DE102015014931B4 - Verfahren zum Überwachen eines Zustands einer Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Überwachen eines Zustands eines Filters (44), dem ein Sensor (46) zugeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, eine erste physikalische Größe des Filters (44) zu messen, wobei für den Filter (44) in einem neuwertigen Zustand ein Modell bereitgestellt wird, das eine Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von einer zweiten physikalischen Größe darstellt, wobei bei einem Betrieb des Filters (44) zu einem ersten Zeitpunkt ein erster Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen ersten Wert der zweiten physikalischen Größe gemessen und ein erstes gemessenes Wertepaar ermittelt wird, wobei bei dem Betrieb des Filters zu einem zweiten Zeitpunkt ein zweiter Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen zweiten Wert der zweiten physikalischen Größe gemessen und ein zweites gemessenes Wertepaar ermittelt wird, wobei aus den beiden gemessenen Wertepaaren ein gemessener, betriebsbegleitender Gradient einer funktionalen Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von der zweiten physikalischen Größe für den gealterten Filter (44) ermittelt wird, wobei über das Modell für den ersten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe ein erster Wert der ersten physikalischen Größe berechnet und ein erstes modelliertes Wertepaar ermittelt wird, und wobei über das Modell für den zweiten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe ein zweiter Wert der ersten physikalischen Größe berechnet und ein zweites modelliertes Wertepaar ermittelt wird, wobei aus den beiden modellierten Wertepaaren ein modellierter Gradient der funktionalen Abhängigkeit zwischen der ersten physikalischen Größe und der zweiten physikalischen Größe für den neuwertigen Filter (44) ermittelt wird, wobei der gemessene Gradient für den gealterten Filter (44) durch den modellierten Gradienten für den neuwertigen Filter (44) geteilt und normiert wird, woraus ein Alterungsfaktor des Filters (44) berechnet wird, wobei das Verfahren für einen Filter (44) durchgeführt wird, durch den ein Medium strömt, das Partikel aufweist, wobei mit dem Sensor (46) als erste physikalische Größe Werte eines Drucks des Mediums innerhalb des Filters (44) gemessen werden, wobei als zweite physikalische Größe ein Volumenstrom des Mediums verwendet wird, wobei Werte des Volumenstroms von einem Kontrollgerät (42) bereitgestellt werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Zustands einer Vorrichtung, ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung und ein System zum Überwachen eines Zustands einer Vorrichtung.
• Zum Messen einer physikalischen Größe, bspw. eines Druckabfalls über einem Filter einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, wird ein Sensor eingesetzt. Dabei sind zu erfassende Werte der physikalischen Größe üblicherweise von unterschiedlichen Parametern abhängig. Im Fall des zu erfassenden Drucks in dem Filter hängt dieser bspw. von einer Stellung eines Gaspedals des Kraftfahrzeugs ab. Allerdings kann sich aufgrund einer Auslegung des zu verwendenden Sensors ergeben, dass ein von dem Sensor angezeigter Wert der physikalischen Größe von dem realen absoluten Wert abweicht, was u. a. dann der Fall ist, wenn sich der Wert der physikalischen Größe lediglich im Bereich eines Messfehlers des Sensors ergeben sollte.
• Aus der Druckschrift US 6 422 001 B1 ist ein Verfahren zur Kontrolle einer Regeneration eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Ein System zur differenziellen Druckmessung ist aus der Druckschrift US 4 570 490 bekannt. Ein Modul zum Anzeigen eines Drucks in einem Abgasfilter ist aus der Druckschrift WO 94/16205 A1 bekannt.
• Ein Verfahren zur Regelung einer Verbrennungskraftmaschine ist aus der Druckschrift DE 100 47 811 A1 bekannt. Dabei wird ein Druck einer Verbrennungsluft mit einem Saugrohrdrucksensor gemessen.
• Die Druckschrift US 2010/0018186 A1 beschreibt ein System zur Detektion eines Versagens eines Partikelfilters. Hierbei wird ein Fehler des Partikelfilters auf Basis eines Änderungsbetrages eines Differenzdrucks über dem Partikelfilter detektiert.
• Die Druckschrift US 2007/0251214 A1 beschreibt ein Gerät zum Detektieren eines Zustands eines Partikelfilters.
• Ein Diagnosegerät und ein Diagnoseverfahren für einen Partikelfilter sind aus der Druckschrift EP 2 392 792 A2 bekannt.
• Ein Gerät zum Nachweisen einer Abnormalität eines Partikelfilters ist in der Druckschrift EP 2 942 505 A1 beschrieben.
• In der Druckschrift US 2012/0210700 A1 ist ein Verfahren zum Überwachen eines Druckabfalls entlang eines Katalysators für eine Verbrennungsmaschine beschrieben.
• Die Druckschrift DE 11 2008 000 223 T5 beschreibt ein Verfahren und eine Anordnung zum Überwachen einer Funktionsfähigkeit eines Abgasnachbehandlungssystems.
• Ein Verfahren zum Überwachen eines Abgasnachbehandlungssystems eines Fahrzeugs ist aus der Druckschrift DE 10 2012 221 363 A1 bekannt.
• Vor diesem Hintergrund werden Verfahren und ein System mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Ausgestaltungen der Verfahrens und des Systems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Überwachen, bspw. Analysieren und/oder Bewerten, eines Zustands einer Vorrichtung, der ein Sensor zugeordnet ist, ausgebildet. Mit dem Sensor wird eine erste physikalische Größe der Vorrichtung erfasst und gemessen. Außerdem wird für die Vorrichtung ein Modell bereitgestellt, das eine für einen neuwertigen Zustand der Vorrichtung gültige Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von einer zweiten physikalischen Größe darstellt. Bei einem Betrieb der Vorrichtung wird zu einem ersten Zeitpunkt ein erster Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen ersten Wert der zweiten physikalischen Größe gemessen und ein erstes gemessenes Wertepaar ermittelt. Weiterhin wird bei dem Betrieb der Vorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt ein zweiter Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen zweiten Wert der zweiten physikalischen Größe gemessen und ein zweites gemessenes Wertepaar ermittelt. Aus den beiden gemessenen Wertepaaren wird ein gemessener, betriebsbegleitender Gradient einer funktionalen Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von der zweiten physikalischen Größe ermittelt. Über das Modell für den ersten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe wird ein erster Wert der ersten physikalischen Größe berechnet und ein erstes modelliertes Wertepaar ermittelt. Außerdem wird über das Modell für den zweiten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe ein zweiter Wert der ersten physikalischen Größe berechnet und ein zweites modelliertes Wertepaar ermittelt. Aus den beiden modellierten Wertepaaren wird ein modellierter Gradient der funktionalen Abhängigkeit zwischen der ersten physikalischen Größe und der zweiten physikalischen Größe ermittelt, wobei der gemessene Gradient durch den modellierten Gradienten geteilt und daraus ein Alterungsfaktor der Vorrichtung berechnet wird, über den üblicherweise der Zustand der Vorrichtung bewertet wird.
• Mit Hilfe des Alterungsfaktors und der funktionalen Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von der zweiten physikalischen Größe lässt sich ein Wert der ersten physikalischen Größe für die Vorrichtung bei einem gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe bestimmen.
• In einer Ausgestaltung wird das Verfahren für eine als Filter ausgebildete Vorrichtung durchgeführt, durch den ein Medium strömt, das Partikel aufweist. Dabei wird mit dem Sensor als erste physikalische Größe ein Druckabfall des Mediums über dem Filter bzw. ein über dem Filter abfallender Druck gemessen. Als zweite physikalische Größe wird ein Volumenstrom des Mediums berücksichtigt, wobei Werte des Volumenstroms von einem Kontrollgerät bereitgestellt werden, wobei dieses Kontrollgerät bspw. als Motorsteuergerät ausgebildet ist. Über den Alterungsfaktor wird ein Grad einer Beladung des Filters mit Partikeln bestimmt.
• Dabei ist bspw. möglich, dass das Verfahren für einen Filter einer Abgasanlage durchgeführt wird, durch die Abgas strömt, das als Partikel Ruß und Asche umfasst. Das Abgas wird von einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gebildet, wobei das Kontrollgerät der Verbrennungskraftmaschine zugeordnet ist.
• In Ausgestaltung des Verfahrens wird von dem Sensor ein realer Wert der ersten physikalischen Größe als eingehender Wert eines eingehenden Signals erfasst und der gemessene Wert als ausgehender Wert eines ausgehenden Signals bereitgestellt und/oder ausgegeben, wobei berücksichtigt wird, dass der Sensor einen Messbereich und einen Messfehler aufweist. Das Verfahren wird dann durchgeführt, wenn der von dem Sensor gemessene Wert der ersten physikalischen Größe dieselbe Größenordnung wie der Messfehler aufweist und/oder maximal so groß wie der Messfehler ist. Werte der zweiten physikalischen Größe, wie bspw. des Volumenstroms im Fall des Filters, werden als Ersatz für die realen Werte der ersten physikalischen Größe, wie bspw. des Drucks, und somit als Ersatz für die eingehenden Werte verwendet.
• Als Messfehler wird ein Offset bzw. Versatz von Werten der gemessenen ersten physikalischen Größe im Vergleich zu den realen Werten der ersten physikalischen Größe berücksichtigt.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung, deren Zustand durch das voranstehend beschriebene Verfahren überwacht wird, wird für die Vorrichtung eine Sonderbetriebsmaßnahme durchgeführt, wenn ein ermittelter Wert eines Alterungsfaktors der Vorrichtung um einen Toleranz-Wert von einem Soll-Wert abweicht, wenn der ermittelte Wert bzw. Ist-Wert bspw. größer oder kleiner als der Soll-Wert ist.
• Auch dieses Verfahren wird für eine als Filter ausgebildete Vorrichtung durchgeführt, der dazu ausgebildet ist, Partikel aus einem durch den Filter strömenden Medium zu filtern, wobei Partikel in dem Filter abgelagert werden. Falls die Sonderbetriebsmaßnahme durchzuführen ist, wird der Filter auf eine Sonderbetriebstemperatur erhitzt, die größer als eine Zündtemperatur der Partikel ist.
• Das erfindungsgemäße System ist zum Überwachen eines Zustands einer Vorrichtung ausgebildet und umfasst einen Sensor, der der Vorrichtung zugeordnet ist, und ein Kontrollgerät. Der Sensor ist dazu ausgebildet, eine erste physikalische Größe der Vorrichtung zu messen. In dem Kontrollgerät ist ein Modell gespeichert, das eine für die Vorrichtung in einem neuwertigen Zustand gültige Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von einer zweiten physikalischen Größe darstellt. Wobei der Sensor dazu ausgebildet ist, bei einem Betrieb der Vorrichtung zu einem ersten Zeitpunkt einen ersten Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen ersten Wert einer zweiten physikalischen Größe, der von dem Kontrollgerät zu dem ersten Zeitpunkt bereitzustellen ist, zu messen, wobei von dem Kontrollgerät ein erstes gemessenes Wertepaar zu ermitteln ist, wobei der Sensor dazu ausgebildet ist, bei dem Betrieb der Vorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt einen zweiten Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen zweiten Wert der zweiten physikalischen Größe, der von dem Kontrollgerät zu dem zweiten Zeitpunkt bereitzustellen ist, zu messen, wobei von dem Kontrollgerät ein zweites gemessenes Wertepaar zu ermitteln ist. Das Kontrollgerät ist weiterhin dazu ausgebildet, aus den beiden gemessenen Wertepaaren einen gemessenen, betriebsbegleitenden Gradienten einer funktionalen Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von der zweiten physikalischen Größe zu ermitteln. Über das Modell ist für den ersten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe ein erster Wert der ersten physikalischen Größe zu berechnen und ein erstes modelliertes Wertepaar zu ermitteln. Außerdem ist mit dem Kontrollgerät über das Modell für den zweiten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe ein zweiter Wert der ersten physikalischen Größe zu berechnen und ein zweites modelliertes Wertepaar zu ermitteln. Mit dem Kontrollgerät ist aus den beiden modellierten Wertepaaren ein modellierter Gradient der funktionalen Abhängigkeit zwischen der ersten physikalischen Größe und der zweiten physikalischen Größe zu ermitteln, der gemessene Gradient ist durch den modellierten Gradienten zu teilen und daraus ein Alterungsfaktor der Vorrichtung zu bestimmen, bspw. zu berechnen.
• Das vorgestellte Kontrollgerät des Systems ist dazu ausgebildet, die beschriebenen Verfahren zu kontrollieren und somit Schritte dieser Verfahren zu steuern und/oder zu regeln.
• Mit dem Verfahren ist es u. a. möglich, einen gemessenen Wert des Drucks, der bspw. von einem als Drucksensor ausgebildeten Sensor für eine als Partikelfilter eines Kraftfahrzeugs ausgebildete Vorrichtung über ein ausgehendes Signal bereitgestellt wird, über einen Gradienten des Drucks und somit der ersten physikalischen Größe unabhängig von einem Pegel bzw. einer Höhe des gemessenen Werts des Drucks auszuwerten.
• Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
• Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
• Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
• 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
• 2 zeigt ein erstes Flußdiagramm zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 3 zeigt ein erstes Diagramm zur Durchführung der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 4 zeigt ein zweites Diagramm zur Durchführung der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 5 zeigt ein drittes Diagramm zur Durchführung der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 6 zeigt ein viertes Diagramm zur Durchführung der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 7 zeigt ein fünftes Diagramm zur Durchführung der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Komponenten und/oder Größen sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
• Die in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform des Systems 40 ist einer als Filter 44 ausgebildeten Vorrichtung zugeordnet und umfasst ein Kontrollgerät 42 und einen Sensor 46 zum Erfassen und/oder Messen einer ersten physikalischen Größe.
• Der Filter 44 ist hier entlang eines Strangs 50 einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs angeordnet und dazu ausgebildet, u. a. Partikel wie Asche und Ruß aus Abgas, das durch den Strang in einer durch einen Pfeil 52 angedeuteten Richtung strömt, herauszufiltern. Hierbei ist der Sensor 46 dem Filter 44 zugeordnet und dazu ausgebildet, einen über dem Filter 44 abfallenden Druck des Abgases bzw. der Abgase als erste physikalische Größe zu erfassen.
• Bei Durchführung der Ausführungsform des Verfahrens wird auf Grundlage eines realen Werts des über dem Filter 44 abfallenden Drucks, wie das Flußdiagramm aus 2 zeigt, ein von dem Sensor 46 gemessener Wert 56 des Drucks oder eine Differenz des Drucks als eingehendes Signal bzw.
• Eingangssignal bereitgestellt. Von dem Kontrollgerät 42 wird ein zweiter modellierter Wert 58 des über dem Filter 44 abfallenden Drucks oder einer Differenz des Drucks als Eingangssignal bereitgestellt. Beide Werte 56, 58 werden zunächst jeweils bei einer Bandpassfilterung 60, die eine Tiefpassfilterung und eine Hochpassfilterung umfasst, bandpassgefiltert. Für die bandpassgefilterten Werte 56, 58 wird nachfolgend jeweils eine Betragsbildung 62 durchgeführt. Die nach der Betragsbildung 62 bereitgestellten Signale entsprechen Gradienten von Änderungen der Werte 56, 58. In dem folgenden Block 64 werden diese Gradienten einer weiteren Tiefpassfilterung zugeführt.
• Dabei wird mit der Tiefpassfilterung aus dem gemessenen Wert 56 eine mittlere Änderungsgeschwindigkeit des gemessenen Werts 56 und aus dem modellierten Wert 58 eine mittlere Änderungsgeschwindigkeit des modellierten Werts 58 bereitgestellt. In einem folgenden Block 66 wird ein mittlerer Gradient des gemessenen Werts 56 durch einen mittleren Gradienten des modellierten bzw. berechneten Werts 58 dividiert. Ein Ergebnis der Division stellt ein Gradientenverhältnis des gemessenen Werts 56 zu dem modellierten Wert 58 dar. In Ausgestaltung beschreibt der gemessene Wert 56 den über dem Filter 44 gemessenen Druck und der modellierte Wert 58 den berechneten Druck, der über dem Filter 44 abfällt. Ein möglicher Offset des Sensors 46 als Messaufnehmer hat aufgrund der Bandpassfilterung 60 der Werte 56, 58 keinen Einfluss auf das Ergebnis.
• Das Diagramm aus 3 umfasst eine Abszisse 70, entlang der der Volumenstrom des durch den Filter 44 strömenden Abgases aufgetragen ist. Darüber ist entlang einer Ordinate 72 der über dem Filter 44 abfallende Druck aufgetragen. Eine erste Kurve 74 zeigt einen Verlauf von gemessenen Werten 56 des Drucks bei einem gealterten Filter 44. Dagegen zeigt eine zweite Kurve 76 einen Verlauf von modellierten Werten 58 des Drucks bei einem neuwertigen Filter 44. Die modellierten Werte 58 des Drucks werden in Abhängigkeit der von dem Kontrollgerät 42 bereitgestellten Werte des Volumenstroms über ein Modell für den neuwertigen Filter 44 berechnet.
• Bei einem ersten Wert 78 des Volumenstroms, ergibt sich ein erster modellierter Wert 58a und ein erster gemessener Wert 56a für den Druck. Bei einem zweiten höheren Wert 80 des Volumenstroms ergibt sich für den Druck ein zweiter modellierter Wert 58b und ein zweiter gemessener Wert 56b. Hierbei wird angenommen, dass die gemessenen Werte 56a, 56b zu den modellierten Werten 58a, 58b proportional sind, wobei eine Proportionalitätskonstante hier einem Adaptionsfaktor entspricht.
• Falls der gemessene Wert 56, 56a, 56b des Drucks den modellierten Wert 58, 58a, 58b des Drucks um einen definierbaren Schwellwert übersteigt, wird von einer Verstopfung des Filters 44 ausgegangen, so dass dieser auszutauschen ist. Wenn der gemessene Wert 56, 56a, 56b des Drucks den entsprechend der Modellierung erwarteten modellierten Wert 58, 58a, 58b des Drucks um eine weitere applizierbare Schwelle unterschreitet, ist davon auszugehen, dass der Filter 44 entweder mechanisch beschädigt oder bereits ausgebaut wurde, in diesem Fall ist ebenfalls ein Austausch des Filters 44 vorzunehmen. Eine Bewertung eines Verhältnisses des gemessenen Werts 56, 56a, 56b des Drucks zu dem modellierten Wert 58, 58a, 58b des Drucks im Vergleich zu einem jeweiligen Schwellwert wird erstmalig durchgeführt, nachdem während einer Bildung des Verhältnisses ein minimales applizierbares Integral über einen Volumenstrom oder Massenstrom des Abgases erreicht worden ist. Das Intergral über den Volumenstrom und das gelernte Verhältnis des gemessenen Werts 56, 56a, 56b des Drucks zu dem modellierten Wert 58, 58a, 58b des Drucks sind nach einer Fehler-Speicher-Löschung zurückzusetzen. Das Verhältnis des gemessenen Werts 56, 56a, 56b des Drucks zu dem modellierten Wert 58, 58a, 58b des Drucks wird kontinuierlich mit mindestens einem der Schwellwerte verglichen.
• Bei der Erkennung einer Beladung des Filters 44 durch Partikel ergibt sich jedoch das Problem, dass sich in einem normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs über dem Filter 44 nur sehr geringe Werte und/oder Änderungen des Drucks einstellen. Liegt bspw. eine Differenz des Drucks über dem Filter 44 bei ca. 5 bis 15 mbar und liegen Toleranzen des Sensors 46 in einer ähnlichen Größenordnung bei ca. 5 bis 10 mbar, ist es nicht möglich, einen von dem Sensor 46 gemessenen Wert 56 des Drucks direkt mit einem entsprechend dem Modell berechneten und/oder modellierten Wert 58 des Drucks zu vergleichen.
• Zur Vermeidung derartiger Verfälschungen von gemessenen Werten 56 werden der gemessene Wert 56 und der modellierte Wert 58, wie anhand von 2 gezeigt und voranstehend beschrieben, einer Bandpassfilterung 60 unterzogen. Dadurch werden u. a. Einflüsse eines Offsets des Sensors 46 minimiert. Im weiteren Verlauf werden von den bandpassgefilterten Werten 56, 58 die Beträge gebildet. Diese Werte 56, 58 werden beim Anliegen der Einschaltbedingungen einer starken Tiefpassfilterung zugeführt. Anschließend wird der gemessene tiefpassgefilterte Wert 56 durch den modellierten, tiefpassgefilterten Wert 58 geteilt.
• Hierbei wird der Druck über dem Filter 44 in Ausgestaltung über den Volumenstrom des Abgases als Polynom zweiten Grades modelliert. Hinsichtlich einer Alterung des Filters 44 im Vergleich zu einem neuwertigen Filter 44 wird die Annahme getroffen, dass die Koeffizienten des Polynoms mit einem Alterungsfaktor, der ein Maß für den Druckanstieg ist, multipliziert werden. Somit ist die Zunahme des Druckanstiegs mit der Alterung proportional zu dem Alterungsfaktor.
• Nach der Bandpassfilterung 60 (Diagramm aus 2) werden Gradientenverhältnisse der Gradienten der gemessenen Werte 56 und der modellierten bzw. berechneten Werte 58 gebildet. Es werden nicht deren absolute Beträge ins Verhältnis gesetzt. Wie anhand des Diagramms aus 3 gezeigt, entspricht eine Division eines Gradienten der Kurve 74 für die gemessenen Werte 56 durch einen Gradienten der Kurve 76 der modellierten bzw. berechneten Werte 58 am gleichen Punkt auf der Abszisse 70 dem Alterungsfaktor zwischen den beiden Kurven 76, 74, wobei die Bestimmung des Alterungsfaktors zwischen den Kurven 76, 74 unabhängig von einem Betriebspunkt auf der Abszisse 70 und somit unabhängig vom Volumenstrom ist.
• Weiterhin ist eine Adaption einer irreversiblen Beladung des Filters 44 durchführbar. Nach Zuständen, bei denen davon ausgegangen werden kann, dass sich kein Ruß im Filter 44 befindet, wenn bspw. ein Rußaustragsmodell einen von Ruß befreiten Filter 44 anzeigt, wird nach minimalen Adaptionsintervallen, nachdem von dem Kraftfahrzeug ca. 1000 km zurückgelegt worden sind, eine Adaption eines Modells für den Druck durchgeführt. Wenn entsprechend des Rußeintragsmodells für den Filter 44 eine hohe Rußbeladung vorliegt, oder wenn ein schneller Anstieg des Drucks über dem Filter 44 gemessen wird, wird eine aktive Regeneration des Filters 44 ausgelöst. Üblicherweise ist es möglich, Ruß, der sich in dem Filter 44 angesammelt hat, durch Erhitzen des Filters 44 zu verbrennen. Asche, die sich während eines Betriebs des Filters 44 in diesem ansammelt, ist nach Ausbau und Reinigung des Filters 44 aus diesem zu entfernen. Falls dies nicht möglich ist, ist der Filter 44 zu ersetzen.
• Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Filter 44 zum Filtern von Partikeln aus dem Abgas des Kraftfahrzeugs überwacht.
• Hierzu ist dem Filter 44 bzw. einem Partikelfilter der Sensor 46 zugeordnet, der dazu ausgebildet ist, als physikalische Größe den Druck bzw. Druckabfall der Abgase über dem Filter 44 zu erfassen.
• Dabei wird ein realer Wert p_real des Drucks von dem Sensor 46 betriebsbegleitend als gemessener Wert p_gemessen des Drucks erfasst. Ausgehend hiervon wird von dem Sensor 46 zur weiteren Überwachung der gemessene Wert des Drucks bereitgestellt. Dabei ist es möglich, wie nachfolgend beschrieben, dass sich der gemessene Wert des Drucks von dem ursprünglichen realen Wert des Drucks unterscheidet.
• Die beiden Diagramme aus den 4 und 5 umfassen jeweils eine Abszisse 2 und eine Ordinate 4. Dabei sind entlang der Abszisse 2 reale Werte p_real des Drucks und entlang der Ordinate 4 von dem Sensor 46 gemessene und bereitgestellte Werte p_gemessen des Drucks aufgetragen. Innerhalb eines jeweiligen Diagramms deutet eine erste Gerade 6 den Fall an, dass der reale Wert p_real und der bereitgestellte gemessene Wert p_gemessen identisch sind. Falls der gemessene Wert pgemessen aufgrund eines Steigungsfehlers von dem realen Wert p_real abweicht, ist dies in den Diagrammen aus den 4 und 5 durch eine zweite Gerade 8 angedeutet. Eine dritte Gerade 10 ergibt sich, wenn der gemessene Wert mit einem Offset 12 als Messfehler des Sensors 46 behaftet ist, der in dem Diagramm aus 4 angedeutet ist. Außerdem zeigt das Diagramm aus 5 zusätzlich eine Steigung bzw. einen Gradienten 14 Δp_real der Geraden 6, d. h. ohne Offset und eine Steigung bzw. einen Gradienten 16 Δp_gemessen der Geraden 8, d. h. mit Offset. Der als Offset 12 ausgebildete Fehler macht sich üblicherweise für kleine reale Werte p_real des Drucks bemerkbar, da in diesem Fall gemessene Werte pgemessen des Drucks von den physikalischen, realen Werten p_real abweichen. Anhand von 5 ist zu erkennen, dass der Gradient 14 Δp_real der Kurve 6, d. h. wenn ein Signal, das diesen Wert bereitstellt, in Ordnung ist, und der Gradient 16 Δp_gemessen der Kurve 8, d. h., wenn ein Signal, das diesen Wert bereitstellt, mit einem Offset behaftet ist, identisch sind.
• Die beiden Diagramme aus den 6 und 7 umfassen jeweils eine Abszisse 18, entlang der die Zeit aufgetragen ist, sowie eine Ordinate 20, entlang der Werte des im Rahmen des Verfahrens zu berücksichtigenden Drucks, d. h. des realen Drucks mit den Werten p_real sowie des gemessenen Drucks mit den Werten pgemessen aufgetragen sind.
• Dabei zeigt das Diagramm aus 6 eine erste Kurve 22 für einen Verlauf von großen realen Werten p_real des Drucks und eine daraus resultierende zweite Kurve 24 von gemessenen Werte p_gemessen des Drucks, die sich nach einer Filterung der realen Werte ergeben. Weiterhin ist hier eine Änderung bzw. ein Gradient 26 Δp_gemessen der gemessenen Werte pgemessen des Drucks angedeutet. Eine erste Kurve 28 in dem Diagramm aus 7 zeigt einen Verlauf von vergleichsweise kleinen realen Werten p_real des Drucks. Eine zweite Kurve 30 verdeutlicht einen Verlauf der daraus resultierenden gefilterten und somit gemessenen Werte pgemessen des Drucks. Außerdem zeigt das Diagramm aus 7 auch eine Änderung bzw. einen Gradienten 32 Δp_gemessen, der sich für die gemessenen Werte pgemessen des Drucks ergibt. Hierbei wird angenommen, dass beide Gradienten 26, 32 von den realen Werten und einem Kehrwert einer Filterkonstante abhängen.
• Bei einer Auslegung des Sensors 46 ist es in der Regel erforderlich, einen großen Bereich von gemessen Werten p_gemessen für den zu erfassenden Druck abzudecken. Weiterhin ist es erforderlich, auch relativ kleine reale Werte p_real des Drucks hinreichend gut aufgelöst darzustellen.
• Weil eine Toleranz bzgl. des Offsets 12 und einer Steigung des Verlaufs der Werte des Drucks in der Regel als prozentualer Anteil eines maximalen Bereichs der gemessenen Werte p_gemessen angegeben wird, ist die Forderung nach einem großen Bereich bzw. Messbereich und einer hohen Genauigkeit bei kleinen Werten nur schwer zu vereinbaren.
• Falls ein Pegel bzw. ein absoluter realer Wert p_real im Bereich des Offsets 12 liegt, ist ein Erfassen des realen Werts p_real nur noch mit einem sehr großen Fehler möglich.
• Bei der ersten Ausgestaltung des Verfahrens wird, wie anhand des Diagramms aus 5 gezeigt, eine Änderung des gemessenen Werts p_gemessen statt direkt der absolute reale Wert p_real beobachtet. Anhand dieser Änderung des gemessenen Werts wird eine Änderung des realen Werts p_real ermittelt.
• Dabei wird ein erster gemessener Wert p_gemessen1 des Drucks zu einem ersten Zeitpunkt t1 beobachtet. Anschließend wird zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt t2 ein veränderter gemessener Wert p_gemessen2 des ausgehenden Drucks erfasst, wenn sich ein ursprünglicher realer Wert p_real1 des Drucks, der zu dem ersten Zeitpunkt t1 vorliegt, bis zu dem nachfolgenden Zeitpunkt t2 zu dem zweiten realen Wert p_real2 verändert hat. Nach der Änderung des realen Werts wird eine Differenz bzw. Änderung Δp_real = p_real2-p_real1 der realen Werte des Drucks in Relation zu einer Differenz bzw. Änderung Δp_gemessen = p_gemessen2-p_gemessen1 der gemessenen Werte gesetzt und die Relation ausgewertet. Weil davon auszugehen ist, dass der Offsetfehler zum Zeitpunkt der Messung des ersten realen Werts p_real1 identisch zu dem Offsetfehler des zweiten realen Werts p_real2 ist, wird die Differenz Δp_real dadurch nicht beeinflusst.
• Der Steigungsfehler hat zwar ebenfalls auf die Änderung der gemessenen Werte Einfluss, allerdings ist ein damit verbundener Fehler bei einem kleinen absoluten Wert bzw. Pegel des realen Werts p_real oder gemessenen Werts pgemessen des Drucks vernachlässigbar.
• Für eine Bewertung der Änderung des gemessenen Werts wird weiterhin berücksichtigt, dass sich der reale Wert p_real ändert. Falls beim realen Wert p_real keine Änderung vorliegt, kann die Auswertung nicht durchgeführt werden. Somit wird die Auswertung der gemessenen Werte p_gemessen nur dann durchgeführt, wenn für die realen Werte zumindest eine minimale Änderung vorliegt und/oder eintritt.
• Weiterhin ist es auch möglich, anhand des Gradienten 16 Δp_gemessen die Änderung der gemessenen Werte des Drucks auszuwerten. Der Gradient 16 Δp_gemessen der Kurve 10 mit Offset ist zur Änderung bzw. zu dem Gradienten 14 Δp_real Kurve 6 ohne Offset proportional.
• Dabei gilt für ein Gradientenverhältnis des Gradienten 14 Δp_real und Gradienten 16 Δp_gemessen Gleichung (1): $$\text{Gradientenverhältnis}=\left(\mathrm{\Delta }{\text{p}}_{\text{gemessen}}\right)\text{/}\left(\mathrm{\Delta }{\text{p}}_{\text{real}}\right)$$

  

  Falls das Signal in Ordnung ist, ergibt sich Gleichung (2): $$\text{Gradientenverhältnis}=\left({\text{p}}_{\text{gemessen}2}-{\text{p}}_{\text{gemessen}1}\right)\text{/}\left({\text{p}}_{\text{real}2}-{\text{p}}_{\text{real}1}\right)$$

  

  Falls das Signal nicht in Ordnung ist, gilt Gleichung (3): $$\text{Gradientenverhältnis=}\left(\left({\text{p}}_{\text{gemessen2}}+\text{Offset}2\right)-\left({\text{p}}_{\text{gemessen1}}+\text{Offset}1\right)\text{/}\left({\text{p}}_{\text{real}2}-{\text{p}}_{\text{real}1}\right)\right)$$

  

  Nach Ausklammern der Offsets ergibt sich Gleichung (4): $$\text{Gradientenverhältnis=}\left(\left({\text{p}}_{\text{gemessen}2}-{\text{p}}_{\text{gemessen}1}+\text{Offset}2-\text{Offset}1\right)\text{/}\left({\text{p}}_{\text{real2}}-{\text{p}}_{\text{real1}}\right)\right)$$

  
• Da sich unter der Annahme, dass der Offset in der kurzen Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 konstant ist, die Offsets Offset 1 und Offset 2 gegenseitig kompensieren, gilt Gleichung (5) und somit auch Gleichung (2): $$\text{Gradientenverhältnis}=\left({\text{p}}_{\text{gemessen}2}-{\text{p}}_{\text{gemessen}1}\right)\text{/}\left({\text{p}}_{\text{real}2}-{\text{p}}_{\text{real}1}\right)$$

  
• Falls der Druckabfall über dem Filter 44 durch eine Alterung angestiegen ist, ergeben sich anhand der Messung höhere Anstiege des Drucks als durch die Modellbildung.
• Bei einer Anwendung wird der Druck in dem als Partikelfilter ausgebildeten Filter 44 sensorisch untersucht. Dabei ist dem Filter 44 der als Drucksensor ausgebildete Sensor 46 zugeordnet, der dazu ausgebildet ist, zu dem erfassten realen Wert p_real des Drucks, einen gemessenen Wert pgemessen bereitzustellen und/oder anzuzeigen. Wie jedoch voranstehend beschrieben, weicht der gemessene Wert pgemessen des Drucks von dem realen Wert p_real zumindest in einem Messbereich des Sensors 46 aufgrund eines Messfehlers des Sensors 46 ab.
• Alternativ wird in dem zumindest einen Messbereich ein Volumenstrom oder Massestrom der Abgase erfasst. Eine Ursache für eine Änderung des Druckabfalls über dem Filter 44 liegt in einer Änderung des Volumenstroms. Bei einer Änderung des Volumenstroms ist somit eine Änderung des Drucks über den als Abgasfilter ausgebildeten Filter 44 zu beobachten. Ein Zusammenhang zwischen der Änderung des Volumenstroms durch den Filter 44 und der Änderung des Drucks über dem Filter 44 liegt in einem hydraulischen Widerstand des Filters 44. Die Größe des hydraulischen Widerstands des Filters 44 wird u. a. durch eine Ruß- und Aschebeladung und somit über Partikel, die in dem Filter 44 abgelagert sind, beeinflusst.
• Dabei ist eine Proportionalitätskonstante zwischen einem Durchsatz an Abgasmasse und dem Druckabfall über dem Filter 44 proportional zur Ablagerung an Partikeln bzw. zur Ruß- bzw. Aschebeladung des Filters 44. Wie voranstehend beschrieben, wird eine Bestimmung dieser Proportionalitätskonstanten nicht durch den Offset des Sensors 46 sondern nur durch einen Steigungsfehler des zu erfassenden, realen Werts p_real des Drucks beeinflusst. Der Einfluss des Steigungsfehlers ist jedoch bei kleinen Pegeln des realen Werts p_real vernachlässigbar. Falls zwischen dem realen Wert p_real des Drucks und dem Volumenstrom bspw. ein quadratischer Zusammenhang besteht, ist der gemessene Wert pgemessen für einen neuen Sensor 46 als neues Bauteil, das als in Ordnung einzustufen ist und demnach keinen Offset hat, identisch zu dem realen Wert p_real des Drucks und wie folgende Gleichung (6) zeigt, über einen Polynomansatz aus dem Volumenstrom zu berechnen, wobei a1 und a2 konstante Koeffizienten sind. Da der reale Wert p_real als eingehendes Signal zum Bestimmen des gemessenen Werts pgemessen als ausgehendes Signal nicht genau ermittelt werden kann, wird ersatzweise der Volumenstrom V' als eingehendes Signal verwendet: $${\text{p}}_{\text{real}}=\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{a}2*\text{V}\text{'}2$$

  
• Durch den möglichen Offset des Sensors 46 ergibt sich: $${\text{p}}_{\text{gemessen}}={\text{p}}_{\text{real}}+\text{Offset}=\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{a}2*\text{V}\text{'}2+\text{Offset}$$

  
• Bei einem gealterten Filter 44 gilt unter Berücksichtigung eines Alterungsfaktors AF für den realen Wert p_real Gleichung (8): $${\text{p}}_{\text{real gealtert}}=\left(\text{AF}*\text{a}1*\right)\text{V}\text{'}+\left(\text{AF}*\text{a}2\right)*\text{V}\text{'}2$$

  
• Und mit einem Offset des Sensors 46 Gleichung (9): $${\text{p}}_{\text{gemessen}}={\text{p}}_{\text{real gealtert}+\text{Offset}}=\left(\text{AF}*\text{a}1*\right)\text{V}\text{'}+\left(\text{AF}*\text{a}2\right)*\text{V}\text{'}2+\text{Offset}$$

  
• Der reale Wert p_real wird bei einem Druckabfall in dem Filter 44 nunmehr alternativ über den Abgasmassenstrom bzw. Volumenstrom V' = dV/dt durch den Filter 44 geliefert. Der Alterungsfaktor AF wird, wie voranstehend beschrieben, unabhängig von dem möglichen Offset des Sensors 46 ermittelt, wobei der Alterungsfaktor eine Information über einen Veraschungs- bzw. Verrußungsgrad des Filters 44 wiedergibt. Zusätzlich beeinflussen Bauteiltoleranzen des Filters 44 ebenfalls das Ausgangssignal. Der Alterungsfaktor kann z. B. durch eine Adaption eines neuwertigen Filters 44 gelernt werden.
• Falls der Volumenstrom V' als Ersatz für den realen Wert p_real des Drucks verwendet wird, gilt Gleichung (10), wobei Werte pneuwertig für eine Änderung bzw. einen Gradienten Δp_neuwertig des Drucks für den neuwertigen Filter 44 aus dem Modell stammen: $$\mathrm{\Delta }{\text{p}}_{\text{neuwertig}}=\text{d}\left(\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{a}2*\text{V}\text{'}2\right)\text{/dV}\text{'}$$

  
• Alternativ hierzu gilt Gleichung (11), wobei Werte p_gealtert aus der Messung stammen: $$\mathrm{\Delta }{\text{p}}_{\text{gealtert}}=\text{d}\left(\text{AF}*\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{AF}*\text{a}2*\text{V}\text{'}2+\text{Offset}\right)\text{/dV}\text{'}$$

  
• Ein eventueller Offset fällt bei der Ableitung heraus: $$\mathrm{\Delta }{\text{p}}_{\text{gealtert}}=\text{d}\left(\text{AF}*\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{AF}*\text{a}2*\text{V}\text{'}2\right)\text{/dV}\text{'}$$

  
• Weiterhin wird der Gradient Δp_gealtert des gealterten Filters 44 auf den Gradienten Δp_neuwertig des neuwertigen Filters 44 normiert. Hierbei gilt Gleichung (13): $$\begin{array}{l}\mathrm{\Delta }{\text{p}}_{\text{gealtert}}\text{/}\mathrm{\Delta }{\text{p}}_{\text{neuwertig}}=\left(\text{d}\left(\text{AF}*\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{AF}*\text{a}2*\text{V}\text{'}2\right)\text{/dV}\text{'}\right)\text{/d}\left(\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{a}2*\text{V}\text{'}2\right)\text{/dV}\text{'}=\\ \text{AF}*\text{d}\left(\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{a}2*\text{V}\text{'}2\right)\text{/}\text{dV}\text{'})\text{/d}\left(\text{a}1*\text{V}\text{'}+\text{a}2*\text{V}\text{'}2\right)\text{/dV}\text{'}=\text{AF}\end{array}$$

  
• Somit ergibt sich bei der Normierung einer Steigung des realen im Kraftfahrzeug gemessenen Abfalls des Drucks über dem realen Filter 44 auf die Steigung des neuwertigen Filters 44 entsprechend der Modellbildung der Alterungsfaktor AF, der proportional zur Erhöhung des Drucks des neuwertigen Filters 44 ist. Somit ist eine Bestimmung des Alterungsfaktors aufgrund der Normierung von einem Durchsatz eines Abgasvolumens und somit von einem Arbeitspunkt des Filters 44 unabhängig.

Claims (7)

1. Verfahren zum Überwachen eines Zustands eines Filters (44), dem ein Sensor (46) zugeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, eine erste physikalische Größe des Filters (44) zu messen, wobei für den Filter (44) in einem neuwertigen Zustand ein Modell bereitgestellt wird, das eine Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von einer zweiten physikalischen Größe darstellt, wobei bei einem Betrieb des Filters (44) zu einem ersten Zeitpunkt ein erster Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen ersten Wert der zweiten physikalischen Größe gemessen und ein erstes gemessenes Wertepaar ermittelt wird, wobei bei dem Betrieb des Filters zu einem zweiten Zeitpunkt ein zweiter Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen zweiten Wert der zweiten physikalischen Größe gemessen und ein zweites gemessenes Wertepaar ermittelt wird, wobei aus den beiden gemessenen Wertepaaren ein gemessener, betriebsbegleitender Gradient einer funktionalen Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von der zweiten physikalischen Größe für den gealterten Filter (44) ermittelt wird, wobei über das Modell für den ersten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe ein erster Wert der ersten physikalischen Größe berechnet und ein erstes modelliertes Wertepaar ermittelt wird, und wobei über das Modell für den zweiten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe ein zweiter Wert der ersten physikalischen Größe berechnet und ein zweites modelliertes Wertepaar ermittelt wird, wobei aus den beiden modellierten Wertepaaren ein modellierter Gradient der funktionalen Abhängigkeit zwischen der ersten physikalischen Größe und der zweiten physikalischen Größe für den neuwertigen Filter (44) ermittelt wird, wobei der gemessene Gradient für den gealterten Filter (44) durch den modellierten Gradienten für den neuwertigen Filter (44) geteilt und normiert wird, woraus ein Alterungsfaktor des Filters (44) berechnet wird, wobei das Verfahren für einen Filter (44) durchgeführt wird, durch den ein Medium strömt, das Partikel aufweist, wobei mit dem Sensor (46) als erste physikalische Größe Werte eines Drucks des Mediums innerhalb des Filters (44) gemessen werden, wobei als zweite physikalische Größe ein Volumenstrom des Mediums verwendet wird, wobei Werte des Volumenstroms von einem Kontrollgerät (42) bereitgestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das für einen Filter (44) einer Abgasanlage durchgeführt wird, durch den Abgas strömt, wobei das Abgas von einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gebildet wird, wobei das Kontrollgerät (42) der Verbrennungskraftmaschine zugeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem vorgesehen ist, dass der Sensor (46) einen realen Wert der ersten physikalischen Größe erfasst und den gemessenen Wert bereitstellt, wobei berücksichtigt wird, dass der Sensor (46) einen Messbereich und einen Messfehler aufweist, wobei das Verfahren durchgeführt wird, wenn der von dem Sensor (46) gemessene Wert der ersten physikalischen Größe dieselbe Größenordnung wie der Messfehler aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem als Messfehler ein Offset von Werten der gemessenen ersten physikalischen Größe im Vergleich zu den realen Werten der ersten physikalischen Größe berücksichtigt wird.
5. Verfahren zum Betreiben eines Filters (44), dessen Zustand durch ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche überwacht wird, wobei für den Filter (44) eine Sonderbetriebsmaßnahme durchgeführt wird, wenn ein ermittelter Wert eines ermittelten Alterungsfaktors des Filters (44) um einen Toleranz-Wert von einem Soll-Wert abweicht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, das für einen Filter (44) durchgeführt wird, der dazu ausgebildet ist, Partikel aus einem durch den Filter (44) strömenden Medium zu filtern, wobei Partikel in dem Filter (44) abgelagert werden, wobei für den Fall, dass die Sonderbetriebsmaßnahme durchzuführen ist, der Filter (44) auf eine Sonderbetriebstemperatur erhitzt wird, die größer als eine Zündtemperatur der Partikel ist.
7. System zum Überwachen eines Zustands eines Filters (44), wobei das System einen Sensor (46), der dem Filter (44) zugeordnet ist und ein Kontrollgerät (42) aufweist, wobei der Sensor (46) dazu ausgebildet ist, eine erste physikalische Größe des Filters (44) zu messen, wobei in dem Kontrollgerät (42) ein Modell gespeichert ist, das für den Filter (44) in einem neuwertigen Zustand bereitgestellt wird, wobei das Modell eine Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von einer zweiten physikalischen Größe darstellt, wobei der Sensor (46) dazu ausgebildet ist, bei einem Betrieb des Filters zu einem ersten Zeitpunkt einen ersten Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen ersten Wert einer zweiten physikalischen Größe, der von dem Kontrollgerät (42) zu dem ersten Zeitpunkt bereitzustellen ist, zu messen, wobei von dem Kontrollgerät (42) ein erstes gemessenes Wertepaar zu ermitteln ist, wobei der Sensor (46) dazu ausgebildet ist, bei dem Betrieb des Filters zu einem zweiten Zeitpunkt einen zweiten Wert der ersten physikalischen Größe bei einem gegebenen zweiten Wert der zweiten physikalischen Größe, der von dem Kontrollgerät (42) zu dem zweiten Zeitpunkt bereitzustellen ist, zu messen, wobei von dem Kontrollgerät (42) ein zweites gemessenes Wertepaar zu ermitteln ist, wobei das Kontrollgerät (42) weiterhin dazu ausgebildet ist, aus den beiden gemessenen Wertepaaren einen gemessenen, betriebsbegleitenden Gradienten einer funktionalen Abhängigkeit der ersten physikalischen Größe von der zweiten physikalischen Größe für den gealterten Filter (44) zu ermitteln, über das Modell für den ersten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe einen ersten Wert der ersten physikalischen Größe zu berechnen, ein erstes modelliertes Wertepaar zu ermitteln, über das Modell für den zweiten gegebenen Wert der zweiten physikalischen Größe einen zweiten Wert der ersten physikalischen Größe zu berechnen und ein zweites modelliertes Wertepaar zu ermitteln, wobei das Kontrollgerät (42) weiterhin dazu ausgebildet ist, aus den beiden modellierten Wertepaaren einen modellierten Gradienten der funktionalen Abhängigkeit zwischen der ersten physikalischen Größe und der zweiten physikalischen Größe für den neuwertigen Filter (44) zu ermitteln, den gemessenen Gradienten für den gealterten Filter (44) durch den modellierten Gradienten für den neuwertigen Filter (44) zu teilen und daraus einen Alterungsfaktor der Vorrichtung zu bestimmen, wobei durch den Filter (44) ein Medium strömt, das Partikel aufweist, wobei mit dem Sensor (46) als erste physikalische Größe Werte eines Drucks des Mediums innerhalb des Filters (44) gemessen werden, wobei als zweite physikalische Größe ein Volumenstrom des Mediums verwendet wird, wobei Werte des Volumenstroms von einem Kontrollgerät (42) bereitgestellt werden.

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