DE102007026933A1 - Umdrehbarer Partikelfilter für ein Dieselabgassystem - Google Patents

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Douglas M. Goodrich Kerchner
Shouxian Novi Ren
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dieselpartikelfilter in einem Abgassystem eines Fahrzeugs mit einem Dieselmotor. Der Partikelfilter kann über einen Regenerationsprozess Ruß ausgebrannt haben und kann für einen Ascheaufbau gewartet werden, indem der Dieselpartikelfilter oder seine Brick selektiv in dem Abgassystem umgedreht wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Abgassystem in einem Fahrzeug mit einem Dieselmotor.
  • Neueste Emissionsvorschriften für Fahrzeuge, welche Dieselmotoren einsetzen, begrenzen die Rußmenge, welche die Fahrzeuge ausstoßen dürfen. Der Ruß wird als ein Nebenprodukt der Verbrennung des Dieselkraftstoffs produziert und wird mit dem Fahrzeugabgas ausgestoßen. Dieselpartikelfilter (auch Fallen genannt), die dem Abgassystem hinzugefügt sind, begrenzen die Rußemissionen ausreichend, um die Vorschriften zu erfüllen.
  • Dieselpartikelfilter arbeiten durch Sammeln des Rußes, während sie es zulassen, dass die Abgase hindurchtreten. Wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, dann baut sich in dem Filter Ruß auf. Dieser Ruß muss periodisch aus dem Filter beseitigt werden, um sicherzustellen, dass der Filter nicht verstopft wird. Ein verstopfter Filter kann möglicherweise Schaden an sich selbst oder an dem Motor verursachen. Der Ruß, der sich in dem Filter aufbaut, kann durch einen Prozess entfernt werden, der Regeneration genannt wird. Die Regeneration wird durchgeführt, indem der Dieselpartikelfilter auf eine Temperatur erwärmt wird, bei welcher der Ruß wegbrennt, wodurch der Filter ausgeräumt wird.
  • Unglücklicherweise neigt auch Asche dazu, sich in dem Dieselpartikelfilter anzusammeln. Asche ist anders als Ruß. Während des Motorbetriebs arbeitet sich das in Dieselmotoren verwendete Schmieröl in die Motorzylin der hinein. Dieses Schmieröl enthält Additive. Während das Öl während Verbrennungsvorgängen verbrannt wird, treten die Additive aus den Motorzylindern aus und strömen als Asche in das Abgassystem – gemeinsam mit dem Ruß. Ein Dieseloxidationskatalysator, der typischerweise in einer Dieselabgasanordnung verwendet wird, ist ein Durchflusskatalysator, und somit bauen sich die Asche und der Ruß in ihm nicht auf. Aber die Asche sammelt sich zusammen mit dem Ruß in der Bienenwabenstruktur des Dieselpartikelfilters an. Der Ruß kann durch den Regenerationsprozess weggebrannt werden, wie oben diskutiert ist, aber die Asche kann unter diesem Prozess nicht weggebrannt werden. Nach vielen Kilometern des Fahrens des Fahrzeugs wird der Ascheaufbau in dem Dieselpartikelfilter dann den Gegendruck in dem Abgassystem zu hoch machen.
  • Der Dieselpartikelfilter muss repariert (wenn er wartbar ist) oder ausgetauscht werden, wenn er nicht mehr korrekt funktioniert. Der Dieselpartikelfilter ist teuer im Austausch, und somit ist dies nicht wünschenswert, falls es möglich ist, den Filter zu warten. Aber ein Warten durch Zerlegen einer Dieselpartikelfilteranordnung und Reinigen der Asche von dem Brick (der Bienenwabenstruktur) ist ebenfalls eine zeitaufwändige und kostspielige Lösung, die noch weniger wünschenswert ist.
  • Es ist deshalb wünschenswert, ein Abgassystem, das einen Dieselpartikelfilter einsetzt, mit einem Mittel zum Fortsetzen der Benutzung des Dieselmotorabgassystems für so viele Kilometer der Fahrzeugbenutzung wie möglich zu versehen, während die Kosten des Austauschs oder des Wartens des Filters aufgrund des Ascheaufbaus minimiert werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform zieht ein Abgassystem für ein Fahrzeug mit einem Dieselmotor in Betracht. Das Abgassystem kann einen Dieselpartikelfilter mit einem ersten Ende und einem gegenüberliegenden zweiten Ende, ein erstes Rohr zum Leiten von Abgasen in den Dieselpartikelfilter, das sich stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befindet, und ein zweites Rohr zum Empfangen von Abgasen von dem Dieselpartikelfilter, das sich stromabwärts des Dieselpartikelfilters befindet, umfassen. Das Abgassystem kann auch einen ersten Anbauflansch umfassen, der an dem ersten Ende des Dieselpartikelfilters angebracht ist, der an dem ersten Rohr oder an dem zweiten Rohr anbringbar ist und der an einem des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs angebracht ist, sowie einen zweiten Anbauflansch, der an dem zweiten Ende des Dieselpartikelfilters angebracht ist, der an dem ersten Rohr oder an dem zweiten Rohr anbringbar ist und der an dem anderen des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs angebracht ist.
  • Eine Ausführungsform zieht ein Verfahren zum Überwachen und Warten eines Dieselpartikelfilters, der mit Asche beladen werden kann, in einem Abgassystem eines Fahrzeugs mit einem Dieselmotor in Betracht, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Überwachen mindestens eines Parameters, der einen Aufbau der Asche in dem Dieselpartikelfilter angibt; Ermitteln aus dem mindestens einen Parameter, ob eine Maßnahme aufgrund des Ascheaufbaus in dem Dieselpartikelfilter erforderlich ist; Anzeigen, dass eine Dieselpartikelfilterwartung nötig ist, wenn ermittelt wird, dass eine Maßnahme erforderlich ist; und ein Umkehren einer Richtung der Abgasströmung durch einen Brick in dem Dieselpartikelfilter, wenn eine Wartung nötig ist und wenn ein Umkehren wünschenswert ist.
  • Eine Ausführungsform zieht ein Verfahren zum Regenerieren und Warten eines Dieselpartikelfilters in einem Abgassystem eines Fahrzeugs mit einem Dieselmotor in Betracht, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Betreiben des Dieselmotors und des Abgassystems in einer normalen Betriebsart; (b) Überwachen mindestens eines Rußparameters, der den Rußaufbau in dem Dieselpartikelfilter angibt, während in der normalen Betriebsart gearbeitet wird; (c) Überwachen mindestens eines Ascheparameters, der einen Aufbau der Asche in dem Dieselpartikelfilter angibt; (d) Ermitteln aus dem mindestens einen Rußparameter, wann der Dieselpartikelfilter ein Regenerieren benötigt; (e) Betreiben des Fahrzeugs in einem Regenerationsmodus, falls in Schritt (d) ermittelt wird, dass der Dieselpartikelfilter ein Regenerieren benötigt; (f) Ermitteln aus dem mindestens einen Ascheparameter, ob aufgrund des Ascheaufbaus in dem Dieselpartikelfilter eine Maßnahme erforderlich ist; und (g) ein Umkehren einer Richtung der Abgasströmung durch einen Brick in dem Dieselpartikelfilter, wenn Schritt (f) ermittelt, dass eine Maßnahme erforderlich ist.
  • Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass die Nutzungsdauer eines Dieselpartikelfilters signifikant erhöht wird.
  • Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass die Kosten, um die Nutzungsdauer des Dieselpartikelfilters zu verlängern, minimiert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Dieselmotor und eines Abschnitts eines Abgassystems für das Fahrzeug.
  • 2 ist eine Seitenansicht eines Dieselpartikelfilters.
  • 3 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie 3-3 in 2 vorgenommen ist.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das den Dieselpartikelfilterüberwachungs- und -umdrehprozess veranschaulicht.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das 4 ähnlich ist, aber eine alternative Ausführungsform darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 stellt ein Fahrzeug 20 mit einem Motorraum 22 dar, wobei ein Dieselmotor 24 darin angebracht ist. Der Dieselmotor 24 treibt ein Getriebe 26 an, welches wiederum einen Fahrzeugendantrieb 28 und schließlich Fahrzeugräder 30 antreibt. Ein Controller 32 steht funktionsmäßig mit dem Dieselmotor 24 und dem Getriebe 26 in Eingriff. Der Controller 32 kann aus einem oder mehreren diskreten Controller aufgebaut sein, und er kann aus verschiedenen Kombinationen von Software und Hardware gebildet sein, wie den Fachleuten bekannt ist.
  • Ein Abgassystem 34 empfängt Abgase 36 von dem Dieselmotor 24, behandelt die Abgase 36 und leitet sie von dem Fahrzeug 20 weg in die Atmosphäre. Genauer gesagt ist ein Abgasrohr 42 an einem stromaufwärts gelegenen Ende mit einer herkömmlichen Abgassystemhardware (nicht gezeigt) verbunden, wie zum Beispiel einem Turbolader (nicht gezeigt), welche Abgas von den Abgaskrümmern (nicht gezeigt) an dem Motor 24 empfängt. Das Abgasrohr 42 leitet die Abgase 36 in einen Dieseloxidationsumwandler 44 (auch als ein Dieseloxidationskatalysator bekannt). Der Dieseloxidationsumwandler 26 behandelt die Abgase 36, um die Mengen an bestimmten Bestandteilen zu verringern, die in die Atmosphäre ausgestoßen werden. Derartige Bestandteile können zum Beispiel Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) sein. Das Fahrzeug und seine Komponenten, das bzw. die oben diskutiert wird bzw. werden, ist bzw. sind den Fachleuten bekannt und somit wird es bzw. werden sie hier nicht detaillierter diskutiert oder gezeigt.
  • Ein erstes Zwischenrohr 38 ist mit dem stromabwärts gelegenen Ende des Dieseloxidationsumwandlers 44 verbunden und leitet die Abgase 36 in einen Dieselpartikelfilter 50 (auch eine Dieselpartikelfalle genannt). Der Dieselpartikelfilter 50 ist im Wesentlichen ein Filter zum Sammeln (d.h. Einfangen) von Ruß (auch Dieselpartikelmaterial genannt) von dem Abgas, um die Menge von Ruß in den Abgasen 36 zu minimieren. Stromabwärts des Dieselpartikelfilters 50 befindet sich ein zweites Zwischenrohr 40. Das zweite Zwischenrohr 40 leitet die Abgase 36 in einen Schalldämpfer 46. Der Schalldämpfer leitet die Abgasströmung in ein Auspuffendrohr 48, welches sich bis zu einem offenen stromabwärts gelegenen Ende erstreckt, wo die Abgase 36 von dem Fahrzeug 20 weg in die Atmosphäre ausgestoßen werden.
  • Das Abgassystem 34 kann auch einen stromaufwärts gelegenen Drucksensor 80 umfassen, der gerade vor dem Abgaseintritt in den Dieselpartikelfilter 50 angebracht ist, um den Druck in dem Abgasstrom gerade vor dem Eintritt in den Filter 50 zu messen. Ein stromabwärts gelegener Drucksensor 82 kann gerade nach dem Abgasaustritt aus dem Dieselpartikelfilter 50 in dem Abgassystem 34 angebracht sein, um den Druck in dem Abgasstrom nach dem Austritt aus dem Filter 50 zu messen. Sowohl der stromaufwärts gelegene als auch der stromabwärts gelegene Drucksensor 80, 82 stehen in Kommunikation mit dem Controller 32. Der Controller 32 kann auch in Kommunikation mit verschiedenen Komponenten des Dieselmotors 24 und des Getriebes 26 stehen, wie den Fachleuten bekannt ist. Der Controller 32 kann auch mit einer Anzeigeleuchte 33 verbunden sein, die zum Beispiel an einem Armaturenbrett (nicht gezeigt) angebracht ist.
  • Der Dieselpartikelfilter 50 wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 3 detaillierter diskutiert. Der Partikelfilter 50 umfasst ein Gehäuse (auch eine Dose (can) genannt) 52, das eine im Wesentlichen zylindrische Hülle 54 aufweist, die zwischen einem Einlasskonus 56 an einem stromaufwärts gelegenen Ende und einem Auslasskonus 58 an einem stromabwärts gelegenen Ende angebracht ist. Ein Brick-Trägermaterial 60 ist um das Innere der Hülle 54 herum angebracht und trägt einen Brick 62. Der Brick 62 kann eine Wandstrombienenwabenstruktur sein, wobei ein stromaufwärts gelegenes Ende 64 zu einem durch den Einlasskonus 56 definierten Einlasskanal 66 hin weist, sowie ein stromabwärts gelegenes Ende 68, das zu einem durch den Auslasskonus 58 definierten Auslasskanal 70 hin weist. Ein Trägerring 72 kann ebenso um einen Abschnitt des Bricks 62 herum angebracht sein. Der Dieselpartikelfilter 50 kann katalysiert oder unkatalysiert sein. Wenn er katalysiert ist, dann sollte ein Katalysator-Washcoat gleichmäßig sowohl an dem Einlass- als auch an dem Auslasskanal aufgebracht sein.
  • Der Dieselpartikelfilter 50 umfasst einen ersten Anbauflansch 74 an einem stromaufwärts gelegenen Ende und einen zweiten Anbauflansch 76 an einem stromabwärts gelegenen Ende. Beide Anbauflansche 74, 76 können jeweils an dem ersten oder zweiten Zwischenrohr 38, 40 angebracht sein. Diese Flansche 74, 76 sind auch vorzugsweise von der Art, die einen Ausbau und einen Wiedereinbau des Dieselpartikelfilters 50 ermöglichen. Die Anbauflansche 74, 76 können zum Beispiel Flansche von der Art der V-Krümmung sein. Dies ist nur ein Beispiel, da es viele Arten von Anbauflanschen 74, 76 gibt, die verwendet werden können, um einen Ausbau, ein Umdrehen und einen Wiedereinbau des Dieselpartikelfilters 50 zu ermöglichen. Außerdem ist der Begriff Anbauflansch, wie er hier verwendet wird, breit auszulegen, um viele bekannte Abgasrohrverbindungsstücke zu umfassen, die verwendet werden können, um den Dieselpartikelfilter 50 anzubringen.
  • 4 stellt ein Verfahren zum Verlängern der Nutzungsdauer des Dieselpartikelfilters 50 dar, wie er in dem Abgassystem 34 von 1 bis 3 dargestellt ist. Wenn der Dieselmotor 24 in Betrieb ist, strömen die Abgase 36 von dem Motor 24 durch den Dieseloxidationsumwandler 44, den Dieselpartikelfilter 50, den Schalldämpfer 46 und durch das Auspuffendrohr 48 hindurch in die Atmosphäre. Wenn die Abgase durch das Abgassystem 34 hindurchströmen, werden Ruß und Asche in dem Brick 62 des Dieselpartikelfilters 50 gesammelt und bauen sich mit der Zeit auf. Dann muss eine Entscheidung getroffen werden, wann der Ruß und wann die Asche sich bis zu einem Niveau aufgebaut haben, an dem eine Maßnahme ergriffen werden muss. Dementsprechend werden ein oder mehrere Parameter zum Ermitteln der Menge von Rußaufbau überwacht, Schritt 100, und ein oder mehrere Parameter zum Ermitteln der Menge von Ascheaufbau werden überwacht, Schritt 102.
  • Ein Vergleich zwischen dem Rußaufbauparameter bzw. den Rußaufbauparametern und einem vorbestimmten Schwellenwert bzw. vorbestimmten Schwellenwerten wird gemacht, um zu ermitteln, ob eine Rußregeneration erforderlich ist, Schritt 104. Wenn nicht, dann wird ein Vergleich zwischen dem Ascheaufbauparameter bzw. den Ascheaufbauparametern und einem vorbestimmten Schwellenwert bzw. vorbestimmten Schwellenwerten gemacht, um zu ermitteln, ob aufgrund des Ascheaufbaus eine Maßnahme ergriffen werden muss, Schritt 108. Wenn nicht, dann dauert die Überwachung an.
  • An einem bestimmten Punkt wird eine Entscheidung getroffen (Schritt 104), dass der Ruß weggebrannt werden muss (d.h. der Filter regeneriert werden muss), um ein Verstopfen des Dieselpartikelfilters 50 zu vermeiden. Die Entscheidung, wann der Regenerationsmodus ausgelöst wird, kann auf einem oder mehreren von mehreren Faktoren (Parametern) beruhen. Zum Beispiel kann der Controller 32 die Motorlaufzeit, die Fahrzeugfahrleistung oder den Kraftstoffverbrauch, seit der letzte Regenerationsprozess stattgefunden hat, überwachen und den Regenerationsprozess nach einem vorbestimmten Betrag der Motorlaufzeit, der Fahrzeugfahrleistung oder des Kraftstoffverbrauchs auslösen, je nachdem, wie der Fall liegt. Als ein anderes Beispiel kann der Controller 32 den Druckabfall über den Partikelfilter 50 ermitteln, indem er die Differenz des gemessenen Drucks zwischen dem stromaufwärts gelegenen Drucksensor 80 und dem stromabwärts gelegenen Drucksensor 82 berechnet, wobei der Regenerationsprozess ausgelöst wird, wenn eine vorbestimmte Druckdifferenz über den Partikelfilter 50 erreicht ist. Oder der Controller 32 kann einen Rußregenerationsalgorithmus verwenden, der eine Menge von Rußaufbau auf der Grundlage irgendeiner Kombination von zwei oder mehr der zuvor aufgelisteten Faktoren oder anderer Faktoren schätzt.
  • Wenn die Entscheidung getroffen ist, dass eine Regeneration des Partikelfilters 50 nötig ist, beginnt der Controller 32 den Regenerationsprozess, Schritt 106. Der Controller 32 wird durch verschiedene bekannte Mittel bewirken, dass der Regenerationsprozess stattfindet. Die bestimmten Maßnahmen, die durch den Controller 32 ergriffen werden, können von den Motor- und Fahrzeugbetriebsbedingungen ebenso wie von den Umgebungsbedingungen abhängen. Die Temperatur des Dieselpartikelfilters 50 wird ausreichend angehoben, um zu bewirken, dass der Ruß wegbrennt. Der Controller 32 fährt mit dem Prozess fort, bis der gewünschte Betrag von Regeneration erzielt ist. Dies kann zum Beispiel auf einem vorbestimmten Druckabfall über den Partikelfilter 50 beruhen, der erreicht wird, einer vorbestimmten Länge der Regenerationszeit oder einem Rußregenerationsalgorithmus, der die erzielte Menge an Rußabbrand schätzt.
  • An einem bestimmten Punkt wird eine Entscheidung getroffen (Schritt 108), dass der Ascheaufbau ausreichend ist, dass eine Maßnahme ergriffen werden muss. Es ist zu bemerken, dass in Betracht gezogen wird, dass die Regeneration für den Ruß viel häufiger stattfindet als eine Maßnahme, die benötigt wird, um den Ascheaufbau zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann eine Rußregeneration so oft auftreten wie zu jeder Kraftstofftankfüllung, während eine Maßnahmenergreifung für einen Ascheaufbau nicht vor etwa 200.000 Kilometer an Fahrzeugbewegung erforderlich sein kann. Die Entscheidung, dass eine Maßnahme für den Ascheaufbau erforderlich ist, kann zum Beispiel auf dem Messen des Druckabfalls über dem Dieselpartikelfilter 50 beruhen – insbesondere wenn der Druckabfall selbst nach einer Rußregeneration über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Beispiele anderer möglicher Entscheidungsfaktoren können das Erreichen einer bestimmten Fahrleistung bei gleicher Ausrichtung des Dieselpartikelfilters oder ein Anstieg des Kraftstoffverbrauchs durch den Dieselmotor 24 sein. Oder es kann eine Kombination von zwei oder mehr dieser Faktoren oder von anderen verwendet werden, um diese Entscheidung zu treffen. Die bestimmten verwendeten Faktoren und Schwellenwerte können von dem bestimmten Fahrzeug, dem Motor und dem Abgassystem abhängen, auf welche dieses Verfahren angewendet wird.
  • Wenn der Ascheaufbau eine Maßnahme erfordert, dann wird eine Anzeige bereitgestellt, dass ein Dieselpartikelfilterumdrehen oder ein -austausch nötig ist, Schritt 110. Diese Anzeige kann zum Beispiel die Leuchte 33 sein, die an einem Armaturenbrett (nicht gezeigt) leuchtet, oder eine drahtlose Datenübertragung an ein Computernetzwerk (nicht gezeigt), die einen Bediener über diese Notwendigkeit elektronisch benachrichtigt. Natürlich können stattdessen auch andere Arten von Anzeigeeinrichtungen verwendet werden, die einen Fahrzeugbediener über die Notwendigkeit benachrichtigen, eine Maßnahme für den Ascheaufbau zu ergreifen, wenn es so gewünscht ist.
  • Bei der Wandstrombienenwabenstruktur des Bricks 62 in dem Filter 50 neigt die Asche, die sich aufbaut, dazu, sich nahe dem stromaufwärts gelegenen Ende 64 des Bricks 62 aufzubauen. Somit wird ein Umdrehen des gesamten Filters 50 (oder nur des Bricks 62) den Teil des Bricks 62 mit dem meisten Ascheaufbau (das Ende, das ursprünglich stromaufwärts gelegen war) an dem stromabwärts gelegenen Ende, das zum Auslasskanal 70 hin weist, anordnen. Dies wird es dem Ascheaufbau ermöglichen, in den Abgasstrom 36 hinausgeblasen zu werden, wenn er von dem Brick 62 in den Auslasskanal 70 tritt. Wie oben bemerkt ist, können der erste und der zweite Anbauflansch 74, 76 jeweils mit dem ersten Zwischenrohr 38 oder dem zweiten Zwischenrohr 40 verbunden sein und einen Ausbau und einen Wiedereinbau des Dieselpartikelfilters 50 ermöglichen.
  • Dementsprechend wird eine Entscheidung getroffen, ob ein Ausbau wünschenswert ist, Schritt 112. Wenn es nicht wünschenswert ist, den Filter 50 umzudrehen, dann wird der Dieselpartikelfilter 50 ausgetauscht, Schritt 116. Wenn es wünschenswert ist, den Filter 50 umzudrehen, dann wird er aus dem Abgassystem 34 ausgebaut, umgedreht (d.h. um 180 Grad gegenüber seiner ursprünglichen Ausrichtung gedreht) und dann wieder in das Abgassystem 34 eingebaut, Schritt 114. Der Controller 32 kann dann zurückgesetzt werden und der Prozess startet von neuem.
  • Gründe, den Filter 50 auszutauschen anstatt umzudrehen, können zum Beispiel darin bestehen, dass er schon mindestens einmal zuvor umgedreht wurde und dass es für dieses bestimmte Fahrzeug, diesen bestimmten Motor und diese bestimmte Filterkombination nicht wünschenswert ist, ihn ein weiteres Mal umzudrehen. Ein anderer Grund kann zum Beispiel darin bestehen, dass dieser bestimmte Filter 50 eher verstopft ist als dass er gerade vollständig mit Asche beladen ist. Ein voll beladener Filter 50 bedeutet, dass es Zeit ist, eine Maßnahme in Bezug auf den Ascheaufbau zu ergreifen – der Motor und das Abgassystem werden immer noch funktionieren, wenn auch etwas weniger effizient. Verstopft bedeutet, dass der Filter 50 nicht mehr funktioniert – der Motor und das Abgassystem werden bei dieser Bedingung sehr schlecht oder vielleicht gar nicht laufen. Natürlich wird der Filter 50, wo möglich, vorzugsweise umgedreht, da dies im Allgemeinen bedeutend weniger kostet als ein Austausch.
  • 5 veranschaulicht ein alternatives Verfahren zu dem in 4. Bei dieser Ausführungsform werden Schritte, die ähnlich denjenigen in 4 sind, in ähnlicher Weise bezeichnet, aber unter Verwendung von Zahlen der 200-Serie. Dieses Verfahren trennt im Wesentlichen den Prozess zum Behandeln des Ascheaufbaus von dem Prozess zum Behandeln des Rußaufbaus. Ein derartiger separater Prozess kann wünschenswert sein, da eine Rußregeneration relativ häufig stattfindet, während ein Ascheaufbau etwas ist, das nur einmal oder zweimal während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs Aufmerksamkeit benötigen kann.
  • Der bzw. die Parameter zum Ascheaufbau werden überwacht, Schritt 202. Ein Vergleich zwischen dem Ascheaufbauparameter bzw. den Ascheaufbauparametern und einem vorbestimmten Schwellenwert bzw. vorbestimmten Schwellenwerten wird gemacht, um zu ermitteln, ob wegen des Ascheaufbaus eine Maßnahme ergriffen werden muss, Schritt 208. Wenn nicht, dann dauert die Überwachung an. Wenn der Ascheaufbau eine Maßnahme erfordert, dann wird eine Anzeige bereitgestellt, dass ein Dieselpartikelfilterumdrehen oder ein -austausch nötig ist, Schritt 210. Eine Entscheidung wird getroffen, ob ein Umdrehen wünschenswert ist, Schritt 212. Wenn es nicht wünschenswert ist, den Filter 50 umzudrehen, dann wird der Dieselpartikelfilter 50 ausgetauscht, Schritt 216. Wenn es wünschenswert ist, den Filter 50 umzudrehen, dann wird er aus dem Abgassystem 34 ausgebaut, umgedreht (das heißt um 180 Grad gegenüber seiner ursprünglichen Ausrichtung gedreht) und dann wieder in das Abgassystem 34 eingebaut, Schritt 214.
  • Zu den oben beschriebenen Prozessen kann es alternative Möglichkeiten geben, um einige der Schritte zu bewerkstelligen. Zum Beispiel beinhaltet dieser Prozess die Technik der Wartung eines Dieselpartikelfilters 50, der mit Asche beladen ist, indem er umgedreht wird, aber in ein anderes Fahrzeug wieder eingebaut wird. Als eine andere Alternative kann dieser Prozess eine Ascheentfernung vor dem Wiedereinbau umfassen. Als noch eine andere Alternative kann dieser Prozess umfassen, dass der Dieselpartikelfilter 50 ausgebaut wird, das Gehäuse 52 geöffnet wird, der Brick 62 ausgebaut und in umgekehrter Richtung wieder in das Gehäuse 52 eingebaut wird und dann das Gehäuse 52 in der gleichen Richtung wieder in das Abgassystem 34 eingebaut wird. Oder das Gehäuse 52 kann als eine weitere Alternative an dem Abgassystem 34 befestigt bleiben, während es geöffnet wird, der Brick 62 entnommen, umgedreht und wieder eingesetzt wird, und das Gehäuse 52 wieder geschlossen wird.
  • Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem diese Erfindung betreffenden Gebiet verschiedene alternative Gestaltungen und Ausfüh rungsformen zum Ausführen der Erfindung erkennen, die durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims (20)

  1. Abgassystem für ein Fahrzeug mit einem Dieselmotor, umfassend: einen Dieselpartikelfilter mit einem ersten Ende und einem gegenüberliegenden zweiten Ende; ein erstes Rohr zum Leiten von Abgasen in den Dieselpartikelfilter, das sich stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befindet; ein zweites Rohr zum Empfangen von Abgasen von dem Dieselpartikelfilter, das sich stromabwärts des Dieselpartikelfilters befindet; einen ersten Anbauflansch, der an dem ersten Ende des Dieselpartikelfilters angebracht ist, der an dem ersten Rohr oder dem zweiten Rohr anbringbar ist und der an einem des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs angebracht ist; und einen zweiten Anbauflansch, der an dem zweiten Ende des Dieselpartikelfilters angebracht ist, der an dem ersten Rohr oder dem zweiten Rohr anbringbar ist und der an dem anderen des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs angebracht ist.
  2. Abgassystem nach Anspruch 1, wobei der Dieselpartikelfilter einen Brick umfasst, der eine Wandstrombienenwabenstruktur aufweist.
  3. Abgassystem nach Anspruch 1, umfassend einen Dieseloxidationsumwandler, der mit einem stromaufwärts gelegenen Ende des ersten Rohrs verbunden ist.
  4. Abgassystem nach Anspruch 1, umfassend einen Schalldämpfer, der mit einem stromabwärts gelegenen Ende des zweiten Rohrs verbunden ist.
  5. Abgassystem nach Anspruch 1, wobei der Dieselpartikelfilter ein Gehäuse, das einen Einlasskanal aufweist, und einen Brick umfasst, der in dem Gehäuse angebracht ist, der ein erstes Ende und ein gegenüberliegendes zweites Ende aufweist, wobei der Brick in dem Gehäuse wahlweise in einer ersten Ausrichtung, wobei das erste Ende zum Einlasskanal hin weist, und in einer zweiten Ausrichtung, wobei das zweite Ende zum Einlasskanal hin weist, anbringbar ist.
  6. Abgassystem nach Anspruch 1, umfassend einen Controller, einen stromaufwärts gelegenen Drucksensor, der sich neben dem ersten Rohr befindet und der dazu dient, einen stromaufwärts herrschenden Druck in den Abgasen zu messen, sowie einen stromabwärts gelegenen Drucksensor, der sich neben dem zweiten Rohr befindet und der dazu dient, einen stromabwärts herrschenden Druck in den Abgasen zu messen, wobei der stromaufwärts gelegene und der stromabwärts gelegene Drucksensor in Kommunikation mit dem Controller stehen.
  7. Abgassystem nach Anspruch 1, wobei der erste Anbauflansch von dem ersten Rohr oder dem zweiten Rohr entfernbar ist und an dem anderen des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs wieder anbaubar ist und der zweite Anbauflansch von dem anderen des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs entfernbar ist und an dem anderen des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs wieder anbaubar ist, um somit ein Umdrehen des Dieselpartikelfilters in dem Abgassystem zu ermöglichen.
  8. Abgassystem nach Anspruch 7, umfassend einen Controller, der dazu dient, mindestens einen Parameter zu detektieren, der in Beziehung mit einem Ascheaufbau in dem Dieselpartikelfilter steht, und der dazu dient, zu ermitteln, dass ein Umdrehen oder ein Austausch des Dieselpartikelfilters nötig ist.
  9. Abgassystem nach Anspruch 1, umfassend einen Controller, der dazu dient, mindestens einen Parameter zu detektieren, der in Beziehung mit einem Ascheaufbau in dem Dieselpartikelfilter steht, und der dazu dient, zu ermitteln, dass ein Umdrehen oder ein Austausch des Dieselpartikelfilters nötig ist.
  10. Verfahren zum Überwachen und Warten eines Dieselpartikelfilters, der mit Asche beladen werden kann, in einem Abgassystem eines Fahrzeugs mit einem Dieselmotor, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Überwachen mindestens eines Parameters, der einen Aufbau der Asche in dem Dieselpartikelfilter angibt; (b) Ermitteln aus dem mindestens einen Parameter, ob eine Maßnahme aufgrund des Ascheaufbaus in dem Dieselpartikelfilter erforderlich ist; (c) Anzeigen, dass eine Wartung des Dieselpartikelfilters nötig ist, wenn in Schritt (b) ermittelt wird, dass eine Maßnahme erforderlich ist; und (d) Umkehren einer Richtung der Abgasströmung durch einen Brick in dem Dieselpartikelfilter, wenn Schritt (c) angibt, dass die Wartung nötig ist und wenn ein Umkehren wünschenswert ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Schritt (a) ferner dadurch definiert ist, dass der mindestens eine Parameter zumindest die Fahrzeugfahrleistung umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Schritt (a) ferner dadurch definiert ist, dass der mindestens eine Parameter zumindest ein Detektieren einer Differenz des Drucks zwischen einem stromaufwärts gelegenen Ende und einem stromabwärts gelegenen Ende des Dieselpartikelfilters umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Schritt (d) ferner dadurch definiert ist, dass der Brick aus einem Gehäuse des Dieselpartikelfilters ausgebaut wird und der Brick in einer umgekehrten Richtung wieder eingebaut wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Schritt (d) ferner dadurch definiert ist, dass der Dieselpartikelfilter aus dem Abgassystem ausgebaut wird und der Dieselpartikelfilter in einer entgegengesetzten Richtung wieder in das Abgassystem eingebaut wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Schritt (d) ferner dadurch definiert ist, dass das Umkehren wünschenswert ist, wenn die Richtung der Abgasströmung durch den Brick in dem Dieselpartikelfilter zuvor nicht umgekehrt wurde.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, umfassend die Schritte: (e) Austauschen des Dieselpartikelfilters in dem Abgassystem, wenn Schritt (c) angibt, dass eine Wartung nötig ist und ein Umkehren der Richtung der Abgasströmung durch den Brick nicht wünschenswert ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Schritt (c) ferner dadurch definiert ist, dass die Anzeige, dass ein Warten benötigt wird, ein zum Leuchten Bringen einer Anzeigeleuchte an dem Fahrzeug umfasst.
  18. Verfahren zum Regenerieren und Warten eines Dieselpartikelfilters in einem Abgassystem eines Fahrzeugs mit einem Dieselmotor, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Betreiben des Dieselmotors und des Abgassystems in einer normalen Betriebsart; (b) Überwachen mindestens eines Rußparameters, der den Rußaufbau in dem Dieselpartikelfilter angibt, während in der normalen Betriebsart gearbeitet wird; (c) Überwachen mindestens eines Ascheparameters, der einen Aufbau der Asche in dem Dieselpartikelfilter angibt; (d) Ermitteln aus dem mindestens einen Rußparameter, wann der Dieselpartikelfilter ein Regenerieren benötigt; (e) Betreiben des Fahrzeugs in einem Regenerationsmodus, wenn in Schritt (d) ermittelt wird, dass der Dieselpartikelfilter ein Regenerieren benötigt; (f) Ermitteln aus dem mindestens einen Ascheparameter, ob aufgrund des Ascheaufbaus in dem Dieselpartikelfilter eine Maßnahme erforderlich ist; und (g) ein Umkehren einer Richtung der Abgasströmung durch einen Brick in dem Dieselpartikelfilter, wenn Schritt (f) ermittelt, dass eine Maßnahme erforderlich ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei Schritt (g) ferner dadurch definiert ist, dass der Brick aus einem Gehäuse des Dieselpartikelfilters ausgebaut wird und der Brick in einer umgekehrten Richtung wieder eingebaut wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei Schritt (g) ferner dadurch definiert ist, dass der Dieselpartikelfilter aus dem Abgassystem ausgebaut wird und der Dieselpartikelfilter in einer entgegengesetzten Ausrichtung wieder in das Abgassystem eingebaut wird.
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