DE102011003740B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Differenzdrucksensors - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Überwachung eines Differenzdrucksensors (24) in einem Abgasnachbehandlungssystem (20) einer Brennkraftmaschine (10), wobei der Differenzdrucksensor (24) parallel zu einem in einem Abgaskanal (21) des Abgasnachbehandlungssystems (20) angeordneten Partikelfilter (22) angeordnet und mit einem vorderen Anschluss (23) vor dem Partikelfilter (22) und mit einem hinteren Anschluss (25) hinter dem Partikelfilter (22) mit dem Abgaskanal (21) verbunden ist und wobei mit einer mit dem Differenzdrucksensor (24) über den Partikelfilter (22) bestimmten Druckdifferenz und mit einem ermittelten, den Partikelfilter (22) durchströmenden Abgasvolumenstrom der Strömungswiderstand des Partikelfilters (22) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ersten Abgasdruck in dem Abgaskanal (21) nach dem Partikelfilter (22) ein erster Strömungswiderstandswert des Partikelfilters (22) bestimmt wird, dass nachfolgend der Abgasdruck nach dem Partikelfilter (22) auf einen zweiten Abgasdruck verändert und ein zweiter Strömungswiderstandswert des Partikelfilters (22) bestimmt wird und dass auf einen Defekt des hinteren Anschlusses (25) des Differenzdrucksensors (24) geschlossen wird, wenn der zweite Strömungswiderstandswert von dem ersten Strömungswiderstandswert abweicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Differenzdrucksensors in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, wobei der Differenzdrucksensor parallel zu einem in einem Abgaskanal des Abgasnachbehandlungssystems angeordneten Partikelfilter angeordnet und mit einem vorderen Anschluss vor dem Partikelfilter und mit einem hinteren Anschluss hinter dem Partikelfilter mit dem Abgaskanal verbunden ist und wobei mit einer mit dem Differenzdrucksensor über den Partikelfilter bestimmten Druckdifferenz und mit einem ermittelten, den Partikelfilter durchströmenden Abgasvolumenstrom der Strömungswiderstand des Partikelfilters bestimmt wird.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Überwachung eines Differenzdrucksensors in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, wobei der Differenzdrucksensor parallel zu einem in einem Abgaskanal des Abgasnachbehandlungssystems angeordneten Partikelfilter angeordnet und mit einem vorderen Anschluss vor dem Partikelfilter und mit einem hinteren Anschluss hinter dem Partikelfilter mit dem Abgaskanal verbunden ist und wobei eine mit dem Differenzdrucksensor bestimmte Druckdifferenz über den Partikelfilter und ein ermittelter, den Partikelfilter durchströmender Abgasvolumenstrom zur Bestimmung eines Strömungswiderstandes des Partikelfilters einer Steuereinheit vorliegen.
  • Auf Grund geforderter niedriger Emissionsgrenzwerte werden bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Dieselmotoren, Abgasnachbehandlungssysteme mit Partikelfiltern eingesetzt. In den Partikelfiltern wird der bei der Verbrennung entstehende Ruß gesammelt.
  • Partikelfilter weisen eine begrenzte Speicherfähigkeit auf und müssen zur Wiederherstellung der Reinigungswirkung regeneriert werden. Dazu wird durch geeignete Eingriffe des Motormanagements die Abgastemperatur so weit erhöht, dass der eingelagerte Ruß verbrennt. Die Regeneration wird eingeleitet, wenn die Partikelbeladung des Partikelfilters einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • Zur Überwachung der Partikelbeladung des Partikelfilters ist es bekannt, die Druckdifferenz über den Partikelsensor mit Hilfe eines Differenzdrucksensors zu bestimmen. Aus der Druckdifferenz und dem durch den Partikelfilter fließenden Abgasvolumenstrom lässt sich als Quotient aus der Druckdifferenz und dem Abgasvolumenstrom ein Strömungswiderstand des Partikelfilters bestimmen. Der Strömungswiderstand ist direkt abhängig von dem Beladungszustand des Partikelfilters und kann zu dessen Bestimmung verwendet werden.
  • Das zu Grunde liegende Verfahren ist in der DE 102 48 431 A1 beschrieben. Die Schrift beschreibt ein Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Partikelfilters, insbesondere eines Partikelfilters zur Filterung der Abgase einer Brennkraftmaschine. Dabei ist es vorgesehen, dass eine den Strömungswiderstand des Partikelfilters charakterisierende Größe, ausgehend von der Temperatur im Partikelfilter und von dem Druck im Partikelfilter, bestimmt wird und aus dem Strömungswiderstand auf die Beladung des Partikelfilters geschlossen wird. Der Strömungswiderstand wird durch eine Erfassung des Druckverlustes über den Partikelfilter und durch eine Bestimmung des Abgasvolumenstroms durch den Filter ermittelt. Vorteilhaft ist, dass mit Hilfe des Strömungswiderstandes der Beladungszustand des Partikelfilters unabhängig von der Last der Brennkraftmaschine bestimmt werden kann.
  • Der Abgasvolumenstrom kann aus einer Messung mit einem Heißfilmluftmassensensor bestimmt werden. Alternativ dazu beschreibt die DE 102 13 660 A 1 ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei eine den Strömungswiderstand einer ersten Komponente eines Abgasnachbehandlungssystems charakterisierende erste Größe (W1) ausgehend von einer ersten Messgröße (DP1) und einer Volumenstromgröße (VS) bestimmt wird. Dabei ist es vorgesehen, dass die Volumenstromgröße (VS) ausgehend von einer zweiten Größe (W2), die den Strömungswiderstand einer zweiten Komponente des Abgassystems charakterisiert, bestimmt wird. Die Volumenstromgröße entspricht dabei dem Abgasvolumenstrom, welcher über den Druckverlust über einer Komponente des Abgassystems mit bekanntem Strömungswiderstand bestimmt wird. Der so erhaltene Volumenstrom kann, zusammen mit einem als erste Messgröße DP1 gemessenen Differenzdruck übe einen Partikelfilter, zur Bestimmung des Strömungswiderstandes des Partikelfilters eingesetzt werden.
  • Zur Verringerung der Emissionen von Brennkraftmaschinen ist es weiterhin bekannt, Systeme mit einer Niederdruck-Abgasrückführung zu verwenden. Bei solchen Systemen wird ein Teil des Abgases aus einem Niederdruckbereich des Abgassystems nach dem Partikelfilter zu einem Zuluftkanal für die Frischluftzuführung der Brennkraftmaschine geleitet und der Frischluft beigemischt. Die Abgasrückführrate kann dabei über eine Veränderung des Druckgefälles mit Hilfe einer in der Niederdruck-Abgasrückführung vorgesehenen Niederdruck-Drosselklappe gesteuert werden. Ein solches System ist beispielsweise in der DE 10 2010 027 976 A 1 beschrieben. Die Schrift legt ein Verfahren zum Betrieben einer Brennkraftmaschine offen, wobei die Brennkraftmaschine einen Zuführstrang zur Zuführung eines Luftgemischs in die Brennkraftmaschine aufweist, wobei der Zuführstrang in Zuführrichtung nacheinander einen ersten Abschnitt mit einem vergleichsweise niedrigen Druck, einen Verdichter zur Verdichtung des zugeführten Luftgemischs und einen zweiten Abschnitt mit einem vergleichsweise hohen Druck aufweist, wobei die Brennkraftmaschine einen Abgasstrang zur Ableitung von Abgas aus der Brennkraftmaschine aufweist, wobei der Abgasstrang einen Abschnitt mit einem vergleichsweise niedrigen Druck des Abgases aufweist, und wobei die Brennkraftmaschine eine Abgasrückführung aufweist, die mindestens einen Teil desjenigen Abgases in den ersten Abschnitt der Luftzuführung zurückführt, welches den Abschnitt des Abgasstrangs mit dem vergleichsweise niedrigen Druck durchströmt, und wobei der rückgeführte Teil des Abgases und zugeführte Frischluft das den Zuführstrang durchströmende Luftgemisch bilden. Dabei ist es vorgesehen, dass ein Massenstrom des rückgeführten Teils des Abgases mittels folgender Schritte ermittelt wird:
    1. a) Ermittlung eines durch den Verdichter strömenden Massenstroms,
    2. b) Ermittlung eines Massenstroms der zugeführten Frischluft, und
    3. c) Subtraktion des in Schritt b) ermittelten Massenstroms von dem im Schritt a) ermittelten Massenstrom.
  • Wesentliches Element zur Überwachung der Beladung des Partikelfilters ist ein parallel zum Partikelfilter geschalteter Differenzdrucksensor. Um die Funktionsfähigkeit der Beladungsbestimmung des Partikelfilters und die Partikelfilterüberwachung zu gewährleisten sowie zur Einhaltung von gesetzlichen Vorschriften muss die Funktion des Differenzdrucksensors überwacht werden. Der Differenzdrucksensor ist mit einem vorderen Anschluss mit dem Abgaskanal vor dem Partikelfilter und mit einem hinteren Anschluss mit dem Abgaskanal hinter dem Partikelfilter verbunden. Die Anschlüsse sind dabei zumeist als Schlauchverbindungen ausgeführt. Ein möglicher Fehler ist, dass sich einer der Anschlüsse löst. Ein solcher Fehler kann für den vorderen Anschluss an einem sehr geringen gemessenen Differenzdruck direkt erkannt werden, wenn der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine hohe Druckdifferenz über den Partikelfilter erwarten lässt.
  • Löst sich der hintere Anschluss, so liegt der Differenzdrucksensor einseitig auf Umgebungsdruck, der sich jedoch nicht wesentlich von dem Abgasdruck nach dem Partikelfilter unterscheidet. Ein solcher Fehler ist daher alleine an Hand des gemessenen Differenzdrucks nicht mehr eindeutig zu erkennen.
  • Die US 2008 / 0 215 205 A 1 offenbart, dass eine Diagnosevorrichtung eines Verbrennungsmotors einen Zustand eines Differenzdrucksensors diagnostiziert.
  • Die US 2010 / 0 139 382 A1 beschreibt ein Verfahren zur Plausibilitätsbewertung einer Druckdifferenz, die zwischen den beiden Enden eines im Auslasstrakt einer Brennkraftmaschine befindlichen Partikelfilters auftritt, unter Verwendung einer ersten Messeinheit zur Ermittlung des Differenzdruckwerts und einer zweiten Messeinheit, die einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Differenzdruckwert als Betriebsparameter ein Ladedruckwert der Brennkraftmaschine zugeordnet wird und beide Kennwerte in einem Kennfeld gespeichert werden und dass ein fehlerhafter Differenzdruckwert dann identifiziert wird, wenn sich der gemessen Differenzdruckwert außerhalb eines vorgebbaren oberen und unteren Grenzbereichs für den jeweils dem ermittelten Ladedruck der Brennkraftmaschine zugeordneten und gespeicherten Differenzdruckwert befindet.
  • Die GB 2 400 444 A beschreibt ein Verfahren zum Steuern der Regeneration eines Dieselpartikelfilters eines Abgassystems eines Fahrzeugmotors basierend auf mindestens einem Sensor, wie etwa einem Differenzdrucksensor oder einem Temperatursensor.
  • Die US 2005 / 0 178 272 A1 offenbart eine Anomalieerfassungsvorrichtung einer Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
  • Die JP 2008-133 779 A offenbart eine Diagnosevorrichtung für einen Differenzdrucksensor, die in der Lage ist, den Differenzdrucksensor einfach und genau zu diagnostizieren.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche es ermöglichen, einen Defekt an dem hinteren Anschluss des Differenzdrucksensors eindeutig zu erkennen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass bei einem ersten Abgasdruck in dem Abgaskanal nach dem Partikelfilter ein erster Strömungswiderstandswert des Partikelfilters bestimmt wird, dass nachfolgend der Abgasdruck nach dem Partikelfilter auf einen zweiten Abgasdruck verändert und ein zweiter Strömungswiderstandswert des Partikelfilters bestimmt wird und dass auf einen Defekt des hinteren Anschlusses des Differenzdrucksensors geschlossen wird, wenn der zweite Strömungswiderstandswert von dem ersten Strömungswiderstandswert abweicht.
  • Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in dem Abgaskanal nach dem Partikelfilter zumindest eine Abgaskomponente mit veränderbarem Strömungswiderstand vorgesehen ist, dass in der Steuereinheit eine erste Programmroutine zur Veränderung des Strömungswiderstandes der Abgaskomponente und zur Bestimmung eines ersten Strömungswiderstandwertes des Partikelfilters bei einem ersten Strömungswiderstand der Abgaskomponente und zur Bestimmung eines zweiten Strömungswiderstandswertes des Partikelfilters bei einem zweiten Strömungswiderstand der Abgaskomponente vorgesehen ist und dass in der Steuereinheit eine zweite Programmroutine zum Vergleich des ersten Strömungswiderstandswertes des Partikelfilters mit dem zweiten Strömungswiderstandswertes des Partikelfilters vorgesehen ist.
  • Der Strömungswiderstand des Partikelfilters, definiert als der Quotient zwischen der Druckdifferenz über den Partikelfilter und dem Abgasvolumenstrom durch den Partikelfilter, ist unabhängig von dem Druckniveau nach dem Partikelfilter. Wird das Druckniveau in dem Abgaskanal nach dem Partikelfilter verändert, so ändern sich der Druck vor dem Partikelfilter und / oder der Abgasvolumenstrom derart, dass der Quotient zwischen der Druckdifferenz und dem Abgasvolumenstrom gleich bleibt.
  • Liegt ein Defekt des hinteren Anschlusses des Differenzdrucksensors vor, beispielsweise derart, dass sich eine den hinteren Anschluss bildende Schlauchverbindung gelöst hat, so ist der Drucksensor einseitig nicht mehr korrekt mit dem Abgaskanal verbunden und somit nicht mehr dem Abgasdruck nach dem Partikelsensor ausgesetzt. Wird das Druckniveau nach dem Partikelsensor verändert, führt dies zu einem geänderten Druckniveau vor dem Partikelsensor. An dem Differenzdrucksensor ändert sich jedoch nur der über den vorderen Anschluss zugeführte Druck. Das über den hinteren Anschluss zugeführte Druckniveau bleibt bei vollständiger Trennung des hinteren Anschlusses von dem Abgaskanal gleich oder ändert sich in Abhängigkeit von dem vorliegenden Defekt des hinteren Anschlusses nicht in vollem Maße. Bei verändertem Druckniveau nach dem Partikelfilter ändert sich somit der aus der gemessenen Druckdifferenz und dem Abgasvolumenstrom bestimmte Strömungswiderstandswert des Partikelfilters, was auf einen Defekt an dem hinteren Anschluss des Differenzdrucksensors hindeutet.
  • Um Fehlinterpretationen bei der Überwachung des Differenzdrucksensors auf Grund von Toleranzen bei der Bestimmung des Strömungswiderstandswertes des Partikelsensors zu vermeiden kann es vorgesehen sein, dass auf einen Defekt des hinteren Anschlusses des Differenzdrucksensors geschlossen wird, wenn der zweite Strömungswiderstandswert mehr als um einen vorgegebenen Betrag oder um mehr als einen vorgegebenen Prozentsatz von dem ersten Strömungswiderstandswert abweicht. Der Betrag beziehungsweise der Prozentsatz sind dabei so zu wählen, dass durch Messtoleranzen hervorgerufene Abweichungen zwischen den ermittelten Strömungswiderstandswerten kleiner als der zulässige Betrag beziehungsweise der zulässige Prozentsatz sind, während durch einen defekten hinteren Anschluss hervorgerufene Abweichungen größer als der Betrag beziehungsweise der Prozentsatz sind.
  • Der nach dem Partikelfilter vorliegende Abgasdruck ist abhängig von dem Abgasvolumenstrom und dem Strömungswiderstand der in dem Abgaskanal nachfolgenden Abgaskomponenten. Daher kann es vorgesehen sein, dass der Abgasdruck nach dem Partikelfilter durch Veränderung des Strömungswiderstandes einer nach dem Partikelfilter in dem Abgaskanal angeordneten Abgaskomponente des Abgasnachbehandlungssystems verändert wird.
  • Entsprechend einer bevorzugten, die Vorrichtung betreffenden Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass als Abgaskomponente mit veränderbarem Strömungswiderstand eine den Abgaskanal nach dem Partikelfilter mit einem Zuluftkanal verbindende Niederdruck-Abgasrückführung mit einer durch die Steuereinheit einstellbaren Niederdruck-Drosselklappe vorgesehen ist.
  • Zur Verringerung von Emissionen von Brennkraftmaschinen werden vermehrt Systeme mit einer Niederdruck-Abgasrückführung eingesetzt. Die Niederdruck-Abgasrückführung verbindet den Abgaskanal nach dem Partikelfilter mit einem Zuluftkanal der Brennkraftmaschine, wobei bei Verwendung eines Turboladers die Niederdruck-Abgasrückführung in Strömungsrichtung vor einem Verdichter des Turboladers und nach einer Abgasturbine des Turboladers angeordnet ist. Entsprechend einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass zur Veränderung des Abgasdrucks nach dem Partikelfilter der Strömungswiderstand einer den Abgaskanal nach dem Partikelfilter mit einem Zuluftkanal verbindenden Niederdruck-Abgasrückführung durch Veränderung der Stellung einer in der Niederdruck-Abgasrückführung vorgesehenen Niederdruck-Drosselkappe verändert wird. Das Verfahren kann somit zur Überwachung der Funktion des Differenzdrucksensors auf bestehende Komponenten zurückgreifen.
  • Der Strömungswiderstand des Partikelfilters ist abhängig von seiner Partikelbeladung. Eine Überwachung des hinteren Anschlusses des Differenzdrucksensors bei verändertem Druckniveau nach dem Partikelfilter durch Vergleich des ersten und des zweiten Strömungswiderstandswertes ist nur dann möglich, wenn sich der Strömungswiderstand des Partikelfilters zwischen den beiden Messungen nicht tatsächlich verändert hat. Daher kann es vorgesehen sein, dass der erste Strömungswiderstandswert und der zweite Strömungswiderstandswert des Partikelfilters (22) zeitlich so nahe aufeinander folgend bestimmt werden, dass zwischenzeitlich keine tatsächliche Änderung des Strömungswiderstandes des Partikelfilters (22) größer als der zulässige Betrag oder der zulässige Prozentsatz erfolgt.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 in einer schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem und einer Frischluftzuführung,
    • 2 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 10 einem Abgasnachbehandlungssystem 20 und einer Frischluftzuführung 30. Die Darstellung ist dabei auf die für die Beschreibung der Erfindung wesentlichen Teile beschränkt.
  • Entlang eines Zuluftkanals 33 der Luftzuführung 30 wird Frischluft 31 über einen Heißfilmluftmassensensor 32 und einen Verdichter 12 eines Turboladers 11 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt.
  • Das Abgas 27 der Brennkraftmaschine 10 wird über das Abgasnachbehandlungssystem 20 an die Umgebung abgegeben. Das Abgasnachbehandlungssystem 20 enthält einen Abgaskanal 21, in dem in Strömungsrichtung des Abgases 27 eine Abgasturbine 13 des Turboladers 11, ein Partikelfilter 22 und ein Schalldämpfer 26 angeordnet sind. Parallel zu dem Partikelfilter 22 ist ein Differenzdrucksensor 24 angeordnet, welche über einen vorderen Anschluss 23 mit dem Abgaskanal 21 vor dem Partikelfilter 22 und mit einem hinteren Anschluss 25 mit dem Abgaskanal 21 nach dem Partikelfilter 22 verbunden ist.
  • Das Abgasnachbehandlungssystem 20 und die Luftzuführung 30 teilen sich in einen Niederdruckbereich 14 und einen davon durch den Turbolader 11 getrennten Hochdruckbereich 15 auf.
  • In dem Niederdruckbereich 14 verbindet eine Niederdruck-Abgasrückführung 40 den Abgaskanal 21 mit dem Zuluftkanal 33. Die Niederdruck-Abgasrückführung 40 ist dabei mit ihrem Einlass nach dem Partikelfilter 22 angeordnet und enthält einen ersten Abgasrückführungskühler 41 mit einem nicht dargestelltem Bypass und einem nicht dargestellten Bypass-Ventil sowie eine Niederdruck-Drosselklappe 42.
  • Im Hochdruckbereich 15 verbindet eine Hochdruck-Abgasrückführung 50 den Abgaskanal 21 mit dem Zuluftkanal 33. In der Hochdruck-Abgasrückführung 50 sind ein zweiter Abgasrückführungskühler 51 mit nicht dargestelltem Bypass und Bypass-Ventil sowie ein Ventile 52 vorgesehen.
  • Im Betrieb wird die Masse der der Brennkraftmaschine zugeführten Frischluft 31 mit dem Heißfilmluftmassensensor 32 bestimmt. Über die Niederdruck-Abgasrückführung 40 wird der Frischluft 31 Abgas 27 beigemischt. Das so entstehende Luftgemisch wird durch den Verdichter 12 des Turboladers 11 verdichtet und der Brennkraftmaschine 10 zugeführt. Das entstehende Abgas 27 treibt über die Abgasturbine 13 den Turbolader 11 an und wird dabei auf ein niedrigeres Druckniveau entspannt. Anschließend werden mit dem Partikelfilter 22 Partikel aus dem Abgas 27 gefiltert.
  • Durch die Niederdruck-Abgasrückführung 40 und die Hochdruck-Abgasrückführung 50 wird ein mit der Niederdruck-Drosselklappe 42 beziehungsweise mit dem Ventil 52 regelbarer Anteil des Abgases 27 der Frischluft 31 beigemischt. Diese Maßnahmen dienen der Verringerung der Emissionen der Brennkraftmaschine 10.
  • Zur Überwachung der Beladung des Partikelfilters 22 wird mit dem Differenzdrucksensor 24 der Druckabfall über den Partikelfilter 22 bestimmt. Dazu wird der Differenzdrucksensor 24 auf einer Seite über den vorderen Anschluss 23 mit dem Abgasdruck vor dem Partikelfilter 22 und auf der anderen Seite über den hinteren Anschluss 25 mit dem Abgasdruck nach dem Partikelfilter 22 beaufschlagt.
  • Aus der gemessenen Druckdifferenz über den Partikelfilter 22 und dem den Partikelfilter 22 durchströmenden Abgasvolumenstrom wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit ein Strömungswiderstand des Partikelfilters 22 als Quotient des Differenzdruckes bezogen auf den Abgasvolumenstrom berechnet. Der Abgasvolumenstrom wird dabei über die von dem Heißfilmluftmassensensor 32 bestimmten Luftmasse sowie weiteren Größen, wie der rückgeführten Abgasmenge, der der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Kraftstoffmenge und der Abgastemperatur, bestimmt. Aus dem Strömungswiderstand kann die Beladung des Partikelfilters 22 bestimmt und bei Erreichen einer Beladungsgrenze eine Regeneration des Partikelfilters 22 eingeleitet werden. Der Strömungswiderstand ist dabei weitestgehend unabhängig von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine 10 und von dem absoluten Druckniveau vor beziehungsweise hinter dem Partikelfilter 22.
  • Der vordere Anschluss 23 und der hintere Anschluss 25 des Differenzdrucksensors 24 sind als Schlauchverbindungen ausgeführt. Ein mögliches Fehlerbild ist, dass sich eine der Schlauchverbindungen löst.
  • Passiert dies am vorderen Anschluss 23, so wird in Abhängigkeit von den Betriebsparametem der Brennkraftmaschine 10 eine deutlich zu niedrige Druckdifferenz über den Partikelfilter 22 gemessen, woraus direkt auf den Fehler geschlossen werden kann.
  • Löst sich der hintere Anschluss 25, so liegt der Differenzdrucksensor 24 einseitig auf Umgebungsdruck. Da sich Umgebungsdruck und Abgasdruck in dem Abgaskanal 21 nach dem Partikelfilter 22 auf Grund des geringen Strömungswiderstandes des nachgeschalteten Schalldämpfers 26 nicht wesentlich unterscheiden, ist die Erkennung dieses Fehlers alleine an Hand der absolut gemessenen Druckdifferenz über den Partikelfilter nicht möglich.
  • Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, jeweils einen Strömungswiderstandswert des Partikelfilters 22 bei zwei unterschiedlichen Abgasdrücken nach dem Partikelfilter 22 zu bestimmen und die erhaltenen Werte zu vergleichen. Durch den veränderten Abgasdruck nach dem Partikelfilter 22 ändert sich entsprechend der Abgasdruck vor dem Partikelfilter 22, so dass der Quotient aus Druckdifferenz und Abgasvolumenstrom gleich bleiben. Bei intaktem hinterem Anschluss 25 wird dies so auch gemessen. Bei defektem hinteren Anschluss 25 bleibt bei einer Änderung des Abgasdruckes nach dem Partikelfilter 22 der dem Differenzdrucksensor 24 über den hinteren Anschluss 25 zugeführte Druck gleich, während sich der über den vorderen Anschluss 23 zugeführte Druck ändert. Entsprechend weichen die bei unterschiedlichen Abgasdrücken nach dem Partikelfilter 22 bestimmten Strömungswiderstandswerte voneinander ab, woraus auf einen defekten hinteren Anschluss 25 des Differenzdrucksensors 24 geschlossen werden kann.
  • Die Änderung des Abgasdruckes nach dem Partikelfilter 22 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Veränderung der Einstellung der Niederdruck-Drosselklappe 42 der Niederduck-Abgasrückführung 40 erreicht und lässt sich so mit bestehenden Komponenten bewirken.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens bezogen auf das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel.
  • In einem ersten Funktionsblock 60 wird die Niederdruck-Drosselklappe 42 der Niederdruck-Abgasrückführung 40 auf eine erste Stellung und damit der Abgasdruck nach dem Partikelfilter auf einen ersten Druckwert eingestellt. In einem zweiten Funktionsblock 61 erfolgt die Bestimmung eines ersten Strömungswiderstandswertes des Partikelfilters 22 als Quotient aus der mit dem Differenzdrucksensor 24 über den Partikelfilter 22 gemessenen Druckdifferenz und dem durch den Partikelfilter 22 fließenden Abgasvolumenstrom. In einem dritten Funktionsblock 62 wird die Niederdruck-Drosselklappe 42 auf eine zweite Stellung eingestellt, wodurch sich der Abgasdruck in dem Abgaskanal 21 nach dem Partikelfilter 22 auf einen zweiten Druckwert ändert. In einem vierten Funktionsblock 63 wird daraufhin ein zweiter Strömungswiderstandswert als Quotient aus der mit dem Differenzdrucksensor 24 über den Partikelfilter 22 gemessenen Druckdifferenz und dem durch den Partikelfilter 22 fließenden Abgasvolumenstrom bestimmt. In einer ersten Abfrage 64 werden der erste Strömungswiderstandswert und der zweite Strömungswiderstandswert miteinander verglichen. Sind die beiden Strömungswiderstandswerte im Rahmen einer vorgegebenen Messtoleranz gleich, so wird in einem fünften Funktionsblock 65 ein intakter hinterer Anschluss 25 ausgewiesen. Unterscheiden sich hingegen der erste und der zweite Strömungswiderstandswert, so folgt der Ablauf zu einem sechsten Funktionsblock 66 und es wird ein fehlerhafter hinterer Anschluss 25 gemeldet.
  • Bei der Durchführung des Verfahrens ist zu beachten, dass die Ermittlung der beiden Strömungswiderstandswerte zeitlich nah aufeinander erfolgt, um eine tatsächliche Veränderung des Strömungswiderstandes des Partikelfilters zwischen den beiden Messungen, beispielsweise durch Anlagerung weiterer Partikel, auszuschließen.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Überwachung eines Differenzdrucksensors (24) in einem Abgasnachbehandlungssystem (20) einer Brennkraftmaschine (10), wobei der Differenzdrucksensor (24) parallel zu einem in einem Abgaskanal (21) des Abgasnachbehandlungssystems (20) angeordneten Partikelfilter (22) angeordnet und mit einem vorderen Anschluss (23) vor dem Partikelfilter (22) und mit einem hinteren Anschluss (25) hinter dem Partikelfilter (22) mit dem Abgaskanal (21) verbunden ist und wobei mit einer mit dem Differenzdrucksensor (24) über den Partikelfilter (22) bestimmten Druckdifferenz und mit einem ermittelten, den Partikelfilter (22) durchströmenden Abgasvolumenstrom der Strömungswiderstand des Partikelfilters (22) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ersten Abgasdruck in dem Abgaskanal (21) nach dem Partikelfilter (22) ein erster Strömungswiderstandswert des Partikelfilters (22) bestimmt wird, dass nachfolgend der Abgasdruck nach dem Partikelfilter (22) auf einen zweiten Abgasdruck verändert und ein zweiter Strömungswiderstandswert des Partikelfilters (22) bestimmt wird und dass auf einen Defekt des hinteren Anschlusses (25) des Differenzdrucksensors (24) geschlossen wird, wenn der zweite Strömungswiderstandswert von dem ersten Strömungswiderstandswert abweicht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Defekt des hinteren Anschlusses (25) des Differenzdrucksensors (24) geschlossen wird, wenn der zweite Strömungswiderstandswert mehr als um einen vorgegebenen Betrag oder um mehr als einen vorgegebenen Prozentsatz von dem ersten Strömungswiderstandswert abweicht.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasdruck nach dem Partikelfilter (22) durch Veränderung des Strömungswiderstandes einer nach dem Partikelfilter (22) in dem Abgaskanal (21) angeordneten Abgaskomponente des Abgasnachbehandlungssystems (20) verändert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Abgasdrucks nach dem Partikelfilter (22) der Strömungswiderstand einer den Abgaskanal (21) nach dem Partikelfilter (22) mit dem Zuluftkanal (33) verbindenden Niederdruck-Abgasrückführung (40) durch Veränderung der Stellung einer in de Niederdruck-Abgasrückführung (40) vorgesehenen Niederdruck- Drosselklappe (42) verändert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungswiderstandswert und der zweite Strömungswiderstandswert des Partikelfilters (22) zeitlich so nahe aufeinander folgend bestimmt werden, dass zwischenzeitlich keine tatsächliche Änderung des Strömungswiderstandes des Partikelfilters (22) größer als der zulässige Betrag oder der zulässige Prozentsatz erfolgt.
  6. Vorrichtung zur Überwachung eines Differenzdrucksensors (24) in einem Abgasnachbehandlungssystem (20) einer Brennkraftmaschine (10), wobei der Differenzdrucksensor (24) parallel zu einem in einem Abgaskanal (21) des Abgasnachbehandlungssystems (20) angeordneten Partikelfilter (22) angeordnet und mit einem vorderen Anschluss (23) vor dem Partikelfilter (22) und mit einem hinteren Anschluss (25) hinter dem Partikelfilter (22) mit dem Abgaskanal (21) verbunden ist und wobei eine mit dem Differenzdrucksensor (24) bestimmte Druckdifferenz über den Partikelfilter (22) und ein ermittelter, den Partikelfilter (22) durchströmender Abgasvolumenstrom zur Bestimmung eines Strömungswiderstandes des Partikelfilters (22) einer Steuereinheit vorliegen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abgaskanal (21) nach dem Partikelfilter (22) zumindest eine Abgaskomponente mit veränderbarem Strömungswiderstand vorgesehen ist, dass in der Steuereinheit eine erste Programmroutine zur Veränderung des Strömungswiderstandes der Abgaskomponente und zur Bestimmung eines ersten Strömungswiderstandwertes des Partikelfilters (22) bei einem ersten Strömungswiderstand der Abgaskomponente und zur Bestimmung eines zweiten Strömungswiderstandwertes des Partikelfilters (22) bei einem zweiten Strömungswiderstand der Abgaskomponente vorgesehen ist und dass in der Steuereinheit eine zweite Programmroutine zum Vergleich des ersten Strömungswiderstandwertes des Partikelfilters (22) mit dem zweiten Strömungswiderstandwertes des Partikelfilters (22) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Abgaskomponente mit veränderbarem Strömungswiderstand eine den Abgaskanal (21) nach dem Partikelfilter (22) mit einem Zuluftkanal (33) verbindende Niederdruck-Abgasrückführung (40) mit einer durch die Steuereinheit einstellbaren Niederdruck-Drosselklappe (42) vorgesehen ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9664095B2 (en) * 2014-04-01 2017-05-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for leak detection at a particulate filter
DE102017204866A1 (de) * 2017-03-23 2018-09-27 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Differenzdrucksensors eines Partikelfilters

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10213660A1 (de) 2001-09-19 2003-04-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE10248431A1 (de) 2002-10-17 2004-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Partikelfilters
GB2400444A (en) 2003-04-11 2004-10-13 Ford Global Tech Llc Determination of degradation of vehicle exhaust pressure sensor
US20050178272A1 (en) 2004-02-12 2005-08-18 Denso Corporation Abnormality detection apparatus for exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
JP2008133779A (ja) 2006-11-28 2008-06-12 Toyota Motor Corp 差圧センサの診断装置
US20080215205A1 (en) 2007-01-24 2008-09-04 Denso Corporation Diagnostic device for internal combustion engine
US20100139382A1 (en) 2007-01-22 2010-06-10 Holger Lienemann Method for evaluating the plausibility of a pressure difference value determined across a particle filter
DE102010027976A1 (de) 2010-04-20 2011-10-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Zuführstrang zur Zuführung eines Luftgemischs sowie mit einem Abgasstrang

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10213660A1 (de) 2001-09-19 2003-04-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE10248431A1 (de) 2002-10-17 2004-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Partikelfilters
GB2400444A (en) 2003-04-11 2004-10-13 Ford Global Tech Llc Determination of degradation of vehicle exhaust pressure sensor
US20050178272A1 (en) 2004-02-12 2005-08-18 Denso Corporation Abnormality detection apparatus for exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
JP2008133779A (ja) 2006-11-28 2008-06-12 Toyota Motor Corp 差圧センサの診断装置
US20100139382A1 (en) 2007-01-22 2010-06-10 Holger Lienemann Method for evaluating the plausibility of a pressure difference value determined across a particle filter
US20080215205A1 (en) 2007-01-24 2008-09-04 Denso Corporation Diagnostic device for internal combustion engine
DE102010027976A1 (de) 2010-04-20 2011-10-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Zuführstrang zur Zuführung eines Luftgemischs sowie mit einem Abgasstrang

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