DE112013003709T5 - Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung kann verwendet werden, um den von einem Verbrennungsmotor emittierten Abgasstrom zu behandeln. Die Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung kann konfiguriert sein, um unverbrannten Kraftstoff zur Verbrennung darin zu empfangen. Es kann erwünscht sein, zu bestätigen, dass Bedingungen herrschen, unter welchen der unverbrannte Kraftstoff wahrscheinlich in der Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung verbrennt, anstatt unverbrannt durch die Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung zu gelangen. Ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Abgasströmungs-Behandlungsvorrichtung beschrieben. Das Verfahren kann das Bestätigen umfassen, dass die Temperatur von Fluid in der Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung eine Schwellentemperatur übersteigt, bevor erlaubt wird, dass unverbrannter Kraftstoff in die Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung strömt. Darüber hinaus kann es erwünscht sein, einen bestimmten Betriebsmodus der Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung zu bestimmen, um die geeignete Kraftstoffmenge zur Verbrennung in der Abgasstrom-Behandlungsvorrichtung zu bestimmen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Offenbarung betrifft das Gebiet der Abgasfluidbehandlung, und insbesondere die Steuerung des Betriebs einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung mit einem Diesel-Oxidationskatalysator.
  • Hintergrund
  • Eine Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung kann eine Vielzahl von Modulen umfassen, wobei jedes Modul einen oder mehrere Bestandteile eines Abgasfluids behandeln soll. Die Module können der Reihe nach angeordnet sein, so dass das Abgasfluid jedes Modul nacheinander durchströmt. Damit sie wie beabsichtigt funktionieren, können manche Module erfordern, dass das Abgasfluid eine bestimmte Temperatur überschreitet.
  • Eine Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung kann ein Diesel-Oxidationskatalysator-Modul und ein Modul zur selektiven katalytischen Reduktion stromabwärts des Diesel-Oxidationskatalysator-Moduls umfassen. Das Modul zur selektiven katalytischen Reduktion kann nicht wie beabsichtigt arbeiten, wenn das Abgasfluid unter einer bestimmten Temperatur ist. Um die Temperatur des Abgasfluids in dem Modul zur selektiven katalytischen Reduktion zu erhöhen, kann es angebracht sein, das Diesel-Oxidationskatalysator-Modul zu verwenden, um die Temperatur des durch dieses laufenden Abgasfluids zu erhöhen, um so die Temperatur von Abgasfluid zu erhöhen, das an dem Modul zur selektiven katalytischen Reduktion ankommt. Dies kann erreicht werden, indem unverbrannter Kraftstoff stromaufwärts des Diesel-Oxidationskatalysators zur Oxidation in dem Diesel-Oxidationskatalysator eingeleitet wird, wodurch die Temperatur des Abgasfluids, das das Diesel-Oxidationskatalysator-Modul verlässt, zu erhöhen. Es kann jedoch notwendig sein, das Einspritzen von unverbranntem Kraftstoff in das Diesel-Oxidationskatalysator-Modul zu vermeiden, wenn die Temperatur des Diesel-Oxidationskatalysator-Moduls zu niedrig ist, um zu einer Verbrennung des Kraftstoffs zu führen, da ansonsten der unverbrannte Kraftstoff einfach aus dem Diesel-Oxidationskatalysator-Modul austreten und dadurch Schäden an den darauf folgenden Elementen der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung verursachen und/oder direkt in die Atmosphäre gelangen kann.
  • Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung bereitgestellt.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Diesel-Oxidationskatalysator mit einem Einlass und einem Auslass umfasst, wobei das Verfahren umfassen kann:
    Empfangen eines Eingangstemperatur-Datenwerts, der auf eine Temperatur an dem Einlass angibt;
    Empfangen eines Strömungsraten-Datenwerts, der auf eine Fluidströmungsrate in dem Diesel-Oxidationskatalysator angibt;
    Empfangen eines Schwellentemperatur-Datenwerts, der auf eine vorhergesagte Temperatur angibt, die erforderlich ist, damit Kraftstoff in dem Diesel-Oxidationskatalysator oxidiert;
    Empfangen von Modusdaten, die angeben, ob der Diesel-Oxidationskatalysator in einem ersten Modus oder einem zweiten Modus arbeitet; und
    Senden eines Kraftstoff-Datenwerts, der auf eine Kraftstoffmenge angibt, die stromaufwärts des Einlasses zur Verbrennung in dem Diesel-Oxidationskatalysator in das Abgasfluid eingespritzt werden soll, wenn der Eingangstemperatur-Datenwert größer ist als der Schwellentemperatur-Datenwert,
    wobei der Kraftstoff-Datenwert von einer Datenbibliothek erhalten wird, die einen mit dem ersten Modus in Zusammenhang stehenden ersten Satz von Kraftstoff-Datenwerten und einen mit dem zweiten Modus in Zusammenhang stehenden zweiten Satz von Kraftstoff-Datenwerten umfasst, wobei jeder Kraftstoff-Datenwert der ersten und zweiten Sätze von Kraftstoff-Datenwerten einer bestimmten Kombination von Eingangstemperatur-Datenwert und Strömungsraten-Datenwert zugeordnet ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Zeichnung einer Ausführungsform einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung, auf die das Verfahren angewendet werden kann;
  • 2 zeigt eine detailliertere schematische Zeichnung einer Ausführungsform einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung, auf die das Verfahren angewendet werden kann;
  • 3 zeigt eine schematische Zeichnung einer äußeren Erscheinung der Ausführungsform von 2; und
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des Verfahrens der Offenbarung veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Bevor die Einzelheiten einer Ausführungsform des Verfahrens der Offenbarung beschrieben werden, folgt eine Erklärung der Merkmale und des allgemeinen Betriebs einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung, auf welche das Verfahren der Offenbarung angewendet werden könnte.
  • Zuerst Bezug nehmend auf 1 bis 3 wird dort eine Ausführungsform einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung 1 veranschaulicht. Die Vorrichtung 1 kann einen Fluidströmungspfad umfassen, durch welchen Fluid der Reihe nach durch verschieden Kanäle strömen kann, wie etwa einen ersten Kanal 10, eine erste Endkupplung 15, einen zweiten Kanal 20, eine zweite Endkupplung 25, und einen dritten Kanal 30. Die ersten, zweiten und dritten Kanäle 10, 20, 30 können im Wesentlichen parallel zueinander sein.
  • Der Fluidströmungspfad umfasst in Reihe ein Diesel-Oxidationskatalysator- bzw. DOC-Modul 110, ein Dieselpartikelfilter- oder DPF-Modul 120, ein Mischermodul 130, ein Modul zur selektiven katalytischen Reduktion bzw. SCR-Modul 140 und/oder ein Ammoniak-Oxidationskatalysator- bzw. AMOR-Modul 150.
  • Im Einsatz kann Fluid über den Einlass 4 an die Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung 1 zugeführt werden. Fluid kann in dem ersten Abschnitt des ersten Kanals 10 in das DOC-Modul 110 gelangen. Vor der Aufnahme an dem Einlass 4 kann der Druck des Abgasfluids durch ein Rückstauventil (nicht dargestellt) gesteuert werden.
  • Das DOC-Modul 110 kann einen oder mehrere Katalysatoren wie etwa Palladium oder Platin umfassen. Diese Materialien dienen als Katalysatoren, um die Oxidation von Kohlenwasserstoffen ([HC]) und Kohlenmonoxid (CO), die in der Fluidströmung vorhanden sind, zu verursachen, um Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) zu erzeugen. Der DOC kann auch dazu dienen, NO zu NO2 umzuwandeln, um ein NO:NO2-Verhältnis von 1:1 zu erzielen. Die Katalysatoren können auf eine Weise verteilt sein, um den Oberflächenbereich des Katalysatormaterials zu maximieren, um die Effektivität des Katalysators bei der Katalyse von Reaktionen zu steigern.
  • Fluid kann von dem DOC-Modul 110 zu dem DPF-Modul 120 strömen, das Elemente umfasst, die den weiteren Durchgang von Kohlenstoff (C) in der Form von Ruß begrenzen sollen. Kohlenstoffpartikel in dem Fluid können so in dem Filter gefangen werden. Das DPF-Modul 120 kann durch bekannte Regenerationstechniken regeneriert werden. Diese Techniken können das Steuern eines oder mehrerer von Temperatur des Fluids, Druck des Fluids und dem Anteil an unverbrannten Kraftstoff in dem Fluid an diesem Punkt in der Vorrichtung einschließen.
  • Abgasfluid kann von dem DPF-Modul 120 in die erste Endkupplung 15 gelangen, wo es an dem Einspritzdüsen-Modul 16 vorbeiströmt. Das Einspritzdüsen-Modul 16 kann einer elektronischen Pumpen-/Tank-Einheit (PETU) zugeordnet oder an dieser befestigbar sein. Die elektronische Pumpen-/Tank-Einheit kann einen Tank zur Bereitstellung eines Reservoirs für Emissionsfluid, das von der Einspritzdüse eingespritzt werden soll, umfassen. Solche Emissionsfluide können Harnstoff oder Ammoniak umfassen. Die PETU-Einheit kann weiter ein Steuergerät umfassen, das konfiguriert ist, um ein Volumen an Emissionsfluid zu steuern, das aus dem Tank durch die Einspritzdüse eingespritzt werden soll. Das Steuergerät kann als Eingaben zum Beispiel Informationen über die Temperatur und Informationen über die Menge an NOx aufweisen, welche von Sensoren in dem SCR-Modul 140 abgeleitet werden können.
  • Emissionsfluid kann von dem Einspritzdüsen-Modul 16 in das Mischermodul (nicht dargestellt) gelangen, das in dem zweiten Kanal 20 angeordnet ist. Das Mischermodul kann Elemente umfassen, um sicherzustellen, dass das von dem ersten Kanal 10 stammende Abgasfluid gut mit dem von der Einspritzdüse 16 stammenden Emissionsfluid vermischt wird, um ein gemischtes Fluid zu schaffen.
  • Das gemischte Fluid aus dem zweiten Kanal 20 kann über die zweite Endkupplung 25 in das SCR-Modul gelangen, das in dem ersten Abschnitt des dritten Kanals angeordnet ist. Das SCR-Modul 140 kann einen oder mehrere Katalysatoren umfassen, durch welche das gemischte Fluid strömen kann. Während das gemischte Fluid über die Oberflächen des Katalysators strömt, kann eine Reaktion auftreten, welche das Ammoniak und NOx in zweiatomigen Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) umwandelt.
  • Fluid kann von dem SCR-Modul 140 zu dem AMOX-Modul 150 gelangen, das in dem zweiten Abschnitt des dritten Kanals 30 angeordnet ist. Das AMOX-Modul 150 kann einen Oxidationskatalysator umfassen, der in dem aus dem SCR-Modul austretenden Fluid vorliegendes Restammoniak reagieren lassen kann, um Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) zu erzeugen.
  • Fluid kann von dem AMOX-Modul 150 zu dem Auslass der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung gelangen, der an dem zweiten Ende 32 des dritten Kanals 30 angeordnet ist.
  • Wie in 2 gezeigt kann die Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung 1 Sensoren zum Erfassen von Eigenschaften der Fluide an bestimmten Stufen ihrer Strömung durch die Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung umfassen. Es kann ein erster Temperatursensor (nicht dargestellt) stromaufwärts des DOC 110, ein zweiter Temperatursensor 190 zwischen dem DOC 110 und dem DPF 120 und/oder ein dritter Temperatursensor 191 zwischen dem Mischermodul 130 und dem SCR 140 vorhanden sein. Es kann ein erster NOx-Sensor 192 zwischen dem DPF-Modul 120 und der Einspritzdüse 16 vorhanden sein und es kann ein zweiter NOx-Sensor 193 stromabwärts des AMOX-Moduls 150 vorhanden sein. Es können auch ein erster Rußsensor 194 unmittelbar stromaufwärts des DPF 120 und gegebenenfalls ein zweiter Rußsensor 195 unmittelbar stromabwärts des DPF 120 vorhanden sein.
  • Nachdem die Merkmale und der allgemeinen Betrieb einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung beschrieben wurden, wird nun das Verfahren der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 4 wird dort ein Flussdiagramm 200 veranschaulicht, das eine Ausführungsform des Verfahrens der Offenbarung zeigt.
  • Das Verfahren kann das Empfangen von Daten in Bezug auf drei Parameter einschließen. Ein erster Datenwert 210 kann eine Temperatur von durch das DOC-Modul 110 strömendem Gas angeben. Ein zweiter Datenwert 220 kann eine Schwellentemperatur angeben, bei der Kraftstoff wahrscheinlich in dem DOC-Modul 110 verbrennen wird. Ein dritter Datenwert 230 kann eine Rate der Fluidströmung in dem DOC-Modul 110 angeben.
  • Im Betrieb kann Abgasfluid von einem Motor in einem Einlass der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung für den weiteren Verlauf durch den DOC 110 empfangen werden. Das Abgasfluid weist an dem Punkt, an dem es in den DOC 110 empfangen wird, eine Temperatur auf. Die Temperatur des Gases an dem Punkt, an dem es in den DOC 110 empfangen wird, kann auf Grund der Position der Temperatursensoren möglicherweise nicht direkt messbar sein. Das heißt, es kann möglicherweise kein Temperatursensor unmittelbar vor dem Einlass des DOC 110 vorhanden sein. Das Verfahren kann daher das Empfangen von Temperaturinformationen an einem Punkt stromaufwärts des DOC 110 und das Berücksichtigen, gegebenenfalls durch Vorhersagemodelle oder dergleichen, von wahrscheinlichen Änderungen der Temperatur zwischen dem stromaufwärtigen Punkt und dem Einlass in den DOC 110 umfassen. Ob direkt gemessen oder nicht, deutet der erste Datenwert 210 auf eine Temperatur von Gas hin, das in das DOC-Modul 110 strömt.
  • Der zweite Datenwert 220 kann eine Schwellentemperatur angeben, bei welcher Kraftstoff wahrscheinlich in dem DOC-Modul 110 verbrennen wird. Dies kann von den Betriebsbedingungen abhängen oder nicht.
  • Der dritte Datenwert 230 kann eine Rate der Fluidströmung in dem DOC-Modul 110 angeben. Insbesondere kann dies den Massendurchsatz (kg/h) von Fluid durch den DOC angeben, oder kann die Raumgeschwindigkeit (s–1) von Fluid in dem DOC angeben. Der dritte Datenwert 230 könnte auf der Grundlage von Messungen der Fluidströmung vorhergesagt werden, die abhängig von der Position geeigneter Sensoren stromaufwärts oder stromabwärts des DOC-Moduls genommen werden.
  • Zum Beispiel könnte der Strömungsraten-Datenwert, der auf die Fluidströmungsrate in dem DOC angibt, durch einen Massen-Fluidströmungssensor erhalten werden, der in dem Fluidströmungspfad benachbart zu dem (d. h. stromaufwärts oder stromabwärts des) DOC angeordnet ist. Jedoch können eine wahrscheinliche ständige Schwankung in der Fluidtemperatur und eine Reihe von Bestandteilen in dem Abgasfluid dazu führen, dass solche Sensoren beschädigt oder unzuverlässig werden.
  • Alternativ könnte der Strömungsraten-Datenwert, der auf die Fluidströmungsrate in dem DOC angibt, unter Verwendung eines Modells in Kombination mit einem Massen-Fluidströmungssensor erhalten werden, der an einem Gas- bzw. Lufteinlass des Motors angeordnet ist, an welchem der DOC angebracht ist. Das Modell kann die Gas- oder Luftströmung in den Motor, das in den Motor eingespritzte Kraftstoffvolumen, eine potenzielle Abgasrückführung und beliebige andere relevante Parameter berücksichtigen, um die Fluidströmungsrate in dem DOC abzuschätzen.
  • Statt oder zusätzlich zu einem oder mehreren Massen-Fluidströmungssensoren kann eine Kombination von Temperatur- und Drucksensoren vorgesehen sein, aus der eine Fluidströmungsrate entweder in Echtzeit oder unter Bezugnahme auf ein Modell, eine Nachschautabelle oder dergleichen berechnet werden kann. Zum Beispiel kann durch Messen der Temperatur und des Drucks des Gas- bzw. Lufteinlasses und des Abgases benachbart zu oder innerhalb des DOC die Massen-Fluidströmung durch den DOC abgeschätzt werden. Eine solche Abschätzung kann ein Modell, eine Nachschautabelle oder dergleichen einschließen.
  • Ein Massendurchsatzwert (kg/h) kann verwendet werden, in Kombination mit Parametern in Bezug auf die Geometrie des DOC und anderen Merkmalen der Vorrichtung, um die Raumgeschwindigkeit (s–1) des Fluids in dem DOC abzuschätzen.
  • Eine Motorsteuereinheit kann einige oder alle dieser Daten für den vorliegenden Zweck und/oder für andere Zwecke sammeln. Modelle und/oder eine Nachschautabelle für den vorliegenden Zweck und/oder für andere Zwecke können in der Motorsteuereinheit vorliegen.
  • Das Verfahren kann das Bewerten 240 umfassen, ob der erste Datenwert 210 größer ist als der zweite Datenwert 220. In dem Fall, dass der erste Datenwert 210 (der auf die Temperatur des in den DOC 110 strömenden Fluids angibt) niedriger ist als der zweite Datenwert 220 (der auf die minimale Temperatur für die Zündung von Kraftstoff in dem DOC 110 angibt), kann das Verfahren umfassen, dass keine Einspritzung von unverbranntem Kraftstoff in den DOC erhalten wird, da dies dazu führen kann, dass der unverbrannte Kraftstoff ohne zu oxidieren durch den DOC 110 gelangt. Das Verfahren kann stattdessen in einer Schleife zurück zum Start 205 gehen, gegebenenfalls mit einer Verzögerung, bevor es neue Datensätze 210, 220, 230 empfängt. In dem Fall, dass der erste Datenwert 210 höher ist als der zweite Datenwert 220, kann dies dazu führen, dass Modusdaten 250 erhalten werden, um eine geeignete Menge an unverbranntem Kraftstoff zu bestimmen, der stromaufwärts des DOC 110 zur Verbrennung in dem DOC freigegeben werden soll.
  • In dem Fall, dass der erste Datenwert 210 höher ist als der zweite Datenwert 220, kann das Verfahren umfassen, dass eine Überprüfung 260, 265 durchgeführt wird, ob die Bedingungen einen ersten Modus oder einen zweiten Modus angeben. Wie in der speziellen Ausführungsform von 4 gezeigt, kann der erste Modus ein Aufwärmmodus sein und kann der zweite Modus ein Normalbetriebsmodus sein. Während 4 implizieren kann, dass die Überprüfungen der Reihe nach (beginnend mit der Überprüfung auf den Aufwärmmodus und, wenn negativ, Überprüfung auf den Normalbetriebsmodus) durchgeführt werden, kann die Abfolge auch umgekehrt werden oder können die Überprüfungen gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Ist weder der erste noch der zweite Modus anwendbar, können Steuerungsfunktionen 280 auf einer höheren Ebene verwendet werden, um die nächsten Schritte zur Steuerung der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung 1 zu bestimmen.
  • Ist der erste Modus anwendbar, kann das Verfahren die Befragung einer Datenbibliothek für Kraftstoffdaten des ersten Modus umfassen, die dem bei Schritt 210 erhaltenen Eingabewert und dem bei Schritt 230 erhaltenen Eingabewert zugeordnet sind.
  • Ist der zweite Modus anwendbar, kann das Verfahren die Befragung einer Datenbibliothek für Kraftstoffdaten des zweiten Modus umfassen, die dem bei Schritt 210 erhaltenen Eingabewert und dem bei Schritt 230 erhaltenen Eingabewert zugeordnet sind.
  • Der Kraftstoff-Datenwert 270, 275 kann eine Kraftstoffmenge oder eine Kraftstoff-Strömungsrate angeben, die in das Fluid stromaufwärts des Einlasses in den DOC 110 eingespritzt werden soll. Der Kraftstoff kann unmittelbar vor dem Einlass zu dem DOC 110 eingespritzt werden. Alternativ kann der Kraftstoff in einen oder mehrere Zylinder des Motors eingespritzt werden (zusätzlich zu Kraftstoff, der in einen oder mehrere Zylinder zur Verbrennung in diesem einen oder diesen mehreren Zylindern eingespritzt wird, aber an einem unterschiedlichen Punkt in einem Arbeitstakt des Motors), so dass der zusätzlich eingespritzte Kraftstoff dazu vorgesehen ist, nicht in den Motorzylindern zu verbrennen, sondern durch die Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung 1 zur Oxidation in dem DOC 110 zu gelangen. Zum Beispiel kann die Einspritzung des einzuspritzenden Kraftstoffs erfolgen, wenn ein Abgasventil des Zylinders offen ist.
  • Der Kraftstoff-Datenwert 270 des ersten Modus kann sich von dem Kraftstoff-Datenwert 275 des zweiten Modus unterscheiden, da die geeignete Menge an einzuspritzendem Kraftstoff sich in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors unterscheiden kann. Die Werte können sich beträchtlich unterscheiden, je nachdem ob der DOC sich aufwärmt oder bereits aufgewärmt ist und läuft.
  • In dem Beispiel von 4 können die Kraftstoff-Datenwerte des ersten Modus verwendet werden, wenn der DOC sich aufwärmt, und die Kraftstoff-Datenwerte des zweiten Modus können verwendet werden, wenn der DOC bereits aufgewärmt ist und in einem Normalbetriebsmodus läuft. Eine Abgastemperatur kann während der Aufwärmphase des DOC niedriger sein als während des Normalbetriebsmodus. In der Folge kann während der Aufwärmphase ein erhöhtes Risiko bestehen, dass zur Verbrennung in dem DOC vorgesehener Kraftstoff in dem DOC nicht verbrennen kann, da die Temperatur zu gering ist. In der Folge kann unverbrannter Kraftstoff aus der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung insgesamt austreten, was jedoch ineffizient und aus regulatorischen Gründen unerwünscht sein kann. Daher kann die Menge an unverbranntem Kraftstoff, der in den DOC zur Verbrennung geführt werden soll, auf eine geringere Menge begrenzt werden müssen, wenn der DOC sich aufwärmt, als wenn der DOC bereits aufgewärmt ist. Eine Begrenzung der Kraftstoffmenge kann in dem Aufwärmmodus durch Befragung einer von der im Normalbetriebsmodus verwendeten völlig unabhängigen Datenbibliothek erreicht werden. Alternativ kann die in dem Aufwärmmodus erforderliche Begrenzung erreicht werden, indem entsprechende Daten in Bezug auf den Normalbetriebsmodus erhalten werden, aber ein Grenzwert auf die Daten angewendet wird. Der Grenzwert kann ein absoluter Grenzwert für die Menge an unverbranntem Kraftstoff sein, der zur Verbrennung in den DOC eingespritzt werden soll. Alternativ kann der Grenzwert bewirken, dass die Steigerungsrate der Einspritzung von unverbranntem Kraftstoff zur Verbrennung in dem DOC begrenzt wird.
  • Obwohl in dieser Offenbarung der Begriff Datenbibliothek verwendet wird, können die Daten in einer beliebigen für die Speicherung von Daten geeigneten Einrichtung, wie beispielsweise einer Nachschautabelle, gespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Berechnungselement der Kraftstoff-Datenwerte vorhanden sein, zum Beispiel wenn die Kraftstoff-Datenwerte des zweiten Modus durch eine Berechnung anhand einer Funktionsbeziehung aus den Kraftstoff-Datenwerten des ersten Modus erhalten werden. Es kann beabsichtigt sein, dass eine solche Beziehung die Steigerungsrate der Kraftstoffströmung während der Aufwärmphase des DOC begrenzt. Mit anderen Worten kann in diesem Beispiel die Berechnung einfach dazu dienen, die Kraftstoffeinspritzrate solange zu begrenzen, bis die Temperatur des Fluids in dem DOC ausreicht, um sicherzustellen, dass der Kraftstoff in dem DOC verbrennt, anstatt ohne zu verbrennen durch den DOC zu gelangen. In einem weiteren Beispiel kann die Berechnung von Kraftstoff-Datenwerten des ersten oder zweiten Modus angebracht sein, wenn ein tatsächlicher, gemessener Eingabewert zwischen zwei Eingabewerten liegt, für die in der Datenbibliothek Kraftstoff-Datenwerte bereitgestellt sind. In diesem Fall könnte das Verfahren eine Interpolation oder eine andere Form von Berechnung einschließen, um den geeigneten Kraftstoff-Datenwert zu bestimmen.
  • Es kann eine Reihe von Gründen und Umständen geben, aus denen es erwünscht sein kann, Kraftstoff in Motorzylinder einzuspritzen, der unverbrannt durch die Zylinder gelangen soll. Ein Beispiel kann der Wunsch sein, eine Entsulfatierung eines stromabwärts des DOC angeordneten SCR-Moduls als Teil eines SCR-Entsulfatierungsverfahrens zu erzielen. Ein solches Entsulfatierungsverfahren kann eine erhöhte Temperatur in dem SCR erfordern, damit Schwefel verbrennt. Die erhöhte Temperatur in dem SCR kann erreicht werden, indem unverbrannter Kraftstoff zur Verbrennung in dem DOC in den DOC (stromaufwärts des SCR) eingespritzt wird, wodurch eine Temperatur des bei dem SCR ankommenden Fluids erhöht wird. Ein solcher Prozess kann intermittierend stattfinden und könnte nur dann auftreten, wenn ein Bedarf nach einem solchen Prozess als Teil der gesamten Motorsteuerung identifiziert worden ist. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann als Teil dieses Prozesses verwendet werden.
  • Obwohl diese Offenbarung keinen oder keine speziellen Kraftstoff-Datenwerte zur Verwendung mit speziellen Kombinationen von Eingabewerten (d. h. Datenbibliothekswerten) nennt, können die speziellen Kraftstoff-Datenwerte dennoch vorgesehen sein, um (a) jegliche Verzögerung zu minimieren, bevor welcher Fluid in dem SCR 140 auf eine Temperatur ansteigt, überhalb der der SCR 140 wie vorgesehen arbeitet, indem er Kraftstoff in dem DOC 110 stromaufwärts des SCR 140 verbrennt, und (b) um die Möglichkeit, dass unverbrannter Kraftstoff ohne zu oxidieren durch den DOC 110 gelangt, zu verringern, da dies zu einer Reduktion in der Effizienz des DPF 120 oder des SCR 140 führen kann und/oder dazu führen kann, dass unverbrannter Kraftstoff in die Atmosphäre freigesetzt wird. Anders ausgedrückt kann die Menge an zusätzlich stromaufwärts des DOC 110 eingeleitetem Kraftstoff (wobei die Menge durch den Kraftstoff-Datenwert bestimmt wird) ausreichen, um zu der gewünschten Temperaturerhöhung in dem DOC 110 zu führen, jedoch nicht so hoch, dass es zu einem Schlupf von unverbranntem Kraftstoff durch das DOC 110 führt. In Abhängigkeit davon, ob der DOC im Aufwärmmodus oder im Normalbetriebsmodus arbeitet, kann die Kraftstoffmenge unterschiedlich sein.
  • Das Verfahren der Offenbarung kann die Möglichkeit, dass unverbrannter Kraftstoff durch den DOC gelangt, nicht völlig beseitigen. Es kann Umstände geben, unter denen die Kraftstoffvolumina so ausgewählt werden, um die Kraftstoffmenge, die wahrscheinlich unverbrannt durch den DOC gelangt, unterhalb einer annehmbaren Schwelle zu halten.
  • Das Verfahren kann periodisch, vielleicht als Teil eines normalen Betriebsprozesses oder als Teil eines ausgewiesenen Wartungsprozesses, angewendet werden, um die Temperatur von Abgasfluid in der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung zu erhöhen. Der Kraftstoff kann entweder mit der Absicht verbrannt werden, die Temperatur von Abgasfluid, das ein Modul der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung verlässt, zu erhöhen, so dass die Temperatur von Abgasfluid, das in ein darauf folgendes Modul der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung eintritt, erhöht wird. Alternativ kann er mit der Absicht verbrannt werden, dass Partikel, die in Filterelementen des Moduls gefangen sein können, in welchem der Kraftstoff verbrannt wird, verbrannt werden.
  • Es kann eine Reihe von Gründen und Umständen geben, aus denen es erwünscht sein kann, Kraftstoff in Motorzylinder einzuspritzen, der unverbrannt durch die Zylinder gelangen soll. Ein Beispiel kann der Wunsch sein, eine Entsulfatierung eines stromabwärts des DOC angeordneten SCR-Moduls als Teil eines SCR-Entsulfatierungsverfahrens zu erzielen. Ein solches Entsulfatierungsverfahren kann eine erhöhte Temperatur in dem SCR erfordern, damit Schwefel verbrennt. Die erhöhte Temperatur in dem SCR kann erreicht werden, indem unverbrannter Kraftstoff zur Verbrennung in dem DOC in den DOC (stromaufwärts des SCR) eingespritzt wird, wodurch eine Temperatur des bei dem SCR ankommenden Fluids erhöht wird. Ein solcher Prozess kann intermittierend stattfinden und könnte nur dann auftreten, wenn ein Bedarf nach einem solchen Prozess als Teil der gesamten Motorsteuerung identifiziert worden ist. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann als Teil dieses Prozesses verwendet werden.
  • Die Begriffe Abgas und Abgasfluid können austauschbar verwendet werden. Das Abgas/Fluid kann feste Partikel wie etwa Rußpartikel umfassen, die in ihrer festen Phase als ein Bestandteil des Abgases/Fluids betrachtet werden können.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Diesel-Oxidationskatalysator mit einem Einlass und einem Auslass umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Eingangstemperatur-Datenwerts, der eine Temperatur an dem Einlass angibt; Empfangen eines Strömungsraten-Datenwerts, der eine Fluidströmungsrate in dem Diesel-Oxidationskatalysator angibt; Empfangen eines Schwellentemperatur-Datenwerts, der eine vorhergesagte Temperatur angibt, die erforderlich ist, damit Kraftstoff in dem Diesel-Oxidationskatalysator oxidiert; Empfangen von Modusdaten, die angeben, ob der Diesel-Oxidationskatalysator in einem ersten Modus oder einem zweiten Modus arbeitet; und Senden eines Kraftstoff-Datenwerts, der eine Kraftstoffmenge angibt, die stromaufwärts des Einlasses zur Verbrennung in dem Diesel-Oxidationskatalysator in das Abgasfluid eingespritzt werden soll, wenn der Eingangstemperatur-Datenwert größer ist als der Schwellentemperatur-Datenwert, wobei der Kraftstoff-Datenwert von einer Datenbibliothek erhalten wird, die einen mit dem ersten Modus in Zusammenhang stehenden ersten Satz von Kraftstoff-Datenwerten und einen mit dem zweiten Modus in Zusammenhang stehenden zweiten Satz von Kraftstoff-Datenwerten umfasst, wobei jeder Kraftstoff-Datenwert der ersten und zweiten Sätze von Kraftstoff-Datenwerten einer bestimmten Kombination von Eingangstemperatur-Datenwert und Strömungsraten-Datenwert zugeordnet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Modus ein Aufwärmmodus und der zweite Modus ein Normalbetriebsmodus des Diesel-Oxidationskatalysators ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei für jede bestimmte Kombination von Eingangstemperatur-Datenwert und Strömungsraten-Datenwert ein Datenwert des ersten Satzes von Datenwerten auf eine kleinere Kraftstoffmenge oder eine langsamere Kraftstoffströmungsrate angibt als ein Datenwert des zweiten Satzes von Datenwerten.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Eingangstemperatur-Datenwert, der auf eine Temperatur an dem Einlass angibt, erhalten wird, indem eine Temperaturmessung stromaufwärts des Einlasses empfangen wird und ein Kompensationsfaktor verwendet wird, um eine wahrscheinliche Änderung der Temperatur zwischen der Temperaturmessung und der tatsächlichen Temperatur an dem Einlass des Diesel-Oxidationskatalysators zu berücksichtigen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strömungsraten-Datenwert auf einen Massendurchsatz an Abgas oder eine Raumgeschwindigkeit angibt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strömungsraten-Datenwert durch eine Messung in Kombination mit einer Vorhersage erhalten wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Empfangens des Strömungsraten-Datenwerts umfasst: das Empfangen eines stromaufwärtigen Fluiddruckwerts stromaufwärts des DOC, und das Empfangen eines stromabwärtigen Temperaturwerts und eines stromabwärtigen Fluiddruckwerts stromabwärts des DOC, dann das Befragen einer Nachschautabelle, um eine Abschätzung der Strömungsraten-Daten zu bestimmen, die dem empfangenen stromaufwärtigen Temperaturwert, dem empfangenen stromaufwärtigen Druckwert, dem empfangenen stromabwärtigen Temperaturwert und dem empfangenen stromabwärtigen Druckwert entspricht.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kraftstoffmenge, die in das Abgasfluid stromaufwärts des Einlasses zur Verbrennung in dem Diesel-Oxidationskatalysator eingespritzt werden soll, in einen oder mehrere Zylinder eines Motors eingespritzt wird, an dem während der Verwendung die Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung angebracht ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Einspritzung des einzuspritzenden Kraftstoffs erfolgt, wenn ein Abgasventil des Zylinders offen ist.
  10. Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung mit einem Diesel-Oxidationskatalysator und einem Steuergerät, wobei der Diesel-Oxidationskatalysator einen Einlass und einen Auslass umfasst, wobei das Steuergerät konfiguriert ist, um: einen Eingangstemperatur-Datenwert, der auf eine Temperatur an dem Einlass angibt, zu empfangen; einen Strömungsraten-Datenwert, der auf eine Fluidströmungsrate in dem Diesel-Oxidationskatalysator angibt, zu empfangen; einen Schwellentemperatur-Datenwert zu empfangen, der auf eine vorhergesagte Temperatur angibt, die erforderlich ist, damit Kraftstoff in dem Diesel-Oxidationskatalysator oxidiert; Modusdaten zu empfangen, die angeben, ob der Diesel-Oxidationskatalysator in einem ersten Modus oder einem zweiten Modus arbeitet; und einen Kraftstoff-Datenwert zu senden, der auf eine Kraftstoffmenge angibt, die stromaufwärts des Einlasses zur Verbrennung in dem Diesel-Oxidationskatalysator in das Abgasfluid eingespritzt werden soll, wenn der Eingangstemperatur-Datenwert größer ist als der Schwellentemperatur-Datenwert, wobei der Kraftstoff-Datenwert von einer Datenbibliothek erhalten wird, die einen mit dem ersten Modus in Zusammenhang stehenden ersten Satz von Kraftstoff-Datenwerten und einen mit dem zweiten Modus in Zusammenhang stehenden zweiten Satz von Kraftstoff-Datenwerten umfasst, wobei jeder Kraftstoff-Datenwert der ersten und zweiten Sätze von Kraftstoff-Datenwerten einer bestimmten Kombination von Eingangstemperatur-Datenwert und Strömungsraten-Datenwert zugeordnet ist.
  11. Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Steuergerät Teil einer Motorsteuereinheit ist, welche andere Aspekte der Motorleistung steuert.
  12. Motor mit der Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 und dem Steuergerät nach Anspruch 10 oder Anspruch 11.
  13. Verfahren, im Wesentlichen wie hierin unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  14. Abgasfluid-Behandlungsvorrichtung, im Wesentlichen wie hierin unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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