DE112021007939T5 - Diagnose des Motorzustands und der Ölverbrauchsrate mittels Gegendruck - Google Patents

Diagnose des Motorzustands und der Ölverbrauchsrate mittels Gegendruck Download PDF

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James Zokoe, jr.
Shirish S. Punde
Bryon D. Staebler
Rayomand Dabhoiwala
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Cummins Emission Solutions Inc
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Abstract

Ein Nachbehandlungssystem schließt einen Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, und eine Steuerung ein, die einen tatsächlichen Druckabfall über dem Partikelfilter misst, eine erwartete Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors bestimmt, einen erwarteten Druckabfall über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate bestimmt, den erwarteten Druckabfall mit dem tatsächlichen Druckabfall vergleicht, und basierend auf dem Vergleich bestimmt, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Nachbehandlungssysteme zur Verwendung mit Verbrennungsmotoren.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein Abgasnachbehandlungssystem wird zur Behandlung von Abgasen verwendet, die von einem Verbrennungsmotor erzeugt werden. Das Abgasnachbehandlungssystem kann ein System zur selektiven katalytischen Reduktion einschließen, das so beschaffen ist, dass es Stickoxide in dem Abgas in der Gegenwart eines Katalysators und eines Reduktionsmittels reduziert. Das Abgasnachbehandlungssystem kann auch einen oder mehrere Filter einschließen, um Ablagerungen und andere Partikel aus dem Abgas zu entfernen. Durch die Behandlung des Abgases unter Verwendung des Abgasnachbehandlungssystems werden die schädlichen Emissionen im Abgas, die sonst in die Atmosphäre emittiert würden, reduziert.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Mechanismus zum Bestimmen einer abnormalen Ölverbrauchsrate in einem Motor, der einem Nachbehandlungssystem zugeordnet ist. Eine abnormale Ölverbrauchsrate kann auf Verschleiß an Motorkomponenten hinweisen. Somit kann durch Identifizieren abnormaler Ölverbrauchsraten Verschleiß an Motorkomponenten rechtzeitig erkannt werden. In einigen Ausführungsformen können erhöhte Ölverbrauchsraten im Motor einer übermäßigen Asche- und/oder Rußansammlung in einem Partikelfilter des Nachbehandlungssystems entsprechen. Wenn sich Asche und/oder Ruß auf dem Partikelfilter ansammelt, erhöht sich der Druckabfall über dem Partikelfilter. Somit können Druckabfallsignale über dem Partikelfilter verwendet werden, um abnormale Ölverbrauchsraten im Motor zu identifizieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Nachbehandlungssystem offenbart. Das Nachbehandlungssystem schließt einen Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, und eine Steuerung ein, die computerlesbare Anweisungen ausführt, die in einem Speicher gespeichert sind, um einen tatsächlichen Druckabfall über dem Partikelfilter basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter zu bestimmen, eine erwartete Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors zu bestimmen, einen erwarteten Druckabfall über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate zu bestimmen, den erwarteten Druckabfall mit dem tatsächlichen Druckabfall zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich zu bestimmen, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren offenbart. Das Verfahren schließt das Bestimmen, durch eine Steuerung eines Nachbehandlungssystems, eines tatsächlichen Druckabfalls über einem Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter, das Bestimmen, durch die Steuerung, einer erwarteten Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors, das Bestimmen, durch die Steuerung, eines erwarteten Druckabfalls über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate, das Vergleichen, durch die Steuerung, des erwarteten Druckabfalls mit dem tatsächlichen Druckabfall, und das Bestimmen, durch die Steuerung, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend auf dem Vergleich, ein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium mit darauf gespeicherten computerlesbaren Anweisungen offenbart. Wenn die computerlesbaren Anweisungen durch eine Steuerung eines Nachbehandlungssystems ausgeführt werden, veranlassen sie die Steuerung, einen Prozess durchzuführen, der einschließt: das Bestimmen eines tatsächlichen Druckabfalls über einem Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter, das Bestimmen einer erwarteten Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors, das Bestimmen eines erwarteten Druckabfalls über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate, das Vergleichen des erwarteten Druckabfalls mit dem tatsächlichen Druckabfall und das Bestimmen, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend auf dem Vergleich.
  • Es sei klargestellt, dass alle Kombinationen der vorstehenden Konzepte und weiterer Konzepte, die nachfolgend eingehender erörtert werden (vorausgesetzt, dass diese Konzepte nicht gegenseitig unvereinbar sind), als Teil des hierin offenbarten Gegenstands gedacht sind. Insbesondere sind alle Kombinationen des beanspruchten Gegenstands, die am Ende dieser Offenbarung aufgeführt sind, als Teil des hierin offenbarten Gegenstands gedacht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehenden und weiteren Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche deutlicher, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen sind. Unter der Voraussetzung, dass diese Zeichnungen nur einige Implementierungen gemäß der Offenbarung darstellen und daher nicht als ihren Schutzumfang einschränkend anzusehen sind, wird die Offenbarung mit zusätzlicher Genauigkeit und im Detail mittels der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
    • 1 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Nachbehandlungssystems gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das Vorgänge zum Erkennen einer erhöhten oder abnormalen Ölverbrauchsrate in einem Motor, der dem Nachbehandlungssystem von 1 zugeordnet ist, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung skizziert.
    • 3 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das Vorgänge zum Erstellen einer zweiten Kalibrierungstabelle zur Verwendung in dem Prozess von 2 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung skizziert.
    • 4 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das Vorgänge zum Bestimmen einer erwarteten Gesamtascheansammlungsrate zur Verwendung in dem Prozess von 2 basierend auf der zweiten Kalibrierungstabelle von 3 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung skizziert.
    • 5A ist eine beispielhafte Tabelle zwischen Arbeitszyklen und einer Ölverbrauchsrate gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 5B ist eine beispielhafte Tabelle zwischen Arbeitszyklen und einer Ascheansammlungsrate gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • In der gesamten folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen kennzeichnen ähnliche Symbole in der Regel ähnliche Komponenten, sofern der Kontext nichts anderes vorgibt. Die veranschaulichenden Ausführungen, die in der ausführlichen Beschreibung, in den Zeichnungen und in den Ansprüchen beschrieben werden, sind nicht als einschränkend zu verstehen. Andere Ausführungen können genutzt werden, und es können andere Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang des hier vorgestellten Gegenstands abzuweichen. Es wird vorausgesetzt, dass die Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung wie allgemein hierin beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht, in vielen verschiedenen Konfigurierungen angeordnet, ersetzt, kombiniert und konzipiert werden können, die alle ausdrücklich berücksichtigt und Teil dieser Offenbarung sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Diese Anmeldung richtet sich auf ein Nachbehandlungssystem zur Behandlung von Abgasen, die von einem Motor emittiert werden. Das Nachbehandlungssystem kann verschiedene Arten von unerwünschten Bestandteilen aus dem Abgas entfernen, bevor das behandelte Abgas in die Atmosphäre abgegeben wird. Neben anderen Komponenten schließt das Nachbehandlungssystem einen Partikelfilter ein, der konfiguriert ist, um Ruß, Asche, Schmutz und andere Partikel aus dem in das Nachbehandlungssystem eintretenden Abgas zu entfernen. Der Ölverbrauch im Motor trägt dazu bei, dass sich Asche im Partikelfilter ansammelt. Asche aus dem Ölverbrauch sammelt sich im Laufe der Zeit im Partikelfilter an und führt in Verbindung mit Ruß zu Einschränkungen (z. B. Verschleiß) an den Motorkomponenten. Wenn sich Asche und/oder Ruß im Partikelfilter ansammelt, erhöht sich der Gegendruck oder Druckabfall über dem Partikelfilter. Die vorliegende Offenbarung nutzt ein Druckabfallsignal über dem Partikelfilter, um eine Reaktion auf die Asche- und/oder Rußbeladung vorherzusagen (z. B. Asche- und/oder Rußansammlungsrate) und zu bestimmen, wann möglicherweise Motorkomponenten verschleißen oder der Betrieb abnormal ist, und wann der Partikelfilter möglicherweise regeneriert oder ausgetauscht werden muss.
  • Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung einen Mechanismus bereit, bei dem eine Steuerung eine Diagnose ausführen kann, um eine Druckabfallsignatur über die Zeit mit abgestimmten Kalibrierungstabellen zu vergleichen, um zu bestimmen, wann die Asche- und/oder Rußansammlungsrate übermäßig hoch ist. Die Bestimmung kann verwendet werden, um potenzielle Motorprobleme, die den Ölverbrauch erhöhen, mit einem Flag zu kennzeichnen, bevor eine vollständige Wartung des Partikelfilters erforderlich wird. Insbesondere nimmt mit steigendem Ölverbrauch auch die Ascheansammlung im Partikelfilter zu. Somit können erhöhte Ölverbrauchsraten auf eine erhöhte Asche- und/oder Rußansammlung im Partikelfilter hinweisen. Daher stellt die vorliegende Offenbarung einen Mechanismus zur Erkennung erhöhter oder abnormaler Ölverbrauchsraten bereit, die auf eine erhöhte Asche- und/oder Rußansammlung im Partikelfilter hinweisen.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein durchschnittlicher (standardmäßiger/gesunder) Motorbetrieb zur Erstellung von Druckabfall-Kalibrierungstabellen mit Ruß und/oder Asche verwendet werden, um die Gesamtbeladung des Partikelfilters mit Ruß und/oder Asche im Laufe der Zeit zu schätzen. Der Ölverbrauch bei durchschnittlichen Arbeitszyklen kann als Standardreferenz bei einem durchschnittlichen (standardmäßigen/gesunden) Motor gemessen werden. Die Kalibrierungstabellen können mit der Schätzung der Ölverbrauchsrate des gesunden Motors über Standardarbeitszyklen kombiniert werden, um zu bestimmen, ob der Partikelfilter übermäßig viel Asche und/oder Ruß ansammelt.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Beispiel eines Blockdiagramms eines Nachbehandlungssystems 100 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Nachbehandlungssystem 100 ist so konfiguriert, dass es Abgase von einem Motor 105 empfängt. Der Motor 105 kann ein kompressionsgezündeter Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor, ein fremdgezündeter Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Benzinmotor, oder ein anderer Motortyp sein, beispielsweise ein Erdgasmotor, ein Zweikraftstoffmotor, ein Biodieselmotor, ein E-85-Motor usw. Der Motor 105 emittiert Abgase als Ergebnis der Verbrennung von Luft aus der Atmosphäre mit Kraftstoff. Die Abgase werden vom Motor 105 über eine Einlassleitung 110 in ein Gehäuse 115 abgeführt.
  • Das Gehäuse 115 definiert ein Innenvolumen, in dem ein oder mehrere Elemente zur Behandlung des Abgases angeordnet sind. Um den Betriebsbedingungen standzuhalten, kann das Gehäuse 115 aus einem starren, hitzebeständigen und korrosionsbeständigen Werkstoff, beispielsweise Edelstahl, Eisen, Aluminium, Metallen, Keramik oder einem anderen geeigneten Werkstoff ausgebildet sein. Obwohl das Gehäuse 115 in 1 als eine bestimmte Form und Größe aufweisend gezeigt wurde, kann das Gehäuse jeden geeigneten Querschnitt (z. B. kreisförmig, quadratisch, rechteckig, oval, elliptisch, polygonal, usw.) und jede geeignete Größe aufweisen. Das Gehäuse 115 kann einen Oxidationskatalysator 120 zum Oxidieren von Stickoxiden und bestimmten Arten von Feststoffteilchen aus dem Abgas und zum Zersetzen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen aus dem Abgas aufnehmen. In einigen Ausführungsformen kann der Oxidationskatalysator 120 ein Dieseloxidationskatalysator („DOC“) oder eine andere Art von Oxidationskatalysator sein, der für die Verwendung in dem Nachbehandlungssystem 100 geeignet ist.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 mit einer Kohlenwasserstoffeinbringungsbaugruppe 125 zum selektiven Einspritzen eines Kohlenwasserstoffs (z. B. Kraftstoff) in den Oxidationskatalysator 120 verbunden sein. Der Oxidationskatalysator 120 kann die Entzündung des Kohlenwasserstoffs katalysieren, so dass die Temperatur des Abgases zur Regeneration des Oxidationskatalysators und/oder zur Regeneration anderer Elemente innerhalb des Gehäuses 115 erhöht wird. In einigen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 auch einen Partikelfilter 130 innerhalb des Gehäuses 115 einschließen. In einigen Ausführungsformen und wie gezeigt, kann der Partikelfilter 130 dem Oxidationskatalysator 120 nachgelagert angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen kann der Partikelfilter 130 dem Oxidationskatalysator 120 vorgelagert angeordnet sein. Wenn der Partikelfilter 130 dem Oxidationskatalysator 120 „vorgelagert“ ist, kann er zwischen der Einlassleitung 110 und dem Oxidationskatalysator positioniert sein, sodass das Abgas, das den Partikelfilter verlässt, in den Oxidationskatalysator eintritt. Wenn der Partikelfilter 130 dem Oxidationskatalysator 120 „nachgelagert“ ist, kann er zwischen dem Oxidationskatalysator und einem System 135 zur selektiven katalytischen Reduktion („SCR“) positioniert sein, sodass das Abgas, das den Oxidationskatalysator verlässt, in den Partikelfilter eintritt. In einigen Ausführungsformen können Partikelfilter sowohl vor- als auch nachgelagert des Oxidationskatalysators 120 bereitgestellt sein.
  • Der Partikelfilter 130 kann dazu konfiguriert sein, Partikel (z. B. Ruß, Asche, Schmutz, anorganische Partikel usw.) aus dem Abgas zu entfernen. Der Partikelfilter kann aus einer Vielzahl von Filtern bestehen, die für die Verwendung im Nachbehandlungssystem 100 geeignet sind. Zum Beispiel kann der Partikelfilter 130 in einigen Ausführungsformen ein Dieselpartikelfilter („DPF“) sein, der einen Keramikfilter (z. B. Cordierit) aufweist, und kann symmetrisch oder asymmetrisch sein. In einigen Ausführungsformen kann der Partikelfilter 130 katalysiert werden. In einigen Ausführungsformen können der Oxidationskatalysator 120 und der Partikelfilter 130 in eine einzige Komponente integriert sein.
  • Das Gehäuse 115 kann auch das SCR-System 135 einschließen, das konfiguriert ist, um Bestandteile wie beispielsweise Stickstoffoxide (NOx), Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe usw. aus dem Abgas zu reduzieren. Das SCR-System 135 kann eine Zersetzungskammer 140 einschließen oder mit ihr verbunden sein, die konfiguriert ist, um Reduktionsmittel aus einem Reduktionsmittelspeichertank 145 über eine Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150 aufzunehmen. Eine Reduktionsmittelöffnung 155 kann an einer Seitenwand des Gehäuses 115 positioniert sein, um das Einbringen des Reduktionsmittels in ein Innenvolumen der Zersetzungskammer 140 zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann die Reduktionsmittelöffnung 155 einen Reduktionsmittelinjektor einschließen, der konfiguriert ist, um einen über die Reduktionsmittelöffnung aufgenommenen Reduktionsmittelfluss mit Druckluft zu kombinieren und einen Strom oder einen Strahl der Reduktionsmittel-Luft-Kombination in die Zersetzungskammer 140 abzugeben. In einigen Ausführungsformen kann der Reduktionsmittelinjektor eine Düse mit einem vorbestimmten Durchmesser sein. In anderen Ausführungsformen können andere Mechanismen dazu verwendet werden, das Reduktionsmittel selektiv in die Zersetzungskammer 140 abzugeben. Somit kann die Zersetzungskammer 140 konfiguriert sein, um Abgas und ein Reduktionsmittel aufzunehmen und ein Mischen des Abgases mit dem Reduktionsmittel zu ermöglichen, um ein Abgas-Reduktionsmittel-Gemisch zu bilden. In einigen Ausführungsformen können Mischer, Ablenkplatten, Leitschaufeln oder andere Strukturen in Verbindung mit der Zersetzungskammer 140 verwendet werden, um das Vermischen des Reduktionsmittels mit dem Abgas weiter zu ermöglichen.
  • Die Zersetzungskammer 140 kann so aufgebaut sein, dass sie das Reduktionsmittel auf unterschiedliche Art und Weise aufnehmen kann. In einigen Ausführungsformen kann die Zersetzungskammer 140 zum Beispiel vorgelagert zum SCR-System 135 positioniert werden, damit das Reduktionsmittel über die Reduktionsmittelöffnung 155 in die Zersetzungskammer vorgelagert zum SCR-System eingebracht werden kann. In anderen Ausführungsformen kann die Zersetzungskammer 140 so aufgebaut sein, dass die Reduktionsmittelöffnung 155 so konfiguriert ist, dass das Reduktionsmittel direkt in das SCR-System 135 eingebracht werden kann. In noch anderen Ausführungsformen kann die Zersetzungskammer 140 in der Einlassleitung 110 angeordnet sein. Während die Zersetzungskammer 140 in 1 nachgelagert zum Oxidationskatalysator 120 dargestellt ist, kann die Zersetzungskammer stattdessen vorgelagert zum Oxidationskatalysator, vorgelagert oder nachgelagert zum Partikelfilter 130 und/oder vorgelagert zum SCR-System 135 angeordnet sein.
  • Das Reduktionsmittel, das über die Reduktionsmittelöffnung 155 in die Zersetzungskammer eingespritzt wird, kann im Reduktionsmittelspeichertank 145 gespeichert werden. Das Reduktionsmittel erleichtert die Zersetzung der Bestandteile des Abgases (z. B. im Abgas eingeschlossene NOx-Gase). Jedes geeignete Reduktionsmittel kann in Abhängigkeit von den Bestandteilen des Abgases verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Abgas beispielsweise ein Dieselabgas einschließen und das Reduktionsmittel kann eine Dieselabgasflüssigkeit (z. B. die unter dem Namen ADBLUE® vermarktete Dieselabgasflüssigkeit) wie Harnstoff, eine wässrige Harnstofflösung oder ein anderes Fluid einschließen, das Ammoniak einschließt. Wenn eine wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel verwendet wird, kann die Lösung ein bestimmtes Verhältnis von Harnstoff zu Wasser einschließen. In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis beispielsweise 32,5 Vol.-% Harnstoff und 67,5 Vol.-% entionisiertes Wasser, 40 Vol.-% Harnstoff und 60 Vol.-% entionisiertes Wasser oder jedes andere geeignete Verhältnis von Harnstoff zu entionisiertem Wasser betragen. Das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittelspeichertank 145 kann durch die Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150 selektiv in die Zersetzungskammer eingebracht werden. Die Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150 kann verschiedene Strukturen einschließen, um die Aufnahme des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmittelspeichertank 145 und die Weiterleitung zur Reduktionsmittelöffnung 155 zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150 verschiedene Pumpen, Ventile, Siebe, Filter usw. einschließen oder mit diesen zum Steuern verbunden sein, die eine Aufnahme des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmittelspeichertank 145 und die Zufuhr dieses Reduktionsmittels zur Reduktionsmittelöffnung 155 ermöglichen.
  • Ferner kann in einigen Ausführungsformen das Reduktionsmittel in flüssiger oder gasförmiger Form in die Zersetzungskammer eingeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Reduktionsmittelöffnung 155 und insbesondere der mit der Reduktionsmittelöffnung verbundene Reduktionsmittelinjektor so konfiguriert sein, dass das Reduktionsmittel in flüssiger Form eingespritzt wird. In solchen Ausführungsformen kann die Reduktionsmittelöffnung 155 Teil eines „Nassdosierers“ oder „Flüssigdosierers“ sein oder einen solchen bilden. In anderen Ausführungsformen kann ein Verdampfer mit der Reduktionsmittelöffnung 155, dem Reduktionsmittelinjektor und/oder der Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150 verbunden sein, um das flüssige Reduktionsmittel vor dem Einbringen in das Gehäuse 115 zu verdampfen oder in gasförmige Form umzuwandeln. Unabhängig davon, ob es in flüssiger oder gasförmiger Form eingebracht wird, wird das Reduktionsmittel nach dem Einspritzen in die Zersetzungskammer verdampft, thermolysiert und/oder hydrolysiert, um gasförmiges Ammoniak zu bilden, das dann mit dem Abgas vermischt wird, um das Abgas-Reduktionsmittel-Gemisch zu bilden. Das Abgas-Reduktionsmittel-Gemisch kann dann über einen SCR-Katalysator 160 des SCR-Systems 135 strömen.
  • Der SCR-Katalysator 160 kann so beschaffen sein, dass er bestimmte Bestandteile des Abgases unter Verwendung des gasförmigen Ammoniaks als Reagenz in Gegenwart des SCR-Katalysators zersetzt. Insbesondere veranlasst der SCR-Katalysator 160 das gasförmige Ammoniak im Abgas zur Katalyse, wodurch das NOx im Abgas während der Oxidationsreaktion reduziert wird. In einigen Ausführungsformen kann der SCR-Katalysator 160 einen Metall-Zeolith-Katalysator einschließen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Cu-CHA-Zeolith-Katalysator (z. B. einen Cu-SSZ-13-Katalysator), aber auch andere Zeolithstrukturen einschließlich eines Cu-SAPO-34-Katalysators, Cu-LTA, Cu-AEI, Cu-ZSM, Cu-beta, Cu-Chabazit oder jeden anderen geeigneten Katalysator. In anderen Ausführungsformen kann der SCR-Katalysator 160 einen Vanadium-, einen Eisen-Zeolith- oder einen Kupfer/Eisen-Zeolith-Katalysator einschließen. In noch anderen Ausführungsformen kann der SCR-Katalysator 160 einen Mehrzonen-Katalysator einschließen, zum Beispiel mit einer ersten Zone, die einen Kupfer-Zeolith-Katalysator enthält, und einer zweiten Zone, die einen Eisen-Zeolith-Katalysator enthält, oder umgekehrt. Der SCR-Katalysator 160 kann auf einem geeigneten Substrat angeordnet sein, wie zum Beispiel einem keramischen (z. B. Cordierit) oder metallischen (z. B. Kanthal) Monolithkern, der zum Beispiel eine Wabenstruktur definieren kann. In einigen Ausführungsformen kann auch ein Washcoat als Trägermaterial für den SCR-Katalysator 160 verwendet werden. Solche Washcoat-Materialien können beispielsweise Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, jedes andere geeignete Washcoat-Material oder eine Kombination daraus, einschließen. Der Monolithkern kann sicher in einer Dose positioniert sein, um das SCR-System 135 zu bilden, das in dem Nachbehandlungssystem 100 installiert werden kann. In einigen Ausführungsformen kann das SCR-System 135 einen selektiven katalytischen Reduktionsfilter (SCRF) einschließen. Das behandelte Abgas (z. B. behandelt, um Bestandteile wie NOx-Gase, unverbrannte Kohlenwasserstoffe usw. zu reduzieren) wird über eine Auslassleitung 165 in die Umgebung ausgestoßen.
  • In einigen Ausführungsformen kann auch ein Heizer 170 innerhalb des Gehäuses 115 angeordnet sein. Der Heizer 170 kann zum Erwärmen des Abgases verwendet werden, um die Effizienz des Nachbehandlungssystems 100 zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen kann der Heizer 170 ein Widerstandsheizer sein. In anderen Ausführungsformen kann der Heizer 170 ein anderer Typ eines elektrischen Heizers sein. In noch anderen Ausführungsformen kann der Heizer jede Vorrichtung oder jeden Mechanismus einschließen, die bzw. der zum Erhitzen von Abgasen verwendet werden kann. In einigen Ausführungsformen kann der Heizer 170 als pulsweitenmodulierter Heizer konfiguriert sein, bei dem Pulsweitenmodulation verwendet werden kann, um den Heizer zu steuern. In anderen Ausführungsformen kann der Heizer 170 auf andere Art und Weise gesteuert werden. Ferner kann die Position des Heizers 170 von einer Ausführungsform zur anderen variieren. Wie in 1 dargestellt, kann der Heizer 170 in einigen Ausführungsformen zum Beispiel vorgelagert zum Oxidationskatalysator 120 positioniert sein. In einigen Ausführungsformen kann der Heizer 170 mit dem Oxidationskatalysator 120 kombiniert oder kreuzgekoppelt sein (z. B. mit diesem kombiniert). In anderen Ausführungsformen kann der Heizer 170 dem Oxidationskatalysator 120 nachgelagert positioniert sein. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der Heizer 170 zwischen dem Oxidationskatalysator 120 und dem Partikelfilter 130 positioniert sein. In anderen Ausführungsformen kann der Heizer 170 dem Partikelfilter 130 nachgelagert und dem SCR-System 135 vorgelagert positioniert sein. In einigen Ausführungsformen kann der Heizer 170 mit dem Partikelfilter 130 kombiniert oder kreuzgekoppelt sein. In noch anderen Ausführungsformen kann der Heizer 170 innerhalb des SCR-Systems 135 positioniert oder mit diesem kreuzgekoppelt (z. B. kombiniert) sein. In noch anderen Ausführungsformen kann der Heizer 170 innerhalb der Zersetzungskammer 140 positioniert oder mit dieser kreuzgekoppelt (z. B. mit ihr kombiniert), der Zersetzungskammer vorgelagert oder der Zersetzungskammer nachgelagert positioniert sein. Ferner kann in einigen Ausführungsformen mehr als ein Heizer (z. B. der Heizer 170) verwendet werden, die sich an verschiedenen Positionen befinden.
  • Obwohl der Heizer 170, der Oxidationskatalysator 120, der Partikelfilter 130, die Zersetzungskammer 140 und das SCR-System 135 als in einem einzigen Gehäuse (z. B. dem Gehäuse 115) untergebracht beschrieben wurden, können in einigen Ausführungsformen eine oder mehrere dieser Komponenten in separaten Gehäusen untergebracht und in betriebsfähigem Zusammenhang miteinander verbunden werden. Ferner können, obwohl nur ein einziges Beispiel für den Heizer 170, den Oxidationskatalysator 120, den Partikelfilter 130, die Zersetzungskammer 140 und das SCR-System 135 beschrieben wurde, in einigen Ausführungsformen mehrere Beispiele für eines oder mehrere dieser Elemente innerhalb des Nachbehandlungssystems 100 bereitgestellt werden, falls geeignet.
  • Weiterhin unter Bezugnahme auf 1 schließt das Nachbehandlungssystem 100 auch eine Steuerung 175 ein, die konfiguriert ist, um den Betrieb der verschiedenen Elemente des Nachbehandlungssystems 100 bei der Behandlung des Abgases zu steuern. Zum Beispiel kann die Steuerung 175 betriebsfähig mit der Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150 verbunden sein, um die Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe anzuweisen, das Reduktionsmittel selektiv aus dem Reduktionsmittelspeichertank 145 an die Reduktionsmittelöffnung 155 zu liefern. Die Steuerung 175 kann auch betriebsfähig mit der Reduktionsmittelöffnung 155 verbunden sein, um die Reduktionsmittelöffnung selektiv zu betreiben, um das aus dem Reduktionsmittelspeichertank 145 erhaltene Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 140 einzubringen. So kann die Steuerung 175 die Dosierungsrate des Reduktionsmittels über die Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150 und die Reduktionsmittelöffnung 155 steuern.
  • Die Steuerung 175 kann auch dazu konfiguriert sein, die Kohlenwasserstoffeinbringungsbaugruppe 125 zu steuern, um selektiv Kohlenwasserstoffe in den Oxidationskatalysator 120 einzubringen (z. B., wenn eine Regeneration des Oxidationskatalysators 120 und/oder des Partikelfilters 130 erforderlich ist). In einigen Ausführungsformen kann das selektive Einbringen von Kohlenwasserstoffen auch dazu verwendet werden, die Temperatur des Abgases zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen kann die Kohlenwasserstoffeinbringungsbaugruppe 125 daher in Verbindung mit dem Heizer 170 verwendet werden, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 verwendet werden, um eine erhöhte Ölverbrauchsrate innerhalb des Motors 105 zu erkennen, wie nachstehend ausführlicher erörtert wird. Die Steuerung 175 kann gleichermaßen mit anderen Elementen des Nachbehandlungssystems 100 verbunden sein, die von der Steuerung gesteuert werden. Die Steuerung 175 kann mit den verschiedenen Komponenten des Nachbehandlungssystems 100 unter Verwendung eines beliebigen Typs und einer beliebigen Anzahl von drahtgebundenen und/oder drahtlosen Verbindungen betriebsfähig gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise eine drahtgebundene Verbindung wie ein serielles Kabel, ein Glasfaserkabel, ein CAT5-Kabel usw. verwendet werden, um die Steuerung 175 kommunikativ mit einem oder mehreren Elementen des Nachbehandlungssystems 100 zu verbinden. In anderen Ausführungsformen kann eine drahtlose Verbindung, beispielsweise über das Internet, Wi-Fi, Mobilfunk, Funk, Bluetooth, ZigBee usw. verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Kombination von drahtgebundenen und drahtlosen Verbindungen verwendet werden. Ferner kann in einigen Ausführungsformen ein CAN-Bus (Controller Area Network) den Austausch von Signalen, Informationen und/oder Daten zwischen der Steuerung 175 und den verschiedenen Elementen des Nachbehandlungssystems 100 bereitstellen.
  • Die Steuerung 175 kann eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten oder Prozessoren einschließen oder mit ihnen verbunden sein. Die Verarbeitungseinheit(en) kann/können einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Logiksteuerungs-Chip (PLC), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine Gruppe von Verarbeitungskomponenten oder andere geeignete elektronische Verarbeitungskomponenten einschließen. Die Verarbeitungseinheit(en) der Steuerung 175 kann/können konfiguriert sein, um computerlesbare Anweisungen zum Durchführen der hierin beschriebenen Vorgänge ausführen. Die Verarbeitungseinheit(en) kann/können in Hardware, Firmware, Software oder einer Kombination davon implementiert sein. „Ausführen einer computerlesbaren Anweisung“ bedeutet, dass die Verarbeitungseinheit(en) den oder die Vorgänge ausführen kann (können), die durch diese Anweisung gefordert werden. Die Verarbeitungseinheit(en) kann/können die Anweisung aus einem der Steuerung 175 zugeordneten Speicher zum Ausführen abrufen und die Anweisung in einer ausführbaren Form in einen physischen Speicher kopieren. In einigen Ausführungsformen kann/können die Verarbeitungseinheit(en) konfiguriert sein, um die Anweisung auszuführen, ohne die Anweisung zunächst in den physischen Speicher zu kopieren. Die Anweisung kann unter Verwendung einer oder mehrerer Programmiersprachen, Skriptsprachen, Assemblersprachen usw. geschrieben werden. Somit kann die Steuerung 175, über die ihr zugeordneten Verarbeitungseinheit(en), konfiguriert sein, um Anweisungen, Algorithmen, Befehle oder Programme auszuführen, die in dem der Steuerung zugeordneten Speicher gespeichert sind.
  • Obwohl eine einzige Steuerung (z. B. die Steuerung 175), die konfiguriert ist, um mehrere Elemente (z. B. die Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150, die Kohlenwasserstoffeinbringungsbaugruppe 125, den Heizer 170 usw.) des Nachbehandlungssystems 100 zu steuern, gezeigt ist, können in einigen Ausführungsformen auch separate Steuerungen für eines oder mehrere dieser Elemente verwendet werden. Die Steuerung 175 kann andere Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten einschließen oder diesen zugeordnet sein, die zum Durchführen der hierin beschriebenen Funktionen benötigt oder als nützlich erachtet werden. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 Teil einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Nachbehandlungssystems 100 sein. Die Steuerung 175 kann konfiguriert sein, um die Reduktionsmitteleinbringungsbaugruppe 150, die Kohlenwasserstoffeinbringungsbaugruppe 125, den Heizer 170 und jedes andere Element des Nachbehandlungssystems 100 zu steuern, das von der Steuerung auf der Grundlage von Daten gesteuert wird, die von einem oder mehreren Sensoren, wie den Sensoren 180A, 180B, 180C, 180D, 180E und 180F, empfangen werden.
  • Jeder der Sensoren 180A-180F kann konfiguriert sein, um einen oder mehrere Zustände zu messen. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor 180A zum Beispiel innerhalb des Motors positioniert sein und konfiguriert sein, um einen oder mehrere Motorparameter zu messen (z. B. Motordrehzahl, Motortemperatur, Motorlast, Fahrzeuggeschwindigkeit usw.). Der Sensor 180B kann innerhalb der Einlassleitung 110 positioniert sein, um einen oder mehrere Parameter des durch die Einlassleitung strömenden Abgases zu messen, die Sensoren 180C und 180D können konfiguriert sein, um einen von mehreren Parametern des Abgases am Einlass bzw. am Auslass des Partikelfilters 130 zu messen, der Sensor 180E kann konfiguriert sein, um einen oder mehrere Parameter am Auslass des SCR-Systems 135 zu messen, während der Sensor 180F konfiguriert sein kann, um einen oder mehrere Parameter in dem durch die Auslassleitung 165 strömenden Abgas zu messen.
  • In einigen Ausführungsformen kann einer oder können mehrere der Sensoren 180A-180F einen NOx-Sensor einschließen, der konfiguriert ist, um eine Menge an NOx-Gasen im Abgas zu messen. In anderen Ausführungsformen kann einer oder mehrere der Sensoren 180A-180F einen Temperatursensor einschließen, um die Temperatur des Abgases zu messen. In noch anderen Ausführungsformen kann einer oder mehrere der Sensoren 180A-180F einen Drucksensor, einen Sauerstoffsensor, einen Partikelsensor, Ammoniak (z. B. zum Bestimmen des Ammoniakschlupfes) oder einen beliebigen anderen Sensor zum Messen eines Parameters einschließen, der für die Steuerung 175 bei der Steuerung der verschiedenen Elemente des Nachbehandlungssystems 100 und zur Erreichung der Solltemperatur am Einlass des SCR-Systems 135 benötigt oder als wünschenswert erachtet wird. Ferner ist zwar ein einzelner Sensor (z. B. die Sensoren 180A-180F) an den verschiedenen Stellen dargestellt, jedoch können in einigen Ausführungsformen mehrere Sensoren an diesen Stellen positioniert sein. Ferner kann in einigen Ausführungsformen jeder der Sensoren 180A-180F dazu konfiguriert sein, einen einzelnen Parameter (z. B. Temperatur, NOx-Menge usw.) zu messen, während in anderen Ausführungsformen jeder dieser Sensoren dazu konfiguriert sein kann, mehrere Parameter zu messen. Darüber hinaus kann jeder der Sensoren 180A-180F ein physischer Sensor (z. B. eine Hardware-Vorrichtung wie ein Thermistor) oder ein virtueller Sensor sein (z. B. auf der Grundlage eines Softwaremodells zum Bestimmen des Wertes des Parameters, für dessen Messung der Sensor konfiguriert ist).
  • Obwohl die Sensoren 180A-180F in dem Nachbehandlungssystem 100 als an bestimmten Stellen positioniert dargestellt wurden, kann die Positionierung dieser Sensoren nach Bedarf variieren. Obwohl zum Beispiel der Sensor 180C als am Einlass des Partikelfilters 130 angebracht dargestellt wurde, kann dieser Sensor in einigen Ausführungsformen an einer beliebigen Stelle zwischen dem Auslass des Oxidationskatalysators 120 und dem Einlass des Partikelfilters positioniert werden. In ähnlicher Weise kann, obwohl der Sensor 180C als am Auslass des Partikelfilters 130 angebracht dargestellt wurde, dieser Sensor in einigen Ausführungsformen an einer beliebigen Stelle zwischen dem Auslass des Partikelfilters und dem Einlass des SCR-Systems 135 positioniert werden. Ebenso kann die Position der anderen Sensoren variieren. Obwohl in 1 nur die Sensoren 180A-180F dargestellt sind, können zudem in anderen Ausführungsformen zusätzliche Sensoren nach Wunsch an anderen Stellen angebracht werden, damit die Steuerung 175 die hierin beschriebenen Funktionen ausführen kann. Jeder der Sensoren 180A-180F kann konfiguriert sein, um Daten zu sammeln und diese Daten an die Steuerung 175 zu übertragen. Auf der Grundlage der gesammelten Daten kann die Steuerung 175 dann den Betrieb des Nachbehandlungssystems 100 steuern.
  • Obwohl bestimmte Komponenten des Nachbehandlungssystems 100 in 1 gezeigt und beschrieben sind, kann das Nachbehandlungssystem andere oder zusätzliche Elemente einschließen, die geeignet sein können. In einigen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 beispielsweise einen Ammoniakschlupfkatalysator („ASC“) oder einen Ammoniakoxidationskatalysator („AMOx“) einschließen, um den Ammoniakschlupf zu reduzieren, durch den Ammoniak, der nicht durch den SCR-Katalysator 160 katalysiert wird, zersetzt werden kann. In einigen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 Mischer, Ablenkplatten, Sekundärfilter (z. B. einen sekundären Teilstrom- oder Katalysatorfilter) oder jede andere Komponente einschließen, die für den ordnungsgemäßen Betrieb des Nachbehandlungssystems 100 benötigt oder als wünschenswert erachtet wird.
  • In 2 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm dargestellt, das die Vorgänge eines Prozesses 200 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung skizziert. Der Prozess 200 kann verwendet werden, um eine erhöhte oder abnormale Ölverbrauchsrate in dem Motor 105 zu erkennen. Eine erhöhte oder abnormale Ölverbrauchsrate kann auf eine erhöhte oder übermäßige Asche- und/oder Rußbeladung oder -ansammlung in dem Partikelfilter 130 hinweisen. Der Ölverbrauch kann als „erhöht“ oder „abnormal“ angesehen werden, wenn die Ölverbrauchsrate (z. B. die pro Zeiteinheit verbrauchte Ölmenge) im Motor 105 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet oder größer als die Ölverbrauchsrate in einem durchschnittlichen (standardmäßigen/gesunden) Motor ist. Die übermäßige Asche- und/oder Rußansammlung kann einen optimalen Betrieb des Motors 105 verhindern. Zum Beispiel kann eine übermäßige Asche- und/oder Rußansammlung auf Verschleiß an bestimmten Komponenten des Motors 105 hinweisen. Somit kann durch Identifizieren einer erhöhten Ölverbrauchsrate im Motor 105 eine übermäßige Ansammlung von Asche und/oder Ruß in dem Partikelfilter 130 identifiziert werden, und der Partikelfilter und/oder verschlissene Motorkomponenten können rechtzeitig gewartet/ausgetauscht werden, damit der Motor 105 weiterhin optimal funktioniert.
  • Der Prozess 200 kann von der Steuerung 175 durchgeführt werden. Somit empfängt die Steuerung 210 beim Start von Vorgang 205 eine erste Kalibrierungstabelle. In einigen Ausführungsformen kann die erste Kalibrierungstabelle in tabellarischer oder anderer Form erstellt werden. In einigen Ausführungsformen kann die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Aschebeladung sein. In anderen Ausführungsformen kann die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung sein (z. B. eine Deltadruck-Schätzungstabelle für Rußbeladung (DPSLE)). Die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung und die Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung können die Ascheansammlungsrate bzw. die Ruß- und Ascheansammlungsrate mit einem Druckabfall über dem Partikelfilter 130 korrelieren. Zum Beispiel kann die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung konfiguriert sein, um den Druckabfall über dem Partikelfilter 130 mit der Ascheansammlungsrate im Partikelfilter zu korrelieren. In einigen Ausführungsformen steigt mit zunehmender Ascheansammlung im Partikelfilter 130 auch der Druckabfall über dem Partikelfilter. In ähnlicher Weise kann in einigen Ausführungsformen die Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung konfiguriert sein, um den Druckabfall über dem Partikelfilter 130 mit der Asche- und Rußansammlungsrate im Partikelfilter zu korrelieren. In einigen Ausführungsformen steigt mit zunehmender Ruß- und Ascheansammlung im Partikelfilter 130 der Druckabfall über dem Partikelfilter.
  • Ferner können in einigen Ausführungsformen die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung und Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung durch Testen (z. B. instationäres Testen) und/oder Modellieren des Betriebs eines durchschnittlichen (z. B. standardmäßigen/gesunden/normal arbeitenden) Motors 105 erstellt werden, um den Druckabfall über dem Partikelfilter 130 für verschiedene Asche- und/oder Rußansammlungsraten und Abgasströmungsraten zu messen. Zum Beispiel kann zum Erstellen der Kalibrierungstabelle für Aschebeladung der Druckabfall über einem sauberen Partikelfilter (z. B. dem Partikelfilter 130) gemessen werden. In einigen Ausführungsformen kann der Druckabfall über dem Partikelfilter 130 gemessen werden, indem der Druck, mit dem das Abgas in den Partikelfilter eintritt (z. B. Einlassdruck), und der Druck, mit dem das Abgas den Partikelfilter verlässt (z. B. Auslassdruck), gemessen werden und eine Differenz zwischen dem Auslass- und dem Einlassdruck berechnet wird.
  • Nach dem Messen des Druckabfalls über einem sauberen Partikelfilter (z. B. einem Partikelfilter ohne Asche und ohne Ruß oder mit Asche und/oder Ruß unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts) kann der Partikelfilter 130 mit Pariser Gips gefüllt werden, um die Ascheansammlungsrate auf dem Partikelfilter 130 während des Betriebs eines durchschnittlichen Motors zu imitieren. Es können verschiedene Mengen des Pariser Gipses eingefüllt werden, um verschiedene Ascheansammlungsraten und Abgasströmungsraten während des Betriebs eines durchschnittlichen Motors zu imitieren. Für jede Ascheansammlungsrate (z. B. eine Menge an Ascheansammlung pro Zeiteinheit) kann der Druckabfall über dem Partikelfilter 130 gemessen werden. Basierend auf dem gemessenen Druckabfall und der entsprechenden Ascheansammlungsrate kann eine Kalibrierungstabelle (z. B. die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung) entwickelt werden. Die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung kann somit eine Vielzahl von Ascheansammlungsraten und die entsprechenden Druckabfälle über dem Partikelfilter 130 für verschiedene Abgasströmungsraten einschließen. In anderen Ausführungsformen kann die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung auf andere Weise erstellt werden. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen Feldrückläufer aus tatsächlichen Tests verwendet werden, um die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung zu erstellen. In einigen Ausführungsformen können künstliche Aschebeladung mit einem Surrogatpulver (z. B. Calciumsulfat usw.), das Einblasen von Asche aus Feldrückläufen und andere Mechanismen zum Erstellen der Kalibrierungstabelle für Aschebeladung verwendet werden.
  • In ähnlicher Weise kann in einigen Ausführungsformen eine Kalibrierungstabelle für Asche- und Rußbeladung entwickelt werden. Während die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung nur die Ascheansammlungsrate im Partikelfilter 130 berücksichtigt, berücksichtigt die Kalibrierungstabelle für Asche- und Rußbeladung sowohl die Asche- als auch die Rußansammlungsrate im Partikelfilter. In einigen Ausführungsformen kann die Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung auf ähnliche Weise erstellt werden wie die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung, wobei die Menge des verwendeten Pariser Gipses (oder ein anderer Mechanismus) sowohl die Asche- als auch Rußansammlungsrate imitiert. In anderen Ausführungsformen kann ein Pariser Gips verwendet werden, um die Ascheansammlungsrate zu imitieren, und ein anderes Element kann verwendet werden, um die Rußansammlungsrate im Partikelfilter 130 zu imitieren. Ein Beispiel für das Erstellen einer Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung, insbesondere im Niedrig- oder Leerlaufbetrieb, wird in der US-Patentschrift Nr. 10,273,858 erörtert, die am 2. Dezember 2015 eingereicht wurde, deren Gesamtheit hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. Die Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung kann somit eine Vielzahl von Ruß- und Ascheansammlungsraten und die entsprechenden Druckabfälle über dem Partikelfilter 130 für verschiedene Abgasströmungsraten einschließen.
  • Nach dem Erstellen der Kalibrierungstabelle für Aschebeladung und der Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung können diese Tabellen in die Steuerung 175 eingegeben werden. In einigen Ausführungsformen können die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung und Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung in regelmäßigen Abständen abgestimmt und aktualisiert werden, und die aktualisierten Tabellen können die in die Steuerung 175 eingegebenen alten Tabellen ersetzen. Bei Vorgang 210 empfängt somit die Steuerung 175 die erste Kalibrierungstabelle (z. B. die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung und/oder die Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung).
  • Bei Vorgang 215 empfängt die Steuerung 175 eine zweite Kalibrierungstabelle. Die zweite Kalibrierungstabelle kann geschätzte Ölverbrauchsraten im Motor 105 und entsprechende Ascheansammlungsraten im Partikelfilter 130 eines durchschnittlichen (z. B. standardmäßigen/gesunden/normal arbeitenden) Motors einschließen. In einigen Ausführungsformen können die durch die erste Kalibrierungstabelle des Vorgangs 210 bestimmten Asche-/Rußansammlungsraten Schwankungen unterworfen sein. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Menge der Ascheansammlung basierend auf dem Motorbetrieb variieren. Einige Motorvorgänge können zu mehr Ascheansammlung führen als andere Motorvorgänge. In einigen Ausführungsformen können sich die Motordrehzahl, die Last und die Arbeitszyklen auch auf die Menge der Ascheansammlung auswirken. In einigen Ausführungsformen kann sich mit dem Verschleiß bestimmter Motorkomponenten die Menge der Asche, die sich im Partikelfilter 130 ablagert, erhöhen. In ähnlicher Weise können andere Faktoren die Ascheansammlung im Partikelfilter 130 beeinflussen. Die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung und die Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung, die basierend auf der Abgasströmungsrate und dem Druckabfall über dem Partikelfilter 130 konfiguriert sind, berücksichtigen keine solche anderen Faktoren, die sich auf Ascheansammlung auswirken können.
  • Somit kann in einigen Ausführungsformen ein Korrekturfaktor verwendet werden, um die Genauigkeit der Kalibrierungstabelle für Aschebeladung und der Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung zu verbessern. Der Korrekturfaktor kann verwendet werden, um die Ascheansammlung im Partikelfilter 130 genau zu bestimmen (oder mindestens die Genauigkeit der Bestimmung zu erhöhen). In einigen Ausführungsformen kann der Korrekturfaktor auf der zweiten Kalibrierungstabelle basieren. Im Allgemeinen kann das im Motor 105 verwendete Öl (z. B. Motoröl) einen gewissen Aschegehalt aufweisen. Wenn das Öl verbrennt, entweicht ein Großteil der Asche aus dem Öl und lagert sich im Partikelfilter 130 ab. In einigen Ausführungsformen kann die Ölverbrauchsrate ein Hinweis auf einen oder mehrere Faktoren sein, die sich auf die Ascheansammlungsrate im Partikelfilter 130 auswirken können. Mit dem Verschleiß von Komponenten des Motors 105 steigt zum Beispiel die Ölverbrauchsrate. Auch mit zunehmender Motorlast, Motordrehzahl usw. steigt die Ölverbrauchsrate. Mit steigender Ölverbrauchsrate nimmt auch die Ascheansammlungsrate im Partikelfilter 130 zu und umgekehrt. Somit kann in einigen Ausführungsformen durch das Erkennen erhöhter oder abnormaler Ölverbrauchsraten eine erhöhte oder übermäßige Asche- und/oder Rußansammlung im Partikelfilter 130 erkannt werden.
  • Daher wird bei dem Vorgang 215 die zweite Kalibrierungstabelle erstellt und von der Steuerung 175 empfangen. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Kalibrierungstabelle in tabellarischer oder anderer Form erstellt werden. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Kalibrierungstabelle auf dem Arbeitszyklus des Motors 105 basieren. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen für verschiedene Arbeitszyklen des Motors 105 die entsprechenden geschätzten Ölverbrauchsraten bestimmt werden. Für jeden Arbeitszyklus können auch die geschätzten Gesamtascheansammlungsraten im Partikelfilter 130 bestimmt werden. Die zweite Kalibrierungstabelle kann dann verschiedene geschätzte Ölverbrauchsraten und entsprechende geschätzte Gesamtascheansammlungsraten für jeden Arbeitszyklus einschließen. 3 erläutert die Erstellung der zweiten Kalibrierungstabelle. Nach dem Empfangen der zweiten Kalibrierungstabelle bei dem Vorgang 215 bestimmt die Steuerung 175 bei Vorgang 220, ob die Rußansammlung bei der Identifizierung der erhöhten oder abnormalen Ölverbrauchsrate berücksichtigt werden soll.
  • Ruß ist kohlenstoffhaltig und kann bei höheren Temperaturen abgebrannt werden. Zum Beispiel kann durch Regenerieren des Partikelfilters 130 (z. B. durch Erhöhen der Temperatur am Partikelfilter) der Ruß auf dem Partikelfilter abgebrannt werden. Asche ist anorganischer Natur und kann bei höheren Temperaturen nicht abgebrannt werden. Somit kann die Asche im Allgemeinen nicht durch Regenerieren des Partikelfilters 130 entfernt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Austausch des Partikelfilters 130 oder ein Ausbau des Partikelfilters zum Reinigen von der abgeschiedenen Asche erforderlich sein. In einigen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, eine erhöhte oder abnormale Ölverbrauchsrate nur anhand der Ascheansammlung zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, eine erhöhte oder abnormale Ölverbrauchsrate basierend auf Asche und Ruß zu bestimmen. Somit bestimmt die Steuerung 175 bei dem Vorgang 220, ob die Rußansammlung bei der Bestimmung der erhöhten oder abnormalen Ölverbrauchsrate berücksichtigt werden soll.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 vorprogrammiert sein, um die Ölverbrauchsrate mit oder ohne die Rußansammlung zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 eine Benutzereingabe empfangen, die angibt, ob die Rußansammlung bei der Bestimmung der erhöhten oder abnormalen Ölverbrauchsrate berücksichtigt werden soll. In anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 auf andere Weise bestimmen, ob die Rußansammlung berücksichtigt werden soll. Wenn die Steuerung 175 bestimmt, dass eine erhöhte oder abnormale Ölverbrauchsrate ohne Berücksichtigung der Rußansammlung bestimmt werden soll, wird bei Vorgang 225 der Partikelfilter 130 regeneriert, um den Ruß aus dem Partikelfilter zu entfernen. Wie vorstehend angegeben, kann der Partikelfilter 130 in einigen Ausführungsformen regeneriert werden, indem die Temperatur am Partikelfilter erhöht wird. In einigen Ausführungsformen kann die Temperatur am Partikelfilter 130 erhöht werden, indem das Abgas (z. B. unter Verwendung des Heizers 170) erhitzt wird, indem zusätzlicher Kraftstoff in das Abgas eingespritzt wird (z. B. unter Verwendung der Kohlenwasserstoffeinbringungsbaugruppe 125) oder auf andere Weise. In anderen Ausführungsformen kann der Partikelfilter 130 auf andere Weise regeneriert werden.
  • Wenn in dem Vorgang 220 die Steuerung 175 bestimmt, dass die Rußansammlung beim Bestimmen der Ölverbrauchsrate berücksichtigt werden soll, wird der Partikelfilter 130 nicht regeneriert und der Prozess 200 fährt mit Vorgang 230 fort. Somit wird Vorgang 230 von dem Vorgang 225 aus erreicht, wenn die Rußansammlung nicht berücksichtigt werden soll, oder direkt von dem Vorgang 220 aus, wenn die Rußansammlung bei der Bestimmung einer erhöhten oder abnormalen Ölverbrauchsrate berücksichtigt werden soll. Bei Vorgang 230 misst die Steuerung 175 den tatsächlichen Druckabfall über dem Partikelfilter 130. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 den tatsächlichen Druck des Abgases am Einlass des Partikelfilters 130 (z. B. den Einlassdruck) unter Verwendung des Sensors 180C messen. In ähnlicher Weise kann die Steuerung 175 in einigen Ausführungsformen den tatsächlichen Druck des Abgases am Auslass des Partikelfilters 130 (z. B. den Auslassdruck) unter Verwendung des Sensors 180D messen. Die Steuerung 175 kann dann eine Differenz zwischen dem Einlassdruck und dem Auslassdruck berechnen, um den tatsächlichen Druckabfall (hierin auch als Gegendruck bezeichnet) über dem Partikelfilter 130 zu bestimmen.
  • Bei Vorgang 235 bestimmt die Steuerung 175 die erwartete Gesamtascheansammlungsrate (z. B. die sich pro Zeiteinheit ansammelnde Aschemenge) im Partikelfilter 130 während des Betriebs des Motors 130. In einigen Ausführungsformen kann die erwartete Gesamtascheansammlungsrate basierend auf der zweiten Kalibrierungstabelle des Vorgangs 215 bestimmt werden. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Steuerung 175 den aktuellen Arbeitszyklus des Motors 105 (z. B. den Arbeitszyklus des Motors, wenn der Prozess 200 ausgeführt wird) bestimmen. Basierend auf dem aktuellen Arbeitszyklus des Motors 105 kann die Steuerung 175 die erwartete Gesamtascheansammlungsrate bestimmen. Der Prozess zum Bestimmen der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate wird nachstehend unter Bezugnahme auf 4 ausführlicher erörtert.
  • Nach dem Bestimmen der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate bei Vorgang 235 berechnet die Steuerung 175 einen erwarteten Druckabfall über dem Partikelfilter 130 bei Vorgang 240. Insbesondere bestimmt die Steuerung 175 in einigen Ausführungsformen den erwarteten Druckabfall basierend auf der ersten Kalibrierungstabelle des Vorgangs 210. In einigen Ausführungsformen kann, wenn die Rußansammlung berücksichtigt wird (z. B. wie bei Vorgang 220 bestimmt), die Kalibrierungstabelle für Asche- und Rußbeladung zum Bestimmen des erwarteten Druckabfalls verwendet werden. Wenn nur die Ascheansammlung berücksichtigt wird (z. B. wie bei Vorgang 220 bestimmt), kann die Kalibrierungstabelle für Aschebeladung zum Bestimmen des erwarteten Druckabfalls verwendet werden. Um den erwarteten Druckabfall entweder anhand der Kalibrierungstabelle für Aschebeladung oder der Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung zu bestimmen, ordnet die Steuerung 175 die erwartete Gesamtascheansammlungsrate aus Vorgang 235 dem entsprechenden Druckabfall zu. Mit anderen Worten kann die Steuerung 175 in der ersten Kalibrierungstabelle die erwartete Gesamtascheansammlungsrate nachschlagen und den Druckabfall bestimmen, der der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate entspricht (oder dieser am nächsten kommt).
  • Bei Vorgang 245 vergleicht die Steuerung 175 den erwarteten Druckabfall, der bei Vorgang 240 bestimmt wurde, mit dem gemessenen tatsächlichen Druckabfall von Vorgang 230. Wenn der tatsächliche Druckabfall größer ist als der erwartete Druckabfall, bestimmt die Steuerung 175 bei Vorgang 250, dass der Motor eine erhöhte oder abnormale Ölverbrauchsrate aufweist. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 eine Warnung ausgeben oder ein Flag setzen, um auf die erhöhte oder abnormale Ölverbrauchsrate hinzuweisen. Wie vorstehend erörtert, kann eine erhöhte oder abnormale Ölverbrauchsrate auf eine erhöhte oder übermäßige Asche- und/oder Rußansammlung im Partikelfilter 130 hinweisen. Die Warnung oder das Flag kann ein Hinweis für einen Benutzer sein, den Partikelfilter 130 zu warten oder auszutauschen. Die Warnung oder das Flag kann für einen Benutzer auch ein Hinweis darauf sein, dass bestimmte Teile des Motors 105 möglicherweise verschlissen sind und gewartet werden müssen. Somit kann der Motor 105 gewartet werden, um Schäden und verkürzte Lebensdauer des Partikelfilters 130 und jeglicher betroffenen Komponenten zu vermeiden. Durch die rechtzeitige Diagnose übermäßiger Asche- und/oder Rußansammlung kann auch eine erhöhte Ölverbrauchsrate vermieden werden, die zu einer eingeschränkten Funktion des Partikelfilters 130 und zu erhöhten Kosten für Öl führen kann, das möglicherweise häufiger nachgefüllt werden muss. In einigen Ausführungsformen kann das Flag oder die Warnung über eine Telematikkommunikation auf einem Armaturenbrett oder einer anderen elektronischen Vorrichtung innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Warnung oder das Flag an einen Flottenmanager oder anderes Personal gesendet werden.
  • Wenn in Vorgang 245 die Steuerung 175 bestimmt, dass der tatsächliche Druckabfall kleiner oder gleich dem erwarteten Druckabfall ist, bestimmt die Steuerung, dass die Ölverbrauchsrate normal ist. Der Prozess 200 endet bei Vorgang 255. In einigen Ausführungsformen können der Prozess 200 und mindestens die Vorgänge 225-250 regelmäßig oder bei Erfüllung bestimmter Bedingungen wiederholt werden. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der Prozess 200 jedes Mal wiederholt werden, wenn eine aktualisierte erste Kalibrierungstabelle oder eine aktualisierte zweite Kalibrierungstabelle in die Steuerung 175 eingegeben wird. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 200 wiederholt werden, nachdem ein Fahrzeug eine bestimmte Anzahl von Meilen oder für einen bestimmten Zeitraum gefahren ist. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 200 bei jeder Reinigung, Regeneration oder jedem Austausch des Partikelfilters 130 ablaufen. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 200 auf Verlangen ausgeführt werden. In noch anderen Ausführungsformen kann der Prozess 200 oder mindestens ein Teil des Prozesses 200 bei Erfüllung anderer Bedingungen ausgeführt werden. Somit kann in einigen Ausführungsformen der Prozess 200 zur diagnostischen Überwachung verwendet werden, um eine übermäßige Asche- und/oder Rußansammlung in dem Partikelfilter 130 in Echtzeit oder im Wesentlichen in Echtzeit zu bestimmen.
  • Nun unter Bezugnahme auf 3 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm dargestellt, das die Vorgänge eines Prozesses 300 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung skizziert. Der Prozess 300 kann verwendet werden, um die zweite Kalibrierungstabelle des Vorgangs 215 zu erstellen. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 300 von der Steuerung 175 durchgeführt werden. Wie vorstehend angegeben, nimmt die Ölverbrauchsrate mit zunehmender Ascheansammlungsrate zu und umgekehrt. In einigen Ausführungsformen kann eine Referenz- oder geschätzte Ölverbrauchsrate (z. B. Menge des Ölverbrauchs pro Zeiteinheit) über Standardarbeitszyklen eines durchschnittlichen (z. B. gesunden, standardmäßigen, normal arbeitenden) Motors gemessen werden. Der Motor 105 kann als „durchschnittlich“ angesehen werden, wenn der Partikelfilter keine Asche- und/oder Rußansammlung aufweist oder die Asche- und/oder Rußansammlungsrate unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Ferner kann in einigen Ausführungsformen die Ascheansammlungsrate im Partikelfilter 130 auch für die Standardarbeitszyklen gemessen werden.
  • Somit bestimmt die Steuerung 175 nach dem Start bei Vorgang 305 die Ölverbrauchsrate bei verschiedenen Standardarbeitszyklen bei Vorgang 310. In einigen Ausführungsformen kann der „Arbeitszyklus“ des Motors 105 eine Funktion der Motordrehzahl und der Arbeitslastbedingungen sein, unter denen der Motor in einer spezifischen Anwendung arbeitet. Daher kann der Standardarbeitszyklus in einigen Ausführungsformen von der Motordrehzahl und der Arbeitslast abhängen. In einigen Ausführungsformen können die Standardarbeitszyklen als niedrige, mittlere und hohe Arbeitszyklen klassifiziert werden. In einigen Ausführungsformen kann die Klassifizierung eines Arbeitszyklus als niedrig, mittel oder hoch von der Motordrehzahl (z. B. in Umdrehungen pro Minute (U/min)) und der Arbeitslast (z. B. Drehmoment - gemessen in Newton-Meter) abhängen. In einigen Ausführungsformen kann eine Motordrehzahl, die größer als ein erster Schwellenwert ist, und/oder eine Arbeitslast, die größer als ein zweiter Schwellenwert ist, als ein hoher Arbeitszyklus klassifiziert werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Motordrehzahl, die größer als ein dritter Schwellenwert, aber kleiner als der erste Schwellenwert ist, und/oder eine Arbeitslast, die größer als ein vierter Schwellenwert, aber kleiner als der zweite Schwellenwert ist, als mittlerer Arbeitszyklus klassifiziert werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Motordrehzahl, die kleiner als der dritte Schwellenwert ist, und/oder eine Arbeitslast, die kleiner als der vierte Schwellenwert ist, als ein niedriger Arbeitszyklus klassifiziert werden. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen die Motordrehzahl und/oder die Arbeitslast während einer Fahrt auf der Autobahn oder bei der Abholung und Zustellung als niedriger Arbeitszyklus angesehen werden. Ein standardmäßiger gemischter Stadt- und Autobahntransientenzyklus (z. B. Federal Transient Protocol Cycles oder World Harmonized Transient Cycles) kann als mittlerer Arbeitszyklus angesehen werden, während Zyklen mit hoher Nutzlast (z. B. Ramped Mode Cycles, World Harmonized Stationary Cycles usw.) als hohe Arbeitszyklen angesehen werden können. In anderen Ausführungsformen kann die Ölverbrauchsrate unter Verwendung stationärer Arbeitszyklustests bestimmt werden (ein Beispiel hierfür ist in 5A gezeigt), einschließlich diskreter Arbeitszyklen. Somit kann die Steuerung 175 die verschiedenen Arbeitszyklen empfangen, über die die Ölverbrauchsrate bestimmt werden soll.
  • Ferner und im Allgemeinen steigt die Ölverbrauchsrate mit zunehmender Motordrehzahl an. In ähnlicher Weise steigt die Ölverbrauchsrate mit zunehmender Arbeitslast an. Somit wird bei Vorgang 310 die geschätzte Ölverbrauchsrate eines durchschnittlichen Motors über die verschiedenen Arbeitszyklen (z. B. die niedrigen, mittleren und hohen Arbeitszyklen) gemessen, über die die geschätzte Ölverbrauchsrate gemessen werden soll. In einigen Ausführungsformen kann die geschätzte Ölverbrauchsrate gemessen werden, indem ein Peilstab verwendet wird und bis auf einen konsistenten Füllstand aufgefüllt wird, um zu messen, wie viel Öl dem durchschnittlichen Motor hinzugefügt wird. Die geschätzte Ölverbrauchsrate kann als Maß für den normalen Motorbetrieb verwendet werden. Eine gemessene Ölverbrauchsrate kann mit der geschätzten Ölverbrauchsrate verglichen werden, um eine erhöhte Ölverbrauchsrate zu bestimmen und ein Flag für die Wartung des Motors zu setzen. Die geschätzte Ölverbrauchsrate kann in die Steuerung 175 eingegeben werden. Der durchschnittliche Motor, der verwendet wird, um die geschätzte Ölverbrauchsrate über die verschiedenen Arbeitszyklen zu bestimmen, kann als eine „Prüfzelle“ betrachtet werden. In anderen Ausführungsformen kann die geschätzte Ölverbrauchsrate auf andere Weise bestimmt werden. Somit empfängt die Steuerung 175 bei Vorgang 310 die verschiedenen Arbeitszyklen und die geschätzten Ölverbrauchsraten für diese Arbeitszyklen und erstellt eine erste Tabelle mit den geschätzten Ölverbrauchsraten bei verschiedenen Arbeitszyklen. In einigen Ausführungsformen kann die erste Tabelle eine geschätzte Ölverbrauchsrate für eine Vielzahl von Motordrehzahlen und eine Vielzahl von Arbeitslasten einschließen. Ein Beispiel für die erste Tabelle ist in 5A gezeigt.
  • Bei Vorgang 315 bestimmt die Steuerung 175 eine geschätzte Ascheansammlungsrate über verschiedene Standardarbeitszyklen in der Prüfzelle. Insbesondere kann für jeden Arbeitszyklus, für den die geschätzte Ölverbrauchsrate bei Vorgang 310 bestimmt wird, auch die geschätzte Ascheansammlungsrate für diesen Arbeitszyklus bestimmt werden (z. B. durch erweiterte Tests (z. B > 50 Stunden)). In einigen Ausführungsformen kann die geschätzte Ascheansammlungsrate durch Wiegen des Partikelfilters 130 bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen kann der Partikelfilter 130 vor dem Wiegen regeneriert werden, um jeglichen abgelagerten Ruß zu entfernen und eine genauere Messung der Ascheansammlung zu erhalten. In einigen Ausführungsformen kann das Gewicht eines sauberen Partikelfilters (z. B. ohne einen neuen Partikelfilter) von dem Gesamtgewicht des Partikelfilters 130 mit der Ascheansammlung subtrahiert werden, um das Gesamtgewicht der am Partikelfilter 130 angesammelten Asche zu ermitteln. Somit kann der Partikelfilter 130 vor der Aschebeladung gewogen werden, dann mit Asche beladen werden und erneut gewogen werden. Das erhöhte Gewicht kann aus dem erhöhten Gewicht des Partikelfilters 130 aufgrund der Aschebeladung bestimmt werden. Somit kann aus dem Gesamtgewicht der Ascheansammlung die geschätzte Ascheansammlungsrate bestimmt werden (z. B. in Gramm pro Meile). Somit kann für jeden Arbeitszyklus, für den die geschätzte Ölverbrauchsrate bestimmt wird, auch die geschätzte Ascheansammlungsrate bestimmt werden. Die geschätzte Ascheansammlungsrate kann in die Steuerung 175 eingegeben werden. In einigen Ausführungsformen kann auch der Kraftstoff (z. B. Diesel) zur Ascheansammlung im Partikelfilter 130 beitragen. Daher kann in einigen Ausführungsformen ein zusätzlicher Aschegehalt zur geschätzten Ascheansammlungsrate addiert werden, um den Aschebeitrag aus dem Kraftstoff zu berücksichtigen. In einigen Ausführungsformen kann die Ascheansammlungsrate, die aus dem Kraftstoff für jeden Arbeitszyklus erzeugt wird, bekannt sein. Die Ascheansammlungsrate aus dem Kraftstoff für jeden Arbeitszyklus kann in die Steuerung 175 eingegeben werden. Somit kann in einigen Ausführungsformen eine geschätzte Gesamtascheansammlungsrate für jeden Arbeitszyklus eine Summe der geschätzten Ascheansammlung aufgrund des Ölverbrauchs und der Ascheansammlungsrate aufgrund des Kraftstoff sein. Nach dem Berechnen der geschätzten Gesamtascheansammlungsrate kann die Steuerung 175 eine zweite Tabelle mit den verschiedenen Arbeitszyklen und den entsprechenden geschätzten Gesamtascheansammlungsraten erstellen. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Tabelle für eine Vielzahl von Motordrehzahl und eine Vielzahl von Arbeitslasten eine entsprechende geschätzte Gesamtascheansammlungsrate einschließen. Ein Beispiel für die zweite Tabelle ist in 5B gezeigt.
  • Bei Vorgang 320 erstellt die Steuerung 175 eine dritte Tabelle des geschätzten Ölverbrauchs und der geschätzten Gesamtascheansammlungsrate bei verschiedenen Arbeitszyklen. Die erste Tabelle aus Vorgang 310 liegt zwischen verschiedenen Arbeitszyklen und der geschätzten Ölverbrauchsrate. Die zweite Tabelle aus Vorgang 315 liegt zwischen den gleichen Arbeitszyklen wie denen, die in der ersten Tabelle verwendet wurden, und der geschätzten Gesamtascheansammlungsrate. Die Steuerung 175 korreliert dann die erste und die zweite Tabelle, um die zweite Kalibrierungstabelle zu erstellen, die die geschätzte Ölverbrauchsrate und die entsprechende geschätzte Gesamtaschansammlungsrate für jeden Arbeitszyklus (z. B. verschiedene niedrige, mittlere, hohe Arbeitszyklen) einschließt. In einigen Ausführungsformen, in denen die erste und die zweite Tabelle für niedrige, mittlere und hohe Arbeitszyklen erstellt werden, ist die dritte Tabelle möglicherweise nicht erforderlich. In einigen Ausführungsformen kann die dritte Tabelle eine Umwandlungstabelle für Arbeitszyklus-Schweregrad zu Ölverbrauchsrate sein. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen, wenn die erste und die zweite Tabelle basierend auf stationären Arbeitszyklen erstellt werden, die dritte Tabelle die stationären Arbeitszyklen in niedrige, mittlere und hohe Arbeitszyklen übersetzen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Ölverbrauchsrate direkt berechnet werden, indem die Ölverbrauchsrate zu jeder Sekunde basierend auf der Drehzahl und/oder Arbeitslast (z. B. Drehmoment) über einen Zeitraum gemittelt wird. In einigen Ausführungsformen kann die Kalibrierung die Gesamtölverbrauchsrate unter Verwendung von Drehzahl und/oder Arbeitslast zu jeder Sekunde individuell summieren. In einigen Ausführungsformen können die zweite Tabelle und die dritte Tabelle (wenn sie erstellt werden) gleichzeitig erstellt werden oder die dritte Tabelle kann vor oder nach der zweiten Tabelle erstellt werden.
  • Die zweite Kalibrierungstabelle von 3 kann dann verwendet werden, um die erwartete Gesamtascheansammlung bei Vorgang 235 zu bestimmen, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 4 ausführlicher erörtert.
  • In einigen Ausführungsformen kann eine Arbeitszyklus-Schweregrad-Skala unter Verwendung von Drehzahl und Drehmoment festgelegt werden, um die Beziehung zwischen der Ölverbrauchsrate und der Drehzahl/dem Drehmoment während des Konstruktionsprozesses zu messen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 diese Beziehung verwenden, um einen Gewichtungsfaktor zu der geschätzten Ascheansammlungsrate (und damit der Ölverbrauchsrate) hinzuzufügen, um mögliche Unterschiede im Fahrzeugbetrieb oder gemischte Arbeitszyklen zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der Gewichtungsfaktor auf leichten, normalen, schweren Arbeitszyklen basieren und Ascheansammlungsraten von etwa 50 %, 100 % bzw. 150 % entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann der Gewichtungsfaktor insbesondere bei gemischten Arbeitszyklen von Nutzen sein. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug während des Betriebs zwischen verschiedenen Arbeitszyklen wechseln. Somit kann ein Betrieb des Fahrzeugs gemischte Arbeitszyklen einschließen. In solchen Fällen kann ein Gewichtungsfaktor verwendet werden, um die gemischten Arbeitszyklen widerzuspiegeln. Die kumulative Ascheansammlung kann als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Betriebsstunden kontinuierlich verfolgt werden (Summierung). In einigen Ausführungsformen kann der Gewichtungsfaktor eine Interpolation zwischen dem niedrigen, mittleren und hohen Arbeitszyklus sein, indem die Motorarbeit (z. B. Drehzahl/Drehmoment) über einen Zeitraum verwendet wird. Wenn zum Beispiel in einigen Ausführungsformen ein niedriger Arbeitszyklus als 10-PS-Stunden definiert ist, ein mittlerer Arbeitszyklus als 20-PS-Stunden definiert ist und ein hoher Arbeitszyklus als 30-PS-Stunden definiert ist, und jedem dieser Arbeitszyklen eine Öl- (und Asche-) Verbrauchsrate zugeordnet ist, kann, wenn der aktuelle Arbeitszyklus des Motors 105 15 PS-Stunden beträgt, die Ölverbrauchsrate ein Durchschnitt der Ölverbrauchsrate sein, die dem niedrigen Arbeitszyklus und dem mittleren Arbeitszyklus entspricht (weil der aktuelle Arbeitszyklus zwischen dem niedrigen und dem mittleren Arbeitszyklen liegt). In anderen Ausführungsformen können andere Funktionen als ein Durchschnittswert für den Gewichtungsfaktor verwendet werden, um die Ölverbrauchsrate für gemischte Arbeitszyklen zu bestimmen.
  • Nun Bezug nehmend auf 4 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm dargestellt, das die Vorgänge eines Prozesses 400 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung skizziert. Der Prozess 400 kann verwendet werden, um die erwartete Gesamtascheansammlungsrate während des Betriebs des Motors bei Vorgang 235 zu bestimmen. Der Prozess 400 kann von der Steuerung 175 durchgeführt werden. Somit bestimmt die Steuerung 175 nach dem Start bei Vorgang 405 den aktuellen Arbeitszyklus des Motors 105 bei Vorgang 410. In einigen Ausführungsformen kann der Motor 105 einen oder mehrere Sensoren aufweisen, die verwendet werden können, um den Arbeitszyklus des Motors zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 die Motordrehzahl des Motors 105 sowie das Drehmoment im Motor messen, um die Arbeitslast zu bestimmen. Basierend auf der Motordrehzahl und dem Drehmoment kann die Steuerung 175 den Arbeitszyklus bestimmen.
  • Bei Vorgang 415 bestimmt die Steuerung 175 die erwartete Ölverbrauchsrate basierend auf dem bestimmten Arbeitszyklus von Vorgang 410. Insbesondere schätzt die Steuerung 175 in einigen Ausführungsformen die erwartete Ölverbrauchsrate basierend auf dem Prozentsatz der Zeit, die in dem niedrigen, mittleren und hohen Arbeitszyklus verbraucht wird. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Steuerung 175 die Motordrehzahl und/oder die Arbeitslast aus dem aktuellen Arbeitszyklus bestimmen und die Motordrehzahl und/oder die Arbeitslast verwenden, um die Ölverbrauchsrate aus der ersten Tabelle des Vorgangs 310 zu identifizieren, die dieser Motordrehzahl und/oder Arbeitslast entspricht. Bei Vorgang 420 bestimmt die Steuerung 175 die erwartete Gesamtascheansammlungsrate aus der bestimmten Ölverbrauchsrate. Insbesondere kann die Steuerung 175 die Aschebeladungsrate basierend auf der Ölverbrauchsrate entweder anhand direkt gemessener Werte oder historisch ermittelter Raten schätzen. Zum Beispiel kann sich die Steuerung 175 in einigen Ausführungsformen auf die dritte Tabelle des Vorgangs 320 beziehen, um die geschätzte Gesamtascheansammlungsrate nachzuschlagen, die der erwarteten Ölverbrauchsrate entspricht, die bei Vorgang 415 bestimmt wird. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 175 anstelle der separaten Vorgänge 415 und 420 die erwartete Gesamtascheansammlungsrate aus der zweiten Tabelle bestimmen, indem sie die geschätzte Gesamtascheansammlungsrate identifiziert, die dem aktuellen Arbeitszyklus des Motors 105 entspricht. Der Prozess 400 endet bei Vorgang 425.
  • Unter Bezugnahme auf 5A und 5B sind beispielhafte Tabellen zwischen Arbeitszyklen (z. B. Motordrehzahlen und Arbeitslasten) und geschätzter Ölverbrauchsrate und geschätzter Gesamtascheansammlungsrate gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Insbesondere zeigt 5A eine beispielhafte Tabelle 500 (z. B. die erste Tabelle des Vorgangs 310) zwischen Arbeitszyklen und geschätzter Ölverbrauchsrate, während 5B eine beispielhafte Tabelle 505 (z. B. die zweite Tabelle des Vorgangs 315) zwischen Arbeitszyklen und geschätzter Gesamtascheansammlungsrate zeigt. Unter ausdrücklicher Bezugnahme auf 5A zeigt die Tabelle 500 die Motordrehzahl in U/min auf der X-Achse 510 und die Arbeitslast in Drehmoment auf der Y-Achse 515. Die Werte 520 in der Tabelle 500 entsprechen der geschätzten Ölverbrauchsrate. Somit kann anhand der Tabelle 500 die geschätzte Ölverbrauchsrate für eine bestimmte Motordrehzahl und Arbeitslast bestimmt werden. Unter ausdrücklicher Bezugnahme auf 5B zeigt die Tabelle 505 die Motordrehzahl in U/min auf der X-Achse 525 und die Arbeitslast in Drehmoment auf der Y-Achse 530. Die Werte auf der X-Achse 525 sind gleich den Werten auf der X-Achse 510, und die Werte auf der Y-Achse 530 sind gleich den Werten auf der Y-Achse 515. Die Werte 535 in der Tabelle 505 entsprechen der geschätzten Gesamtascheansammlungsrate. Somit kann anhand der Tabelle 505 die geschätzte Gesamtascheansammlungsrate für eine bestimmte Motordrehzahl und Arbeitslast bestimmt werden.
  • Somit nutzt die vorliegende Offenbarung den Druckabfall über dem Partikelfilter 130 und das vorhergesagte Verhalten der Asche- und Rußbeladung (oder nur Aschebeladung) aus den Kalibrierungstabellen, um zu bestimmen, wann Motorbetriebskomponenten verschleißen könnten oder der Motorbetrieb abnormal sein könnte. Die Steuerung 175 kann die Druckabfallsignatur über die Zeit mit den abgestimmten Kalibrierungstabellen vergleichen, um zu bestimmen, wann die Ascheansammlungsrate übermäßig hoch ist, was dann dazu verwendet werden kann, potenzielle Probleme des Motors (z. B. der Zylinder) mit einem Flag anzuzeigen, die den Ölverbrauch erhöhen, bevor eine vollständige Wartung des Partikelfilters 130 erforderlich wird.
  • Daher stellt die vorliegende Offenbarung in einigen Ausführungsformen ein Nachbehandlungssystem mit einem Partikelfilter bereit, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, und eine Steuerung, die computerlesbare Anweisungen ausführt, die in einem Speicher gespeichert sind, um einen tatsächlichen Druckabfall über einem Partikelfilter basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter zu bestimmen, eine erwartete Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors zu bestimmen, einen erwarteten Druckabfall über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate zu bestimmen, den erwarteten Druckabfall mit dem tatsächlichen Druckabfall zu vergleichen, und basierend auf dem Vergleich zu bestimmen, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist.
  • In einigen Ausführungsformen führt die Steuerung ferner computerlesbare Anweisungen aus, um den erwarteten Druckabfall basierend auf einer ersten Kalibrierungstabelle zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Aschebeladung, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  • In einigen Ausführungsformen führt die Steuerung ferner computerlesbare Anweisungen aus, um die erwartete Gesamtascheansammlungsrate basierend auf der ersten Kalibrierungstabelle und einer zweiten Kalibrierungstabelle zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende geschätzte Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die zweite Kalibrierungstabelle ferner eine zusätzliche Kalibrierungstabelle, die eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate umfasst, die der geschätzten Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen entspricht.
  • In einigen Ausführungsformen führt die Steuerung ferner computerlesbare Anweisungen aus, um zu bestimmen, dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall größer ist als der erwartete Druckabfall, und dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor nicht abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall kleiner oder gleich dem erwarteten Druckabfall ist.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt auch ein Verfahren bereit umfassend das Bestimmen, durch eine Steuerung, eines Nachbehandlungssystems, eines tatsächlichen Druckabfalls über einem Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter, das Bestimmen, durch die Steuerung, einer erwarteten Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors, das Bestimmen, durch die Steuerung, eines erwarteten Druckabfalls über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate, das Vergleichen, durch die Steuerung, des erwarteten Druckabfalls mit dem tatsächlichen Druckabfall, und das Bestimmen, durch die Steuerung, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend auf dem Vergleich.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen, durch die Steuerung, des erwarteten Druckabfalls basierend auf einer ersten Kalibrierungstabelle. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Aschebeladung, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen, durch die Steuerung, der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate basierend auf der ersten Kalibrierungstabelle und einer zweiten Kalibrierungstabelle. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende geschätzte Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die zweite Kalibrierungstabelle ferner eine zusätzliche Kalibrierungstabelle, die eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate umfasst, die der geschätzten Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen entspricht.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen, durch die Steuerung, dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall größer ist als der erwartete Druckabfall, und dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor nicht abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall kleiner oder gleich dem erwarteten Druckabfall ist.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt auch ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium bereit, das darauf gespeicherte computerlesbare Anweisungen umfasst, die, wenn sie durch eine Steuerung eines Nachbehandlungssystems ausgeführt werden, die Steuerung veranlassen, einen Prozess durchzuführen umfassend: das Bestimmen eines tatsächlichen Druckabfalls über einem Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter, das Bestimmen einer erwarteten Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors, das Bestimmen eines erwarteten Druckabfalls über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate, das Vergleichen des erwarteten Druckabfalls mit dem tatsächlichen Druckabfall und das Bestimmen, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend auf dem Vergleich.
  • In einigen Ausführungsformen führt die Steuerung ferner computerlesbare Anweisungen aus, um den erwarteten Druckabfall basierend auf einer ersten Kalibrierungstabelle zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Aschebeladung, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  • In einigen Ausführungsformen führt die Steuerung ferner computerlesbare Anweisungen aus, um die erwartete Gesamtascheansammlungsrate basierend auf der ersten Kalibrierungstabelle und einer zweiten Kalibrierungstabelle zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende geschätzte Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst die zweite Kalibrierungstabelle ferner eine zusätzliche Kalibrierungstabelle, die eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate umfasst, die der geschätzten Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen entspricht.
  • In einigen Ausführungsformen führt die Steuerung ferner computerlesbare Anweisungen aus zum Bestimmen, dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall größer als der erwartete Druckabfall ist, und dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor nicht abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall kleiner oder gleich dem erwarteten Druckabfall ist.
  • Es gilt zu beachten, dass der Begriff „Beispiel“, wie hierin zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen verwendet, angeben soll, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Veranschaulichungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein solcher Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass solche Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
  • Wie hierin verwendet, bedeuten die Begriffe „etwa“ im Allgemeinen plus oder minus 10 % des angegebenen Werts. Beispielsweise würde „etwa 0,5“ die Werte 0,45 und 0,55 einschließen, „etwa 10“ würde 9 bis 11 einschließen, „etwa 1000“ würde 900 bis 1100 einschließen.
  • Der hierin verwendete Begriff „gekoppelt“ und dergleichen bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. abnehmbar oder lösbar) geschehen. Eine solche Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente, oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente, einstückig als ein einheitlicher Körper miteinander ausgebildet werden, oder dadurch, dass die beiden Elemente, oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente, aneinander befestigt werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt der Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente; Werte von Parametern, Montageanordnungen; Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des offenbarten Gegenstands abzuweichen. Zusätzlich versteht es sich, dass Merkmale aus einer hierin offenbarten Ausführungsform mit Merkmalen von anderen hierin offenbarten Ausführungsformen kombiniert werden können, wie es einem Fachmann bekannt ist. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls an der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Ausführungsformen abzuweichen.
  • Obgleich diese Beschreibung viele spezielle Ausführungseinzelheiten enthält, sollten diese nicht als Einschränkung des Umfangs der Ausführungsformen oder der Ansprüche gedacht sein, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungen von bestimmten Ausführungsformen spezifisch sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Ausführungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Ausführung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Ausführung beschriebene Merkmale auch in mehreren Ausführungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Obwohl Merkmale vorstehend so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen wirksam sind und auch anfänglich als solche beansprucht sein können, können zudem ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann sich auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination beziehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 10273858 [0036]

Claims (27)

  1. Nachbehandlungssystem, umfassend: einen Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen; und eine Steuerung, die in einem Speicher gespeicherte computerlesbare Anweisungen ausführt zum: Bestimmen eines tatsächlichen Druckabfalls über dem Partikelfilter basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter; Bestimmen einer erwarteten Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors; Bestimmen eines erwarteten Druckabfalls über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate; Vergleichen des erwarteten Druckabfalls mit dem tatsächlichen Druckabfall; und Bestimmen, basierend auf dem Vergleich, ob eine Ölverbrauchsrate des Motors abnormal ist.
  2. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung die computerlesbaren Anweisungen ausführt, um den erwarteten Druckabfall basierend auf einer ersten Kalibrierungstabelle zu bestimmen.
  3. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 2, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung umfasst, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  4. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 2, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Aschebeladung umfasst, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  5. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 2, wobei die Steuerung die computerlesbaren Anweisungen ausführt, um die erwartete Gesamtascheansammlungsrate basierend auf der ersten Kalibrierungstabelle und einer zweiten Kalibrierungstabelle zu bestimmen.
  6. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst.
  7. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende geschätzte Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst.
  8. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 7, wobei die zweite Kalibrierungstabelle ferner eine zusätzliche Kalibrierungstabelle umfasst, die eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate umfasst, die der geschätzten Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen entspricht.
  9. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung die computerlesbaren Anweisungen ausführt zum Bestimmen, dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall größer als der erwartete Druckabfall ist, und dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor nicht abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall kleiner oder gleich dem erwarteten Druckabfall ist.
  10. Verfahren, umfassend: Bestimmen, durch eine Steuerung eines Nachbehandlungssystems, eines tatsächlichen Druckabfalls über einem Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter; Bestimmen, durch die Steuerung, einer erwarteten Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors; Bestimmen, durch die Steuerung, eines erwarteten Druckabfalls über dem Partikelfilter basierend auf der Gesamtascheansammlungsrate; Vergleichen, durch die Steuerung, des erwarteten Druckabfalls mit dem tatsächlichen Druckabfall; und Bestimmen, durch die Steuerung, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend auf dem Vergleich.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend das Bestimmen, durch die Steuerung, des erwarteten Druckabfalls basierend auf einer ersten Kalibrierungstabelle.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung umfasst, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Aschebeladung umfasst, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Bestimmen, durch die Steuerung, der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate basierend auf der ersten Kalibrierungstabelle und einer zweiten Kalibrierungstabelle.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende geschätzte Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die zweite Kalibrierungstabelle ferner eine zusätzliche Kalibrierungstabelle umfasst, die eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate umfasst, die der geschätzten Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen entspricht.
  18. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend das Bestimmen, durch die Steuerung, dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall größer ist als der erwartete Druckabfall, und dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor nicht abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall kleiner oder gleich dem erwarteten Druckabfall ist.
  19. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium umfassend darauf gespeicherte computerlesbare Anweisungen, die bei Ausführung durch eine Steuerung eines Nachbehandlungssystems die Steuerung veranlassen, einen Prozess durchzuführen umfassend: Bestimmen eines tatsächlichen Druckabfalls über einem Partikelfilter, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Motor zu empfangen, basierend auf Druckmessungen über dem Partikelfilter; Bestimmen einer erwarteten Gesamtascheansammlungsrate in dem Partikelfilter basierend auf einem aktuellen Arbeitszyklus des Motors; Bestimmen eines erwarteten Druckabfalls über dem Partikelfilter basierend auf der erwarteten Gesamtascheansammlungsrate; Vergleichen des erwarteten Druckabfalls mit dem tatsächlichen Druckabfall; und Bestimmen, basierend auf dem Vergleich, ob eine Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist.
  20. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 19, wobei die Steuerung die computerlesbaren Anweisungen ausführt, um den erwarteten Druckabfall basierend auf einer ersten Kalibrierungstabelle zu bestimmen.
  21. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 20, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Ruß- und Aschebeladung umfasst, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  22. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 20, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Kalibrierungstabelle für Aschebeladung umfasst, die eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst.
  23. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 20, wobei die Steuerung die computerlesbaren Anweisungen ausführt, um die erwartete Gesamtascheansammlungsrate basierend auf der ersten Kalibrierungstabelle und einer zweiten Kalibrierungstabelle zu bestimmen.
  24. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 23, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst.
  25. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 23, wobei die erste Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Druckabfällen über einem Testpartikelfilter und eine entsprechende erste Ascheansammlungsrate oder eine Ruß- und Ascheansammlungsrate in dem Testpartikelfilter bei jedem der Vielzahl von Druckabfällen umfasst, und wobei die zweite Kalibrierungstabelle eine Vielzahl von Arbeitszyklen und eine entsprechende geschätzte Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen umfasst.
  26. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 25, wobei die zweite Kalibrierungstabelle ferner eine zusätzliche Kalibrierungstabelle umfasst, die eine entsprechende zweite Ascheansammlungsrate umfasst, die der geschätzten Ölverbrauchsrate bei jedem der Vielzahl von Arbeitszyklen entspricht.
  27. Nicht-transitorisches computerlesbares Medium nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ferner computerlesbare Anweisungen ausführt zum Bestimmen, dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall größer ist als der erwartete Druckabfall, und dass die Ölverbrauchsrate in dem Motor nicht abnormal ist, basierend darauf, dass der tatsächliche Druckabfall kleiner oder gleich dem erwarteten Druckabfall ist.
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