung 100 generiert den Pumpenbefehlswert für eine Pumpengeschwindigkeit der Pumpe 34 auf Basis des festgestellten oder vom Drucksensor 48 gemessenen Drucks, um den Ausgangsdruck an oder nahe dem gewünschten Ausgangsdruck zu halten. Wenn der gemessene tatsächliche Ausgangsdruck, wie vom Drucksensor 48 gemessen, unter dem gewünschten Ausgangsdruck liegt, die Steuerung 100 kann dann den generierten Pumpenbefehlswert erhöhen, um die Geschwindigkeit der Pumpe 34 zu erhöhen, was zu einer Erhöhung des Volumentstroms des Reduktionsmittels aus der Pumpe 34 führt, um den tatsächlichen Ausgangsdruck zu erhöhen und den gewünschten Ausgangsdruck zu erreichen. Wenn der gemessene tatsächliche Ausgangsdruck, wie vom Drucksensor 48 gemessen, über dem gewünschten Ausgangsdruck liegt, kann die Steuerung 100 dann den generierten Pumpenbefehlswert verringern, um die Geschwindigkeit der Pumpe 34 zu erhöhen, was zu einer Verringerung des Volumenstroms des Reduktionsmittels aus der Pumpe 34 führt, um den tatsächlichen Ausgangsdruck zu senken und den gewünschten Ausgangsdruck zu erreichen. Wenn der Systemdruck stabilisiert ist, kann der Pumpenbefehlswert (der die Pumpengeschwindigkeit repräsentiert) ein Indiz für die Ausgangsflussrate Q_o am Ausgang der Pumpe 34 sein.
Der Ausgangsdruck, und damit auch die Menge an Reduktionsmittel, das durch das Ventil 42 in den Abgasstrom durch den Abgabemechanismus 36 fließt, kann aufgrund der Position des Steuerventils 42 variieren. Das bedeutet bei einem Befehl an das Steuerventil 42 zum Öffnen (d.h. aufgrund eines erhöhten Reduktionsmitteldosierbefehlswertes), dass dann der vom Drucksensor 48 gemessene Ausgangsdruck als Reaktion auf die Öffnung des Steuerventils 42 sinken kann. Ebenso kann bei einem Befehl an das Steuerventil 42 zum Schließen (d.h. aufgrund eines erhöhten Reduktionsmitteldosierbefehlswertes), dann der vom Drucksensor 48 gemessene Ausgangsdruck als Reaktion auf die Öffnung des Steuerventils 42 ansteigen.
Wenn das Steuerventil 42 geschlossen ist und kein Reduktionsmittel durch das Steuerventil 42 fließt, führt die Pumpe 34 das Reduktionsmittel über die Rückleitung 44 wieder zu der Reduktionsmittelquelle 32. Entsprechend ist die Ausgangsflussrate Q₀ gleich der internen Flussrate Q₁ des Reduktionsmittels aus der Zuleitung 38 zurück in die Reduktionsmittelquelle 32 über die Rückleitung 44. So kann ein minimaler Pumpenbefehlswert (und damit eine Pumpengeschwindigkeit), der notwendig ist, um einen gewünschten Ausgangsdruck für das System 30 zu erhalten, bestimmt werden, wenn das Steuerventil 42 geschlossen ist, was einem Reduktionsmitteldosierbefehlswert von null entsprechen kann. Bei einigen Ausführungsformen wird der minimale oder Mindestpumpenbefehlswert, der zum Erhalt eines gewünschten Ausgangsdrucks notwendig ist, dann bestimmt, wenn der Ausgangsdruck des Systems 30 stromabwärts von der Pumpe 34 stabilisiert ist. Das bedeutet, sobald der vom Drucksensor 48 gemessene Druck einen gewünschten Ausgangsdruck über einen vorher eingestellten Zeitraum erreicht (z.B. ein vom Drucksensor 48 ausgegebener durchschnittlicher Ausgangsdruckwert innerhalb eines vorher bestimmten Bereichs für den gewünschten Ausgangsdruck liegt oder der gemessene Wert, der vom Drucksensor 48 ausgegeben wird über den vorher eingestellten Zeitraum innerhalb einer erlaubten Bandbreite liegt), dann liegt der Pumpenbefehlswert bei einem Wert, der einer Mindestpumpenbetriebsgeschwindigkeit für den gewünschten Ausgangsdruck entspricht, wenn das Steuerventil 42 geschlossen ist.
Während das Steuerventil 42 geöffnet wird, um die Einspritzung des Reduktionsmittel über den Abgabemechanismus 36 durchzuführen, muss die Pumpe 34 der Volumentstrom des Reduktionsmittels aus der Pumpe erhöhen (und daher härter arbeiten, was durch eine Erhöhung des Pumpenbefehlswerts angezeigt wird), um den gewünschten Ausgangsdruck zu erhalten. Das bedeutet, die Ausgangsflussrate Q₀ entspricht nicht mehr nur der internen Flussrate Q₁, sondern muss entsprechend der hinzugefügten externen Flussrate Q₂ erhöht werden, die aufgrund der Position des Steuerventils 42 gesteuert wird. Entsprechend muss zum Erhalt eines gewünschten Ausgangsdrucks für das System 30 für die hinzugefügte externe Flussrate Q₂ zusätzlich zur internen Flussrate Q₁ die Steuerung 100 den Pumpenbefehlswert (und damit die Geschwindigkeit der Pumpe 34) erhöhen, um den mit dem externen Fluss des Reduktionsmittels aus dem System 30 durch das Steuerventil 42 und dem Abgabemechanismus 36 verbundenen Druckverlust auszugleichen. Je größer die externe Flussrate Q₂ aufgrund der Position des Steuerventils 42 ist, das auf der Basis des Reduktionsmitteldosierbefehlswertes gesteuert wird (und daher je mehr Reduktionsmittel das System 30 verlässt), desto größer ist der Pumpenbefehlswert (und damit die Pumpengeschwindigkeit) und umgekehrt. Wenn die Menge des Reduktionsmittels, das aus dem System fließt, durch Blockaden begrenzt ist (was die externe Flussrate Q₂ und infolgedessen die Menge des tatsächlich dosierten Reduktionsmittels verringert), dann muss die Pumpe 34 gegebenenfalls den Pumpenbefehlswert nicht so sehr erhöhen, um den gleichen Ausgangsdruck zu erhalten. Daher kann der Pumpenbefehlswert verwendet werden, um die Leistung des Systems 30 und Blockaden darin zu diagnostizieren, wie unten detaillierter ausgeführt.
Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die Steuerung 100 ein oder mehrere Module, die strukturiert sind, um funktional die Operationen der Steuerung 100 auszuführen. Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die Steuerung 100 ein Versatzlernmodul 110, ein Modellmodul für die Reduktionsmittelflussrate 120, ein Fehlermodul für die Reduktionsmittelflussrate 130 und ein Reduktionsmittelleistungsmodul 140. Die vorliegende Beschreibung einschließlich der Module betont die strukturelle Unabhängigkeit der Aspekte der Steuerung 100 und illustriert eine mögliche Zusammenstellung von Operationen und Verantwortlichkeiten der Steuerung 100. Andere Gruppierungen, die ähnliche Gesamtoperationen durchführen, sind als in den Umfang der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen zu betrachten. Module können in die Hardware eingebaut und/oder als Computerbefehle auf einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Speichermedium umgesetzt werden, und die Module können über unterschiedliche Hardware oder computerbasierte Komponenten verteilt sein. Genauere Beschreibungen bestimmter Ausführungsformen der Steuerungsoperationen sind in dem Abschnitt zu zu finden.
Nicht einschränkende Elemente von Beispielausführungsformen schließen Sensoren ein, die einen der hier aufgeführten Werte liefern, Sensoren, die einen Wert liefern, der als Vorgänger zu einem hier aufgeführten Wert dient, Datalink und/oder Netzwerk-Hardware einschließlich Kommunikationschips, oszillierender Kristalle, Kommunikations-Links, Kabel, Twisted-Pair-Verdrahtungen, Koaxialverbindungen, abgeschirmte Verdrahtungen, Transmitter, Empfänger und/oder Sendeempfänger, logische Schaltkreise, fest verdrahtete Logikschaltkreise, rekonfigurierbare Logikschaltkreise in einem bestimmten, nicht flüchtigen Status, die entsprechend der Modulspezifikation konfiguriert sind, beliebige Aktoren einschließlich zumindest eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktors, ein Solenoid, einen Operationsverstärker, analoge Steuerelemente (Federn, Filter, Integratoren, Addierer, Teiler, Verstärkungselemente) und/oder digitale Steuerelemente.
Wie oben dargelegt, kann in einigen Ausführungsformen die Ausgangsreduktionsmittelflussrate Q₀ als lineare Funktion des Pumpenbefehlswerts (der ein Indiz für die Pumpengeschwindigkeit ist) modelliert sein, wenn der Druck innerhalb des Systems 30 nach der Pumpe 34 stabilisiert ist. Das Versatzlernmodul 110 ist so konfiguriert, dass es einen internen Flussratenversatzwert a der Pumpe 34 für den Pumpenbefehlswert bestimmt. Der interne Flussratenversatzwert kann als Mindestpumpenbefehlswert definiert werden (d.h. der Pumpenbefehlswert entspricht der Mindestpumpengeschwindigkeit), um einen stabilisierten Druck im System 30 zu erzielen, wenn das Steuerventil 42 geschlossen ist. Wenn das Steuerventil 42 als Reaktion auf einen Reduktionsmitteldosierbefehlswert geöffnet wird, generiert die Steuerung 100 einen Pumpenbefehlswert, der größer ist als der interne Flussratenversatzwert, um den gewünschten Ausgangsdruckwert zu erhalten, während die zusätzliche externe Flussrate Q₂, die durch das Steuerventil 42 und den Abgabemechanismus 36 fließt, berücksichtig wird. Der interne Flussratenversatzwert a einer gegebenen Pumpe 34 kann aufgrund unterschiedlicher Teile oder deren Abnutzung variieren, entsprechend der Nutzungsdauer der Pumpe 34 und/ aufgrund der Betriebsbedingungen (z.B. der Temperatur des Reduktionsmittels). Entsprechend kann der tatsächliche interne Flussratenversatzwert a für eine gegebene Pumpe zu einem gegebenen Zeitpunkt und unter gegebenen Betriebsbedingungen variieren und in einigen Ausführungsformen vor der Bewertung der Leistung des Reduktionsmittelabgabesystems bestimmt werden, wie unten noch detaillierter beschrieben.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Versatzlernmodul 110 so konfiguriert, dass es einen Versatzwertlernprozess ausführt, um den internen Flussratenversatzwert a zu bestimmen, wenn bestimmte Betriebsbedingungen erfüllt sind. Der Versatzwertlernprozess umfasst die Bestimmung eines Mindestpumpenbefehlswerts für die Pumpe 34, wenn das Steuerventil 42 geschlossen ist, und das Einstellen des internen Flussratenversatzwerts a gleich dem Mindestpumpenbefehlswert. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der interne Flussratenversatzwert a so über einen bestimmten Zeitraum auf einen Durchschnittswert für die Mindestpumpenbefehlswertmessung gesetzt werden.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Versatzwertlernprozess dann ausgeführt, wenn der gemessene Ausgangsdruckwert 152 (z.B. der mithilfe des Drucksensors 48 gemessene Druck) im System 30 nach der Pumpe 34 sich über einen Stabilisierungszeitgrenzwert stabilisiert hat (d.h. der durchschnittlich ausgegebene Druckwert 152 befindet sich über einen vorher bestimmten Zeitraum in einem vordefinierten Bereich für einen gewünschten Ausgangsdruckwert) und der Reduktionsmitteldosierbefehlswert 154 über einen Zeitgrenzwert für die Nichtdosierung bei null gelegen ist. Bei einigen Ausführungsformen kann der Versatzwertlernprozess fortgesetzt werden, bis der Reduktionsmitteldosierbefehlswert nicht mehr null ist und/oder nachdem eine maximale Lerndauer erreicht wurde. Die maximale Lerndauer kann eine vorher bestimmte Zeitdauer lang sein, oder bei einigen Ausführungsformen kann der vorgeschriebene Zeitraum auf Basis der Konfiguration des Motorsystems und anderer Faktoren einstellbar sein. Bei bestimmten Ausführungsformen muss der Versatzwertlernprozess gegebenenfalls über eine vorbestimmte Mindestlernzeit ausgeführt werden. Wenn die vorher bestimmte Mindestlernzeit nicht eingehalten wird, kann entweder der interne Flussratenversatzwert a nicht bestimmt werden (z.B. wird ein Fehler angezeigt oder diagnostische Prozesse, die auf den internen Flussratenversatzwert zurückgreifen, werden übersprungen) oder der bestimmte interne Flussratenversatzwert a kann nicht als korrekt angenommen werden. Das Versatzlernmodul 110 ist so konfiguriert, dass der interne Flussratenversatzwert a bestimmt und gespeichert wird, wenn der Versatzwertlernprozess über den Mindestlernzeitraum ausgeführt wird.
Das Modellmodul für die Reduktionsmittelflussrate 120 ist so konfiguriert, dass es ein Reduktionsmittelflussratenmodell auf der Basis von vorher festgelegten Daten bestimmt, die mit einem gesunden oder normalen (z.B. nicht blockierten) Reduktionsmittelabgabesystem verbunden sind, und der interne Flussratenversatzwert a wird von dem Versatzlernmodul 110 bestimmt. Eine grafische Darstellung eines solchen Modells einer Reduktionsmittelflussrate wird in Graph 300 in gezeigt. Entsprechend einiger Ausführungsformen umfasst das Reduktionsmittelflussratenmodell eine Normalbefehlslinie 302, die auf der folgenden Gleichung beruht: $Q_{2} = k \times (d - a)$
wobei k eine vorher bestimmte Konstante oder Steigung ist, die mit einem gesunden oder normalen Reduktionsmittelabgabesystem verbunden ist, a ist der interne Flussratenversatzwert, der vom Versatzlernmodul 110 bestimmt wird, Q₂ ist die externe Flussrate, die durch das Steuerventil 42 und aus dem Abgabemechanismus 36 fließt und d ist der Pumpenbefehlswert. Die Steigung k oder das Verhältnis zwischen externer Flussrate Q₂ und dem Pumpenbefehlswert d kann auf der Basis von Versuchsdaten aus einer Testzelle mit einem bekannt gesunden oder normalen Reduktionsmittelabgabesystem vorher bestimmt sein. Entsprechend kann während des Betriebs eines Reduktionsmittelabgabesystem im Feldeinsatz die Steigung k festgelegt sein, und die Werte, die von der Gleichung für die Normalbefehlslinie 302 ausgegeben werden, werden auf der Basis des internen Flussratenversatzwerts a modifiziert. Wie in gezeigt, führt für eine gewünschte Reduktionsmittelflussrate 306 für ein Reduktionsmittelabgabesystem ohne Obstruktionen ein bekannter entsprechender Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 zu einem entsprechenden Pumpenbefehlswert 308, der auf der Steigung k und dem internen Dosierversatzwert a beruht. Daher entspricht in einem Reduktionsmittelabgabesystem ohne Obstruktionen ein bekannter Reduktionsmitteldosierbefehl einer Reduktionsmitteldosierrate und einem entsprechenden Pumpenbefehlswert, wenn das System einen im Wesentlichen konstanten Ausgangsdruckwert beibehält. Entsprechend kann in einem nicht verstopften Reduktionsmittelabgabesystem der Reduktionsmitteldosierbefehlswert als ein Wert betrachtet werden, der eine Reduktionsmittelflussrate repräsentiert.
Bei einigen Ausführungsformen handelt es sich bei der Steigung k möglicherweise nicht um eine vorher bestimmte Konstante. Die Steigung k kann beispielsweise eine Funktion eines internen Dosierversatzwerts a sein. Das Verhältnis zwischen k und a kann durch Versuchsanordnungen unter unterschiedlichen Bedingungen festgestellt werden.
Mit Blick auf wird das Fehlermodul für die Reduktionsmittelflussrate 130 der Steuerung 100 konfiguriert, um einen oder mehrere Reduktionsmittelflussratenfehler zu bestimmen und zu speichern. Ein Reduktionsmittelflussratenfehlerwert kann dann eintreten, wenn die Steuerung 100 das Steuerventil 42 dazu bringt, sich in einem gewünschten Grad zu öffnen, um eine Reduktionsmitteldosierung mit einer gewünschten Reduktionsmitteldosierrate zu erzielen, aber die tatsächliche Reduktionsmitteldosierrate geringer ist als die gewünschte Reduktionsmitteldosierrate. Ein solcher Reduktionsmittelflussratenfehler kann aufgrund einer Blockade des Steuerventils 42 und/oder einer Blockade des Abgabemechanismus 36 auftreten. Derartige Blockaden können als Folge einer Kristallisierung von Harnsäure oder DEF-Partikeln oder Schmutz auftreten bzw. aufgrund anderer Blockaden.
Ein Reduktionsmittelflussratenfehlerwert kann bestimmt werden, indem das Reduktionsmittelflussratenmodell verwendet wird, dass vom Modellmodul für die Reduktionsmittelflussrate 120 und einer festgelegten reduzierten tatsächlichen Reduktionsmittelflussrate generiert wird. Mit Verweis auf kann ein Reduktionsmittelflussratenfehler anhand des Versatzes 318 eines Reduktionsmitteldosierbefehlswerts 304 bestimmt werden, der im Verhältnis zu einer bestimmten reduzierten tatsächlichen Reduktionsmittelflussrate 314 steht. Das bedeutet, falls im Reduktionsmittelabgabesystem eine Obstruktion besteht, muss die Pumpe 34 nicht so schwer arbeiten, um den gewünschten Ausgangsdruck zu erzielen (wie vom Drucksensor 48 gemessen), weil der Fluss des Reduktionsmittels durch die nachgeordneten Leitungen, das Steuerventil 42 und aus dem Abgabemechanismus 36 eingeschränkt ist, was die externe Flussrate Q₂ verringert. Infolgedessen liegt für einen Reduktionsmitteldosierbefehlswert der Pumpenbefehlswert für ein Reduktionsmittelabgabesystem mit einer Obstruktion niedriger als der Pumpenbefehlswert, wenn das Reduktionsmittelabgabesystem nicht verstopft ist. zeigt einen Graph 310, der die normale Befehlslinie 302 für das Reduktionsmittelabgabesystem ohne Obstruktion basierend auf dem Modell der Reduktionsmittelflussrate illustriert, das durch das Modellmodul für die Reduktionsmittelflussrate 120 und eine Obstruktions-Befehlslinie 312 bestimmt wird. Sobald der interne Flussratenversatzwert a und das Reduktionsmittelflussratenmodell bestimmt sind, kann die Steuerung 100 einen gewünschten Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 ausgeben, der das Steuerventil 42 auf Basis des gewünschten Reduktionsmitteldosierbefehlswerts 304 öffnet. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 100 warten, bis der Ausgangsdruck stabilisiert ist. Das bedeutet, dass sobald der vom Drucksensor 48 gemessene Druck über einen vorher eingestellten Zeitraum einen gewünschten Ausgangsdruck erreicht (z.B. ein vom Drucksensor 48 ausgegebener durchschnittlicher Ausgangsdruckwert innerhalb eines vorher bestimmten Bereichs für den gewünschten Ausgangsdruck liegt, oder die vom Drucksensor 48 gemessenen Werte über den vorher eingestellten Zeitraum innerhalb eines erlaubten Bereichs liegen), dann kann der Pumpenbefehlswert für den Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 bestimmt werden. Wie oben dargelegt, entspricht der Pumpenbefehlswert 308 zum Erhalt des gewünschten Ausgangsdrucks im Wesentlichen dem Punkt, an dem die gewünschte Reduktionsmittelflussrate 306 und der gewünschte Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 die Normalbefehlslinie 302 schneiden, wenn das Reduktionsmittelabgabesystem keine Obstruktion aufweist.
Wenn jedoch an einer der Rückleitung 44 nachgeordneten Leitung eine Obstruktion auftritt (z.B. in dem Steuerventil 42, dem Abgabemechanismus 36 oder einem Teil der Zuleitung 38 nach der Rückleitung 44) und der gleiche gewünschte Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 verwendet wird, dann kann der Obstruktions-Pumpenbefehlswert 316 für den Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 geringer sein als der Pumpenbefehlswert 308. Beispielsweise kann eine gewünschte Reduktionsmittelflussrate 306 einem Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 entsprechen. Wenn das Steuerventil 42 aufgrund des Reduktionsmitteldosierbefehlswertes 304 geöffnet ist und der Druck im System stabil ist, kann der Punkt 320 aufgrund des resultierenden behinderten Pumpenbefehlswerts 316 bestimmt werden, der den stabilisierten Ausgangsdruckwert für den Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 erhält. Unter Verwendung des Obstruktions-Pumpenbefehlswerts 316 und des Reduktionsmittelflussratenmodells kann eine tatsächliche Reduktionsmittelflussrate 314 bestimmt werden. Das bedeutet, dass mittels der Steigung k, dem internen Flussratenversatzwert a und dem Obstruktions-Pumpenbefehlswert 316 die reduzierte tatsächliche Reduktionsmittelflussrate 314 mithilfe der folgenden Gleichung berechnet werden kann: $Q_{r} = k \times (d_{r} - a)$
wobei Q_r die reduzierte tatsächliche Reduktionsmittelflussrate 314 ist, k die Steigung, d_r der Obstruktions-Pumpenbefehlswert 316 ist und a der interne Flussratenversatzwert a ist. Der Versatz 318 kann auf der Basis der Differenz zwischen der gewünschten Reduktionsmittelflussrate 306 entsprechend dem Reduktionsmitteldosierbefehlswert 304 und der festgelegten reduzierten tatsächlichen Reduktionsmittelflussrate 314 bestimmt werden. Es sollte verstanden werden, dass der Graph 310 und die Obstruktions-Befehlslinie 312 sowie die Normalbefehlslinie 302 Illustrationszwecken dienen und die Steuerung 100 einfach Werte aufgrund erhaltener Daten ohne Generierung von Graphen oder Linien 302, 312 bestimmen kann.
In einigen Fällen können mehrere Reduktionsmittelflussratenfehler aufgrund des Versatzes 318 für einen Grenzzeitraum festgelegt werden. Die Häufigkeit, mit der jeder der Reduktionsmittelflussratenfehler oder die Anzahl von Datenpunkten für den Grenzzeitraum vorhergewählt werden, wird vorher ausgewählt, um ausreichend akkumulierte Flussratenfehler für eine korrekte Bewertung der Leistung des Reduktionsmittelabgabesystems zur Verfügung zu stellen, wie im Folgenden noch detaillierter beschrieben.
Weiterhin mit Verweis auf können die Normalbefehlslinie 302 und die Obstruktions-Befehlslinie 312 unterschiedliche Steigungen aufweisen (z.B. ist die behinderte Befehlslinie 312 steiler als die Normalbefehlslinie 302), weil die Pumpe 34 weniger arbeiten muss, um den Grenzwertdruck innerhalb des Reduktionsmittelabgabesystems zu erhalten, wenn das System blockiert ist, als wenn kein Obstruktion vorliegt. Mit anderen Worten, es fließt weniger Reduktionsmittel durch die Zuleitung 38 nach der Pumpe 34, wenn die Leitung blockiert ist, als wenn die Leitung frei ist, und zwar bei der gleichen Pumpengeschwindigkeit auf der Basis des Pumpenbefehlswerts. Da die Pumpe 34 weniger Reduktionsmittel durch die blockierte Zuleitung 38 pumpt als bei einer freien Zuleitung, arbeitet die Pumpe bei einem gegebenen Reduktionsmittelbefehlswert weniger (z.B. niedrigerer Pumpenbefehlswert und geringere Pumpengeschwindigkeit).
Die Differenz zwischen einer Reduktionsmittelflussrate in einem gesunden System und der bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate für ein nicht gesundes System bei einem gegebenen Pumpenbefehlswert kann eine zutreffende Bestimmung des Grades an Ungesundheit, Blockade oder Leistung des Reduktionsmittelabgabesystems liefern. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steigung der Obstruktions-Befehlslinie 312 bestimmt werden, indem der interne Versatzwert a (z.B. eine Koordinate von (a, 0)) und der Punkt 320 verwendet werden. Je größer die Steigung der Obstruktions-Befehlslinie 312, desto größer die Blockade des Reduktionsmittelabgabesystems. Beispielsweise würde ein vollständig blockiertes System zu einer vollständig vertikalen Obstruktions-Befehlslinie 312 führen, sodass für einen beliebigen Reduktionsmitteldosierbefehlswert der gleiche Pumpenbefehlswert a festgestellt würde. Bei einigen Ausführungsfol1nen kann die Proportionalität der Steigung für die Obstruktions-Befehlslinie 312 relativ zur Steigung k für das gesunde, nicht verstopfte Reduktionsmittelabgabesystem ein Indiz dafür sein, wie schwerwiegend die Blockade oder die Obstruktion im Reduktionsmittelabgabesystem ist.
Mit Verweis zurück auf kann in einigen Ausführungsformen das Reduktionsmittelleistungsmodul 140 den von dem Flussratenfehlermodul 130 bestimmten Reduktionsmittelflussratenfehler durch einen Vergleich der Reduktionsmittelflussrate mit einem Grenzwert analysieren. Auf der Basis des Vergleichs gibt das Reduktionsmittelabgabesystem 140 einen Leistungsstatuswert 160 (z.B. bestanden oder nicht bestanden) für das Reduktionsmittelabgabesystem 30 aus. In einigen Ausführungsformen kann der Leistungsstatuswert 160 einfach ein binärer Wert sein (z.B. eine 0 für bestanden und eine 1 für nicht bestanden). Der Leistungsstatuswert 160 kann an die OBD-Einheit 200 übermittelt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die OBD-Einheit 200 als Reaktion auf einen Leistungsstatuswert 160 einen visuellen oder auditiven Hinweis geben, der die durch den Leistungsstatuswert 160 repräsentierte Leistung des Systems 30 kommuniziert. Bei einigen Ausführungsformen warnt die OBD-Einheit 200 einen Benutzer bezüglich der Leistung des Reduktionsmittelabgabesystems 30 nur dann, wenn der Leistungsstatuswert 160 einen Nicht-Bestanden-Status anzeigt.
Bei einigen Ausführungsformen können mehrere Reduktionsmittelflussratenfehler über einen Grenzwertzeitraum festgelegt werden, und das Reduktionsmittelleistungsmodul 140 akkumuliert oder addiert die Reduktionsmittelflussratenfehler und vergleicht den akkumulierten Reduktionsmittelflussratenfehler über den Grenzwertzeitraum mit einem voreingestellten Grenzwert. Beispielsweise kann das Reduktionsmittelleistungsmodul 140 eine CUSUM-Analyse der verschiedenen Reduktionsmittelflussratenfehler durchführen. Bei einigen Ausführungsfonnen kann der voreingestellte Grenzwert ein regulierter Grenzwert oder ein anderer voreingestellter Grenzwert sein, der mit einem System mit einer unerwünschten Blockademenge assoziiert wird. Wenn der akkumulierte Reduktionsmittelflussratenfehler gleich dem Grenzwert ist oder diesen überschreitet, generiert das Reduktionsmittelleistungsmodul 140 einen Leistungsstatuswert 160, der ein Indiz für einen Nicht-Bestanden-Status ist (z.B. durch die Ausgabe eines Wertes 1 für den Leistungsstatuswert 160). Wenn jedoch der akkumulierte Reduktionsmittelflussratenfehler nicht gleich dem Grenzwert ist oder diesen überschreitet, generiert das Reduktionsmittelleistungsmodul 140 einen Leistungsstatuswert 160, der ein Indiz für einen Bestanden-Status ist (z.B. durch die Ausgabe eines Wertes 0 für den Leistungsstatuswert 160).
Bei einigen Ausführungsformen kann das Reduktionsmittelleistungsmodul 140 den akkumulierten Reduktionsmittelflussratenfehler mit mehreren Grenzwerten vergleichen, um weiter diskretisierte Leistungsstatuswerte 160 bereitzustellen, die jeweils unterschiedliche Leistungsgrade anzeigen (z.B. schlecht, mittel-schlecht, mittel, mittel-gut und gut). Bei einigen Ausführungsformen kann der Leistungsstatuswert 160 ein relatives Indiz der Leistung des Systems 30 (z.B. einen diskreten Wert wie einen Wert zwischen 0, einschließlich, und 1, einschließlich) auf Grundlage der akkumulierten Reduktionsmittelflussratenfehler relativ zum Grenzwert bereitstellen (z.B. einen Prozentsatz des akkumulierten Reduktionsmittelflussratenfehlers zum Grenzwert). Bei einigen Ausführungsformen kann die OBD-Einheit 200 die diskretisierten Leistungsstatuswerte 160 verwenden, um einem Nutzer die Evolution (z.B. die Verfallsrate) der Leistung des Systems 30 über die Zeit zu berichten, so dass der Nutzer voraussehen kann, wann das System 30 einen Blockadewert erreicht, der regulierte Mengen übersteigt.
Wie in gezeigt, schließt ein Prozess 400 für die Diagnose der Leistung eines Reduktionsmittelabgabesystems auch ein, dass festgestellt wird, ob eine Druckstabilisierung erreicht wurde (Block 405). Bei einigen Ausführungsformen kann die Druckstabilisierung aufgrund eines vorbestimmten Zeitgrenzwertes bestimmt werden, der überschritten wird, während das Steuerventil geschlossen ist. Bei anderen Ausführungsformen kann die Druckstabilisierung bestimmt werden, wenn ein durchschnittlicher Druckwert, der vom Drucksensor ausgegeben wird, sich in einem vorher festgelegten Bereich von Werten für den gewünschten Ausgangsdruck befindet oder die vom Drucksensor ausgegebenen Messwerte sich über einen vorgegebenen Zeitraum innerhalb eines erlaubten Bereichs befinden. Wenn keine Druckstabilisierung eingetreten ist, kann der Prozess 400 beendet werden.
Wenn der Druck sich stabilisiert hat (Block 405), setzt der Prozess 400 mit der Feststellung fort, ob der Dosierbefehlswert über einen Grenzwert für den Dosierzeitraum (Block 410) hinweg null war. Entsprechend der Druckstabilisierungsbestimmung (Block 405), wenn die Bestimmung der Tatsache, ob der Dosierbefehlswert für einen Grenzwert des Dosierzeitraums (Block 410) null war, negativ ausfällt, kann der Prozess 400 beendet werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Bestimmung, ob der Dosierbefehlswert über einen Grenzwert für den Dosierzeitraum (Block 410) hinweg null war und die Bestimmung, ob eine Druckstabilisierung eingetreten ist (Block 405), kombiniert werden, so dass beide Bedingungen erfüllt sein müssen, bevor der Prozess 400 fortgesetzt werden kann. In anderen Ausführungsformen kann die Bestimmung, ob der Dosierbefehlswert über einen Grenzwert für den Dosierzeitraum (Block 410) null war, erfolgen, bevor die Bestimmung, ob eine Druckstabilisierung eingetreten ist (Block 405), erfolgt. In noch anderen Ausführungsformen kann der Reduktionsmittelbefehlswert auf einen Nullwert gesetzt werden, bevor festgestellt wird, ob eine Druckstabilisierung stattgefunden hat (Block 405), so dass die Bestimmung, ob der Dosierbefehlswert über einen Grenzwert für den Dosierzeitraum (Block 410) null war, ausgelassen werden kann.
Wenn der Dosierbefehlswert für einen Grenzwert des Dosierzeitraums (Block 410) null war, setzt der Prozess 400 mit der Feststellung des internen Flussratenversatzwerts a (Block 415) fort. In einer Ausführungsform wird der interne Flussratenversatzwert a dadurch bestimmt, dass ein Versatzwertlernprozess oder Algorithmus durchgeführt wird, wie der durch das Versatzlernmodul 110 realisierte. Der interne Flussratenversatzwert a kann dann verwendet werden, um das Reduktionsmittelflussratenmodell zu bestimmen, wie das in Zusammenhang mit den - beschriebene.
Nachdem der interne Flussratenversatzwert a bestimmt wurde (Block 415) wird eine Zeit t auf null gesetzt (Block 420) und der Prozess 400 setzt damit fort, dass ein Reduktionsmittelflussratenfehler bei t = t + 1 (Block 425) festgestellt wird. Der Reduktionsmittelflussratenfehler kann dadurch bestimmt werden, dass das Reduktionsmittelflussfehlermodul 130 mit dem Versatz 318 aus verwendet wird. Bei einigen Ausführungsformen kann der Wert für den Flussratenfehler in einem nicht-flüchtigen computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden.
Der Prozess 400 stellt dann fest, ob ein Fehlerakkumulationszeitgrenzwert erreicht wurde (Block 430). Der Zeitgrenzwert für die Fehlerakkumulation kann auf einer Abtastrate und einer gewünschten Anzahl von Reduktionsmittelflussratenfehlern beruhen, oder der Zeitgrenzwert für die Fehlerakkumulationszeit kann auf einem vorbestimmten Zeitgrenzwert beruhen. Wenn der Zeitgrenzwert für die Fehlerakkumulation nicht erreicht wurde (Block 430), setzt der Prozess 400 damit fort, dass ein weiterer Reduktionsmittelflussratenfehler bestimmt und der Wert für die Zeit t um t = t + 1 (Block 425) erhöht wird.
Wenn der Zeitgrenzwert für die Fehlerakkumulation erreicht wurde (Block 430), akkumuliert oder addiert der Prozess 400 den/die bestimmten Reduktionsmittelflussratenfehler, um einen akkumulierten Fehlerwert zu bestimmen (Block 435). Bei einigen Ausführungsformen kann der bestimmte akkumulierte Fehlerwert für eine CUSUM-Analyse der verschiedenen Reduktionsmittelflussratenfehler verwendet werden, indem die Reduktionsmittelflussratenfehler zur Bestimmung des akkumulierten Fehlerwerts gewichtet werden. Bei einigen Reduktionsmittelflussraten kann ein singulärer Reduktionsmittelflussratenfehler als akkumulierter Fehlerwert verwendet werden.
Der Prozess 400 stellt fest, ob der akkumulierte Fehlerwert größer ist als ein Fehlerwertgrenzwert (Block 440). Wenn der akkumulierte Fehlerwert geringer ist als der Fehlerwertgrenzwert (Block 440), dann setzt der Prozess 400 den Leistungsstatuswert auf einen Wert, der einen Bestanden-Wert (Block 445) anzeigt, und der Prozess 400 wird beendet. Wenn der akkumulierte Fehlerwert größer ist als der Fehlerwertgrenzwert (Block 440), dann setzt der Prozess 400 den Leistungsstatuswert auf einen Wert, der einen Nicht-Bestanden-Wert (Block 450) anzeigt, und der Prozess 400 wird beendet. Bei einigen Ausführungsformen arbeiten die Steuerung 100 und die damit verbundenen Module, um die Schritte des Prozesses 400 durchzuführen.
Das Prozessdiagramm von wie oben beschrieben ist im Allgemeinen als logisches Flow-Chart-Diagramm ausgeführt. So sind die dargestellte Reihenfolge und die angezeigten Schritte ein Indiz für die repräsentative Ausführungsform des Prozesses 400. Andere Schritte, Reihenfolgen und Prozesse sind denkbar, die in Bezug auf Funktion, Logik oder Wirkung eines oder mehrerer Schritte oder Teile davon dem Prozess 400 wie in dargestellt äquivalent sind, sofern nicht anderslautend angegeben.
Außerdem werden die verwendeten Formate und Symbole angegeben, um die logischen Schritte in zu erklären und sind nicht so zu verstehen, dass der Geltungsbereich des Prozess 400 eingeschränkt würde. Obwohl verschiedene Pfeil- und Linientypen für das Prozessdiagramm in verwendet werden können, sollen diese den Geltungsbereich des entsprechenden Prozess 400 natürlich nicht einschränken. Tatsächlich können einige Pfeile oder andere Verbindungselemente verwendet werden, um nur den logischen Ablauf des Prozess 400 anzuzeigen. Beispielsweise kann ein Pfeil eine Warte- oder Überwachungszeit mit unbestimmter Dauer zwischen benannten Schritten im Prozess 400 anzeigen. Darüber hinaus kann die Reihenfolge, in der bestimmte Schritte des Prozess 400 erfolgen, sich strikt an die Reihe der entsprechenden angezeigten Schritte halten oder auch nicht, sofern nicht anders angegeben.
Bei einigen Ausführungsformen kann der interne Flussratenversatzwert a in Reaktion auf Umweltbedingungen wie der Temperatur variieren. Bei einigen Ausführungsfonnen können die hier beschriebenen Systeme und Prozesse den internen Flussratenversatzwert a bestimmen, entweder mehrfach oder mit einer vorbestimmten Häufigkeit, so dass der interne Flussratenversatzwert a aktualisiert wird, um Temperaturänderungen einzubeziehen, so dass der Fehler des internen Flussratenversatzwerts a, der aus der Temperaturänderung erwächst, auf der Basis der Häufigkeit, mit der der interne Flussratenversatzwert a bestimmt wird, reduziert und/oder berücksichtigt werden kann. Bei anderen Ausführungsformen kann der interne Flussratenversatzwert a als Reaktion auf Temperaturänderungen auf Basis einer bestimmten Funktion modifiziert werden. Beispielsweise kann der interne Flussratenversatzwert a eine lineare Funktion der Temperatur sein, wie: $a = m \times T + b$
wobei a der interne Flussratenversatzwertwert ist, m eine kalibrierte Steigung ist, T die Temperatur ist und b ein Versatzwert ist. Bei einigen Ausführungsformen können die Werte für m und B auf Tests bei mehreren Temperaturwerten T basieren.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können ein computerlesbares Medium verwenden, dass ein greifbares computerlesbares Speichermedium sein kann, auf dem computerlesbare Anweisungen gespeichert werden, die bei der Ausführung durch einen Datenprozessor dafür sorgen, dass der Datenprozessor eine oder mehrere Operationen durchführt. Das computerlesbare Speichermedium kann beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, infrarotes, holografisches, mikromechanisches oder ein Halbleitersystem sein, bzw. eine Vorrichtung oder ein Gerät oder jede geeignete Kombination der oben genannten.
Spezifischere Beispiele für ein computerlesbares Medium können, jedoch ohne Einschränkung, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein RAM-Modul, einen ROM-Speicher, einen löschbaren programmierbaren Nur-LeseSpeicher (EPROM oder Flash-Speicher), einen tragbaren CD-Speicher nur zum Lesen (CD-ROM), eine vielseitige Digitaldisk (DVD), ein optisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät, ein holografisches Speichergerät, ein mikromechanisches Speichergerät oder jede geeignete Kombination der vorgenannten umfassen. Im Kontext dieses Dokuments kann ein computerlesbares Speichermedium jedes greifbare Medium sein, dass computerlesbare Anweisungen zur Verwendung durch bzw. in Verbindung mit einem Anweisungsausführungssystem, einer Vorrichtung oder einem Gerät enthalten bzw. speichern kann.
Das computerlesbare Medium kann auch ein computerlesbares Signalmedium sein. Ein computerlesbares Signalmedium kann ein propagiertes Datensignal mit computerlesbaren Anweisungen darin einschließen, z.B. auf Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein solches propagiertes Signal kann jede einer Vielzahl verschiedener Formen annehmen, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich, elektrische, elektromagnetische, magnetische, optische oder eine beliebige geeignete Kombination davon. Ein computerlesbares Signalmedium kann jedes computerlesbare Medium sein, bei dem es sich nicht um ein computerlesbares Speichermedium handelt, und das computerlesbare Anweisungen zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Anweisungsausführungssystem, einer Vorrichtung oder einem Gerät kommunizieren, propagieren oder transportieren kann. Computerlesbare Anweisungen, die auf einem computerlesbaren Signalmedium ausgeführt werden, können übertragen werden, indem ein geeignetes Medium verwendet wird, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich, kabellose Übertragung, Kabelgebunden, Lichtwellenleiterkabel, Radiofrequenzen (RF) oder entsprechendes, bzw. jede beliebige geeignete Kombination davon.
In einer Ausführungsform kann das computerlesbare Medium eine Kombination von einem oder mehreren computerlesbaren Speichermedien sowie ein oder mehr computerlesbare Signalmedien umfassen. Beispielsweise können computerlesbare Anweisungen sowohl als elektromagnetisches Signal über ein Lichtwellenkabel propagiert werden, das von einem Datenprozessor ausgeführt und auf einem RAM-Speichermedium zur Ausführung durch den Datenprozessor gespeichert wird.
Computerlesbare Anweisungen für die Ausführung von Operationen für Aspekte der vorliegenden Erfindung können in einer einzelnen oder einer Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben sein, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache wie JAVA, SMALLTALK, C++ oder entsprechende, sowie mit herkömmlichen Prozedurprogrammiersprachen, wie die „C“-Programmiersprache oder vergleichbare Programmiersprachen.
Die vorliegende Offenbarung kann in anderen Formen ausgeführt sein, ohne von dem Geist der Erfindung oder deren wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die in dieser Anwendung offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend aufzufassen. Der Schutzumfang der Offenbarung wird daher von den beiliegenden Ansprüchen und nicht von der vorstehenden Beschreibung angegeben; Sämtliche Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Bereichs einer Gleichwertigkeit der Ansprüche liegen, sind als darin enthalten zu verstehen.

Claims

System zur Leistungsdiagnose eines Reduktionsmittelabgabesystem, umfassend: ein Reduktionsmittelabgabesystem (30), das eine Reduktionsmittelpumpe (34) umfasst; und eine Steuerung (100), die konfiguriert ist, um: einen Reduktionsmittelflussratenversatzwert für das Reduktionsmittelabgabesystem zu bestimmen, wobei der Reduktionsmittelflussratenversatzwert auf einem ersten Pumpenbefehlswert (150) für die Reduktionsmittelpumpe basiert, wenn ein Ausgangsdruckwert (152) eines Drucksensors (48) stabilisiert ist und ein erster Reduktionsmitteldosierbefehlswert (154), der eine Menge von Reduktionsmittel zu einem Abgabemechanismus (36) des Reduktionsmittelabgabesystems steuert, bei null liegt, eine erste reduzierte Reduktionsmittelflussrate (314) für einen zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert (154) zu bestimmen, der zumindest teilweise auf dem bestimmten Reduktionsmittelflussratenversatzwert basiert, wobei der zweite Reduktionsmitteldosierbefehl nicht null ist, einen ersten Reduktionsmittelflussratenfehler zu bestimmen, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen einem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der ersten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht, und einen Leistungsstatuswert (160) auszugeben, der auf einen Leistungsstatus des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist, der zumindest teilweise auf dem bestimmten ersten Reduktionsmittelflussratenfehler und einem vorher festgelegten Grenzwert beruht.
System nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsmittelabgabesystem ferner ein Steuerventil (42) umfasst, und wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: den ersten Reduktionsmitteldosierbefehlswert an das Steuerventil auszugeben, und zu bestimmen, dass der Ausgangsdruckwert stabilisiert ist, als Reaktion darauf, dass ein Durchschnittsdruckwert über einen festgelegten Zeitraum in einem vorher festgelegten Bereich für einen gewünschten Ausgangsdruck bleibt.
System nach Anspruch 1, wobei der Reduktionsmittelflussratenversatzwert als Reaktion darauf bestimmt wird, dass der zweite Reduktionsmitteldosierbefehlswert nicht null ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Reduktionsmittelflussratenversatzwert als Reaktion auf die Überschreitung einer maximalen Lerndauer bestimmt wird.
System umfassend: ein Reduktionsmittelabgabesystem (30), das eine Reduktionsmittelpumpe (31) umfasst; und eine Steuerung (100), die konfiguriert ist, um: einen Flussratenversatzwert für das Reduktionsmittelabgabesystem zu bestimmen, wobei der Flussratenversatzwert auf einem ersten Pumpenbefehlswert (150) für die Reduktionsmittelpumpe basiert, wenn ein Ausgangsdruckwert (152) stabilisiert ist und ein erster Reduktionsmitteldosierbefehlswert (154) bei null liegt, eine erste reduzierte Reduktionsmittelflussrate (314) für einen zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert (154) zu bestimmen, der zumindest teilweise auf dem bestimmten Flussratenversatz basiert, wobei der zweite Reduktionsmitteldosierbefehl nicht null ist, einen ersten Reduktionsmittelflussratenfehler zu bestimmen, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen einem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der ersten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht, und eine zweite reduzierte Reduktionsmittelflussrate für den zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert zu bestimmen, der zumindest teilweise auf dem festgelegten Reduktionsmittelflussratenversatz basiert, einen zweiten Reduktionsmittelflussratenfehler zu bestimmen, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen dem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der zweiten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht und einen akkumulierten Fehlerwert zu bestimmen, der zumindest teilweise auf dem ersten Reduktionsmittelflussratenfehler und dem zweiten Reduktionsmittelflussratenfehler beruht, einen Leistungsstatuswert (160) auszugeben, der auf einen Leistungsstatus des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist und auf dem bestimmten Akkumulationsfehlerwert und dem festgelegten Grenzwert beruht.
System nach Anspruch 5, wobei der akkumulierte Fehlerwert auf einer Vielzahl von Reduktionsmittelflussratenfehlern über einem festgelegten Fehlerakkumulationszeitgrenzwert basiert.
System nach Anspruch 6, wobei der akkumulierte Fehlerwert auf einer CUSUM-Analyse der Vielzahl der Reduktionsmittelflussratenfehler basiert.
System nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung der ersten reduzierten Reduktionsmittelflussrate für den Reduktionsmitteldosierbefehlswert folgendes umfasst: die Bestimmung eines zweiten Pumpenbefehlswerts für die Reduktionsmittelpumpe, wenn der Ausgangsdruckwert für den zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert stabilisiert ist, und die Bestimmung der ersten reduzierten Reduktionsmittelflussrate für den zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert, der auf dem bestimmten Reduktionsmittelflussratenversatz und dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert basiert.
System nach Anspruch 1, wobei der Leistungsstatuswert an ein Borddiagnostik-(OBD-) System (200) ausgegeben wird.
System nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Verbrennungsmotor (20); und ein Abgasnachbehandlungssystem in fluider Kommunikation mit dem Verbrennungsmotor für den Erhalt von Abgasen aus dem Verbrennungsmotor, wobei das Reduktionsmittelabgabesystem in fluider Kommunikation mit einem Teil des Abgasnachbehandlungssystems steht, um ein Reduktionsmittel in das Abgasnachbehandlungssystem einzudosieren.
Nicht-flüchtiges computerlesbares Medium, auf dem eine oder mehrere Anweisungen gespeichert sind, die bei der Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren, diesen einen oder diese mehrere Prozessoren dazu veranlassen, Operationen durchzuführen, umfassend: die Bestimmung eines Reduktionsmittelflussratenversatzwertes für ein Reduktionsmittelabgabesystem (30), wobei der Reduktionsmittelflussratenversatzwert auf einem ersten Pumpenbefehlswert (150) für eine Reduktionsmittelpumpe (34) basiert, wenn ein Ausgangsdruckwert (152) eines Drucksensors (48) stabilisiert ist und ein erster Reduktionsmitteldosierbefehlswert (154), der eine Menge von Reduktionsmittel zu einem Abgabemechanismus (36) des Reduktionsmittelabgabesystems steuert, bei null liegt; die Bestimmung eines zweiten Pumpenbefehlswerts für die Reduktionsmittelpumpe, wenn der Ausgangsdruckwert des Drucksensors für einen zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert stabilisiert ist, wobei der zweite Reduktionsmitteldosierbefehlswert nicht null ist; die Bestimmung einer ersten reduzierten Reduktionsmittelflussrate (314) für den zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert basierend auf dem festgelegten Reduktionsmittelflussratenversatzwert und dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert; die Bestimmung eines ersten Reduktionsmittelflussratenfehlers, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen einem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der ersten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht, und die Ausgabe eines Leistungsstatuswerts (160), der auf einen Leistungsstatus des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist, der zumindest teilweise auf dem bestimmten ersten Reduktionsmittelflussratenfehler und einem vorher festgelegten Grenzwert beruht.
Nicht-flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 11, wobei die eine oder die mehreren gespeicherten Anweisungen den einen oder die mehrere Prozessoren dazu veranlassen, Operationen durchzuführen, die ferner umfassen: die Ausgabe des ersten Reduktionsmitteldosierbefehlswerts an das Steuerventil (42), und die Bestimmung, dass der Ausgangsdruckwert stabilisiert ist, als Reaktion darauf, dass ein Durchschnittsdruckwert über einen festgelegten Zeitraum in einem vorher festgelegten Bereich für einen gewünschten Ausgangsdruckwert bleibt.
Nicht-flüchtiges computerlesbares Medium, auf dem eine oder mehrere Anweisungen gespeichert sind, die bei der Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren, diesen einen oder diese mehrere Prozessoren dazu veranlassen, Operationen durchzuführen, umfassend: die Bestimmung eines Flussratenversatzwertes für ein Reduktionsmittelabgabesystem (30), wobei der Flussratenversatzwert auf einem ersten Pumpenbefehlswert (150) für eine Reduktionsmittelpumpe (34) basiert, wenn ein Ausgangsdruckwert (152) stabilisiert ist und ein erster Reduktionsmitteldosierbefehlswert (154) bei null liegt; die Bestimmung eines zweiten Pumpenbefehlswerts für die Reduktionsmittelpumpe, wenn der Ausgangsdruckwert für einen zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert stabilisiert ist, wobei der zweite Reduktionsmitteldosierbefehlswert nicht null ist; die Bestimmung einer ersten reduzierten Reduktionsmittelflussrate (314) für den zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert basierend auf dem festgelegten Flussratenversatz und dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert; die Bestimmung eines ersten Reduktionsmittelflussratenfehlers, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen einem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der ersten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht, die Bestimmung einer zweiten reduzierten Reduktionsmittelflussrate für den zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert, der zumindest teilweise auf dem bestimmten Flussratenversatzwert basiert, die Bestimmung eines zweiten Reduktionsmittelflussratenfehlers, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen einem Reduktionsmittelflussratenwert entsprechend dem zweiten Reduktionsmitteldosierbefehlswert und der zweiten bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht, die Bestimmung eines akkumulierten Fehlerwertes, der zumindest teilweise auf dem ersten Reduktionsmittelflussratenfehler und dem zweiten Reduktionsmittelflussratenfehler beruht; und einen Leistungsstatuswert (160) auszugeben, der auf einen Leistungsstatus des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist und auf dem bestimmten Akkumulationsfehlerwert und dem festgelegten Grenzwert beruht.
Nicht-flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 13, wobei der akkumulierte Fehlerwert auf einer Vielzahl von Reduktionsmittelflussratenfehlern über einem festgelegten Fehlerakkumulationszeitgrenzwert basiert.
Nicht-flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei der akkumulierte Fehlerwert auf einer CUSUM-Analyse der Vielzahl der Reduktionsmittelflussratenfehler basiert.
Nicht-flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 11, wobei der ausgegebene Leistungsstatuswert ein binärer Wert ist.
Verfahren für die Bestimmung eines Leistungsstatus für ein Reduktionsmittelabgabesystem, das eine Reduktionsmittelpumpe (34), ein Steuerventil (42) und einen Abgabemechanismus (36) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: die Bestimmung eines internen Flussratenversatzwerts des Reduktionsmittelabgabesystem mittels eines oder mehrerer Datenprozessoren; die Bestimmung eines Reduktionsmittelflussratenmodells mittels eines oder mehrerer Datenprozessoren basierend auf dem bestimmten internen Flussratenversatzwert und einem Steigungswert, wobei das Reduktionsmittelflussratenmodell eine erwartete Reduktionsmittelflussrate für ein normal arbeitendes Reduktionsmittelabgabesystem als Reaktion auf einen eingegebenen Pumpenbefehlswerts generiert; die Ausgabe eines Reduktionsmitteldosierbefehlswerts durch einen oder mehrere Datenprozessoren auf der Basis einer gewünschten Reduktionsmitteldosierflussrate an das Steuerventil; die Bestimmung eines Pumpenbefehlswerts auf Basis des Reduktionsmitteldosierbefehlswert mithilfe eines oder mehrerer Prozessoren; die Bestimmung einer reduzierten Reduktionsmittelflussrate mithilfe eines oder mehrerer Datenprozessoren, die auf dem bestimmten Reduktionsmittelflussratenmodell sowie dem bestimmten Pumpenbefehlswert beruht; die Bestimmung eines Reduktionsmittelflussratenfehlerwertes mittels eines oder mehrerer Datenprozessoren, der zumindest teilweise auf einer Differenz zwischen der gewünschten Reduktionsmittelflussrate und der bestimmten reduzierten Reduktionsmittelflussrate beruht; und die Ausgabe eines Leistungsstatuswerts (160), der auf die Leistung des Reduktionsmittelabgabesystems hinweist, auf Basis des Reduktionsmittelflussratenfehlerwerts und eines vorher festgelegten Grenzwerts.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend: die Ausgabe eines Reduktionsmitteldosierbefehlswerts an das Steuerventil, wobei der Reduktionsmitteldosierbefehlswert den Wert null aufweist; und die Bestimmung, dass ein Ausgangsdruckwert (152) stabilisiert ist, mittels eines oder mehrerer Datenprozessoren, als Reaktion darauf, dass ein Durchschnittsdruckwert über einen festgelegten Zeitraum in einem vorher festgelegten Bereich für einen gewünschten Ausgangsdruck geblieben ist, wobei die Bestimmung des internen Flussratenversatzwerts als Reaktion auf die Bestimmung erfolgt, dass der Ausgangsdruck stabilisiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei es sich bei dem Steigungswert um einen festgelegten konstanten Steigungswert handelt.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei es sich bei dem Steigungswert um einen Wert handelt, der sich zum internen Flussratenversatzwert proportional verhält.