DE102014106278B4 - Verfahren zum schätzen einer gesamtrussmenge in einem dieselpartikelfilter - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Schätzen einer Gesamtrußmenge (64) in einem Dieselpartikelfilter (24), umfassend:Überwachen einer Druckdifferenz (44) über den Dieselpartikelfilter (24);Überwachen einer Motordrehzahl (50) und einer Motorlast (52) von einem Motor (12) in Fluidkommunikation mit dem Dieselpartikelfilter (24);Ermitteln einer ersten Rußmassenschätzung (66) aus einer Deltadrucknachschlagetabelle in Abhängigkeit der überwachten Druckdifferenz (44), wobei die erste Rußmassenschätzung (66) einen zugeordneten Vertrauensanzeiger (92) auf Grundlage der überwachten Motordrehzahl (50) und Motorlast (52) aufweist;Ermitteln einer zweiten Rußmassenschätzung (72) aus der überwachten Motordrehzahl (50) und Motorlast (52); undAusgeben der ersten Rußmassenschätzung (66) als die Gesamtrußmenge (64), wenn der Vertrauensanzeiger (92) über einer vorbestimmten Schwelle liegt, und Ausgeben der zweiten Rußmassenschätzung (72) als die Gesamtrußmenge (64), wenn der Vertrauensanzeiger (92) unterhalb der vorbestimmten Schwelle liegt; wobei das Ermitteln der zweiten Rußmassenschätzung (72) umfasst:Auswählen eines augenblicklichen Motorrußmassenausgangswertes (76) von einer Motorausgangsnachschlagetabelle (78) in Abhängigkeit der überwachten Motordrehzahl (50) und Motorlast (52), wobei die Motorausgangsnachschlagetabelle (78) eine Mehrzahl von Punkten aufweist, die eine Motorrußerzeugung bei verschiedenen Kombinationen aus Motordrehzahl (50) / Motorlast (52) repräsentieren;Ermitteln einer geschätzten Rußmenge (84), indem der augenblickliche Motorrußmassenausgangswert (76) mit einer geschätzten Filtereffizienz (80) multipliziert wird, die eine Funktion des Abgasdurchflusses, der Temperatur, der Rußkonzentration in der Strömung und/oder der Gesamtrußmenge in dem Dieselpartikelfilter (24) ist;Ermitteln einer augenblickliche Rußansammlung (74), indem die geschätzte Rußmenge (84) um eine geschätzte Rußmenge (86) reduziert wird, die eine Funktion des Abgasdurchflusses, der Abgastemperatur und/oder der Gesamtrußmenge in dem Dieselpartikelfilter (24) ist; undAddieren der augenblicklichen Rußansammlung (74) zu der augenblicklichen Gesamtrußmenge (64), um die zweite Rußmassenschätzung (72) zu erhalten; wobei die Motorausgangsnachschlagetabelle (78) unter Verwendung einer Differenz zwischen der ersten Rußmassenschätzung (66) und der zweiten Rußmassenschätzung (72) modifiziert wird, wobei das Modifizieren der Motorausgangsnachschlagetabelle (78) ferner umfasst, dass:- eine Zeitdauer, die der Motor bei jeder jeweiligen Kombination aus Motordrehzahl (50) / Motorlast (52) arbeitet überwacht wird; und- ein Gesamtkorrekturfaktor jedem jeweiligen Punkt der Mehrzahl von Punkten gemäß dem Zeitbetrag zugeteilt wird, den der Motor bei diesem Punkt arbeitet.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Schätzen einer Gesamtrußmenge in einem Dieselpartikelfilter.
- HINTERGRUND
- Es sind verschiedene Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie Partikelfilter und andere Vorrichtungen, entwickelt worden, um Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren effektiv zu begrenzen. In dem Fall von Kompressionszündungs- oder Dieselmotoren muss weiterhin eine große Anstrengung aufgewendet werden, um praktische und effiziente Vorrichtungen und Verfahren zu entwickeln, um Emissionen von größtenteils kohlenstoffhaltigen Partikeln zu reduzieren, die ansonsten in dem Abgas des Motors vorhanden wären.
- Ein Nachbehandlungssystem für ein Abgas eines modernen Dieselmotors enthält typischerweise einen Dieselpartikelfilter (DPF) zum Sammeln und Beseitigen des Rußpartikelmaterials, das von dem Dieselmotor ausgestoßen wird, bevor das Abgas an die Atmosphäre ausgetragen wird. Ein typischer DPF wirkt als ein Fänger bzw. Feinstofffilter zum Beseitigen des Partikelmaterials von dem Abgasstrom. Der DPF kann auch Edelmetalle enthalten, wie Platin und / oder Palladium, die als Katalysatoren dienen, um Ruß und Kohlenwasserstoffe, die in dem Abgasstrom vorhanden sind, passiv zu oxidieren. In vielen Fällen kann der DPF unter Verwendung von überhitztem Abgas regeneriert oder gereinigt werden, um die angesammelten Partikel wegzubrennen.
- Das Partikelmaterial, das in den Motorabgasen enthalten ist, kann kohlenstoffhaltige Rußpartikel aufweisen, die oxidiert werden können, um gasförmiges Kohlendioxid wie auch andere nicht brennbare Partikel (d.h. Asche), die nicht oxidiert werden können, zu erzeugen. Die Zusammensetzung und Morphologie von Abgasen sind größtenteils eine Funktion des Kraftstoffs, des Motortyps, der Motorkonstruktion, des Motorbetriebs und der Steuermethodologie, der Umgebungsbetriebsbedingungen und anderer Faktoren. Beispielsweise erzeugt Schmieröl, das in den Brennraum gelangt und teilweise verbrannt wird, den Großteil der Asche. Als ein weiteres Beispiel kann eine Verbrennung in Benzinmotoren organisches Material (OM) im Submikron-Maßstab wie auch Sulfate und elementares Silizium, Eisen oder Zink oder Schwefel erzeugen. Das elementare Silizium, Eisen und Zink stellen nicht brennbare Partikel dar und können Asche umfassen. Als ein anderes Beispiel kann die Verbrennung in Dieselmotoren ebenfalls OM, Sulfate und elementares Silizium, Eisen, Zink oder Schwefel wie auch Ruß und Ammonium erzeugen
- Während der Druckabfall über den Partikelfilter gewöhnlich eine gute Näherung für abgefangene Rußmassenkonzentration sein kann, kann bei bestimmten Temperaturbereichen und bei bestimmten Stickstoffdioxidnniveaus in dem Abgasstrom der Druckabfall ein weniger genauer Prädiktor werden. Diese Ungenauigkeiten können auf passives und nicht homogenes Verbrennen von Ruß in dem Filter zurückzuführen sein, der die Verteilung von Ruß in dem Filter ändern kann (d. h. Verringern der Korrelation zwischen dem Druckabfall über den Filter und der Rußmassen in dem Filter). Beispielsweise kann eine nicht homogene Verbrennung Risse in der Rußschicht bewirken, was den Widerstand für eine Strömung reduziert. Derartige Ungenauigkeiten bei der Rußschätzung können entweder in einer Verringerung der Filtereffizienz des Partikelfilters führen oder können bewirken, dass der Filter bei niedrigeren Rußkonzentrationen aktiv regeneriert wird, was die Kraftstoffeffizienz verringern kann.
- Herkömmliche Verfahren zum Schätzen einer Gesamtrußmenge in einem Dieselpartikelfilter sind aus den Druckschriften
DE 101 00 418 A1 ,EP 1 529 929 A1 ,DE 10 2006 000 036 A1 undFR 2 930 290 A3 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die gesamte Rußmenge in einem Dieselpartikelfilter selbst unter variierenden Betriebsbedingungen möglichst genau zu bestimmen.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Figurenliste
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Motors und eines Abgasnachbehandlungssystems zum Behandeln von Abgas von dem Motor. -
2 ist ein schematisches Diagramm eines Rußmodells, das ein Deltadruckrußmodell und ein Motorausgangsrußmodell aufweist. -
3 ist ein schematischer Graph einer momentanen Motorrußerzeugung als eine Funktion der Motordrehzahl und Motorlast. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen dazu verwendet sind, gleiche oder identische Komponenten in den verschiedenen Ansichten zu identifizieren, zeigt
1 schematisch ein Fahrzeug10 , das einen Motor12 und ein Abgasnachbehandlungssystem14 aufweist. Wie angemerkt sei, kann der Motor12 ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft verbrennen, um eine Antriebskraft für das Fahrzeug10 bereitzustellen. Das Abgasnachbehandlungssystem14 kann dann die Nebenprodukte der Verbrennung (d.h. Abgase) lenken und behandeln, wenn sie aus dem Motor12 strömen (durch Strömungspfeile16 angegeben). Allgemein kann das Abgasnachbehandlungssystem14 suspendiertes Partikelmaterial und NOx-Gase von der Abgasströmung16 beseitigen, bevor das Gas von dem Fahrzeug10 ausgestoßen wird. Bei einer Konfiguration kann der Motor12 ein kompressionsgezündeter Dieselmotor sein; jedoch können andere Typen an Motortechnologie gleichermaßen verwendet werden. - Das Abgasnachbehandlungssystem
14 kann allgemein einen Dieseloxidationskatalysator („DOC“)20 , einen Katalysator22 für selektive katalytische Reduktion („SCR“) und einen Partikelfilter24 aufweisen. Der DOC20 kann Kohlenwasserstoffe in der Abgasströmung16 passiv oxidieren und / oder verbrennen, wenn sie den Motor12 verlassen. Der SCR-Katalysator22 kann ein chemisches Mittel aufweisen, das selektiv in die Abgasströmung16 eingeführt wird, um zumindest einiges von den Stickoxiden in der Abgasströmung16 in Wasser und Stickstoff umzuwandeln. - Schließlich kann der Partikelfilter
24 so konfiguriert sein, um Partikelmaterial, d.h. Ruß, von dem Abgas des Motors12 zu filtern. Der Partikelfilter24 kann ein oder mehrere Substrate26 aufweisen, die eine Mehrzahl von Durchbrechungen28 definieren, durch die das Abgas strömen muss. Wenn das Abgas durch den Partikelfilter24 strömt, kann sich suspendiertes schwebendes Partikelmaterial an dem Substrat26 ansammeln, wo es von der Strömung16 getrennt werden kann. - Über die Lebensdauer des Fahrzeugs
10 kann es gelegentlich erforderlich werden, den Partikelfilter24 zu regenerieren, um jegliches angesammelte Partikelmaterial zu beseitigen. Bei einer Konfiguration kann der Partikelfilter24 durch Erhitzen des Partikelfilters24 auf eine Temperatur regeneriert werden, die ausreichend ist, um das Partikelmaterial von dem Substrat26 wegzubrennen. Bei einer Konfiguration kann die hohe Temperatur dadurch bereitgestellt werden, dass das Luft / Kraftstoffverhältnis, das dem Motor geliefert wird, geringfügig fetter eingestellt wird, was dann für eine Zeitdauer beibehalten werden kann, die ausreichend ist, um einen Großteil des Partikelmaterials von dem Substrat26 wegzubrennen. Allgemein kann der Prozess zum „Wegbrennen“ des Partikelmaterials ein Umwandeln des abgefangenen Rußpartikelmaterials in Kohlendioxid betreffen, dessen Dissipation an die Atmosphäre zulässiger sein kann. - Ein Überwachungssystem
29 kann verwendet werden, um verschiedene Echtzeit-Betriebsparameter der Abgasströmung16 zu überwachen und die Rußmenge, die in dem Partikelfilter24 enthalten ist, zu schätzen. Wenn die Schätzung eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, kann das Überwachungssystem eine Regeneration von dem Motor (oder einem zugeordneten Motorcontroller) anfordern, um den angesammelten Ruß in dem Filter24 wegzubrennen. Das Überwachungssystem29 kann einen Controller30 aufweisen, der derart konfiguriert sein kann, um eine Strömungsimpedanz des Partikelfilters24 dadurch zu ermitteln, dass ein Differenzdrucksensormodul32 überwacht wird, das über den Partikelfilter24 angeordnet ist. - Das Differenzdrucksensormodul
32 kann einen Druckabfall über das Substrat26 unter Verwendung eines ersten Fluidrohrs40 in Fluidkommunikation mit dem Nachbehandlungssystem14 an einer Stelle stromaufwärts des Filters24 (d.h. zwischen dem Filter24 und dem Motor12 ) und eines zweiten Fluidrohrs42 in Fluidkommunikation mit dem Nachbehandlungssystem14 an einer Stelle stromabwärts des Filters24 (d.h. auf einer von dem ersten Fluidrohr40 entgegengesetzten Seite des Partikelfilters24 ) überwachen. Das Differenzdruckmodul32 kann einen Druckabfall zwischen dem jeweiligen ersten und zweiten Fluidrohr40 ,42 detektieren und kann ein Signal44 (d.h. das Deltadrucksignal44 ) an den Controller30 liefern, das die Größe der Differenz angibt. Bei einer anderen Konfiguration können ein oder mehrere elektronische Drucksensoren verwendet werden, um den Druckabfall über den Partikelfilter24 zu ermitteln. Ein elektronischer Drucksensor kann beispielsweise einen piezoresistiven Sensor, einen piezoelektrischen Sensor, einen MEMS-Sensor und / oder einen kapazitiven Sensor umfassen, der derart konfiguriert sein kann, einen erfassten Druck in ein Analog- oder Digitalsignal umzuwandeln, das für den erfassten Druck repräsentativ ist. - Zusätzlich zum Empfangen des Deltadrucksignals
44 kann der Controller30 eine Anzeige einer aktuellen Motordrehzahl50 und einer aktuellen Motorlast52 von dem Motor12 oder einem zugehörigen Motorcontroller empfangen. Allgemein kann der Controller30 den erfassten Druckabfall44 , die Motordrehzahl50 und die Motorlast52 als Eingänge in ein Rußmodell54 verwenden, das den Status / die Kapazität des Partikelfilters24 schätzen kann. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, kann während gewisser Betriebsbedingungen das Rußmodell54 den erfassten Druckabfall über den Partikelfilter verwenden, um die Anzahl an Gramm von Ruß zu schätzen, die sich in dem Partikelfilter24 angesammelt haben. - Wenn das Rußmodell
54 schätzt, dass der Partikelfilter24 eine Regeneration erfordert (d.h. die Menge des geschätzten Rußes eine Rußschwelle übersteigt), kann der Controller30 ein Steuersignal56 an den Motor12 oder zu einem zugehörigen Motorcontroller liefern, um den Betrieb des Motors12 einzustellen und die Regeneration einzuleiten. Wie oben erwähnt ist, kann bei einer Konfiguration der Controller30 ein Filterregenerationsereignis auslösen, indem die Kraftstoffmenge, die dem Motor bereitgestellt wird, erhöht wird, bis das Kraftstoff / Luft-Verhältnis von einem stöchiometrischen Gleichgewicht her geringfügig fett ist. - Der Controller
30 kann einen Computer und / oder Prozessor aufweisen und die vollständige Software, Hardware, Speicher, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren, etc. aufweisen, die notwendig sind, um das Abgasnachbehandlungssystem14 , den Motor12 und / oder das Differenzdruckmodul32 zu überwachen und zu steuern. Somit kann ein Steuerverfahren, das dazu dient, das Rußmodell54 zu bewerten und / oder eine Regeneration auszulösen, als Software oder Firmware ausgeführt sein, die dem Controller30 zugeordnet ist. Es sei angemerkt, dass der Controller30 auch eine beliebige Vorrichtung aufweisen kann, die in der Lage ist, Daten von verschiedenen Sensoren zu analysieren, Daten zu vergleichen, die notwendigen Entscheidungen zu treffen, die erforderlich sind, um das Abgasnachbehandlungssystem14 zu steuern, wie auch das Differenzdruckmodul32 zu überwachen. -
2 zeigt schematisch ein funktionales Blockdiagramm einer Ausführungsform eines adaptiven Rußmodells54 . Allgemein kann das Rußmodell54 intelligent zwischen zwei verschiedenen Rußschätzschemata60 ,62 umschalten, um eine Gesamtmenge an Ruß64 , die sich in dem Partikelfilter24 angesammelt hat, zu schätzen. Das erste Schätzschema60 kann hauptsächlich auf dem erfassten Druckabfall44 über den Partikelfilter24 (d.h. ein Deltadruckrußmodell60 ) basieren, während das zweite Schätzschema62 hauptsächlich auf Motorbetriebsparametern basiert, wie einer Motordrehzahl50 und Motorlast52 (d.h. einem Motorausgangsrußmodell62 ). - Das Deltadruckrußmodell
60 kann durch Ausgeben einer Deltadruck-Rußmassenschätzung66 für einen gegebenen erfassten Druckabfall44 bei einer bestimmten Motordrehzahl50 und Motorlast52 arbeiten. Das Deltadruckrußmodell60 kann auf einem empirischen Deltadruckrußkennfeld68 basieren, das eine Mehrzahl von Rußmassenschätzungen66 speichert, jede als eine Funktion eines bekannten Druckabfalls44 , einer Motordrehzahl50 und Motorlast52 . Zusätzlich können andere Eingänge, die von dem Deltadruckrußkennfeld68 verwendet werden können, beispielsweise einen Abgasmassendurchfluss und eine DPF-Temperatur aufweisen. Das Deltadruckrußkennfeld68 kann beispielsweise als eine Nachschlagetabelle ausgeführt sein, die durch empirisches Testen der bestimmten Konfiguration aus Motor12 und Nachbehandlungssystem14 bestückt sein kann. - Ein Deltadruckrußmodell
60 kann eine genaue Bewertung der Gesamtmenge an Ruß64 in einem Partikelfilter24 bereitstellen, obwohl nur während sehr beschränkter Motorbetriebsbedingungen. Insbesondere kann diese Schätzvorgehensweise während eines stabilen (d.h. nicht transienten) Betriebs bei stabiler Betriebstemperatur (d.h. nicht während eines Kaltstarts) und bei einem hohen Abgasmassendurchfluss am zuverlässigsten sein. Diese Idealbedingungen können beispielsweise während einer stabilen Autobahnfahrt auftreten. Bei nicht idealen Bedingungen kann beispielsweise das Verhältnis von Signal zu Rauschen unterhalb eines nützlichen Minimums aufgrund einer Sensorvariabilität und / oder merklicher Harmonischen der Abgasströmung liegen. - Um eine kontinuierliche Aktualisierung der geschätzten Gesamtmenge an Ruß
64 , die sich in dem Partikelfilter24 angesammelt hat, bereitzustellen, kann das Rußmodell54 einen Schalter70 aufweisen, der dazu verwendet wird, zwischen dem empirischen Deltadruckrußmodell60 (während Perioden mit hohem Vertrauen / hoher Zuverlässigkeit für die Deltadruckrußmassenschätzung66 ) und einem analytischen Motorausgangsrußmodell62 (während Perioden mit geringerem Vertrauen / geringerer Zuverlässigkeit für die Deltadruckrußmassenschätzung66 ) zu wechseln. - Das analytische Motorausgangsrußmodell
62 kann eine Motorausgangsrußmassenschätzung72 auf Grundlage eines Integrals der Nettomenge an augenblicklicher Rußansammlung74 bei dem Partikelfilter24 ausgeben. Das Motorausgangsrußmodell62 kann durch Schätzen einer augenblicklichen Rußmengenausgang76 von dem Motor12 bei gegebener Motordrehzahl50 und Motorlast52 beginnen. - Der augenblickliche Rußmengenausgang
76 kann aus einer analytischen Verbrennungsformel berechnet werden oder zur Vereinfachung / Beschleunigung der Berechnung von einem Motorausgangsrußkennfeld78 abgerufen werden. Der augenblickliche Rußmengenausgang76 kann die Rußmenge repräsentieren, die von dem Motor12 für die gegebene Menge an Luftansaugung, gegebene Menge an bereitgestelltem Kraftstoff bei der gegenwärtigen Geschwindigkeit50 und Last52 erzeugt wird. Bei einigen Ausführungsformen kann das Motorausgangsrußkennfeld78 ferner die Motorbetriebstemperatur, die Luftansaugtemperatur und / oder die Verbrennungstemperatur bei der Ermittlung des augenblicklichen Rußmengenausgangs76 betrachten. Andere Eingänge, die betrachtet werden können, umfassen beispielsweise ein Verhältnis von Luft / Kraftstoff, das an den Motor12 geliefert wird, eine Abgasrückführungsrate, einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und / oder Ansaug- / Abgaskrümmerdruck. Das Motorausgangsrußkennfeld78 kann den Rußausgang gemäß einem idealisierten Modell des Motors oder als ein Produkt einer tatsächlichen Motortestung repräsentieren. In jedem Fall kann das Kennfeld78 durch Annahme, dass der vorliegende Motor12 auf eine ähnliche Weise arbeitet, wie das idealisierte Modell / der Testmotor, beginnen. - Nach der Schätzung des augenblicklichen Rußausgangs
76 kann das Modell62 den Ausgang76 mit einer geschätzten Filtereffizienz80 (bei 82) multiplizieren, um zu einer geschätzten Rußmenge84 zu kommen, die von dem Filter24 abgefangen wird. Die geschätzte Filtereffizienz80 kann eine Bruchzahl sein, die beispielsweise die Rußmenge, die von dem Filter24 abgefangen wird, geteilt durch die Gesamtrußmenge in der Abgasströmung16 repräsentiert. Bei einer Konfiguration kann die Filtereffizienz80 eine Funktion des Abgasdurchflusses, der Temperatur, der Rußkonzentration in der Strömung und / oder der Gesamtrußmenge64 in dem Partikelfilter24 sein. Bei einer anderen Konfiguration kann die Filtereffizienz80 eine Konstante sein, die ausschließlich von dem Material und der Konfiguration des Filters24 abhängen kann. - Die geschätzte Rußmenge
84 , die von dem Filter24 abgefangen wird, kann dann um eine geschätzte Rußmenge86 versetzt werden, die durch normalen Motorbetrieb verbrannt wird. Dieser Versatz86 kann eine Funktion des Abgasdurchflusses, der Abgastemperatur und / oder der Gesamtrußmenge64 in dem Partikelfilter24 sein. Nach dem Versatz kann das Modell zu dem Nettobetrag der augenblicklichen Rußansammlung74 kommen, der zu einer vorhergehenden Gesamtrußmenge88 addiert werden kann, die sich in dem Partikelfilter24 angesammelt hat (Zeit, verschoben bei 90), um zu einer neuen (gegenwärtigen) Gesamtrußmenge64 zu kommen. - Während das Motorausgangsrußmodell
62 über kurze Zeitperioden relativ genau sein kann, können sich kleine Fehler in den Annahmen über die Zeit ansammeln, was in einer wesentlichen Drift über längere Perioden resultiert. Daher kann der Schalter70 das Schätzverfahren zwischen dem empirischen Deltadruckrußmodell60 (während Perioden mit hohem Vertrauen / hoher Zuverlässigkeit für die Deltadruckrußmassenschätzung66 ) und dem analytischen Motorausgangsrußmodell62 (während Perioden mit geringerem Vertrauen / geringerer Zuverlässigkeit für die Deltadruckrußmassenschätzung66 ) wechseln. Bei einer Konfiguration kann das Deltadruckrußkennfeld68 einen Vertrauensanzeiger92 ausgeben, der als das Kippmerkmal dienen kann, um zwischen den beiden Modellen60 ,62 zu wechseln. Während Perioden mit hohem Vertrauen / hoher Zuverlässigkeit, wie während stabiler Betriebsbedingungen mit ausreichend Abgasströmung, kann der Vertrauensanzeiger92 bewirken, dass der Schalter70 den Ausgang des Deltadruckrußmodells60 verwendet. Während transienter Betriebsbedingungen, Perioden mit geringer Abgasströmung oder während Kaltstarts kann der Vertrauensanzeiger92 niedrig sein und bewirken, dass der Schalter70 den Ausgang des Motorausgangsrußmodells62 verwendet. - Ein Schalten zwischen den beiden Modellen
60 ,62 auf eine Weise, die oben beschrieben ist, erlaubt, dass der Controller30 einen Versuch zum Aufrechterhalten einer kontinuierlich aktualisierten Rußmassenschätzung66 macht. Bei anderen vorhergehenden Ausführungsformen wartet das Deltadruckrußmodell60 lediglich auf ein Wiederauftreten der idealen Testbedingungen vor einem Aktualisieren der Rußmassenschätzung66 . Für hochtransiente Fahrer (z.B. ein Flughafenpendelbus) können die Bedingungen selten zufriedenstellend sein, um eine genaue Rußmassenschätzung herzustellen. - Als eine weitere Ausdehnung dieser Technologie kann das Rußmodell
60 eine Motoranpassungsroutine100 aufweisen, die das Motorausgangsrußkennfeld78 dynamisch einstellen kann, um kleine Ungenauigkeiten in dem Motorausgangsrußmodell62 zu berücksichtigen. Wie gezeigt ist, kann die Motoranpassungsroutine100 die Differenz102 zwischen der Rußmassenschätzung66 und der Motorausgangsrußmassenschätzung72 berechnen. Zu dem Zeitpunkt, wenn der Schalter70 von dem Motorausgangsrußmodell62 zu dem Deltadruckrußmodell60 wechselt, kann die Differenz102 in den beiden Signalen die Drift oder den zusammengesetzten Fehler repräsentieren, der sich in der Motorausgangsrußmassenschätzung72 entwickelt hat. Diese Differenz kann mit einer Korrekturverstärkung104 multipliziert und zurück an das Motorausgangsrußkennfeld78 geführt werden, um den Ausgang76 der augenblicklichen Rußmenge von dem Motor12 zu verfeinern. - Beispielsweise zeigt
3 schematisch eine Ausführungsform eines Motorausgangsrußkennfeldes78 . Wie gezeigt ist, ist der Motorrußausgang76 als eine Funktion der Motordrehzahl50 und der Motorlast52 gezeigt (d.h. wo Last / Drehmoment proportional zu der Kraftstoffmenge ist, die an die Zylinder geliefert wird). Ein erster Satz von Punkten106 , der durch leere Kreise repräsentiert ist, zeigt eine Mehrzahl anfänglicher Rußmassenschätzungen für gegebene Kombinationen aus Drehzahl / Last. Ein zweiter Satz von Punkten108 , der durch gefüllte Kreise repräsentiert ist, zeigt eine Mehrzahl verfeinerter Rußmassenschätzungen für dieselben Kombinationen aus Drehzahl / Last. Die Differenz zwischen den zweiten Punkten108 und ersten Punkten106 bei jeder jeweiligen Kombination repräsentiert einen Korrekturfaktor (z.B. einen Korrekturfaktor110 ), der durch die Motoranpassungsroutine100 an das Motorausgangsrußkennfeld78 angelegt werden kann. - Bei einer Konfiguration kann der Controller
30 die Gesamtzeit, die das Rußmodell54 in dem Motorausgangsrußmodell62 verbleibt, überwachen, und kann die Korrekturverstärkung104 als eine Funktion der Zeit einstellen. Auf diese Weise kann der angelegte Korrekturfaktor die Tendenz für ein exponentielles Zusammenstellen von Fehlern über die Zeit berücksichtigen. - Zusätzlich können, wie allgemein in
3 gezeigt ist, bei einer Konfiguration verschiedene Korrekturfaktoren an verschiedene Kombinationen aus Drehzahl / Last angelegt werden. Beispielsweise kann, sobald ein Gesamtkorrekturfaktor ermittelt ist, dieser gemäß Erfahrung jedem der verschiedenen Punkte zugeteilt werden. Bei einem anderen Weg zusätzlich zum Überwachen der Gesamtzeit des Betriebs in dem Motorausgangsrußmodell62 kann der Controller30 auch den Zeitbetrag überwachen, den das Motorausgangsrußmodell62 bei jeder Kombination aus Drehzahl / Last arbeitet. Der Gesamtkorrekturfaktor kann dann auf einer anteilsmäßigen Basis gemäß dem Prozentsatz der Zeit, die bei jeder Kombination verbracht wird, relativ zu dem Gesamtzeitbetrag zugeteilt werden. Auf diese Weise kann, wenn das Motorausgangsrußmodell62 als eine einzelne Kombination aus Drehzahl / Last die gesamte Dauer arbeitet, angenommen werden, dass 100 % des Fehlers diesem Punkt zugewiesen werden können; und daher können 100 % des Korrekturfaktors auf diesen Punkt angewendet werden. - Während einer Konfiguration kann der Korrekturfaktor strikt auf einer Pro-Rata-Basis gemäß den verschiedenen Punkten auf Grundlage der Zeit zugewiesen werden, bei einer anderen Konfiguration kann jeder Punkt einen geringfügigen Einfluss auf benachbarte Punkte haben. Auf diese Weise kann eine virtuelle „Federkonstante“ vorgesehen sein, die die Punkte aneinander knüpft, um einen gewissen Grad an Kontinuität in dem Kennfeld zu bewahren (z.B. wenn der Motor nur bei einer einzelnen Kombination aus Drehzahl / Last für die gesamte Dauer arbeitet, kann dieser Punkt um 100 % des Korrekturfaktors zunehmen, während umgebende Punkte um einen Bruchteil der 100 % zunehmen können).
Claims (2)
- Verfahren zum Schätzen einer Gesamtrußmenge (64) in einem Dieselpartikelfilter (24), umfassend: Überwachen einer Druckdifferenz (44) über den Dieselpartikelfilter (24); Überwachen einer Motordrehzahl (50) und einer Motorlast (52) von einem Motor (12) in Fluidkommunikation mit dem Dieselpartikelfilter (24); Ermitteln einer ersten Rußmassenschätzung (66) aus einer Deltadrucknachschlagetabelle in Abhängigkeit der überwachten Druckdifferenz (44), wobei die erste Rußmassenschätzung (66) einen zugeordneten Vertrauensanzeiger (92) auf Grundlage der überwachten Motordrehzahl (50) und Motorlast (52) aufweist; Ermitteln einer zweiten Rußmassenschätzung (72) aus der überwachten Motordrehzahl (50) und Motorlast (52); und Ausgeben der ersten Rußmassenschätzung (66) als die Gesamtrußmenge (64), wenn der Vertrauensanzeiger (92) über einer vorbestimmten Schwelle liegt, und Ausgeben der zweiten Rußmassenschätzung (72) als die Gesamtrußmenge (64), wenn der Vertrauensanzeiger (92) unterhalb der vorbestimmten Schwelle liegt; wobei das Ermitteln der zweiten Rußmassenschätzung (72) umfasst: Auswählen eines augenblicklichen Motorrußmassenausgangswertes (76) von einer Motorausgangsnachschlagetabelle (78) in Abhängigkeit der überwachten Motordrehzahl (50) und Motorlast (52), wobei die Motorausgangsnachschlagetabelle (78) eine Mehrzahl von Punkten aufweist, die eine Motorrußerzeugung bei verschiedenen Kombinationen aus Motordrehzahl (50) / Motorlast (52) repräsentieren; Ermitteln einer geschätzten Rußmenge (84), indem der augenblickliche Motorrußmassenausgangswert (76) mit einer geschätzten Filtereffizienz (80) multipliziert wird, die eine Funktion des Abgasdurchflusses, der Temperatur, der Rußkonzentration in der Strömung und/oder der Gesamtrußmenge in dem Dieselpartikelfilter (24) ist; Ermitteln einer augenblickliche Rußansammlung (74), indem die geschätzte Rußmenge (84) um eine geschätzte Rußmenge (86) reduziert wird, die eine Funktion des Abgasdurchflusses, der Abgastemperatur und/oder der Gesamtrußmenge in dem Dieselpartikelfilter (24) ist; und Addieren der augenblicklichen Rußansammlung (74) zu der augenblicklichen Gesamtrußmenge (64), um die zweite Rußmassenschätzung (72) zu erhalten; wobei die Motorausgangsnachschlagetabelle (78) unter Verwendung einer Differenz zwischen der ersten Rußmassenschätzung (66) und der zweiten Rußmassenschätzung (72) modifiziert wird, wobei das Modifizieren der Motorausgangsnachschlagetabelle (78) ferner umfasst, dass: - eine Zeitdauer, die der Motor bei jeder jeweiligen Kombination aus Motordrehzahl (50) / Motorlast (52) arbeitet überwacht wird; und - ein Gesamtkorrekturfaktor jedem jeweiligen Punkt der Mehrzahl von Punkten gemäß dem Zeitbetrag zugeteilt wird, den der Motor bei diesem Punkt arbeitet.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , ferner mit einem Erzeugen einer Partikelfilterregenerationsanforderung, falls die ausgegebene Gesamtrußmenge (64) eine Schwelle überschreitet.
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