DE10140048A1 - System und Verfahren zur Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfilters - Google Patents

System und Verfahren zur Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfilters

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Abstract

Es wird ein System 10 zur Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfilters 12 beschrieben. Das System 10 eignet sich für die Verwendung in Kombination mit einem Fahrzeug, welches einen Innenverbrennungsdieselmotor 14 des Typs aufweist, der mehrere im wesentlichen identische Zylinder 16 umfaßt, die eine Kurbelwelle 17 in Rotation versetzen. Der Motor 14 umfaßt einen Ansaugkrümmer 18, der die Zylinder 16 selektiv mit Luft versorgt, und einen Abgaskrümmer 20, der die Abgase aus den Zylindern 16 selektiv abführt. Das System 10 umfaßt ein Motorsteuergerät oder einen Regler 40, welches (welcher) kommunizierend mit einem operativ im Ansaugkrümmer 18 angeordneten Drucksensor 42 und anderen Sensoren 44 für die Fahrzeugbetriebsbedingungen verbunden ist. Der Regler 40 überwacht die von den Sensoren 42 und 44 empfangenen Signale und schätzt aufgrund der empfangenen Signale die Belastung des DPF 12 und bestimmt den Zeitpunkt, zu dem der DPF 12 regeneriert werden sollte.

Description

Die vorliegende Erfindung hat ein System und Verfahren zur Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfilters und insbesondere ein System und Verfahren zur genauen Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfilters, bei dem eine Ver­ wendung von Druck- und Temperatursensoren im Abgassystem des Fahrzeugs nicht erforderlich ist, zum Gegenstand.
Dieselmotoren bieten bei der Kraftstoffökonomie wesentliche Vorteile auf Kosten höherer geregelter Emissionswerte. Eine dieser im Dieselmotor anfallenden Emissionen, die geregelt und gesteuert werden müssen, wird üblicherweise als Partikel­ emission bezeichnet.
Die Partikelemission wird typischerweise unter Verwendung eines Dieselpartikelfilters ("DPF") signifikant verringert. Diese Filter sind typischerweise operativ im Abgassystem eines Fahrzeugs angeordnet und bewirken, daß Partikelemissio­ nen vor Freisetzung in die Atmosphäre gesammelt und gespei­ chert werden. Ein Fahrzeug-DPF muß mit fortschreitender Fül­ lung in periodischen Abständen regeneriert werden, um die darin gespeicherten Partikel zu entsorgen. Diese Regenerie­ rung wird typischerweise durch Erhöhen der DPF-Temperatur auf ein vorbestimmtes Niveau sowie dadurch bewerkstelligt, daß für das in den DPF einströmende Abgas eine bestimmte Zusam­ mensetzung gewährleistet wird.
Da der DPF operativ im Abgassystem plaziert ist, erhöht der DPF mit fortschreitender Füllung den Durchflußwiderstand und den Gegendruck im Abgassystem. Um die DPF-Belastung zu messen und festzustellen, wann ein DPF regeneriert werden sollte, überwachen an sich bekannte Systeme den Druck am DPF (z. B. unter Verwendung eines oder mehrerer im Abgassystem angeord­ neter Drucksensoren) und die DPF-Temperatur. Diese an sich bekannten Systeme kombinieren diese Druck- und Temperaturmes­ sungen mit Motorbetriebsdaten zu einem für die DPF-Belastung charakteristischen Maß. Das Motorsteuergerät überwacht die entsprechenden Signale und berechnet kontinuierlich das Maß der Belastung. Sobald das Maß einen vorbestimmten eichfähigen Schwellenwert übersteigt, schaltet das Motorsteuergerät auf eine Regenerierungsstrategie um. Wiewohl diese Systeme für die genaue Überwachung der DPF-Belastung effektiv sind, sind die für die Durchführung der DPF-Belastungsmessungen benötig­ ten Druck- und Temperatursensoren relativ teuer und führen zu einer unerwünschten Erhöhung der Gesamtkosten des Fahrzeugs.
Deshalb besteht Bedarf für ein neues und verbessertes System und Verfahren zur Überwachung der DPF-Belastung, welches ohne Verwendung von Druck- und/oder Temperatursensoren im Abgassy­ stem genau feststellt, wann ein DPF regeneriert werden soll­ te.
Eine erste Aufgabe der Erfindung ist ein System und Verfahren zur Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfilters ("DPF"), durch welches wenigstens einige der zuvor beschrie­ benen Nachteile früherer Systeme, Zusammenbauten und Verfah­ ren überwunden werden.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist ein System und Verfah­ ren zur Überwachung der Belastung eines DPF, mit dem genau festgestellt wird, wann der DPF regeneriert werden sollte.
Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist ein System und Verfah­ ren zur Überwachung der Belastung eines DPF, bei dem die Verwendung teurer Druck- und/oder Temperaturensensoren im Abgassystem des Fahrzeugs nicht erforderlich ist.
Nach einem ersten Merkmal der Erfindung ist ein System zur Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfilters opera­ tiv in einem Fahrzeug des Typs, der einen Motor mit Ansaug­ krümmer und Turbolader aufweist, angeordnet. Das System um­ faßt wenigstens einen ersten Sensor, der geeignet ist, wenig­ stens ein Betriebsattribut des Motors zu messen und ein er­ stes, das gemessene Betriebsattribut darstellendes Signal zu erzeugen, einen zweiten Sensor, der im Ansaugkrümmer operativ angeordnet und geeignet ist, einen Ladedruck innerhalb des Ansaugkrümmers zu messen und ein zweites, den gemessenen Druck darstellendes Signal zu erzeugen, und einen Regler, welcher mit dem ersten und zweiten Sensor kommunizierend gekoppelt ist und welcher das erste und das zweite Signal empfängt, wobei der Regler in der Lage ist, das empfangene zweite Signal mit einem Nenndruckwert zu vergleichen, der aufgrund des ersten Signals ausgewählt wurde, und die Bela­ stung des Dieselpartikelfilters aufgrund des Vergleichs zu bestimmen.
Ein Verfahren gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung er­ laubt die Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfil­ ters, welcher in einem Fahrzeug des Typs, der einen Motor mit einer Turbine mit Verstellgeometrie, welche den Ladedruck in geschlossenem Regelkreis aufrechterhält, aufweist, operativ angeordnet ist. Die Verfahrensschritte umfassen die Messung von wenigstens einem Betriebsattribut des Motors, die Messung eines Betätigungsaufwands der Turbine mit Verstellgeometrie, die Bestimmung eines Nenn-Betätigungsaufwands für die Turbine mit Verstellgeometrie aufgrund des wenigstens einen gemesse­ nen Betriebsattributs und des Vergleichs des gemessenen Betä­ tigungsaufwands mit dem Nenn-Betätigungsaufwand, wodurch festgestellt werden kann, ob der Dieselpartikelfilter im wesentlichen gefüllt ist.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Er­ findung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläu­ tert werden. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Systems zur Überwa­ chung der Belastung eines Dieselpartikelfilters ("DPF"), welches entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfin­ dung hergestellt wird und welches innerhalb eines Motors, der einen Turbolader mit einer Turbine mit Festgeometrie auf­ weist, implementiert wird;
Fig. 2 ein Blockdiagramm mit der Darstellung eines von dem in Fig. 1 gezeigten System verwendeten Verfahrens zur Über­ wachung der DPF-Belastung und zur Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem der DPF regeneriert werden sollte;
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Systems zur Überwa­ chung der Belastung eines DPF, welches entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung hergestellt wird und welches innerhalb eines Motors, der einen Turbolader mit einer Turbine mit Verstellgeometrie aufweist, implementiert wird;
Fig. 4 ein Blockdiagramm mit der Darstellung eines von dem in Fig. 3 gezeigten System verwendeten Verfahrens zur Über­ wachung der DPF-Belastung und zur Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem der DPF regeneriert werden sollte.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein System zur Überwachung der Belastung eines Dieselpartikelfilters ("DPF") 12 dargestellt, welches entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfin­ dung hergestellt wird. Das System 10 ist für den Einsatz in Kombination mit einem Fahrzeug mit Innenverbrennungsdieselmo­ tor 14 des Typs, der mehrere, im wesentlichen identische Zylinder 16 aufweist, welche eine Kurbelwelle 17 in Rotation versetzen, geeignet. Der Motor 14 umfaßt einen Ansaugkrümmer 18, der die Zylinder 16 selektiv mit Luft versorgt, und einen Abgaskrümmer 20, der die Abgase aus den Zylindern 16 selektiv abführt. Der Motor 14 umfaßt außerdem einen Turbolader 22 mit einer Turbine mit Festgeometrie 24 und einen Verdichter 26, die operativ und drehbar auf einer gemeinsamen Welle 28 mon­ tiert sind. Die Turbine 24 nutzt die im Abgas enthaltene Energie für den Antrieb des Verdichters 26, der seinerseits Außenluft in das System einsaugt, sie vorverdichtet und durch den Ansaugkrümmer 18 den Zylindern 16 zuführt. Die Abgase passieren eine Abgasleitung 29, die das Gas durch den DPF 12 transportiert und dadurch die Feststoffe aus den Abgasen beseitigt, bevor diese ins Freie abgeführt werden. Der Motor 14 umfaßt außerdem ein Abgasrückführungs("AGR")-Ventil 30, eine AGR-Kühleinheit oder einen "Kühler" 32 sowie eine Inter­ cooler-Einheit oder einen "Intercooler" 36.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt das System 10 ein Motorsteuergerät oder einen Regler 40, welches (welcher) mit dem AGR-Ventil 30 kommuniziert, einen Ladedrucksensor 42, der operativ im Ansaugkrümmer angeordnet ist, sowie weitere Sen­ soren 44 für die Fahrzeugbetriebsbedingungen. Wie nachstehend näher und umfassender erörtert, überwacht der Regler 40 die von den Sensoren 42 und 44 empfangenen Signale und schätzt aufgrund der empfangenen Signale die Belastung des DPF 12 und bestimmt den Zeitpunkt, zu dem der DPF 12 regeneriert werden sollte.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Regler 40 ein an sich bekanntes Steuergerät mit einem oder mehreren Mikropro­ zessoren, die gemeinsam die nachstehend beschriebenen Prozes­ se ausführen. Bei einer Ausführungsform umfaßt der Regler 40 einen Teil eines an sich bekannten Motorsteuergeräts ("MSG"). Bei anderen, alternativen Ausführungsformen ist der Regler 40 extern mit dem Motorsteuergerät des Fahrzeugs gekoppelt. Der Regler 40 umfaßt eine oder mehrere Datenbanktabellen oder Matrizes, die selektiv "Ladedruck"- oder Krümmer­ druck("Ansaugkrümmerdruck")-Werte für verschiedene Bereiche von Motorbetriebsdrehzahlen und -lasten speichern, die der Regler 40 zur Schätzung der Belastung des DPF 12 verwendet.
Der Sensor 42 umfaßt einen an sich bekannten und handelsübli­ chen Krümmer oder Ladedruck("MAP")-Sensor, der den Krümmer­ druck im Ansaugkrümmer 18 mißt und Signale erzeugt und an den Regler 40 (und/oder ein Motorsteuergerät) übermittelt, die den gemessenen Druck darstellen. Die Sensoren 44 weisen an sich bekannte und handelsübliche Motorbetriebsbedingungssen­ soren auf, die u. a. einen oder mehrere an sich bekannte Sen­ soren umfassen können, welche bestimmte Motorbetriebsattribu­ te messen und ein diese Attribute darstellendes Signal erzeu­ gen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfassen die Sensoren 44 Motordrehzahlsensoren, welche die Motordrehzahlen messen und Signale erzeugen bzw. zum Regler 40 (und/oder zu einem Steu­ ergerät) übermitteln, die die gemessenen Drehzahlen darstel­ len. Die Sensoren 44 umfassen außerdem einen oder mehrere Motorbelastungssensoren, die die Motorbelastungen messen oder schätzen (z. B. durch Überwachung des Kraftstoffdurchflusses im Motor) und Signale erzeugen bzw. an den Regler 40 (und/oder ein Motorsteuergerät) übermitteln, die die gemessenen Motorbelastungen darstellen. Aufgrund der von den Sensoren 42, 44 empfangenen Daten schätzt der Regler 40 die Belastung des DPF 12 und bestimmt, ob eine Regenerierungsstrategie implementiert werden soll.
Um die Funktionsweise des Systems 10 verständlich zu machen, wird nunmehr auf das "Ablaufdiagramm" oder Diagramm 50 in Fig. 2 Bezug genommen, welches die Strategie veranschau­ licht, die das System 10 anwendet, um die Belastung des DPF 12 zu überwachen und den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der DPF 12 regeneriert werden sollte. Wie dargestellt, beginnt die Strategie 50 mit dem Funktionsblock oder -schritt 52, wo der Regler 40 von den Sensoren 44 Daten empfängt, die die Drehzahl und Belastung des Motors 14 darstellen. Der Regler 40 verarbeitet die von den Sensoren 44 empfangenen Daten und verwendet an sich bekannte Algorithmen und/oder Gleichungen für die Bestimmung und/oder Schätzung der Motordrehzahl und -belastung. Im Funktionsblock oder -schritt 54 vergleicht der Regler 40 die berechnete Motordrehzahl und -belastung mit vorbestimmten Mindestdrehzahl- und -belastungsschwellenwer­ ten. Bei der bevorzugten Ausführungsform fährt der Regler 40 mit Funktionsblock oder -schritt 62 fort, wenn entweder die Motordrehzahl oder die Motorbelastung den jeweiligen Mindest­ schwellenwert überschreitet. Bei einer alternativen Ausfüh­ rungsform müssen sowohl die Motordrehzahl als auch die Motor­ belastung die jeweiligen Mindestschwellenwerte überschreiten, damit der Regler 40 mit Schritt 62 fortfahren kann. Der Schritt 54 stellt sicher, daß die Schätzung der DPF-Belastung erst stattfindet, nachdem der Motor Mindestdrehzahl- und/oder -belastungswerte erreicht hat, die für eine genaue Schätzung der DPF-Belastung benötigt werden.
Wenn die gemessene Motordrehzahl und/oder -belastung die Mindestschwellenwerte nicht überschreiten, fährt der Regler 40 mit Schritt 56 fort und stellt einen internen oder exter­ nen Zeitmesser ein. Der Regler 40 überwacht weiterhin die Motordrehzahl und -belastung, während der Zeitmesser aktiv ist, und falls die Motordrehzahl und/oder -belastung zu ir­ gendeinem Zeitpunkt die jeweiligen Mindestschwellenwerte überschreiten, fährt der Regler 40 direkt mit Schritt 62 fort. Wenn andererseits ein vorbestimmter Zeitraum abläuft (z. B. tmax), wie dies im Funktionsblock oder -schritt 58 dar­ gestellt ist, fährt der Regler 40 mit dem Funktionsblock oder -schritt 60 fort. Bei Schritt 60 sendet der Regler 40 ein Signal an das AGR-Ventil 30, welches während eines vorbe­ stimmten Zeitraums das Schließen des AGR-Ventils bewirkt. Das Schließen des AGR-Ventils 30 bewirkt bei belastetem DPF eine deutlichere Differenz im Krümmerladedruck, so daß die Bela­ stung des DPF besser zu unterscheiden ist.
Im Funktionsblock oder -schritt 62 benutzt der Regler 40 den Sensor 42 zur Messung des Lade- oder Krümmerdrucks ("MAPmeas"). Der Regler 40 fährt dann mit Funktionsblock oder -schritt 64 fort, wo er einen MAP-Nennwert unter den aktuel­ len Motorbetriebsbedingungen (z. B. Drehzahl und Belastung) bestimmt oder auswählt - wobei der Nennwert einem MAP-Wert entspricht, der bei einem im wesentlichen "sauberen" (z. B. feststofffreien) DPF "zu erwarten" wäre. Der Nennwert oder "zu erwartende" Wert ("MAPnom") wird durch Zugriff auf eine Datenbank oder Tabelle innerhalb des Reglers 40 bestimmt. Die MAP-Nennwerttabelle oder -matrix umfaßt eine Mehrzahl von "zu erwartenden" oder Nenn-Ladedruckwerten. Jeder einzelne "MAP"- Wert entspricht einem bestimmten Motordrehzahlwert oder -wertbereich und einem bestimmten Motorbelastungswert oder -wertbereich. Die MAP-Werte innerhalb der Tabelle werden mittels an sich bekannter Testverfahren bestimmt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die aktuelle gemessene Motordrehzahl verwendet, um eine Spalte in der MAP- Nennwerttabelle mit einem Index oder "Bezugszeichen" zu ver­ sehen, und die aktuelle gemessene Motorbelastung wird verwen­ det, um eine Reihe in der MAP-Nennwerttabelle mit einem Index oder "Bezugszeichen" zu versehen.
Sobald der Regler 40 den der aktuellen Motordrehzahl und -belastung entsprechenden MAP-Nennwert erhält oder "auf­ sucht", fährt der Regler 40 mit dem Funktionsblock oder -schritt 65 fort, wo er die Differenz zwischen dem MAP- Nennwert und dem gemessenen MAP-Wert (d. h. MAPdiff = MAPnom - MAPmeas) berechnet. Im Funktionsblock oder -schritt 66 wendet der Regler 40 einen an sich bekannten Tiefpaßfilter auf die MAP-Differenz zur Beseitigung von Einschwingvorgängen an. Der Regler 40 ermittelt dann, ob die gefilterte MAP-Differenz eine vorbestimmte, eichfähige Mindestschwellenwertdifferenz (d. h. MAPdiff < Mindest-Schwellenwertdifferenz) überschreitet, die ihrerseits von der Motordrehzahl und/oder -belastung abhängig sein kann, wie es im Funktionsblock oder -schritt 67 dargestellt ist. Wenn MAPdiff die Mindestschwellenwertdiffe­ renz nicht überschreitet, bestimmt der Regler 40, daß der DPF ausreichend "sauber" ist, da ein erheblich "belasteter" DPF zu einer signifikanten Verringerung des gemessenen MAP-Werts führt. Der Regler 40 kehrt dann zum Schritt 52 zurück und wiederholt die vorgenannte Strategie. Wenn andererseits der Wert MAPdiff die Mindestschwellenwertdifferenz überschreitet, bestimmt der Regler 40, daß der DPF erheblich "belastet" oder mit Feststoffen gefüllt ist, und fährt mit dem Funktionsblock oder -schritt 68 fort. Im Schritt 68 folgt der Regler 40 einer an sich bekannten DPF-Regenerierungsstrategie (z. B. erhöht der Regler 40 die Temperatur des DPF 12 auf ein vorbe­ stimmtes Niveau oder einen vorbestimmten Wert), so daß die gespeicherten Feststoffe entsorgt werden.
Auf diese Weise kann das System 10 die DPF-Belastung ohne Anwendung von Druck- und/oder Temperatursensoren im Abgassy­ stem 29 (z. B. am DPF 12 oder beiderseits desselben) selektiv überwachen. Darüber hinaus ermöglicht dieses System 10 genaue Messungen der DPF-Belastung unter Verwendung der in einem typischen Fahrzeug vorhandenen Hardware und setzt nicht die Anwendung externer Bauteile voraus.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird ein System 100 dargestellt, wel­ ches entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurde. Das System 100 ist im wesentlichen iden­ tisch zu dem System 10, abgesehen davon, daß der Turbolader 22 durch einen Turbolader 102 mit einer Turbine mit Verstell­ geometrie ("VGT") 104 ersetzt wurde, die mehrere Schaufeln 106 aufweist, welche selektiv in verschiedene Winkelstellun­ gen positioniert werden können und womit verschiedene VGT- Beanspruchungen oder Luftdurchsätze bewirkt werden können. Der Regler 40 kommuniziert mit der VGT 104 und übermittelt wahlweise Signale an einen Schaufelaktuator, der operativ in der VGT 104 angeordnet ist und selektiv den Winkel oder die Stellung der Schaufeln oder Flügel 106 der VGT 104 verstellt und dadurch die VGT-Beanspruchung und/oder Fähigkeit zur Beförderung von Luft durch das System verändert. Insbesondere arbeitet die VGT 104 mit einer an sich bekannten Strategie des geschlossenen Regelkreises, um einen bestimmten Soll- oder Ladedruck innerhalb des Systems aufrechtzuerhalten. Für die Zwecke dieser Besprechung entspricht die "Erhöhung" der VGT-Beanspruchung einem "Schließen" der VGT-Schaufeln, wo­ durch der Ladedruck innerhalb des Systems erhöht wird.
Um die Funktionsweise des Systems 100 verständlich zu machen, wird nunmehr auf das "Ablaufdiagramm" oder Diagramm 110 in Fig. 4 Bezug genommen, welches die Strategie veranschau­ licht, die das System 100 anwendet, um die Belastung des DPF 12 zu überwachen und den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der DPF 12 regeneriert werden sollte. Wie dargestellt, beginnt die Strategie 110 mit dem Funktionsblock oder -schritt 112, wo der Regler 40 von den Sensoren 44 Daten empfängt, die die Drehzahl und Belastung des Motors 14 darstellen. Der Regler 40 verarbeitet die von den Sensoren 44 empfangenen Daten und verwendet an sich bekannte Algorithmen und/oder Gleichungen für die Bestimmung und/oder Schätzung der Motordrehzahl und -belastung. Im Funktionsblock oder -schritt 114 vergleicht der Regler 40 die berechnete Motordrehzahl und -belastung mit vorbestimmten Mindestdrehzahl- und -belastungsschwellenwer­ ten. Bei der bevorzugten Ausführungsform fährt der Regler 40 mit Funktionsblock oder -schritt 122 fort, wenn entweder die Motordrehzahl oder die Motorbelastung den jeweiligen Mindest­ schwellenwert überschreitet. Bei einer alternativen Ausfüh­ rungsform müssen sowohl die Motordrehzahl als auch die Motor­ belastung die jeweiligen Mindestschwellenwerte überschreiten, damit der Regler 40 mit Schritt 122 fortfahren kann. Der Schritt 114 stellt sicher, daß die Messung der DPF-Belastung erst stattfindet, nachdem der Motor Mindestdrehzahl- und/oder -belastungswerte erreicht hat, die für eine genaue Messung der DPF-Belastung benötigt werden.
Wenn die gemessene Motordrehzahl und/oder -belastung die Mindestschwellenwerte nicht überschreiten, fährt der Regler 40 mit Schritt 116 fort und stellt einen internen oder exter­ nen Zeitmesser ein. Der Regler 40 überwacht weiterhin die Motordrehzahl und -belastung, während der Zeitmesser aktiv ist, und falls die Motordrehzahl und/oder -belastung zu ir­ gendeinem Zeitpunkt die jeweiligen Mindestschwellenwerte überschreiten, fährt der Regler 40 direkt mit Schritt 122 fort. Wenn andererseits ein vorbestimmter Zeitraum abläuft (z. B. tmax), wie dies im Funktionsblock oder -schritt 118 dargestellt ist, fährt der Regler 40 mit dem Funktionsblock oder -schritt 120 fort. Bei Schritt 120 sendet der Regler 40 ein Signal an das AGR-Ventil 30, welches während eines vorbe­ stimmten Zeitraums das Schließen des AGR-Ventils bewirkt. Das Schließen des AGR-Ventils 30 bewirkt bei belastetem DPF eine deutlichere Differenz in der VGT-Regelung, so daß die Bela­ stung des DPF besser zu unterscheiden ist.
Im Funktionsblock oder -schritt 122 bestimmt der Regler 40 den VGT-Betätigungsaufwand oder die Winkelstellung der Schau­ feln 106 der VGT ("VGT_effortmeas"). Bei der bevorzugten Aus­ führungsform bestimmt der Regler die Beanspruchung bei der Überwachung des an die VGT 104 übermittelten Steuersignals. Der Regler 40 fährt dann mit Funktionsblock oder -schritt 124 fort, wo er einen Nennwert für die VGT-Beanspruchung unter den aktuellen Motorbetriebsbedingungen (z. B. Drehzahl und Belastung) bestimmt oder auswählt, wobei der Nennwert einem Wert entspricht, der "zu erwarten" wäre, wenn der DPF im wesentlichen sauber (z. B. frei von Feststoffen) wäre. Der Nennwert oder "zu erwartende" Wert ("VGT_effortnom") wird durch Zugriff auf eine Datenbank oder Tabelle innerhalb des Reglers 40 bestimmt. Die Tabelle oder Matrix der Nenn-VGT- Beanspruchungen umfaßt eine Mehrzahl von "zu erwartenden" oder Nenn-VGT-Beanspruchungswerten, die bei einer nicht­ einschränkenden Ausführungsform der Winkelstellung der VGT- Schaufeln 106 entsprechen. Jeder "VGT-Beanspruchungswert" entspricht einem bestimmten Motordrehzahlwert oder -wertbereich und einem bestimmten Motorbelastungswert oder -wertbereich. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung wird die aktuelle gemessene Motordrehzahl verwendet, um eine Spalte in der Nenn-VGT-Beanspruchungs-Tabelle mit einem Index oder "Bezugszeichen" zu versehen, und die aktuelle gemessene Motorbelastung wird verwendet, um eine Reihe in der Nenn-VGT-Beanspruchungs-Tabelle mit einem Index oder "Bezugs­ zeichen" zu versehen.
Sobald der Regler 40 den der aktuellen Motordrehzahl und -belastung entsprechenden Nenn-VGT-Beanspruchungswert indi­ ziert oder "aufsucht", fährt der Regler 40 mit dem Funktions­ block oder -schritt 125 fort, wo er die Differenz zwischen dem gemessenen VGT-Beanspruchungswert und dem Nenn-VGT- Beanspruchungswert (d. h. VGT_effortdiff = VGT_effortmeas - VGT_effortnom) berechnet. Im Funktionsblock oder -schritt 126 wendet der Regler 40 einen an sich bekannten Tiefpaßfilter auf die VGT-Beanspruchungsdifferenz an, um Einschwingvorgänge zu beseitigen. Der Regler 40 bestimmt dann, ob die gefilterte VGT-Beanspruchungsdifferenz eine vorbestimmte, eichfähige Mindest-Schwellenwertdifferenz (d. h. VGT_effortdiff < Mindest- Schwellenwertdifferenz) überschreitet, die ihrerseits von der Motordrehzahl und/oder -belastung abhängen kann. Wenn VGT_effortdiff die Mindest-Schwellenwertdifferenz nicht über­ schreitet, bestimmt der Regler 40, daß der DPF ausreichend "sauber" ist, da ein im wesentlichen "belasteter" DPF zu einer signifikanten Erhöhung der gemessenen VGT-Beanspruchung führt, die zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Sollwerts erforderlich ist. Der Regler 40 kehrt dann zum Schritt 112 zurück und wiederholt die vorgenannte Strategie. Wenn ande­ rerseits der Wert VGT_effortdiff die Mindest- Schwellenwertdifferenz überschreitet, bestimmt der Regler 40, daß der DPF erheblich "belastet" oder mit Feststoffen gefüllt ist, und fährt mit dem Funktionsblock oder -schritt 128 fort. Im Schritt 128 folgt der Regler 40 einer an sich bekannten DPF-Regenerierungsstrategie (z. B. erhöht der Regler 40 die Temperatur des DPF 12), so daß die gespeicherten Feststoffe entsorgt werden.
Auf diese Weise kann das System 100 die DPF-Belastung ohne Anwendung von Druck- und/oder Temperatursensoren im Abgassy­ stem (z. B. am DPF 12 oder beiderseits desselben) selektiv überwachen. Darüber hinaus ermöglicht dieses System 100 ge­ naue Messungen der DPF-Belastung unter Verwendung der in einem Fahrzeug vorhandenen Hardware und setzt nicht die An­ wendung externer Bauteile voraus.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die oben darge­ stellte und besprochene genaue Konstruktion und/oder das obige Verfahren begrenzt ist, sondern daß verschiedene Ände­ rungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims (17)

1. System zur Überwachung der Belastung eines Dieselpartikel­ filters, der operativ in einem Fahrzeug des Typs, welcher einen Motor mit Ansaugkrümmer und Turbolader aufweist, ange­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte System aufweist:
wenigstens einen ersten Sensor, welcher die Messung von we­ nigstens einem Betriebsattribut des genannten Motors und die Erzeugung eines ersten, das genannte gemessene Betriebsattri­ but darstellenden Signals bewirkt,
einen zweiten Sensor, der operativ in dem genannten Ansaug­ krümmer angeordnet ist und die Messung eines Krümmerdrucks innerhalb des genannten Ansaugkrümmers und die Erzeugung eines zweiten, den genannten gemessenen Druck darstellenden Signals bewirkt, und
einen Regler, der kommunizierend mit dem genannten ersten und dem genannten zweiten Sensor verbunden ist und der das ge­ nannte erste und das genannte zweite Signal empfängt und in der Lage ist, das genannte empfangene zweite Signal mit einem aufgrund des genannten ersten Signals ausgewählten Nenndruck­ wert zu vergleichen und die genannte Belastung des genannten Dieselpartikelfilters aufgrund des genannten Vergleichs zu bestimmen.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens ein erster Sensor einen Motordrehzahlsensor aufweist, der eine Betriebsdrehzahl des genannten Motors mißt.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine erste Sensor außerdem einen Sensor zur Schät­ zung einer Betriebsbelastung des genannten Motors aufweist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Regler außerdem geeignet ist, den genannten Diesel­ partikelfilter zu regenerieren, wenn der genannte Regler bestimmt, daß der genannte Filter im wesentlichen mit Fest­ stoffen gefüllt ist.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Regler außerdem geeignet ist, das genannte gemessene Motorbetriebsattribut mit einem vorbestimmten Mindest- Schwellenwert zu vergleichen und die Belastung des genannten Filters zu bestimmen, sofern das genannte gemessene Motorbe­ triebsattribut den genannten vorbestimmten Mindest- Schwellenwert überschreitet.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Motor ein Abgasrückführungsventil umfaßt, welches kommunizierend mit dem genannten Regler verbunden ist, wobei der genannte Regler außerdem in der Lage ist, das genannte Abgasrückführungsventil nach Ablauf eines vorbestimmten Zeit­ raums selektiv zu schließen, sofern das genannte gemessene Motorbetriebsattribut den genannten vorbestimmten Mindest- Schwellenwert nicht überschreitet.
7. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Regler außerdem eine Tabelle mit einer Mehrzahl von Nenndruckwerten umfaßt, wobei der genannte Regler geeignet ist, die genannte Tabelle aufgrund der genannten gemessenen Motordrehzahl und der genannten gemessenen Motorbelastung zu indizieren.
8. Verfahren zur Überwachung der Belastung eines Dieselparti­ kelfilters, welches operativ in einem Fahrzeug des Typs, der einen Motor mit Turbine mit Verstellgeometrie aufweist, ange­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Verfah­ ren folgende Schritte umfaßt:
Messen wenigstens eines Betriebsattributs des genannten Mo­ tors,
Messen eines Betätigungsaufwands der genannten Turbine mit Verstellgeometrie,
Bestimmen eines Nenn-Betätigungsaufwands für die genannte Turbine mit Verstellgeometrie aufgrund des genannten gemesse­ nen wenigstens einen Betriebsattributs und
Vergleichen des genannten gemessenen Betätigungsaufwands mit dem genannten Nenn-Betätigungsaufwand, um zu bestimmen, ob der genannte Dieselpartikelfilter im wesentlichen gefüllt ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgende Schritte umfaßt:
Bestimmen, ob der genannte gemessene Betätigungsaufwand den genannten Nenn-Betätigungsaufwand um einen vorbestimmten Differenzschwellenwert überschreitet und
selektives Regenerieren des genannten Dieselpartikelfilters, wenn der genannte gemessene Betätigungsaufwand den genannten Nenn-Betätigungsaufwand um den genannten festgelegten Diffe­ renzschwellenwert überschreitet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Betriebsattribut eine Betriebsdrehzahl des genannten Motors umfaßt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte wenigstens eine Betriebsattribut außerdem eine Betriebsbelastung des genannten Motors umfaßt.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Turbine mit Verstellgeometrie eine Mehrzahl von selektiv positionierbaren Schaufeln umfaßt und der genannte Betätigungsaufwand einer Winkelstellung der genannten Schau­ feln entspricht.
13. Verfahren zur Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem ein Die­ selpartikelfilter regeneriert werden sollte, welches operativ in einem Fahrzeug des Typs, der einen Motor mit Ansaugkrümmer und Turbolader aufweist, angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das genannte Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Messen einer Drehzahl des genannten Motors,
Messen einer Belastung des genannten Motors,
Messen eines Krümmerdrucks innerhalb des genannten Ansaug­ krümmers,
Auswählen eines Nenn-Krümmerdrucks aufgrund der genannten gemessenen Drehzahl und der genannten gemessenen Belastung,
Berechnen einer Differenz zwischen dem genannten Nenn- Krümmerdruck und dem genannten gemessenen Krümmerdruck,
Bestimmen, ob die genannte Differenz einen festgelegten Schwellenwert überschreitet und
Regenerieren des genannten Dieselpartikelfilters, wenn die genannte Differenz einen bestimmten Schwellenwert überschrei­ tet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgende Schritte umfaßt:
Bestimmen, ob die genannte gemessene Motordrehzahl einen vorbestimmten Drehzahlschwellenwert überschreitet,
Bestimmen, ob die genannte gemessene Motorbelastung einen vorbestimmten Belastungsschwellenwert überschreitet und
Auswählen des genannten Nenn-Krümmerdrucks, sofern die ge­ nannte gemessene Drehzahl den genannten vorbestimmten Dreh­ zahlschwellenwert überschreitet und die genannte gemessene Belastung den genannten vorbestimmten gemessenen Belastungs­ schwellenwert überschreitet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Motor außerdem ein Abgasrückführungssystem auf­ weist und das genannte Verfahren weiterhin folgende Schritte umfaßt:
selektives Schließen des genannten Abgasrückführungsventils nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums, wenn die genannte gemessene Drehzahl den genannten vorbestimmten Drehzahl­ schwellenwert nicht überschreitet oder wenn die genannte gemessene Belastung den genannten vorbestimmten gemessenen Belastungsschwellenwert nicht überschreitet.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Nenn-Krümmerdruck mit Hilfe einer Tabelle ausge­ wählt wird, die eine Mehrzahl von Nenndruckwerten aufweist, wobei die genannte Tabelle unter Verwendung der genannten gemessenen Motordrehzahl und der genannten gemessenen Motor­ belastung indiziert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgende Schritte umfaßt:
Anwenden eines Tiefpaßfilters auf die genannte Differenz, bevor bestimmt wird, ob die genannte Differenz den genannten Schwellenwert überschreitet.
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