-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Beladung eines Partikelfilters, bei welchem der Partikelfilter zeitlich vor und zeitlich nach einem Abbrennen von sich in dem Partikelfilter befindenden Rußpartikeln gewogen wird.
-
Die
DE 10 2008 038 026 A1 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeugs. Hierbei werden in dem Partikelfilter angesammelte Rußpartikel durch Durchleiten eines Heißluftstroms durch den Partikelfilter abgebrannt. Nach dem Abbrennen der Rußpartikel wird der Partikelfilter gespült, wobei die Spülflüssigkeit entgegen der Abgasströmungsrichtung und in die Abgasströmungsrichtung durch den Partikelfilter geleitet wird. Vor der Durchführung des Rußabbrennvorgangs sowie nach dem Rußabbrennvorgang wird der Partikelfilter gewogen, um den Reinigungserfolg zu kontrollieren.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine verbesserte Ermittlung der Beladung des Partikelfilters ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermitteln der Beladung eines Partikelfilters wird der Partikelfilter gewogen, und zwar sowohl bevor Rußpartikel abgebrannt werden, welche sich in dem Partikelfilter befinden, als auch zeitlich nach dem Abbrennen der Rußpartikel. Die durch das Wiegen ermittelte Beladung des Partikelfilters wird mit einer unter Verwendung des Rechenmodells ermittelten Beladung des Partikelfilters verglichen. Dies ermöglicht es, bei einer Abweichung der rechnerisch bestimmten Beladung von der durch das Wiegen bestimmten Beladung gegebenenfalls Parameter des Rechenmodells anzupassen. Dadurch kann das auf der Basis des Rechenmodells erfolgende Ermitteln der Beladung des Partikelfilters verbessert werden.
-
Bevorzugt wird vor dem Wiegen des beladenen Partikelfilters ein den Partikelfilter aufweisendes Fahrzeug gemäß einem Fahrprofil eines vorbestimmten Fahrzyklus betrieben. Dadurch ist eine besonders große Reproduzierbarkeit bei der Entstehung der Beladung des Partikelfilters gegeben. Dies ist für die Verwendung und für die Auslegung des Rechenmodells besonders günstig.
-
Das Wiegen des beladenen Partikelfilters kann nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebszeit des Fahrzeugs erfolgen und/oder nachdem das Fahrzeug eine bestimmte Strecke zurückgelegt hat. Die Strecke kann hierbei tatsächlich gefahren werden, oder das Fahrzeug kann sich auf einem Rollenprüfstand befinden. Alternativ kann der Zeitpunkt des Wiegens unter Verwendung des Rechenmodells vorgegeben werden. Hierbei wird der beladene Partikelfilter dann gewogen, wenn gemäß dem Rechenmodell von einer bestimmten Beladung des Partikelfilters ausgegangen wird.
-
Bevorzugt wird nach dem Wiegen des durch Abbrennen der Rußpartikel regenerierten Partikelfilters der vorbestimmte Fahrzyklus fortgesetzt. Das Ermitteln der Beladung des Partikelfilters durch Wiegen erfolgt hierbei also nach Art eines Boxenstopps eines ansonsten im Dauerlauf betriebenen Fahrzeugs, welches den vorbestimmten Fahrzyklus absolviert. Dadurch können besonders gut reproduzierbare und zugleich realitätsnahe Bedingungen beim Betreiben des Fahrzeugs nachgebildet werden.
-
Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der vorbestimmte Fahrzyklus mit einem Fahrprofil vorgesetzt wird, welches von dem vor dem Wiegen des beladenen Partikelfilters vorgegebenen Fahrprofil des Fahrzyklus verschieden ist. So können innerhalb des Dauerlauf-Fahrzyklus unterschiedliche Fahrprofile vorgesehen werden, und deren jeweiliger Beitrag zur Beladung des Partikelfilters kann besonders gut bestimmt werden.
-
Bevorzugt wird durch ein jeweiliges Fahrprofil ein vorgegebener Einsatzfall des Fahrzeugs nachgebildet. Dadurch lassen sich den unterschiedlichen Einsatzfällen zugeordnete Beladungen des Partikelfilters besonders gut ermitteln.
-
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der beladene Partikelfilter vordem Wiegen getrocknet und dabei Feuchtigkeit und/oder Kohlenwasserstoffe entfernt werden. Dadurch können Verfälschungen des Wiegeergebnisses, etwa auf Grund von unterschiedlich hoher Feuchtigkeit des in dem Partikelfilter abgelagerten Rußes oder aufgrund von eingelagerten flüssigen bzw. flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindungen (HC), vermieden werden. Das Trocknen kann besonders einfach durch Beaufschlagen des Partikelfilters mit einem Heißluftstrom von beispielsweise rund 300°C erfolgen.
-
Bevorzugt ist es weiterhin, wenn der Partikelfilter in einem aus einer Abgasanlage eines Fahrzeugs ausgebauten Zustand gewogen wird. Dies ermöglicht es insbesondere, zum Abbrennen der in dem Partikelfilter angesammelten Rußpartikel eine Heizvorrichtung vorzusehen, welche an einer fahrzeugexternen Servicestation bereitgestellt ist. Zudem kann so das Abbrennen des Rußes besonders gut kontrolliert werden.
-
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Partikelfilter vor dem Wiegen abgekühlt wird. So können gut reproduzierbare Bedingungen für den Wiegevorgang geschaffen werden.
-
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
-
Diese zeigt schematisch eine Anlage zum Abbrennen von sich in einem Partikelfilter befindenden Rußpartikeln.
-
Eine in der Figur schematisch gezeigte Servicestation 10 dient dem Abbrennen von Rußpartikeln, welche sich beim Betrieb eines (nicht gezeigten) Versuchsfahrzeugs in einem Partikelfilter 12 des Versuchsfahrzeugs angesammelt haben. Der Partikelfilter 12 wird vorliegend zusammen mit seinem Gehäuse und seinem Anschlussflanschen 14 aus einer Abgasanlage des Versuchsfahrzeugs ausgebaut und in die Servicestation 10 eingebaut.
-
Dem Partikelfilter 12 sind in der Servicestation 10 vorliegend zwei Lufterhitzer 16 vorgeschaltet, welche von einem Hochdruckgebläse 18 mit zu erhitzender Luft versorgt werden. Ein PID-Regler 20 überwacht die beiden Lufterhitzer 16, das Hochdruckgebläse 18 und die Temperatur im Partikelfilter 12 über entsprechende Messfühler. Dem Partikelfilter 12 kann ein Kühler 22 nachgeschaltet sein. Eine Absauganlage 24 der Servicestation 10 saugt die beim Abbrennen der Rußpartikel entstehenden Abgase ab.
-
Die Servicestation 10 wird in einem Verfahren zum Ermitteln der Beladung des Partikelfilters 12 wie nachstehend beschrieben eingesetzt. Das Versuchsfahrzeug, welches in einem Dauerlauf-Fahrbetrieb betrieben wird und in dessen Abgasanlage der Partikelfilter 12 eingebaut ist, absolviert einen vorbestimmten Fahrzyklus, welcher mehrere, unterschiedlich gestaltete Fahrprofile umfasst.
-
Nach dem Ablauf eines ersten Fahrprofils erfolgt eine Unterbrechung des Dauerlauf Fahrbetriebs. Der Partikelfilter 12, bei welchem es sich insbesondere um einen Dieselpartikelfilter handeln kann, wird aus der Abgasanlage des Versuchsfahrzeugs ausgebaut und in der Servicestation 10 zunächst getrocknet. Hierfür beaufschlagen die beiden Lufterhitzer 16 den Partikelfilter 12 mit Heißluft von etwa 300°C. Nach einem Abkühlen des Partikelfilters 12, welche insbesondere durch Beaufschlagen desselben mit nicht erhitzter Luft erfolgen kann, wird der Partikelfilter 12 aus der Servicestation 10 ausgebaut und gewogen.
-
Nach dem erneuten Einbau der Servicestation 10 beaufschlagen die Lufterhitzer 16 den Partikelfilter 12 mit Heißluft von 550°C bis 600°C. Dies bewirkt einen thermischen Abbrand der sich in dem Partikelfilter 12 befindenden Rußpartikel. Nach dem Abbrennen der Rußpartikel wird der Partikelfilter 12 erneut abgekühlt und aus der Servicestation 10 ausgebaut. Anschließend wird der Partikelfilter 12 erneut gewogen.
-
Aus den Ergebnissen der Wägungen zeitlich vor und zeitlich nach dem Abbrennen der Rußpartikel wird die während des Dauerlauf-Fahrbetriebs in dem Partikelfilter 12 eingelagerte Rußmenge ermittelt. Diese durch das Wiegen ermittelte Beladung des Partikelfilters 12 wird mit einer Beladung des Partikelfilters 12 verglichen, welche unter Verwendung eines Rechenmodells berechnet wurde. Dies ermöglicht es, gegebenenfalls Parameter des Rechenmodells anzupassen.
-
Nach dem Wiegen des durch Abbrennen der Rußpartikel regenerierten Partikelfilters 12 wird dieser wieder in die Abgasanlage des Versuchsfahrzeugs eingebaut, und der Dauerlauf-Fahrbetrieb des Fahrzyklus wird fortgesetzt. Hierbei kommt jedoch ein anders gestaltetes Fahrprofil zum Einsatz. Bei dem Fahrzyklus des Dauerlauf-Fahrbetriebs können beispielsweise fünf verschiedene Fahrprofile vorgesehen sein, welche jeweils unterschiedliche Einsatzfälle des Versuchsfahrzeugs nachbilden.
-
Um eine besonders große Sicherheit bei der Vorhersage der Rußbeladung des Partikelfilters 12 mittels des Rechenmodells zu erreichen, kann der gesamte Fahrzyklus des Dauerlauf-Fahrbetriebs zweimal durchlaufen werden, wobei nach Beenden eines jeweiligen Fahrprofils der beladene und getrocknete Partikelfilter 12 und anschließend der durch das Abbrennen der Rußpartikel regenerierte Partikelfilter 12 gewogen wird. Die Differenzwägung des Partikelfilters 12 ist also nach Art eines Boxenstopps in den Dauerlauf-Fahrbetrieb des Fahrzyklus eingebunden.
-
Anstelle der vorliegend beispielhaften gezeigten zwei Lufterhitzer 16 kann auch nur ein Lufterhitzer 16 vorgesehen sein. Das Hochdruckgebläse 18 kann eine Leistung von 2,2 kW aufweisen. Da vorliegend je Lufterhitzer 16 eine Leistung von 15 kW vorgesehen ist, ist für die Stromversorgung der Servicestation 10 eine Gesamtleistung von 32,2 kW bereitzustellen.
-
Der Abstand zwischen der Absauganlage 24 und dem Kühler 22 oder – wenn kein Kühler 22 vorgesehen ist – der Abstand zwischen Absauganlage 24 und dem Anschlussflansch 14 des Partikelfilters 12 ist bevorzugt variabel, so dass unterschiedlich dimensionierte Partikelfilter 12 in die Servicestation 10 eingebaut werden können. Auch können Adapter vorgesehen sein, um unterschiedlich große und/oder unterschiedliche Anschlussflansche 14 aufweisende Partikelfilter 12 in ein und dieselbe Servicestation 10 einbauen zu können.
-
Der Partikelfilter 12 kann insbesondere während des Abbrennens der Rußpartikel durch eine Kammer oder dergleichen zu seiner Umgebung hin abgeschirmt sein, um eine Hitzebelastung benachbarter Bauteile oder von Bedienpersonen zu vermeiden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008038026 A1 [0002]
