DE102017203863B4 - Anordnung und Verfahren zur Untersuchung von Abgas - Google Patents

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Abstract

Anordnung (12) zur Untersuchung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine (2) umfassend zumindest eine an eine Abgasleitung (3) der Verbrennungskraftmaschine (2) anschließbare Messleitung (5), über die das Abgas einem Abgasmessgerät (8) zugeleitet werden kann, wobei über die Abgasleitung (3) das Abgas von der Verbrennungskraftmaschine (2) gereinigt und an die Umgebung abgegeben werden kann, wobei die Messleitung (5) eine Verdünnungseinheit (7) zur Verdünnung des Abgases mit einem Verdünnungsgas umfasst, wobei in der Messleitung (5) stromaufwärts der Verdünnungseinheit (7) eine Druckmessvorrichtung (6) vorgesehen ist, wobei das Abgasmessgerät (8) und die Druckmessvorrichtung (6) an eine Auswerteeinheit (9) zur Verarbeitung von mit dem Abgasmessgerät (8) und der Druckmessvorrichtung (6) aufgenommenen Messwerten angebunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Untersuchung von Abgas, insbesondere zur Untersuchung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
  • Der Reduzierung des Schadstoffausstoßes von Kraftfahrzeugen kommt eine große Bedeutung zu. Auch über gesetzliche Mindestanforderungen hinaus ist es aus Umweltschutzgründen wünschenswert, die Schadstoffemission zu minimieren. Dazu ist zunächst eine genaue Kenntnis der tatsächlich emittierten Schadstoffe erforderlich. Die Emission von Partikeln wie beispielsweise Rußpartikeln ist insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen mit Niederdruck-Abgasrückführung (bei denen Abgas stromaufwärts eines Turboladers in eine Ansaugleitung zurückgeführt wird) zu minimieren.
  • Es sind Systeme bekannt, mit denen die Partikelemission gemessen werden kann. Diese sind aber regelmäßig nur zur Messung der Partikelemission in einem bestimmten Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine (mit einer bestimmten Drehzahl, einer bestimmten Leistung, einer bestimmten Last und/oder einem bestimmten Drehmoment) geeignet. Das bedeutet, dass für eine einzelne Messung ein bestimmter Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine gewählt werden muss und dass nur für diesen einen Betriebspunkt die Partikelemission gemessen werden kann. Für eine zuverlässige Messung ist es dabei regelmäßig erforderlich, dass der Betriebspunkt über eine bestimmte Zeitdauer vorliegt. Es muss also regelmäßig nach Erreichen des Betriebspunktes zunächst abgewartet werden, bevor die Messung gestartet werden kann. Das kann insbesondere daran liegen, dass eine Änderung des Betriebspunkts der Verbrennungskraftmaschine erst mit einer (insbesondere in verschiedenen Situationen unterschiedlichen) Verzögerung eine Veränderung des Partikelausstoßes bewirkt.
  • Eine dynamische Messung, also eine Messung während derer der Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine verändert wird, ist mit bekannten Systemen nicht möglich oder ergibt nur ungenaue Ergebnisse. Für eine Messung im realen Fahrbetrieb oder im Prüfstand mit dynamischer Einstellung des Betriebspunktes sind bekannte Systeme nicht geeignet und ergeben Messfehler bis zu 40 %. Bekannte Systeme zur Messung von Partikelemissionen werden daher regelmäßig nur am Prüfstand und nur für stationäre Messungen (mit fest eingestelltem Betriebspunkt) eingesetzt.
  • Aus der US 2005/080550 A1 ist eine Vorrichtung zur Untersuchung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine bekannt welche eine Verdünnungseinheit aufweist, mit welcher das Abgas mit Stickstoff verdünnt wird, um das verdünnte Abgas einer Analysiereinheit zuzuführen mit welcher die Konzentration von Komponenten für HC, CO, H2O und NOx im Abgas bestimmt werden kann. Die US 2005/080550 A1 offenbart darüber hinaus, dass ein an die Abgasleitung der Verbrennungskraftmaschine angesetzter Apparat ein Durchflussmesser aufweist, der einen Abgasstrom durch die Abgasleitung mit Hilfe einer Differenzdruckmessung misst. Für die Durchführung der Differenzdruckmessung zur Bestimmung des Durchflusses ist auch ein Differenzdruckmesser in dem Apparat vorgesehen. Die Durchflussmenge und die jeweiligen Schadstoffkomponenten werden an die Analysiereinheit übermittelt, welche hieraus die Emission der jeweiligen Komponenten berechnet.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten technischen Probleme zu lösen bzw. zumindest zu verringern. Es sollen insbesondere eine Anordnung und ein Verfahren vorgestellt werden, mit denen die Emission von Schadstoffen einer Verbrennungskraftmaschine insbesondere bei einer dynamischen Veränderung des Betriebspunkts der Verbrennungskraftmaschine besonders genau gemessen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Anordnung und mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung und des Verfahrens sind in den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
  • Erfindungsgemäß wird eine Anordnung zur Untersuchung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine vorgestellt, die zumindest eine an eine Abgasleitung der Verbrennungskraftmaschine anschließbare Messleitung umfasst, über die das Abgas einem Abgasmessgerät zugeleitet werden kann, wobei die Messleitung eine Verdünnungseinheit zur Verdünnung des Abgases mit einem Verdünnungsgas umfasst, wobei in der Messleitung stromaufwärts der Verdünnungseinheit eine Druckmessvorrichtung vorgesehen ist, wobei das Abgasmessgerät und die Druckmessvorrichtung an eine Auswerteeinheit zur Verarbeitung von mit dem Abgasmessgerät und der Druckmessvorrichtung aufgenommenen Messwerten angebunden ist.
  • Die beschriebene Anordnung ist insbesondere dazu bestimmt und eingerichtet, das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs zu untersuchen. Das Untersuchen umfasst bevorzugt die Messung von Partikelemissionen. Die Verbrennungskraftmaschine ist bevorzugt an eine Abgasbehandlungsvorrichtung mit mindestens einer Abgasleitung angebunden, über die das Abgas von der Verbrennungskraftmaschine gereinigt und an die Umgebung abgegeben werden kann. Aus der Abgasbehandlungsvorrichtung und insbesondere aus einer der Abgasleitungen wird das Abgas für die Untersuchung mit der beschriebenen Anordnung bevorzugt abgezweigt. Dazu dient insbesondere die Messleitung. Die Messleitung ist bevorzugt (zumindest abschnittsweise) als ein Rohr aus einem hitzebeständigen Material (insbesondere aus einem Metall) ausgeführt. Dies gilt insbesondere für einen Bereich der Messleitung, die an eine Abgasleitung angeschlossen ist. Weiter von der Abgasleitung beabstandete Bereiche der Messleitung können gegebenenfalls auch aus einem thermisch weniger widerstandsfähigen Material gebildet sein. Über die Messleitung kann das Abgas dem Abgasmessgerät zugeleitet werden. Das Abgasmessgerät ist bevorzugt dazu bestimmt und eingerichtet, mindestens einen Abgasparameter zu untersuchen. Bei dem mindestens einen Abgasparameter kann es sich insbesondere um eine Schadstoffkonzentration handeln. Als zu untersuchender Schadstoff kommen insbesondere auch Partikel wie beispielsweise Rußpartikel in Betracht. Insbesondere handelt es sich bei dem mindestens einen Abgasparameter bevorzugt um ein Maß für die Partikel in dem Abgas. Dabei wird bevorzugt die Anzahl, die Art (also insbesondere die chemische Zusammensetzung), die Größe, die Masse und/oder die Dichte der Partikel als Abgasparameter bestimmt.
  • Für die Untersuchung des Abgases in dem Abgasmessgerät wird das Abgas bevorzugt zunächst verdünnt. Bei Kenntnis des Verdünnungsgrades kann das Abgas dadurch mit besonders hoher Genauigkeit untersucht werden. Der Verdünnungsgrad ist ein Maß für den Anteil des Abgases an dem verdünnten Abgas, also an der durch die Verdünnung erhaltenen Mischung von Abgas und Verdünnungsgas. Die Verdünnung erfolgt vorzugsweise in der Verdünnungseinheit. Dabei wird dem Abgas das Verdünnungsgas beigemischt. Als Verdünnungsgas ist insbesondere Luft bevorzugt, weil diese besonders einfach verfügbar ist. Alternativ können auch andere Gase und insbesondere Inertgase wie beispielsweise Stickstoff verwendet werden. Bevorzugt ist das Verdünnungsgas frei von Schadstoffen oder zumindest frei von den Schadstoffen, auf die das Abgas untersucht wird. Ansonsten könnte die Untersuchung des Abgases verfälscht werden. Das Verdünnungsgas wird bevorzugt unter (gegenüber dem Abgas und/oder gegenüber der Umgebung) erhöhtem Druck bereitgestellt und in die Verdünnungseinheit eingeleitet. Insbesondere kann das Verdünnungsgas als Druckluft bereitgestellt werden. Durch einen erhöhten Druck des Verdünnungsgases kann eine besonders gute Durchmischung des Abgases mit dem Verdünnungsgas erreicht werden.
  • Die Kenntnis des Verdünnungsgrads ist bei der Untersuchung des Abgases von besonderer Bedeutung. Die unmittelbare Messung des zugeführten Verdünnungsgases ist prinzipiell möglich. Dabei ist aber zu erwarten, dass eine Veränderung des Betriebspunktes der Verbrennungskraftmaschine erst mit einer (insbesondere in verschiedenen Situationen unterschiedlichen) Verzögerung zu einer Veränderung einer momentan bestimmten Menge des eingeleiteten Verdünnungsgases führt. Daher ist es bevorzugt, den Verdünnungsgrad aus anderen Parametern (indirekt) zu bestimmen. Der Verdünnungsgrad ergibt sich insbesondere aus der Konstruktion der Verdünnungsvorrichtung und/oder aus der Art und Weise der Zufuhr des Verdünnungsgases in die Verdünnungseinheit. Überraschenderweise hat sich in Versuchen aber auch gezeigt, dass der Verdünnungsgrad weiterhin von dem Druck des Abgases (insbesondere unmittelbar) vor der Verdünnung abhängt. Damit hängt der Verdünnungsgrad insbesondere nicht nur von Faktoren ab, die durch die Ausgestaltung der Anordnung bedingt sind. Das bedeutet, dass der Verdünnungsgrad auch bei unveränderter Ausgestaltung der Anordnung unterschiedliche Werte annehmen kann. Die Abhängigkeit des Verdünnungsgrades von dem Druck des Abgases (insbesondere unmittelbar) vor der Verdünnung kann je nach konkreter Ausgestaltung der Verdünnungseinheit unterschiedlich ausgeprägt sein. Es ist daher bevorzugt, dass die Abhängigkeit für die verwendete Verdünnungseinheit individuell (beispielswiese experimentell) bestimmt wird. Bevorzugt wird der Verdünnungsgrad für alle zu erwartenden Werte für den Druck des Abgases (insbesondere unmittelbar) vor der Verdünnung aufgenommen. Auf die so erhaltenen Werte kann bei der Untersuchung von Abgas mit der beschriebenen Anordnung zurückgegriffen werden. Dazu wird bevorzugt der Druck des zu untersuchenden Abgases unmittelbar vor der Verdünnungseinheit gemessen. Das kann mit der Druckmessvorrichtung erfolgen, die stromaufwärts der Verdünnungseinheit in der Messleitung vorzugsweise unmittelbar vor der Verdünnungseinheit vorgesehen ist. Die Druckmessvorrichtung umfasst bevorzugt einen Drucksensor, der in die Messleitung integriert ist und über den der Druck des Abgases in der Messleitung gemessen werden kann. Der Drucksensor kann auch an einem von der Messleitung abzweigenden Stichkanal angeordnet sein.
  • Mit der beschriebenen Anordnung kann der Einfluss des Drucks des Abgases (insbesondere unmittelbar vor der Verdünnung) auf den Verdünnungsgrad berücksichtigt werden. Insbesondere deshalb kann mit der beschriebenen Anordnung eine dynamische Messung durchgeführt werden. Das bedeutet, dass die Verbrennungskraftmaschine während der Untersuchung des Abgases in unterschiedlichen Betriebspunkten betrieben werden kann. Damit eignet sich die beschriebene Anordnung insbesondere zur Untersuchung von Abgas unter realen Bedingungen. Das kann beispielsweise eine tatsächliche Fahrt des Kraftfahrzeugs sein oder auch eine Simulation einer solchen an einem (Rollen-)Prüfstand. Insbesondere können dabei standardisierte Fahrzyklen wie beispielsweise der RDE- oder der WLTC-Zyklus gefahren werden.
  • Die Auswertung der mit dem Abgasmessgerät aufgenommenen Messwerte für den mindestens einen Abgasparameter erfolgt bevorzugt in der Auswerteeinheit. Die Auswerteeinheit umfasst bevorzugt einen Computer mit entsprechender Software.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, aus einem von der Druckmessvorrichtung aufgenommenen Druckmesswert und einem von dem Abgasmessgerät aufgenommenen Messwert für mindestens einen Abgasparameter einen korrigierten Wert für den mindestens einen Abgasparameter zu bestimmen.
  • Mit dem Abgasmessgerät wird bevorzugt für den mindestens einen Abgasparameter ein jeweiliger Messwert aufgenommen. Dieser Messwert bezieht sich auf das verdünnte Abgas, also auf das Gemisch aus Abgas und Verdünnungsgas. Unter Kenntnis des Verdünnungsgrades kann aus dem mindestens einen Messwert der korrigierte Wert für den mindestens eine Abgasparameter bestimmt werden. Der korrigierte Wert wird bevorzugt derart bestimmt, dass dieser dem tatsächlichen, in dem (nicht verdünnten) Abgas vorliegenden Wert entspricht. Wird also bei einer Verdünnung im Verhältnis 1:1 (bei der also gleiche Mengen Abgas und Verdünnungsgas miteinander vermischt werden) für eine Partikelmasse als Abgasparameter ein Messwert von 2 mg/m3 [Milligramm pro Kubikmeter] aufgenommen, so ist der korrigierte Wert 1 mg/m3. In dem zu untersuchenden Abgas beträgt die Partikelmasse also 1 mg/m3. Dieser Wert ist das relevante Ergebnis der Messung, während der Messwert von 2 mg/m3 lediglich ein Zwischenergebnis im Messverfahren ohne tatsächliche Relevanz ist.
  • Der Verdünnungsgrad ergibt sich unter anderem aus einem mit der Druckmessvorrichtung erhaltenen Druckmesswert. Vorzugsweise werden der Messwert für den mindestens einen Abgasparameter und der Druckmesswert in der Auswerteeinheit verarbeitet. Das Verarbeiten umfasst bevorzugt insbesondere das Bestimmen des korrigierten Wertes für den mindestens einen Abgasparameter aus dem Messwert für den mindestens einen Abgasparameter unter Verwendung des Verdünnungsgrades, der mit Hilfe des Druckmesswerts bestimmt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung weist die Verdünnungseinheit eine Mischkammer auf, in die das Abgas durch Einleiten des Verdünnungsgases eingesaugt wird und in der das Abgas mit dem Verdünnungsgas gemischt wird. Das Abgas der Verbrennungskraftmaschine wird bevorzugt insbesondere über ein Abgasbehandlungssystem des Kraftfahrzeugs abgeleitet. Bevorzugt wird lediglich ein Anteil des Abgases für die Messung über die Messleitung abgezweigt. Je nach Ausgestaltung der Messleitung kann dabei ein Abgasdruck in der Messleitung nicht ausreichen, um dem Abgasmessgerät eine hinreichende Menge des zu untersuchenden Abgases zuzuführen. Mit der vorliegenden Ausführungsform kann dies ausgeglichen werden.
  • Der Druck, mit dem das Verdünnungsgas in die Mischkammer eingeleitet wird, ist bevorzugt derart gewählt, dass dem Abgasmessgerät eine hinreichende Menge des zu untersuchenden Abgases zugeführt wird. Der Druck des Verdünnungsgases ist bevorzugt zeitlich konstant. Der Druck des Verdünnungsgases kann aber auch zeitlich veränderlich sein und insbesondere in Abhängigkeit eines Betriebspunkts der Verbrennungskraftmaschine gewählt werden. Weiterhin ist es bevorzugt, aber nicht notwendig, dass eine Information über einen momentanen Druck des Verdünnungsgases an die Auswerteeinheit übergeben wird und bei der Bestimmung des korrigierten Wertes für den mindestens einen Abgasparameter berücksichtigt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung an eine Abgasleitung einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs umfassend zumindest einen Partikelfilter angebunden, indem die Messleitung stromaufwärts des Partikelfilters an die Abgasleitung angebunden ist.
  • Die Messleitung ist in dieser Ausführungsform stromaufwärts des Partikelfilters (also in Strömungsrichtung vor dem Partikelfilter) an die Abgasleitung angebunden. Damit kann insbesondere eine von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Menge an Partikeln bestimmt werden. Die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Partikel können zwar durch einen Partikelfilter aus dem Abgas gefiltert werden. Damit kann eine Emission von Partikeln auch durch eine Verbesserung des Partikelfilters reduziert werden. Nichtsdestotrotz ist es aber auch bevorzugt, dass die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Menge an Partikeln vor der Filterung der Partikel mit dem Partikelfilter reduziert wird. Damit kann beispielsweise ein Verschleiß des Partikelfilters verringert werden oder es kann eine Konstruktion des Partikelfilters vereinfacht werden. Um die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Menge an Partikeln optimieren zu können, ist insbesondere daher eine genaue Kenntnis der Partikelmenge vor der Filterung der Partikel mit dem Partikelfilter vorteilhaft. Insbesondere mit der vorliegenden Ausführungsform kann diese erhalten werden. Weiterhin kann durch Reduzierung der Partikelemission von der Verbrennungskraftmaschine ein Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine reduziert werden. Das kann insbesondere daran liegen, dass eine Regeneration des Partikelfilters seltener und/oder in einem geringeren Umfang erforderlich ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung derart innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet, dass die Fahrtüchtigkeit des Kraftfahrzeugs nicht beeinträchtigt ist.
  • Die beschriebene Anordnung eignet sich, wie weiter vorne beschrieben, insbesondere auch für eine dynamische Messung, bei der der Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine verändert wird. Eine dynamische Messung kann insbesondere bei einer tatsächlichen Fahrt des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Dazu ist insbesondere bevorzugt, dass die beschriebene Anordnung vollständig im Innern des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Anordnung derart angeordnet und derart mit dem Abgasbehandlungssystem verbunden ist, dass die beschriebene Anordnung keinen Einfluss auf die Fahrtüchtigkeit und auf die Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs hat. Damit kann mit der beschriebenen Anordnung insbesondere das Abgas des Kraftfahrzeugs unter realen Bedingungen, also bei einer tatsächlichen Fahrt des Kraftfahrzeugs und nicht lediglich am Prüfstand erfolgen.
  • Als ein weiterer Aspekt wird ein Verfahren zur Untersuchung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine mittels einer wie beschrieben ausgeführten Anordnung vorgestellt, das zumindest die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    1. a) Anschließen der Messleitung an eine Abgasleitung des Kraftfahrzeugs,
    2. b) Aufnehmen eines Druckmesswerts mit der Druckmessvorrichtung für das zu untersuchende Abgas,
    3. c) Verdünnen des zu untersuchenden Abgases mit einem Verdünnungsgas in der Verdünnungseinheit,
    4. d) mit dem Abgasmessgerät Aufnehmen eines Messwerts für mindestens einen Abgasparameter für das gemäß Schritt c) erhaltene verdünnte Abgas,
    5. e) Ermitteln eines korrigierten Wertes für den mindestens einen Abgasparameter aus dem in Schritt d) aufgenommenen Messwert für den Abgasparameter und aus dem in Schritt b) aufgenommenen Druckmesswert.
  • Die weiter vorne für die Anordnung beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale sind auf das beschriebene Verfahren anwendbar und übertragbar, und umgekehrt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird aus dem Druckmesswert in Schritt e) ein Korrekturfaktor ermittelt, mit dem der korrigierte Wert für den mindestens einen Abgasparameter aus dem in Schritt d) aufgenommenen Messwert für den Abgasparameter ermittelt wird.
  • Der in dem (nicht verdünnten) Abgas tatsächlich vorliegende Wert für den mindestens einen Abgasparameter kann zu dem Messwert für den mindestens einen Abgasparameter insbesondere im gleichen Verhältnis stehen wie das Volumen des nicht verdünnten Abgases zu dem Volumen des verdünnten Abgases. In dem Fall wird der Korrekturfaktor bevorzugt als das Verhältnis des Volumens des nicht verdünnten Abgases zu dem Volumen des verdünnten Abgases gewählt. Durch Multiplikation des Messwerts für den mindestens einen Abgasparameter mit dem so gewählten Korrekturfaktor kann ein korrigierter Wert für den mindestens einen Abgasparameter erhalten werden, der dem tatsächlich im (nicht verdünnten) Abgas vorliegenden Wert des mindestens einen Abgasparameters entspricht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Korrekturfaktor mittels einer in der Auswerteeinheit hinterlegten Korrekturkurve ermittelt.
  • Der mit der Verdünnungseinheit bewirkte Verdünnungsgrad des Abgases kann, wie weiter vorne beschrieben, insbesondere von dem Druck des Abgases (insbesondere unmittelbar) vor der Verdünnung abhängen. Es ist dabei bevorzugt, dass diese Abhängigkeit für die verwendete Verdünnungseinheit individuell (beispielswiese experimentell) bestimmt wird. Aus den dabei erhaltenen Werten wird bevorzugt eine von dem Druck des Abgases (insbesondere unmittelbar vor der Verdünnung) abhängige Korrekturkurve ermittelt. Die Korrekturkurve enthält also bevorzugt für eine Vielzahl von Werten für den Druck des Abgases (insbesondere unmittelbar vor der Verdünnung) einen jeweils anzuwendenden Korrekturfaktor.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird mindestens ein Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine während der Durchführung des Verfahrens verändert.
  • Mit dem beschriebenen Verfahren kann, wie weiter vorne beschrieben, insbesondere eine dynamische Messung an dem Abgas vorgenommen werden. Dazu wird mindestens ein Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine, vorzugsweise eine Drehzahl, eine Leistung, eine Last und/oder ein Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine, im Verlauf der Messung verändert.
  • Die Erfindung und das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigt:
    • 1: eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Untersuchung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Verbrennungskraftmaschine 2, die an eine Abgasbehandlungsvorrichtung 13 mit einer Abgasleitung 3 angebunden ist. Über die Abgasleitung 3 kann Abgas der Verbrennungskraftmaschine 2 insbesondere nach einer Abgasreinigung (auch durch hier nicht gezeigte Komponenten) an die Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 abgegeben werden. In die Abgasleitung 3 ist ein Partikelfilter 4 integriert. An die Abgasleitung 3 ist eine Anordnung 12 zur Untersuchung von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 2 angebunden, indem eine Messleitung 5 der Anordnung 12 stromaufwärts des Partikelfilters 4 an die Abgasleitung 3 angebunden ist. Über die Messleitung 5 kann das Abgas aus der Abgasleitung 3 einem Abgasmessgerät 8 der Anordnung 12 zugeleitet werden. In die Messleitung 5 ist eine Verdünnungseinheit 7 zur Verdünnung des Abgases mit einem Verdünnungsgas integriert. Die Verdünnungseinheit 7 weist eine Mischkammer 11 auf, in die das Abgas durch Einleiten des Verdünnungsgases in einen Einlass 10 eingesaugt wird und in der das Abgas mit dem Verdünnungsgas gemischt wird. Stromaufwärts der Verdünnungseinheit 7 ist eine Druckmessvorrichtung 6 in der Messleitung 5 vorgesehen. Das Abgasmessgerät 8 und die Druckmessvorrichtung 6 sind (wie durch gepunktete Linien angedeutet) an eine Auswerteeinheit 9 zur Verarbeitung von mit dem Abgasmessgerät 8 und der Druckmessvorrichtung 6 aufgenommenen Messwerten angebunden. Die Auswerteeinheit 9 ist dazu eingerichtet, aus einem von der Druckmessvorrichtung 6 aufgenommenen Druckmesswert und einem von dem Abgasmessgerät 8 aufgenommenen Messwert für mindestens einen Abgasparameter einen korrigierten Wert für den mindestens einen Abgasparameter zu bestimmen. Der korrigierte Wert für den mindestens einen Abgasparameter entspricht bevorzugt einem in dem nicht verdünnten Abgas vorliegenden Wert für den mindestens einen Abgasparameter. Aus dem Druckmesswert wird insbesondere ein Korrekturfaktor ermittelt, mit dem der korrigierte Wert für den mindestens einen Abgasparameter aus dem aufgenommenen Messwert für den Abgasparameter ermittelt wird. Der Korrekturfaktor wird mittels einer in der Auswerteeinheit 9 hinterlegten Korrekturkurve ermittelt.
  • Die Anordnung 12 ist derart innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet, dass die Fahrtüchtigkeit des Kraftfahrzeugs 1 nicht beeinträchtigt ist.
  • Mit der Anordnung 12 kann das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 2 insbesondere auch dann zuverlässig untersucht werden, wenn mindestens ein Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine 2 während der Durchführung der Untersuchung verändert wird, wenn also eine dynamische Messung durchgeführt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Verbrennungskraftmaschine
    3
    Abgasleitung
    4
    Partikelfilter
    5
    Messleitung
    6
    Druckmessvorrichtung
    7
    Verdünnungseinheit
    8
    Abgasmessgerät
    9
    Auswerteeinheit
    10
    Einlass
    11
    Mischkammer
    12
    Anordnung
    13
    Abgasbehandlungsvorrichtung

Claims (9)

  1. Anordnung (12) zur Untersuchung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine (2) umfassend zumindest eine an eine Abgasleitung (3) der Verbrennungskraftmaschine (2) anschließbare Messleitung (5), über die das Abgas einem Abgasmessgerät (8) zugeleitet werden kann, wobei über die Abgasleitung (3) das Abgas von der Verbrennungskraftmaschine (2) gereinigt und an die Umgebung abgegeben werden kann, wobei die Messleitung (5) eine Verdünnungseinheit (7) zur Verdünnung des Abgases mit einem Verdünnungsgas umfasst, wobei in der Messleitung (5) stromaufwärts der Verdünnungseinheit (7) eine Druckmessvorrichtung (6) vorgesehen ist, wobei das Abgasmessgerät (8) und die Druckmessvorrichtung (6) an eine Auswerteeinheit (9) zur Verarbeitung von mit dem Abgasmessgerät (8) und der Druckmessvorrichtung (6) aufgenommenen Messwerten angebunden ist.
  2. Anordnung (12) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit (9) dazu eingerichtet ist, aus einem von der Druckmessvorrichtung (6) aufgenommenen Druckmesswert und einem von dem Abgasmessgerät (8) aufgenommenen Messwert für mindestens einen Abgasparameter einen korrigierten Wert für den mindestens einen Abgasparameter zu bestimmen.
  3. Anordnung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verdünnungseinheit (7) eine Mischkammer (11) aufweist, in die das Abgas durch Einleiten des Verdünnungsgases eingesaugt wird und in der das Abgas mit dem Verdünnungsgas gemischt wird.
  4. Anordnung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung (12) an eine Abgasleitung (3) einer Abgasbehandlungsvorrichtung (13) eines Kraftfahrzeugs (1) umfassend zumindest einen Partikelfilter (4) anbindbar ist, indem die Messleitung (5) stromaufwärts des Partikelfilters (4) an die Abgasleitung (3) angebunden wird.
  5. Anordnung (12) nach Anspruch 4, wobei die Anordnung (12) derart innerhalb des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist, dass die Fahrtüchtigkeit des Kraftfahrzeugs (1) nicht beeinträchtigt ist.
  6. Verfahren zur Untersuchung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine (2) mittels einer Anordnung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend zumindest die folgenden Verfahrensschritte: a) Anschließen der Messleitung (5) an eine Abgasleitung (3) des Kraftfahrzeugs (1), über die das Abgas von der Verbrennungskraftmaschine (2) gereinigt und an die Umgebung abgegeben werden kann, b) Aufnehmen eines Druckmesswerts mit der Druckmessvorrichtung (6) für das zu untersuchende Abgas, c) Verdünnen des zu untersuchenden Abgases mit einem Verdünnungsgas in der Verdünnungseinheit (7), d) mit dem Abgasmessgerät (8) Aufnehmen eines Messwerts für mindestens einen Abgasparameter für das gemäß Schritt c) erhaltene verdünnte Abgas, e) Ermitteln eines korrigierten Wertes für den mindestens einen Abgasparameter aus dem in Schritt d) aufgenommenen Messwert für den Abgasparameter und aus dem in Schritt b) aufgenommenen Druckmesswert.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei aus dem Druckmesswert in Schritt e) ein Korrekturfaktor ermittelt wird, mit dem der korrigierte Wert für den mindestens einen Abgasparameter aus dem in Schritt d) aufgenommenen Messwert für den Abgasparameter ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Korrekturfaktor mittels einer in der Auswerteeinheit (9) hinterlegten Korrekturkurve ermittelt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine (2) während der Durchführung des Verfahrens verändert wird.
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