DE102022205712B4 - Method for detecting and removing water in a particulate filter of an exhaust gas aftertreatment system and exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine - Google Patents

Method for detecting and removing water in a particulate filter of an exhaust gas aftertreatment system and exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Erkennen und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter (120) eines Abgasnachbehandlungssystems (100) einer Brennkraftmaschine (BKM), deren Abgasstrom (20a) durch den Partikelfilter (120) geleitet wird, zur Reinigung des Abgasstromes (20a) von Partikeln, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:Empfangen und auswerten eines Betriebsstatussignals (211) der Brennkraftmaschine (BKM) mittels einer Steuereinheit (300) und;wenn das Betriebsstatussignal anzeigt, dass der Motor nach einem Fahrzyklus gestoppt worden ist (ENG_STOP);empfangen eines Differenzdruckwertes (212, DP_MES) von einem, am Partikelfilter (120) angeordneten Differenzdrucksensor (230), mittels der Steuereinheit (300) und speichern des empfangenen Differenzdruckwertes (212, DP_MES) als Differenzdruckspeicherwert (DP_MES_STOR) in einer Speichereinrichtung (304) der Steuereinheit (300);vergleichen des gespeicherten Differenzdruckwertes (DP_MES_STOR) mit einem in der Speichereinrichtung (304) hinterlegten Differenzdruckschwellenwert (TH_DP_MES), mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung (302) der Steuereinheit (300), die in Kommunikationsverbindung mit der Speichereinrichtung (304) steht; underkennen, dass Wasser im Partikelfilter (120) vorhanden ist undsetzen einer Anforderung (WATER_PV_RGN=1) für eine präventive Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120), mittels der Datenverarbeitungseinrichtung (302), wenn der gespeicherte Differenzdruckwert (DP_MES_STORE) größer ist als der Differenzdruckschwellenwert (TH_DP_MES),wobei die Anforderung (WATER_PV_RGN=1) der präventiven Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120) bewirkt, dass eine präventive Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120) zur Entfernung von Wasser im nächsten Fahrzyklus durchgeführt wird.Method for detecting and removing water in a particle filter (120) of an exhaust gas aftertreatment system (100) of an internal combustion engine (BKM), the exhaust gas stream (20a) of which is passed through the particle filter (120), for cleaning the exhaust gas stream (20a) of particles, wherein Method comprises: receiving and evaluating an operating status signal (211) of the internal combustion engine (BKM) by means of a control unit (300) and; if the operating status signal indicates that the engine has been stopped after a driving cycle (ENG_STOP); receiving a differential pressure value (212, DP_MES ) from a differential pressure sensor (230) arranged on the particle filter (120), by means of the control unit (300) and storing the received differential pressure value (212, DP_MES) as a differential pressure storage value (DP_MES_STOR) in a memory device (304) of the control unit (300); comparing the stored differential pressure value (DP_MES_STOR) with a differential pressure threshold value (TH_DP_MES) stored in the storage device (304), by means of a data processing device (302) of the control unit (300), which is in communication connection with the storage device (304); and recognize that water is present in the particle filter (120) and set a request (WATER_PV_RGN=1) for a preventive regeneration (PV_RGN) of the particle filter (120) by means of the data processing device (302) if the stored differential pressure value (DP_MES_STORE) is greater than that Differential pressure threshold (TH_DP_MES), where the request (WATER_PV_RGN=1) of the preventive regeneration (PV_RGN) of the particulate filter (120) causes a preventive regeneration (PV_RGN) of the particulate filter (120) to remove water in the next driving cycle.

Description

Die Offenbarung bezieht sich auf ein Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zum Detektieren und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter des Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine, insbesondere um mechanische Schäden an NOx-Sensoren, die im Abgasnachbehandlungssystem angeordnet sind, zu vermeiden, indem eine präventive Regeneration des Partikelfilters getriggert wird.The disclosure relates to an exhaust aftertreatment system and method for detecting and removing water in a particulate filter of the exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, in particular to avoid mechanical damage to NOx sensors arranged in the exhaust aftertreatment system by triggering a preventive regeneration of the particulate filter.

Emissionsvorschriften treiben weltweit die Umsetzung neuer Abgasnachbehandlungssysteme voran. Aktuelle Fahrzeuge weisen ein Abgasnachbehandlungssystem auf, das einen Partikelfilter (PF) zum Entfernen von Partikelmaterial oder Ruß aus dem Abgas enthält. Zusätzlich rüsten Fahrzeughersteller Fahrzeuge mit NOx-Sensoren zum Überwachen des vom Fahrzeug emittierten NOx-Pegels aus, um die Einhaltung der Vorschriften in Bezug auf NOx-Emissionen sicherzustellen. Die meisten Abgasnachbehandlungssysteme enthalten mindestens zwei NOx-Sensoren, einen stromaufwärts des Abgasnachbehandlungssystems angeordneten Sensor und einen stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems angeordneten Sensor. Im Betrieb der Brennkraftmaschine können diese NOx-Sensoren unter Umständen aufgrund von Ruß (schwarzer Kohlenstoff) -Ablagerungen auf dem Sensor, Wassereintritt und/oder Schäden am Kabel ausfallen und ein Aufleuchten der Motorprüf-Störanzeigeleuchte (MIL, Malfunction Indicator Light) bewirken.Emission regulations are driving the implementation of new exhaust aftertreatment systems worldwide. Current vehicles have an exhaust aftertreatment system that includes a particulate filter (PF) to remove particulate matter or soot from the exhaust. Additionally, vehicle manufacturers equip vehicles with NOx sensors to monitor the level of NOx emitted by the vehicle to ensure compliance with regulations regarding NOx emissions. Most exhaust aftertreatment systems include at least two NOx sensors, a sensor located upstream of the exhaust aftertreatment system and a sensor located downstream of the exhaust aftertreatment system. During operation of the internal combustion engine, these NOx sensors may fail due to soot (black carbon) deposits on the sensor, water ingress and/or damage to the cable, causing the engine check malfunction indicator light (MIL) to illuminate.

In anderen Beispielen kann sich Wasser aus der Verbrennung in der Abgasleitung sammeln, zum Beispiel, wenn die Abgasleitung kalt ist, während eines Kaltstarts oder während einer Fahrzeugwäsche oder anderen Beispielen, die das Ansammeln von Wasser in der Abgasleitung bzw. im Abgasnachbehandlungssystem bewirken. Diese Wassermenge kann fälschlicherweise als Ruß identifiziert werden, und/oder die Wassermenge kann Schäden an den NOx-Sensoren des Abgasnachbehandlungssystems bewirken, z. B. einen Riss in der Sensorkeramik aufgrund der hohen Temperatur der NOx-Sensoren in Verbindung mit darauf auftreffenden Wassertröpfchen, die durch lokales Abkühlen zu Spannungsrissen im Keramikkörper der NOx-Sensoren führen können. Falls beispielsweise der Fahrer jeden Tag nur eine kurze Distanz fährt, würde die Abgasleitung keine ausreichend hohen Temperaturen erreichen, um das Wasser, das sich in der Abgasleitung angesammelt hat, zu beseitigen oder zu verringern.In other examples, water from combustion may collect in the exhaust pipe, for example, when the exhaust pipe is cold, during a cold start, or during a vehicle wash, or other examples that cause water to collect in the exhaust pipe or aftertreatment system. This amount of water may be misidentified as soot and/or the amount of water may cause damage to the NOx sensors of the exhaust aftertreatment system, e.g. B. a crack in the sensor ceramic due to the high temperature of the NOx sensors in conjunction with water droplets hitting it, which can lead to stress cracks in the ceramic body of the NOx sensors due to local cooling. For example, if the driver only drives a short distance each day, the exhaust pipe would not reach high enough temperatures to eliminate or reduce the water that has accumulated in the exhaust pipe.

Dokument JP 2013 160 208 A offenbart eine Abgasreinigungsvorrichtung, bei der bestimmt wird, ob sich das Innere eines Partikelfilters, PF, in einem gefrorenen Zustand oder in einem wasserhaltigen Zustand befindet. Beim Starten der Brennkraftmaschine wird anhand des Differenzdruckwerts und der Abgastemperatur festgestellt, ob sich das Innere des PF in einem gefrorenen oder einem wasserhaltigen Zustand befindet.document JP 2013 160 208 A discloses an exhaust gas purification device in which it is determined whether the interior of a particulate filter, PF, is in a frozen state or in a water-containing state. When starting the internal combustion engine, the differential pressure value and the exhaust gas temperature are used to determine whether the interior of the PF is in a frozen or water-containing state.

Des Weiteren wird in Dokument DE 10 2013 217 622 A1 ein Abgassystem mit einem Partikelfilter, einem Sensor und einem Controller beschrieben. Der Sensor misst einen momentanen Differenzdruck über den Filter. Der Controller kann den Differenzdruck mit einer kalibrierten Schwelle vergleichen und eine Steueraktion ausführen, wenn der Differenzdruck in einen zulässigen Bereich der Schwelle fällt. Eine solche Steueraktion kann ausgeführt werden, wenn der gemessene Differenzdruck nicht innerhalb des zulässigen Bereiches der Schwelle liegt, einschließlich einem Deaktivieren der Ausführung der Diagnose und einem Setzen eines Diagnosecodes, der angibt, dass der Sensor schadhaft sein kann.Furthermore, in document DE 10 2013 217 622 A1 an exhaust system with a particle filter, a sensor and a controller is described. The sensor measures a momentary differential pressure across the filter. The controller can compare the differential pressure with a calibrated threshold and take a control action when the differential pressure falls within an acceptable range of the threshold. Such a control action may be performed if the measured differential pressure is not within the allowable range of the threshold, including disabling execution of the diagnostics and setting a diagnostic code indicating that the sensor may be defective.

Ein Verfahren zum Abschätzen einer Rußbeladung in einem Partikelfilter in einem Abgasreinigungssystem wird in Dokument US 2013/0 145 822 A1 dargestellt. Zum Abschätzen wird ein Druckabfall über dem Partikelfilter genutzt, um die Rußbeladung zu ermitteln. Dabei basiert das Abschätzen auf einem Messen des Druckabfalls zu einer bestimmten Zeit, wenn ein Abgasvolumenstrom des Abgasreinigungssystems einen Strömungsschwellenwert übersteigt und der Partikelfilter für eine ausreichende Zeitdauer eine Temperatur über einem zweiten Temperaturschwellenwert beibehalten hat, der hoch genug ist, um Wasser von dem Partikelfilter zu entfernen, so dass der Filter im Wesentlichen frei von Wasser ist.A method for estimating a soot load in a particulate filter in an exhaust gas purification system is described in document US 2013/0 145 822 A1 shown. To estimate, a pressure drop across the particle filter is used to determine the soot load. The estimation is based on measuring the pressure drop at a certain time when an exhaust gas volume flow of the exhaust gas purification system exceeds a flow threshold and the particulate filter has maintained a temperature above a second temperature threshold that is high enough to remove water from the particulate filter for a sufficient period of time , so that the filter is essentially free of water.

Dokument JP 2014-98 361 A betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Feinstaubakkumulationsmenge von einem Partikelfilter, der in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Bei der Berechnung der PM-Akkumulationsmenge des Partikelfilters, wird eine Verringerung der Berechnungsgenauigkeit aufgrund der Beeinflussung durch im Abgaskanal des Verbrennungsmotors auftretendem Kondenswasser berücksichtigt. Dabei wird die Menge von Feinstaub, die aus dem Partikelfilter desorbiert werden soll, unter Berücksichtigung einer durch das Kondenswassers aus dem Partikelfilter ausgespülten Partikelmenge korrigiert.document JP 2014-98 361 A relates to a method for determining a fine dust accumulation amount from a particle filter which is arranged in an exhaust duct of an internal combustion engine. When calculating the PM accumulation amount of the particle filter, a reduction in the calculation accuracy due to the influence of condensation occurring in the exhaust duct of the internal combustion engine is taken into account. The amount of fine dust that is to be desorbed from the particle filter is corrected taking into account the amount of particles flushed out of the particle filter by the condensation water.

Schließlich offenbart Dokument DE 10 2008 041 105 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei Mittel zur Ansteuerung einer Start-Stopp-Automatik oder einer Zündanlage des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswertung einer erfassten Druckdifferenz im Abgastrakt vorgesehen sind, wobei ein Eintauchen oder Untertauchen eines Endrohrs des Abgastrakts in Wasser, Schlamm oder dergleichen flüssige Medien detektiert wird.Finally revealed document DE 10 2008 041 105 A1 a method for operating a motor vehicle, wherein means for controlling an automatic start-stop system or an ignition system of the motor vehicle are provided depending on the result of the evaluation of a detected pressure difference in the exhaust tract, with an immersion or submersion of a tailpipe of the exhaust tract in water, mud or similar liquid media is detected.

Daher ist es wünschenswert, ein zuverlässiges Abgasnachbehandlungssystem zur Verfügung zu stellen, das dazu in der Lage ist, Wasseransammlungen in der Abgasleitung bzw. im Abgasnachbehandlungssystem zu detektieren, durch Wasser verursachten Schäden an den NOx-Sensoren vorzubeugen und Anforderungen von Regenerationsprozessen des Partikelfilters zu reduzieren, die durch im Partikelfilter vorhandenes Wasser statt durch Ruß getriggert werden.It is therefore desirable to provide a reliable exhaust aftertreatment system that is capable of detecting water accumulation in the exhaust pipe or in the exhaust aftertreatment system, preventing water-caused damage to the NOx sensors and reducing requirements for regeneration processes of the particulate filter, which are triggered by water present in the particle filter instead of soot.

Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Abgasnachbehandlungssystem und ein Verfahren bereit, das Wasser in einem Partikelfilter erkennt, was zum Beispiel durch Wasser erzeugende Verbrennung, durch Wasserstrahlen in einer Fahrzeugwaschanlage oder aufgrund von schweren Regenfällen (z. B. im Monsun) oder aufgrund anderer Ursachen, in das Abgas und in den Partikelfilter gelangt, oder durch Beschleunigung/Verlangsamung des Fahrzeugs, die eine Bewegung von Restwasser in den Partikelfilter bewirkt, verursacht wird.The present invention provides an improved exhaust aftertreatment system and method that detects water in a particulate filter caused, for example, by water-producing combustion, by water jets in a vehicle wash, or due to heavy rainfall (e.g., monsoon), or other causes. enters the exhaust and the particulate filter, or is caused by acceleration/deceleration of the vehicle, which causes residual water to move into the particulate filter.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, zum Erkennen und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine deren Abgasstrom durch den Partikelfilter geleitet wird, zur Reinigung des Abgasstromes von Partikeln. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise als Motor in einem Fahrzeug angeordnet dessen Abgas, zum Reduzieren der NOx-Konzentration in das Abgasnachbehandlungssystem eingeleitet wird. Das Verfahren beinhaltet, das Empfangen und Auswerten eines Betriebsstatussignals der Brennkraftmaschine mittels einer Steuereinheit. Das Verfahren beinhaltet weiterhin, dass wenn das Betriebsstatussignal anzeigt, dass der Motor nach einem Fahrzyklus gestoppt worden ist, empfangen eines Differenzdruckwertes von einem, am Partikelfilter angeordneten Differenzdrucksensor, mittels der Steuereinheit und speichern des empfangenen Differenzdruckwertes als Differenzdruckspeicherwert in einer Speichereinrichtung der Steuereinheit.According to one aspect of the invention, a method is provided for detecting and removing water in a particle filter of an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine whose exhaust gas stream is passed through the particle filter, in order to clean the exhaust gas stream of particles. The internal combustion engine is arranged, for example, as a motor in a vehicle whose exhaust gas is introduced into the exhaust gas aftertreatment system to reduce the NOx concentration. The method includes receiving and evaluating an operating status signal of the internal combustion engine by means of a control unit. The method further includes that if the operating status signal indicates that the engine has been stopped after a driving cycle, receiving a differential pressure value from a differential pressure sensor arranged on the particle filter by means of the control unit and storing the received differential pressure value as a differential pressure storage value in a memory device of the control unit.

Des Weiteren erfolgt ein Vergleichen des gespeicherten Differenzdruckwertes mit einem in der Speichereinrichtung hinterlegten Differenzdruckschwellenwert, mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung der Steuereinheit, die in Kommunikationsverbindung mit der Speichereinrichtung steht. Das Verfahren beinhaltet ferner, das Erkennen, dass Wasser im Partikelfilter vorhanden ist und das Setzen einer Anforderung für eine präventive Regeneration des Partikelfilters, mittels der Datenverarbeitungseinrichtung, wenn der gespeicherte Differenzdruckwert größer ist als der Differenzdruckschwellenwert, wobei die Anforderung der präventiven Regeneration des Partikelfilters bewirkt, dass eine präventive Regeneration des Partikelfilters zur Entfernung von Wasser im nächsten Fahrzyklus durchgeführt wird, was verhindert, dass NOx-Sensoren, die entlang des Abgasnachbehandlungssystems positioniert sind, aufgrund von Wasserkontakt beschädigt werden.Furthermore, the stored differential pressure value is compared with a differential pressure threshold value stored in the storage device by means of a data processing device of the control unit, which is in communication connection with the storage device. The method further includes recognizing that water is present in the particle filter and setting a request for a preventive regeneration of the particle filter by means of the data processing device if the stored differential pressure value is greater than the differential pressure threshold value, the request for preventive regeneration of the particle filter causing that a preventive regeneration of the particulate filter to remove water is carried out in the next driving cycle, which prevents NOx sensors positioned along the exhaust aftertreatment system from being damaged due to water contact.

Weitere Ausführungen der Erfindung können eines oder mehrere der folgenden optionalen Merkmale beinhalten.Further embodiments of the invention may include one or more of the following optional features.

Einer Ausführung des Verfahrens beinhaltet das Setzen eines Wasser-vorhanden-Merkers, wenn der gespeicherte Differenzdruckwert größer als der Differenzdruckschwellenwert ist, wodurch das Vorhandensein von Wasser im Partikelfilter angezeigt wird.One embodiment of the method includes setting a water present flag when the stored differential pressure value is greater than the differential pressure threshold, thereby indicating the presence of water in the particulate filter.

Eine weitere Ausführung des Verfahrens umfasst ferner das Löschen eines Wasser-vorhanden-Merkers, wenn der gespeicherte Differenzdruckwert kleiner oder gleich dem Differenzdruckschwellenwert ist, wodurch das Nichtvorhandensein von Wasser im Partikelfilter angezeigt wird.Another embodiment of the method further includes clearing a water present flag when the stored differential pressure value is less than or equal to the differential pressure threshold, thereby indicating the absence of water in the particulate filter.

Dieser Wasser-vorhanden-Merker kann vorteilhaft an anderer Stelle des Betriebsprogramms der Brennkraftmaschine als Indikator abgefragt werden und entsprechende Anpassungen der Betriebsparameter können abhängig davon vorgenommen werden.This water-present flag can advantageously be queried as an indicator elsewhere in the operating program of the internal combustion engine and corresponding adjustments to the operating parameters can be made depending on this.

Weiterhin kann das Verfahren auch beinhalten, dass wenn der gespeicherte Differenzdruckwert größer als der Differenzdruckschwellenwert ist, eine Rußmasse des Rußes, der sich im Partikelfilter abgelagert hat zu bestimmen, mittels eines Verfahrens, das nicht auf dem Differenzdruckwert beruht, so dass das Wasser im Partikelfilter unberücksichtigt bleibt. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Anpassung des folgenden Regenerationsprozesses bezüglich Dauer und zugeführter Energie an die Masse des Abgelagerten Rußes.Furthermore, the method may also include that if the stored differential pressure value is greater than the differential pressure threshold value, a soot mass of the soot that has deposited in the particle filter is determined by means of a method that is not based on the differential pressure value, so that the water in the particle filter is not taken into account remains. This enables an advantageous adaptation of the following regeneration process in terms of duration and energy supplied to the mass of the deposited soot.

Eine weitere Ausführung des Verfahrens beinhaltet, dass das Verfahren zum Bestimmen der Rußmasse, bei dem das Wasser im Partikelfilter unberücksichtigt bleibt, eine Rußmasse auf Basis eines Ruß-Ausstoßes der Brennkraftmaschine und einem Rußansammlungsmodell berechnet oder eine Rußmasse auf Basis eines Fahrstreckenmodells unter Heranziehung von Kennfeldern berechnet oder eine Rußmasse auf Basis einer vorher, vor dem Erkennen, dass Wasser im Partikelfilter vorhanden ist, auf Basis des Differenzdruckwertes berechneten Rußmasse bestimmt wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft vermieden, dass ein durch vorhandenes Wasser verfälschter Wert der abgelagerten Rußmasse im weiteren Verfahrensablauf zugrunde gelegt wird.A further embodiment of the method includes that the method for determining the soot mass, in which the water in the particle filter is not taken into account, calculates a soot mass based on a soot emission from the internal combustion engine and a soot accumulation model, or calculates a soot mass based on a route model using characteristic maps or a soot mass is determined based on a soot mass previously calculated based on the differential pressure value before detecting that water is present in the particle filter. In this way it is advantageously avoided that the value of the deposited soot is falsified by the presence of water mass is taken as a basis in the further course of the process.

Eine weitere Ausführung des Verfahrens umfasst, dass wenn das Auswerten des Betriebsstatussignals der Brennkraftmaschine mittels der Steuereinheit ergibt, dass die Brennkraftmaschine nicht gestoppt worden ist und die Anforderung für eine präventive Regeneration des Partikelfilters gesetzt ist, der Wasser-vorhanden-Merker gesetzt wird und die Rußmasse im Partikelfilter so bestimmt wird, dass das Wasser im Partikelfilter unberücksichtigt bleibt und eine präventive Regeneration des Partikelfilters angestoßen wird, unter Berücksichtigung der bestimmten Rußmasse. Diese Vorgehensweise ermöglicht die Einleitung der präventiven Regeneration in aktuellen Fahrzyklus, nachdem im vorausgehenden Fahrzyklus die Anforderung einer präventiven Regeneration gesetzt worden ist.A further embodiment of the method includes that if the evaluation of the operating status signal of the internal combustion engine by means of the control unit shows that the internal combustion engine has not been stopped and the requirement for a preventive regeneration of the particle filter is set, the water present flag is set and the soot mass in the particle filter is determined in such a way that the water in the particle filter is not taken into account and a preventive regeneration of the particle filter is initiated, taking into account the specific soot mass. This procedure enables preventive regeneration to be initiated in the current driving cycle after the request for preventive regeneration has been set in the previous driving cycle.

Bei einer weiteren Ausführung des Verfahrens wird, nachdem das Auswerten des Betriebsstatussignals der Brennkraftmaschine mittels der Steuereinheit ergeben hat, dass die Brennkraftmaschine nicht gestoppt worden ist und die Anforderung für eine präventive Regeneration des Partikelfilters nicht gesetzt ist, mittels der Datenverarbeitungseinrichtung ein Kaltstartzähler mit einem in der Speichereinrichtung hinterlegten Kaltstartschwellenwert verglichen. Wenn der Kaltstartzähler größer ist als der Kaltstartschwellenwert, wird ein Wasser-Kontroll-Merker gesetzt. Wobei der Kaltstartzähler angibt, wie viele Betriebsphasen der Brennkraftmaschine ohne Regeneration des Partikelfilters seit einer vorausgehenden erfolgreichen Regeneration erfolgt sind. Weiterhin wird eine Maximal-Rußmasse des Rußes, der sich im Partikelfilter abgelagert hat, bestimmt, die einen Maximalwert der mittels verschiedener Ermittlungsverfahren ermittelten Rußmasse darstellt, und eine präventive Regeneration des Partikelfilters wird angestoßen, unter Berücksichtigung der bestimmten Maximal-Rußmasse. Wobei, wenn der Kaltstartzähler kleiner als oder gleich dem Kaltstartschwellenwert ist keine präventive Regeneration eingeleitet wird. Dies trägt vorteilhaft dem Umstand Rechnung, dass nach einer bestimmten Anzahl von Kaltstarts ohne vorausgehende erfolgreiche Regeneration des Partikelfilters, sich mit hoher Wahrscheinlichkeit Wasser im Abgasnachbehandlungssystem angesammelt hat. So kann vorteilhaft, auch wenn dies noch nicht durch einen gesetzten Wasser-vorhanden-Merker oder eine gesetzte Anforderung einer präventiven Regeneration festgestellt ist, eine präventive Regeneration durchgeführt werden, zum Schutz der NOx-Sensoren.In a further embodiment of the method, after the evaluation of the operating status signal of the internal combustion engine by means of the control unit has shown that the internal combustion engine has not been stopped and the requirement for a preventive regeneration of the particle filter has not been set, a cold start counter with one in the is set by means of the data processing device Cold start threshold stored in the memory device is compared. If the cold start counter is greater than the cold start threshold, a water control flag is set. The cold start counter indicates how many operating phases of the internal combustion engine have taken place without regeneration of the particle filter since a previous successful regeneration. Furthermore, a maximum soot mass of the soot that has been deposited in the particle filter is determined, which represents a maximum value of the soot mass determined using various determination methods, and a preventive regeneration of the particle filter is initiated, taking the determined maximum soot mass into account. Wherein, if the cold start counter is less than or equal to the cold start threshold, no preventive regeneration is initiated. This advantageously takes into account the fact that after a certain number of cold starts without previous successful regeneration of the particle filter, it is highly likely that water has accumulated in the exhaust gas aftertreatment system. In this way, a preventive regeneration can advantageously be carried out to protect the NOx sensors, even if this has not yet been determined by a set water-present flag or a set request for preventive regeneration.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird immer, wenn ein Wasser-vorhanden-Merker gesetzt wird, der angibt, dass Wasser in dem Abgasnachbehandlungssystem vorhanden ist oder/und ein Wasser-Kontroll-Merker gesetzt wird, der angibt, dass eine gewisse Anzahl von Betriebsphasen bzw. von Kaltstarts der Brennkraftmaschine ohne Regeneration des Partikelfilters seit einer vorausgehenden erfolgreichen Regeneration erfolgt sind, oder/und eine Anforderung für eine präventive Regeneration des Partikelfilters gesetzt wird, ein Taupunkt-Merker zurückgesetzt wird, was bewirkt, dass eine Inbetriebnahme und somit ein Aufheizen von im Abgasnachbehandlungssystem angeordneten NOx-Sensoren auf Betriebstemperatur verhindert wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft verhindert, dass die NOx-Sensoren in Betrieb genommen werden, wenn das Vorhandensein von Wasser im Abgasnachbehandlungssystem festgestellt oder mit hoher Wahrscheinlichkeit angenommen wird.According to a further aspect of the invention, whenever a water present flag is set, which indicates that water is present in the exhaust gas aftertreatment system and/or a water control flag is set, which indicates that a certain number of operating phases or cold starts of the internal combustion engine without regeneration of the particle filter have taken place since a previous successful regeneration, and/or a request for a preventive regeneration of the particle filter is set, a dew point flag is reset, which causes commissioning and thus heating of NOx sensors arranged in the exhaust gas aftertreatment system are prevented from reaching operating temperature. In this way, it is advantageously prevented that the NOx sensors are put into operation if the presence of water in the exhaust gas aftertreatment system is detected or is assumed to be highly probable.

Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs ist eingerichtet zum Detektieren und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter des Abgasnachbehandlungssystems, wobei das Abgasnachbehandlungssystem Folgendes umfasst:

  • - Den Partikelfilter zum Aufnehmen von Abgas aus einem Motor;
  • - einen Differenzdrucksensor (210), der einen Differenzdruckwert des Partikelfilters misst;
  • - zumindest einen NOx-Sensor, zur Ermittlung der NOx-Konzentration im Abgas und
  • - eine Steuereinheit in Kommunikationsverbindung mit der Brennkraftmaschine, mit dem Differenzdrucksensor und mit dem zumindest einem NOx-Sensor.
The exhaust gas aftertreatment system according to the invention of an internal combustion engine of a vehicle is set up for detecting and removing water in a particle filter of the exhaust gas aftertreatment system, the exhaust gas aftertreatment system comprising the following:
  • - The particle filter for collecting exhaust gas from an engine;
  • - a differential pressure sensor (210) which measures a differential pressure value of the particle filter;
  • - at least one NOx sensor for determining the NOx concentration in the exhaust gas and
  • - a control unit in communication connection with the internal combustion engine, with the differential pressure sensor and with the at least one NOx sensor.

Die Steuereinheit weist wiederum eine Datenverarbeitungseinrichtung und eine Speichereinrichtung, die in Kommunikationsverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung steht, auf.The control unit in turn has a data processing device and a storage device which is in communication connection with the data processing device.

In der Speichereinrichtung sind Befehle gespeichert, die, wenn sie auf der Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt werden, bewirken, dass die Datenverarbeitungseinrichtung Operationen zur Durchführung eines Verfahrens zum Erkennen und Beseitigen von Wasser in dem Partikelfilter ausführt, wie vorausgehend beschrieben.Stored in the memory device are commands which, when executed on the data processing device, cause the data processing device to perform operations to perform a method of detecting and eliminating water in the particulate filter, as described above.

Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungen der offenbarten Erfindung werden in den beigefügten Zeichnungen und der dazugehörigen nachstehenden Beschreibung dargestellt. Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen hervor.

  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften Abgasnachbehandlungssystems mit einem Partikelfilter.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften Abgasnachbehandlungssystems mit einem Dieselpartikelfilter.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das das beispielhafte Abgasnachbehandlungssystem und eine Motorsteuereinheit enthält.
  • 4 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung einer beispielhaften Anordnung von Operationen zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter eines in den 1, 2 und 3 gezeigten Abgasnachbehandlungssystems.
  • 5 zeigt ein Verfahrensdiagramm einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
The details of one or more embodiments of the disclosed invention are set forth in the accompanying drawings and the associated description below. Further aspects, features and advantages emerge from the description and the drawings as well as from the claims.
  • 1 shows a schematic view of an exemplary exhaust aftertreatment system with a particle filter.
  • 2 shows a schematic view of an exemplary exhaust aftertreatment system with a diesel particulate filter.
  • 3 shows a schematic representation of a vehicle that contains the exemplary exhaust aftertreatment system and an engine control unit.
  • 4 shows a highly simplified representation of an exemplary arrangement of operations for carrying out a method according to the invention for detecting and eliminating water in a particle filter in the 1 , 2 and 3 exhaust aftertreatment system shown.
  • 5 shows a process diagram of an embodiment of the method according to the invention.

Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen geben gleiche Gegenstände an.Like reference numerals in the various drawings indicate like objects.

Mit Bezug auf die 1, 2 und 3 wird ein Fahrzeug 10 beschrieben, das ein Abgasnachbehandlungssystem 100 aufweist, zum Reduzieren von schädlichen Abgasemissionen von Brennkraftmaschinen (BKM), auch als Verbrennungsmotoren bezeichnet. Das Abgasnachbehandlungssystem 100 enthält einen Oxidationskatalysator 110, der den Abgasstrom 20a aus der Brennkraftmaschine (BKM), also beispielsweise einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, aufnimmt. Der Oxidationskatalysator 110 reduziert Emissionen durch Umwandeln von Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffen (HC) in Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O). Der Oxidationskatalysator 110 zerlegt Schadstoffe im Abgasstrom aus der Brennkraftmaschine in unschädliche Bestandteile, was auch zur Reduzierung des Partikelmaterial beiträgt. Dem Oxidationskatalysator 110 nachgelagert ist ein Partikelfilter 120 zur Verwendung bei Benzinfahrzeugen (1) oder Dieselfahrzeugen (2) im Abgasstrang angeordnet. In dem Fall eines Dieselfahrzeugs ist der Partikelfilter 120 ein Dieselpartikelfilter. Der Partikelfilter 120 entfernt Partikelmaterial oder Ruß aus dem Abgasstrom 20a der Brennkraftmaschine. Der Partikelfilter 120 ist dazu konzipiert, die abgelagerten Partikel entweder passiv durch die Verwendung eines Katalysators oder durch aktive Mittel, wie zum Beispiel einem Kraftstoffbrenner, der den Partikelfilter 120 auf eine spezifische Temperatur aufheizt, die eine Verbrennung des Rußes bewirkt, abzubrennen. Die Filterregeneration ist ein Prozess, bei dem die Abgastemperatur entweder mit einem Kraftstoffeinspritzventil in der Abgasleitung 20 oder über unterschiedliche Einspritzeinstellungen der Brennkraftmaschine, wobei Kraftstoff zur Reaktion mit einem Katalysatorelement eingespritzt wird, erhöht wird, um den im Partikelfilter 120 abgelagerten Ruß abzubrennen. Die Partikelfilter-Regeneration kann passiv, aktiv oder zwangsgeführt erfolgen. Die passive Regeneration brennt den im Partikelfilter eingelagerten Ruß während des Fahrens ab, wenn die Kombination von NO2-Konzentration und Temperatur des Abgasstroms 20a das Reduzieren des Rußes durch Verbrennung gestattet. Während der aktiven Regeneration wird Rohkraftstoff in den Oxidationskatalysator 110 eingespritzt, um geeignete Regenerationstemperaturen im Partikelfilter 120 zu erreichen, weil das Fahrzeug unter normalen Fahrbedingungen (eine Ausnahme ist bei Volllast zu erkennen) keine ausreichend hohe Abgastemperatur zum Abbrennen des abgelagerten Rußes produziert. Schließlich erfordert die zwangsgeführte Regeneration eine Aktion der Steuereinheit 300, um einen Selbstreinigungsprozess des Partikelfilters 120 zum Abbrennen des abgelagerten Rußes auszulösen. In einigen Beispielen stellen dem Partikelfilter 120, bezüglich des Abgasstromes 20a, vorgelagerte oder nachgelagerte Drucksensoren (oder, wie gezeigt, ein Differenzdrucksensor 210) Messwerte bereit, die ein dosiertes Zuführen von Kraftstoff in den Abgasstrom 20a auslösen. Im Allgemeinen findet der Partikelfilterregenerationsprozess alle 400 - 800 Kilometer nach einer vorherigen erfolgreichen Regeneration statt. In weiteren Beispielen kann der Partikelfilter 120 ein Dieselpartikelfilter (DPF) oder genauer gesagt ein mit einer SCR-Beschichtung versehener Dieselpartikelfilter (SDPF) sein.With reference to the 1 , 2 and 3 A vehicle 10 is described which has an exhaust aftertreatment system 100 for reducing harmful exhaust emissions from internal combustion engines (BKM), also referred to as internal combustion engines. The exhaust gas aftertreatment system 100 contains an oxidation catalytic converter 110, which receives the exhaust gas stream 20a from the internal combustion engine (BKM), for example an internal combustion engine of a vehicle. The oxidation catalyst 110 reduces emissions by converting carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) into carbon dioxide (CO2) and water (H2O). The oxidation catalyst 110 breaks down pollutants in the exhaust gas stream from the internal combustion engine into harmless components, which also contributes to reducing particulate matter. Downstream of the oxidation catalytic converter 110 is a particle filter 120 for use in gasoline vehicles ( 1 ) or diesel vehicles ( 2 ) arranged in the exhaust system. In the case of a diesel vehicle, the particulate filter 120 is a diesel particulate filter. The particulate filter 120 removes particulate material or soot from the exhaust stream 20a of the internal combustion engine. The particulate filter 120 is designed to burn off the deposited particulates either passively through the use of a catalyst or by active means, such as a fuel burner, which heats the particulate filter 120 to a specific temperature that causes combustion of the soot. Filter regeneration is a process in which the exhaust gas temperature is increased either with a fuel injector in the exhaust line 20 or via different injection settings of the internal combustion engine, in which fuel is injected to react with a catalytic converter element to burn off the soot deposited in the particulate filter 120. The particle filter regeneration can be passive, active or forced. Passive regeneration burns off the soot stored in the particulate filter while driving if the combination of NO2 concentration and temperature of the exhaust gas stream 20a allows the soot to be reduced through combustion. During active regeneration, raw fuel is injected into the oxidation catalyst 110 to achieve suitable regeneration temperatures in the particulate filter 120 because the vehicle does not produce a sufficiently high exhaust gas temperature to burn off the deposited soot under normal driving conditions (an exception can be seen at full load). Finally, the forced regeneration requires an action by the control unit 300 to trigger a self-cleaning process of the particle filter 120 to burn off the deposited soot. In some examples, pressure sensors upstream or downstream of the exhaust gas stream 20a (or, as shown, a differential pressure sensor 210) provide the particle filter 120 with measured values that trigger a metered supply of fuel into the exhaust gas stream 20a. In general, the particulate filter regeneration process takes place every 400 - 800 kilometers after a previous successful regeneration. In further examples, the particulate filter 120 may be a diesel particulate filter (DPF) or, more specifically, an SCR-coated diesel particulate filter (SDPF).

In weiteren Beispielen wird aus einem Harnstoffbehälter 122 Harnstoff mittels eines dem Partikelfilter 120 im Abgasstrom 20a vorgelagerten Harnstoffeinspritzventils 124a eingespritzt, um die Konzentration von NOx im Abgas zu verringern. Aus dem Harnstoffbehälter 122 kann Harnstoff auch mittels des dem Partikelfilter 120 nachgelagerten Harnstoffeinspritzventils 124b eingespritzt werden, wenn das Abgas wenigstens 180 Grad Celsius hat, was eine chemische Reaktion triggert, die zu reduziertem NOx im Abgas führt. Wie gezeigt, kann das Harnstoffeinspritzventil 124b Harnstoff dem Partikelfilter 120 nachgelagert, das heißt im Abgasstrom stromabwärts des Partikelfilters 120, einspritzen, und ein anderes Harnstoffeinspritzventil 124a kann Harnstoff dem Partikelfilter 120 vorgelagert, das heißt im Abgasstrom stromaufwärts des Partikelfilters 120, einspritzen; allerdings kann der Harnstoff auch an anderen Stellen innerhalb der Abgasleitung 20 eingespritzt werden.In further examples, urea is injected from a urea container 122 by means of a urea injection valve 124a upstream of the particle filter 120 in the exhaust gas stream 20a in order to reduce the concentration of NOx in the exhaust gas. Urea can also be injected from the urea container 122 by means of the urea injection valve 124b downstream of the particle filter 120 if the exhaust gas is at least 180 degrees Celsius, which triggers a chemical reaction that leads to reduced NOx in the exhaust gas. As shown, the urea injector 124b may inject urea downstream of the particulate filter 120, that is, in the exhaust stream downstream of the particulate filter 120, and another urea injector 124a may inject urea upstream of the particulate filter 120, that is, in the exhaust stream upstream of the particulate filter 120; However, the urea can also be injected at other points within the exhaust pipe 20.

In weiteren Ausführungen sind ein erster Hochtemperatursensor 220a und ein zweiter Hochtemperatursensor 220b jeweils, bezüglich des Abgasstroms 20a, vorgelagert und nachgelagert dem Oxidationskatalysator 110 positioniert, um die Temperatur des Abgasstroms 20a zu messen. Mit Bezug auf die 2 kann gemäß einem Beispiel zusätzlich, dem Partikelfilter 120 nachgelagert, ein sogenannter SCR-Katalysator 130 (zur Selektiven katalytischen Reduktion)) angeordnet sein, um die NOx-Konzentration des aus dem Partikelfilter 120 ausgegebenen Abgasstroms 20a zu reduzieren. In diesem Fall ist ein dritter Hochtemperatursensor 220c, dem Partikelfilter 120 nachgelagert positioniert.In further embodiments, a first high-temperature sensor 220a and a second high-temperature sensor 220b are each positioned upstream and downstream of the oxidation catalyst 110 with respect to the exhaust gas stream 20a in order to measure the temperature of the exhaust gas stream 20a. With reference to the 2 According to one example, a so-called SCR catalytic converter 130 (for selective catalytic reduction)) can additionally be arranged downstream of the particle filter 120 in order to achieve this To reduce the NOx concentration of the exhaust gas stream 20a output from the particle filter 120. In this case, a third high-temperature sensor 220c is positioned downstream of the particle filter 120.

Gemäß 1 oder 2 sind ein oder mehrere NOx-Sensoren 230a - 230c, entlang der Abgasleitung 20 des Abgasnachbehandlungssystems 100 positioniert. Beispielsweise ist ein erster NOx-Sensor 230a positioniert, um die NOx-Daten 232 der Rohemissionen des Abgasstromes 20a der Brennkraftmaschine zu messen. Wie gezeigt, ist der erste NOx-Sensor 230a dem Oxidationskatalysator 110 vorgelagert positioniert. Ein zweiter NOx-Sensor 230b ist dem Partikelfilter 120 im Abgasstrom 20a nachgelagert positioniert. Im Beispiel gemäß einem Dieselsystem, wie in 2 gezeigt, ist ein dritter NOx-Sensor 230c dem SCR-Katalysator 130, bezüglich des Abgasstromes 20a, nachgelagert positioniert, um das NOx zu messen und nachzuprüfen, dass die gemessene NOx-Konzentration im Abgasstrom 20a innerhalb der gesetzlich vorgegeben Grenzen liegt. Das Abgasnachbehandlungssystem 100 kann zusätzliche NOx-Sensoren aufweisen, die an anderen Stellen positioniert sein können, basierend auf dem Aufbau des Abgasnachbehandlungssystems 100. Die NOx-Sensoren 230a - 230c sind betriebsfähig, wenn sie auf eine Betriebstemperatur aufgeheizt sind. Die NOx-Sensoren 230a - 230c sind gegenüber Feuchtigkeit empfindlich, weil sie aus Keramik hergestellt sind und nur bei hoher Temperatur arbeiten, das Zuführen eines Wassertropfens auf die NOx-Sensoren 230a -230c kann bewirken, dass die Keramik springt und somit der jeweilige NOx-Sensor beschädigt wird.According to 1 or 2 are one or more NOx sensors 230a - 230c, positioned along the exhaust line 20 of the exhaust aftertreatment system 100. For example, a first NOx sensor 230a is positioned to measure the NOx data 232 of the raw emissions of the exhaust stream 20a of the internal combustion engine. As shown, the first NOx sensor 230a is positioned upstream of the oxidation catalyst 110. A second NOx sensor 230b is positioned downstream of the particle filter 120 in the exhaust gas stream 20a. In the example according to a diesel system, as in 2 shown, a third NOx sensor 230c is positioned downstream of the SCR catalytic converter 130, with respect to the exhaust gas stream 20a, in order to measure the NOx and check that the measured NOx concentration in the exhaust gas stream 20a is within the legally specified limits. The exhaust aftertreatment system 100 may include additional NOx sensors that may be positioned at different locations based on the design of the exhaust aftertreatment system 100. The NOx sensors 230a-230c are operable when heated to an operating temperature. The NOx sensors 230a - 230c are sensitive to moisture because they are made of ceramic and only operate at high temperature, applying a drop of water to the NOx sensors 230a - 230c can cause the ceramic to crack and thus the respective NOx sensor. Sensor is damaged.

Das Fahrzeug 10 enthält, wie in 3 dargestellt, eine Steuereinheit 300, die beispielsweise eine Motorsteuereinheit (ECU, Engine Control Unit) oder ein Motorsteuermodul (ECM, Engine Control Module) der Brennkraftmaschine BKM sein kann. Die Steuereinheit 300 ist eine elektronische Einheit, die die Brennkraftmaschine BKM und das Abgasnachbehandlungssystem 100 überwacht und auf Basis von empfangenen Daten 212, 222, 232 aus einem oder mehreren Modulen und/oder einem oder mehreren Sensoren bestimmt, welche Aktion(en) das System ausführt. Die Steuereinheit 300 steht in Verbindung mit der Brennkraftmaschine BKM und dem Sensorsystem 200 und enthält eine Datenverarbeitungseinrichtung 302 (z. B. einen oder mehrere Prozessoren) in Kommunikation mit einem nichtflüchtigen Datenspeicher einer Speichereinrichtung 304 (z. B. eine Festplatte, ein Flashspeicher, ein Direktzugriffsspeicher), die in der Lage ist, Befehle zu speichern, die auf der Datenverarbeitungseinrichtung 302 ausführbar sind. Die Steuereinheit 300 führt Befehle aus, die im nichtflüchtigen Speicher der Speichereinrichtung 304 gespeichert sind, die eine oder mehrere Anpassungen der Betriebsparameter des Abgasnachbehandlungssystems 100 und/oder der Brennkraftmaschine bewirken. Die Steuereinheit 300 empfängt Sensordaten 202 aus einem Sensorsystem 200, zum Beispiel Differenzdruckdaten 212 von dem Differenzdrucksensor 210, Temperaturdaten 222 von den Temperatursensoren 220a - 220c, und NOx-Konzentrationsdaten 232 von den NOx-Sensoren 230a - 230c, und weist auf Basis dieser Sensordaten 202 und ggf. weiterer Messwerte und Berechnungen das Abgasnachbehandlungssystem 100 an, ein Verhalten anzupassen, um zum Beispiel unter anderem einen Regenerationsprozess auszulösen oder einen präventiven Regenerationsprozess auszulösen. Die Speichereinrichtung 304 weist weiterhin Speicherbereiche für den Differenzdruckwert DP_MES_STOR, den Differenzdruckschwellenwert TH_DP_MES, einen Merker-Speicherbereich 206 sowie einen Zähler-Speicherbereich 208 auf.The vehicle 10 contains, as in 3 shown, a control unit 300, which can be, for example, an engine control unit (ECU, Engine Control Unit) or an engine control module (ECM, Engine Control Module) of the internal combustion engine BKM. The control unit 300 is an electronic unit that monitors the internal combustion engine BKM and the exhaust gas aftertreatment system 100 and determines which action(s) the system is carrying out based on received data 212, 222, 232 from one or more modules and/or one or more sensors . The control unit 300 is in connection with the internal combustion engine BKM and the sensor system 200 and contains a data processing device 302 (e.g. one or more processors) in communication with a non-volatile data memory of a storage device 304 (e.g. a hard drive, a flash memory, etc Random access memory) capable of storing instructions that are executable on the data processing device 302. The control unit 300 executes commands stored in the non-volatile memory of the storage device 304, which cause one or more adjustments to the operating parameters of the exhaust aftertreatment system 100 and/or the internal combustion engine. The control unit 300 receives sensor data 202 from a sensor system 200, for example differential pressure data 212 from the differential pressure sensor 210, temperature data 222 from the temperature sensors 220a - 220c, and NOx concentration data 232 from the NOx sensors 230a - 230c, and points based on this sensor data 202 and possibly further measured values and calculations, the exhaust gas aftertreatment system 100 adapts a behavior in order, for example, to trigger a regeneration process or to trigger a preventative regeneration process. The storage device 304 also has storage areas for the differential pressure value DP_MES_STOR, the differential pressure threshold TH_DP_MES, a flag storage area 206 and a counter storage area 208.

Die 4 stellt eine beispielhafte, stark vereinfachte Anordnung/Abfolge von Operationen für ein Verfahren 400 zum Erkennen und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter 120 eines Abgasnachbehandlungssystems 100 einer beispielsweise in einem Fahrzeug angeordneten Brennkraftmaschine, wie in den 1 - 3 beschrieben, dar. Wobei die Brennkraftmaschine dazu eingerichtet ist, Abgas auszugeben, das durch den Partikelfilter 120 aufgenommen wird. Dabei kann das Abgas vor der Aufnahme durch den Partikelfilter 120, beispielsweise durch einen zwischen Motor und Partikelfilter 120 angeordneten Oxidationskatalysator 110 des Abgasnachbehandlungssystem 100, zum Reduzieren von NOx behandelt worden sein.The 4 presents an exemplary, highly simplified arrangement/sequence of operations for a method 400 for detecting and eliminating water in a particulate filter 120 of an exhaust gas aftertreatment system 100 of an internal combustion engine arranged, for example, in a vehicle, as in the 1-3 described, whereby the internal combustion engine is set up to emit exhaust gas which is absorbed by the particle filter 120. The exhaust gas may have been treated to reduce NOx before being absorbed by the particle filter 120, for example by an oxidation catalytic converter 110 of the exhaust gas aftertreatment system 100 arranged between the engine and the particle filter 120.

Das Verfahren 400 beinhaltet, im Block 402, das Empfangen einen Betriebsstatussignals der Brennkraftmaschine mittels der Steuereinrichtung 300. Das Verfahren 400 beinhaltet weiterhin, dass in Abhängigkeit davon, dass im Block 403 das Betriebsstatussignal anzeigt, dass die Brennkraftmaschine nach einem Fahrzyklus gestoppt worden ist, ein Differenzdruckwert DP_MES, aus einem Differenzdrucksensor 210 am Partikelfilter 120, mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 302 empfangen wird. und als Differenzdruckwert DP_MES_STOR gespeichert wird, wie in Block 404 dargestellt.The method 400 includes, in block 402, receiving an operating status signal of the internal combustion engine by means of the control device 300. The method 400 further includes that, depending on the fact that in block 403 the operating status signal indicates that the internal combustion engine has been stopped after a driving cycle Differential pressure value DP_MES, from a differential pressure sensor 210 on the particle filter 120, is received by means of the data processing device 302. and stored as the differential pressure value DP_MES_STOR, as shown in block 404.

Zusätzlich beinhaltet das Verfahren 400, wie im Block 406 dargestellt, das Speichern des Differenzdruckwertes DP_MES als Speicherwert DP_MES_STOR, in einer Speichereinrichtung 304, die in Kommunikationsverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung 302 steht.In addition, as shown in block 406, the method 400 includes storing the differential pressure value DP_MES as a storage value DP_MES_STOR, in a storage device 304 that is in communication with the data processing device 302.

Das Verfahren 400 beinhaltet weiterhin, wie im Block 408 dargestellt, das Vergleichen des gespeicherten Differenzdruckwertes, DP_MES_STOR, mit einem Differenzdruckschwellenwert TH_DP_MES, mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 302.The method 400 further includes, as shown in block 408, comparing the stored differential pressure value, DP_MES_STOR, with a differential pressure threshold TH_DP_MES, by means of the data processing device 302.

Das Verfahren 400 beinhaltet weiterhin, wie durch Block 410 symbolisiert, das Setzen einer Anforderung bzw. das Anstoßen einer präventiven Regeneration (WATER_PV_RGN=1) des Partikelfilter 120 mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 302, wenn der gespeicherte Differenzdruckwert, DP_MES_STORE, größer ist als der Differenzdruckschwellenwert TH_DP_MES (DP_MES_STORE > TH_DP_MES). Dabei bewirkt die Anforderung bzw. das Anstoßen der präventiven Regeneration WATER_PV_RGN=1, dass ein Regenerationsprozess des Partikelfilter 120 im nächsten Fahrzyklus durchgeführt wird. Dies verhindert, dass NOx-Sensoren, die entlang des Abgasnachbehandlungssystems 100 positioniert sind, aufgrund einer Wasseransammlung im System beschädigt werden.The method 400 further includes, as symbolized by block 410, setting a request or initiating a preventive regeneration (WATER_PV_RGN=1) of the particle filter 120 by means of the data processing device 302 if the stored differential pressure value, DP_MES_STORE, is greater than the differential pressure threshold TH_DP_MES ( DP_MES_STORE > TH_DP_MES). The request or triggering of the preventive regeneration WATER_PV_RGN=1 causes a regeneration process of the particle filter 120 to be carried out in the next driving cycle. This prevents NOx sensors positioned along the exhaust aftertreatment system 100 from being damaged due to water buildup in the system.

In einer weiteren Ausführung kann das Verfahren 400 beinhalten, dass, wenn der gespeicherte Differenzdruckwert 212, DP_MES_STORE, größer ist als der Differenzdruckschwellenwert TH_DP_MES (DP_MES_STORE > TH_DP_MES), ein Wasser-vorhanden-Merker, WATER_IN, gesetzt wird WATER_IN=1, wodurch ein Vorhandensein von Wasser im Partikelfilter 120 angezeigt wird.In another embodiment, the method 400 may include that if the stored differential pressure value 212, DP_MES_STORE, is greater than the differential pressure threshold TH_DP_MES (DP_MES_STORE > TH_DP_MES), a water present flag, WATER_IN, is set WATER_IN=1, thereby indicating a presence of water in the particle filter 120 is displayed.

In weiteren Beispielen bestimmt die Steuereinheit (ECU/ECM) 300 eine Rußmasse M_SOOT, die sich im Partikelfilter 120 befindet, auf Basis eines oder mehrerer Verfahren. Beispielsweise bestimmt die Steuereinheit 300 die Rußmasse M_SOOT auf Basis eines Kennfelds oder eines Durchflusswiderstandsverfahrens, und wenn die Rußmasse größer als ein Rußmassenschwellenwert ist, löst die Steuereinheit 300 den Regenerationsprozess des Partikelfilters 120 aus, der den Partikelfilter 120 von Ruß reinigt. Die Steuereinheit 300 kann ein entsprechendes Kennfeld in der Speichereinrichtung 304 speichern. Das Kennfeld oder das Durchflusswiderstandsverfahren stellt eine Beziehung her zwischen dem Abgasstrom 20a, dem Differenzdruckwert DP_MES über den Partikelfilter 120 und der im Partikelfilter 120 gespeicherten Rußmasse. Dies ermöglicht es der Steuereinheit 300, die Rußmasse M_SOOT des im Partikelfilter 120 gespeicherten Rußes auf Basis des Differenzdruckwertes DP_MES und des Abgasvolumenstroms im Kennfeld abzulesen oder über einen Algorithmus des Durchflusswiderstandsverfahrens zu ermitteln. Der Abgasvolumenstrom (M3/s) charakterisiert das Volumen des Abgasstromes 20a das pro Zeiteinheit den Partikelfilter 120 durchströmt und basiert auf dem Luftmassenstrom und der Kraftstoffeinspritzmasse, die dem Motor zugeführt werden. Wenn zum Beispiel, bei einem vorgegebenen Abgasvolumenstrom, der Differenzdruckwert DP_MES über den Partikelfilter 120 hoch ist, ist auch die im Partikelfilter 120 gespeicherte Rußmasse hoch. Gleichermaßen gibt ein geringerer Differenzdruckwert DP_MES eine geringere Rußmasse im Partikelfilter 120 an.In further examples, the control unit (ECU/ECM) 300 determines a soot mass M_SOOT located in the particulate filter 120 based on one or more methods. For example, the control unit 300 determines the soot mass M_SOOT based on a map or a flow resistance method, and if the soot mass is greater than a soot mass threshold, the control unit 300 triggers the regeneration process of the particulate filter 120, which cleans the particulate filter 120 of soot. The control unit 300 can store a corresponding map in the memory device 304. The characteristic map or the flow resistance method establishes a relationship between the exhaust gas flow 20a, the differential pressure value DP_MES across the particle filter 120 and the soot mass stored in the particle filter 120. This enables the control unit 300 to read the soot mass M_SOOT of the soot stored in the particle filter 120 based on the differential pressure value DP_MES and the exhaust gas volume flow in the map or to determine it using an algorithm of the flow resistance method. The exhaust gas volume flow (M 3 /s) characterizes the volume of the exhaust gas flow 20a that flows through the particle filter 120 per unit of time and is based on the air mass flow and the fuel injection mass that are supplied to the engine. If, for example, at a given exhaust gas volume flow, the differential pressure value DP_MES across the particle filter 120 is high, the soot mass stored in the particle filter 120 is also high. Likewise, a lower differential pressure value DP_MES indicates a lower soot mass in the particle filter 120.

Die Steuereinheit 300 kann daher eine aktualisierte Rußmasse beispielsweise während einer Kraftstoffabschaltphase bestimmen, wenn die Motordrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der Abgasvolumenstrom in der Abgasleitung 20 innerhalb eines vordefinierten Volumenbereichs liegt und der Differenzdruckwert DP_MES vorliegt. Gemäß anderer Beispiele, kann die Steuereinheit 300 bei der Bestimmung der Rußmasse auf eine vorher bestimmte oder berechnete Rußmasse zurückgreifen, um zu verhindern, dass die Wassermasse in der bestimmten oder berechneten Rußmasse einbezogen wird.The control unit 300 can therefore determine an updated soot mass, for example during a fuel shutdown phase, when the engine speed is within a predetermined range, the exhaust gas volume flow in the exhaust pipe 20 is within a predefined volume range and the differential pressure value DP_MES is present. According to other examples, when determining the soot mass, the control unit 300 may rely on a previously determined or calculated soot mass in order to prevent the water mass from being included in the determined or calculated soot mass.

In einem anderen Beispiel bestimmt die Steuereinheit 300 die Rußmasse auf Basis eines Abgas-Berechnungsverfahrens, das nicht den mittels dem Differenzdrucksensor 210 ermittelten Differenzdruckwert DP_MES berücksichtigt. In another example, the control unit 300 determines the soot mass based on an exhaust gas calculation method that does not take into account the differential pressure value DP_MES determined by the differential pressure sensor 210.

Das Abgas-Berechnungsverfahrens bestimmt die Rußmasse mittels eines Rußablagerungsmodells auf Basis eines Rußspeicherungswirkungsgrads und des Rußmassenstroms, der in den Partikelfilter 120 eintritt (Gramm/Sekunde). Die Gleichung 1 beschreibt das Rußablagerungsmodell. dM dt = c η St W

Figure DE102022205712B4_0001
The exhaust gas calculation method determines the soot mass using a soot deposition model based on a soot storage efficiency and the soot mass flow entering the particulate filter 120 (grams/second). Equation 1 describes the soot deposition model. dm German = c η St W
Figure DE102022205712B4_0001

Wobei dM dt

Figure DE102022205712B4_0002
das Rußablagerungsmodell ist, cηSt der bestimmte Partikelfilter-Rußspeicherwirkungsgrad (0 - 1) ist und W der Massenstrom des Rußes, der in den Partikelfilter 120 eintritt, in Gramm pro Sekunde ist.Where dm German
Figure DE102022205712B4_0002
is the soot deposition model, c ηSt is the determined particulate filter soot storage efficiency (0 - 1), and W is the mass flow of soot entering the particulate filter 120 in grams per second.

Das Rußablagerungsmodell dM dt

Figure DE102022205712B4_0003
ist vom Verbrennungsmodus des Motors, der Motordrehzahl, dem Drehmoment oder der Kraftstoffeinspritzmasse, der Motortemperatur, der Ansauggastemperatur nachgelagert dem Ladeluftkühler, dem Lambdawert (der ein Korrekturwertparameter ist) und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis abhängig.The soot deposition model dm German
Figure DE102022205712B4_0003
depends on the combustion mode of the engine, the engine speed, the torque or fuel injection mass, the engine temperature, the intake gas temperature downstream of the intercooler, the lambda value (which is a correction value parameter) and the air-fuel ratio.

Noch ein anderes Verfahren zum Bestimmen der Rußmasse ist ein Laufleistungsverfahren, das ebenfalls nicht den Differenzdruckwert DP_MES des Differenzdrucksensors 210 berücksichtigt. Das Laufleistungsverfahren basiert auf Daten, die während einer Untersuchung einer Fahrzeugflotte gesammelt worden sind. Mehrere Fahrzeuge, die Teil der Flotte sind und die gleichen Eigenschaften aufweisen, wie zum Beispiel unter anderem die Brennkraftmaschine BKM, die Karosserieplattform (Limousine, Sports Utility Vehicle, Lastwagen, ...), werden gefahren, und während diese Flottenfahrzeuge gefahren werden, erfasst ihre jeweilige Steuereinheit 300 Daten, wie zum Beispiel unter anderem durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit, Abgastemperatur, Übersetzungsverhältnis, Laufleistung zwischen zwei Regenerationen, abgelagerte Rußmasse (Gewichtsprüfung), etc. Mit diesen Parametern wird eine Rußmasse M_SOOT für ein Fahrzeug, das aktuell nicht zur Flotte gehört, auf Basis der von den Flottenfahrzeugen zusammengetragenen Daten über die Steuereinheit 300 berechnet.Yet another method for determining the soot mass is a mileage method, which also does not take into account the differential pressure value DP_MES of the differential pressure sensor 210. The mileage method is based on data collected during a vehicle fleet survey. Several vehicles that are part of the fleet and have the same characteristics, such as, among others, the Internal combustion engine BKM, the body platform (sedan, sports utility vehicle, truck, ...) are driven, and while these fleet vehicles are driven, their respective control unit 300 records data such as, among others, average vehicle speed, exhaust gas temperature, gear ratio, mileage between two regenerations, deposited soot mass (weight check), etc. With these parameters, a soot mass M_SOOT for a vehicle that is not currently part of the fleet is calculated via the control unit 300 based on the data collected from the fleet vehicles.

Zusätzlich gibt es mehrere zusätzliche Verfahren, die verwendet werden können, um die Rußmasse M_SOOT zu bestimmen. In einigen Implementierungen berechnet die Steuereinheit 300 die Rußmasse M_SOOT unter Verwendung mehr als einer Methodik und wählt den Wert aus, der mit der Methodik verknüpft ist, die den höchsten Wert für die Rußmasse also eine Maximal-Rußmasse MAX_SOOT ausgibt.Additionally, there are several additional methods that can be used to determine the soot mass M_SOOT. In some implementations, the controller 300 calculates the soot mass M_SOOT using more than one methodology and selects the value associated with the methodology that outputs the highest soot mass value, i.e. a maximum soot mass MAX_SOOT.

Wie vorher erörtert worden ist, bestimmt die Steuereinheit 300 die Rußmasse, um zu bewerten, wann die Steuereinheit 300 eine Regeneration des Partikelfilter 120 einleiten soll. Jedoch kann die Steuereinheit 300 eine Regeneration des Partikelfilter 120 auch fälschlicherweise triggern, was beispielsweise durch eine Fehlberechnung der Rußmasse im Partikelfilter 120 bewirkt wird, zum Beispiel aufgrund von im Partikelfilter 120 gespeichertem Wasser.As previously discussed, the control unit 300 determines the soot mass to evaluate when the control unit 300 should initiate regeneration of the particulate filter 120. However, the control unit 300 can also incorrectly trigger a regeneration of the particle filter 120, which is caused, for example, by a miscalculation of the soot mass in the particle filter 120, for example due to water stored in the particle filter 120.

Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem 100 kann einen solchen Fall verhindern, weil die Steuereinheit 300 dazu ausgelegt ist, zu bestimmen, ob Wasser im Partikelfilter 120 vorhanden ist, und auf Basis dieser Bestimmung die Rußmasse zu berechnen. Indem so bestimmt wird, ob Wasser im Partikelfilter 120 vorhanden ist, und durch Berechnen der tatsächlichen Menge an Ruß im Partikelfilter 120 auf Basis dieser Bestimmung, reduziert das Abgasnachbehandlungssystem 100 die Anzahl von Regenerationstriggern, die durch eine Fehlberechnung des Rußes bewirkt werden würde.The exhaust gas aftertreatment system 100 according to the invention can prevent such a case because the control unit 300 is designed to determine whether water is present in the particulate filter 120 and to calculate the soot mass based on this determination. By determining whether water is present in the particulate filter 120 and calculating the actual amount of soot in the particulate filter 120 based on this determination, the exhaust aftertreatment system 100 reduces the number of regeneration triggers that would be caused by a miscalculation of the soot.

Eine mit weiteren Merkmalen und Funktionen erweiterte Ausführung des Verfahrens zum Erkennen und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter 120 eines Abgasnachbehandlungssystems 100 ist in 5 dargestellt. Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf dieses Beispiel.An embodiment of the method for detecting and eliminating water in a particle filter 120 of an exhaust gas aftertreatment system 100, expanded with further features and functions, is shown in 5 shown. The following statements refer to this example.

Die Steuereinheit 300 ist dazu ausgelegt, Wasser in dem Abgasnachbehandlungssystem 100 der Brennkraftmaschine BKM zu erkennen. In jeder Stoppphase der Brennkraftmaschine, d. h. bei jedem Abschalten der Brennkraftmaschine ENG_STOP (kein Abgasvolumenstrom mehr), sendet der Differenzdrucksensor 210 den unmittelbar nach dem Abschalten gemessenen Differenzdruckwert DP_MES des Partikelfilter 120 an die Steuereinheit 300. Wenn der Motor in einem Ausgeschalteten Zustand ist, sollte der vom Differenzdrucksensor 210 gemessene Differenzdruckwert 212 gleich oder nahe an null Hektopascal (hPa) liegen, weil kein Abgasvolumenstrom mehr in der Abgasleitung 20 fließt und ein Druckausgleich über dem Partikelfilter schnell erfolgt. Falls jedoch der Differenzdrucksensor 210 dennoch einen Differenzdruckwert 212 misst, der größer als null ist, dann gibt dies an, dass Wasser vorhanden ist, das einen schnellen Druckausgleich über den Partikelfilter 120 behindert. Ein Nachlaufen der Steuereinheit 300 während der nötigen Prüfzeit muss sichergestellt werden. Wenn die Brennkraftmaschine BKM gestoppt ist, werden die gemessenen Differenzdruckwerte DP_MES in der Speichereinrichtung 304 als gespeicherte gemessene Daten DP_MES_STOR gespeichert. Die gespeicherten gemessenen Daten DP_MES_STOR werden von der Datenverarbeitungseinrichtung 302 der Steuereinheit 300 mit einem Differenzdruckschwellenwert TH_DP_MES verglichen.The control unit 300 is designed to detect water in the exhaust aftertreatment system 100 of the internal combustion engine BKM. In every stop phase of the internal combustion engine, i.e. H. Every time the internal combustion engine is switched off ENG_STOP (no more exhaust gas volume flow), the differential pressure sensor 210 sends the differential pressure value DP_MES of the particle filter 120 measured immediately after switching off to the control unit 300. If the engine is in a switched off state, the differential pressure value 212 measured by the differential pressure sensor 210 should be equal or close to zero hectopascals (hPa) because no exhaust gas volume flow is flowing in the exhaust line 20 and the pressure is equalized quickly across the particle filter. However, if the differential pressure sensor 210 still measures a differential pressure value 212 that is greater than zero, then this indicates that water is present that is hindering rapid pressure equalization across the particle filter 120. It must be ensured that the control unit 300 continues to run during the necessary test time. When the internal combustion engine BKM is stopped, the measured differential pressure values DP_MES are stored in the storage device 304 as stored measured data DP_MES_STOR. The stored measured data DP_MES_STOR is compared by the data processing device 302 of the control unit 300 with a differential pressure threshold TH_DP_MES.

Falls die Datenverarbeitungseinrichtung 302 der Steuereinheit 300 bestimmt, dass die gespeicherten gemessenen Daten DP_MES_STOR größer als der Differenzdruckschwellenwert TH_DP_MES sind (DP_MES_STOR > TH_DP_MES), dann erkennt die Datenverarbeitungseinrichtung 302, dass sich Wasser im Partikelfilter 120 angesammelt hat. Daher setzt die Datenverarbeitungseinrichtung 302 einen Wasser-vorhanden-Merker (WATER_IN=1), der beispielsweise in einem dafür vorgesehenen Merker-Speicherbereich 206 der Speichereinrichtung 304 gespeichert wird, was angibt, dass Wasser im Partikelfilter 120 vorhanden ist.If the data processing device 302 of the control unit 300 determines that the stored measured data DP_MES_STOR is greater than the differential pressure threshold TH_DP_MES (DP_MES_STOR > TH_DP_MES), then the data processing device 302 recognizes that water has accumulated in the particle filter 120. Therefore, the data processing device 302 sets a water present flag (WATER_IN=1), which is stored, for example, in a designated flag storage area 206 of the storage device 304, which indicates that water is present in the particle filter 120.

In weiterer Ausführung ist in dem Merker-Speicherbereich 206 der Speichereinrichtung ein sogenannter Taupunkt-Merker DEW_POINT hinterlegt, der angibt, ob eine Messung mittels der Nox-Sensoren 230a - 230c erfolgen kann bzw. ob diese auf Betriebstemperatur aufgeheizt werden dürfen. Wenn der Taupunkt-Merker DEW_POINT gesetzt wird (DEW_POINT = 1), dann startet die Steuereinheit 300 die Aufheizung und die Messung mit dem jeweiligen NOx-Sensor 230a - 230c. Wenn der Taupunkt-Merker DEW_POINT nicht gesetzt ist (DEW_POINT = 0), dann wird die Inbetriebnahme der NOx-Sensoren 230a - 230c nicht gestartet bzw. unterbunden. Der Taupunkt-Merker DEW_POINT wird gelöscht bzw. zurückgesetzt (DEW_POINT=0), wenn der Wasser-vorhanden-Merker WATER_IN gesetzt wird bzw. gesetzt ist (WATER_IN=1), der angibt, dass Wasser im PF 120 vorhanden ist, um die Inbetriebnahme der NOx-Sensoren 230a - 230c zu unterbinden und deren Beschädigung zu verhindern.In a further embodiment, a so-called dew point flag DEW_POINT is stored in the flag storage area 206 of the storage device, which indicates whether a measurement can be carried out using the Nox sensors 230a - 230c or whether they can be heated to operating temperature. If the dew point flag DEW_POINT is set (DEW_POINT = 1), then the control unit 300 starts the heating and the measurement with the respective NOx sensor 230a - 230c. If the dew point flag DEW_POINT is not set (DEW_POINT = 0), then the commissioning of the NOx sensors 230a - 230c is not started or is prevented. The dew point flag DEW_POINT is deleted or reset (DEW_POINT=0) when the water present flag WATER_IN is set or is set (WATER_IN=1). indicates that water is present in the PF 120 to prevent the NOx sensors 230a - 230c from starting up and to prevent their damage.

Zusätzlich kann die Steuereinheit 300 die Rußmasse des Partikelfilters 120 auf Basis von bekannten Modellen und Verfahren bestimmen (oben erörtert). Wenn der Wasser-vorhanden-Merker gesetzt ist (WATER_IN=1), aktualisiert die Steuereinheit 300 nicht die Berechnung der Rußmasse mit dem Verfahren, das den aktuellen Differenzdruck DP_MES verwendet, da die Aktualisierung der Rußmasse aufgrund des im Partikelfilter 120 vorhandenen Wassers fälschlicherweise in einer größeren Rußmasse resultieren würde.In addition, the control unit 300 may determine the soot mass of the particulate filter 120 based on known models and methods (discussed above). If the water present flag is set (WATER_IN=1), the control unit 300 does not update the calculation of the soot mass with the method that uses the current differential pressure DP_MES, since the update of the soot mass is incorrectly in one due to the water present in the particle filter 120 larger soot mass would result.

Falls die Steuereinheit 300, nachdem ein Fahrzyklus gestoppt worden ist (ENG_STOP), ermittelt, dass die gespeicherten gemessenen Daten DP_MES_STOR kleiner als oder gleich dem Differenzdruckschwellenwert sind, DP_MES_STOR ≤ TH_DP_MES, dann erkennt die Steuereinheit 300, dass sich kein Wasser im Partikelfilter 120 angesammelt hat. Daher löscht die Steuereinheit 300 den in der Speichereinrichtung gespeicherten Wasser-vorhanden-Merker (WATER_IN=0), was anzeigt, dass kein Wasser im Partikelfilter 120 vorhanden ist. In diesem Fall setzt die Steuereinheit 300 den Taupunkt-Merker DEW_POINT nicht zurück bzw. setzt diesen (DEW_POINT=1). Zusätzlich kann die Steuereinheit 300 in diesem Fall die Rußmasse M_SOOT auf die Maximal-Rußmasse (MAX_SOOT) des Rußes, der sich im Partikelfilter 120 abgelagert hat, aktualisieren, die einen Maximalwert der mittels verschiedener Ermittlungsverfahren, unter Einbeziehung der Berechnung der Rußmasse auf Basis des aktuellen Differenzdruckes DP_MES, ermittelten Rußmasse darstellt.If the control unit 300, after a driving cycle has been stopped (ENG_STOP), determines that the stored measured data DP_MES_STOR is less than or equal to the differential pressure threshold, DP_MES_STOR ≤ TH_DP_MES, then the control unit 300 detects that no water has accumulated in the particulate filter 120 . Therefore, the control unit 300 clears the water present flag (WATER_IN=0) stored in the storage device, indicating that no water is present in the particle filter 120. In this case, the control unit 300 does not reset the dew point flag DEW_POINT or sets it (DEW_POINT=1). In addition, in this case, the control unit 300 can update the soot mass M_SOOT to the maximum soot mass (MAX_SOOT) of the soot deposited in the particle filter 120, which is a maximum value of the soot mass using various determination methods, including the calculation of the soot mass based on the current Differential pressure DP_MES, represents the determined soot mass.

Falls die Steuereinheit 300 im Betrieb der Brennkraftmaschine BKM, also wenn die Brennkraftmaschine BKM gestartet und nicht gestoppt worden ist, die Anforderung (WATER_PV_RGN=1) für eine präventive Regeneration PV_RGN des Partikelfilters 120 erkennt, so wird sichergestellt, dass der Wasser-vorhanden-Merker gesetzt ist (WATER_IN=1), dass der Taupunkt-Merker zurückgesetzt ist (DEW_POINT=0) und es wird die im Partikelfilter 120 eingelagerte Rußmasse M_SOOT_CAL nach einem Verfahren ermittelt, das den aktuellen Differenzdruck DP_MES unberücksichtigt lässt, so dass Wasser im Partikelfilter 120 unberücksichtigt bleibt (M_SOOT=M_SOOT_CAL). Darauffolgend wird eine präventive Regeneration PV_RGN des Partikelfilters 120 angestoßen, die unter Berücksichtigung der bestimmten Rußmasse M_SOOT_CAL, bei der Wasser im Partikelfilter 120 unberücksichtigt bleibt, durchgeführt wird. Dies erfolgt beispielsweise durch Anpassung der Betriebsparameter (CMB_MODE=PV_RGN) der Brennkraftmaschine BKM und des Abgasnachbehandlungssystems 100 derart, dass eine präventive Regeneration PV_RGN des Partikelfilters 120 zur Entfernung von Wasser im aktuellen Fahrzyklus durchgeführt wird.If the control unit 300 recognizes the request (WATER_PV_RGN=1) for a preventive regeneration PV_RGN of the particle filter 120 during operation of the internal combustion engine BKM, i.e. if the internal combustion engine BKM has been started and not stopped, it is ensured that the water present flag is set (WATER_IN=1), that the dew point flag is reset (DEW_POINT=0) and the soot mass M_SOOT_CAL stored in the particle filter 120 is determined using a method that does not take the current differential pressure DP_MES into account, so that water in the particle filter 120 is not taken into account remains (M_SOOT=M_SOOT_CAL). A preventive regeneration PV_RGN of the particle filter 120 is then initiated, which is carried out taking into account the specific soot mass M_SOOT_CAL, in which water in the particle filter 120 is not taken into account. This is done, for example, by adjusting the operating parameters (CMB_MODE=PV_RGN) of the internal combustion engine BKM and the exhaust gas aftertreatment system 100 in such a way that a preventive regeneration PV_RGN of the particle filter 120 is carried out to remove water in the current driving cycle.

In einer weiteren Ausführung verfolgt die Steuereinheit 300 die Anzahl von Motor-Stop-Ereignissen ENG_STOP und bezieht einen Motorkaltstart_Zähler CTR_COLD mit ein, der Betriebsphasen des Motors zählt, während denen der Motor, auch wenn er für einen Zeitraum gefahren wird, keine so hohen Temperaturen erreicht, dass ein Regenerationsprozess angestoßen werden konnte. Der Motorkaltstart-Zähler CTR_COLD ist in einem Zähler-Speicherbereich 208 der Speichereinrichtung 304 hinterlegt, wird bei jedem Neustart ENG_START um einen Zähler erhöht (CTR_COLD=CTR_COLD+1) und zählt so die Anzahl von Kaltstarts, bei denen der Taupunkt-Merker nicht gesetzt ist (DEW_POINT=0), mit anderen Worten, bei denen im vorausgehenden Fahrzyklus kein Regenerationsprozess erfolgreich durchgeführt wurde. Nach einer erfolgreich durchgeführten Regeneration (PV_RGN=COMPLETE) wird der Motorkaltstartzähler neu initialisiert (CTR_COLD=0).In a further embodiment, the control unit 300 tracks the number of engine stop events ENG_STOP and includes an engine cold start counter CTR_COLD, which counts operating phases of the engine during which the engine does not reach such high temperatures, even if it is driven for a period of time that a regeneration process could be initiated. The engine cold start counter CTR_COLD is stored in a counter memory area 208 of the memory device 304, is increased by one counter each time ENG_START is restarted (CTR_COLD=CTR_COLD+1) and thus counts the number of cold starts in which the dew point flag is not set (DEW_POINT=0), in other words, where no regeneration process was successfully carried out in the previous driving cycle. After a successful regeneration (PV_RGN=COMPLETE), the engine cold start counter is reinitialized (CTR_COLD=0).

Falls die Steuereinheit 300 im Betrieb der Brennkraftmaschine BKM, also wenn die Brennkraftmaschine BKM nicht gestoppt worden ist, feststellt, dass keine Anforderung (WATER_PV_RGN=1) für eine präventive Regeneration PV_RGN des Partikelfilters 120 gesetzt ist, wird der Motorkaltstartzähler CTR_COLD mit einem Kaltstartschwellenwert THD_CTR verglichen. Zum Beispiel kann nach wenigen Fahrzyklen, die jeweils nur über eine kurze Distanz verlaufen, der Differenzdrucksensor 210 eine Zunahme des Differenzdruckwertes DP_MES messen, ohne dass jedoch der Differenzdruckschwellenwert TH_DP_MES überschritten wird. Weil es sich allerdings nur um kurze Distanzen handelt, kann sich seit der letzten erfolgreichen Regeneration kaum Ruß im Partikelfilter 120 angesammelt haben. Daher kann die Zunahme des Differenzdruckwertes DP_MES hier mit hoher Wahrscheinlichkeit durch eine Wasseransammlung im Partikelfilter 120 und nicht durch Rußablagerung bewirkt worden sein. In einem solchen Fall kann die Steuereinheit 300 den Kaltstartzähler CTR_COLD, also die Anzahl von vorausgehenden Kaltstarts, mit einbeziehen, um zu bestimmen, ob eine präventive Regeneration angestoßen werden soll.If the control unit 300 determines that no request (WATER_PV_RGN=1) is set for a preventive regeneration PV_RGN of the particle filter 120 during operation of the internal combustion engine BKM, i.e. if the internal combustion engine BKM has not been stopped, the engine cold start counter CTR_COLD is compared with a cold start threshold value THD_CTR . For example, after a few driving cycles, each of which only extends over a short distance, the differential pressure sensor 210 can measure an increase in the differential pressure value DP_MES, but without the differential pressure threshold TH_DP_MES being exceeded. However, because these are only short distances, hardly any soot can have accumulated in the particle filter 120 since the last successful regeneration. Therefore, the increase in the differential pressure value DP_MES here can most likely have been caused by water accumulation in the particle filter 120 and not by soot deposits. In such a case, the control unit 300 can include the cold start counter CTR_COLD, i.e. the number of previous cold starts, to determine whether a preventative regeneration should be initiated.

Falls die Steuereinheit 300 im Betrieb der Brennkraftmaschine BKM, also wenn die Brennkraftmaschine BKM nicht gestoppt worden ist und keine Anforderung (WATER_PV_RGN=1) für eine präventive Regeneration PV_RGN des Partikelfilters 120 gesetzt ist, bestimmt, dass der Motorkaltstartzähler CTR_COLD größer als der Kaltstartschwellenwert ist (CTR_COLD > THD_CTR), dann setzt die Steuereinheit 300 einen Wasser-Kontroll-Merker (WATER_CTR=1) und der Taupunkt-Merker wird dagegen nicht gesetzt oder zurückgesetzt (DEW_POINT = 0), um die Inbetriebnahme der Nox-Sensoren 230a - 230c und somit deren mögliche Beschädigung zu verhindern. Zusätzlich bestimmt die Steuereinheit 300 die eingelagerte Maximal-Rußmasse MAX_SOOT des Rußes, der sich im Partikelfilter 120 abgelagert hat, die einen Maximalwert der mittels verschiedener Ermittlungsverfahren, unter Einbeziehung der Berechnung der Rußmasse auf Basis des Differenzdruckes DP_MES, ermittelten Rußmasse M_SOOT_DP darstellt. Darauffolgend wird eine präventive Regeneration PV_RGN des Partikelfilters 120 angestoßen, die unter Berücksichtigung der bestimmten Maximal-Rußmasse MAX_SOOT durchgeführt wird. Dies erfolgt beispielsweise durch Anpassung der Betriebsparameter (CMB_MODE=PV_RGN) der Brennkraftmaschine BKM und des Abgasnachbehandlungssystems 100 derart, dass eine präventive Regeneration PV_RGN des Partikelfilters 120 zur Entfernung von Wasser im aktuellen Fahrzyklus durchgeführt wird.If the control unit 300 is in operation of the internal combustion engine BKM, i.e. if the internal combustion engine BKM has not been stopped and no request (WATER_PV_RGN=1) is set for a preventive regeneration PV_RGN of the particle filter 120, it determines that the engine cold start counter CTR_COLD is greater than the cold start threshold ( CTR_COLD > THD_CTR), then the tax starts unit 300 has a water control flag (WATER_CTR=1) and the dew point flag, on the other hand, is not set or reset (DEW_POINT = 0) in order to prevent the Nox sensors 230a - 230c from being put into operation and thus their possible damage. In addition, the control unit 300 determines the stored maximum soot mass MAX_SOOT of the soot that has been deposited in the particle filter 120, which represents a maximum value of the soot mass M_SOOT_DP determined using various determination methods, including the calculation of the soot mass based on the differential pressure DP_MES. A preventive regeneration PV_RGN of the particle filter 120 is then initiated, which is carried out taking into account the determined maximum soot mass MAX_SOOT. This is done, for example, by adjusting the operating parameters (CMB_MODE=PV_RGN) of the internal combustion engine BKM and the exhaust aftertreatment system 100 such that a preventive regeneration PV_RGN of the particle filter 120 is carried out to remove water in the current driving cycle.

Falls die Steuereinheit 300 jedoch ermittelt, dass der Motorkaltstartzähler CTR_COLD kleiner als oder gleich dem Schwellenwert THD_CTR ist (CTR_COLD ≤ THD_CTR), dann wird keine präventive Regeneration PV_RGN eingeleitet und es wird erneut überprüft, ob die Brennkraftmaschine gestoppt worden ist.However, if the control unit 300 determines that the engine cold start counter CTR_COLD is less than or equal to the threshold value THD_CTR (CTR_COLD ≤ THD_CTR), then no preventive regeneration PV_RGN is initiated and it is checked again whether the internal combustion engine has been stopped.

Zur Ausführung der präventiven Regeneration PV_RGN modifiziert die Steuereinheit 300, bestimmte Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, mit dem Ziel das Abgas aufzuheizen, damit es eine Temperatur zwischen 400 - 650 Grad Celsius erreicht. Die Steuereinheit 300 empfängt beispielsweise dabei gleichzeitig Temperaturmessdaten 222 von einem Temperatursensor 220b, der dem Partikelfilter 120 nachgelagert positioniert ist, um ggf. einen Regeleingriff zu ermöglichen und eine Überhitzung des Systems zu vermeiden.To carry out the preventative regeneration PV_RGN, the control unit 300 modifies certain operating parameters of the internal combustion engine with the aim of heating the exhaust gas so that it reaches a temperature between 400 - 650 degrees Celsius. The control unit 300, for example, simultaneously receives temperature measurement data 222 from a temperature sensor 220b, which is positioned downstream of the particle filter 120, in order to enable control intervention if necessary and to avoid overheating of the system.

Die präventive Regeneration des Partikelfilters erfolgt unter Berücksichtigung der jeweils ermittelten, im Partikelfilter eingelagerten Rußmasse M_SOOT (M_SOOT_CAL, MAX_SOOT). Dazu kann auf Basis der ermittelten Rußmasse M_SOOT eine Schwellenwert für die Regenerationszeit THD_TIME und ein Schwellenwert für die zur Regeneration erforderlichen Energie THD_EGY ermittelt werden. Nach Einleitung der präventiven Regeneration wird dann sowohl die aktuelle Regenerationszeit TIME_RGN als auch die aktuelle dem Partikelfilter 120 zugeführte Regenerationsenergie EGY_PF überwacht, das heißt, mit dem jeweiligen Schwellenwert THD_TIME, THD_EGY verglichen.The preventive regeneration of the particle filter takes place taking into account the determined soot mass M_SOOT (M_SOOT_CAL, MAX_SOOT) stored in the particle filter. For this purpose, a threshold value for the regeneration time THD_TIME and a threshold value for the energy required for regeneration THD_EGY can be determined based on the determined soot mass M_SOOT. After the preventive regeneration has been initiated, both the current regeneration time TIME_RGN and the current regeneration energy EGY_PF supplied to the particle filter 120 are monitored, that is, compared with the respective threshold value THD_TIME, THD_EGY.

Wird zumindest einer oder beide Schwellenwerte THD_TIME, THD_EGY überschritten (TIME_RGN > THD_RGN oder EGY_PF >THD_EGY), so wird die präventive Regeneration als erfolgreich abgeschlossen und es werden die verschiedenen Merker und Zähler initialisiert wie folgt: WATER_PV_RGN=0; WATER_IN=0; WATER_CTR=0; DEW_POINT=1; CTR_COLD=0 und M_SOOT=0. Die Überwachung der Brennkraftmaschine BKM wird dann entsprechend fortgesetzt.If at least one or both threshold values THD_TIME, THD_EGY are exceeded (TIME_RGN > THD_RGN or EGY_PF >THD_EGY), the preventive regeneration is considered to have been completed successfully and the various flags and counters are initialized as follows: WATER_PV_RGN=0; WATER_IN=0; WATER_CTR=0; DEW_POINT=1; CTR_COLD=0 and M_SOOT=0. Monitoring of the internal combustion engine BKM is then continued accordingly.

Es kann jedoch vorkommen, dass die Steuereinheit 300 den Regenerationsprozess des Partikelfilters 120 vorzeitig stoppen muss, bevor eine der Bedingungen TIME_RGN > THD_RGN oder EGY_PF >THD_EGY erfüllt ist. Dies erfolgt beispielsweise, wenn die Fahrbedingungen bzw. die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine für das Aufrechterhalten einer ausreichend hohen Regenerationstemperatur nicht vorteilhaft sind oder die Brennkraftmaschine aus anderen Gründen gestoppt worden ist. In diesem Fall werden die gesetzten Merker und Zähler unverändert beibehalten und der Prozess der Überwachung der Brennkraftmaschine BKM wird entsprechend fortgesetzt, bis ein Regenerationsprozess des Partikelfilters erfolgreich abgeschlossen wurde.However, it may happen that the control unit 300 has to prematurely stop the regeneration process of the particle filter 120 before one of the conditions TIME_RGN>THD_RGN or EGY_PF>THD_EGY is met. This occurs, for example, if the driving conditions or the operating conditions of the internal combustion engine are not advantageous for maintaining a sufficiently high regeneration temperature or the internal combustion engine has been stopped for other reasons. In this case, the set flags and counters are retained unchanged and the process of monitoring the internal combustion engine BKM is continued until a regeneration process of the particle filter has been successfully completed.

Eine Regenerationsphase des Partikelfilters beinhaltet die Aufheizphase gefolgt von der Phase der aktiven Regeneration. Während dieser aktiven Regeneration beträgt die Temperatur vor dem Partikelfilter 120 ungefähr 400 - 650 Grad Celsius, wodurch der Ruß im Partikelfilter 120 abgebrannt wird. In dieser Phase werden die nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe HC des eingespritzten Kraftstoffs in dem Oxidationskatalysator 110 umgewandelt, wodurch die Temperatur des Abgases und des Oxidationskatalysators erhöht wird. Falls der Oxidationskatalysator 110 die gewünschte Temperatur nicht erzeugen kann, erfolgt gegebenenfalls eine zusätzliche HC-Einspritzung, um den Oxidationskatalysator 110 weiter aufzuheizen. Eine Nicht-Umwandlung der Kohlenwasserstoffe HC würde eine HC-Verunreinigung in der Atmosphäre erzeugen, und die Temperatur würde zu niedrig bleiben, um den Ruß im Partikelfilter 120 abzubrennen. Ein weiteres Problem, das sich aus einer Nicht-Umwandlung der Kohlenwasserstoffe HC ergeben kann, ist, dass eine HC-Ablagerung im Partikelfilter 120 zusammen mit dem Ruß erfolgt, was zu einer unerwünschten, unkontrollierten Verbrennung des Rußes führen kann, sobald die Temperatur hoch genug ist.A regeneration phase of the particle filter includes the heating phase followed by the active regeneration phase. During this active regeneration, the temperature in front of the particle filter 120 is approximately 400 - 650 degrees Celsius, whereby the soot in the particle filter 120 is burned off. In this phase, the unburned hydrocarbons HC of the injected fuel are converted in the oxidation catalyst 110, thereby increasing the temperature of the exhaust gas and the oxidation catalyst. If the oxidation catalyst 110 cannot generate the desired temperature, an additional HC injection may be carried out to further heat the oxidation catalyst 110. Failure to convert the hydrocarbons HC would create HC contamination in the atmosphere and the temperature would remain too low to burn off the soot in the particulate filter 120. Another problem that can arise from non-conversion of the hydrocarbons HC is that HC deposition occurs in the particulate filter 120 along with the soot, which can lead to undesirable, uncontrolled combustion of the soot once the temperature is high enough is.

Während der Aufheizphase kann eine Verzögerung der Haupteinspritzung in den jeweiligen Brennraum des Motors angewendet werden, so dass die Haupteinspritzung erst erfolgt, wenn der jeweilige Kolben den oberen Totpunkt TDC überschritten hat. Dies führt zu einer Verzögerung in der Kraftstoffverbrennung im jeweiligen Brennraum und zu einer Temperaturerhöhung des Abgases. Zum Beispiel kann dann, wenn die Temperaturen nach dem Aufheizen etwa 300 Grad Celsius betragen, die Regeneration des Partikelfilters 120 durch Abbrennen der Rußmasse erfolgen, gegebenenfalls durch Unterstützung durch Nacheinspritzung von Kraftstoff.During the warm-up phase, a delay in the main injection into the respective combustion chamber of the engine can be applied, so that the main injection only occurs when the respective piston has exceeded the top dead center TDC. This leads to a delay in the Fuel combustion in the respective combustion chamber and an increase in the temperature of the exhaust gas. For example, if the temperatures after heating are approximately 300 degrees Celsius, the regeneration of the particle filter 120 can take place by burning off the soot mass, if necessary with support from post-injection of fuel.

In der Phase der aktiven Regeneration kann eine Nach-Einspritzung von Kraftstoff in den jeweiligen Brennraum des Motors, also nachdem der jeweilige Kolben den oberen Totpunkt TDC überschritten hat (z. B. 120 Grad nach dem TDC), angewendet werden, zum weiteren Aufheizen. Die so spät eingespritzten Kohlenwasserstoffe HC verbrennen nicht in der Brennkammer, weil die thermischen Bedingungen dazu nicht erfüllt sind. Über den Abgasstrom 20a werden die meisten dieser Kohlenwasserstoffe HC zum Oxidationskatalysator 110 transportiert. Weil der Oxidationskatalysator 110 bereits heiß genug ist, wird er die HC in einer exothermen Reaktion umwandeln. Somit wird sich die Temperatur vor dem Partikelfilter 120 weiter erhöhen (z. B. auf 550-630°C) und mit dem im Abgasstrom 20a vorhandenen Sauerstoff wird der Ruß im Partikelfilter 120 abgebrannt. Da der per Nach-Einspritzung eingebrachte Kraftstoff nicht in der Brennkammer verbrennt, wird die Nach-Einspritzung kein Drehmoment erzeugen, allerdings wird sie sich negativ auf den Kraftstoffverbrauch und somit auch auf die CO2-Emissionen auswirken. Während der Phase der aktiven Regeneration kann die verbleibende Rußmasse beispielsweise über ein Thermodynamik-/Wärmemodell berechnet werden, und zwar ohne Beachtung des mittels des Differenzdrucksensors 210 ermittelten Differenzdruckes. Die Phase der aktiven Regeneration wird erfolgreich gestoppt, sobald die Rußmasse im Partikelfilter 120 unter einen bestimmten Schwellenwert gesunken ist, dazu kann als Indikator die Regenerationszeit TIME_RGN als auch die Regenerationsenergie EGY_PF herangezogen werden. Sobald die Regeneration des Partikelfilter 120 gestoppt ist, beginnt die Steuereinheit 300 erneut auf Basis der verbleibenden Rußmasse die aktuelle Rußmasse auf Basis des einen oder der mehreren oben beschriebenen Verfahren zu berechnen.In the phase of active regeneration, a post-injection of fuel into the respective combustion chamber of the engine, i.e. after the respective piston has exceeded the top dead center TDC (e.g. 120 degrees after TDC), can be used for further heating. The hydrocarbons HC injected so late do not burn in the combustion chamber because the thermal conditions for this are not met. Most of these hydrocarbons HC are transported to the oxidation catalyst 110 via the exhaust gas stream 20a. Because the oxidation catalyst 110 is already hot enough, it will convert the HC in an exothermic reaction. The temperature in front of the particle filter 120 will therefore increase further (e.g. to 550-630 ° C) and the soot in the particle filter 120 will be burned off with the oxygen present in the exhaust gas stream 20a. Since the fuel introduced via post-injection does not burn in the combustion chamber, post-injection will not produce torque, but it will have a negative impact on fuel consumption and therefore also on CO2 emissions. During the active regeneration phase, the remaining soot mass can be calculated, for example, using a thermodynamics/heat model, without taking into account the differential pressure determined by the differential pressure sensor 210. The phase of active regeneration is successfully stopped as soon as the soot mass in the particle filter 120 has fallen below a certain threshold value; the regeneration time TIME_RGN and the regeneration energy EGY_PF can be used as indicators. As soon as the regeneration of the particle filter 120 is stopped, the control unit 300 begins again to calculate the current soot mass based on the remaining soot mass based on the one or more methods described above.

Die verschiedenen Ausführungen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren können in digitalen elektronischen Schaltungen, integrierten Schaltungen, speziell entwickelten ASICs (anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen), Computergeräten, Firmware, Software und/oder Kombinationen davon umgesetzt werden. Diese verschiedenen Ausführungen können die Implementierung in einem oder mehreren Computerprogrammen umfassen, die auf einem programmierbaren System ausführbar und/oder interpretierbar sind. Wobei das programmierbare System mindestens einen programmierbaren Prozessor, der ein Spezial- oder Allzweckprozessor sein kann, enthält und der so gekoppelt ist, dass er Daten und Befehle von einem Speichersystem empfängt und Daten und Befehle an ein Speichersystem überträgt, sowie mindestens eine Eingabeeinrichtung und mindestens eine Ausgabeeinrichtung enthält.The various embodiments of the systems and methods described herein may be implemented in digital electronic circuits, integrated circuits, purpose-built ASICs (application-specific integrated circuits), computing devices, firmware, software, and/or combinations thereof. These various embodiments may include implementation in one or more computer programs executable and/or interpretable on a programmable system. Wherein the programmable system includes at least one programmable processor, which may be a special-purpose or general-purpose processor, coupled to receive data and instructions from a storage system and transmit data and instructions to a storage system, and at least one input device and at least one Output device contains.

Obwohl diese Spezifikation viele Spezifika enthält, sollten diese nicht als Beschränkungen des Schutzbereichs der Offenbarung oder der Ansprüche ausgelegt werden, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für spezielle Implementierungen der Offenbarung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Spezifikation im Kontext von separaten Implementierungen beschrieben sind, können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung implementiert werden. Dagegen können verschiedene Merkmale, die im Kontext einer einzigen Implementierung beschrieben sind, auch separat in mehreren Implementierungen oder in irgendeiner geeigneten Unterkombination implementiert werden. Obwohl Merkmale oben so beschrieben sind, dass sie in bestimmten Kombinationen arbeiten, und sogar anfangs als solche beansprucht sind, können eines oder mehrere Merkmale einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination entfernt werden, und die beanspruchte Kombination kann für eine Unterkombination oder eine Variante einer Unterkombination gelten.Although this specification contains many specifics, these should not be construed as limitations on the scope of the disclosure or claims, but rather as descriptions of features specific to particular implementations of the disclosure. Certain features described in this specification in the context of separate implementations may also be implemented in combination in a single implementation. However, various features described in the context of a single implementation may also be implemented separately in multiple implementations or in any suitable subcombination. Although features are described above as operating in particular combinations, and are even initially claimed as such, in some cases one or more features of a claimed combination may be removed from the combination and the claimed combination may be used for a sub-combination or a variant a subcombination apply.

Auch wenn Operationen in den Zeichnungen in einer speziellen Reihenfolge dargestellt sind, ist dies gleichermaßen nicht so zu verstehen, dass diese Operationen in der gezeigten Reihenfolge oder in einer sequentiellen Reihenfolge ausgeführt werden müssen oder dass alle veranschaulichten Operationen ausgeführt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können auch Multitasking- und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus sollte die Trennung verschiedener Systemkomponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht so verstanden werden, dass eine solche Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es sollte verstanden werden, dass die beschriebenen Programmkomponenten und Systeme grundsätzlich zusammen in ein einziges Softwareprodukt integriert oder in mehrere Softwareprodukte verpackt werden können.Likewise, although operations are shown in a particular order in the drawings, it is not to be understood that such operations must be performed in the order shown or in a sequential order or that all operations illustrated must be performed to achieve the desired results achieve. Multitasking and parallel processing can also be beneficial in certain circumstances. Furthermore, the separation of various system components in the embodiments described above should not be understood to mean that such separation is required in all embodiments, and it should be understood that the described program components and systems are generally integrated together into a single software product or into multiple software products can be packaged.

Es sind eine Reihe von Implementierungen beschrieben worden. Nichtsdestotrotz versteht sich, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich vom Wesen und Umfang der Offenbarung zu entfernen. Dementsprechend liegen andere Implementierungen innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche.A number of implementations have been described. Nonetheless, it is to be understood that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure. Accordingly, other implementations are within the scope of the following claims.

Claims (10)

Verfahren zum Erkennen und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter (120) eines Abgasnachbehandlungssystems (100) einer Brennkraftmaschine (BKM), deren Abgasstrom (20a) durch den Partikelfilter (120) geleitet wird, zur Reinigung des Abgasstromes (20a) von Partikeln, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen und auswerten eines Betriebsstatussignals (211) der Brennkraftmaschine (BKM) mittels einer Steuereinheit (300) und; wenn das Betriebsstatussignal anzeigt, dass der Motor nach einem Fahrzyklus gestoppt worden ist (ENG_STOP); empfangen eines Differenzdruckwertes (212, DP_MES) von einem, am Partikelfilter (120) angeordneten Differenzdrucksensor (230), mittels der Steuereinheit (300) und speichern des empfangenen Differenzdruckwertes (212, DP_MES) als Differenzdruckspeicherwert (DP_MES_STOR) in einer Speichereinrichtung (304) der Steuereinheit (300); vergleichen des gespeicherten Differenzdruckwertes (DP_MES_STOR) mit einem in der Speichereinrichtung (304) hinterlegten Differenzdruckschwellenwert (TH_DP_MES), mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung (302) der Steuereinheit (300), die in Kommunikationsverbindung mit der Speichereinrichtung (304) steht; und erkennen, dass Wasser im Partikelfilter (120) vorhanden ist und setzen einer Anforderung (WATER_PV_RGN=1) für eine präventive Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120), mittels der Datenverarbeitungseinrichtung (302), wenn der gespeicherte Differenzdruckwert (DP_MES_STORE) größer ist als der Differenzdruckschwellenwert (TH_DP_MES), wobei die Anforderung (WATER_PV_RGN=1) der präventiven Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120) bewirkt, dass eine präventive Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120) zur Entfernung von Wasser im nächsten Fahrzyklus durchgeführt wird.Method for detecting and removing water in a particle filter (120) of an exhaust gas aftertreatment system (100) of an internal combustion engine (BKM), the exhaust gas stream (20a) of which is passed through the particle filter (120), for cleaning the exhaust gas stream (20a) of particles, wherein Procedure includes the following: Receiving and evaluating an operating status signal (211) of the internal combustion engine (BKM) by means of a control unit (300) and; when the operating status signal indicates that the engine has been stopped after a driving cycle (ENG_STOP); receiving a differential pressure value (212, DP_MES) from a differential pressure sensor (230) arranged on the particle filter (120) by means of the control unit (300) and storing the received differential pressure value (212, DP_MES) as a differential pressure storage value (DP_MES_STOR) in a storage device (304). control unit (300); comparing the stored differential pressure value (DP_MES_STOR) with a differential pressure threshold value (TH_DP_MES) stored in the storage device (304), by means of a data processing device (302) of the control unit (300), which is in communication connection with the storage device (304); and recognize that water is present in the particle filter (120) and setting a request (WATER_PV_RGN=1) for a preventive regeneration (PV_RGN) of the particle filter (120), by means of the data processing device (302), if the stored differential pressure value (DP_MES_STORE) is greater than the differential pressure threshold value (TH_DP_MES), wherein the request (WATER_PV_RGN=1) of the preventive regeneration (PV_RGN) of the particle filter (120) causes a preventive regeneration (PV_RGN) of the particle filter (120) to remove water in the next driving cycle. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Setzen eines Wasser-vorhanden-Merkers (WATER_IN=1), wenn der gespeicherte Differenzdruckwert (DP_MES_STORE) größer als der Differenzdruckschwellenwert (TH_DP_MES) ist, wodurch das Vorhandensein von Wasser im Partikelfilter (120) angezeigt wird.Procedure according to Claim 1 , further comprising: setting a water present flag (WATER_IN=1) when the stored differential pressure value (DP_MES_STORE) is greater than the differential pressure threshold (TH_DP_MES), thereby indicating the presence of water in the particulate filter (120). Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Löschen eines Wasser-vorhanden-Merkers (WATER_IN=0), wenn der gespeicherte Differenzdruckwert (DP_MES_STORE) kleiner oder gleich dem Differenzdruckschwellenwert (TH_DP_MES) ist, wodurch das Nichtvorhandensein von Wasser im Partikelfilter (120) angezeigt wird.Procedure according to Claim 1 , further comprising: clearing a water present flag (WATER_IN=0) when the stored differential pressure value (DP_MES_STORE) is less than or equal to the differential pressure threshold (TH_DP_MES), thereby indicating the absence of water in the particulate filter (120). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das, wenn der gespeicherte Differenzdruckwert (DP_MES_STORE) größer als der Differenzdruckschwellenwert (TH_DP_MES) ist, ferner Folgendes umfasst: Bestimmen einer Rußmasse (M_SOOT_CAL) des Rußes, der sich im Partikelfilter (120) abgelagert hat, mittels eines Verfahrens, das nicht auf dem Differenzdruckwert (DP_MES) beruht, so dass das Wasser im Partikelfilter (120) unberücksichtigt bleibt.Procedure according to Claim 1 or 2 , which, if the stored differential pressure value (DP_MES_STORE) is greater than the differential pressure threshold (TH_DP_MES), further comprises: determining a soot mass (M_SOOT_CAL) of the soot deposited in the particulate filter (120) by means of a method not based on the Differential pressure value (DP_MES) is based, so that the water in the particle filter (120) is not taken into account. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren zum Bestimmen der Rußmasse (M_SOOT_CAL), bei dem das Wasser im Partikelfilter (120) unberücksichtigt bleibt, eine Rußmasse (M_SOOT_CAL) auf Basis eines Ruß-Ausstoßes der Brennkraftmaschine (BKM) und einem Rußansammlungsmodell berechnet oder eine Rußmasse (M_SOOT_Cal) auf Basis eines Fahrstreckenmodells unter Heranziehung von Kennfeldern berechnet oder eine Rußmasse (M_SOOT_CAL) auf Basis einer vorher, vor dem Erkennen, dass Wasser im Partikelfilter vorhanden ist, auf Basis des Differenzdruckwertes (DP_MES) berechneten Rußmasse (M_SOOT_DP) bestimmt wird.Procedure according to Claim 4 , wherein the method for determining the soot mass (M_SOOT_CAL), in which the water in the particle filter (120) is not taken into account, calculates a soot mass (M_SOOT_CAL) based on a soot emission from the internal combustion engine (BKM) and a soot accumulation model or a soot mass (M_SOOT_Cal) based on a route model using characteristic maps or a soot mass (M_SOOT_CAL) is determined based on a soot mass (M_SOOT_DP) previously calculated before detecting that water is present in the particle filter, based on the differential pressure value (DP_MES). Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass wenn das Auswerten des Betriebsstatussignals (211) der Brennkraftmaschine (BKM) mittels der Steuereinheit (300) ergibt, dass die Brennkraftmaschine nicht gestoppt worden ist und die Anforderung (WATER_PV_RGN=1) für eine präventive Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120) gesetzt ist, ein Wasser-vorhanden-Merker gesetzt wird (WATER_IN=1); die Rußmasse (M_SOOT_CAL) im Partikelfilter bestimmt wird, wobei das Wasser im Partikelfilter (120) unberücksichtigt bleibt und eine präventive Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120) angestoßen wird, unter Berücksichtigung der bestimmten Rußmasse (M_SOOT_CAL).Procedure according to Claim 1 , which further includes that if the evaluation of the operating status signal (211) of the internal combustion engine (BKM) by means of the control unit (300) shows that the internal combustion engine has not been stopped and the request (WATER_PV_RGN=1) for a preventive regeneration (PV_RGN) of the particle filter (120) is set, a water present flag is set (WATER_IN=1); the soot mass (M_SOOT_CAL) in the particle filter is determined, the water in the particle filter (120) being ignored and a preventive regeneration (PV_RGN) of the particle filter (120) being initiated, taking into account the determined soot mass (M_SOOT_CAL). Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass wenn das Auswerten des Betriebsstatussignals (211) der Brennkraftmaschine (BKM) mittels der Steuereinheit (300) ergibt, dass die Brennkraftmaschine nicht gestoppt worden ist und die Anforderung (WATER_PV_RGN=1) für eine präventive Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120) nicht gesetzt ist, ein Kaltstartzähler (CTR_COLD), der angibt, wie viele Betriebsphasen der Brennkraftmaschine (BKM) ohne Regeneration des Partikelfilters seit einer vorausgehenden erfolgreichen Regeneration erfolgt sind, mittels der Datenverarbeitungseinrichtung (302), mit einem in der Speichereinrichtung (304) hinterlegten Kaltstartschwellenwert (THD_CTR) verglichen wird; und wenn der Kaltstartzähler (CTR_COLD) größer ist als der Kaltstartschwellenwert (THD_CTR); ein Wasser-Kontroll-Merker gesetzt wird (WATER_CTR=1); und eine Maximal-Rußmasse (MAX_SOOT) des Rußes, der sich im Partikelfilter (120) abgelagert hat, bestimmt wird, die einen Maximalwert, der mittels verschiedener Ermittlungsverfahren ermittelten Rußmasse, darstellt und eine präventive Regeneration (PV_RGN) des Partikelfilters (120) angestoßen wird, unter Berücksichtigung der bestimmten Maximal-Rußmasse (MAX_SOOT).Procedure according to Claim 1 , which further includes that if the evaluation of the operating status signal (211) of the internal combustion engine (BKM) by means of the control unit (300) shows that the internal combustion engine has not been stopped and the request (WATER_PV_RGN=1) for a preventive regeneration (PV_RGN) of the Particulate filter (120) is not set, a cold start counter (CTR_COLD), which indicates how many operating phases of the internal combustion engine (BKM) without regeneration of the particle filter since a previous successful regeneration is compared by means of the data processing device (302) with a cold start threshold value (THD_CTR) stored in the memory device (304); and if the cold start counter (CTR_COLD) is greater than the cold start threshold (THD_CTR); a water control flag is set (WATER_CTR=1); and a maximum soot mass (MAX_SOOT) of the soot deposited in the particle filter (120) is determined, which represents a maximum value of the soot mass determined using various determination methods, and a preventive regeneration (PV_RGN) of the particle filter (120) is initiated , taking into account the determined maximum soot mass (MAX_SOOT). Verfahren nach Anspruch 7, wobei, wenn der Kaltstartzähler (CTR_COLD) kleiner als oder gleich dem Kaltstartschwellenwert (THD_CTR) ist keine präventive Regeneration eingeleitet wird.Procedure according to Claim 7 , where if the cold start counter (CTR_COLD) is less than or equal to the cold start threshold (THD_CTR), no preventative regeneration is initiated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei immer wenn ein Wasser-vorhanden-Merker gesetzt wird (WATER_IN=1); oder/und ein Wasser-Kontroll-Merker gesetzt wird (WATER_CTR=1); oder/und eine Anforderung für eine präventive Regeneration des Partikelfilters (120) gesetzt wird (WATER_PF_RGN=1); ein Taupunkt-Merker zurückgesetzt wird (DEW POINT=0), was bewirkt, dass eine Inbetriebnahme und somit ein Aufheizen von im Abgasnachbehandlungssystem (100) angeordneten NOx-Sensoren (230, 230a-c) auf Betriebstemperatur verhindert wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 8th , where whenever a water present flag is set (WATER_IN=1); or/and a water control flag is set (WATER_CTR=1); or/and a request for a preventive regeneration of the particle filter (120) is set (WATER_PF_RGN=1); a dew point flag is reset (DEW POINT=0), which prevents startup and thus heating of NOx sensors (230, 230a-c) arranged in the exhaust gas aftertreatment system (100) to operating temperature. Abgasnachbehandlungssystem (100) einer Brennkraftmaschine (BKM), für ein Fahrzeug (10), zum Detektieren und Beseitigen von Wasser in einem Partikelfilter (120) des Abgasnachbehandlungssystems (100), wobei das Abgasnachbehandlungssystem (100) Folgendes umfasst: - den Partikelfilter (120) zum Aufnehmen von Abgas aus einem Motor; - einen Differenzdrucksensor (210), der einen Differenzdruckwert (212) des Partikelfilters (120) misst; - zumindest einen NOx-Sensor (230, 230a-c), zur Ermittlung der NOx-Konzentration im Abgas und - eine Steuereinheit (300) in Kommunikationsverbindung mit der Brennkraftmaschine (BKM), mit dem Differenzdrucksensor (210) und mit dem zumindest einen NOx-Sensor (230, 230a-c); - wobei die Steuereinheit (300) eine Datenverarbeitungseinrichtung (302) und eine Speichereinrichtung (304) in Kommunikationsverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung (302) aufweist, - wobei in der Speichereinrichtung (304) Befehle gespeichert sind, die, wenn sie auf der Datenverarbeitungseinrichtung (302) ausgeführt werden, bewirken, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (302) Operationen zur Durchführung eines Verfahrens zum Erkennen und Beseitigen von Wasser in dem Partikelfilter (120) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt.Exhaust gas aftertreatment system (100) of an internal combustion engine (BKM), for a vehicle (10), for detecting and removing water in a particle filter (120) of the exhaust gas aftertreatment system (100), the exhaust gas aftertreatment system (100) comprising the following: - the particle filter (120) for collecting exhaust gas from an engine; - a differential pressure sensor (210) which measures a differential pressure value (212) of the particle filter (120); - at least one NOx sensor (230, 230a-c) for determining the NOx concentration in the exhaust gas and - a control unit (300) in communication connection with the internal combustion engine (BKM), with the differential pressure sensor (210) and with the at least one NOx -Sensor (230, 230a-c); - wherein the control unit (300) has a data processing device (302) and a memory device (304) in communication connection with the data processing device (302), - commands being stored in the memory device (304) which, when stored on the data processing device (302) are carried out, cause the data processing device (302) to carry out operations for carrying out a method for detecting and eliminating water in the particle filter (120) according to one of Claims 1 until 9 executes.
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