DE102019206682A1

DE102019206682A1 - Verfahren zum Betrieb eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102019206682A1
Application number: DE102019206682.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Baumann; Michael Drung; Tobias Zolg; Oliver Krannich; Rainer Maier; Christoph Schweizer; Fabian Straub; Alexandre Wagner; Benedikt Alt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12
Also published as: CN111911267A; US11346268B2; US20200355107A1; CN111911267B; FR3095838B1; FR3095838A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine (200) mit folgenden Schritten: Aufstellen (111, 116) eines Differenzdruckmodells, welches einen gemessenen Differenzdruck (Δp), welcher über den Partikelfilter (210) abfällt, als Funktion (220) eines Volumenstroms (V̇) durch den Partikelfilter (210) mit einem Offsetwert (a₀, C) modelliert; Messen (120) mehrerer Messwerte (245) für den Differenzdruck (Δp) bei unterschiedlichen Volumenströmen (V̇); und Lösen (130) des Differenzdruckmodells nach dem Differenzdruck (Δp), wodurch der Offsetwert (a₀, C) ebenfalls bestimmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium sowie ein elektronisches Steuergerät.
Stand der Technik
Zur Reduzierung von Partikelemissionen werden in Fahrzeugen Partikelfilter verbaut, die durch die Verbrennung entstandene Partikel zurückhalten. Durch Akkumulation dieser Partikel im Partikelfilter ändert sich dessen Beladungszustand. Bedingt durch den Abgasvolumenstrom fällt über den Partikelfilter ein Differenzdruck ab, der sich durch die Beladung ändert.
Um die Beladung des Filters zu bestimmen, wird der Differenzdruck über dem Partikelfilter gemessen und ausgewertet. Jedoch ist der gemessene Differenzdruck fehlerbehaftet, da der Sensor einen Offset hat, der sich im laufenden Betrieb ändert. Ein Offsetlernen erfolgt im Stand der Technik nur bei stehendem Motor, da dort der gemessene Differenzdruck dem Offset entspricht.
Durch unterschiedliche Motorzustände kann der Filter in einem Fahrzyklus regenerieren und somit seine Beladung reduzieren. Ist eine maximale Beladung des Partikelfilters erreicht, so wird zusätzlich eine aktive Regeneration des Partikelfilters durchgeführt.
Zudem wird zur Diagnose eines Filterausbaus der Differenzdruck eines Leerfilters mit dem des verbauten Filters verglichen. Dabei wird der Differenzdruck des Leerfilters mit einem Modell berechnet. Die Modellparameter werden hierbei vorab appliziert und sind dadurch für jeden Filter identisch.
Offenbarung der Erfindung
Das Verfahren dient dem Betrieb eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dient das Verfahren dem Ermitteln eines Offsetwertes eines Differenzdruckmodells des Partikelfilters in dem Abgasnachbehandlungssystem der Brennkraftmaschine. Das Ermitteln erfolgt während des Betriebs der Brennkraftmaschine. Dies impliziert, dass das Verfahren bei unterschiedlicher Temperatur des Partikelfilters und/oder unterschiedlichem Druck im Partikelfilter durchgeführt wird.
Gemäß einem ersten Schritt des Verfahrens wird ein Differenzdruckmodell aufgestellt oder erstellt, welches einen gemessenen Differenzdruck, welcher über den Partikelfilter abfällt, als Funktion eines Volumenstroms durch den Partikelfilter mit einem Offsetwert modelliert. Der hier erwähnte Offset kann alternativ auch Sensoroffset genannt werden.
Gemäß einem zweiten Schritt des Verfahrens werden mehrere Messwerte für den Differenzdruck bei unterschiedlichen Volumenströmen gemessen. Dies erfolgt während des Betriebs der Brennkraftmaschine.
Gemäß einem dritten Schritt des Verfahrens wird das Differenzdruckmodell nach dem Differenzdruck gelöst, wodurch der Offsetwert ebenfalls bestimmt wird.
Das Verfahren erreicht vorteilhafterweise, dass aufgrund des qualitativ hochwertigen Differenzdruckmodells oder des offsetbereinigten Differenzdrucksignals Diagnosefunktionen zur Ausbauerkennung des Partikelfilters umgesetzt werden können. Anhand des qualitativ hochwertigen Differenzdruckmodells oder des offsetbereinigten Differenzdrucksignals können Rückschlüsse auf den Beladungszustand des Filters gezogen werden. Hierbei kann die Information über den Beladungszustand des Filters dazu genutzt werden, eine Regelungsfunktion zur Filtrationsoptimierung zu realisieren. Die Regelungsfunktion zur Filtrationsoptimierung kann zum Beispiel eine festgelegt Rußmasse im Filter auf einen vorgegebenen Wert regeln.
Ein weiterer Vorteil des Druckmodells besteht darin, dass anhand des Volumenstroms ein Modellwert für den Differenzdruck ermittelt werden kann, der weniger stark verrauscht ist als der gemessene Wert.
Das Differenzdruckmodell kann ferner dazu genutzt werden, eine Bauteilschutzfunktion für den Filter zu realisieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Funktion des Differenzdrucks ein Polynom n-ter Ordnung. Hierbei kann der Differenzdruck der gemessene Differenzdruck sein. Der Differenzdruck kann hierbei mit folgender Formel beschrieben werden: $Δ p = a_{n} \cdot {\dot{V}}^{n} + a_{n - 1} \cdot {\dot{V}}^{n - 1} + \dots + a_{1} \cdot \dot{V} + a_{0}$
Hierbei ist Δp der gemessene Differenzdruck und die unabhängige Variable des Polynoms n-ter Ordnung ist der Volumenstrom V. Dabei kann der Volumenstrom V aus dem gemessenen Massenstrom ṁ, der gemessenen oder modellierten Temperatur T und dem gemessenen oder modellierten Absolutdruck p im Partikelfilter wie folgt berechnet werden: $\dot{V} = \frac{\dot{m} \cdot R \cdot T}{p}$
a₀, a₁, ..., a_n-1, a_n sind Koeffizienten, wobei a₀ dem Offsetwert oder Sensoroffset entspricht, da bei V = 0 kein Druck über den Partikelfilter abfällt.
Die Koeffizienten a₀, a₁, ..., a_n-1, a_n werden für eine kurze Zeit als konstant angenommen, können sich jedoch z.B. bei Änderungen der Temperatur oder der Abgasviskosität oder sonstiger Parameter im Partikelfilter ändern. Ferner können die Koeffizienten a₀, a₁, ..., a_n-1, a_n von der Beladung des Partikelfilters abhängen.
Anstelle einer globalen Approximation mit einer Polynomfunktion kann auch eine lokale lineare Approximation durchgeführt werden. Hierzu können diskrete Volumenstromintervalle festgelegt und anschließend Mittelwerte für Druck- und Volumenstrom für jedes Intervall bestimmt werden. Anschließend kann zwischen den Mittelwerten interpoliert werden, so dass für jeden Volumenstromwert ein zugehöriger Druckwert ermittelt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird für die Beladungsberechnung und/oder die Ausbauerkennung des Filters im Anschluss an die Bestimmung der Koeffizienten entweder der offsetbereinigte gemessene oder der modellierte Differenzdruck verwendet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden mindestens n Messwerte für den Differenzdruck bei unterschiedlichen Volumenströmen gemessen.
Um die Koeffizienten a₀, a₁,..., a_n-1, a_n und somit auch den Offsetwert oder den Sensoroffset eindeutig bestimmen zu können, müssen mindestens n Gleichungen aufgestellt werden. Das bedeutet, dass mindestens n verschiedene Messwertdupel (Δp, V̇) vorhanden sein müssen, um ein lösbares Gleichungssystem zu erhalten. Das Gleichungssystem kann wie folgt geschrieben werden: $\begin{array}{l} Δ p_{1} = a_{n} \cdot {\dot{V}}_{1}^{n} + a_{n - 1} \cdot {\dot{V}}_{1}^{n - 1} + \dots + a_{1} + {\dot{V}}_{1} + a_{0} \\ Δ p_{2} = a_{n} \cdot {\dot{V}}_{2}^{n} + a_{n - 1} \cdot {\dot{V}}_{2}^{n - 1} + \dots + a_{1} + {\dot{V}}_{2} + a_{0} \\ ⋮ \\ Δ p_{n} = a_{n} \cdot {\dot{V}}_{n}^{n} + a_{n - 1} \cdot {\dot{V}}_{n}^{n - 1} + \dots + a_{1} + {\dot{V}}_{n} + a_{0} \end{array}$
Dies hat den Vorteil, dass insbesondere für den Fall eines Polynoms n-ter Ordnung das Gleichungssystem gelöst werden kann.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Differenzdruckmodell bzw. das Gleichungssystem rekursiv gelöst. Dies erfolgt bevorzugt über die Methode der kleinsten Fehlerquadrate (kurz MKQ bzw. englisch least squares, kurz LS).
Da die Koeffizienten über das rekursive Verfahren fortlaufend ermittelt werden, passen diese sich kontinuierlich an die Temperatur und der Abgasviskosität im Partikelfilter an. Dadurch lässt sich eine hohe Modellgenauigkeit erreichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden mindestens zwei Messungen für den Differenzdruck gemittelt. Hierdurch werden vorteilhafterweise robuste und rauschfreie Messwerte für die Messwertdupel (Δp, V̇) erhalten. Hierzu können n unterschiedliche Volumenstromintervalle festgelegt werden. Jedes Mal, wenn ein gemessener Volumenstrom innerhalb eines dieser Intervalle liegt, werden Differenzdruck und Volumenstrom für die Mittelwertbildung des entsprechenden Intervalls berücksichtigt. Sobald eine Mindestanzahl an Messwerten innerhalb eines Intervalls erfasst wurde, gilt der Mittelwert als valide und darf zur Bestimmung der Koeffizienten verwendet werden. Sobald für n verschiedene Intervalle valide Mittelwerte vorliegen, können die Koeffizienten bestimmt werden. Sind mehr als n valide Mittelwerte vorhanden ist das lineare Gleichungssystem überbestimmt. Dies führt durch Interpolation der Ergebnisse in der Regel zu einer exakteren Bestimmung der Koeffizienten. Aus diesem Grund kann die Anzahl der validen Mittelwerte als Gütekriterium für die Koeffizienten- und damit die Offsetbestimmung verwendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Aufstellen des Differenzdruckmodells der über den Partikelfilter abfallende Differenzdruck als Funktion des Volumenstroms, des Drucks und der Temperatur im Partikelfilter modelliert. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Modell im Gegensatz zu dem vorstehend erwähnten Modell bereits intrinsisch die relevanten Größen des Volumenstroms, des Drucks und der Temperatur im Partikelfilter berücksichtigt und der Differenzdruck in Abhängigkeit von diesen Größen optimiert bzw. gefittet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden mindestens zwei unterschiedliche Differenzdruckmodelle verwenden.
Bevorzugt wird die Funktion des Differenzdrucks durch die nachfolgende Gleichung modelliert: $\begin{array}{l} Δ p = A' \cdot μ \cdot \dot{V} + B \cdot V^{2} \cdot ρ + C = A' \cdot μ_{0} {(\frac{T}{T_{0}})}^{ν} \cdot \dot{V} + B \cdot {\dot{V}}^{2} + ρ + C = A \cdot T^{ν} \cdot \dot{V} + B \cdot \\ {\dot{V}}^{2} \cdot ρ + C \end{array}$
Hierbei sind A', A, B und C Koeffizienten, der Koeffizient C wird auch Offsetwert oder Sensoroffset genannt. µ ist die Abgasviskosität, µ₀ ist eine Viskositätskorrelationskonstante. T ist die modellierte oder gemessene Temperatur im Partikelfilter, T₀ ist die konstante Temperatur 293 K. V ist der Volumenstrom, welcher aus dem gemessenen Massenstrom ṁ, der gemessenen oder modellierten Temperatur und dem gemessenen oder modellierten Absolutdruck im Partikelfilter berechnet wird. Dies erfolgt mithilfe der thermischen Zustandsgleichung idealer Gase, welche oft auch als allgemeine Gasgleichung bezeichnet wird, folgt $\dot{m} = \frac{p \cdot \dot{V}}{R \cdot T},$
wobei R die individuelle oder spezifische Gaskonstante ist, welche als konstant angenommen wird. ρ ist die Dichte des Abgases und v ist eine Viskositätskorrelationskonstante. Aus der Gleichung pV = m folgt bei konstanter Dichte ρ, dass ρV̇ = ṁ gilt. Mit dieser Gleichung sowie der thermischen Zustandsgleichung idealer Gase kann der Differenzdruck wie folgt umgeschrieben werden: $Δ p = A \cdot T^{ν} \cdot \dot{V} + B \cdot \dot{V} \cdot \dot{m} + C = A \cdot T^{ν} \cdot \dot{V} + B \cdot {\dot{V}}^{2} \cdot \frac{p}{R \cdot T} + C$
Dieses alternative Modell hat den Vorteil, dass nicht nur der Volumenstrom, sondern zusätzlich auch der Druck und die Temperatur im Partikelfilter im Modell berücksichtigt werden.
Hierbei kann der Druck p im Partikelfilter mithilfe des Differenzdrucks und des Druck p_DS nach dem (engl.: downstream) Partikelfilter mit folgender Formel bestimmt werden: $p = p_{ps} + 0,5 Δ p$
Der Druck p_DS nach dem Partikelfilter kann hierbei abhängig vom Volumenstrom modelliert werden. Als Alternative kann der Druck p_DS nach dem Partikelfilter mit dem Umgebungsdruck p_env gleichgesetzt werden, da gilt: p_DS - p_env = Δp_muf, wobei Δp_muf der Druckabfall über dem Schalldämpfer und verglichen zu den Absolutdrücken p_DS und p_env sehr klein ist.
Näherungsweise kann demnach Formel 7 geschrieben werden: $Δ p_{m u f} ≪ p_{e n v}, p_{D S} - p_{e n v} \approx 0, p_{D S} \approx p_{e n v}, p = p_{D S} + 0,5 Δ p \approx p_{e n v} + 0,5 Δ p$
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden an mindestens drei verschiedenen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine der Volumenstrom, der Differenzdruck, die Temperatur im Partikelfilter und ein Massenstrom durch den Partikelfilter ermittelt. Da sich der Massenstrom ṁ, der Differenzdruck Δp,die Temperatur T und der Volumenstrom V messen, modellieren oder aus den anderen Größen berechnen lassen und somit bekannt sind, können die Koeffizienten A und B, sowie der Offsetwert C bestimmt werden, indem an mindestens drei verschiedenen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine die genannten Größen ermittelt werden. Dadurch erhält man vorteilhafterweise ein Gleichungssystem, das zum Beispiel mit der Methode der kleinsten Fehlerquadrate gelöst werden kann.
Für einen neuen Filter kann ein solches Verfahren am Bandende der Produktion erfolgen. Auf diese Weise kann die filterindividuelle Streuung der Parameter A und B berücksichtigt und die angelernten Werte in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt werden. Wenn die Koeffizienten A, B und C bestimmt sind, so lässt sich der Differenzdruck für jeden Betriebspunkt anhand des Modells ermitteln.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird für einen vorgegebenen, maximal zulässigen Differenzdruck mit Hilfe des gelösten Differenzdruckmodells ein maximal zulässiger Volumenstrom ermittelt.
Der maximal zulässige Volumenstrom kann z.B. gemäß Formal 8 berechnet werden: ${\dot{V}}_{m a x} = - (\frac{A \cdot T^{ν + 1} \cdot R}{2 B p}) + \sqrt{{(\frac{A \cdot T^{ν + 1} + R}{2 B p})}^{2} - (C - Δ p_{m a x}) \cdot \frac{R T}{B p}}$
Der so berechnete maximal zulässige Volumenstrom kann anschließend durch innermotorische Maßnahmen eingestellt werden.
Hierdurch kann vorteilhafterweise ein Bauteilschutz des Partikelfilters erreicht werden.
Hierbei kann der Wert des maximal zulässigen Volumenstroms Abweichungen aufweisen, da für den Druck p und die Temperatur T im Filter jeweils die aktuellen Werte und nicht die Werte, die zum Zeitpunkt des maximalen Volumenstroms herrschen, verwendet werden. Dadurch, dass der maximale Volumenstrom jedoch fortlaufend bestimmt werden kann, kann bei jeder Berechnung die aktualisierte Temperatur und der aktualisierte Druck berücksichtigt werden, was dazu führt, dass die Abweichungen verringert werden können.
Des Weiteren kann das Druckmodell zur Umsetzung einer Regelungsfunktion genutzt werden, mit der die Filtration des Partikelfilters optimiert werden kann.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem elektronischen Steuergerät oder Rechengerät abläuft. Dies ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert. Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, ein Verfahren zum Betrieb eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine durchzuführen.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Partikelfilter, welche bei einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 zeigt eine Mittelung für Messungen des Differenzdrucks und des Volumenstroms anhand von Volumenstromintervallen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4 und 5 illustrieren eine Steigerung der Modellgüte durch eine höhere Anzahl an gemittelten Messwerten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung
1 zeigt einen nach einer Brennkraftmaschine 200 angeordneten Partikelfilter 210. Der über den Partikelfilter 210 abfallende Differenzdruck Δp wird durch eine Funktion 220 modelliert.
2 zeigt ein Verfahren 100 zum Betrieb des Partikelfilters 210 in einem Abgasnachbehandlungssystem der Brennkraftmaschine 200, welches insbesondere einen Offsetwertes eines Differenzdruckmodells während des Betriebs der Brennkraftmaschine ermittelt.
In einem ersten Schritt 105 wird abgefragt, ob ein erstes oder ein zweites Differenzdruckmodell gewählt werden soll.
Falls das erste Differenzdruckmodell gewählt wird, so fährt das Verfahren mit Schritt 111 fort, falls das zweite Differenzdruckmodell gewählt wird, so fährt das Verfahren mit Schritt 116 fort.
In Schritt 111 wird ein Differenzdruckmodell aufgestellt, welches einen gemessenen Differenzdruck, welcher über den Partikelfilter 210 abfällt, als Funktion eines Volumenstroms V durch den Partikelfilter 210 mit einem Offsetwert a₀ modelliert, wobei die Funktion 220 des Differenzdrucks Δp ein Polynom n-ter Ordnung des Volumenstroms V gemäß Formel (4) ist.
Im darauffolgenden Schritt 121 werden mehrere Messwerte für den Differenzdruck p bei unterschiedlichen Volumenströmen V gemessen.
Im nächsten Schritt 131 wird das Differenzdruckmodells bzw. das Gleichungssystem gelöst. Hierbei wird der Offsetwert a₀ ebenfalls bestimmt.
Nach Schritt 131 wird in Schritt 138 für einen vorgegebenen, maximal zulässigen Differenzdruck Δp_max mit Hilfe des gelösten Differenzdruckmodells ein maximal zulässiger Volumenstrom V̇_max ermittelt. In der Motorsteuerung wird sichergestellt, dass der maximal zulässige Volumenstrom V̇_max nicht überschritten wird.
Nach Schritt 138 kehrt das Verfahren zu Schritt 121 zurück, wobei die mehreren Messwerte für den Differenzdruck Δp bei unterschiedlichen Volumenströmen V erneut gemessen werden. Hierbei werden die erneuten Messungen für den Differenzdruck Δp bei unterschiedlichen Volumenströmen V mit den zuvor bestimmten Messwerten gemittelt. Ferner wird so das Differenzdruckmodell rekursiv gelöst. Ebenfalls wird der maximal zulässige Volumenstrom V̇_max iterativ bestimmt.
In Schritt 116 wird ein Differenzdruckmodell aufgestellt, welches einen gemessenen Differenzdruck, welcher über den Partikelfilter 210 abfällt, als Funktion eines Volumenstroms V durch den Partikelfilter 210 mit einem Offsetwert C modelliert, wobei die Funktion 220 des Differenzdrucks Δp durch Formel 5 gegeben ist. Hierbei wird der Differenzdruck Δp als Funktion des Volumenstroms V, des Drucks p und der Temperatur T im Partikelfilter modelliert.
Im darauffolgenden Schritt 126 werden an sechs verschiedenen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine 200 der Volumenstrom V, der Differenzdruck Δp, die Temperatur T im Partikelfilter 210 und ein Massenstrom ṁ durch den Partikelfilter 210 gemessen.
Im nächsten Schritt 136 wird das Differenzdruckmodells bzw. das Gleichungssystem gelöst. Hierbei wird der Offsetwert C ebenfalls bestimmt.
Nach Schritt 136 wird in Schritt 138 für einen vorgegebenen, maximal zulässigen Differenzdruck Δp_max mit Hilfe des gelösten Differenzdruckmodells ein maximal zulässiger Volumenstrom V̇_max ermittelt. In der Motorsteuerung wird sichergestellt, dass der maximal zulässige Volumenstrom V̇_max nicht überschritten wird.
Nach Schritt 138 kehrt das Verfahren zu Schritt 126 zurück, wobei die mehreren Messwerte für den Differenzdruck Δp bei unterschiedlichen Volumenströmen V erneut gemessen werden. Hierbei werden die erneuten Messungen für den Differenzdruck Δp bei unterschiedlichen Volumenströmen V mit den zuvor bestimmten Messwerten gemittelt. Ferner wird so das Differenzdruckmodell rekursiv gelöst. Ebenfalls wird der maximal zulässige Volumenstrom V̇_max iterativ bestimmt.
3 zeigt Messpunkte für den über den Partikelfilter 210 gemessenen Differenzdruck Δp als Funktion des gemessenen Volumenstroms V. Hierbei wird der Differenzdruck Δp in Einheiten von Hektopascal (hPa) und der Volumenstroms V in Einheiten von Kubikmeter pro Stunde (m³/h) gemessen. In 3 sind drei Volumenstromintervalle 230 definiert. Wenn ein gemessener Volumenstrom V innerhalb eines dieser drei Volumenstromintervalle 230 liegt, so werden Differenzdruck Δp und Volumenstrom V für die Mittelwertbildung des entsprechenden Volumenstromintervalls 230 berücksichtigt. Sobald eine vorgegebene Mindestanzahl an Messwerten innerhalb eines Volumenstromintervalls 230 erfasst wurde, gilt dieser Mittelwert als valide und darf zur Bestimmung der Koeffizienten verwendet werden. Für die drei Volumenstromintervalle 230 sind drei valide Mittelwerte 240 eingezeichnet, durch welche eine Fitkurve 250 der Funktion 220 des ersten Differenzdruckmodells gelegt wurde.
Die 4 und 5 zeigen ebenso wie die 3 Messpunkte für den über den Partikelfilter 210 gemessenen Differenzdruck Δp als Funktion des gemessenen Volumenstroms V. In 4 ist der Fall gezeigt, dass für die Fitkurve 250 lediglich drei Mittelwerte 240 verwendet wurden, wohingegen in 5 vier Mittelwerte 240 verwendet wurden. Man sieht deutlich, dass die Fitkurve 250 in 5 wesentlich besser an die Messwerte 245 angepasst ist als in 4.

Claims

Verfahren (100) zum Betrieb eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine (200) mit folgenden Schritten: Aufstellen (111, 116) eines Differenzdruckmodells, welches einen gemessenen Differenzdruck (Δp), welcher über den Partikelfilter (210) abfällt, als Funktion (220) eines Volumenstroms (V̇) durch den Partikelfilter (210) mit einem Offsetwert (a₀, C) modelliert; Messen (120) mehrerer Messwerte (245) für den Differenzdruck (Δp) bei unterschiedlichen Volumenströmen (V̇); und Lösen (130) des Differenzdruckmodells nach dem Differenzdruck (Δp), wodurch der Offsetwert (a₀, C) ebenfalls bestimmt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion (220) des Differenzdrucks (Δp) ein Polynom n-ter Ordnung ist.
Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens n Messwerte (245) für den Differenzdruck (Δp) bei unterschiedlichen Volumenströmen (V̇) gemessen werden.
Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzdruckmodell rekursiv gelöst wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Messungen für den Differenzdruck (Δp) gemittelt werden.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufstellen (110) des Differenzdruckmodells der über den Partikelfilter (210) abfallende Differenzdruck (Δp) als Funktion des Volumenstroms (V̇), des Drucks (p) und der Temperatur (T) im Partikelfilter (210) modelliert wird.
Verfahren (100) nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion (220) des Differenzdrucks (Δp) durch die nachfolgende Gleichung modelliert wird: $Δ p = A \cdot T^{ν} \cdot \dot{V} + B \cdot {\dot{V}}^{2} \cdot ρ + C,$
wobei Δp der Differenzdruck (Δp), A, B und C Koeffizienten sind, wobei der Koeffizient C der Offsetwert ist, T die Temperatur im Partikelfilter (210), V der Volumenstroms (V̇) durch den Partikelfilter (210), ρ die Dichte des Abgases, und v ein konstanter Exponent ist.
Verfahren (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens drei verschiedenen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine (200) der Volumenstrom (V̇), der Differenzdruck (Δp), die Temperatur (T) im Partikelfilter (210) und ein Massenstrom (ṁ) durch den Partikelfilter (210) ermittelt werden.
Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen vorgegebenen, maximal zulässigen Differenzdruck (Δp_max) mit Hilfe des gelösten Differenzdruckmodells ein maximal zulässiger Volumenstrom (V̇_max) ermittelt wird.
Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach dem vorangegangenen Anspruch gespeichert ist.
Elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.