CN108691630B - 用于对柴油颗粒过滤器的功能进行监控的方法和控制装置 - Google Patents
用于对柴油颗粒过滤器的功能进行监控的方法和控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于对内燃机的排气道中的柴油颗粒过滤器的功能进行监控的方法，其中直至在极限‑柴油颗粒过滤器之后在颗粒传感器的位置处达到电流阈值，计算所预测的时间，并且当直至达到电流阈值的所测量的时间大于直至达到电流阈值的所预测的时间时，推断出合格‑柴油颗粒过滤，并且当直至达到电流阈值的所测量的时间低于直至达到电流阈值的所预测的时间时，推断出缺陷‑柴油颗粒过滤器。按照本发明规定，确定在颗粒传感器的安装位置处的所建模的碳烟颗粒浓度作为所建模的碳烟排放。本发明还涉及一种用于对内燃机的排气道中的柴油颗粒过滤器的功能进行监控的控制装置。通过本发明避免从碳烟浓度到碳烟质量流量并且返回到碳烟浓度的多次转化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对内燃机的排气道中的柴油颗粒过滤器的功能进行监控的方法，其中碳烟排放在所述排气道中在所述柴油颗粒过滤器之后用颗粒传感器来确定，其中在极限-柴油颗粒过滤器之后在所述颗粒传感器的处置处对所预料的碳烟排放进行建模，并且其中当所测量的碳烟排放小于所建模的碳烟排放时，推断出合格-柴油颗粒过滤器，并且当所测量的碳烟排放高于所建模的碳烟排放时，推断出缺陷-柴油颗粒过滤器。
此外，本发明涉及一种用于对内燃机的排气道中的柴油颗粒过滤器的功能进行监控的控制装置，其中在所述排气道中在所述柴油颗粒过滤器之后设置了用于确定柴油颗粒过滤器的损坏程度的颗粒传感器，其中直至在极限-柴油颗粒过滤器之后在所述颗粒传感器的位置处达到电流阈值，计算所预测的时间，并且其中当直至达到电流阈值的所测量的时间大于直至达到电流阈值的所预测的时间时，推断出合格-柴油颗粒过滤器，并且当直至达到电流阈值的所测量的时间低于直至达到电流阈值的所预测的时间时，推断出缺陷-柴油颗粒过滤器。
背景技术
具有柴油式运行的内燃机的车辆为了遵守关于其排放的规定而另外在排气道中装备有柴油颗粒过滤器（DPF）。关于车载诊断（OBD2）的规定要求对所述车辆的与废气相关的组件进行监控，因此也要求对所述柴油颗粒过滤器的功能能力进行监控。随着用于颗粒排放的OBD极限值（CARB法规MY13：17.5mg/mi；欧洲法规Euro6-2：12mg/km；欧洲法规EUVI-C：25mg/kWh）的降低，在许多情况中再也不能通过对于在所述柴油颗粒过滤器上的压差的监控来实现所述监控，而是必须在所述柴油颗粒过滤器的后面安装颗粒传感器。在所述柴油颗粒过滤器有缺陷的情况下，碳烟颗粒沉积在所述颗粒传感器的两个梳状地插到彼此当中的电极上并且由于其导电能力而导致所述电极之间的电阻的减小。由此，在施加电压时能够测得电流。自碳烟填塞（Rußbelegung）的阈值起，所述电流随着碳烟填塞而上升。如果电流在预先给定的填塞持续时间（Belegungsdauer）之内上升超过阈值，则认为存在在OBD2-法规的意义上有缺陷的颗粒过滤器。为了开始新的测量周期，对所述颗粒传感器进行加热并且将所积聚的碳烟颗粒烧掉。
由于进行收集的颗粒传感器的功能原理的原因，所述颗粒传感器不能直接测量废气中的碳烟浓度，而是测量直至所述电流上升超过阈值的时间。将这个所测量的时间与来自比较模型的所预测的时间进行比较。这个比较模型另外拥有用作输入参量的碳烟颗粒浓度。同样地，该碳烟排放通过另一个模型来形成，所述另一个模型根据参数、比如发动机工作点、废气中的氧气浓度和/或废气再循环率（AGR率）输出根据在OBD规定的意义上具有极限意义的柴油颗粒过滤器的碳烟颗粒质量流量。在DPF诊断功能中，从这个碳烟颗粒质量流量中换算出用于所述比较模型的碳烟颗粒浓度。通过这种方法，借助于诊断功能能够查明，是存在缺陷-DPF还是存在合格-DPF。
从DE102014 206252 B4中公开了一种用于对布置在机动车的排气系中的柴油颗粒过滤器的功能能力进行诊断的方法，该方法具有以下步骤：
用所述车辆实施排放测试并且借助于连接在所述颗粒过滤器后面的颗粒传感器在所规定的第一排放极限值的情况下测量颗粒排放，以便得到第一颗粒模型值（RM1）；
用所述车辆实施排放测试并且借助于所述颗粒传感器在所规定的第二排放极限值的情况下测量颗粒排放，以便得到第二颗粒模型值（RM2）；
在所述车辆的运行中借助于所述颗粒传感器来测量所述颗粒排放并且得到颗粒排放测量值（R）；
根据以下公式来求取诊断值（FACNOM）：
将所得到的诊断值（FACNOM）与所规定的极限值进行比较；并且当所述诊断值低于所述极限值时，将所述柴油颗粒过滤器分级为“完好”，并且当所述诊断值超过所述极限值时，将所述柴油颗粒过滤器分级为“损坏”，其中所规定的第一排放极限值相当于EU6-柴油颗粒排放极限值（ELimit-DPF）并且所规定的第二排放极限值相当于EU6-车载诊断极限值（OBDLimit-DPF）。
文件DE 102013 206 451 A1说明了一种用于对布置在机动车的排气系中的颗粒过滤器的过滤能力进行监控的方法，该方法具有以下步骤：
通过求取所述颗粒过滤器的有效值并且将所述有效值与期望值进行比较来实施第一诊断阶段；
在所述有效值达到或者低于所述期望值时设置故障怀疑（Fehlerverdacht）；
在设置故障怀疑时提高所属的机动车发动机的废气中的颗粒排放并且由此降低所求取的过滤器有效值的离散度（Streuung）；并且
实施与所述第一诊断阶段相类似的第二诊断阶段。
文件DE102013 206 391 A1说明了一种用于对布置在机动车发动机的排气系中的颗粒过滤器的功能能力进行检查的方法，该方法具有以下步骤：
在第一工作点上测量在所述颗粒过滤器下游的废气中的颗粒浓度（c_1）；
从所测量的颗粒浓度（c_1）和在所述颗粒过滤器上游的所建模的颗粒浓度中求取过滤效率（eff_1）；
将所述发动机的工作点转换到第二工作点，使得在所述颗粒过滤器上游的颗粒排放剧烈地上升；
在所述第二工作点上测量在所述颗粒过滤器下游的废气中的颗粒浓度（c_2）；
与所述第一工作点上的处理方式相类似地求取所述第二工作点上的过滤效率（eff_2）；
求取所述过滤效率（eff_1与eff_2）之间的绝对差；并且
当所述过滤效率（eff_1与eff_2）之间的绝对差超过所规定的阈值时，确定偏移误差。
发明内容
本发明的任务是，提供一种方法，该方法能够通过使用能够更容易地配置数据的碳烟模型来实现简化对柴油颗粒过滤器的功能能力的诊断。
此外，本发明的任务是，提供一种适合于实施所述方法的控制装置。
本发明的与所述方法相关的任务通过以下方式得到解决：确定在所述颗粒传感器的安装位置处的所建模的碳烟颗粒浓度作为所建模的碳烟排放。通过模型方案，避免了从碳烟浓度到碳烟质量流量并且返回到碳烟浓度的多次转化。由于转化步骤所引起的数据损失的风险因此能够得到避免。对所述柴油颗粒过滤器的功能能力的诊断由此得到简化。浓度数值的连续使用的另一个优点是碳烟浓度与其它废气参量之间的良好关联，所述良好关联简化了模型方案。这一点有利地在降低特性曲线与组合特性曲线的数目方面起作用。所述处理方式由此降低数据配置耗费和计算持续时间。
在建立具有碳烟浓度数据的模型时给所建模的碳烟颗粒浓度配置数据，由此能够使用在参考测量技术中典型地使用的装置、比如示范地是微型碳烟传感器（Micro SootSensor）（MSS），所述装置确定碳烟浓度，而不必将其输出值从浓度转化为碳烟质量。
本发明的与所述控制装置相关的任务通过以下方式得到解决：在所述控制装置中设置了程序流程或者开关电路，所述程序流程或者开关电路用于对作为在所述颗粒传感器的安装位置处的所建模的碳烟排放的碳烟颗粒浓度进行建模。由于计算耗费的减少而能够简化所述控制单元。
附图说明
下面借助于在附图中示出的实施例对本发明进行详细解释。
图1示出了按照本发明的碳烟浓度模型。
具体实施方式
根据不同的方案在碳烟颗粒质量流量的基础上进行碳烟建模是现有技术。这种处理方式的不利之处是，需要进行从浓度到质量流量再到浓度的双重转化。这十分耗费计算时间并且隐藏着在转化中的数据损失的风险。
图1示出了按本发明的碳烟浓度模型10。所述碳烟浓度模型10对于比较模型而言用作用于对柴油颗粒过滤器的功能进行监控的输入参量并且用于判断，所述柴油颗粒过滤器是缺陷-柴油颗粒过滤器还是合格-柴油颗粒过滤器。为此，确定在极限-柴油颗粒过滤器之后的经过校正的碳烟浓度20作为比较值。在所述碳烟浓度模型10中，在第一逻辑运算（Verknüpfung）12中用氧气校正13对碳烟基础浓度11进行校正，所述氧气校正考虑所述废气中的氧气浓度。所述碳烟基础浓度11相当于在用于对所述柴油颗粒过滤器进行监控的颗粒传感器的安装位置处的固定碳烟排放。所述氧气校正13考虑所建模的所预料的氧气浓度与在废气中用λ传感器测量的或者从氮氧化物传感器的氧气信号中所确定的氧气浓度的偏差。这些偏差影响到碳烟排放，因而规定，根据当前的与所预料的氧气浓度之间的差以及所喷射的燃料量在第一组合特性曲线中对所述碳烟浓度模型10中的碳烟浓度进行校正并且在需要时将其限制到预先确定的范围上。
在第二逻辑运算14中进行动态校正15，所述动态校正考虑当前的发动机工作点。针对所述动态校正15形成燃料喷射量或者发动机转矩的梯度并且将所述梯度与发动机转速一起输送给第四组合特性曲线，所述第四组合特性曲线对所建模的碳烟浓度进行校正。此外，也可以考虑转速梯度和环境条件、比如环境压力、环境温度、冷却水温度、废气再循环率和λ值。
在第三逻辑运算16中用AGR校正17对所述第二逻辑运算14的结果进行校正，所述AGR校正考虑所述废气再循环率（AGR率）。在当前的全部AGR率和环境温度的基础上求取用于所建模的用来进行DPF诊断的碳烟排放的AGR校正的主校正因数。从中所产生的校正因数能够接下来通过特性曲线根据环境压力和发动机温度进一步得到校正。
在第四逻辑运算18中用另一个因数——低压AGR校正19对所述逻辑运算16的结果进行校正，所述另一个因数考虑额外的低压AGR份额的情况。针对该校正，将所述全部AGR率和所述低压AGR份额用作输入到校正组合特性曲线中的输入参量。
为了使输出信号平滑，能够用第一阶低通（PT1项）对来自逻辑运算18的结果进行滤波。所述结果是经过校正的碳烟浓度20。
在诊断功能30中，将极限-柴油颗粒过滤器之后的经过校正的碳烟浓度20与在废气中在所述颗粒过滤器之后所确定的碳烟浓度进行比较。因此，能够在所述诊断功能30中查明，是存在缺陷-柴油颗粒过滤器还是存在合格-柴油颗粒过滤器。由此避免从浓度到质量流量再到浓度的多次转化。
Claims (3)
1.用于对内燃机的排气道中的柴油颗粒过滤器的功能进行监控的方法，其中碳烟排放在排气道中在柴油颗粒过滤器之后用颗粒传感器来确定，其中在柴油颗粒过滤器之后在颗粒传感器的位置处对所预料的碳烟排放进行建模，并且其中当所测量的碳烟排放小于所建模的碳烟排放时，推断出合格-柴油颗粒过滤器，并且当所测量的碳烟排放高于所建模的碳烟排放时，推断出缺陷-柴油颗粒过滤器，其特征在于，确定在所述颗粒传感器的安装位置处的所建模的碳烟颗粒浓度作为所建模的碳烟排放，其中，对在柴油颗粒过滤器之后所建模的碳烟颗粒浓度进行校正，并将在柴油颗粒过滤器之后的经过校正的碳烟颗粒浓度与在所述颗粒过滤器之后所测量的碳烟颗粒浓度进行比较。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立具有碳烟浓度数据的模型时给所建模的碳烟颗粒浓度配置数据。
3.用于对内燃机的排气道中的柴油颗粒过滤器的功能进行监控的控制装置，其中在所述排气道中在所述柴油颗粒过滤器之后设置了用于确定柴油颗粒过滤器的损坏程度的颗粒传感器，其中直至在柴油颗粒过滤器之后在所述颗粒传感器的位置处达到电流阈值，计算所预测的时间，并且其中当直至达到电流阈值的所测量的时间大于直至达到电流阈值的所预测的时间时，推断出合格-柴油颗粒过滤器，并且当直至达到电流阈值的所测量的时间低于直至达到电流阈值的所预测的时间时，推断出缺陷-柴油颗粒过滤器，其特征在于，在所述控制装置中设置了程序流程或者开关电路，所述程序流程或者开关电路用于对作为在所述颗粒传感器的安装位置处的所建模的碳烟排放的碳烟颗粒浓度进行建模，用于执行根据权利要求1或2所述的方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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