CN111089013B - 用于对内燃机的废气后处理系统进行监控的方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于用压差传感器对内燃机的废气后处理系统进行监控的方法，所述压差传感器检测第一取样部位与第二取样部位之间的第一压差。对第二取样部位与环境之间的第二压差进行检测。基于所述第二压差来识别缺陷。

Description

用于对内燃机的废气后处理系统进行监控的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对内燃机的废气后处理系统进行监控的方法。

背景技术

在现代内燃机中使用用于对废气进行净化的废气后处理系统。因此，例如将颗粒过滤器用于从废气中去除颗粒。为了监控这些废气后处理系统、特别是颗粒过滤器而使用压差传感器。这样的压差传感器查明第一取样部位与第二取样部位之间的压差。通常，第一取样部位布置在颗粒过滤器之前并且第二取样部位布置在颗粒过滤器之后。从所述压差中推断出颗粒过滤器的装载状态并且根据装载状态来控制颗粒过滤器的再生。

通常，压差传感器通过第一压力管路与第一取样部位相连接并且通过第二压力管路与第二取样部位相连接。作为压力管路，优选使用由塑料制成的软管。在这条压力管路存在缺陷时、比如在由于未按规定地固定管路而管路损耗时或者在同样的管路的、比如会导致压力管路中的孔或者导致压力管路中的裂纹的损坏情况时，压差的测量会受到影响。因此，颗粒过滤器的控制也受到影响。因此，值得追求的是，可靠地识别出压力管路的这样的损坏。迄今为止，已知一种借助压差的振动的幅度来识别出压力管路的损耗或损坏的方法。

发明内容

相对于此，所述按本发明的方法拥有能够可靠并且容易地识别故障的优点。为了监控压力管路而检测第二取样部位与环境之间的第二压差。基于这个第二压差来识别出特别是压力管路的缺陷。

由于使用第二压差而能够实现一种可靠并且容易的诊断方法。这样做的依据是：另一个信号可供使用并且另一方面另一个信号受到的干扰较小。此外，测量没有受到颗粒过滤器的装载的影响。

特别有利的是，识别出取样部位之一与压差传感器之间的管路中的缺陷。特别有利的是，能够识别出颗粒过滤器下游的取样部位与压差传感器之间的缺陷。优选作为缺陷识别出管路中的泄漏或管路的损耗(Abfall)。

在一种特别有利的设计方案中，仅仅在存在内燃机的特定的运行状态时进行检查。这尤其是废气质量流量超过特定的数值的运行状态。在这些运行状态中，能够可靠地识别出缺陷。

在第一种有利的实施方式中，如果第二压差几乎为零，则识别出故障。

在第二种有利的实施方式中，如果在运行状态改变时第二压差没有改变，则识别出故障。

在第三种有利的实施方式中，如果第一压差与第二压差之间的比例大于能预先给定的数值，则识别出故障。

所述三种实施方式能够各自单个地应用。但是也能够规定将其组合起来。在这种情况下，要执行所述监控中的2种或3种监控。在此也能够规定，仅当所述监控中的2种或3种监控识别出故障时才识别到故障。

在另一方面中，本发明涉及一种与处理指令一起用于编制能够在控制器上运行的计算机程序的新的程序代码、尤其是具有编译指令和/或链接指令的源代码，其中，所述程序代码在其根据所述处理指令被转换、也就是尤其被编译和/或被链接成能够运行的计算机程序时产生用于执行所描述的方法之一的所有步骤的计算机程序。这种程序代码尤其能够通过比如能够从互联网中的服务器上下载的源代码(Quellcode)来产生。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明中进行详细解释。

图1示出了废气后处理系统的主要元件，

图2示出了按本发明的方法的第一种实施方式，并且

图3和4示出了第二种和第三种实施方式。

具体实施方式

在图1中示出了废气后处理系统的主要元件。用100表示内燃机。废气从所述内燃机经由排气管110到达废气后处理系统120并且从那里经由第二排气管130和必要时另外的结构元件140进入环境。废气后处理系统120在以下所描述的实施例中是颗粒过滤器。另外的元件140例如是消声器。在第一排气管120中，在内燃机与颗粒过滤器120之间布置有第一取样点115。在颗粒过滤器与消声器140之间的第二排气管130中布置有第二取样部位135。所述两个取样部位分别用压力管路与压差传感器150相连接。这个压力传感器150检测颗粒过滤器120之前和之后的两条排气管之间的第一压差。这个第一压差是用于颗粒过滤器120的装载的量度并且被传送给控制器160。此外，所述控制器对另外的传感器170的信号进行测评并且向内燃机100上的不同调节器180加载操控信号。

此外，压差传感器150经由另外的压力管路与环境连接。在相应的布置中，能够省去与环境的这条另外的压力管路。这意味着，压差传感器150检测两个取样部位之一与环境压力之间的第二压差。优选检测第二取样部位与环境之间的第二压差。

基于第一与第二取样部位之间的第一压差，控制器160在使用传感器170的其他信号的情况下计算用于对调节器180进行操控的操控信号。因此，例如基于颗粒过滤器上的第一压差来查明颗粒过滤器的装载状态。根据装载状态，通过对于调节器180、例如喷射阀的操控来启动颗粒过滤器的再生运行。在此，例如执行额外的燃料喷射，所述燃料喷射引起废气的变热并且因此引起颗粒过滤器的变热。通过颗粒过滤器的变热，使沉积在颗粒过滤器中的炭黑颗粒氧化。

在取样部位之一与压差传感器之间的压力管路存在缺陷时，不再正确地识别颗粒过滤器的装载状态。下面要描述用于对废气后处理系统、特别是压差传感器与两个取样部位之间的压力管路进行监控的方法。为此要检测有待监控的取样部位与环境之间的第二压差，并且基于这个第二压差来识别取样部位与压差传感器之间的压力管路的缺陷。

在图2中示出了按本发明的处理方式的第一种实施方式。在这种实施方式中，对环境与第二取样部位之间的第二压差进行测评。通常，第二取样部位由于其安装位置而相对于环境具有压差。但是，只有在内燃机长时间运行并且相应的废气流流过排气管的情况下才是这种情况。在这种情况下，通过消声器在第二取样部位135处相对于环境形成一定的压差。根据本发明已经识别到，在第二取样部位135与压差传感器150之间的压力管路存在缺陷时，再也不能由压差传感器150感测到相对于环境的压差。一旦压力管路具有泄漏，就会在压力管路中出现环境压力。

根据本发明，检查第二取样部位135与环境之间的压差是否处于围绕着零的区间内。也就是说，如果压差小于阈值，则识别到故障。其中阈值处于压差传感器的最大的信号幅度的百分之几的范围内。通过对于这个阈值的考虑，能够补偿传感器公差和干扰。根据本发明，只有在存在内燃机的以下工作点时，才进行所述测评，在该工作点处相应的废气质量流量流过排气管并且通过消声器形成压差。如果在这些状态中在存在足够的废气质量流量时压差在特定的时间里处于围绕着零的区间之内，则能够识别到第二取样部位与压差传感器之间的压力管路的损耗或缺陷。

为此，在第一查询200中检查废气质量流量是否大于零。这一点例如如此进行，检查内燃机的转速和/或所喷射的燃料量或者相应的用于所喷射的燃料量的等效参量是否大于特定的阈值。作为替代方案，检查是否存在废气流量大于零的运行状态。如果不是这种情况，则重新进行查询200或者结束监控程序。

如果是这种情况，则在步骤210中由压差传感器150测量第二取样部位135与环境之间的压差。随后的查询220检查第二压差是否大于零。如果是这种情况，则在步骤240中识别到不存在故障。如果不是这种情况，也就是说，压差在围绕着零的区间内波动，则在步骤230中识别到故障。

在另一种用于进行故障监控的方法中，检查在转换工作电流或者改变工作状态时两个取样部位之一与环境之间的压差是否改变。为此要检查运行状态当前是否改变。这比如能够通过以下方式来进行，即：形成通过排气管的体积或质量流量的时间导数。如果这个时间导数超过预先给定的阈值，则进行检查。也能够取代体积或质量流量而使用相应的、借助于模型来计算的用于废气的质量流量或体积流量的信号。

第一查询300检查内燃机的运行状态的改变是否存在。这比如能够通过以下方式来进行，即：对通过排气管流动的体积流量或质量流量进行区分。如果时间导数随着时间超过预先给定的数值，则识别到运行状态的这样的改变。在这种情况下进行步骤310。如果不是这种情况，则结束监控程序或者重新进行步骤300。在步骤310中，优选多次测量压差。在随后的查询320中，检查压差是否改变还是恒定。如果查询320识别出压差是恒定的，则在步骤330中识别到故障。如果查询320识别出压差不是恒定的，则在步骤340中识别出无故障的运行。

优选通过压差传感器150的输出信号的时间微分来识别压差是否恒定。如果输出信号的时间导数小于阈值，则识别出恒定的压差。

在一种特别有利的实施方式中，在这种情况下，对压差传感器的信号能量进行测评。由压差传感器的平方的信号来计算信号能量。由此，将信号的正份额和负份额合计成信号能量的正的参量。

在另一种实施方式中，形成两个压差信号的比例并且对其进行测评。在此，在一种优选的实施方式中对压差信号的信号能量进行观察。

根据本发明已经识别到，在颗粒过滤器120下游的压力管路存在缺陷、尤其是泄漏或者损耗的情况下，第一压差不再对应于两个取样部位之间的压差，而是对应于第一取样部位和环境之间的压差。这意味着，在存在缺陷时第一压差具有比在无故障的状态下更大的数值。而第二压差则具有数值零，因为通向第二取样部位的压力管路与环境相连接。这意味着，两个压差之比在故障情况下始终比在按照规定的状态下大。

为此，在第一查询400中检查废气质量流量是否大于零。这优选根据查询200来完成。如果不是这种情况，则重新进行查询400或结束监控程序。

如果是这种情况，则在步骤410中由压差传感器150测量第二取样部位135与环境之间的压差。随后的查询420检查第一压差D1与第二压差D2之间的比例是否大于阈值。如果不是这种情况，则在步骤440中识别出不存在故障。如果是这种情况，也就是两个压差之比比在无故障的运行中大，则在步骤430中识别到故障。

Claims (9)

1.用于用压差传感器对内燃机的废气后处理系统进行监控的方法，所述压差传感器检测第一取样部位与第二取样部位之间的第一压差，检测第二取样部位与环境之间的第二压差，并且基于所述第二压差来识别缺陷，识别所述取样部位之一与所述压差传感器之间的线路中的缺陷，所述第一取样部位在排气系中布置在颗粒过滤器的高压侧，并且所述第二取样部位在排气系中布置在颗粒过滤器的低压侧。

2.根据权利要求1所述的方法，仅仅在存在内燃机的特定的运行状态时才执行检查，在所述特定的运行状态处相应的废气质量流量流过排气管并且通过消声器形成压差。

3.根据权利要求2所述的方法，只有在通过所述废气后处理系统的废气流量超过阈值时才执行所述检查。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果所述第二压差几乎为零，则识别到故障。

5.根据权利要求2所述的方法，如果在改变所述运行状态时所述第二压差不改变，则识别到故障。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果所述第一压差与所述第二压差之间的比例大于能预先给定的数值，则识别到故障。

7.根据权利要求2所述的方法，在废气质量流量超过特定的数值的运行状态中才执行检查。

8.机器可读的存储介质，在所述机器可读的存储介质上保存了计算机程序，所述计算机程序构造用于实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法之一的所有步骤。

9.控制器，所述控制器构造用于实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法之一的所有步骤。