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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Partikelfilters, der in einer Abgasleitung einer Verbrennungsvorrichtung angeordnet ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Steuergerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs. Ein solches Verfahren und ein solches Steuergerät werden hier als per se bekannt vorausgesetzt.
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Das bekannte Verfahren basiert auf Messsignalen eines Partikelsensors, der in die Abgasleitung hineinragt. Die Verbrennungsvorrichtung kann ein Verbrennungsmotor wie ein Dieselmotor oder ein Ottomotor sein. Alternativ dazu kann die Verbrennungsvorrichtung auch ein Verbrennungsofen sein.
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Zur Bestimmung der Gesamtmasse von Partikeln im Abgas von Dieselmotoren wird derzeit in Serie ein Partikelsensor verwendet, der nach einem resistiven Prinzip arbeitet. Der Sensor besteht aus einem keramischen Sensorelement und einem Schutzrohr. Das keramische Sensorelement weist ein Elektrodensystem auf, das zur Messung der Gesamtmasse von Rußpartikeln auf Basis einer elektrischen Leitfähigkeit des Rußes dient. Dieses sammelnde Messverfahren erlaubt keine Echtzeitmessung mit hinreichender Genauigkeit.
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Des Weiteren sind elektrostatische Messprinzipien bekannt, die eine Echtzeitmessung von Partikeln bzw. von deren elektrischer Ladung erlauben und die sich durch eine im Vergleich zum resistiven Prinzip erhöhte Messempfindlichkeit auszeichnen. In der
WO2012/089924 , der
US 2012/0312074 und der
US 2013/0219990 werden solche Ansätze beschrieben. Diese Sensoren, bzw. deren Elektroden, werden mit einer DC-Hochspannung betrieben, die typischerweise im kV-Bereich liegt. Das Funktionsprinzip wird nachfolgend kurz beschrieben:
- Eine von zwei Elektroden eines solchen Sensors liegt auf einem hohen elektrischen Potential (mehrere kV), und die zweite Elektrode liegt auf einem Massepotenzial. Der Sensor ist weiter so ausgelegt, dass mit Ruß beladenes Abgas an wenigstens einer der Elektroden vorbeifließt und sich dort anlagert. Auf Grund des zwischen beiden Elektroden bestehenden elektrischen Feldes entsteht ein charakteristisches Wachstum von Ruß-Dendriten, welche sich bevorzugt entlang den Feldlinien ausbilden. Die Dendriten ragen während des Wachstums immer weiter in das Strömungsprofil des vorbeiströmenden Abgases hinein und erfahren dadurch sowohl eine fluiddynamische Kraft als auch eine steigende elektrische Anziehungskraft, die von der Gegenelektrode ausgeht. Erreicht die Summe dieser Kräfte einen kritischen Wert, führt dies zum Ablösen des Dendriten.
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Die bis zu diesem Zeitpunkt erreichte Abrisslänge des Dendriten und damit die vom Beginn der Anlagerung bis zum Abreißen verstrichene Zeit hängen bei konstanter Rußkonzentration u. a. von der elektrischen Feldstärke und der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases an den Elektroden ab. Auf Grund der statischen Ladung der Rußpartikel, welche beim Anlagern der Rußpartikel von der potenzialbehafteten Elektrode auf die Rußpartikel übertritt, muss die beim Abreißen der Rußpartikel mit den abgerissenen Rußpartikeln von den Elektroden abgeführte Ladung in Form eines elektrischen Stroms auf die Elektrode zurückgeführt werden, um die angelegte Spannung aufrecht zu erhalten. Dieser Strom dient als Messsignal.
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Auf Grund der sehr kleinen Stromstärken werden empfindliche Geräte wie zum Beispiel ein Elektrometer zum Erfassen dieser als Messsignal dienenden Stromstärken verwendet. Auch aus diesem Messsignal lässt sich nur eine Aussage über die aktuell im Abgas enthaltene Gesamtmasse der Partikel ableiten. Auf die Anzahl der Partikel und auf deren Größenverteilung bezogene Aussagen lassen sich dagegen zumindest nicht mit hinreichender Genauigkeit ableiten.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von dem eingangs genannten Stand der Technik durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Steuergeräteanspruchs. Diese sehen vor, dass auf der Basis von in vorbestimmten Betriebspunkten der Verbrennungsvorrichtung erfassten Messsignalen betriebspunktindividuelle Partikelzahl-Istwerte gebildet werden, wobei die Bildung der Partikelzahl-Istwerte dadurch erfolgt, dass wenigstens ein für einen Betriebspunkt betriebspunktindividuell ermitteltes Messsignal einem Partikelzahl-Istwert zugeordnet wird, der für diesen Betriebspunkt, dieses Messsignal und für Partikel einer bestimmten Größe in einem initialen Gutzustand des Partikelfilters vorbestimmt worden ist, dass der Partikelzahl-Istwert mit einem in einem Steuergerät der Verbrennungsvorrichtung gespeicherten, Partikelgrößen-individuellen Vergleichswert verglichen wird, und dass der Zustand eines Abgasnachbehandlungssystems der Verbrennungsvorrichtung auf der Basis dieses Vergleichs beurteilt wird. Die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Steuergeräteanspruchs sehen vor, dass das Steuergerät zur Durchführung dieser Verfahrensmerkmale eingerichtet ist.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Größenverteilung von Partikeln in den Rohemissionen von Verbrennungsvorrichtungen von Betriebspunkt zu Betriebspunkt variiert. In einem oder mehreren Betriebspunkten werden, gemessen an einer mittleren Partikelgröße, mehr vergleichsweise kleinere als vergleichsweise größere Partikel emittiert und in einem oder mehreren anderen Betriebspunkten ist es gerade umgekehrt.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht durch eine betriebspunktabhängige Bewertung der Messsignale und durch eine geeignete Verarbeitung der Messsignale eine Beurteilung des Zustandes eines Abgasnachbehandlungssystems der Verbrennungsvorrichtung in Bezug auf dessen Fähigkeit, Partikel bestimmter Größen aus einem Abgasstrom der Verbrennungsvorrichtung herauszufiltern.
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Die Erfindung erlaubt damit eine Eingrenzung der Beurteilung von Transmissionseigenschaften eines Partikelfilters auf bestimmte Partikel-Größenklassen, und, als Folge daraus, eine Korrelation der Transmissionseigenschaften hinsichtlich der Partikel-Größenklassen mit definierten Fehlerbildern einer Partikelfilterbeschädigung. Die Erfindung stellt eine Größenanzahlinformation bereit, die zur Bewertung der Konformität des Partikelfilters mit den gesetzlichen Vorgaben herangezogen werden kann. Außer Beschädigungen eines Partikelfilters können auch andere die Partikelemission in Bezug auf die Partikelanzahl und die Partikelgröße beeinflussende Faktoren festgestellt werden, wie zum Beispiel Drifterscheinungen in Kraftstoffdosiervorrichtungen von Verbrennungsvorrichtungen, insbesondere in Injektoren von mit direkter Einspritzung von Kraftstoff in Brennräume arbeitenden Verbrennungsmotoren.
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Mit Blick auf Ausgestaltungen des Verfahrens ist bevorzugt, dass die auf der Basis von in vorbestimmten Betriebspunkten der Verbrennungsvorrichtung erfassten Messsignalen betriebspunktindividuell gebildeten Partikelzahl-Istwerte in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Zusammenhang zwischen den betriebspunktindividuell gebildeten Partikelzahl-Istwerten und Messsignalen des Partikelsensors gebildet werden.
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Bevorzugt ist auch, dass der vorbestimmte Zusammenhang durch eine im Steuergerät gespeicherte Kennlinie definiert ist.
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Weiter ist bevorzugt, dass eine für einen Betriebspunkt gespeicherte Größe von Partikeln eine Größenklasse von Partikeln repräsentiert, die in diesem Betriebspunkt partikelzahlmäßig stärker besetzt ist als gleichgroße andere Größenklassen (Bereiche von Größen).
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Mehrzahl von in einem Betriebspunkt erfassten Messsignalen in integrierter Form einem Partikelzahl-Istwert zugeordnet wird.
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Bevorzugt ist auch, dass ein Partikelgrößen-individueller Vergleichswert durch Addieren eines Offsets zu einem für den betreffenden Betriebspunkt in einem initialen Gutzustand der Verbrennungsvorrichtung vorbestimmten Partikelgrößen-individuellen Partikelzahl-Istwert bestimmt wird.
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Weiter ist bevorzugt, dass für vorbestimmte Betriebspunkte in einem initialen Gutzustand ermittelte und im Steuergerät gespeicherte Rohemissions-Partikelzahlwerte mit für diese Betriebspunkte ermittelten Partikelzahl-Istwerten verglichen werden und dass auf der Basis solcher Vergleiche Partikelgrößenabhängige Wirkungsgrade gebildet und zur Partikelgrößen-individuellen On Board-Diagnose des Partikelfilters verwendet werden.
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Mit Blick auf Ausgestaltungen des Steuergeräts ist bevorzugt, dass dieses dazu eingerichtet ist, ein Verfahren in wenigsten einer der genannten Ausgestaltungen des Verfahrens auszuführen. Unter einer Ausführung des Verfahrens wird in der vorliegenden Anmeldung insbesondere die Steuerung des Ablaufs des Verfahrens verstanden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren. Es versteht sich, dass die vorstehend 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.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
- 1 eine Verbrennungsvorrichtung mit einem Partikelsensor als technisches Umfeld der Erfindung;
- 2 Partikelgrößenverteilungen für einen ersten Betriebspunkt der Verbrenn ungsvorrichtung;
- 3 eine Partikelgrößenverteilung für einen zweiten Betriebspunkt der Verbrenn ungsvorrichtung;
- 4 eine Zuordnung zwischen erfassten Messsignalen eines Partikelsensors und Partikelzahl-Istwerten für einen Betriebspunkt;
- 5 eine Korrelation zwischen betriebspunktindividuellen Messsignalen eines Partikelsensors und zugehörigen Vergleichswerten in einem initialen Gutzustand der Verbrennungsvorrichtung;
- 6 ein Balkendiagramm betriebspunktindividueller Partikelzahl-Istwerte zusammen mit zugehörigen Vergleichswerten in einem gealterten Zustand der Verbrennungsvorrichtung; und
- 7 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Im Einzelnen zeigt die 1 eine Verbrennungsvorrichtung 10 mit einer Sensorik 12, einer Kraftstoffdosiervorrichtung 14, einem Abgasnachbehandlungssystem 16, einem Steuergerät 18 und einem Fehleranzeigemittel 20. Das Steuergerät weist 18 insbesondere einen Mikroprozessor 22 und einen Speicher 24 auf. Das Abgasnachbehandlungssystem 16 weist einen Partikelfilter 26 und einen im Abgasstrom stromabwärts von dem Partikelfilter 26 in das Abgas hineinragenden Partikelsensor 28 auf. Der Partikelsensor 28 ist bevorzugt ein nach einem elektrostatischen Prinzip arbeitender Partikelsensor.
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Die Verbrennungsvorrichtung 10 kann zum Beispiel ein Verbrennungsmotor wie ein Ottomotor oder ein Dieselmotor sein. Alternativ kann die Verbrennungsvorrichtung 10 aber auch ein Ofen, zum Beispiel der Ofen einer Heizanlage sein. Die folgenden Erläuterungen beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel, in dem die Verbrennungsvorrichtung 10 ein Verbrennungsmotor ist. Sie gelten aber sinngemäß auch für andere Ausführungsbeispiele von Verbrennungsvorrichtungen 10.
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2 zeigt qualitativ eine Partikelgrößenverteilung 30 für einen ersten Betriebspunkt BP1 eines Verbrennungsmotors, und die 3 zeigt qualitativ eine Partikelgrößenverteilung 32 für einen zweiten Betriebspunkt BP2 des Verbrennungsmotors. Auf der Abscisse sind in beiden 2, 3 jeweils Größen von Partikeln im Abgas des Verbrennungsmotors aufgetragen. Die Abscissen und Ordinaten der 2 und 3 sollen gleiche Skalen aufweisen, so dass die Partikelgrößenverteilungen 30, 32 in Bezug auf die Lage des jeweiligen Maximums vergleichbar sind.
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Die auf den Abscissen dargestellten Intervalle repräsentieren jeweils eine Größenklasse von Partikeln, wobei die Lage, Breite und Zahl der Intervalle lediglich als Beispiel dienen soll. Auf den Ordinaten sind jeweils Partikelzahldichten n' aufgetragen (Zahl pro Größeneinheit), die in den Größenklassen im Abgas auftreten. Ein Integral einer Partikelzahldichte n' über einem der Abscissenintervalle entspricht damit einer Zahl n von Partikeln im Abgas, deren Größe in der durch das Intervall definierten Größenklasse liegt. Die Partikelgrößenverteilungen beziehen sich jeweils auf Partikel am Einbauort des Partikelsensors 28 im Abgasnachbehandlungssystem 16.
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Der erste Betriebspunkt BP1 ist zum Beispiel ein Betriebspunkt eines Verbrennungsmotors, bei dem dieser mit hoher Last betrieben wird. In diesem Fall emittiert der Verbrennungsmotor Rußpartikel mit einer Größenverteilung 30, die im dargestellten Beispiel ein Maximum bei eher kleinen Partikelgrößen aufweist. Im dargestellten Beispiel liegt das Maximum in einer Größenklasse mit einem bei 20 nm liegenden Mittelwert. Die Partikel werden zwar zum Teil durch den Partikelfilter 26 zurückgehalten, gelangen aber zum Teil auch durch den Partikelfilter hindurch. Dies gilt für Partikel sämtlicher Größenklassen.
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Die durchgezogene Kurve 30 repräsentiert einen initial guten Zustand des Partikelfilters, und die oberhalb der durchgezogenen Kurve 30 verlaufende gestrichelte Kurve 30' entspricht einem gealtertem Zustand, in dem der Partikelfilter 26 im Betriebspunkt BP1 bei nicht wesentlich veränderten Rohemissionen eine höhere Durchlässigkeit insbesondere für Partikel aus der Größenklasse mit mittlerem Durchmesser von 20 nm aufweist.
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Der zweite Betriebspunkt BP2 ist in dem gewählten Beispiel ein Betriebspunkt mit einer eher geringen Last des Verbrennungsmotors. In diesem Fall emittiert der Verbrennungsmotor Rußpartikel mit einer Größenverteilung 32, die im dargestellten Beispiel ein Maximum bei eher großen Partikelgrößen aufweist. Im dargestellten Beispiel liegt das Maximum der sich im Betriebspunkt BP2 einstellenden Größenverteilung 32 in einer Größenklasse mit einer mittleren Partikelgröße von 90 nm.
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Wie aus den 2 und 3 qualitativ entnehmbar ist, wird die Zahl n der in einem Betriebspunkt insgesamt emittierten Partikel im Wesentlichen von der Zahl der Partikel aus der Größenklasse bestimmt, in der das Maximum der Größenverteilungen 30, 32 liegt. Als Näherung wird ein in diesem Betriebspunkt mit dem Partikelsensor 28 erfasstes Messsignal als ein die Zahl von Partikeln aus dieser Größenklasse repräsentierendes Messsignal betrachtet. Das zunächst betriebspunktindividuelle Messsignal wird damit als Partikelgrößenindividuelles Messsignal betrachtet.
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4 zeigt für einen einzelnen Betriebspunkt BP (oder einen bestimmten, zusammenhängenden Bereich von Betriebspunkten) des Verbrennungsmotors eine Zuordnung zwischen erfassten Messsignalen MS, die auf der Abscisse aufgetragen sind, und Partikelzahl-Istwerten n (oder Istwerten von Partikelzahlen pro Abgasvolumeneinheit oder Abgasmasseneinheit), die auf der Ordinate aufgetragen sind.
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Eine für einen initial guten Zustand gültige Zuordnung von betriebspunktabhängig definierten Größenverteilungen der Rußpartikel zu Betriebspunkten erfolgt zunächst in einer Anpassung des Steuergeräts 18 an den Verbrennungsmotor 10. Diese Zuordnung erfolgt zunächst für einen neuwertigen Verbrennungsmotor 10 auf einem Prüfstand stellvertretend für weitere Paarungen baugleicher Steuergeräte 18 und Verbrennungsmotoren 10, was auch als Applikation oder, wenn es zu Zulassungszwecken erfolgt, als Zertifizierung bezeichnet wird. Dabei werden unter Verwendung von Messvorrichtungen, die im späteren Betrieb nicht zur Verfügung stehen, Größenverteilungen von Partikeln in verschiedenen Motorbetriebspunkten ermittelt. Wenn in einem Motorbetriebspunkt eine Größenklasse zahlenmäßig dominiert, werden diesem Motorbetriebspunkt diese Größenklasse und die Zahl der Partikel der dominierenden Partikelgröße zugeordnet.
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Diese Zuordnung wird für baugleiche Verbrennungsvorrichtungen 10 in deren Steuergeräte 18 übernommen. Die Übernahme erfolgt zum Beispiel dadurch, dass für einen bestimmten Betriebspunkt oder Betriebspunktbereich eine Kennlinie 34 gespeichert wird, die verschiedenen Messsignalen die in diesem Betriebspunkt jeweils zugehörigen Partikelzahlen zuordnet.
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Diese Zuordnung erlaubt eine Bildung der Partikelzahl-Istwerte, die dadurch erfolgt, dass wenigstens ein für einen Betriebspunkt betriebspunktindividuell ermitteltes Messsignal einem Partikelzahl-Istwert zugeordnet wird, der für diesen Betriebspunkt, dieses Messsignal und für Partikel einer bestimmten Größe in einem initialen Gutzustand des Partikelfilters vorbestimmt worden ist. Diese Partikelzahl ist für eine Größenklasse repräsentativ. Die Messsignal-abhängige Zahl der Partikel wird im späteren Betrieb aus der Kennlinie 34 ausgelesen und bildet einen Messsignal-Istwert, der mit dem ebenfalls für diesen Betriebspunkt ermittelten Vergleichswert verglichen wird.
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Eine solche Zuordnung jeweils einer Kennlinie 34 zu jeweils einem Betriebspunkt erfolgt für verschiedene Betriebspunkte BP des Verbrennungsmotors. Damit kann in späteren Betriebsphasen für verschiedene Größenklassen von Partikeln beurteilt werden, ob die stromabwärts von einem Partikelfilter 26 des Verbrennungsmotors auftretenden Partikelzahlen noch zulässig sind oder nicht.
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5 zeigt eine Korrelation zwischen betriebspunktindividuellen Partikelzahl-Istwerten n und zugehörigen Vergleichswerten VW. In einem initialen Gutzustand des Verbrennungsmotors sind die jeweils auf ein und denselben Betriebspunkt bezogenen Partikelzahl-Istwerte n, die auf im Betrieb des Verbrennungsmotors erfolgenden Messungen basieren, mit im Speicher des Steuergeräts gespeicherten Vergleichswerten VW identisch. Die Betriebspunkte BP liegen in diesem Fall auf einer Geraden mit Steigung 1 durch den Koordinatenursprung.
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Das bedeutet, dass die Anzahl n der stromabwärts von dem Partikelfilter 26 mit dem Abgasstrom transportierten Partikel in diesen Betriebspunkten BP dem initialen Gut-Zustand entspricht. Da jeder Betriebspunkt BP Partikeln aus einer Größenklasse von Partikeln zugeordnet ist, die in diesem Betriebspunkt besonders häufig vorkommen, bedeutet die genannte Übereinstimmung, dass der Partikelfilter 26 für Partikel aus diesen Größenklassen eine gute Filterwirkung besitzt.
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6 zeigt ein Balkendiagramm betriebspunktindividueller Partikelzahl-Istwerte IWi zusammen mit zugehörigen Vergleichswerten VWi in einem gealterten Zustand des Verbrennungsmotors. Auf der Abscisse sind wieder die Größenklassen, bzw. Betriebspunkte, aufgetragen, und auf der Ordinate sind Partikelzahlen n aufgetragen. Die Vergleichswerte VW sind dabei betriebspunktindividuelle Partikelzahlen, die einen initialen Gutzustand repräsentieren, wobei der Vergleichswert VWi mit i = 1 bis 4 zum Betriebspunkt BPi gehört. Analog nummeriert der Index i auch die Partikelzahl-Istwerte IWi.
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Ein Vergleichswert kann zum Beispiel durch Addieren eines Offsets zu einem für einen Neuzustand und den betreffenden Betriebspunkt (und damit die betreffende Größenklasse) erwartbaren Messsignal erzeugt werden. Der Vergleichswert entspricht dann zum Beispiel einer erlaubten Maximalzahl von Partikeln dieser Größenklasse.
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Die in der 6 als Balken dargestellten Partikelzahl-Istwerte IWi sind jeweils Partikelzahl-Istwerte, die auf Messwerten basieren, die in einer Betriebsphase jeweils für einen Betriebspunkt mit gleichem Index vom Partikelsensor 26 erfasst worden sind. Die 6 zeigt eine Situation, in der der Partikelfilter 26 in den Betriebspunkten BP1 und BP4 jeweils einen oberhalb des zugehörigen Vergleichswerts VW1 und VW4 liegenden Partikelzahl-Istwert IW1 und IW4 aufweist, während die übrigen Partikelzahl-Istwerte IW2 und IW3 nicht nennenswert von ihrem zugeordneten Vergleichswert VW1, VW2 abweichen. Dies entspricht einer Situation, in welcher der Partikelfilter 26 eine erhöhte Durchlässigkeit für Partikel aus den Größenklasse GK1 und GK4 aufweist und Partikel in den übrigen Größenklassen GK2 und GK3 noch ausreichend gut zurückhält. Eine Größenklasse mit Index i ist dabei einem Betriebspunkt mit gleichem Index i zugeordnet.
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In einer Betriebsphase werden die in einem Betriebspunkt BP (in dem der Verbrennungsmotor ggf. wiederholt betrieben wird) erfassten Messsignale MS (die als repräsentativ für eine Größenklasse der Partikel betrachtet werden) direkt oder bevorzugt in integrierter Form mit dem für diesen Betriebspunkt BP vorbestimmten Vergleichswert VW verglichen. In der Betriebsphase werden die betriebspunktabhängigen und damit auch größenklassenabhängigen Vergleichsergebnisse dokumentiert (zum Beispiel durch Speichern), bis in den einzelnen Größenklassen ausreichend Information vorhanden ist, um eine größenklassenabhängige Unterscheidung eines ausreichend funktionsfähigen von einem nicht mehr ausreichend funktionsfähigen Partikelfilter 26 zu erlauben. Darauf aufbauend kann dann eine On Board Diagnose-Entscheidung getroffen werden, die zum Beispiel eine zu hohe Emission kleiner Partikel in Verbindung mit einer noch erlaubten Emission für große Partikel als Ergebnis hat. Ein solches Ergebnis wird zum Auslesen gespeichert und/oder durch das Fehleranzeigemittel 20, das z.B. eine Fehlerlampe oder eine Display sein kann, angezeigt.
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Eine Integration/Aufsummierung der Messwerte MS je Größenklasse GK verbessert dabei die Genauigkeit des Systems. Da aufgrund des dynamischen Fahrbetriebs über einen nur kurzen Zeitraum nicht sichergestellt ist, dass alle in der Zertifizierung gemessen Größenklassen auch durch den Fahrer angefahren werden ist, kann durch eine Verlängerung und Abspeicherung der Messwerte über einen längeren Zeitraum eine Erweiterung des bewertbaren Größenverteilungen erfolgen.
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Damit ist es möglich einen größenklassenabhängigen Wirkungsgrad des Abgasnachbehandlungssystems zu messen und Abweichungen zum Zustand der Zertifizierung festzustellen.
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Für einen Betriebspunkt, dem eine Größenklasse zugeordnet ist, wird ein Partikelzahl-Istwert auf der Basis von in diesem Betriebspunkten mit dem Partikelsensor erfassten Messwerten gebildet und mit dem Vergleichswert verglichen. Der Vergleichswert ist dabei zum Beispiel so vorbestimmt, dass er einen ausreichend funktionsfähigen Zustand des Gesamtsystems repräsentiert.
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Wenn der Partikelzahl-Istwert dann dem Vergleichswert bis auf erlaubte Abweichungen entspricht, kann damit das Gesamtsystem im Rahmen einer On Board Diagnose für diese Größenklasse als ausreichend funktionsfähig beurteilt werden. Diese Aussage erstreckt sich dann nicht nur auf den Partikelfilter, sondern kann auch die Kraftstoffdosiervorrichtung mit einschließen, da zum Beispiel Injektordriften ebenfalls die Partikelgrößenverteilungen beeinflussen können.
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Setzt man voraus, dass die Partikel-Rohemissionen des Verbrennungsmotors gespeichert sind, kann man durch einen Vergleich der aus dem Messsignal ermittelten Partikelzahl mit der für diesen Betriebspunkt als Rohemission gespeicherten Partikelzahl die Wirkung des Partikelfilters für Partikel dieser Größenklasse bewerten.
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7 zeigt ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, das im späteren Betrieb des Verbrennungsmotors vom Steuergerät 18 durchgeführt wird..
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Aus einem vom Steuergerät 18 zur Steuerung des Verbrennungsmotors 10 durchgeführten Hauptprogramm 100 heraus werden im Schritt 102 Messsignale des Partikelsensors 28 erfasst.
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Im Schritt 104 werden auf der Basis von in vorbestimmten Betriebspunkten des Verbrennungsmotors 10 erfassten Messsignalen betriebspunktindividuelle Partikelzahl-Istwerte gebildet. Die Betriebspunkte zeichnen sich dadurch aus, dass eine Größenverteilung von Rußpartikeln in jedem dieser Betriebspunkte einen maximalen Wert für eine bestimmte Größenklasse der Partikel aufweist, wobei sich die Größenklassen vorbestimmter Betriebspunkte voneinander unterscheiden
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Im Schritt 106 werden die Partikelzahl-Istwerte mit für jeweils denselben Betriebspunkt des Verbrennungsmotors betriebspunktindividuell vorbestimmten und in dem Steuergerät gespeicherten Vergleichswerten verglichen.
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Im Schritt 108 wird der Zustand des Abgasnachbehandlungssystems 16 des Verbrennungsmotors und/oder der Zustand einer Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor dosierenden Kraftstoffdosiervorrichtung auf der Basis dieser Vergleiche beurteilt. Der Zustand des Abgasnachbehandlungssystems entspricht zum Beispiel dem Zustand des Partikelfilters.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/089924 [0004]
- US 2012/0312074 [0004]
- US 2013/0219990 [0004]
