DE102016101105A1 - Verfahren und System zum Beibehalten eines DFSO - Google Patents

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Joseph Norman Ulrey
Michiel J. Van Nieuwstadt
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Steuern einer DFSO-Dauer bereitgestellt. Bei einem Beispiel kann ein Verfahren ein Anpassen der DFSO-Dauer aufgrund einer Partikelfiltertemperaturänderung umfassen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich allgemein auf Verfahren und Systeme zum Steuern eines Fahrzeugmotors, um eine Partikelfilterregeneration während einer Kraftstoffabschaltung im Schubbetrieb (Deceleration Fuel Shut-Off, DFSO) auszuführen.
  • Hintergrund/Kurzdarstellung
  • Abgasnachbehandlungvorrichtungen können verwendet werden, um Abgase von Verbrennungsmotoren zu behandeln. Die Abgasbehandlungsvorrichtungen können insbesondere Partikelfilter, Oxidationskatalysatoren und Stickstoffoxid-Katalysatoren (NOx-Katalysatoren) umfassen. Feinstaub, der weitestgehend aus Kohlenstoffpartikeln besteht, die aus einer unvollständigen Verbrennung herrühren, kann sich in Partikelfiltern ansammeln und allmählich den Strom eines Abgases in dem Maße einschränken, indem sich immer mehr Feinstaub in dem Partikelfilter ansammelt. Um den Feinstaub in dem Filter regelmäßig zu regenerieren oder zu reinigen, können Maßnahmen getroffen werden, die zu einer Zunahme der Abgastemperatur über eine vorbestimmte Stufe (z.B. über 450 °C) führen, um die Kohlenstoffpartikel zu entzünden, die sich in dem Filter angesammelt haben.
  • In einigen Fällen erreicht ein Partikelfilter während eines normalen Fahrzeugbetriebs eine Abgastemperatur, die hoch genug ist, um eine Partikelfilterregeneration passiv auszuführen. Einige Fahrzeuge sind jedoch nicht in der Lage, passive Regenerationsbedingungen zu erreichen (z.B. Fahrzeuggeschwindigkeiten über 40 Meilen pro Stunde) und der Partikelfilter kann verschmutzt werden. Eine Regeneration des Partikelfilters kann zusätzlich oder alternativ während der Betriebsbedingungen einer Kraftstoffabschaltung im Schubbetrieb (Deceleration Fuel Shut Off operating conditions, DFSO-Betriebsbedingungen) stattfinden. Die DFSO ist ein Modus, um in Kraftfahrzeugen mit einem Antriebsstrang, der normalerweise unter stöchiometrischen Bedingungen betrieben wird, Kraftstoffeinsparungen zu verbessern und eine Bremsabnutzung zu verringern. Bei diesem Ansatz wird die Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Zylinder während ausgewählter Betriebsbedingungen deaktiviert.
  • In einigen Fällen kann ein Fahrzeug eine Partikelfilterregeneration aufgrund einer geschätzten Rußlast und einer geschätzten Feinstaubreaktionsrate während einer DFSO ausführen. Eine geschätzte Rußlast kann auf einem Abgasgegendruck beruhen, der vor dem Partikelfilter gemessen wird. Eine Feinstaubreaktionsrate kann aufgrund der geschätzten Rußlast berechnet werden. Die Erfinder haben jedoch Probleme bei dem oben aufgezeigten Vorgang gefunden. Zum Beispiel kann es aufgrund einer sich ansammelnden Verbrennungsrückstandslast schwierig sein, die Rußlast eines Partikelfilters zu schätzen. Die Verbrennungsrückstandslast kann die geschätzte Rußlast künstlich vergrößern, indem der Abgasgegendruck zunimmt, wobei die Zunahme irrtümlich als Zunahme des Rußes angesehen wird, was zu einer vergrößerten Schätzung der Feinstaubreaktionsrate und einer nicht erforderlichen Verringerung der DFSO-Dauer führt. Daher kann eine DFSO-Partikelfilterregeneration unnötig begrenzt werden, um den Partikelfilter vor einer Verbrennung einer nicht vorhandenen Rußlast zu schützen. Hohe Partikelfiltertemperaturen können einen Partikelfilterverschleiß verursachen, zu dem, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Leckentwicklung oder ein vollständiges Verbrennen des Partikelfilters (z.B. ein fehlender Partikelfilter) gehören können.
  • Die Erfinder haben jedoch mehrerer Ansätze gefunden, um die oben aufgelisteten Probleme zu umgehen. Bei einem Beispiel können die oben beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zum Anpassen einer Dauer eines Kraftstoffabschaltungsereignisses im Schubbetrieb (Deceleration Fuel Shut-Off event, DFSO-Ereignis) und einer Gesamtanzahl aktivierter und deaktivierter Zylinder während der DFSO aufgrund einer Partikelfiltertemperaturänderung während einer Partikelfilterregeneration angepasst werden. Außerdem kann die Dauer aufgrund einer angenommenen maximalen Rußlast in dem Partikelfilter angepasst werden. Durch die Annahme einer maximalen Rußlast in dem Partikelfilter ist eine Feinstaubreaktionsrate (z.B. eine Rate, mit welcher der Ruß in dem Partikelfilter abgefackelt wird) abhängig von einer Sauerstoffverfügbarkeit. Wenn bei einem Beispiel eine Feinstaubreaktionsdauer länger ist als die DFSO-Dauer, können ein oder mehrere Zylinder des Motors während der DFSO aktiviert werden, um einen Sauerstoffstrom zu verringern und eine DFSO-Dauer so zu verlängern, dass sie mit der Rußreaktionsrate übereinstimmt. Auf diese Weise wird die Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit verringert, obwohl noch immer eine Partikelfilterregeneration während der DFSO ausgeführt wird. Indem dies ausgeführt wird, kann der Filter eine maximal erlaubte Partikelfiltertemperatur überschreiten, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Partikelfilterverschleißes verringert wird, während die Partikelfilterregeneration abgeschlossen wird.
  • Die obige Erörterung umfasst Erkenntnisse, die von den Erfindern gemacht wurden und die nicht als allgemein bekannt betrachtet werden. Es versteht sich somit, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben werden. Dies bedeutet aber nicht, dass entscheidende oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands herausgehoben werden, da dessen Umfang einzig durch die Ansprüche definiert wird, die nach der detaillierten Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Umsetzungen beschränkt, welche die oben oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile beheben.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein schematisches Schaubild eines Motors mit einem Partikelfilter.
  • 2 zeigt einen Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren für das Aktivieren einer DFSO darstellt.
  • 3 zeigt einen Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren für das Ermitteln von DFSO-Parametern und das Starten einer DFSO darstellt.
  • 4 zeigt einen Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren für ein Prüfen eines Motors darstellt.
  • 5 zeigt eine grafische Darstellung, die eine DFSO-Dauer darstellt, die auf einer berechneten Sauerstoffkonzentration beruht.
  • 6 zeigt eine grafische Darstellung, die iterative Regenerationsereignisse darstellt und einen Abgasdruck überwacht, um einen Motor zu prüfen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Steuern einer Dauer einer DFSO-Partikelfilterregeneration. Ein Partikelfilter kann in einer Abgasleitung eines Motors angebracht werden, wobei der Partikelfilter Ruß (z.B. Feinstaub) aus dem Abgas einfangen kann.
  • Fahrer, die ihre Fahrzeuge nicht passiven Partikelfilterregenerationsbedingungen aussetzen (z.B. Fahrzeuge, die weniger gefahren werden als ein Schwellenwert für Fahrzeugfahrten), können einen verschmutzten Partikelfilter aufweisen, der einen Abgasgegendruck vergrößern und verhindern kann, dass Abgase ordnungsgemäß aus dem Motor ausgestoßen werden. Bedingungen zum Unterstützen einer Partikelfilterregeneration fördern einen Anstieg einer Abgastemperatur, die zu dem Partikelfilter strömt, um die Regeneration zu unterstützen (z.B. größere Mengen an Sauerstoff und Kraftstoff, Zündverzögerung usw.). Der verschmutzte Partikelfilter kann einen Abgasstrom durch den Partikelfilter einschränken und einen vergrößerten Abgasgegendruck erzeugen. Ein Modus zum Aktivieren eines vergrößerten Sauerstoffstroms kann selbst bei einer geringen Last erlauben, dass eine Partikelfilterregeneration stattfindet. Eine Kraftstoffabschaltung im Schubbetrieb (Decelerated Fuel Shut-Off, DFSO) deaktiviert eine Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Zylinder eines Motors, wohingegen ein Luftstrom noch erlaubt ist, wodurch eine Sauerstoffkonzentration in einem Abgas vergrößert wird, das zu dem Partikelfilter strömt. Die vergrößerte Sauerstoffkonzentration in dem Abgas kann eine Partikelfilterregeneration für einen Partikelfilter bei einer geeigneten Partikelfiltertemperatur (z.B. 450 °C oder darüber) fördern. Außerdem kann während der DFSO Kraftstoff in einen oder mehrere Zylinder eingespritzt werden, um die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen zu verringern, die zu den Partikelfiltern strömen (z.B. Zünden von einem oder mehreren Zylindern bei einem stöchiometrischen Verhältnis). Darüber hinaus kann das Zünden der Zylinder bei einem variablen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden (z.B. Lambda größer als, kleiner als oder gleich 1). Durch das Verbrennen des Luftgemischs wird Sauerstoff verbraucht und der relative Prozentanteil von Sauerstoff in dem Abgas wird erheblich verringert, wodurch letztlich eine Geschwindigkeit des Partikelfiltertemperaturanstiegs verringert wird.
  • Wenn die Gesamtsauerstoffkonzentration jedoch einen Sauerstoffkonzentrationsschwellenwert überschreitet, kann die Partikelfiltertemperatur einen oberen Partikelfiltertemperaturschwellenwert überschreiten und der Filter kann verschlissen werden. Ein Verfahren zum Ermitteln der DFSO-Bedingungen wird in Bezug auf 2 beschrieben. Ein Verfahren zum Ermitteln des Sauerstoffkonzentrationsschwellenwerts zusammen mit einem Ermitteln einer DFSO-Dauer wird in 3 beschrieben. Das Verfahren in Bezug auf 3 kann auf einem Ermitteln einer DFSO-Dauer aufgrund einer geschätzten maximalen Rußlast beruhen, aber unabhängig von einer aktuellen geschätzten Rußlast sein. Ein Prüfverfahren zum Ermitteln einer geeigneten Regeneration des Partikelfilters wird in Bezug auf 4 beschrieben. Die 5 bzw. 6 stellen die Wirkung der Sauerstoffkonzentration auf die DFSO-Dauer und ein Ermitteln einer geeigneten Prüfung eines Abgasgegendrucks nach den Partikelfilterregenerationen dar.
  • In 1 wird jetzt ein schematisches Schaubild eines Zylinders eines Motors gezeigt, der eine Vielzahl von Zylindern 10 aufweist, die in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein können. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, zu dem eine Steuereinheit 12 gehört, und mithilfe einer Eingabeeinheit 130 durch einen Fahrzeugbenutzer 132 gesteuert werden. Bei diesem Beispiel gehören zur Eingabeeinheit 130 ein Gaspedal und ein Pedalwertgeber 134 für das Erzeugen eines proportionalen Pedalwertsignals PP. Ein Brennraum (z.B. der Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 und einen darin angeordneten Kolben 36 umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Stirnfläche des Kolbens 36 in dem Zylinder 30 eine Höhlung aufweisen. Der Kolben 36 kann mit der Kurbelwelle 40 so verbunden sein, dass die Hubkolbenbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein zwischengelagertes Getriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad des Fahrzeugs verbunden sein. Außerdem kann ein Anlasser über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, um ein Anlassen des Motors 10 zu ermöglichen. Der Brennraum 30 kann eine Ansaugluft vom Ansaugkrümmer 44 über eine Ansaugleitung 42 erhalten und kann Verbrennungsgase über eine Abgasleitung 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und die Abgasleitung 48 können wahlweise über ein entsprechendes Ansaugventil 52 bzw. ein Abgasventil 54 mit dem Brennraum 30 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen können zu dem Brennraum 30 zwei oder mehr Ansaugventile und/oder zwei oder mehr Abgasventile gehören.
  • Das Ansaugventil 52 kann durch die Steuereinheit 12 über ein elektrisches Ventilbetätigungselement (Electric Valve Actuator, EVA) 51 gesteuert werden. Auf ähnliche Weise kann das Abgasventil 54 durch die Steuereinheit 12 über ein EVA 53 gesteuert werden. Alternativ kann das variable Ventilbetätigungselement ein elektrohydraulischer oder ein beliebiger anderer denkbarer Mechanismus sein, um die Ventilbetätigung zu aktivieren. Während einiger Bedingungen kann die Steuereinheit 12 die Signale variieren, die den Betätigungselementen 51 und 53 bereitgestellt werden, um das Öffnen und das Schließen der jeweiligen Ansaug- und Abgasventile zu steuern. Die Stellungen des Ansaugventils 52 und des Abgasventils 54 können von den Ventilpositionsgebern 55 bzw. 57 bestimmt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können eines oder mehrere der Ansaug- und Abgasventile von einem oder mehreren Nocken betätigt werden und können ein oder mehrere Elemente aus einer Nockenwellenprofilverstellung (Cam Profile Switching, CPS), einer variablen Nockenwellensteuerung (Variable Cam Timing, VCT), einer variablen Ventilsteuerung (Variable Valve Timing, VVT) und/oder einem variablen Ventilhub (Variable Valve Lift, VVL) verwenden, um den Ventilbetrieb zu variieren. Zum Beispiel können zu dem Zylinder 30 alternativ ein Ansaugventil, das über ein elektrisches Ventilbetätigungselement gesteuert wird, und ein Abgasventil gehören, das über ein Nockenwellenbetätigungselement einschließlich CPS und/oder VCT gesteuert wird.
  • Ein Kraftstoffeinspritzer 66 wird gezeigt, der direkt mit dem Brennraum 30 so verbunden ist, dass er den Kraftstoff in Abhängigkeit von der Pulsbreite eines Signals FPW in den Zylinder einspritzt, wobei er das Signal von der Steuereinheit 12 über einen elektronischen Treiber 68 erhält. Auf diese Weise stellt der Kraftstoffeinspritzer 66 bereit, was als direktes Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum 30 bekannt ist. Der Kraftstoffeinspritzer kann zum Beispiel in die Seitenwand des Brennraums oder in die Oberseite des Brennraums eingebaut sein. Der Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzer 66 durch ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffsystem zugeführt werden, zu dem ein Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleitung gehören.
  • Das Zündsystem 88 kann bei ausgewählten Betriebsmodi als Reaktion auf ein Zündzeitpunktsignal (Spark Advance signal, SA-Signal) von der Steuereinheit 12 mithilfe der Zündkerze 92 einen Zündfunken in dem Brennraum 30 bereitstellen. Obwohl die Komponenten für die Funkenzündung dargestellt sind, können bei einigen Ausführungsformen der Brennraum 30 oder ein oder mehrere Brennräume des Motors 10 in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne eine Zündkerze betrieben werden.
  • Die Ansaugleitung 42 kann die Drosselklappen 62 und 63 umfassen, welche die Drosselklappenplatten 64 bzw. 65 aufweisen. Bei diesem besonderen Beispiel können die Stellungen der Drosselklappenplatten 64 und 65 durch die Steuereinheit 12 über Signale variiert werden, die für einen Elektromotor oder ein zu den Drosselklappen 62 und 63 gehörendes Stellglied bereitgestellt wird, eine Konfiguration, auf die als elektronische Drosselklappensteuerung (Electronic Throttle Control, ETC) Bezug genommen wird. Auf diese Weise können die Drosselklappen 62 und 63 betrieben werden, um die Ansaugluft, die dem Brennraum 30 bereitgestellt wird, auf andere Motorzylinder zu variieren. Die Stellungen der Drosselklappenplatten 64 und 65 können der Steuereinheit 12 durch Drosselklappenstellungssignale (Throttle Position signals, TP-Signale) bereitgestellt werden. Zu der Ansaugleitung 42 können ein Luftmassenstromsensor 120 und ein Saugrohrdrucksensor 122 gehören, welche die Signale MAF bzw. MAP für die Steuereinheit 12 bereitstellen.
  • Außerdem kann in den offenbarten Ausführungsformen das Abgasrückführungssystem (Exhaust Gas Recirculation system, EGR-System) einen gewünschten Anteil der Abgase aus der Abgasleitung 48 über eine Hochdruck-EGR-Leitung (High-Pressure EGR passage, HP-EGR-Leitung) 140 und/oder eine Niedrigdruck-EGR-Leitung (Low-Pressure EGR passage, LP-EGR-Leitung) 150 zur Ansaugleitung 44 leiten. Die EGR-Menge, die in der Ansaugleitung 44 bereitgestellt wird, kann durch die Steuereinheit 12 über das HP-EGR-Ventil 142 oder das LP-EGR-Ventil 152 variiert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Drosselklappe in der Abgasleitung enthalten sein, um das Antreiben der EGR zu unterstützen. Außerdem kann in der EGR-Leitung ein EGR-Sensor 144 angeordnet sein und kann eine Anzeige von einem Parameter aus einem Druck, einer Temperatur und einer Konzentration des Abgases bereitstellen. Alternativ kann die EGR durch einen berechneten Wert gesteuert werden, der auf Signalen von dem (vorgeschalteten) MAF-Sensor, dem MAP-Sensor (im Ansaugkrümmer), dem MAT-Sensor (für die Verteilergastemperatur) und dem Kurbelwellendrehzahlsensor beruht. Außerdem kann die EGR aufgrund eines Abgassauerstoffsensors und/oder eines Ansaugsauerstoffsensors (im Ansaugkrümmer) gesteuert werden. Bei einigen Bedingungen kann das EGR-System verwendet werden, um die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Brennraum zu regeln. 1 zeigt ein Hochdruck-EGR-System, wobei die EGR von einer Stelle, die vorgeschaltet zu einer Turbine eines Turboladers ist, zu einer Stelle geleitet wird, die nachgeschaltet zu einem Verdichter des Turboladers ist; und ein Niedrigdruck-EGR-System, wobei die EGR von einer Stelle, die nachgeschaltet zu einer Turbine eines Turboladers ist, zu einer Stelle geleitet wird, die vorgeschaltet zu einem Verdichter des Turboladers ist. Wie in 1 gezeigt wird, kann das HP-EGR-System einen HP-EGR-Kühler 146 umfassen und das LP-EGR-System kann einen LP-EGR-Kühler 158 umfassen, um zum Beispiel Wärme von den EGR-Gasen zu dem Motorkühlmittel abzuweisen. Eine LP-EGR-Kühlerüberbrückung 154 und ein LP-EGR-Kühlerüberbrückungsventil 156 können den Strom der EGR zu dem LP-EGR-Kühler 158 steuern. Der EGR-Strom zu dem EGR-Kühler kann als Reaktion darauf verringert werden, dass ein Kondensatpegel in dem LP-EGR-Kühler größer als ein Schwellenwert ist. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Motor 10 entweder nur ein HP-EGR-System oder nur ein LP-EGR-System umfassen.
  • Von daher kann der Motor 10 außerdem eine Verdichtungsvorrichtung wie zum Beispiel einen Turbolader oder einen Auflader umfassen, die jeweils mindestens einen Verdichter 162 umfassen, der entlang dem Ansaugkrümmer 44 angeordnet ist. Bei einem Turbolader kann der Verdichter 162 mindestens teilweise (z.B. über eine Welle) von einer Turbine 164 angetrieben werden, die entlang einer Abgasleitung 48 angeordnet ist. Bei einem Auflader kann der Verdichter 162 mindestens teilweise von dem Verbrennungsmotor und/oder einer Elektromaschine angetrieben werden und muss keine Turbine umfassen. Auf diese Weise kann die Verdichtungsmenge, die einem oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors über einen Turbolader oder einen Auflader bereitgestellt wird, durch die Steuereinheit 12 variiert werden.
  • Wie gezeigt, ist ein Abgassensor 126 vorgeschaltet zu der Turbine 164 mit der Abgasleitung 164 verbunden. Der Sensor 126 kann jeder geeignete Sensor für das Bereitstellen einer Anzeige des Verhältnisses von Abgas zu Luft/Kraftstoff sein wie zum Beispiel eine lineare Lambdasonde oder Breitbandlambdasonde (Universal or widerange Exhaust Gas Oxygen, UEGO), eine bistabile Lambdasonde oder Finger-Lambdasonde (Exhaust Gas Oxygen, EGO), eine beheizte Lambdasonde (Heated EGO, HEGO), eine NOx-, HC- oder CO-Sonde.
  • Die Emissionssteuervorrichtungen 71 und 72 werden in einer Anordnung entlang der Abgasleitung 48 nachgeschaltet zum Abgassensor 126 gezeigt. Die Vorrichtungen 71 und 72 können ein selektives katalytisches Reduktionssystem (Selective Catalytic Reduction system, SCR-System), ein Dreiwegekatalysator (Three Way Catalyst, TWC) eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder eine Kombination davon sein. Die Vorrichtung 71 kann zum Beispiel ein TWC sein und die Vorrichtung 72 kann ein Partikelfilter (Particulate Filter, PF) sein. Vorgeschaltet zu dem PF 72 kann ein Drucksensor 73 angebracht werden. Der Drucksensor kann so verwendet werden, dass ein Abgasgegendruck gemessen wird, um einen PF-Verschleiß zu ermitteln. Bei einigen Ausführungsformen kann der PF 72 (wie in 1 gezeigt wird) nachgeschaltet zum TWC 71 angebracht sein, während der PF 72 bei weiteren Ausführungsformen vorgeschaltet zu dem TWC 71 angebracht sein kann (was in 1 nicht gezeigt wird). Außerdem können bei einigen Ausführungsformen während des Betriebs des Motors 10 die Emissionssteuervorrichtungen 71 und 72 regelmäßig regeneriert werden, indem mindestens ein Zylinder des Motors innerhalb eines besonderen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses betrieben wird. Zusätzlich oder alternativ kann ein Vierwegekatalysator verwendet werden und der TWC 71 oder der PF 72 können entfernt werden.
  • Die Steuereinheit 12 wird in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, zu dem eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das bei diesem Beispiel als Nur-Lese-Speicherchip 106 dargestellt ist, ein Direktzugriffsspeicher 108, ein batteriebetriebener Speicher 110 und ein Datenbus gehören. Die Steuereinheit 12 kann von den Sensoren, die an den Motor 10 angeschlossen sind, zusätzlich zu den oben erörterten Signalen verschiedene Signale empfangen, zu denen Messungen des zugeführten Luftmassenstroms (Mass Air Flow, MAF) von dem Luftmassenstromsensor 120, die Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature, ECT) von dem an den Kühlschlauch 114 angeschlossenen Temperatursensor 112, ein Zündabnehmerprofilsignal (Profile Ignition Pickup signal, PIP-Signal) von dem Hall-Sensor 118 (oder einem anderen Sensor), der an die Kurbelwelle 40 angeschlossen ist, die Drosselklappenstellung (Throttle Position, TP) von einem Drosselklappenpositionsgeber und ein absolutes Saugrohrdrucksignal (MAnifold Pressure signal, MAP-Signal) von dem Sensor 122 gehören. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann von der Steuereinheit 12 aus dem PIP-Signal erzeugt werden. Das Saugrohrdrucksignal, MAP, von einem Saugrohrdrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige eines Vakuums oder eines Drucks in dem Ansaugkrümmer anzuzeigen. Es ist zu beachten, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren wie zum Beispiel ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor und umgekehrt verwendet werden können. Während eines stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor eine Anzeige des Motordrehmoments geben. Außerdem kann dieser Sensor zusammen mit der erfassten Motordrehzahl eine Abschätzung der Ladung (einschließlich der Luft) bereitstellen, die in den Zylinder eingeleitet wird. Bei einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, für jede Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von abstandsgleichen Pulsen erzeugen.
  • Der Nur-Lese-Speicher des Speichermediums 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert werden, welche ausführbare Befehle für den Prozessor 102 sind, mit denen sowohl die nachfolgend beschriebenen Verfahren als auch weitere Varianten davon durchgeführt werden, die erwähnt aber nicht spezifisch aufgelistet werden.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Motors mit mehreren Zylindern, wobei zu jedem Zylinder auf ähnliche Weise ein jeweils eigener Satz von Ansaug-/Abgasventilen, Kraftstoffeinspritzer, Zündkerze usw. gehören. Ein Verfahren zum Ermitteln eines Starts der DFSO in einem Fahrzeug zusammen mit dem Betreiben einer PF-Regeneration während der DFSO und eines Beendens der DFSO als Reaktion auf eine Gesamtsauerstoffkonzentration und/oder auf eine nicht erfüllte DFSO-Bedingung wird weiter unten beschrieben.
  • 2 stellt ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Ermitteln der DFSO-Bedingungen in einem Kraftfahrzeug bei einer Ausführungsform dar. Die DFSO kann verwendet werden, um eine Kraftstoffeinsparung zu vergrößern, indem die Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Zylinder eines Motors abgeschaltet wird. Die DFSO-Bedingungen werden weiter unten ausführlicher beschrieben.
  • Das Verfahren 200 kann im Schritt 202 beginnen, der ein Ermitteln, Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsparametern umfasst. Die aktuellen Betriebsparameter können eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine PP, eine Drosselklappenstellung und/oder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis umfassen. In 204 umfasst das Verfahren 200 ein Ermitteln, ob die DFSO-Bedingungen erfüllt sind. Zu den DFSO-Bedingungen können, ohne auf diese beschränkt zu sein, ein nicht betätigtes Gaspedal 206, ein Fahrzeugschubbetrieb 208 und/oder ein betätigtes Bremspedal 210 gehören. Ein Drosselklappenstellungssensor kann verwendet werden, um die Gaspedalstellung (z.B. eine Pedalstellung) zu ermitteln. Eine Drosselklappenstellung kann weniger geöffnet sein, wenn die Pedalstellung abnimmt (z.B. weniger betätigt wird). Zusätzlich oder alternativ kann ein Pedalwertgeber (z.B. ein Pedalstellungssensor 134) verwendet werden, um die Pedalstellung zu ermitteln und ein Pedalstellungssignal (Pedal Position signal, PP-Signal) an eine Steuereinheit (z.B. die Steuereinheit 12) zu senden. Der Fahrzeugschubbetrieb kann über einen zweiten Messwert des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors ermittelt werden, der geringer ist als der erste Messwert des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors. Der erste Messwert des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors wird vor dem zweiten Messwert des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors gemessen (z.B. fünf Sekunden vorher), wobei zwischen dem ersten Messwert des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors und dem zweiten Messwert des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors kein weiterer Messwert gemessen wird. Das Betätigen des Bremspedals kann über einen Bremspedalsensor ermittelt werden. Bei einigen Ausführungsformen können weitere geeignete Bedingungen vorhanden sein, damit die DFSO stattfindet.
  • In 212 ermittelt das Verfahren 200, ob eine oder mehrere der oben aufgelisteten DFSO-Bedingungen erfüllt wurden. Wenn die Bedingung(en) erfüllt ist (sind), kann das Verfahren 200 weitergehen zu 302 des Verfahrens 300, das ausführlicher in Bezug auf 3 beschrieben wird. Wenn keine der Bedingungen erfüllt ist, kann das Verfahren 200 weitergehen zu 214, um die aktuellen Motorbetriebsparameter beizubehalten und keine DFSO zu starten. Das Verfahren kann beendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann ein GPS/Navigationssystem verwendet werden, um vorherzusagen, wann DFSO-Bedingungen erfüllt werden. Zu den Informationen, die von dem GPS verwendet werden, um vorherzusagen, wann DFSO-Bedingungen erfüllt werden, können, ohne darauf beschränkt zu sein, die Fahrtrichtung, die Verkehrsinformationen und/oder die Wetterinformationen gehören. Bei einem Beispiel kann das GPS in der Lage sein, den zu erwartenden Verkehr auf einer aktuellen Strecke des Fahrers zu erkennen und eine oder mehrere auftretende DFSO-Bedingungen vorherzusagen. Durch das Vorhersagen, dass eine oder mehrere DFSO-Bedingungen erfüllt werden, kann die Steuereinheit in der Lage sein, zu planen, wann die DFSO gestartet werden soll.
  • Das Verfahren 200 ist ein beispielhaftes Verfahren für eine Steuereinheit (z.B. die Steuereinheit 12), um zu ermitteln, ob ein Fahrzeug in eine DFSO eintritt. Nachdem eine oder mehrere DFSO-Bedingungen erfüllt werden, kann die Steuereinheit (z.B. die Steuereinheit in Kombination mit einer oder mehreren zusätzlichen Hardwarevorrichtungen, wie zum Beispiel Sensoren, Ventile usw.) das Verfahren 300 der 3 ausführen.
  • Das Verfahren 300 kann als ein Teil des Verfahrens 200 zum Beispiel als Reaktion darauf ausgeführt werden, dass eine oder mehrere DFSO-Bedingungen erfüllt sind, wobei das Verfahren 300 beginnen kann, die DFSO-Parameter zu ermitteln und die DFSO zu starten. Das Verfahren 300 kann die DFSO-Parameter ermitteln, um eine DFSO-Dauer aufgrund einer aktuellen Partikelfiltertemperatur (PF-Temperatur) zu ermitteln. Auf diese Weise kann das Verfahren 300 Richtlinien für einen DFSO-Betrieb bereitstellen, um einen PF zu regenerieren, ohne eine Temperatur zu erreichen, bei welcher der PF verschlissen würde (z.B. einen oberen PF-Temperaturschwellenwert).
  • 3 stellt ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Ermitteln einer DFSO-Dauer dar, das auf einem Begrenzen einer Sauerstoffkonzentration als eine Funktion einer Partikelfiltertemperatur beruht. Die DFSO-Dauer kann als eine Zeit definiert werden, die der DFSO aufgrund der aktuellen Partikelfiltertemperatur zugewiesen wird. Der Sauerstoffmassenstrom kann aufgrund einer Differenz zwischen einem oberen PF-Temperaturschwellenwert und einer aktuellen PF-Temperatur berechnet werden, wobei die Differenz ein Temperaturbereich ist, in den der PF ansteigen kann. Wenn eine PF-Temperatur den oberen PF-Temperaturschwellenwert überschreiten würde, könnte der PF zu heiß werden und verschleißen. Das Verschleißen kann umfassen, dass sich in dem PF ein Leck entwickelt oder dass der gesamte Filter verbrennt, was weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Wenn der Sauerstoffstrom zunimmt, steigt die aktuelle PF-Temperatur an und die DFSO-Dauer nimmt ab.
  • Während der DFSO kann das System eine PF-Regeneration ausführen. Das Ausführen der PF-Regeneration während der DFSO kann davon abhängig sein, dass die Abgastemperatur einen Abgastemperaturschwellenwert erreicht (z.B. 450 °C) und/oder dass DFSO-Bedingungen erfüllt sind. Eine DFSO kann stattfinden, wenn die Abgastemperatur den Abgastemperaturschwellenwert nicht erreicht und eine Regeneration nicht stattfindet (z.B. eine Pedalbetätigung, bevor die Abgastemperatur den Abgastemperaturschwellenwert erreicht). Eine gemessene Abgastemperatur in der Nähe des PF kann verwendet werden, um die PF-Temperatur zu schätzen, wobei die PF-Temperatur im Wesentlichen gleich der Abgastemperatur ist, die in der Nähe des oder in dem PF gemessen wird. Wenn außerdem keine DFSO-Bedingung erfüllt ist, kann die DFSO enden, bevor die PF-Regeneration stattfindet. Darüber hinaus kann die DFSO enden, während die PF-Regeneration stattfindet, wobei, wenn der Motor zu den Standardbetriebsprozessen zurückkehrt (z.B. alle Zylinder zünden), die Abgastemperatur unter den Abgastemperaturschwellenwert fallen und die PF-Regeneration enden kann.
  • Die DFSO-Partikelfilterregeneration kann unabhängig von passiven PF-Regenerationen stattfinden, wobei eine Rußlast in dem PF während der DFSO-Partikelfilterregeneration nicht berücksichtigt wird. Daher kann das Verfahren eine maximale Rußlast in dem PF annehmen und die DFSO-Partikelfilterregeneration während der DFSO ausführen. Die maximale Rußlast stellt eine PF-Rußlastkapazität dar, wobei die PF-Rußlast einen Abgasstrom durch den PF so einschränken kann, dass ein Abgasgegendruck einen Abgasgegendruckschwellenwert überschreiten kann. Der Abgasgegendruckschwellenwert kann auf einem Abgasgegendruck beruhen, der vor dem PF gemessen wird und der einen von einem Motorbrennraum ausgestoßenen Gasstrom zu dem PF verhindern kann. Wenn eine maximale Rußlast in einem PF angenommen wird, ist, wie oben erwähnt wurde, die Feinstaubreaktionsrate abhängig von einer Sauerstoffkonzentration, die in dem PF zur Verfügung steht. Das Verfahren 300 kann als eine Schutzmaßnahme für den PF vorhanden sein, um einen Verschleiß während einer DFSO-Partikelfilterregeneration zu vermeiden.
  • Das Verfahren 300 kann als Teil des Verfahrens 200 ausgeführt werden. Das Verfahren 300 kann zum Beispiel als Reaktion darauf ausgeführt werden, dass das Fahrzeug eine DFSO aktiviert. Daher beschreibt die vorliegende Beschreibung des Verfahrens 300 den Betrieb eines Fahrzeugs, das einen DFSO-Vorgang durchführt. In 302 kann das Verfahren 300 ein Schätzen und/oder Messen von aktuellen Motorbetriebsparametern umfassen. Die aktuellen geschätzten und/oder gemessenen Motorbetriebsparameter können, ohne auf diese beschränkt zu sein, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugschaltstufe, eine Motorlast und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis umfassen. In 304 umfasst das Verfahren 300 ein Annehmen und/oder Schätzen einer maximalen Rußlast in dem Partikelfilter (PF). Die maximale Rußlast kann eine PF-Kapazität darstellen, bei welcher der PF keinen weiteren Ruß aufnehmen kann.
  • Die maximale Rußlast kann angenommen werden, um dem Verfahren 300 zu erlauben, unter der Annahme betrieben zu werden, dass die Feinstaubreaktionsrate (z.B. eine Rußentfernungsrate) nur von einem Sauerstoffmassenstrom abhängig sein kann, der durch den PF strömt. Auf diese Weise kann die DFSO-Dauer auf einer geschätzten maximalen Rußlast beruhen, aber sie ist unabhängig von einer aktuellen geschätzten Rußlast. Durch die Annahme der maximalen Rußlast kann eine PF-Temperaturänderung außerdem auf einer verbrannten Rußmasse beruhen (z.B. steigt die PF-Temperatur um 100 °C, um ein Gramm Ruß zu verbrennen). Darüber hinaus beeinträchtigt eine Verbrennungsrückstandsansammlung eine Rußlastschätzung, wobei die Rußlastschätzung höher sein kann als in dem Fall, in dem die Verbrennungsrückstandsansammlung nicht vorhanden wäre. Durch die Annahme der maximalen Rußlast in dem PF kann dieses Dilemma umgangen werden.
  • In 306 kann das Verfahren 300 ein Messen einer aktuellen PF-Temperatur umfassen. Dies kann mithilfe eines Temperatursensors durchgeführt werden, der mit dem PF verbunden ist. Der PF kann außerdem als ein kontinuierlicher Rührreaktor behandelt werden, wobei angenommen werden kann, dass der PF unter thermischen Gleichgewichtsbedingungen betrieben wird (z.B. keine Wärmeübertragung zwischen dem PF und anderen Systemen stattfindet) und ein Abgasvolumen in dem PF gleich dem Volumen des PF ist. Unter diesen Annahmen kann die PF-Temperatur gleich einer Abgastemperatur in dem PF oder hinter dem PF sein (z.B. von Gasen, die aus dem PF strömen). Infolgedessen kann ein Temperatursensor auch hinter dem PF angebracht werden, um die aktuelle PF-Temperatur zu ermitteln. Wenn die aktuelle PF-Temperatur größer als die oder gleich der PF-Regenerationstemperatur ist (z.B. 450 °C), kann eine PF-Regeneration mithilfe eines Sauerstoffstroms gestartet werden. Dies kann darauf beruhen, dass die Rußlast in dem PF aktiviert wird und/oder heiß genug ist, um beim Vorhandensein von Sauerstoff zu verbrennen.
  • In 308 umfasst das Verfahren 300 ein Berechnen der größten möglichen Rußverbrennung aufgrund einer Differenz 310 zwischen einem oberen PF-Temperaturschwellenwert und einer aktuellen PF-Temperatur. Die größte mögliche Rußverbrennung kann auf einer Differenz zwischen der geschätzten oder gemessenen Temperatur vor dem PF und einer modellierten exothermischen Reaktion durch den PF beruhen, wobei die exothermische Reaktion aus dem O2-Strom geschätzt wird. Der obere PF-Temperaturschwellenwert kann auf einer Temperatur beruhen, bei welcher der PF verschlissen werden kann. Die Differenz zwischen dem oberen PF-Temperaturschwellenwert und der aktuellen PF-Temperatur kann verwendet werden, um die größte mögliche Rußverbrennung während der DFSO-PF-Regeneration zu berechnen.
  • Wenn bei einem Beispiel eine aktuelle PF-Temperatur bei 450 °C liegt und der obere PF-Temperaturschwellenwert 1050 °C beträgt, ist die Differenz zwischen den beiden 600 °C. Wie oben erwähnt wurde, kann eine PF-Temperatur um 100 °C pro Gramm verbranntem Ruß zunehmen (z.B. dem Ruß, der in dem PF während einer Regeneration abgefackelt wird). Daher kann die DFSO-Partikelfilterregeneration bei einer Differenz von 600 °C bis zu sechs Gramm Ruß abfackeln, bevor die DFSO endet. Die Regeneration kann außerdem weniger als sechs Gramm Ruß verbrennen, wenn die Partikelfilterregeneration durch ein DFSO-Ende unterbrochen wird (z.B., wenn die DFSO-Bedingungen nicht mehr erfüllt sind).
  • Es ist selbstverständlich, das eine aktuelle PF-Temperatur, die unter einem Regenerationstemperaturschwellenwert liegt, dazu führen kann, dass aufgrund der Beziehung der Rußverbrennung zur Temperatur kein Ruß abgefackelt wird (z.B., wenn der Partikelfilter so konfiguriert ist, dass Ruß bei Temperaturen über dem Regenerationstemperaturschwellenwert (z.B. 450 °C) verbrannt wird). Daher kann die DFSO stattfinden, ohne die PF-Regeneration auszuführen (z.B., wenn eine aktuelle Temperatur 350 °C und/oder eine beliebige andere Temperatur unter dem Regenerationstemperaturschwellenwert beträgt).
  • In 312 umfasst das Verfahren 300 ein Berechnen einer Luftkonzentration. Die berechnete Luftkonzentration kann auf der Masse der größten möglichen Rußverbrennung beruhen, wobei eine bekannte Luftmenge verwendet wird, um ein Gramm Ruß zu verbrennen (z.B. 10 g Luft pro Gramm Ruß). Eine Sauerstoffkonzentration kann aus der berechneten Luftkonzentration extrapoliert werden, wobei die Zusammensetzung der Luft im Wesentlichen 20 % Sauerstoff entspricht. Folglich können ungefähr zwei Sauerstoffmoleküle ein Rußmolekül verbrennen. Durch ein Überwachen einer Luftmenge, die während der DFSO hinzugefügt wird und die berechnete Luftkonzentration nicht überschreitet, kann das Verfahren 300 daher eine PF-Temperatur unter dem oberen PF-Temperaturschwellenwert beibehalten.
  • Wenn bei einem Beispiel die Masse der größten möglichen Rußverbrennung sechs Gramm beträgt, ist die berechnete Luftkonzentration gleich 60 Gramm, wobei eine Gesamtmasse von 60 Gramm Luft in den PF strömen kann. Eine Luftströmungsgeschwindigkeit (z.B. 3 g/s) kann verwendet werden, um eine DFSO-Dauer zu ermitteln, wie in 314 angezeigt wird. Bei diesem Beispiel kann die DFSO-Dauer mit 20 Sekunden ermittelt werden. Auf diese Weise kann die ermittelte DFSO-Dauer gespeichert werden, um das System so zu aktivieren, dass ein Ende der DFSO als Reaktion darauf angeordnet wird, dass das Fahrzeug während eines Zeitraums der ermittelten DFSO-Dauer mit einer DFSO betrieben wurde (z.B. 20 Sekunden in dem obigen Beispiel).
  • Bei einigen Ausführungsformen kann zusätzlich oder alternativ eine Sauerstoffspeicherkapazität einer Emissionssteuervorrichtung (z.B. eines TWC) in der Berechnung der Luftkonzentration enthalten sein. Bestimmte Katalysatoren (z.B. Ceroxid) in der Emissionssteuervorrichtung können Sauerstoff bei mageren Verbrennungsereignissen speichern und den Sauerstoff bei einem späteren Ereignis freigeben. Infolgedessen kann die Sauerstoffspeicherkapazität in der Berechnung der Luftkonzentration enthalten sein. Wenn die Sauerstoffspeicherkapazität zunimmt, nimmt auch die Luftkonzentration zu.
  • In 316 umfasst das Verfahren 300 ein Starten der DFSO und ein Ausführen der Partikelfilterregeneration während der DFSO (z.B. darauf beruhend, dass die PF-Temperatur während der DFSO einen Regenerationstemperaturschwellenwert erreicht), was ein Abschalten einer Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Zylinder eines Motors umfassen kann. Auf diese Weise nimmt die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu, das zu dem PF strömt, wodurch die Temperatur des PF zunimmt. Das Verfahren 300 kann außerdem Kraftstoff in einen oder mehrere Zylinder des Motors einspritzen, um die O2-Konzentration in den Abgasen zu verringern, die zu dem PF strömen. Die Kraftstoffeinspritzung während der DFSO kann als Reaktion auf eine PF-Temperatur, die bei oder über dem oberen PF-Temperaturschwellenwert liegt, und/oder auf eine Anforderung erfolgen, die Sauerstoffkonzentration zu verringern.
  • Wenn bei einem Beispiel, das einen Vierzylindermotor einbezieht, eine DFSO-Dauer aufgrund einer Partikelfiltertemperatur gleich 20 Sekunden berechnet wird und eine maximale Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit (wenn z.B. alle vier Zylinder deaktiviert sind) und eine Feinstaubreaktionsrate aufgrund der Motorbetriebsparameter mit 30 Sekunden berechnet wird, können zwei Zylinder des Motors aktiviert werden, um die DFSO-Dauer auf 30 Sekunden zu verlängern und eine vollständige Partikelfilterregeneration zu erlauben.
  • In 318 umfasst das Verfahren 300 ein Beenden der DFSO, sobald der Sauerstoffkonzentrationsschwellenwert erreicht wird und/oder sobald die DFSO-Bedingungen nicht mehr erfüllt werden. Ein Beenden der DFSO kann ein Einspritzen von Kraftstoff in jeden der Zylinder des Motors (z.B. ein Zünden aller Zylinder eines Motors) umfassen. Die DFSO kann beendet werden, bevor der Sauerstoffkonzentrationsschwellenwert erreicht wird, wenn eine DFSO-Bedingung verletzt wird (z.B. die Drosselklappe nicht mehr in der Leerlaufstellung ist und/oder die Bremse nicht mehr betätigt wird). Zusätzlich oder alternativ kann die DFSO beendet werden, nachdem ein Betrieb mit einer DFSO während der in 314 aufgrund der berechneten Luftkonzentration ermittelten Zeitdauer erfolgt ist. Ein Beenden der DFSO kann eine Zufuhr von Kraftstoff in alle Zylinder des Motors umfassen. Das Verfahren kann beendet werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann bei einigen Ausführungsformen der Sauerstoffkonzentrationsschwellenwert aufgrund verschiedener oben beschriebener Techniken zum Anpassen des Sauerstoffstroms (z.B. Zünden eines oder mehrerer Zylinder und Anpassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der gezündeten Zylinder während der DFSO) während der DFSO nicht erreicht werden. Auf diese Weise kann der Sauerstoffstrom so angepasst werden, dass die Sauerstoffkonzentration den Sauerstoffkonzentrationsschwellenwert nicht überschreitet, und somit die PF-Temperatur den oberen PF-Temperaturschwellenwert nicht überschreitet.
  • Das Ausführen der PF-Regeneration während der DFSO stellt einem Fahrzeug ein Verfahren zum Regenerieren des PF bereit, ohne die Abgastemperatur aktiv zu erhöhen und die Regeneration zu aktivieren. Das oben in Bezug auf 3 beschriebene Verfahren führt die DFSO-Partikelfilterregeneration unter der Annahme aus, dass sich der PF bei der maximalen Rußlast befindet. Daher kann ein Abgasdruck nicht direkt vor dem Filter gemessen werden, um zu ermitteln, dass eine PF-Rußlast für das Verfahren 300 zu hoch ist (dass z.B. eine Rußlast größer als ein Rußlastschwellenwert ist). 4 beschreibt ein Prüfverfahren 400 zum Identifizieren eines ordnungsgemäßen PF-Regenerationsvorgangs. Außerdem kann das Verfahren in der Lage sein, zu ermitteln, ob ein PF ein Leck aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren prüfen, ob sich eine Verbrennungsrückstandslast angesammelt hat, die größer als ein Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ist.
  • Das Verfahren 400 arbeitet, indem ein Abgasdruck nach einer DFSO-Partikelfilterregeneration gemessen wird. Der Abgasdruck kann unabhängig davon gemessen werden, ob die DFSO-Partikelfilterregeneration abgeschlossen wurde. Der gemessene Abgasdruck kann gezählt werden, wenn der gemessene Abgasdruck größer ist als ein Abgasgegendruckschwellenwert. Wenn eine vorbestimmte Anzahl von Abgasdruckmesswerten einen Schwellenwert einer Messwertanzahl überschreitet, kann eine Verbrennungsrückstandslast größer sein als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert. Das Verfahren 400 kann zum Beispiel als ein Teil des Verfahrens 300 ausgeführt werden, wobei das Verfahren 400 als Reaktion auf ein DFSO-Ende (z.B. Abschluss oder Unterbrechung der PF-Regeneration) startet.
  • In 402 kann das Verfahren 400 ein Schätzen und/oder Messen von aktuellen Motorbetriebsparametern umfassen. Die Betriebsparameter, die geschätzt und/oder gemessen werden, können einen oder mehrere Parameter aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Motorlast und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis umfassen. Diese Parameter können verwendet werden, um zu ermitteln, ob eine DFSO kurz zuvor beendet wurde. In 404 umfasst das Verfahren ein Messen eines Abgasdrucks vor dem PF nachfolgend auf eine DFSO-Partikelfilterregeneration. Der Abgasdruck kann nachfolgend auf eine DFSO-Partikelfilterregeneration gemessen werden, um zu ermitteln, ob die PF-Regeneration stattfindet, die weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Zusätzlich oder alternativ kann der nachfolgend auf eine DFSO-Partikelfilterregeneration gemessene Abgasdruck verwendet werden, um eine Verbrennungsrückstandslast oder einen verschlissenen PF zu ermitteln. In dem Maße, in dem Ruß in dem PF abgefackelt wird, kann sich eine Verbrennungsrückstandslast ansammeln.
  • In 406 vergleicht das Verfahren 400 den gemessenen Abgasdruck mit einem Abgasgegendruckschwellenwert. Der Abgasgegendruckschwellenwert kann auf einem Wert und/oder einer Menge des Abgasgegendrucks beruhen, der eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit des Abgases durch den PF verhindern kann. Wenn der gemessene Abgasdruck geringer ist als der Abgasgegendruckschwellenwert, stellt das Verfahren 400 einen Zähler 407 zurück. Der geringer als der Abgasgegendruckschwellenwert gemessene Abgasdruck zeigt an, dass sowohl eine Verbrennungsrückstandslast geringer als ein Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ist als auch eine Rußlast geringer als ein Rußlastschwellenwert ist.
  • Wenn bei einem Beispiel drei Abgasdruckmessungen aufeinanderfolgend gemessen werden und größer sind als der Druckschwellenwert, kann das Verfahren ein Erhöhen eines Zuwachszählers um einen Faktor Drei umfassen. Wenn eine vierte Abgasdruckmessung geringer ist als der Druckschwellenwert, zeigt diese Messung an, dass eine Rußlast in dem PF abnimmt und der Abgasstrom durch den PF eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit (z.B. Verringerung des Gegendrucks) erreicht. Wenn jedoch zum Beispiel 20 aufeinanderfolgende Abgasdruckmessungen größer als ein Zählschwellenwert sind, der weiter unten ausführlicher beschrieben wird, kann eine Verbrennungsrückstandslast größer sein als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert oder eine Rußlast kann größer sein als der Rußlastschwellenwert, was einen vergrößerten Gegendruck verursacht. Die Rußlast kann größer sein als der Rußlastschwellenwert, wenn die Partikelfilterregenerationen nicht ordnungsgemäß stattfinden.
  • Bei einem Beispiel kann eine Partikelfilterregeneration nicht ordnungsgemäß stattfinden, wenn eine Abgastemperatur zu niedrig ist, ein Temperatursensor verschlissen ist, der eine PF-Temperatur misst, oder eine Regenerationsunterstützung keinen ausreichenden Temperaturanstieg erzeugt (z.B. nicht genügend Sauerstoff strömt, um die Regeneration zu starten). Wenn zum Beispiel der Temperatursensor verschlissen ist, kann der Temperatursensor die PF-Temperatur in einer Weise ungenau messen, als ob sie höher als eine tatsächliche PF-Temperatur wäre; dementsprechend kann eine berechnete DFSO-Dauer verringert werden, was dazu führt, dass weniger Sauerstoff zu dem PF geleitet wird, was seinerseits zu einer geringeren Verbrennung von Feinstaub (Ruß) führt. Außerdem oder zusätzlich kann eine Messung einer PF-Temperatur, die größer ist als die tatsächliche PF-Temperatur, eine Größe der bereitgestellten Regenerationsunterstützung verringern und infolgedessen kann die PF-Temperatur den PF-Temperaturschwellenwert nicht erreichen. Die Verbrennungsrückstandslast kann den Verbrennungsrückstandslastschwellenwert nach einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Regenerationen (z.B. 200 PF-Regenerationen) überschreiten. Infolgedessen erlaubt das Verfahren eine Ermittlung einer ordnungsgemäßen Regeneration während der DFSO und/oder ein Erkennen, dass eine Verbrennungsrückstandslast größer als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ist. Auf diese Weise kann der Zuwachszähler verwendet werden, um die Messtrends des Abgasdrucks nachzuverfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann der Zuwachszähler verwendet werden, um aufeinanderfolgende Abgasdruckmessungen nachzuverfolgen, bei denen der Druckschwellenwert nachfolgend auf die DFSO-PF-Regeneration überschritten wird.
  • In 408 umfasst das Verfahren 400 ein Vergleichen des gemessenen Abgasdrucks mit einem unteren Abgasdruckschwellenwert. Der untere Abgasdruckschwellenwert kann auf einem Abgasdruck beruhen, der mit einem verschlissenen (z.B. leckenden oder fehlenden) PF korreliert ist. Der PF kann ein Leck entwickeln oder verloren gehen, wenn die PF-Regeneration zu heiß wird und damit beginnt, den Filter zusammen mit dem Ruß zu verbrennen. Ein fehlender PF kann als ein PF definiert werden, der vollständig verbrannt wurde und der ganze PF nicht mehr vorhanden ist. Daher kann ein PF mit einem Leck als ein PF definiert werden, der teilweise verbrannt wurde, bei dem ein Anteil verbrannt wurde und fehlt, wobei aber die verbleibenden Anteile des PF noch vorhanden sind. Der untere Abgasdruckschwellenwert kann ein geringerer Druck sein als der Abgasgegendruckschwellenwert. Wenn der gemessene Abgasdruck größer ist als der untere Abgasdruckschwellenwert, geht das Verfahren 400 weiter zu 410 und behält die aktuellen Motorbetriebsparameter bei. Wenn sich der Abgasdruck in einem gewünschten Bereich befindet (z.B. größer als der untere Abgasdruckschwellenwert und geringer als der Abgasgegendruckschwellenwert), kann die PF-Rußlast niedriger sein als ein Rußlastschwellenwert, die Verbrennungsrückstandslast kann niedriger als ein Verbrennungsrückstandslastschwellenwert und der PF kann nicht verschlissen werden.
  • Wenn zurückkehrend zu 408 der gemessene Abgasdruck geringer ist als der untere Abgasdruckschwellenwert, geht das Verfahren 400 weiter zu 412 und ermittelt, dass der PF verschlissen werden kann. Ein Verschleiß des PF kann umfassen, dass der PF eine zu hohe PF-Temperatur erreicht (z.B. 1100 °C) und verbrennt (z.B. entwickelt der Filter ein Loch/ein Leck oder der gesamte Filter verbrennt (fehlt)). In 414 aktiviert das Verfahren 400 eine Anzeigeleuchte, um dem Fahrzeugbenutzer einen Systemverschleiß/eine Fehlfunktion mitzuteilen. Das Verfahren 400 kann beendet werden.
  • Wenn zurückkehrend zu 406 der gemessene Abgasdruck größer ist als der Druckschwellenwert, ist der Abgasgegendruck größer als ein gewünschter Druck und das Verfahren erhöht in 416 den Zuwachszähler. Der Zuwachszähler kann nur für aufeinanderfolgende Abgasdruckmessungen erhöht werden, die größer als der Druckschwellenwert sind. Auf diese Weise kann eine zunehmende Verbrennungsrückstandslast zusammen mit einem Ermitteln einer ordnungsgemäßen DFSO-Partikelfilterregeneration überwacht werden. In 418 umfasst das Verfahren 400 ein Vergleichen des Zuwachszählers mit einem Zählschwellenwert. Der Zählschwellenwert kann auf einer vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Abgasdruckmessungen (z.B. 20 aufeinanderfolgende Abgasdruckmessungen, die größer als der Druckschwellenwert sind) beruhen, um anzuzeigen, dass eine Verbrennungsrückstandslast einen Verbrennungsrückstandslastschwellenwert überschreitet oder dass eine Rußlast einen Rußlastschwellenwert überschreitet. Wenn der Zähler kleiner ist als der Zählschwellenwert, kann das Verfahren weitergehen zu 420, die aktuellen Motorbetriebsparameter beibehalten und die Anzeigeleuchte wird nicht aktiviert. Das Verfahren kann beendet werden.
  • Wenn der Zuwachszähler größer als ein Zählschwellenwert ist, kann die Verbrennungsrückstandslast größer sein als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert oder die Rußlast kann größer sein als der Rußlastschwellenwert, was in 422 angezeigt wird. Das Verfahren 400 kann eine Anzeigeleuchte aktivieren, um dem Fahrzeugbenutzer einen Systemverschleiß mitzuteilen. Das Verfahren 400 kann beendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren versuchen, die Verbrennungsrückstandslast als Reaktion darauf zu verringern, dass der Zähler größer als der Zählschwellenwert ist. Zu den Verfahren zum Verringern der Verbrennungsrückstandslast kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Leiten des Gases vor einen Abgaskrümmer und hinter den PF und ein Einspritzen von Wasser in einen Motorzylinder und/oder hinter den Abgaskrümmer und vor den PF gehören. Zusätzlich oder alternativ können weitere Verfahren zum Verringern der Verbrennungsrückstandslast wiederholte Kaltstarts umfassen, um ein Kondensat zu erzeugen, wobei das erzeugte Kondensat zu dem PF geleitet werden kann und einen Anteil der Verbrennungsrückstandslast auflösen kann. Die aufgelöste Verbrennungsrückstandslast kann durch den PF und aus einem Auspuffrohr strömen.
  • Das Verfahren 400 stellt eine Diagnoseroutine bereit, um das Verfahren 300 zu ergänzen. Dies bedeutet, dass das Verfahren 400 nach dem Abschluss des Verfahrens 300 ausgeführt werden kann. Das Verfahren 400 erlaubt einem System, einen DFSO-PF-Regenerationsverschleiß, eine Verbrennungsrückstandslast, die größer als ein Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ist, und einen Verschleiß eines PF zu diagnostizieren.
  • Die 5 und 6 zeigen eine Auswirkung einer aktuellen PF-Temperatur auf eine DFSO-Dauer bzw. eine Verbrennungsrückstandslast über eine Anzahl von PF-Regenerationen. Die Aufmerksamkeit wird jetzt auf 5 gerichtet.
  • 5 stellt eine grafische Darstellung 500 verschiedener Motorbedingungen während einer DFSO dar. Es versteht sich jedoch, dass die in 5 gezeigten Beispiele natürlich nur anschaulich sind und andere Auswirkungen möglich sind. Zusätzlich oder alternativ kann zum Beispiel während des Startens einer DFSO eine aktuelle PF-Temperatur größer sein als ein Abgastemperaturschwellenwert.
  • Die Kurven in 5 stellen verschiedene Betriebsparameter und sich daraus ergebende Motorsteuerungen zum Ausführen einer DFSO-PF-Regeneration dar. Die x-Achse stellt die Zeit dar und die y-Achse stellt die entsprechende gezeigte Motorbedingung dar. In der grafischen Darstellung 500 stellt die Kurve 502 eine aktuelle PF-Temperatur dar, die Linie 504 stellt einen PF-Temperaturschwellenwert dar und die Linie 505 stellt einen oberen PF-Temperaturschwellenwert dar; die Kurve 506 stellt eine DFSO-Dauer dar, die Kurve 508 stellt eine Sauerstoffkonzentration direkt vor dem PF dar und die Kurve 510 stellt eine Sauerstoffkonzentration direkt hinter dem PF dar.
  • Die grafische Darstellung 500 wird hier in Bezug auf Komponenten und das System beschrieben, die in 1 gezeigt werden, insbesondere den PF 72 und die Zylinder eines Motors (z.B. der Zylinder 30 des Motors 10). Die grafische Darstellung 500 kann mithilfe einer Steuereinheit (z.B. der Steuereinheit 12) gemäß den darin gespeicherten computerlesbaren Medien gemessen werden.
  • Vor T1 liegt die PF-Temperatur über dem PF-Temperaturschwellenwert (z.B. 450 °C), was durch die Kurve 502 und die Linie 504 gezeigt wird. Der PF-Temperaturschwellenwert kann auf einer PF-Temperatur beruhen, die groß genug ist, damit eine PF-Regeneration beim Vorhandensein von Sauerstoff stattfindet. Die DFSO wird deaktiviert, was durch die Kurve 506 gezeigt wird, und demzufolge ist die Sauerstoffkonzentration fast Null sowohl direkt vor als auch direkt hinter dem PF, wie durch die Kurven 508 bzw. 510 gezeigt wird. Eine PF-Regeneration kann infolgedessen deaktiviert werden, sodass die Sauerstoffkonzentration vor dem PF fast Null ist, obwohl die PF-Temperatur in der Lage wäre, eine Regeneration zu starten. Mit anderen Worten kann eine Regeneration nicht stattfinden, bis sowohl die PF-Temperatur über dem PF-Temperaturschwellenwert liegt als auch ein Sauerstoffstrom in den PF bereitgestellt wird. Für einen PF, der einem TWC nachgeschaltet ist, kann eine Sauerstoffkonzentration bei einem Motor, der ungefähr bei dem stöchiometrischen Verhältnis betrieben wird, hinter dem TWC und direkt vor dem PF fast Null sein. Die Sauerstoffkonzentration kann hinter dem TWC und direkt vor dem PF Null sein, da ein Sauerstoffüberschuss in einem Abgas in dem TWC für eine Oxidation einer Verbrennung von Nebenprodukten verbraucht wird.
  • Bei T1 sind die DFSO-Bedingungen erfüllt, die, ohne darauf beschränkt zu sein, ein betätigtes Bremspedal und/oder ein nicht betätigtes Gaspedal umfassen können, wie oben beschrieben wurde. Die DFSO kann über Signale gestartet werden, die von einer Steuereinheit (z.B. der Steuereinheit 12) gesendet werden und die ein Deaktivieren von Kraftstoffeinspritzungen in einen oder mehrere Zylinder eines Motors umfassen kann. Während der DFSO ist es der Ansaugluft erlaubt, durch die Motorzylinder zu strömen, und infolgedessen kann eine PF-Regeneration stattfinden, da sowohl ein ausreichender Sauerstoffmassenstrom den PF erreicht als auch die PF-Temperatur größer als der PF-Temperaturschwellenwert ist. Mit anderen Worten kann die Sauerstoffkonzentration nach dem Starten der DFSO zunehmen, was eine Wahrscheinlichkeit für ein Stattfinden der PF-Regeneration vergrößern kann. Die Sauerstoffkonzentration vor dem PF und hinter dem PF ist bei T1 aufgrund einer Phasenverzögerung (z.B. der Zeit, die der Sauerstoff benötigt, um von den Motorzylindern zu dem PF zu strömen) fast Null.
  • Während der DFSO kann die Steuereinheit die Sauerstoffkonzentration anpassen, indem eine Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Zylinder des Motors gesteuert wird. Bei einem Beispiel kann Kraftstoff in einen oder mehrere Zylinder eingespritzt werden, sodass ein Anteil des Sauerstoffs durch eine Verbrennung verbraucht wird, bevor er in den Abgaskrümmer ausgestoßen wird, wodurch die Sauerstoffkonzentration vor dem PF verringert wird. Wenn umgekehrt ein oder mehrere Zylinder während der DFSO zünden, kann die Kraftstoffeinspritzung zu einem oder mehreren zündenden Zylindern deaktiviert werden, um die Luftkonzentration zu vergrößern, die zu dem PF strömt. Auf diese Weise kann die PF-Temperatur über ein Anpassen der Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Zylinder gesteuert werden.
  • Bei einem Beispiel kann ein Fahrzeug die Kraftstoffeinspritzungen in alle Motorzylinder deaktivieren, sobald eine DFSO gestartet wird (z.B. ein Vierzylindermotor kann eine Kraftstoffeinspritzung in alle vier Motorzylinder deaktivieren) und infolgedessen kann die Sauerstoffkonzentration eine maximale Konzentration (z.B. 21 % Sauerstoff) sein. Als Reaktion darauf, dass sich eine PF-Temperatur einem oberen PF-Temperaturschwellenwert nähert, kann die Steuereinheit ein Signal ausgeben, dass die DFSO beendet wird oder dass eine Kraftstoffeinspritzung in einen oder mehrere Motorzylinder beginnt (z.B. kann ein Zünden von zwei Zylindern eines Vierzylindermotors eine Sauerstoffkonzentration von 21 % auf 10,5 % verringern), um die PF-Temperatur zu verringern. Auf diese Weise kann die DFSO für eine längere Zeitdauer betrieben werden, solange die DFSO-Bedingungen erfüllt sind.
  • Nach T1 und vor T2 wird die DFSO fortgesetzt, wobei die Sauerstoffkonzentration vor dem PF (z.B. vorgelagert zu dem PF) zunimmt. Die Sauerstoffkonzentration hinter dem PF bleibt fast Null, da der PF den Sauerstoff für die Regeneration verbraucht. Wenn bei einem Beispiel die PF-Temperatur über dem PF-Temperaturschwellenwert liegt, kann der PF heiß genug sein, um einen Sauerstoffstrom zu verbrauchen, der zu dem PF geleitet wird, wodurch die PF-Temperatur erhöht wird. Die PF-Temperatur nähert sich dem oberen PF-Temperaturschwellenwert (z.B. 1100 °C). Wie oben beschrieben wurde, kann der obere PF-Temperaturschwellenwert auf einer PF-Temperatur beruhen, bei welcher der PF verschlissen werden kann. Wie oben erörtert wurde, kann die DFSO-Dauer proportional zu einer aktuellen PF-Temperatur sein, wobei die DFSO-Dauer abnimmt, wenn die aktuelle PF-Temperatur zunimmt. Eine Steuereinheit kann einem oder mehreren Zylindern des Motors ein Signal zum Zünden geben, um eine Sauerstoffkonzentration/einen Sauerstoffmassenstrom zu verringern und die DFSO-Dauer zu verlängern. Bei dem dargestellten Beispiel bleibt die Konzentration vor dem PF jedoch bei ungefähr 20 % (z.B. sind alle Zylinder deaktiviert). Bei T2 erreicht die PF-Temperatur den oberen PF-Temperaturschwellenwert und die DFSO wird deaktiviert. Infolgedessen kann die Steuereinheit allen Zylindern des Motors ein Signal zum Zünden geben. Die Sauerstoffkonzentration vor dem PF bleibt aufgrund einer Verzögerung des Signals zum Zünden an die Zylinder bei ungefähr 20 % und die Zylinder stoßen ein Abgas aus.
  • Bei einigen Beispielen kann die DFSO deaktiviert werden, bevor die PF-Temperatur den oberen PF-Temperaturschwellenwert erreicht, da die DFSO-Bedingungen nicht erfüllt sind, was dazu führt, dass in dem PF weniger Feinstaub regeneriert (z.B. verbrannt) wird.
  • Nach T2 und vor T3 beginnen die PF-Temperatur und die Sauerstoffkonzentration vor dem PF abzunehmen. Die PF-Temperatur nimmt auf eine PF-Temperatur unterhalb des PF-Temperaturschwellenwerts ab und infolgedessen kann die PF-Regeneration nicht stattfinden, ungeachtet des Sauerstoffmassenstroms, der zu dem PF geleitet wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Abgasgegendruck zunehmen, während die PF-Temperatur unter dem PF-Temperaturschwellenwert liegt, da der PF Ruß (z.B. Feinstaub) einfängt und gleichzeitig aufgrund eines nicht ausreichenden Sauerstoffstroms zum PF nicht in der Lage ist, zu regenerieren. Die Sauerstoffkonzentration hinter dem PF bleibt bei ungefähr Null Prozent. Für einen ungefähr bei einem stöchiometrischen Verhältnis betriebenen Motor wird fast der gesamte dem Zylinder zugeführte Sauerstoff während des Verbrennungsprozesses verbraucht, was dazu führt, das nur eine minimale Sauerstoffmenge aus dem Zylinder ausgestoßen wird. Bei T3 sind die DFSO-Bedingungen erfüllt, wie oben beschrieben wurde, und die DFSO wird gestartet. Infolgedessen nimmt nach einer Zeitdauer, die gleich einem Zeitraum ist, der dem Sauerstoff zugewiesen wird, um von den Motorzylindern zu dem PF zu strömen, die Sauerstoffkonzentration vor dem PF zu. Da die PF-Temperatur unter dem PF-Temperaturschwellenwert (z.B. 450 °C) liegt, findet die PF-Regeneration jedoch nicht statt. Auf diese Weise kann eine DFSO stattfinden, ohne dass eine PF-Regeneration stattfindet. Als Folge davon, dass die PF-Temperatur unter dem PF-Temperaturschwellenwert liegt, kann der Sauerstoffmassenstrom zusätzlich oder alternativ durch den PF strömen, ohne verbraucht zu werden, und infolgedessen kann die Sauerstoffkonzentration hinter dem PF im Wesentlichen gleich der Sauerstoffkonzentration vor dem PF sein.
  • Nach T3 und vor T4 wird die DFSO fortgesetzt und sowohl die Sauerstoffkonzentration vor dem PF als auch die Sauerstoffkonzentration hinter dem PF beginnen, zuzunehmen und 20 % zu erreichen. Die PF-Temperatur bleibt unterhalb des PF-Temperaturschwellenwerts. Bei T4 werden die DFSO-Bedingungen nicht mehr erfüllt (z.B. wird das Gaspedal betätigt und/oder das Bremspedal wird nicht mehr betätigt) und die DFSO wird deaktiviert. Infolgedessen können ein oder mehrere Zylinder mit dem Zünden beginnen. Nach T4 bleibt die DFSO deaktiviert und die PF-Temperatur bleibt unterhalb des PF-Temperaturschwellenwerts. Die Sauerstoffkonzentration vor dem PF und die Sauerstoffkonzentration hinter dem PF beginnen, auf Null abzunehmen, da der Motor ungefähr mit einem stöchiometrischen Verhältnis betrieben wird.
  • 5 stellt Beispiele von zwei verschiedenen DFSO-Betriebsweisen dar. Ein DFSO-Betrieb wurde gleichzeitig damit gestartet, dass die PF-Temperatur über dem PF-Temperaturschwellenwert lag, und infolgedessen findet während der gesamten DFSO eine PF-Regeneration statt. Die DFSO wurde deaktiviert, da die PF-Temperatur einen oberen PF-Temperaturschwellenwert erreichte, um einen PF-Verschleiß zu vermeiden. Ein zweiter DFSO-Betrieb wurde gestartet, während die PF-Temperatur unter dem PF-Temperaturschwellenwert lag, und infolgedessen findet während der DFSO keine PF-Regeneration statt. Infolgedessen wurde die DFSO deaktiviert, da die DFSO-Bedingungen nicht mehr erfüllt waren. 6 stellt ein grafisches Beispiel eines Fahrzeugs dar, in dem sich nach mehreren PF-Regenerationen Verbrennungsrückstände ansammeln.
  • 6 stellt eine grafische Darstellung 600 verschiedener Motorbedingungen dar. Es versteht sich jedoch, dass die in 6 gezeigten Beispiele natürlich anschaulich sind und andere Auswirkungen möglich sind. Zusätzlich oder alternativ kann eine PF-Regeneration zum Beispiel nicht bei jeder Gelegenheit stattfinden, bei der die Abgastemperatur größer als oder gleich einem Abgastemperaturschwellenwert ist.
  • Die Kurven in 6 stellen verschiedene Betriebsparameter und sich daraus ergebende Motorsteuerungen zum Prüfen einer ordnungsgemäßen PF-Regeneration dar. Die x-Achse stellt die Zeit dar und die y-Achse stellt die entsprechende gezeigte Motorbedingung dar. In der grafischen Darstellung 600 stellt die Kurve 602 eine Rußlast dar, die Kurve 604 stellt eine Abgastemperatur dar und die Linie 605 stellt einen Abgastemperaturschwellenwert dar; die Kurve 606 stellt einen Abgasgegendruck dar und die Linie 608 stellt einen Abgasgegendruckschwellenwert dar, die Kurve 610 stellt eine Verbrennungsrückstandslast dar und die Linie 612 stellt einen Verbrennungsrückstandslastschwellenwert dar und die Kurve 614 stellt dar, ob eine Regeneration stattfindet.
  • Der Abgasgegendruck kann auf einer Abgasstrombeschränkung beruhen, die von einer oder mehreren Bedingungen aus einer Rußlast, die einen Rußlastschwellenwert überschreitet, und einer Verbrennungsrückstandslast, die einen Verbrennungsrückstandslastschwellenwert überschreitet, verursacht wird. Eine Zunahme der Abgasstrombeschränkung kann auch den Abgasgegendruck vergrößern.
  • Die grafische Darstellung 600 wird hier in Bezug auf Komponenten und das System beschrieben, die in 1 gezeigt werden, insbesondere den PF 72, den Drucksensor 73 und den (die) Zylinder 30 eines Motors 10. Die grafische Darstellung 600 kann mithilfe einer Steuereinheit (z.B. der Steuereinheit 12) gemäß den darin gespeicherten computerlesbaren Medien gemessen werden.
  • Vor T1 sind eine Rußlast und ein Abgasgegendruck relativ groß, was durch die Kurven 602 bzw. 606 gezeigt wird. Da ermittelt wird, dass der Abgasgegendruck größer als der Abgasgegendruckschwellenwert ist, was durch die Linie 608 gezeigt wird, kann die Steuereinheit ein Signal zum Starten einer Regenerationsunterstützung ausgeben, um die Abgastemperatur zu erhöhen, was durch die Linie 604 gezeigt wird. Die Regenerationsunterstützung kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein oder mehrere Schritte aus einem Verzögern eines Zündzeitpunkts und einem Vergrößern eines Kraftstoffeinspritzvolumens umfassen. Ein Abgasgegendruck, der größer als ein Abgasgegendruckschwellenwert ist, kann verhindern, dass ein Abgasstrom durch den Partikelfilter strömt. Wie oben beschrieben wurde, kann die Abgastemperatur im Wesentlichen gleich einer Partikelfiltertemperatur sein, daher kann der Abgastemperaturschwellenwert (Linie 605) im Wesentlichen gleich einem Partikelfiltertemperaturschwellenwert sein. Der Partikelfiltertemperaturschwellenwert kann auf einer Partikelfiltertemperatur beruhen, die in der Lage ist, eine Regeneration beim Vorhandensein von Sauerstoff zu entzünden. Die Verbrennungsrückstandslast bleibt relativ niedrig und ziemlich konstant, da keine neuen Verbrennungsrückstände gebildet werden (z.B. wird kein Ruß in Verbrennungsrückstände verbrannt), was durch die Kurve 610 gezeigt wird. Wie durch die Kurve 614 gezeigt wird, findet keine Regeneration statt. Bei T1 wird die PF-Regeneration gestartet. Dies kann darauf beruhen, dass sowohl die DFSO-Bedingungen erfüllt sind und folglich die DFSO gestartet wird als auch die PF-Temperatur größer als oder gleich dem PF-Temperaturschwellenwert ist. Wie oben beschrieben wurde, umfassen die DFSO-Bedingungen eine oder mehrere aus einem Fahrzeugschubbetrieb, einem Betätigen des Bremspedals und einem Nicht-Betätigen des Gaspedals. Die Abgastemperatur erreicht den Abgastemperaturschwellenwert und infolgedessen erreicht die PF-Temperatur den PF-Temperaturschwellenwert. Die Rußlast und der Abgasgegendruck beginnen allmählich abzunehmen. Die Verbrennungsrückstandslast bleibt relativ niedrig.
  • Nach der PF-Regeneration können sich Verbrennungsrückstände ansammeln. Die Regeneration kann den Ruß abfackeln und mindestens einen Teil des Rußes in Verbrennungsrückstände umwandeln. Die Verbrennungsrückstände können sich in ähnlicher Weise wie der Ruß in dem Filter ablagern. Auf diese Weise kann eine große Verbrennungsrückstandslast (z.B. eine Verbrennungsrückstandslast, die größer als ein Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ist) einen Abgasstrom von dem Motor durch den PF einschränken. Eine Zeitdauer für die Zunahme der Verbrennungsrückstandslast über den Verbrennungsrückstandslastschwellenwert kann jedoch länger sein als eine Zeitdauer für die Zunahme der Rußlast über den Rußlastschwellenwert (z.B. 30.000 mit dem Fahrzeug gefahrene Meilen im Vergleich zu 40 mit dem Fahrzeug gefahrene Meilen).
  • Nach T1 und vor T2 wird die Regeneration fortgesetzt und infolgedessen beginnt die Rußlast abzunehmen. Mit der abnehmenden Rußlast beginnt die Verbrennungsrückstandslast relativ langsam zuzunehmen. Wie oben beschrieben wurde, kann die Verbrennungsrückstandslast nach ungefähr 30.000 gefahrenen Meilen über den Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ansteigen. Daher kann die Verbrennungsrückstandslast nach einer einzigen PF-Regeneration um eine geringfügige Menge zunehmen. Wenn der PF regeneriert und die Rußlast in dem PF abgefackelt wird, beginnt der Abgasgegendruck abzunehmen (z.B. wird eine von der Rußlast erzeugte Abgaseinschränkung verringert und somit sind die Abgase, die aus den Motorzylindern ausgestoßen werden, in der Lage, durch den PF zu strömen). Sowohl die Rußlast als auch der Abgasgegendruck nehmen während der Fortsetzung der Regeneration auf einen relativ niedrigen Pegel ab. Die Abgastemperatur steigt während der Regeneration kontinuierlich an, da der Sauerstoffmassenstrom zu dem PF aufgrund der DFSO zunimmt. Wie oben beschrieben wurde, nimmt die PF-Temperatur um 100 °C pro 10 g Luft (2 g Sauerstoff) zu, die dem PF zugeführt wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Sauerstoffmassenstrom zusätzlich oder alternativ während der DFSO gesteuert werden, indem eine oder mehrere Zylinder während der DFSO gezündet werden. Der Sauerstoffmassenstrom kann außerdem gesteuert werden, indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von einem oder mehreren Zylindern gesteuert wird (z.B. können die Zylinder mager (Lambda größer als 1) oder fett (Lambda kleiner als 1) gezündet werden). Auf diese Weise kann die PF-Temperatur während der PF-Regeneration den oberen PF-Temperaturschwellenwert aufgrund einer Überversorgung mit Sauerstoff nicht erreichen, was dazu führt, dass die DFSO nur aufgrund nicht erfüllter DFSO-Bedingungen beendet wird.
  • Bei T2 wird die DFSO deaktiviert (da z.B. die DFSO-Bedingungen nicht mehr erfüllt sind oder die PF-Temperatur den oberen PF-Temperaturschwellenwert erreicht), wodurch die Regeneration deaktiviert wird. Die Abgastemperatur beginnt abzunehmen, bleibt jedoch immer noch über dem Abgastemperaturschwellenwert. Die Verbrennungsrückstandslast bleibt ziemlich konstant. Sowohl der Abgasgegendruck als auch die Rußlast bleiben relativ niedrig.
  • Nach T2 und vor T3 fällt die Abgastemperatur unter den Abgastemperaturschwellenwert. Der Abgasgegendruck beginnt zuzunehmen, wenn die Rußlast als Ergebnis davon zunimmt, dass die Abgastemperatur unter den Abgastemperaturschwellenwert fällt. Die Verbrennungsrückstandslast bleibt konstant, da die PF-Regeneration deaktiviert/inaktiv bleibt. Bei T3 bleibt die Abgastemperatur unter dem Abgastemperaturschwellenwert. Die Rußlast und der Abgasgegendruck nehmen weiter zu. Die Verbrennungsrückstandslast bleibt konstant.
  • Nach T3 und vor T4 wird das Fahrzeug 30.000 Meilen gefahren. Während dieser Zeit wird eine Vielzahl von PF-Regenerationen ausgeführt. Die PF-Regenerationen können entweder passiv (z.B. wird keine Regenerationsunterstützung verwendet, um die Abgastemperatur zu erhöhen) oder aktiv sein (z.B. wird eine Regenerationsunterstützung zusammen mit einer DFSO verwendet). Die Verbrennungsrückstandslast kann während der 30.000-Meilen-Dauer zunehmen und letztlich den Verbrennungsrückstandslastschwellenwert überschreiten. Wenn eine Verbrennungsrückstandslast größer als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ist, kann der Abgasgegendruck zunehmen, bis er größer als der Abgasgegendruckschwellenwert ist. Bei T4 sind sowohl die Rußlast als auch der Abgasgegendruck relativ hoch. Der Abgasgegendruck ist größer als der Abgasgegendruckschwellenwert (z.B. wird ein Abgasstrom durch den PF verhindert/eingeschränkt). Die Verbrennungsrückstandslast ist größer als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert. Daher kann der Abgasgegendruck aufgrund entweder der hohen Rußlast oder der hohen Verbrennungsrückstandslast größer als der Abgasgegendruckschwellenwert sein. Die Abgastemperatur liegt unter dem Abgastemperaturschwellenwert und infolgedessen ist die Regeneration deaktiviert.
  • Nach T4 und vor T5 beginnt die Abgastemperatur, aufgrund einer Regenerationsunterstützung zuzunehmen, die als Reaktion darauf gestartet wird, dass der erfasste Abgasgegendruck größer als der Abgasgegendruckschwellenwert ist. Die Rußlast bleibt relativ hoch. Die Verbrennungsrückstandslast bleibt größer als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert. Die Regeneration bleibt deaktiviert, da die Abgastemperatur noch nicht den Abgastemperaturschwellenwert erreicht. Bei T5 startet die Regeneration, da die Abgastemperatur den Abgastemperaturschwellenwert erreicht und die DFSO gestartet wurde. Wie oben in Bezug auf 5 gezeigt wurde, kann eine PF-Temperatur (z.B. die Abgastemperatur) größer als oder gleich dem PF-Temperaturschwellenwert (z.B. dem Abgastemperaturschwellenwert) sein und eine PF-Regeneration wird aufgrund eines Fehlens von Sauerstoff (z.B. einem Sauerstoffstrom von fast 0 % zu einem PF bei einem Motor, der mit oder ungefähr mit einem stöchiometrischen Verhältnis betrieben wird) nicht gestartet. Bei diesem Beispiel heizt das Abgas jedoch den PF auf den PF-Temperaturschwellenwert auf und die DFSO beginnt das Starten der Regeneration. Die Rußlast beginnt abzunehmen, sobald die Regeneration gestartet wird. Die Verbrennungsrückstandslast beginnt zuzunehmen, da mindestens ein Anteil der Rußlast in einen Verbrennungsrückstand regeneriert wird. Der Abgasgegendruck bleibt trotz der Abnahme der Rußlast größer als der Abgasgegendruckschwellenwert. Dies kann darauf beruhen, dass die Verbrennungsrückstandslast größer als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ist.
  • Nach T5 und vor T6 wird die Regeneration fortgesetzt und die Abgastemperatur nimmt weiterhin zu. Die Rußlast nimmt weiterhin ab und infolgedessen beginnt die Verbrennungsrückstandslast zuzunehmen. Folglich nimmt der Abgasgegendruck zu und bleibt größer als der Abgasgegendruckschwellenwert. Obwohl die Regeneration die Rußlast verringert, kann es sein, dass die Regeneration nicht in der Lage ist, den Gegendruck zu verringern, da die Verbrennungsrückstandslast größer als der Verbrennungsrückstandslastschwellenwert ist. Die Steuereinheit kann als Reaktion darauf, dass der Abgasgegendruck nach der Regeneration den Abgasgegendruckschwellenwert überschreitet, eine Anzeigeleuchte aktivieren. Bei T6 beginnt die Abgastemperatur abzunehmen. Der Abgasgegendruck bleibt aufgrund dessen, dass die Verbrennungsrückstandslast über den Verbrennungsrückstandslastschwellenwert bleibt, über dem Abgasgegendruckschwellenwert. Die Rußlast nimmt weiterhin ab und bleibt relativ niedrig. Die Regeneration bleibt deaktiviert, da die DFSO beendet wurde, obwohl die Abgastemperatur über dem Abgastemperaturschwellenwert bleibt. Nach T6 bleibt die Rußlast ziemlich konstant und relativ niedrig. Die Abgastemperatur fällt unter den Abgastemperaturschwellenwert. Die Regeneration bleibt deaktiviert. Die Verbrennungsrückstandslast bleibt über dem Verbrennungsrückstandslastschwellenwert, nimmt jedoch nicht zu, da die Regeneration deaktiviert ist. Die Abgastemperatur bleibt über dem Abgastemperaturschwellenwert.
  • Auf diese Weise ermöglicht eine PF-Regeneration während einer DFSO, dass ein Fahrzeug einen PF regeneriert, selbst wenn es nicht die passiven Regenerationsbedingungen erfüllt. Durch das Steuern einer DFSO-Dauer aufgrund eines Sauerstoffstroms und einer PF-Temperaturänderung kann das Fahrzeug ein Überhitzen des PF vermeiden. Außerdem kann die Sauerstoffkonzentration durch ein Zünden/Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors verringert wird. Durch eine Kraftstoffzufuhr in einen oder mehrere Zylinder kann die Sauerstoffkonzentration verringert werden. Außerdem ist es nicht erforderlich, eine PF-Rußlast zu berechnen, und sie kann als maximale Rußlast angenommen werden. Durch die Annahme einer maximalen Rußlast kann eine Feinstaubreaktionsrate unabhängig von einer aktuellen geschätzten Rußlast sein und nur eine Funktion eines Sauerstoffmassenstroms sein, der dem PF bereitgestellt wird.
  • Der technische Effekt des Steuerns der DFSO-Dauer ist es, den PF davor zu schützen, zuviel Sauerstoff zu erhalten und zu überhitzen. Auf diese Weise kann ein Fahrzeug eine PF-Regeneration während einer DFSO sicher ausführen. Zusätzlich oder alternativ kann die DFSO-Dauer verlängert werden, indem ein oder mehrere Zylinder des Motors während einer DFSO-Partikelfilterregeneration gezündet werden, um eine vollständige Partikelfilterregeneration zu erlauben. Wenn, wie oben beschrieben wurde, eine Feinstaubreaktionsrate kürzer ist als eine DFSO-Dauer (z.B. ist die gewünschte Zeit für eine vollständige Regeneration größer als eine Zeit, die für die DFSO-Dauer berechnet wurde), kann die DFSO verlängert werden, um eine vollständige Partikelfilterregeneration zu erlauben.
  • Bei einigen Motorausführungen wie zum Beispiel Direkteinspritzungsmotoren, kann die Rußerzeugung hauptsächlich während eines Kaltstarts stattfinden. Diese Rußerzeugungsprofile zusammen mit Fahrprofilen, die einen geringen oder keinen Betrieb bei anhaltenden hohen Motorlasten aufweisen, die ausreichend zum Regenerieren des Rußfilters sind, können problematisch sein. Auf diese Weise kann eine Fahrzeugabgastemperatur nicht bis zu einem Abgastemperaturschwellenwert (z.B. 450 °C) zunehmen, um den Partikelfilter im Wesentlichen auf einen Partikelfiltertemperaturschwellenwert (z.B. 450 °C oder größer) aufzuheizen. Der Partikelfiltertemperaturschwellenwert kann auf einer Partikelfiltertemperatur beruhen, die eine Regeneration beim Vorhandensein von Sauerstoff ausführen kann, wobei in Fremdzündungsmotoren, die bei einer Mehrzahl von Motorbetriebsweisen im Wesentlichen bei einem stöchiometrischen Verhältnis betrieben werden, überschüssiger Sauerstoff wieder begrenzt sein kann. Außerdem kann die Rußlast einen Rußlastschwellenwert überschreiten, wenn eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Kaltstarts begleitet von kurzen Fahrzeugfahrten ausgeführt wird (z.B. überschreitet weniger als ein Schwellenwert eine Schwellenwertanzahl ohne eine Partikelfilterregeneration, die zwischen (z.B. 10) Kaltstarts mit minimalen Fahrzeugfahrten eingefügt sind, wobei keine Regenerationen in diesen Zeitspannen stattfinden). Der Rußlastschwellenwert kann auf einer Rußlast beruhen, der in der Lage ist, einen Abgasstrom von dem Motor einzuschränken. Auf diese Weise kann ein Abgasgegendruck vergrößert werden.
  • Wenn der Abgasgegendruck größer als ein Abgasgegendruckschwellenwert ist, kann eine Steuereinheit eine Regenerationsunterstützung aktivieren. Die Regenerationsunterstützung kann ein Verzögern eines Zündzeitpunkts und/oder ein Vergrößern der Kraftstoffeinspritzmenge als eine Fortsetzung des Aufwärmvorgangs des Dreiwegekatalysators während eines Motorkaltstartvorgangs umfassen. Zum Beispiel kann eine erste Zündverzögerungsdauer von einem Kaltstart verwendet werden, um eine Temperatur eines Dreiwegekatalysators auf seine Aktivierungstemperatur anzuheben, und danach endet diese Zündverzögerung, wenn die Rußlast (oder ein Druckabfall über dem Filter) geringer als ein Schwellenwert ist. In einem weiteren Modus kann jedoch eine erste Zündverzögerungsdauer als Reaktion darauf (z.B. sofort nachdem, und als Reaktion darauf), dass der Dreiwegekatalysator eine Aktivierungstemperatur erreicht, um eine Regeneration in dem Filter zu unterstützen, fortgesetzt werden (oder in eine zweite Zündverzögerungsdauer überführt werden, die größer/kleiner als die erste Dauer ist). Zur gleichen Zeit wie die Zündverzögerungsverlängerung und/oder der Übergang kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung abgemagert werden (z.B. von einem ersten mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein zweites magereres Luft-Kraftstoff-Verhältnis abgemagert werden und/oder von einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis), um Sauerstoff für eine Partikelfilterregeneration bereitzustellen. Dadurch kann eine Abgastemperatur zunehmen oder über dem Abgastemperaturschwellenwert beibehalten werden, wodurch eine Partikelfiltertemperatur auf den Partikelfiltertemperaturschwellenwert angehoben wird. Zusätzlich oder alternativ kann der aufgeheizte Partikelfilter einer Regeneration unterzogen werden, sobald die Steuereinheit eine DFSO aufgrund erfüllter DFSO-Bedingungen startet, wie hier (zum Beispiel in Bezug auf die 1 bis 6) beschrieben wurde. Eine Partikelfiltertemperatur, die größer oder gleich dem Partikelfiltertemperaturschwellenwert ist, kann auf einer Temperatur beruhen, bei welcher der Ruß heiß genug ist, um beim Vorhandensein von Sauerstoff verbrannt zu werden. Die DFSO-Bedingungen können eine oder mehrere Bedingungen aus einem betätigten Bremspedal und einem nicht betätigten Gaspedal umfassen. Wenn die DFSO gestartet wird, können ein oder mehrere Zylinder deaktiviert werden (z.B. wird kein Kraftstoff mehr in die deaktivierten Zylinder eingespritzt). Auf diese Weise kann Sauerstoff durch die deaktivierten Zylinder strömen, ohne von einer Zylinderverbrennung verbraucht zu werden. Der Sauerstoff kann danach zu dem Partikelfilter strömen, wo die Partikelfiltertemperatur über dem Partikelfiltertemperaturschwellenwert liegt und wo der Sauerstoff während einer Partikelfilterregeneration verbraucht werden kann.
  • Die Partikelfiltertemperatur kann während der Partikelfilterregeneration als Funktion eines Sauerstoffmassenstroms zunehmen, der dem Partikelfilter bereitgestellt wird. Die Partikelfiltertemperaturänderung während der Regeneration kann mithilfe der Annahme einer maximalen Rußlast in einem Partikelfilter berechnet werden und indem der dem Partikelfilter zugeführte Sauerstoffmassenstrom gemessen wird. Durch die Annahme der maximalen Rußlast kann die Temperaturänderung auf dem Sauerstoffmassenstrom beruhen, selbst wenn die angenommene maximale Rußlast weitgehend ungenau ist.
  • Wenn die Partikelfiltertemperatur über einen oberen Partikelfiltertemperaturschwellenwert zunimmt, kann der Partikelfilter verschlissen werden (z.B. ein Leck entwickeln oder vollständig verbrennen). Um eine Wahrscheinlichkeit eines Partikelfilterverschleißes abzumildern, kann der Sauerstoffmassenstrom während der DFSO gesteuert werden, indem der Betrieb eines oder mehrerer Zylinder angepasst wird. Wenn sich die Partikelfiltertemperatur zum Beispiel dem oberen Partikelfiltertemperaturschwellenwert nähert, kann eine Steuereinheit einem oder mehreren Zylindern des Motors ein Signal geben, während der DFSO zu zünden. Auf diese Weise wird der Sauerstoffmassenstrom zu dem Partikelfilter entsprechend einer Anzahl von zündenden Zylindern verringert. Zusätzlich oder alternativ können die während der DFSO zündenden Zylinder unter mageren (z.B. Lambda größer als 1) oder fetten (z.B. Lambda kleiner als 1) Verhältnissen betrieben werden, um den Sauerstoffmassenstrom zusätzlich zu steuern. Auf diese Weise kann eine dem Partikelfilter zugeführte Sauerstoffkonzentration in dem Bereich von 21 % (z.B. Umgebungsluft, kein Zylinder wird gezündet) bis 0 % liegen (z.B. alle Zylinder werden mit einem stöchiometrischen Verhältnis betrieben, die DFSO ist deaktiviert). Auf diese Weise muss die Partikelfiltertemperatur nicht den oberen Partikelfiltertemperaturschwellenwert aufgrund einer Überversorgung mit Sauerstoff erreichen. In diesen Fällen kann die Gesamtanzahl der deaktivierten Zylinder im Vergleich zu den gezündeten Zylindern sowie der Gasmassenstrom zum Auspuff als Reaktion auf eine Dauer des DFSO-Ereignisses unter der Annahme angepasst werden, dass der maximal mit Ruß belastete Filter die Regeneration bis zu seiner festgelegten Rußkapazität beginnt.
  • Ein Verfahren für einen Motor umfasst ein Anpassen einer Dauer eines Kraftstoffabschaltereignisses im Schubbetrieb (Deceleration Fuel Shut-Off event, DFSO-Ereignis) und einer Gesamtanzahl aktivierter und deaktivierter Zylinder während der DFSO aufgrund einer Schätzung einer Partikelfiltertemperaturänderung während einer Partikelfilterregeneration. Die Partikelfilterregeneration während der DFSO umfasst zusätzlich oder alternativ außerdem ein Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder des Motors und ein Zünden der verbleibenden Zylinder des Motors, um eine Sauerstoffkonzentration und einen Sauerstoffstrom zu steuern, und wobei die Partikelfilterregeneration während der DFSO stattfindet, und wobei die Temperaturänderung ein geschätzter Temperaturanstieg ist, der während der DFSO und der während der DFSO ausgeführten Regeneration stattfindet. Das Deaktivieren umfasst ein Abschalten einer Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors, das Zünden umfasst ein Leiten der Kraftstoffzufuhr zu den verbleibenden Zylindern des Motors.
  • Das Verfahren umfasst zusätzlich oder alternativ außerdem ein Anpassen der Dauer aufgrund einer Schätzung der Partikelfiltertemperaturänderung während der Partikelfilterregeneration, die während des DFSO-Ereignisses stattfindet. Die Partikelfiltertemperaturänderung beruht auf einer Differenz zwischen einem Partikelfiltertemperaturschwellenwert und einer aktuellen Partikelfiltertemperatur. Das Verfahren umfasst zusätzlich oder alternativ außerdem ein Berechnen einer geschätzten Masse an verbranntem Ruß aufgrund der Differenz zwischen dem Partikelfiltertemperaturschwellenwert und der aktuellen Partikelfiltertemperatur. Das Verfahren umfasst außerdem ein Berechnen einer Sauerstoffkonzentration aufgrund eines durch einen UEGO-Sensor an dem Motorausgang gemessenen Sauerstoffs und eines Modells zum Speichern von Sauerstoff über einen dem Partikelfilter vorgeschalteten Katalysator. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Anpassen der DFSO-Dauer in dem Verfahren außerdem ein Verringern der DFSO-Dauer, wenn die Sauerstoffkonzentration zunimmt.
  • Ein System umfasst einen Motor mit einer Vielzahl von Zylindern, eine Abgasleitung, die den Motor mit einem Partikelfilter verbindet und eine Steuereinheit, die computerlesbare Befehle aufweist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um eine DFSO zu starten, indem während eines Fahrzeugschubbetriebs eine Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors abgeschaltet wird und ein oder mehrere Zylinder des Motors während einer DFSO gezündet werden, um eine Sauerstoffkonzentration zu steuern. Die DFSO wird durch ein Betätigen des Gaspedals beendet. Zusätzlich oder alternativ nimmt die Sauerstoffkonzentration ab, wenn die Anzahl der gezündeten Zylinder zunimmt.
  • Das System umfasst zusätzlich oder alternativ außerdem ein Aktivieren einer Regenerationsunterstützung bei einem Motorkaltstart als Reaktion darauf, dass ein Abgasgegendruck größer als ein Abgasgegendruckschwellenwert ist.
  • Ein Verfahren umfasst als Reaktion auf einen Schubbetrieb ein Starten einer DFSO, ein Ausführen einer Partikelfilterregeneration und ein Beenden der DFSO, um die Partikelfilterregeneration zu beenden. Die DFSO umfasst ein Abschalten einer Kraftstoffzufuhr zu mindestens einem Zylinder eines Motors. Das Beenden der DFSO umfasst zusätzlich oder alternativ außerdem ein Leiten der Kraftstoffzufuhr zu allen Motorzylindern. Das Beenden der DFSO umfasst zusätzlich oder alternativ außerdem ein Reagieren auf eine oder mehrere Bedingungen aus einem Betätigen des Gaspedals und einer Sauerstoffkonzentration eines Abgasstroms zu dem Partikelfilter, die größer als eine berechnete Sauerstoffkonzentration ist.
  • Das Verfahren umfasst zusätzlich oder alternativ außerdem, dass die Sauerstoffkonzentration des Abgasstroms zu dem Partikelfilter verringert wird, indem ein oder mehrere Zylinder des Motors während der DFSO gezündet werden. Das Verfahren umfasst zusätzlich oder alternativ außerdem eine GPS-Vorrichtung, wobei die GPS-Vorrichtung in der Lage ist, eine Gelegenheit eines möglichen DFSO-Vorgangs mindestens aufgrund von Verkehrsinformationen vorherzusagen. Die DFSO wird zusätzlich oder alternativ aufgrund einer aktuellen Partikelfiltertemperatur für eine Zeitdauer ausgeführt, wobei die Zeitdauer zunimmt, wenn die aktuelle Partikelfiltertemperatur abnimmt.
  • Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzprozesse mit verschiedenen Systemkonfigurationen von Verbrennungsmotoren und/oder Fahrzeugen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -prozesse können als ausführbare Befehle in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können von dem Steuersystem einschließlich der Steuereinheit in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Stellgliedern und der weiteren Verbrennungsmotorausstattung ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Verfahren können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuerte Prozesse, unterbrechungsgesteuerte Prozesse, Mehrprozessorbetrieb, Nebenläufigkeit und Ähnliche darstellen. Von daher können zahlreiche der dargestellten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel ausgeführt werden, oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, aber sie wurde der Einfachheit halber zur Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der dargestellten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der speziellen verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Außerdem können die beschriebenen Aktionen, Operationen und/oder Funktionen durch einen Code anschaulich dargestellt werden, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem des Verbrennungsmotors programmiert wird, wobei die beschriebenen Aktionen durchgeführt werden, indem die Befehle in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Komponenten der Verbrennungsmotorausstattung in Kombination mit der elektronischen Steuereinheit umfasst.
  • Es ist selbstverständlich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Verfahren beispielhafter Natur sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu verstehen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind.
  • Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6, I-4, I-6, V-12, 4-gegenüberliegende und andere Verbrennungsmotortypen angewandt werden. Zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gehören alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie anderer hier offenbarter Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die nachfolgenden Ansprüche zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das äquivalente Element davon beziehen. Diese Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer dieser Elemente enthalten und weder zwei oder mehrerer dieser Elemente erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Veränderung der vorliegenden Ansprüche oder durch das Einreichen neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Diese Ansprüche, unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen einen breiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang aufweisen, sind auch so zu verstehen, dass sie zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gehören.

Claims (20)

  1. Verfahren, umfassend: Anpassen einer Dauer eines Kraftstoffabschaltungsereignisses im Schubbetrieb (Deceleration Fuel Shut-Off event, DFSO-Ereignis) und einer Gesamtanzahl aktivierter und deaktivierter Zylinder während der DFSO aufgrund einer Schätzung einer Partikelfiltertemperaturänderung während einer Partikelfilterregeneration.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Partikelfilterregeneration während der DFSO außerdem ein Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors und ein Zünden der verbleibenden Zylinder des Motors umfasst, um eine Sauerstoffkonzentration und einen Sauerstoffstrom zu steuern, und wobei die Partikelfilterregeneration während der DFSO stattfindet, und wobei die Temperaturänderung ein geschätzter Temperaturanstieg ist, der während der DFSO und der während der DFSO ausgeführten Regeneration stattfindet.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Deaktivieren ein Abschalten einer Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors umfasst und das Zünden ein Leiten der Kraftstoffzufuhr zu den verbleibenden Zylindern des Motors umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen der Dauer ein Anpassen der Dauer aufgrund einer Schätzung der Partikelfiltertemperaturänderung während der Partikelfilterregeneration umfasst, die während des DFSO-Ereignisses stattfindet.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Partikelfiltertemperaturänderung auf einer Differenz zwischen einem Partikelfiltertemperaturschwellenwert und einer aktuellen Partikelfiltertemperatur beruht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, das außerdem ein Berechnen einer geschätzten Masse an verbranntem Ruß aufgrund der Differenz zwischen dem Partikelfiltertemperaturschwellenwert und der aktuellen Partikelfiltertemperatur umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem ein Berechnen einer Sauerstoffkonzentration aufgrund eines durch einen UEGO-Sensor an dem Motorausgang gemessenen Sauerstoffs und eines Modells zum Speichern von Sauerstoff mithilfe eines dem Partikelfilter vorgeschalteten Katalysators umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Anpassen der DFSO-Dauer außerdem ein Verringern der DFSO-Dauer umfasst, wenn die Sauerstoffkonzentration zunimmt.
  9. System, umfassend: ein Motor mit einer Vielzahl von Zylindern; eine Abgasleitung, die den Motor mit einem Partikelfilter verbindet; und eine Steuereinheit, die computerlesbare Befehle aufweist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: Starten einer DFSO, indem während eines Fahrzeugschubbetriebsereignisses eine Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors abgeschaltet wird; und Zünden eines oder mehrerer Zylinder des Motors während einer DFSO, um eine Sauerstoffkonzentration zu steuern.
  10. System nach Anspruch 9, wobei die DFSO durch ein Betätigen des Gaspedals beendet wird.
  11. System nach Anspruch 9, wobei die Sauerstoffkonzentration abnimmt, wenn die Anzahl der gezündeten Zylinder zunimmt.
  12. System nach Anspruch 9, das außerdem ein Aktivieren einer Regenerationsunterstützung bei einem Motorkaltstart als Reaktion darauf umfasst, dass ein Abgasgegendruck größer als ein Abgasgegendruckschwellenwert ist.
  13. Verfahren, umfassend: als Reaktion auf einen Schubbetrieb, Starten einer DFSO und Ausführen einer Partikelfilterregeneration, und Beenden der DFSO, um die Partikelfilterregeneration zu beenden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die DFSO ein Abschalten einer Kraftstoffzufuhr zu mindestens einem Zylinder eines Motors umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Beenden der DFSO ein Leiten einer Kraftstoffzufuhr zu allen Motorzylindern umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Beenden der DFSO ein Reagieren auf eine oder mehrere Bedingungen aus einem Betätigen des Gaspedals und einer Sauerstoffkonzentration eines Abgasstroms zu dem Partikelfilter, die größer als eine berechnete Sauerstoffkonzentration ist, umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Sauerstoffkonzentration des Abgasstroms zu dem Partikelfilter verringert wird, indem ein oder mehrere Zylinder eines Motors während der DFSO gezündet werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 13, das außerdem eine GPS-Vorrichtung umfasst, wobei die GPS-Vorrichtung in der Lage ist, eine Gelegenheit eines möglichen DFSO-Vorgangs mindestens aufgrund von Verkehrsinformationen vorherzusagen.
  19. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die DFSO für eine Zeitdauer ausgeführt wird, die auf einer aktuellen Partikelfiltertemperatur beruht.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Zeitdauer zunimmt, wenn die aktuelle Partikelfiltertemperatur abnimmt.
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