DE102017205860A1 - Method for operating a particle filter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Partikelfilters (4) eines Fahrzeugs, der einem Verbrennungsmotor (2) des Fahrzeugs nachgeschaltet ist, mit dem ein Kraftstoff (10) zu Abgas verbrannt wird, wobei Partikel des Abgases von dem Partikelfilter (4) gefiltert werden, wobei mindestens eine Eigenschaft des Kraftstoffs (10) von einem Wert mindestens eines Parameters des Kraftstoffs (10) abhängig ist, wobei eine Beladung des Partikelfilters (4) mit Partikeln als Funktion von einem aktuellen Wert des mindestens einen Parameters eines aktuell getankten Kraftstoffs (10) modelliert wird. The invention relates to a method for operating a particle filter (4) of a vehicle, which is connected downstream of an internal combustion engine (2) of the vehicle, with which a fuel (10) is burnt to exhaust gas, whereby particles of the exhaust gas are filtered by the particle filter (4) wherein at least one property of the fuel (10) is dependent on a value of at least one parameter of the fuel (10), wherein a loading of the particulate filter (4) with particles as a function of a current value of the at least one parameter of a currently fueled fuel (10 ) is modeled.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Partikelfilters.The present invention relates to a method of operating a particulate filter.
Eine Abgasanlage eines Fahrzeugs umfasst u. a. einen Partikelfilter, mit dem es möglich ist, Partikel, bspw. Asche, aus Abgas eines Verbrennungsmotors bzw. einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs zu filtern.An exhaust system of a vehicle includes u. a. a particulate filter, with which it is possible to filter particles, for example, ashes, from exhaust gas of an internal combustion engine or of an internal combustion engine of the vehicle.
Die Druckschrift
Ein Verfahren zur Bestimmung einer Rußpartikelfiltereffizienz eines Rußpartikelfilters ist aus der Druckschrift
In der Druckschrift
Die Druckschrift
Ein Verfahren zur Regeneration eines Abgaspartikelfilters in einem Fahrzeug ist aus der Druckschrift
Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Partikelfilter für einen Verbrennungsmotor zu reinigen.Against this background, it was an object of the present invention to clean a particulate filter for an internal combustion engine.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Ausführungsformen des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Embodiments of the method are evident from the dependent claims and the description.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben eines Partikelfilters eines Fahrzeugs vorgesehen, der einem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs nachgeschaltet ist, mit dem ein Kraftstoff zu Abgas verbrannt wird. Dabei werden Partikel des Abgases von dem Partikelfilter gefiltert, wobei mindestens eine Eigenschaft des Kraftstoffs von einem Wert mindestens eines Parameters des Kraftstoffs abhängig ist. Eine Beladung des Partikelfilters mit Partikeln wird als Funktion von einem aktuellen Wert und/oder abhängig von diesem aktuellen Wert des mindestens einen Parameters eines aktuell getankten Kraftstoffs modelliert.The inventive method is provided for operating a particulate filter of a vehicle, which is connected downstream of an internal combustion engine of the vehicle, with which a fuel is burned to exhaust gas. In this case, particles of the exhaust gas are filtered by the particulate filter, wherein at least one property of the fuel is dependent on a value of at least one parameter of the fuel. A loading of the particle filter with particles is modeled as a function of a current value and / or depending on this current value of the at least one parameter of a fuel currently being fueled.
In Ausgestaltung wird unter Berücksichtigung des mindestens einen Parameters des aktuell getankten Kraftstoffs ein Rußmodell bereitgestellt, mit dem die Beladung des Partikelfilters mit Partikeln des Abgases aufgrund einer Verbrennung dieses Kraftstoffs modelliert wird.In an embodiment, taking into account the at least one parameter of the currently fueled fuel, a soot model is provided, with which the loading of the particulate filter with particles of the exhaust gas due to combustion of this fuel is modeled.
Durch Berücksichtigung des mindestens einen Parameters ist es möglich, die Beladung des Partikelfilters so genau wie möglich zu bestimmen und an den vorliegenden Kraftstoff bzw. aktuell getankten Kraftstoff anzupassen. Eine Art einer Regeneration des Partikelfilters selbst ist davon nicht betroffen, nur eine Häufigkeit der Regeneration ist besser steuerbar.By taking into account the at least one parameter, it is possible to determine the load of the particulate filter as accurately as possible and to adapt it to the present fuel or currently fueled. One type of regeneration of the particulate filter itself is not affected, only a frequency of regeneration is better controllable.
Mit dem mindestens einen Parameter wird eine Neigung einer Rußbildung als Eigenschaft des aktuell getankten Kraftstoffs beschrieben.With the at least one parameter, a tendency of soot formation as a property of the currently fueled fuel is described.
Alternativ oder ergänzend wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem mindestens einen Parameter ein Siedeverhalten als Eigenschaft des aktuell getankten Kraftstoffs beschrieben.Alternatively or additionally, in the method according to the invention with the at least one parameter, a boiling behavior is described as a property of the currently fueled fuel.
Üblicherweise ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor für eine definierte Art Kraftstoff eingestellt ist bzw. ab Werk eingestellt wird, für den der mindestens eine Parameter einen definierten Wert aufweist. Zum Betreiben des Verbrennungsmotors sollte nach Möglichkeit auch diese definierte Art des Kraftstoffs verwendet werden, wobei neben einem optimalen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors auch ein minimaler Ausstoß an Partikeln und somit eine geringe Beladung des Partikelfilters erreicht wird. Falls mit dem Verbrennungsmotor nun ein aktuell getankter Kraftstoff verbrannt werden soll, der sich von dem definierten Kraftstoff unterscheidet, ist es möglich, die Regeneration des Partikelfilters an den aktuell getankten Kraftstoff anzupassen.It is usually provided that the internal combustion engine is set for a defined type of fuel or is set ex works, for which the at least one parameter has a defined value. To operate the internal combustion engine, if possible, this defined type of fuel should also be used, whereby in addition to an optimal efficiency of the internal combustion engine, a minimal emission of particles and thus a low loading of the particle filter is achieved. If a currently fueled fuel is to be burned with the internal combustion engine, which differs from the defined fuel, it is possible to adapt the regeneration of the particulate filter to the currently fueled.
Hierbei wird in Ausgestaltung ein Unterschied zwischen dem aktuellen Wert des mindestens einen Parameters des aktuell getankten Kraftstoffs und dem definierten Wert des mindestens einen Parameters des definierten Kraftstoffs ermittelt, wobei die Beladung des Partikelfilters unter Berücksichtigung dieses Unterschieds ermittelt wird.In this case, a difference between the current value of the at least one parameter of the currently fueled fuel and the defined value of the at least one parameter of the defined fuel is determined in design, wherein the loading of the particulate filter is determined taking into account this difference.
Weiterhin ist es möglich, dass der aktuelle Wert des mindestens einen Parameters bei einem Start des Verbrennungsmotors ermittelt wird.Furthermore, it is possible that the current value of the at least one parameter is determined at a start of the internal combustion engine.
Alternativ oder ergänzend wird, bspw. beim Start des Verbrennungsmotors, ein Signal für eine Drehzahl des Verbrennungsmotors ausgewertet, woraus der aktuelle Wert des mindestens einen Parameters des aktuell getankten Kraftstoffs ermittelt wird.Alternatively or additionally, for example, at the start of the internal combustion engine, a signal for a rotational speed of the internal combustion engine is evaluated, from which the current value of the at least one Parameters of the currently fueled fuel is determined.
Es ist ebenfalls alternativ oder ergänzend möglich, dass eine Menge an Kraftstoff, die in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, ermittelt wird, woraus der aktuelle Wert des mindestens einen Parameters des aktuell getankten Kraftstoffs ermittelt wird.It is also alternatively or additionally possible that an amount of fuel that is injected into the internal combustion engine, is determined, from which the current value of the at least one parameter of the currently fueled fuel is determined.
Ein schlecht siedender aktuell getankter Kraftstoff wird über eine Bewertung des Signals der Drehzahl bei dem Start des Verbrennungsmotors ermittelt. Ist ein Hochlauf des Verbrennungsmotors nicht so schnell oder in der gleichen Güte wie eigentlich erwartet, wird bei einem folgenden Start des Verbrennungsmotors eine eingespritzte Menge an Kraftstoff angehoben. Diese zusätzliche Menge ist ein Indiz für das Siedeverhalten des vorliegenden aktuell getankten Kraftstoffs, die wiederum direkt mit der Entstehung von Ruß korreliert. Daher wird durch Berücksichtigung der notwendigen Menge bzw. Masse an Kraftstoff für den Start die Modellierung der Masse an Ruß, die verbrannt wird, verbessert.A poorly boiling currently fueled fuel is determined via an evaluation of the signal of the rotational speed at the start of the internal combustion engine. If a startup of the internal combustion engine is not as fast or in the same quality as actually expected, an injected amount of fuel is raised in a subsequent start of the internal combustion engine. This additional amount is an indication of the boiling behavior of the currently fueled fuel, which in turn correlates directly with the formation of soot. Therefore, by considering the necessary amount of fuel for startup, the modeling of the mass of soot that is burned is improved.
Eine Häufigkeit der Regeneration wird in Ausgestaltung abhängig von dem aktuellen Wert des mindestens einen Parameters des aktuell getankten Kraftstoffs durchgeführt.A frequency of the regeneration is performed in an embodiment depending on the current value of the at least one parameter of the fuel currently being fueled.
Hierbei ist es möglich, dass mit dem mindestens einen Parameter eine Neigung einer Rußbildung als Eigenschaft des Kraftstoffs beschrieben wird. Dabei ist es möglich, die Regeneration in Abhängigkeit der Neigung der Rußbildung des aktuell verwendeten Kraftstoffs durchzuführen.In this case, it is possible for the at least one parameter to describe an inclination of soot formation as a property of the fuel. It is possible to carry out the regeneration depending on the tendency of soot formation of the currently used fuel.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, die Regeneration in Abhängigkeit des Siedeverhaltens des aktuell verwendeten Kraftstoffs durchzuführen.Alternatively or additionally, it is possible to carry out the regeneration depending on the boiling behavior of the currently used fuel.
Unter Berücksichtigung des mindestens einen Parameters des Kraftstoffs wird in Ausgestaltung ein Rußmodell bereitgestellt und/oder ermittelt, mit dem eine Beladung des Partikelfilters mit Partikeln des Abgases als Funktion vor dem aktuellen Wert des mindestens einen Parameters des Kraftstoffs modelliert wird.Taking into account the at least one parameter of the fuel, a soot model is provided and / or determined with which a loading of the particulate filter with particles of the exhaust gas is modeled as a function before the current value of the at least one parameter of the fuel.
In Ausgestaltung ist das Rußmodell von dem Wert des mindestens einen Parameters des aktuell getankten Kraftstoffs, bspw. Benzin oder Diesel, abhängig. Der jeweils zu verbrennende, aktuell getankte Kraftstoff ist eine Mischung aus verschiedenen Kohlenwasserstoffverbindungen, aus deren quantitativem Mischungsverhältnis sich der Wert des mindestens einen Parameters ergibt. Demnach sind mehrere Arten von Rußmodellen abhängig vom Kraftstoff möglich. Eine jeweils durchzuführende Art der Regeneration ist in Ausgestaltung von der jeweiligen Art des Rußmodells abhängig und/oder damit korreliert, wobei jeweils einer Art des Rußmodells eine Art der Regeneration zugeordnet ist.In an embodiment, the soot model depends on the value of the at least one parameter of the currently fueled fuel, for example, gasoline or diesel. The currently fueled, currently refueled fuel is a mixture of different hydrocarbon compounds, the quantitative mixing ratio of which results in the value of the at least one parameter. Thus, several types of soot models are possible depending on the fuel. In each embodiment, a type of regeneration to be carried out depends on the respective type of soot model and / or correlated therewith, one type of soot model in each case being assigned a type of regeneration.
Weiterhin beschreibt jede Art des Rußmodells mindestens eine Bedingung zur Durchführung der jeweiligen Art Regeneration, wobei jene Art Regeneration ausgewählt und durchgeführt wird, deren Bedingung zur Durchführung durch den Wert bzw. in Abhängigkeit des Werts des mindestens einen Parameters gegeben und/oder erfüllt ist.Furthermore, each type of carbon black model describes at least one condition for carrying out the respective type of regeneration, wherein the type of regeneration is selected and carried out, the condition of which is given and / or fulfilled by the value or depending on the value of the at least one parameter.
In Ausgestaltung ist es möglich, dass jedes Rußmodell einen Eingriff des Verbrennungsmotors zur Durchführung der Regeneration und/oder einen Ablauf der Regeneration beschreibt und/oder steuert.In an embodiment, it is possible for each soot model to describe and / or control an intervention of the internal combustion engine to carry out the regeneration and / or a sequence of the regeneration.
Ergänzend wird mit dem Wert des mindestens einen Parameters eine Zusammensetzung als Eigenschaft des Kraftstoffs beschrieben.In addition, the value of the at least one parameter describes a composition as a property of the fuel.
Mit dem Verfahren ist es u. a. möglich, eine Emission von Ruß als Partikel des Kraftstoffs, in Ausgestaltung Rußemissionen, mit einem Rußmodell zu modellieren, wobei eine Qualität des verwendeten Kraftstoffs berücksichtigt wird. Demnach ist das jeweilige Rußmodell und somit die Art der Regeneration auch von der Qualität des Kraftstoffs als möglichem Parameter des Kraftstoffs abhängig. Bei dem Verfahren sind eine Überwachung und eine Steuerung der Regeneration des Partikelfilters im Fahrzeug möglich, wobei über das Rußmodell die Rußbeladung des Partikelfilters beschrieben und/oder abgebildet wird. Über das jeweilige Rußmodell werden somit bspw. motorische Eingriffe und somit Eingriffe des Verbrennungsmotors zur Regeneration des Partikelfilters gesteuert. Dabei wird berücksichtigt, dass die Entstehung von Ruß und somit allgemein die Entstehung von Partikeln von verschiedenen Parametern des Betriebs des Verbrennungsmotors abhängig ist. Dies betrifft bspw. die Temperatur des Abgases des Verbrennungsmotors und/oder eines Brennraums des Verbrennungsmotors sowie einen Lambdawert des Abgases des Verbrennungsmotors. Im Rahmen des Verfahrens wird berücksichtigt, dass auch die Zusammensetzung des Kraftstoffs, von der auch das Siedeverhalten des verwendeten Kraftstoffs abhängig ist, eine Emission von Partikeln und somit von Ruß, bspw. eine Rohemission von Partikeln, beeinflusst.With the method it is u. a. it is possible to model an emission of soot as a particle of the fuel, in the form of soot emissions, with a soot model, taking into account a quality of the fuel used. Accordingly, the respective soot model and thus the type of regeneration also depends on the quality of the fuel as a possible parameter of the fuel. In the method, monitoring and control of the regeneration of the particulate filter in the vehicle are possible, whereby the soot load of the particulate filter is described and / or imaged via the soot model. Thus, for example, motor interventions and thus interventions of the internal combustion engine for the regeneration of the particle filter are controlled via the respective soot model. It is considered that the formation of soot and thus generally the formation of particles depends on various parameters of the operation of the internal combustion engine. This applies, for example, the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine and / or a combustion chamber of the internal combustion engine and a lambda value of the exhaust gas of the internal combustion engine. In the context of the method, it is taken into account that the composition of the fuel, on which the boiling behavior of the fuel used also depends, also influences an emission of particles and thus of soot, for example a raw emission of particles.
Hierbei wird berücksichtigt, dass die Zusammensetzung des Kraftstoffs im Feld deutlichen Schwankungen unterliegt, die jedoch bei Durchführung des Verfahrens bei einer Abstimmung des Rußmodells berücksichtigt werden.This takes into account that the composition of the fuel in the field is subject to significant fluctuations, which are taken into account when carrying out the method in a vote of the carbon black model.
Üblicherweise ist es bei Maßnahmen zur Regeneration, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, vorgesehen, eine Anwendung bzw. Applikation eines Rußmodells abhängig von einem schlechtest möglichen Kraftstoff, d. h. einem Kraftstoff, der einen schlechtest möglichen Siedeverlauf und damit größtmögliche Emissionen von Ruß verursacht, einzustellen. Falls dennoch besser siedender und somit besser verdampfender Kraftstoff verwendet werden sollte, besteht die Gefahr, dass aufgrund eines dabei ermittelten Rußmodells bei der Regeneration eine zu aggressive Modellierung berücksichtigt wird, so dass Regenerationen zu häufig ausgelöst werden und zu lange dauern. Falls Regenerationen zu häufig ausgelöst werden, kann hierdurch ein Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinträchtigt werden. Außerdem wird ein Verbrauch an Kraftstoff erhöht.Usually, it is provided in measures for regeneration, which are known from the prior art, an application or application of a soot model depending on a worst possible fuel, ie a fuel that causes a worst possible Siedeverlauf and thus the greatest possible emissions of soot, adjust. If, however, better boiling and thus better evaporating fuel should be used, there is a risk that due to one determined soot model in the regeneration too aggressive modeling is taken into account, so that regenerations are triggered too often and take too long. If regenerations are triggered too frequently, this can affect the vehicle's handling behavior. In addition, a consumption of fuel is increased.
Mit dem Verfahren wird u. a. berücksichtigt, dass schlecht siedender Kraftstoff nicht nur eine Entstehung von Ruß sondern auch andere Faktoren, bspw. ein Startverhalten des Verbrennungsmotors, negativ beeinflusst.The method is u. a. takes into account that poorly boiling fuel not only negatively affects the formation of soot but also other factors, for example a starting behavior of the internal combustion engine.
Im Rahmen des Verfahrens werden Adaptionen verwendet, mit denen schlecht siedender Kraftstoff erkannt wird, um eine Einspritzung zu kompensieren. Parameter derartiger Adaptionen werden im Rußmodell dazu verwendet, eine größere Neigung zur Rußbildung des Kraftstoffs zu berücksichtigen und somit über das Rußmodell und als Funktion des aktuellen Werts des mindestens einen Parameters des getankten Kraftstoffs eine Beladung des Partikelfilters genauer zu modellieren.As part of the process, adaptations are used to detect low-boiling fuel to compensate for injection. Parameters of such adaptations are used in the soot model to account for a greater propensity for soot formation of the fuel and thus more accurately model a particulate filter load via the soot model and as a function of the current value of the at least one fueled parameter.
Eine Berücksichtigung des Einflusses des Kraftstoffs auf das Siedeverhalten und somit auf Rußemissionen bei einer Ausführungsform des Verfahrens optimiert das Rußmodell, wodurch die Regeneration des Partikelfilters verbesserbar ist.Consideration of the influence of the fuel on the boiling behavior and thus on soot emissions in one embodiment of the method optimizes the soot model, whereby the regeneration of the particulate filter can be improved.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung Komponenten eines Fahrzeugs bei der Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 shows a schematic representation of components of a vehicle in carrying out an embodiment of the method according to the invention.
Allerdings ist es erforderlich, den Partikelfilter
Bei der Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, einen Wert von mindestens einem Parameter des aktuell getankten und zu verbrennenden Kraftstoffs
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird der mindestens eine Parameter des Kraftstoffs von einem Sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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