DE102016211693A1

DE102016211693A1 - Method and control device for determining the loading of a particle filter

Info

Publication number: DE102016211693A1
Application number: DE102016211693.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Baumann; Florian Schmitt; Johannes-Joerg Rueger; Udo Schulz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-01-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Partikelfilters im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, wobei während einer Messphase ein Gasstrom durch den Partikelfilter erzeugt wird, wobei während der Messphase ein Differenzdruck über dem Partikelfilter oder ein absoluter Druck vor dem Partikelfilter ermittelt wird und wobei die Beladung des Partikelfilters zumindest aus dem Differenzdruck oder dem absoluten Druck vor dem Partikelfilter bestimmt wird. Dabei ist es vorgesehen, dass der Gasstrom durch den Partikelfilter durch einen elektrisch unterstützten Turbolader oder einen elektrisch angetriebenen Verdichter erzeugt wird.
Das Verfahren ermöglicht eine verbesserte Genauigkeit bei der Bestimmung der Beladung eines Partikelfilters.The invention relates to a method for determining the loading of a particulate filter in the exhaust passage of an internal combustion engine, wherein during a measurement phase, a gas flow through the particulate filter is generated, wherein a differential pressure across the particulate filter or an absolute pressure upstream of the particulate filter is determined during the measurement phase and wherein the loading of the particulate filter is determined at least from the differential pressure or the absolute pressure upstream of the particulate filter. It is provided that the gas flow through the particulate filter by an electrically assisted turbocharger or an electrically driven compressor is generated.
The method allows for improved accuracy in determining the loading of a particulate filter.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Partikelfilters im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, wobei während einer Messphase ein Gasstrom durch den Partikelfilter erzeugt wird, wobei während der Messphase ein Differenzdruck über dem Partikelfilter oder ein absoluter Druck vor dem Partikelfilter ermittelt wird und wobei die Beladung des Partikelfilters zumindest aus dem Differenzdruck oder dem absoluten Druck vor dem Partikelfilter bestimmt wird.The invention relates to a method for determining the loading of a particulate filter in the exhaust passage of an internal combustion engine, wherein during a measurement phase, a gas flow through the particulate filter is generated, wherein a differential pressure across the particulate filter or an absolute pressure upstream of the particulate filter is determined during the measurement phase and wherein the loading of the particulate filter is determined at least from the differential pressure or the absolute pressure upstream of the particulate filter.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention further relates to a control device for carrying out the method.

Zur Einhaltung von Emissionsgrenzwerten werden in Abgasnachbehandlungssystemen von Brennkraftmaschinen Partikelfilter eingesetzt. In diesen wird der bei der Verbrennung entstehende Ruß gesammelt. Überschreitet die Beladung mit Ruß im Partikelfilter eine bestimmte Grenze, wird über Eingriffe im Motormanagement die Abgastemperatur soweit angehoben, dass der eingelagerte Ruß verbrennt. Zur Beladungsbestimmung des Rußes im Partikelfilter wird unter anderem der über den Partikelfilter gemessene Differenzdruck oder der absolute Druck verwendet. Der Druckabfall über einem regenerierten Partikelfilter bzw. der absolute Druck vor einem regenerierten Partikelfilter sind ein Maß für dessen konstruktionsbedingten Strömungswiderstand und der im Partikelfilter verbleibenden Asche. Die Differenz des Druckabfalls über einem beladenen Partikelfilter und einem regenerierten Partikelfilter ist ein Maß für die eingelagerte Rußmasse.To comply with emission limits particle filters are used in exhaust aftertreatment systems of internal combustion engines. In these, the resulting during combustion soot is collected. If the soot load in the particulate filter exceeds a certain limit, the exhaust gas temperature is raised to such an extent that the stored soot burns through intervention in the engine management system. To determine the load of the soot in the particulate filter, the differential pressure or the absolute pressure measured via the particulate filter is used inter alia. The pressure drop across a regenerated particulate filter or the absolute pressure before a regenerated particulate filter are a measure of its design-related flow resistance and the ash remaining in the particulate filter. The difference of the pressure drop over a loaded particulate filter and a regenerated particulate filter is a measure of the stored soot mass.

Der Strömungswiderstand von Partikelfiltern ist hin zu geringen Werten optimiert, da der Gegendruck die Ausschubarbeit der Brennkraftmaschine und damit deren Kraftstoffverbrauch erhöht. Bei niedrigen Abgasmassenströmen, beispielsweise beim Betrieb der Brennkraftmaschine im Teillastbereich, ist daher der Differenzdruck über dem Partikelfilter sehr gering und kann nur mit einem entsprechend großen Messfehler bestimmt werden. Entsprechend fehlerbehaftet ist die Bestimmung der Beladung des Partikelfilters. Somit besteht das Risiko, durch eine Fehlmessung den Partikelfilter zu überladen. In Folge davon kann die Brennkraftmaschine bei einer höheren Lastanforderung die Motorleistung nicht mehr erbringen, da Abgas aufgrund des zu hohen Abgasgegendrucks in die Brennkraftmaschine zurückgeführt wird. Im ungünstigsten Fall kann es zu Zündaussetzern kommen oder die Brennkraftmaschine kann nicht mehr in Arbeitsbereiche geführt werden, die zur Regeneration des Partikelfilters erforderlich sind. Eine aufgrund einer Fehlmessung des Druckes zu frühe Regeneration führt zu häufigeren Regenerationszyklen, was eine schnellere Alterung des Partikelfilters sowie einen erhöhten Kraftstoffverbrauch bewirkt.The flow resistance of particulate filters is optimized towards low values, since the back pressure increases the Ausschubarbeit the internal combustion engine and thus their fuel consumption. At low exhaust gas mass flows, for example, during operation of the internal combustion engine in the partial load range, therefore, the differential pressure across the particulate filter is very low and can only be determined with a correspondingly large measurement error. The determination of the loading of the particulate filter is correspondingly erroneous. Thus, there is the risk of overloading the particulate filter by incorrect measurement. As a result, the engine can no longer provide the engine power at a higher load request, since exhaust gas is returned due to the excessive exhaust back pressure in the internal combustion engine. In the worst case, it can lead to misfires or the internal combustion engine can not be performed in work areas that are required for the regeneration of the particulate filter. Too early regeneration due to a mis-measurement of pressure results in more frequent regeneration cycles, causing faster particulate filter aging and increased fuel economy.

Aus der DE 10 2011 002 438 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Beladung eines Partikelfilters in einem erweiterten Bereich von Betriebszuständen einer vorgeschalteten Brennkraftmaschine bekannt. Dabei ist es vorgesehen, mittels einer Druckerhöhungseinrichtung einen zusätzlichen Gasstrom in den Abgaskanal und vor dem Partikelfilter einzubringen. Als Druckerhöhungseinrichtung ist eine Sekundärluftpumpe vorgesehen, wie sie auch für die beschleunigte Aufheizung der Katalysatoren beim Start der Brennkraftmaschine verwendet wird. Die Schrift offenbart weiterhin, die Bestimmung der Beladung des Partikelfilters im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine durchzuführen. Die Sekundärluftpumpe kann elektrisch betrieben oder mit der Ausgangsseite eines Turboladers verbunden sein. Nachteilig ist, dass Sekundärluftpumpen als zusätzliches, kostenintensives Bauteil nicht weit verbreitet sind, sodass das Verfahren nur bei vergleichsweise wenigen Brennkraftmaschinen eingesetzt werden kann.From the DE 10 2011 002 438 A1 For example, a method and an apparatus for determining the loading of a particulate filter in an extended range of operating states of an upstream internal combustion engine are known. It is provided to introduce by means of a pressure increasing device an additional gas flow in the exhaust duct and in front of the particulate filter. As a pressure increasing device, a secondary air pump is provided, as it is also used for the accelerated heating of the catalysts at the start of the internal combustion engine. The document further discloses to carry out the determination of the loading of the particulate filter in the overrun mode of the internal combustion engine. The secondary air pump may be electrically operated or connected to the output side of a turbocharger. The disadvantage is that secondary air pumps are not widespread as an additional, cost-intensive component, so that the method can be used only in comparatively few internal combustion engines.

Zur Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen werden Turbolader eingesetzt. Diese weisen in der Luftzuführung der Brennkraftmaschine einen Verdichter auf, der von einer im Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordneten Abgasturbine angetrieben wird. Der Verdichter sorgt für einen erhöhten Ladedruck. Nachteilig weisen solche Turbolader eine ausgeprägte Anfahrschwäche (Turboloch) auf. Daher werden heute vermehrt zusätzliche elektrisch angetriebene Verdichter eingesetzt, welche für einen spontanen Ladedruckaufbau sorgen. Der rein elektrisch angetriebenen Verdichter ist nach dem Verdichter des Turboladers und vor oder nach einem Ladeluftkühler in der Luftzuführung der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Luftführung des elektrisch angetriebenen Verdichters wird mit Hilfe einer Bypass-Klappe geschaltet. Ist der elektrisch angetriebene Verdichter nicht aktiv, bleibt der Bypass geöffnet, um der Drosselwirkung des nicht angetriebenen Verdichters entgegenzuwirken. To increase the performance of internal combustion engines turbochargers are used. These have in the air supply of the internal combustion engine to a compressor which is driven by a arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine exhaust gas turbine. The compressor ensures an increased boost pressure. Disadvantageously, such turbochargers have a pronounced starting weakness (turbo lag). Therefore, more and more additional electrically driven compressors are used today, which provide a spontaneous boost pressure build-up. The purely electrically driven compressor is arranged after the compressor of the turbocharger and before or after a charge air cooler in the air supply of the internal combustion engine. The air duct of the electrically driven compressor is switched by means of a bypass flap. If the electrically driven compressor is not active, the bypass remains open to counteract the throttling action of the non-driven compressor.

Ebenfalls bekannt sind elektrisch unterstützte Turbolader (Cross-Charger), die zusätzlich mit einem elektrischen Motor und/oder Generator direkt oder indirekt verbunden sind. Um das Turboloch zu vermeiden, wird der elektrische Motor während der Anfahrphase angesteuert. Also known are electrically assisted turbochargers (cross-chargers), which are additionally connected directly or indirectly to an electric motor and / or generator. To avoid the turbo lag, the electric motor is activated during the start-up phase.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches für viele heute eingesetzte Brennkraftmaschinen eine genauere Bestimmung der Beladung eines Partikelfilters ermöglicht.It is an object of the invention to provide a method which enables a more accurate determination of the loading of a particulate filter for many internal combustion engines used today.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine dafür geeignete Steuereinrichtung bereitzustellen.It is a further object of the invention to provide a suitable control device.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Gasstrom durch den Partikelfilter durch einen elektrisch unterstützten Turbolader oder einen elektrisch angetriebenen Verdichter erzeugt wird. Hierdurch wird ein so großer Volumenstrom durch den Partikelfilter erzeugt, dass eine genauere Bestimmung der Rußbeladung aus dem Differenzdruck über dem Partikelfilter oder dem absoluten Druck vor dem Partikelfilter durchgeführt werden kann. Dadurch kann eine zu hohe Beladung des Partikelfilters verhindert werden, welche dazu führen könnte, dass die Brennkraftmaschine bei einer höheren Lastanforderung die Motorleistung nicht mehr erbringen kann, da Abgas aufgrund des zu hohen Abgasgegendrucks in die Brennkraftmaschine zurückgeführt wird. Weiterhin werden durch eine zu hohe Beladung des Partikelfilters mögliche Zündaussetzer vermieden. Auch wird verhindert, dass die Brennkraftmaschine wegen des zu hohen Abgasgegendrucks nicht mehr in Arbeitsbereiche geführt werden, die zur Regeneration des Partikelfilters erforderlich sind. Durch die genaue Bestimmung der Beladung des Partikelfilters wird auch eine zu frühe Regeneration des Partikelfilters verhindert. Regenerationszyklen, welche zu einer schnelleren Alterung des Partikelfilters sowie zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen, werden so vermieden.The object of the invention relating to the method is achieved in that the gas flow through the particulate filter is generated by an electrically assisted turbocharger or an electrically driven compressor. As a result, such a large volume flow is generated by the particle filter that a more accurate determination of the soot load from the differential pressure across the particulate filter or the absolute pressure can be performed before the particulate filter. As a result, an excessive charge of the particulate filter can be prevented, which could lead to the engine at a higher load requirement, the engine power can not provide, since exhaust gas is returned due to the excessive exhaust back pressure in the engine. Furthermore, possible misfires are avoided by excessive loading of the particulate filter. Also, it is prevented that the internal combustion engine is no longer performed in work areas, which are required for the regeneration of the particulate filter because of the excessive exhaust gas back pressure. By accurately determining the loading of the particulate filter too early regeneration of the particulate filter is prevented. Regeneration cycles, which lead to a faster aging of the particulate filter and to increased fuel consumption, are thus avoided.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Bestimmung des Differenzdrucks oder des absoluten Drucks vor dem Partikelfilter bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine und/oder im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine. Der elektrisch betriebene Verdichter bzw. der elektrisch unterstützte Turbolader kann dann einen konstant hohen Volumenstrom durch den Partikelfilter treiben, wodurch ausreichend hohe und wenig schwankende Messwerte für die Beladungserkennung erreicht werden können. Das Verfahren kann bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von einer vorher festgestellten Häufigkeit ausreichend hoher Volumenströme bei jedem oder bei einer Teilmenge von Steuergeräte-Nachlauf-Phasen durchgeführt werden. Das Verfahren kann bei einem stehenden Fahrzeug als auch bei einem fahrenden Fahrzeug bei stehendem Motor während eines Segelbetriebs oder beim elektrischen Fahren angewendet werden. Ebenfalls ist es möglich, die Messung im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine durchzuführen, bei welchem kein Kraftstoff zugeführt wird, der elektrisch angetriebene Verdichter oder der elektrisch unterstützte Turbolader jedoch elektrisch angetrieben werden.In a preferred embodiment of the invention, the determination of the differential pressure or of the absolute pressure upstream of the particle filter takes place when the internal combustion engine is switched off and / or in overrun operation of the internal combustion engine. The electrically operated compressor or the electrically assisted turbocharger can then drive a constantly high volume flow through the particle filter, as a result of which sufficiently high and little fluctuating measured values for the load detection can be achieved. When the internal combustion engine is switched off, the method can be carried out as a function of a previously established frequency of sufficiently high volume flows for each or a subset of control unit overrun phases. The method can be applied to a stationary vehicle as well as a running vehicle with the engine stopped during a sailing or electric driving. It is also possible to carry out the measurement in the overrun mode of the internal combustion engine, in which no fuel is supplied, but the electrically driven compressor or the electrically assisted turbocharger are electrically driven.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Gasstrom durch die Brennkraftmaschine zu dem Partikelfilter geleitet wird und/oder dass der Gasstrom durch eine Hochdruck-Abgasrückführung zu dem Partikelfilter geleitet wird. Der Verdichter des elektrisch unterstützten Turboladers bzw. der elektrisch angetriebene Verdichter sind in der Luftzuführung der Brennkraftmaschine angeordnet. Der damit erzeugte Gasstrom kann bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine oder im Schubbetrieb durch die Brennkraftmaschine oder die Hochdruck-Abgasrückführung in den Abgaskanal und zu dem Partikelfilter geleitet werden. Die Leitung des Gasstroms über die Brennkraftmaschine ist bei Brennkraftmaschinen mit variablem Ventiltrieb möglich, während bei mit einer Hochdruck-Abgasrückführung ausgerüsteten Brennkraftmaschinen der Gasstrom auch durch diese geführt werden kann. Dabei ist es möglich, den Gasstrom vollständig durch die Brennkraftmaschine oder die Hochdruck-Abgasrückführung zu leiten oder den Gasstrom anteilig durch die Brennkraftmaschine und die Hochdruck-Abgasrückführung zu führen. Der Weg über die Hochdruck-Abgasrückführung wird vorgezogen, falls eine Auskühlung der Brennräume der Brennkraftmaschine vermieden werden soll oder im Schubbetrieb eine Schwankung des Gasstroms durch die geschleppten Kolben nicht erwünscht ist.An embodiment of the method according to the invention provides that the gas stream is passed through the internal combustion engine to the particulate filter and / or that the gas stream is passed through a high-pressure exhaust gas recirculation to the particulate filter. The compressor of the electrically assisted turbocharger or the electrically driven compressor are arranged in the air supply of the internal combustion engine. The gas stream thus generated can be passed into the exhaust passage and to the particulate filter when the engine is switched off or in overrun by the internal combustion engine or the high-pressure exhaust gas recirculation. The management of the gas flow through the internal combustion engine is possible in internal combustion engines with variable valve train, while equipped with a high-pressure exhaust gas recirculation internal combustion engine, the gas flow can also be performed by them. It is possible to conduct the gas flow completely through the internal combustion engine or the high-pressure exhaust gas recirculation or to lead the gas flow proportionately through the internal combustion engine and the high-pressure exhaust gas recirculation. The way over the high-pressure exhaust gas recirculation is preferred, if a cooling of the combustion chambers of the internal combustion engine to be avoided or in overrun a fluctuation of the gas flow through the towed piston is not desirable.

Soll der Gasstrom oder ein Teilstrom über die Brennkraftmaschine geführt werden, so kann dies dadurch erreicht werden, dass die Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine während der Messphase zumindest zeitweise gleichzeitig geöffnet oder teilgeöffnet werden. Soll der Gasstrom oder ein Teilstrom über die Hochdruck-Abgasrückführung geführt werden, so kann dies dadurch erreicht werden, dass ein in der Hochdruck-Abgasrückführung angeordnetes Hochdruck-Abgasrückführungsventil geöffnet wird.If the gas flow or a partial flow is to be conducted via the internal combustion engine, this can be achieved by at least temporarily opening or partially opening the intake and exhaust valves of the internal combustion engine during the measurement phase. If the gas flow or a partial flow is to be conducted via the high-pressure exhaust gas recirculation, this can be achieved by opening a high-pressure exhaust gas recirculation valve arranged in the high-pressure exhaust gas recirculation.

Entsprechend eine Ausführungsvariante der Erfindung kann der Gasstrom dann erzeugt werden, wenn während der Messphase eine in einer Luftzuführung angeordnete Frischluftdrossel und/oder eine in dem Abgaskanal angeordnete Abgasklappe geöffnet werden. Der elektrisch angetriebene Verdichter bzw. der elektrisch unterstützte Turbolader kann dann Frischluft über die Luftzuführung und die darin angeordnete Frischluftdrossel ansaugen und durch den Abgaskanal und die gegebenenfalls darin angeordnete Abgasdrossel wieder ausstoßen.According to an embodiment variant of the invention, the gas flow can be generated when, during the measuring phase, a fresh air throttle arranged in an air feed and / or an exhaust gas flap arranged in the exhaust gas passage are opened. The electrically driven compressor or the electrically assisted turbocharger can then suck in fresh air via the air supply and the fresh air throttle arranged therein and discharge it again through the exhaust gas duct and the exhaust gas throttle arranged therein.

Zur möglichst genauen Bestimmung des Volumenstroms durch den Partikelfilter kann es vorgesehen sein, dass während der Messphase der Luftmassenstrom oder eine mit dem Luftmassenstrom korrelierende Kenngröße ermittelt und bei der Bestimmung der Beladung des Partikelfilters berücksichtigt wird.For the most accurate determination of the volume flow through the particle filter, it may be provided that during the measurement phase, the air mass flow or a characteristic correlating with the air mass flow is determined and taken into account in the determination of the loading of the particulate filter.

In Ausführungsformen des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Luftmassenstrom oder die damit korrelierende Kenngröße mit einem Luftmengenmesser oder einem Luftmassenmesser und/oder aus der Drehzahl des elektrisch unterstützten Turboladers oder des elektrisch angetriebenen Verdichters und dem Druck vor und nach dem elektrisch unterstützten Turbolader oder dem elektrisch angetriebenen Verdichter oder aus dem elektrischen Leistungsbedarf und der Drehzahl des elektrisch unterstützten Turboladers oder des elektrisch angetriebenen Verdichters oder aus dem elektrischen Leistungsbedarf des elektrisch unterstützten Turboladers oder des elektrisch angetriebenen Verdichters und dem Druck vor und nach dem elektrisch unterstützten Turbolader oder dem elektrisch angetriebenen Verdichter oder aus dem elektrischen Leistungsbedarf und der Drehzahl des elektrisch unterstützten Turboladers oder des elektrisch angetriebenen Verdichters und dem Druck vor und nach dem elektrisch unterstützten Turbolader oder dem elektrisch angetriebenen Verdichter ermittelt wird. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass mehrere Teil-Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit oder zur Plausibilisierung von Messwerten kombiniert werden.In embodiments of the method it is provided that the air mass flow or the characteristic correlating therewith with an air flow meter or an air mass meter and / or from the speed of the electrically assisted Turbocharger or the electrically driven compressor and the pressure before and after the electrically assisted turbocharger or the electrically driven compressor or the electric power consumption and speed of the electrically assisted turbocharger or the electrically driven compressor or the electrical power requirement of the electrically assisted turbocharger or the electric driven compressor and the pressure before and after the electrically assisted turbocharger or the electrically driven compressor or from the electric power consumption and the rotational speed of the electrically assisted turbocharger or the electrically driven compressor and the pressure before and after the electrically assisted turbocharger or the electrically driven compressor determined becomes. In this case, it may be provided that a plurality of partial methods are combined to improve the accuracy or to check the plausibility of measured values.

Zur Vermeidung einer Auskühlung des Frischluft- und Abgaspfades und/oder einer Anreicherung des Abgaspfades und der darin angeordneten Katalysatoren mit Sauerstoff kann es vorgesehen sein, dass während der Messphase der Gasstrom in einem geschlossenen Kreislauf von der Luftzuführung über die Brennkraftmaschine und/oder die Hochdruck-Abgasrückführung, den Abgaskanal mit dem Partikelfilter und eine Niederdruck-Abgasrückführung zurück zu der Luftzuführung geleitet wird. Der Luftmassenmesser wird üblicherweise vor dem Einlass der Niederdruck-Abgasrückführung in die Luftzuführung angeordnet, so dass der in dem geschlossenen Kreislauf geführte Gasstrom den Luftmassenmesser nicht passiert. Vorteilhaft wird bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung der Luftmassenstrom oder die damit korrelierende Kenngröße, wie zuvor beschrieben, aus dem Leistungsbedarf und/oder der Drehzahl des elektrisch angetriebenen Verdichters oder des elektrisch unterstützten Turboladers ermittelt, wobei bei Bedarf der Druckabfall über dem jeweiligen Verdichter berücksichtigt wird.To avoid a cooling of the fresh air and exhaust gas path and / or an enrichment of the exhaust path and the catalysts arranged therein with oxygen, it may be provided that the gas flow in a closed circuit of the air supply via the internal combustion engine and / or the high pressure Exhaust gas recirculation, the exhaust duct with the particulate filter and a low-pressure exhaust gas recirculation is fed back to the air supply. The air mass meter is usually placed in the air supply before the inlet of the low-pressure exhaust gas recirculation, so that the guided gas flow in the closed circuit does not pass the air mass meter. Advantageously, in this embodiment of the invention, the air mass flow or the correlating characteristic, as described above, determined from the power requirement and / or the rotational speed of the electrically driven compressor or the electrically assisted turbocharger, which if necessary, the pressure drop across the respective compressor is taken into account.

Ein geschlossener Kreislauf des Gasstroms kann erreicht werden, indem die Frischluftdrossel und die Abgasklappe geschlossen werden und indem ein Niederdruck-Abgasrückführungsventil und ein Hochdruck-Abgasrückführungsventil geöffnet werden und/oder indem die Frischluftdrossel und die Abgasklappe geschlossen werden, indem ein Niederdruck-Abgasrückführungsventil geöffnet wird und indem Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine während der Bestimmung des Differenzdrucks oder des absoluten Druckes vor dem Partikelfilter zumindest zeitweise gleichzeitig geöffnet oder teilgeöffnet werden.A closed loop of the gas flow may be achieved by closing the fresh air throttle and the exhaust flap and opening a low pressure exhaust gas recirculation valve and a high pressure exhaust gas recirculation valve and / or closing the fresh air throttle and the exhaust flap by opening a low pressure exhaust gas recirculation valve and in that inlet and outlet valves of the internal combustion engine are at least temporarily opened or partially opened at the same time during the determination of the differential pressure or the absolute pressure upstream of the particle filter.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung zur Bestimmung der Beladung eines Partikelfilters im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine gelöst, die zur Durchführung mindestens folgender Schritte ausgebildet ist:

– Erkennung einer Drehzahl von null oder eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine,

und

– Öffnen einer Frischluftdrossel und/oder einer Abgasklappe,
– Öffnen eines Hochdruck-Abgasrückführungsventils einer Hochdruck-Abgasrückführung,

oder

– Öffnen der Frischluftdrossel und/oder der Abgasklappe,
– Öffnen oder teilweises Öffnen der Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine,

oder

– Schließen der Frischluftdrossel und der Abgasklappe,
– Öffnen oder teilweises Öffnen der Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine und/oder des eines Hochdruck-Abgasrückführungsventils der Hochdruck-Abgasrückführung.
– Ansteuerung eines elektrisch unterstützen Turboladers oder eines in einer Luftzuführung der Brennkraftmaschine angeordneten, elektrisch angetriebenen Verdichters,
– Ermittlung des Differenzdrucks über dem Partikelfilter oder des absoluten Druckes vor dem Partikelfilter,
– Bestimmung der Beladung des Partikelfilters aus zumindest dem Differenzdruck oder dem absoluten Druck

The object of the invention is further achieved by a control device for determining the loading of a particle filter in the exhaust gas passage of an internal combustion engine, which is designed to carry out at least the following steps:

Detection of a speed of zero or a coasting operation of the internal combustion engine,

and

Opening a fresh air throttle and / or an exhaust gas flap,
Opening a high-pressure exhaust gas recirculation valve of a high-pressure exhaust gas recirculation,

or

Opening the fresh air throttle and / or the exhaust gas flap,
Opening or partially opening the intake and exhaust valves of the internal combustion engine,

or

Closing the fresh air throttle and the exhaust gas flap,
- Opening or partial opening of the intake and exhaust valves of the internal combustion engine and / or of a high-pressure exhaust gas recirculation valve of the high-pressure exhaust gas recirculation.
Activating an electrically assisted turbocharger or an electrically driven compressor arranged in an air feed of the internal combustion engine,
Determination of the differential pressure across the particulate filter or the absolute pressure upstream of the particulate filter,
- Determination of the load of the particulate filter from at least the differential pressure or the absolute pressure

Durch diese Ausgestaltung der Steuereinrichtung kann erreicht werden, dass bei der Bestimmung des Differenzdrucks über dem Partikelfilter oder des absoluten Druckes vor dem Partikelfilter immer ein so hoher Gasstrom durch den Partikelfilter getrieben wird, dass der Differenzdruck bzw. der absolute Druck ausreichend hoch für eine genaue Ableitung seiner Beladung mit Rußpartikeln ist. Es kann einerseits eine zu hohe Beladung des Partikelfilters verhindert werden und andererseits vermindert die Steuereinrichtung eine aufgrund einer Fehlmessung des Differenzdrucks oder des absoluten Druckes zu frühe Regeneration, welche zu häufigeren Regenerationszyklen und damit einer schnelleren Alterung des Partikelfilters sowie einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen kann.This configuration of the control device can be achieved that in determining the differential pressure across the particulate filter or the absolute pressure before the particulate filter always such a high gas flow is driven through the particulate filter that the differential pressure or the absolute pressure is sufficiently high for accurate derivation its load of sooty particles. On the one hand, too high a loading of the particulate filter can be prevented, and on the other hand the control device reduces too early a regeneration due to an incorrect measurement of the differential pressure or the absolute pressure, which can lead to more frequent regeneration cycles and thus a faster aging of the particulate filter as well as an increased fuel consumption.

Eine Vergrößerung des Abgas-Volumenstroms bei hybriden Antriebstechnologien unter Verwendung von Brennkraftmaschinen und Elektroantrieben durch eine Verschiebung der Betriebsbedingungen bei der Beladungserkennung in höhere Lastbereiche, beispielhaft durch Zuschaltung eines Generators zur Ladung der Batterie, erübrigt sich durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung.An enlargement of the exhaust gas volume flow in hybrid drive technologies using internal combustion engines and electric drives by shifting the operating conditions in the load detection in higher load ranges, for example by switching a generator for charging the battery, is unnecessary by the control device according to the invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the figure. It shows:

1 eine Brennkraftmaschine mit einer Luftzuführung und einem Abgassystem. 1 an internal combustion engine with an air supply and an exhaust system.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 10 mit einer Luftzuführung 20 und einem Abgassystem 30. Der Brennkraftmaschine 10 ist über die Luftzuführung 20 Frischluft 21 zugeführt, wie dies durch einen Pfeil angedeutet ist. Entlang der Strömungsrichtung der Frischluft 21 sind ein Luftfilter 22, ein Luftmassenmesser 23 und eine Frischluftdrossel 24 angeordnet. Der Frischluftdrossel 24 nachgeschaltet sind ein Verdichter 51 eines Turboladers 50 und ein Ladeluftkühler 27 vorgesehen. Im Anschluss an den Ladeluftkühler 27 sind ein elektrisch angetriebener Verdichter 25 und in einem dazu parallel verlaufenden Bypass eine Bypass-Klappe 26 angeordnet. Die Luftkanäle sind nach dem elektrisch angetriebenen Verdichter 25 und der Bypass-Klappe 26 wieder zusammengeführt und der Brennkraftmaschine 10 zugeführt. Abgas 36 der Brennkraftmaschine 10 ist entlang eines Abgaskanals 35 des Abgassystems 30 abgeführt. In Strömungsrichtung des Abgases 36 sind eine Abgasturbine 52 des Turboladers 50, ein Oxidations-Katalysator 31, ein Partikelfilter 32 mit einem parallel dazu angeordneten Differenzdrucksensor 33 sowie eine Abgasklappe 34 angeordnet. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 10 with an air supply 20 and an exhaust system 30 , The internal combustion engine 10 is over the air supply 20 fresh air 21 fed, as indicated by an arrow. Along the flow direction of the fresh air 21 are an air filter 22 , an air mass meter 23 and a fresh air throttle 24 arranged. The fresh air throttle 24 Downstream are a compressor 51 a turbocharger 50 and a charge air cooler 27 intended. After the intercooler 27 are an electrically driven compressor 25 and in a parallel bypass a bypass flap 26 arranged. The air ducts are after the electrically driven compressor 25 and the bypass flap 26 reunited and the internal combustion engine 10 fed. exhaust 36 the internal combustion engine 10 is along an exhaust duct 35 the exhaust system 30 dissipated. In the flow direction of the exhaust gas 36 are an exhaust gas turbine 52 of the turbocharger 50 , an oxidation catalyst 31 , a particle filter 32 with a differential pressure sensor arranged parallel thereto 33 as well as an exhaust flap 34 arranged.

Zwischen dem Abgaskanal 35 und der Luftzuführung 20 ist eine Hochdruck-Abgasrückführung 70 vorgesehen. Die Hochdruck-Abgasrückführung 70 verbindet den Abgaskanal 35, ausgehend von seinem Hochdruckbereich unmittelbar nach der Brennkraftmaschine 10, mit der Luftzuführung 20 vor der Brennkraftmaschine 10. Entlang der Hochdruck-Abgasrückführung 70 sind ein Hochdruck-Abgasrückführungskühler 71 und ein Hochdruck-Abgasrückführungsventil 72 vorgesehen. Between the exhaust duct 35 and the air supply 20 is a high pressure exhaust gas recirculation 70 intended. The high pressure exhaust gas recirculation 70 connects the exhaust duct 35 , Starting from its high pressure area immediately after the internal combustion engine 10 , with the air supply 20 in front of the internal combustion engine 10 , Along the high-pressure exhaust gas recirculation 70 are a high pressure exhaust gas recirculation cooler 71 and a high pressure exhaust gas recirculation valve 72 intended.

Die von dem Abgas 36 angetriebene Abgasturbine 52 ist mit dem Verdichter 51 des Turboladers 50 gekoppelt. Der Verdichter 51 kann so die der Brennkraftmaschine 10 zugeführte Frischluft verdichten. Optional ist an dem Turbolader 50 eine gestrichelt gezeichnete Motor-Generator-Einheit MGU-H 53 zu einem zusätzlichen elektrischen Antrieb des Turboladers 50 oder zur Erzeugung von elektrischer Energie aus der Bewegungsenergie des Abgases 36 vorgesehen. The of the exhaust 36 driven exhaust gas turbine 52 is with the compressor 51 of the turbocharger 50 coupled. The compressor 51 so can the engine 10 compacting incoming fresh air. Optional is on the turbocharger 50 a dashed line motor-generator unit MGU-H 53 to an additional electric drive of the turbocharger 50 or for generating electrical energy from the kinetic energy of the exhaust gas 36 intended.

Ebenfalls optional verbindet eine gestrichelt gezeichnete Niederdruck-Abgasrückführung 60 den Abgaskanal 35 nach dem Partikelfilter 32 mit der Luftzuführung 20 vor dem Verdichter 51 des Turboladers 50. Entlang der Niederdruck-Abgasrückführung 60 sind ein Niederdruck-Abgasrückführungskühler 61 und ein Niederdruck-Abgasrückführungsventil 62 angeordnet. Also optionally connected by a dashed line low-pressure exhaust gas recirculation 60 the exhaust duct 35 after the particle filter 32 with the air supply 20 in front of the compressor 51 of the turbocharger 50 , Along the low-pressure exhaust gas recirculation 60 are a low-pressure exhaust gas recirculation cooler 61 and a low pressure exhaust gas recirculation valve 62 arranged.

Im Betrieb wird die der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Frischluft 21 mit dem Luftfilter 22 gefiltert. Mit dem Luftmassenmesser 23 wird die Masse der Frischluft 21 bestimmt. Vorliegend ist der Luftmassenmesser 23 als Heißfilmluftmassensensor ausgeführt. Über die optional vorgesehene Niederdruck-Abgasrückführung 60 wird der Frischluft 21 ein Teilstrom des Abgases 36 beigemischt. Das so entstehende Luft-/Abgasgemisch wird durch den Verdichter 51 des Turboladers 50 verdichtet, anschließend wird ihm über die Hochdruck-Abgasrückführung 70 ein weiterer Teilstrom des Abgases 36 beigemischt. Das entstandene Gasgemisch wird der Brennkraftmaschine 10 zugeführt. Der über die Niederdruck-Abgasrückführung 60 und die Hochdruck-Abgasrückführung 70 rückgeführte Abgasstrom kann jeweils über das Niederdruck-Abgasrückführungsventil 62 und das das Hochdruck-Abgasrückführungsventil 72 gesteuert und über den Niederdruck-Abgasrückführungskühler 61 bzw. den Hochdruck-Abgasrückführungskühler 71 gekühlt werden. In operation, that of the internal combustion engine 10 supplied fresh air 21 with the air filter 22 filtered. With the air mass meter 23 becomes the mass of fresh air 21 certainly. The present is the air mass meter 23 designed as a hot-film air mass sensor. Via the optionally provided low-pressure exhaust gas recirculation 60 gets the fresh air 21 a partial flow of the exhaust gas 36 added. The resulting air / exhaust gas mixture is passed through the compressor 51 of the turbocharger 50 It is then compressed by the high-pressure exhaust gas recirculation 70 another partial flow of the exhaust gas 36 added. The resulting gas mixture is the internal combustion engine 10 fed. The about the low-pressure exhaust gas recirculation 60 and the high pressure exhaust gas recirculation 70 recirculated exhaust gas flow can each via the low pressure exhaust gas recirculation valve 62 and that the high pressure exhaust gas recirculation valve 72 controlled and via the low-pressure exhaust gas recirculation cooler 61 or the high-pressure exhaust gas recirculation cooler 71 be cooled.

Das in der Brennkraftmaschine 10 erzeugte Abgas 36 treibt über die Abgasturbine 52 den Turbolader 50 an und wird dabei auf ein niedrigeres Druckniveau entspannt. Der nachfolgende Oxidations-Katalysator 31 entfernt Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe aus dem Abgas 36. Anschließend werden mit dem Partikelfilter 32 Partikel aus dem Abgas 36 gefiltert. Mit dem Differenzdrucksensor 33 wird der Differenzdruck über dem Partikelfilter 32 gemessen. Dieser wird zur Auswertung an eine nicht gezeigte Steuereinrichtung geleitet. Alternativ kann der Differenzdruck auch mit zwei getrennten, vor und nach dem Partikelfilter 32 angeordneten Drucksensoren bestimmt werden.That in the internal combustion engine 10 generated exhaust gas 36 drives over the exhaust gas turbine 52 the turbocharger 50 and is thereby relaxed to a lower pressure level. The subsequent oxidation catalyst 31 removes carbon monoxide and hydrocarbons from the exhaust gas 36 , Subsequently, with the particle filter 32 Particles from the exhaust 36 filtered. With the differential pressure sensor 33 becomes the differential pressure across the particulate filter 32 measured. This is passed for evaluation to a control device, not shown. Alternatively, the differential pressure can also be with two separate, before and after the particulate filter 32 arranged pressure sensors are determined.

Der elektrisch angetriebene Verdichter 25 gleicht Anfahrschwächen des Turboladers 50 (Turboloch) aus. Er sorgt nach Ansteuerung für einen spontanen Ladedruckaufbau. Dadurch wird eine leistungsorientierte Auslegung des konventionellen Turboladers 50 ermöglicht, wodurch eine deutliche Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine 10 erreicht werden kann. Der elektrisch angetriebene Verdichter 25 ist nach dem Ladeluftkühler 27 in die Ladeluftstrecke integriert. Ausschlaggebend für die Einbaulage ist die Reduzierung des zu verdichtenden Volumens nach dem elektrisch angetriebenen Verdichter 25. Die Luftführung des elektrisch angetriebenen Verdichters 25 wird mit Hilfe der Bypass-Klappe 26 geschaltet. Diese ist in der Ladeluftstrecke parallel im Bypass-Pfad positioniert. Ist der elektrisch angetriebene Verdichter 25 nicht aktiv, bleibt die Bypass-Klappe 26 geöffnet, um der Drosselwirkung des nicht angesteuerten elektrisch angetriebenen Verdichters 25 entgegenzuwirken. The electrically driven compressor 25 equals starting weaknesses of the turbocharger 50 (Turbo lag). It provides a spontaneous charge pressure build-up after activation. This is a performance-oriented design of the conventional turbocharger 50 allows, resulting in a significant increase in performance of the internal combustion engine 10 can be achieved. The electrically driven compressor 25 is after the intercooler 27 integrated into the charge air route. Decisive for the installation position is the reduction of the volume to be compressed after the electrically driven compressor 25 , The air duct of the electrically driven compressor 25 is using the bypass flap 26 connected. This is positioned parallel in the charge path in the bypass path. Is the electrically driven compressor 25 not active, the bypass flap remains 26 opened to the throttle effect of the non-driven electrically driven compressor 25 counteract.

Optional zu dem elektrisch angetriebenen Verdichter 25 kann auch die Motor-Generator-Einheit MGU-H 53 vorgesehen und mit dem Turbolader 50 gekoppelt sein. Im elektromotorischen Betrieb wird der Turbolader 50 von der Motor-Generator-Einheit MGU-H 53 angetrieben und verhält sich dann wie der zuvor beschriebene elektrisch angetriebene Verdichter 25. Die Motor-Generator-Einheit MGU-H 53 kann, wie in 1 angedeutet, zwischen der Abgasturbine 52 und dem Verdichter 51 des Turboladers 50 angeordnet sein oder sie kann vor dem Verdichter 51 montiert und mit diesem verbunden sein. Optionally to the electrically driven compressor 25 can also be the motor-generator unit MGU-H 53 provided and with the turbocharger 50 be coupled. In electromotive operation, the turbocharger 50 from the motor-generator unit MGU-H 53 driven and then behaves like the previously described electrically driven compressor 25 , The motor-generator unit MGU-H 53 can, as in 1 indicated between the exhaust gas turbine 52 and the compressor 51 of the turbocharger 50 be arranged or she can before the compressor 51 mounted and connected to this.

Überschreitet die Beladung mit Ruß im Partikelfilter 32 eine bestimmte Grenze, wird über Eingriffe des Motormanagements der Ruß im Partikelfilter 32 abgebrannt. Zur Beladungsbestimmung des Rußes im Partikelfilter 32 wird dabei unter anderem der mit Hilfe des Differenzdrucksensors 33 über dem Partikelfilter 32 gemessene Differenzdruck verwendet. Dieser steigt mit steigender Beladung des Partikelfilters 32 sowie mit steigendem Abgasvolumenstrom an. Der Strömungswiderstand des Partikelfilters 32 setzt sich aus den Strömungswiderständen des als Filter verwendeten Monolithen, aus Beiträgen der aus den letzten Regenerationszyklen eingelagerten Asche und der neu angelagerten und zu bestimmenden Partikel zusammen. Insbesondere bei niedrigen Abgasmassenströmen ist der von den Partikeln bewirkte Anteil des Differenzdrucks sehr gering. Daher kann im Niedrig- oder Teillastbereich die Beladung des Partikelfilters 32 nur sehr ungenau bestimmt werden. Dies gilt insbesondere, da der Differenzdruck in Abhängigkeit von dem gepulsten Abgasausstoß der Brennkraftmaschine 10 pulsiert. Exceeds the load of soot in the particulate filter 32 a certain limit, is via intervention of the engine management of the soot in the particulate filter 32 burned down. To determine the loading of soot in the particle filter 32 Among other things, this is done with the help of the differential pressure sensor 33 above the particulate filter 32 used differential pressure. This increases with increasing loading of the particulate filter 32 and with increasing exhaust gas volume flow. The flow resistance of the particulate filter 32 is composed of the flow resistances of the monolith used as a filter, of contributions from the ashes stored in the last regeneration cycles and of the newly deposited and to be determined particles. Especially at low exhaust gas mass flows caused by the particles fraction of the differential pressure is very low. Therefore, in the low or partial load range, the loading of the particulate filter 32 be determined only very inaccurate. This applies in particular because the differential pressure as a function of the pulsed exhaust gas emission of the internal combustion engine 10 pulsates.

Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, unter Nutzung des elektrischen Verdichters 25 oder des Motorbetriebs des von der Motor-Generator-Einheit 53 elektrisch unterstützten Turboladers 50 einen hohen und konstanten Volumenstrom durch den Partikelfilter 32 zu erzeugen. Dadurch können während einer Messphase hohe und wenig schwankende Messwerte für die Druckdifferenz erhalten werden. Diese ermöglichen unter Berücksichtigung des Volumenstroms des durch den Partikelfilter 32 geleiteten Gases eine genaue Bestimmung der Beladung des Partikelfilters 32. According to the invention, it is therefore provided, using the electric compressor 25 or the engine operation of the engine-generator unit 53 Electrically assisted turbocharger 50 a high and constant volume flow through the particle filter 32 to create. As a result, high and little fluctuating measured values for the pressure difference can be obtained during a measuring phase. These allow taking into account the volume flow through the particle filter 32 Guided gas accurate determination of the loading of the particulate filter 32 ,

Prinzipbedingt ist der elektrisch angetriebene Verdichter 25 oder der elektrisch unterstützte Turbolader 50 während seines Motorbetriebs von dem Abgasstrom und damit von dem Betrieb der Brennkraftmaschine 10 entkoppelt. Beide können somit sowohl bei drehender als auch bei still stehender Brennkraftmaschine 10 betrieben werden. The principle is the electrically driven compressor 25 or the electrically assisted turbocharger 50 during its engine operation of the exhaust stream and thus of the operation of the internal combustion engine 10 decoupled. Both can thus both rotating and stationary engine 10 operate.

Der elektrisch angetriebene Verdichter 25 oder der elektrisch unterstützte Turbolader 50 werden erfindungsgemäß bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine betrieben. Dies kann sowohl bei stehendem Fahrzeug als auch bei fahrendem Fahrzeug (Segelbetrieb, elektrisches Fahren, Schubbetrieb) erfolgen. Die Häufigkeit der so durchgeführten Messungen kann in Abhängigkeit von der Häufigkeit ausreichend hoher Volumenströme im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 10 vorgegeben werden. Ebenfalls möglich ist es, bei jedem x-ten Steuergeräte-Nachlauf eine solche Messung durchzuführen.The electrically driven compressor 25 or the electrically assisted turbocharger 50 are operated according to the invention with the internal combustion engine switched off. This can be done both when the vehicle is stationary and when the vehicle is moving (sailing, electric, overrun). The frequency of the measurements thus carried out can depend on the frequency of sufficiently high volume flows in normal operation of the internal combustion engine 10 be specified. It is also possible to carry out such a measurement with every xth control unit overrun.

Wird ein Auszustand der Brennkraftmaschine 10 erkannt, so werden entsprechend einer Ausführungsvariante der Erfindung zunächst alle Klappen in der Luftzuführung 20 und im Abgassystem 30 geöffnet. Dies betrifft zumindest die Frischluftdrossel 24 und die gegebenenfalls vorgesehene Abgasklappe 34. Der elektrisch angetriebene Verdichter 25 oder der elektrisch unterstützte Turbolader 50 werden dann elektrisch betrieben. Vorteilhaft wird dabei eine möglichst hohe Drehzahl eingestellt, um einen hohen Volumenstrom zu erhalten. Um den Gasstrom von dem elektrisch angetriebenen Verdichter 25 oder dem elektrisch unterstützten Turbolader 50 in das Abgassystem 20 zu ermöglichen, werden vorzugsweise die Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine 10 gleichzeitig geöffnet oder teilgeöffnet. Dies ist bei Brennkraftmaschinen 10 mit einem variablen Ventiltrieb möglich. Der Gasstrom kann so durch die Brennkraftmaschine 10 geleitet werden. Ebenfalls möglich ist es, den Gasstrom durch die Hochdruck-Abgasrückführung 70 von der Luftzuführung 20 in den Abgaskanal 35 zu leiten. Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass die Brennkraftmaschine 10 durch den Gasstrom nicht auskühlt. Um den Gasstrom durch die Hochdruck-Abgasrückführung 70 zu ermöglichen, wird das Hochdruck-Abgasrückführungsventil 72 geöffnet. Möglich ist es auch, den Gasstrom anteilig sowohl durch die Brennkraftmaschine 10 als auch durch die Hochdruck-Abgasrückführung 70 zu leiten. Der für die Bestimmung der Beladung erforderliche Luftmassenstrom wird vorzugsweise mit Hilfe des Luftmassenmessers 23 bestimmt. Die Beladung des Partikelfilters 32 wird dann an Hand des mit dem Differenzdruckmesser 33 gemessenen Differenzdrucks und des Luftmassenstroms ermittelt. Will be an off state of the internal combustion engine 10 recognized, according to an embodiment of the invention, first all flaps in the air supply 20 and in the exhaust system 30 open. This concerns at least the fresh air throttle 24 and the optionally provided exhaust flap 34 , The electrically driven compressor 25 or the electrically assisted turbocharger 50 are then operated electrically. Advantageously, the highest possible speed is set in order to obtain a high volume flow. To the gas flow from the electrically driven compressor 25 or the electrically assisted turbocharger 50 in the exhaust system 20 to allow, are preferably the intake and exhaust valves of the internal combustion engine 10 open at the same time or partially opened. This is in internal combustion engines 10 possible with a variable valve train. The gas flow can be so by the internal combustion engine 10 be directed. It is also possible, the gas flow through the high-pressure exhaust gas recirculation 70 from the air supply 20 in the exhaust duct 35 to lead. This is advantageous in that the internal combustion engine 10 not cooled by the gas flow. To the gas flow through the high-pressure exhaust gas recirculation 70 to allow the high pressure exhaust gas recirculation valve 72 open. It is also possible, the gas flow proportionately both by the internal combustion engine 10 as well as by the high-pressure exhaust gas recirculation 70 to lead. The required for the determination of the load air mass flow is preferably using the air mass meter 23 certainly. The loading of the particle filter 32 will then be on hand with the differential pressure gauge 33 measured differential pressure and the air mass flow determined.

Der Luftmassenstrom kann auch über

– die Drehzahl und den Druck vor und nach dem elektrischen Verdichter 25 oder dem Verdichter 51 des elektrisch unterstützten Turboladers 50 oder
– den elektrischen Leistungsbedarf und die Drehzahl des elektrischen Verdichters 25 oder des elektrisch unterstützten Turboladers 50 oder
– den elektrischen Leistungsbedarf und den Druck vor und nach dem elektrischen Verdichter 25 oder
– den Druck vor und nach dem Verdichter 51 des elektrisch unterstützten Turboladers 50 und dem elektrischen Leistungsbedarf des elektrisch unterstützten Turboladers 50 oder
– den elektrischen Leistungsbedarf und die Drehzahl und den Druck vor und nach dem elektrischen Verdichter 25 oder
– den elektrischen Leistungsbedarf und die Drehzahl des elektrisch unterstützten Turboladers 50 und den Druck vor und nach dem Verdichter 51 des elektrisch unterstützten Turboladers 50

bestimmt werden. Dies ist vorteilhaft, wenn kein Luftmassenmesser 23 vorgesehen ist. The air mass flow can also over

- The speed and pressure before and after the electric compressor 25 or the compressor 51 of the electrically assisted turbocharger 50 or
- The electrical power consumption and the speed of the electric compressor 25 or the electrically assisted turbocharger 50 or
- The electrical power requirement and the pressure before and after the electric compressor 25 or
- the pressure before and after the compressor 51 of the electrically assisted turbocharger 50 and the electrical power requirements of the electrically assisted turbocharger 50 or
- The electrical power requirement and the speed and pressure before and after the electric compressor 25 or
- The electrical power requirement and the speed of the electrically assisted turbocharger 50 and the pressure before and after the compressor 51 of the electrically assisted turbocharger 50

be determined. This is advantageous if no air mass meter 23 is provided.

Für Systeme mit zusätzlicher Niederdruck-Abgasrückführung 60 kann vorteilhaft ein geschlossener Gaskreislauf gebildet werden. Dazu werden die Frischluftdrossel 24 und die Abgasklappe 34 geschlossen. Das Niederdruck-Abgasrückführungsventil 62 wird geöffnet. Zusätzlich wird das Hochdruck-Abgasrückführungsventil 72 geöffnet. Alternativ oder zusätzlich dazu kann es vorgesehen sein, dass die Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine 10 geöffnet oder teilweise geöffnet werden. Ausgehend von dem elektrisch angetriebenen Verdichter 25 oder von dem Verdichter 51 des im Motorbetrieb elektrisch unterstützten Turboladers 50 wird der Gasstrom von der Luftzuführung 20 über die Hochdruck-Abgasrückführung 70 und/oder die Brennkraftmaschine 10 in den Abgaskanal 35 zu dem Partikelfilter 32 geleitet. Von dort gelangt der Gasstrom über die Niederdruck-Abgasrückführung 60 zurück in die Luftzuführung 20. Die Beladung des Partikelfilters 32 kann jetzt anhand des mit dem Differenzdruckmesser 33 gemessenen Differenzdrucks und dem Luftmassenstrom bestimmt werden. Da sich bei dieser Anordnung der Luftmassenmesser 23 außerhalb des Gaskreislaufes befindet, wird der Luftmassenstrom oder eine damit korrelierende Kenngröße, wie zuvor beschrieben, vorteilhaft aus einer Leistungsaufnahme, einer Drehzahl und/oder einem Druckabfall an dem elektrisch angetriebenen Verdichter 25 oder dem elektrisch unterstützen Turbolader 50 bestimmt.For systems with additional low-pressure exhaust gas recirculation 60 can advantageously be formed a closed gas cycle. These are the fresh air throttle 24 and the exhaust flap 34 closed. The low-pressure exhaust gas recirculation valve 62 will be opened. In addition, the high-pressure exhaust gas recirculation valve 72 open. Alternatively or additionally, it may be provided that the intake and exhaust valves of the internal combustion engine 10 opened or partially opened. Starting from the electrically driven compressor 25 or from the compressor 51 of the electrically assisted in engine operation turbocharger 50 is the gas flow from the air supply 20 via the high-pressure exhaust gas recirculation 70 and / or the internal combustion engine 10 in the exhaust duct 35 to the particle filter 32 directed. From there, the gas flow passes through the low-pressure exhaust gas recirculation 60 back to the air supply 20 , The loading of the particle filter 32 can now with the help of the differential pressure gauge 33 measured differential pressure and the air mass flow can be determined. Because with this arrangement, the air mass meter 23 is outside the gas cycle, the air mass flow or a correlating characteristic, as described above, advantageously from a power consumption, a rotational speed and / or a pressure drop across the electrically driven compressor 25 or the electrically assisted turbocharger 50 certainly.

Durch den geschlossenen Gaskreislauf wird eine Auskühlung des Luft- und Abgaspfades vermieden. Ebenfalls wird eine Sauerstoffanreicherung des Abgaspfades mit den darin angeordneten Katalysatoren, vorliegend dem Oxidationskatalysator 31, verhindert.The closed gas circulation avoids cooling of the air and exhaust gas path. Also, an oxygen enrichment of the exhaust path with the catalysts arranged therein, in this case the oxidation catalyst 31 , prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011002438 A1 [0005]

Claims

Method for determining the loading of a particulate filter ( 32 ) in the exhaust duct ( 35 ) an internal combustion engine ( 10 ), during which a gas flow through the particle filter ( 32 ), wherein during the measuring phase a differential pressure across the particulate filter ( 32 ) or an absolute pressure in front of the particle filter ( 32 ) and wherein the loading of the particulate filter ( 32 ) at least from the differential pressure or the absolute pressure before the particulate filter ( 32 ), characterized in that the gas flow through the particulate filter ( 32 ) by an electrically assisted turbocharger ( 50 ) or an electrically driven compressor ( 25 ) is produced.

A method according to claim 1, characterized in that the determination of the differential pressure or the absolute pressure before the particulate filter ( 32 ) when the internal combustion engine is switched off ( 10 ) and / or in overrun operation of the internal combustion engine ( 10 ) he follows.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas flow through the internal combustion engine ( 10 ) to the particle filter ( 32 ) and / or that the gas flow through a high-pressure exhaust gas recirculation ( 70 ) to the particle filter ( 32 ).

Method according to Claim 3, characterized in that the intake and exhaust valves of the internal combustion engine ( 10 ) are at least temporarily opened or partially opened at the same time during the measuring phase and / or that a high-pressure exhaust gas recirculation system (in 70 ) arranged high-pressure exhaust gas recirculation valve ( 72 ) is opened.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that during the measuring phase, a in an air supply ( 20 ) arranged fresh air throttle ( 24 ) and / or one in the exhaust duct ( 35 ) arranged exhaust flap ( 34 ).

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that during the measurement phase, the air mass flow or a correlated with the mass air flow characteristic determined and in the determination of the loading of the particulate filter ( 32 ) is taken into account.

A method according to claim 6, characterized in that the air mass flow or the correlating characteristic with an air flow meter or an air mass meter ( 23 ) and / or from the speed of the electrically assisted turbocharger ( 50 ) or the electrically driven compressor ( 25 ) and the pressure before and after the electrically assisted turbocharger ( 50 ) or the electrically driven compressor ( 25 ) or from the electrical power requirement and the speed of the electrically assisted turbocharger ( 50 ) or the electrically driven compressor ( 25 ) or from the electrical power requirement of the electrically assisted turbocharger ( 50 ) or the electrically driven compressor ( 25 ) and the pressure before and after the electrically assisted turbocharger ( 50 ) or the electrically driven compressor ( 25 ) or from the electrical power requirement and the speed of the electrically assisted turbocharger ( 50 ) or the electrically driven compressor ( 25 ) and the pressure before and after the electrically assisted turbocharger ( 50 ) or the electrically driven compressor ( 25 ) is determined.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that during the measuring phase of the gas flow in a closed circuit of the air supply ( 20 ) via the internal combustion engine ( 10 ) and / or the high-pressure exhaust gas recirculation ( 70 ), the exhaust channel ( 35 ) with the particle filter ( 33 ) and a low-pressure exhaust gas recirculation ( 60 ) back to the air supply ( 20 ).

Method according to claim 8, characterized in that the fresh air throttle ( 24 ) and the exhaust flap ( 34 ) and that a low-pressure exhaust gas recirculation valve ( 62 ) and a high-pressure exhaust gas recirculation valve ( 72 ) and / or that the fresh air throttle ( 24 ) and the exhaust flap ( 34 ) are concluded that a low-pressure exhaust gas recirculation valve ( 62 ) is opened and that intake and exhaust valves of the internal combustion engine ( 10 ) during the determination of the differential pressure or the absolute pressure upstream of the particulate filter ( 32 ) at least temporarily opened at the same time or partially opened.

Control device for determining the loading of a particulate filter ( 32 ) in the exhaust duct ( 35 ) an internal combustion engine ( 10 ), which is designed to carry out at least the following steps: detection of a speed of zero or of a coasting operation of the internal combustion engine ( 10 ), and - opening a fresh air throttle ( 24 ) and / or an exhaust flap ( 34 ), - opening a high-pressure exhaust gas recirculation valve ( 72 ) of a high-pressure exhaust gas recirculation ( 70 ), or - opening the fresh air throttle ( 24 ) and / or the exhaust flap ( 34 ) Opening or partially opening the intake and exhaust valves of the internal combustion engine ( 10 ), or - closing the fresh air throttle ( 24 ) and the exhaust flap ( 34 ), - Opening or partially opening the intake and exhaust valves of the internal combustion engine ( 10 ) and / or the high-pressure exhaust gas recirculation valve ( 72 ) of the high-pressure exhaust gas recirculation ( 70 ). - Control of an electrically assisted turbocharger or one in an air supply ( 20 ) of the internal combustion engine ( 10 ), electrically driven compressor, - determination of the differential pressure across the particulate filter ( 32 ) or the absolute pressure in front of the particle filter ( 32 ), - determination of the loading of the particulate filter ( 32 ) from at least the differential pressure or the absolute pressure