DE112009001451B4 - Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit von Schätzwerten der Rußbeladung in einem Partikelfilter - Google Patents

Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit von Schätzwerten der Rußbeladung in einem Partikelfilter Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Kompensieren von Messungenauigkeiten in einem Filter, wobei das Verfahren umfasst:Durchführen einer Regeneration an dem Filter, um entfernbare Feststoffpartikel von dem Filter zu entfernen,Bestimmen, ob vorbestimmte Kriterien erfüllt sind,wobei die vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, wenn(1) ein Prozentsatz der Zeit während einer Reinigungsphase, in dem eine Filtereinlasstemperatur einer Zieltemperatur entspricht oder größer als diese ist, über einem vordefinierten Schwellenwert liegt; und(2) ein Prozentsatz der Zeit während der Reinigungsphase, in dem ein Volumenstrom durch den Filter einem geforderten Volumenstrom entspricht oder größer als dieser ist, über einem vordefinierten Schwellenwert liegt, sofern die vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, Bestimmen eines differenzdruckbasierten Schätzwertes der Rußbeladung des Filters,Bestimmen eines ersten ungleichartigen Wertes durch quantitatives Erfassen eines Unterschieds zwischen dem differenzdruckbasierten Schätzwert der Rußbeladung und einem Bezugswert undAnpassen eines später bestimmten differenzdruckbasierten Schätzwerts der Rußbeladung auf Grundlage des ersten ungleichartigen Wertes.

Description

  • INFORMATIONEN ZUR PRIORITÄT
  • Diese Anmeldung ist als eine internationale PCT-Patentanmeldung im Namen von CUMMINS FILTRATION IP INC. eingereicht und beansprucht den Vorteil der Priorität aus US-Anmeldung Nummer 12/138493 , eingereicht am 13. Juni 2009, und mit dem Titel VERFAHREN ZUM ERHÖHEN DER GENAUIGKEIT VON SCHÄTZWERTEN DER RUßBELADUNG
  • SACHGEBIET
  • Diese Offenbarung betrifft allgemein Berechnungsverfahren für Messungenauigkeiten nach dem Reinigen eines Filters und insbesondere Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit von Schätzwerten der Rußbeladung in einem Partikelfilter, der zur Nachbehandlung von Dieselmotorabgasen benutzt wird.
  • HINTERGRUND
  • Vorrichtungen zur Nachbehandlung sind gut bekannt und haben sich zur Nachbehandlung von Motorabgasen in Verbrennungsmotoranwendungen etabliert. Solche Vorrichtungen wie Diesel-Oxidationskatalysatoren (DOK) und Diesel-Partikelfilter (DPF) sind nützlich zum Handhaben und/oder Entfernen schädlicher Bestandteile einschließlich Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, unverbrannter Kohlenwasserstoffe und Ruß im Abgasstrom eines Motors.
  • Wenn der DPF Feststoffpartikel wie z. B. Ruß aus dem Abgas sammelt, nimmt ein Gegendruck zu. Wenn der Ruß nicht entfernt wird, kann die Ansammlung des Rußes in dem Filter zu Kraftstoffunwirtschaftlichkeit führen.
  • Um den Ruß in dem DPF zu entfernen, wird der DPF häufig regeneriert, indem der eingefangene Ruß in Gegenwart von Hitze zu Kohlenstoffdioxid umgewandelt wird. Die Gesundheit (d. h. das Ausmaß der Rußentfernung) des Regenerationsprozesses wird häufig auf Basis von differenzdruckbasierten Schätzwerten der Rußbeladung bestimmt. Jedoch können Ungenauigkeiten beim Bestimmen der Schätzwerte zu Fehlerarten wie unkontrollierter Regeneration oder herabgesetzter Kraftstoffwirtschaftlichkeit führen. Daher besteht ein Bedarf, die Genauigkeit von differenzdruckbasierten Schätzwerten der Rußbeladung zu erhöhen.
  • Eine Abgasemissions-Kontrollvorrichtung für einen Dieselmotor zur Bestimmung des Regenerationszeitpunktes eines Partikelfilters ist in der JP 2007 278 206 A offenbart. Ein Verfahren zur Bestimmung der in einem Partikelfilter angesammelten Partikelmenge ist weiterhin aus der US 6 941 750 B2 bekannt. Darüber hinaus beschreibt die US 4 471 611 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einlassdrosselung für einen Diesel-Verbrennungsmotor mit Rußfilter, um den Rußfilter emissionsfrei zu reinigen.
  • Die US 2008 0 078 236 A1 offenbart ein Kontrollsystem für Partikelfilter mit einem Modul zur Schätzung eines ersten Drucks eines sauberen Filters und einem Modul zur Schätzung der Rußbeladung auf Basis eines zweiten Drucks, der mit dem ersten Druck verglichen wird. Die US 2005 0 188 681 A1 beschreibt zudem eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Diagnose der Abnutzung eines Partikelfilters. In der JP H07 11 936 A wird weiterhin eine Abgasreinigungsvorrichtung offenbart, die im Abgas enthaltene Partikel sammelt und regeneriert.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Es werden Verfahren zum Verbessern der Genauigkeit von differenzdruckbasierten Schätzwerten der Rußbeladung beschrieben, die benutzt werden, um die Gesundheit eines Regenerationsprozesses an einem DPF zu beurteilen. Obwohl die hierin beschriebenen Verfahren besondere Verwendung bei Schätzwerten der Rußbeladung in einem Regenerationsprozess an einem DPF in einem Abgasnachbehandlungssystem aufweisen, können die Verfahren in anderen Filtertechnologien benutzt werden, wo gewünscht wird, die Gesundheit eines Reinigungs- oder Regenerationsprozesses an einem Filter zu messen.
  • Die offenbarten Verfahren berücksichtigen bestimmte Rauschfaktoren, um die Genauigkeit des Schätzwertes zu verbessern. Der Schätzwert, der ein Wert ist, der eine Menge von Feststoffpartikeln wiedergibt, die nach dem Reinigen in dem Filter vorhanden ist, und kein Maß für die tatsächliche Menge von Feststoffpartikel ist, hat die Genauigkeit verbessert und ist besser dazu in der Lage, Filter zu identifizieren, die sich nicht sachgerecht regenerieren/reinigen lassen.
  • Die erfindungsgemäßen Verfahren sind in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 10 definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen davon sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • In das erste erfindungsgemäße Verfahren ist das Anpassen eines Bezugswertes zum Schätzen der Rußbeladung in einem DPF nach dem Reinigen einbezogen. Das Verfahren beinhaltet das Entfernen von Ruß aus dem DPF durch Reinigen und das Messen von Parametern für einen Satz von vorbestimmten Kriterien. Das Reinigen wird fortgesetzt, bis alle der vorbestimmten Kriterien erfüllt sind. Die Rußbeladung in dem DPF wird dann auf Grundlage des Differenzdruckes geschätzt. Der resultierende geschätzte Rußbeladungswert berücksichtigt die Rauschfaktoren wie die Aschebeladung nach längerem Betrieb. Der Wert wird dann benutzt, um zukünftige Schätzwerte der Rußbeladung in dem DPF nach nachfolgenden Reinigungsbehandlungen anzupassen.
  • In das zweite erfindungsgemäße Verfahren ist das Diagnostizieren einer Gesundheit einer Regeneration durch Überprüfen, ob herstellerdefinierte Kriterien erfüllt sind, einbezogen. Das Verfahren beinhaltet das Vergleichen einer DPF-Einlasstemperatur mit einer Zieltemperatur ebenso wie eines Volumenstromes am DPF-Einlass mit einem geforderten Volumenstrom. Ein DPF wird als gesund diagnostiziert, wenn ein Zeitmaß während der Regeneration, in der die Kriterien erfüllt sind, größer ist als vordefinierte Schwellenwerte. In das Verfahren ist auch das Bestimmen eines differenzdruckbasierten Schätzwertes der Rußbeladung am Ende der Regeneration, wenn vorbestimmte Kriterien erfüllt sind, und anschließend das Überprüfen, ob die herstellerdefinierten Kriterien erfüllt sind, durch Vergleichen des differenzdruckbasierten Schätzwertes der Rußbeladung mit einem vordefinierten Schwellenwert einbezogen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt die charakteristischen Kurven von Differenzdruck gegen Volumenstrom in einem DPF.
    • 2 zeigt die unangepassten differenzdruckbasierten Schätzwertdaten der Rußbeladung einer beispielhaften Probe.
    • 3 zeigt den angepassten differenzdruckbasierten Schätzwert der Rußbeladung auf Grundlage der Strömungswiderstandsmessung am sauberen Filter nach dem Reinigen eines Filters unter Einbeziehung vorbestimmter Kriterien.
    • 4 zeigt eine Ausführungsform des offenbarten Verfahrens.
    • 5 zeigt eine beispielhafte Darstellung von Werten, die von einer Diagnose eines Filters im Zeitverlauf erhalten werden können.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Verfahren zum Verbessern der Genauigkeit eines Schätzwertes der Beladung mit entfernbaren Feststoffpartikeln, die nach einem Reinigungsvorgang in dem Filter verbleiben. Die offenbarten Verfahren passen Ungenauigkeiten an, die sich durch Abweichungen erzeugende Faktoren ergeben können, wie z. B. Variationen des Strömungswiderstandes zwischen Filtern. Die folgende Beschreibung beschreibt den Filter als einen DPF und ein zu filterndes Material als Abgas. Unter entsprechenden Bedingungen können jedoch die hierin beschriebenen Konzepte auf andere Typen von Filtern und Filtrationssystemen, beispielsweise ein Wasserfiltrationssystem zum Filtern von Wasser, angewendet werden.
  • In einer Ausführungsform ist in das offenbarte Verfahren das Schätzen der Rußbeladung in einem Filter auf Grundlage des Differenzdruckes einbezogen. Beim Schätzen der Rußbeladung wird ein DPF vor der Benutzung kalibriert. Der zur Kalibration benutzte DPF ist ein neues Teil mit sehr geringer Verunreinigung. In die Kalibration ist gewöhnlich das Durchleiten von Abgas mit spezifischen Volumenströmen durch den DPF, der sehr geringe oder keine Verunreinigung aufweist, und anschließend das Messen von Differenzdrücken einbezogen. Diese Differenzdruckmessungen, bezogen auf die Volumenströme, stellen eine Grundlinie für den Strömungswiderstand in einem sauberen DPF dar. In die Kalibration ist ferner das Beladen des DPF, der sehr geringe oder keine Verunreinigung aufweist, mit bekannten Mengen von Ruß, das Durchleiten von Abgas mit spezifischen Volumenströmen und anschließend das Messen von Differenzdrücken einbezogen.
  • 1 zeigt ein Schaubild mit charakteristischen Kurven, die aus einer solchen Kalibration erzeugt wurden, und stellt eine Darstellung der gemessenen Differenzdrücke des DPF bei verschiedenen Rußbeladungen und spezifischen Volumenströmen des Abgases bereit. Insbesondere stellt die Kurve mit den kreisförmigen Markierungen eine DPF-Rußbeladung von 9 g/l dar, die Kurve mit Sternchen stellt eine DPF-Rußbeladung von 5 g/l dar, und die Kurve mit den kreuzförmigen Markierungen stellt eine DPF-Rußbeladung von 3 g/l dar. Die Kurve mit den dreieckigen Markierungen stellt eine DPF-Rußbeladung von 0 g/l dar und wird als eine Grundlinie für den Strömungswiderstand in einem sauberen DPF benutzt. Diese Kurven werden anschließend als ein Bezugspunkt benutzt, um die Rußbeladung in dem DPF, beispielsweise nach längerem Betrieb, durch Vergleichen von Daten, die von nachfolgenden Differenzdruckmessungen bei spezifizierten Volumenströmen erzeugt wurden, zu schätzen.
  • Um den Strömungswiderstand im sauberen Zustand des Filters nach einer bestimmten Benutzungsdauer zu messen, muss der DPF gereinigt werden, um den angesammelten Ruß zu entfernen. In das offenbarte Verfahren ist das Reinigen des DPF, beispielsweise unter Benutzung eines Diesel-Oxidationskatalysators, der dem DPF vorgeschaltet ist, so dass ein oder mehrere vorbestimmte Kriterien erfüllt sind, einbezogen. Es sollte verstanden werden, dass das Verfahren, das zum Reinigen des DPF benutzt wird, um Ruß zu entfernen, nicht besonders eingeschränkt ist und dass unterschiedliche Reinigungssysteme mit unterschiedlichen Konfigurationen einbezogen werden können.
  • Die Parameter für die vorbestimmten Kriterien sind nicht besonders eingeschränkt und beinhalten Dauer der Reinigung, Volumenstrom während des Reinigens und DPF-Einlasstemperatur während des Reinigens. Die vorbestimmten Kriterien werden als Standards benutzt, die erfüllt sein müssen, bevor der differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung gemessen wird.
  • In einer Ausgestaltung sind die vorbestimmten Kriterien erfüllt, wenn Folgendem genügt wird: (1) Ein Prozentsatz der Zeit während der Reinigungsphase, in dem die DPF-Einlasstemperatur einer Zieltemperatur entspricht, ist größer als ein vordefinierter Schwellenwert und (2) ein Prozentsatz der Zeit während der Reinigungsphase, in dem der DPF-Volumenstrom dem geforderten Volumenstrom entspricht, ist größer als ein vordefinierter Schwellenwert.
  • Wenn am Ende eines Reinigungsprozesses alle vorbestimmten Kriterien nicht erfüllt sind, wird das Reinigen verlängert, um sicherzustellen, dass das meiste des Rußes von dem Filter entfernt wird. Wenn andererseits alle vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, wird der Differenzdruck bei spezifizierten Volumenströmen gemessen, um einen Schätzwert der Rußbeladung zu erhalten.
  • In manchen Fällen kann der differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung möglicherweise kein Rußbeladungsmaß von null anzeigen. Ohne an die Theorie gebunden zu sein, wird ein Grund dafür wie folgt erklärt.
  • Wie oben erwähnt, werden die charakteristischen Kurven durch Kalibrieren neuer Teile mit sehr geringer Verunreinigung erzeugt. In Wirklichkeit können die benutzten DPF sich von denjenigen unterscheiden, die benutzt wurden, um die obigen Kurven zu erzeugen. Da es zwischen Filtern bedeutende Variationen des Strömungswiderstandes gibt, wird erwartet, dass der Strömungswiderstand im sauberen Zustand von DPF, die benutzt wurden, um die obigen Kurven zu erzeugen, nicht der gleiche wie derjenige von den Austausch-DPF sein würde.
  • Zudem sammeln sich in DPF, die Abgas ausgesetzt wurden, nach längeren Zeiträumen Feststoffpartikel an, die von Ruß verschieden sind, wie z. B. Asche, die selbst nach dem oben erwähnten Reinigungsprozess in dem Filter zurückbleiben. Solche Feststoffpartikel, die von Ruß verschieden sind, können eine Verfälschung verursachen, wenn der differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung nach dem Reinigungsprozess gemessen wird.
  • Um solch einer Verfälschung Rechnung zu tragen, wird in dem offenbarten Verfahren der differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung, der nach dem Reinigen gemessen wird, wobei alle vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, mit der Grundlinie der Kalibration verglichen. Der Unterschied zwischen den beiden wird anschließend berechnet, um einen ungleichartigen Wert zu erzeugen. Der ungleichartige Wert wird benutzt, um differenzdruckbasierte Schätzwerte der Rußbeladung, die in nachfolgenden Messungen erhalten werden, durch Anpassen der Grundlinie hinsichtlich des Strömungswiderstandes in dem sauberen DPF auf Basis des ungleichartigen Wertes anzupassen.
  • Wenn eine nachfolgende Messung durchgeführt wird, kann der nachfolgend erhaltene differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung mit der vorherigen Messung verglichen werden. Die Differenz zwischen dem nachfolgend gemessenen Wert und dem vorher gemessenen Wert kann anschließend benutzt werden, um Messungen, die danach durchgeführt werden, durch Anpassen der bereits angepassten Grundlinie anzupassen. Die Anzahl der Male, die die nachfolgenden Messungen durchgeführt, mit den vorherigen Messungen verglichen und für Anpassungen benutzt werden können, ist nicht besonders begrenzt.
  • Experimentelle Überprüfung
  • 2 zeigt ein Beispiel für einen Datensatz von differenzdruckbasierten Schätzwerten der Rußbeladung von DPF einer Flotte von Feldfahrzeugen nach einer Reinigung, welche die oben erwähnten vorbestimmten Kriterien erfüllt. In diesem Datensatz beträgt die Probengröße 78, der Mittelwert 9,5925 und die Standardabweichung 9,7867. 2 zeigt auch die Ergebnisse eines Anderson-Darling-Tests. Der berechnete Wert A2 ist mit 0,58 ziemlich klein, und der entsprechende p-Wert ist mit 0,128 sehr groß.
  • 3 zeigt die normalisierten angepassten Werte des obigen Datensatzes auf Grundlage der Differenz zwischen der Strömungswiderstandsmessung im sauberen Zustand des Filters nach dem Reinigungsprozess und der Grundlinie der Kalibration. In diesem Beispiel ist der Mittelwert 9,5925 auf null angepasst, so dass die Standardabweichung 5,5513 wird. Hier ist der berechnete Wert A2 mit 1,11 ziemlich groß und der p-Wert sehr klein. Die Statistik zeigt schlichtweg an, dass die Verteilung schmaler und besser zentriert ist.
  • In dem obigen Beispiel wird der Mittelwert von 9,7867 als der ungleichartige Wert benutzt. Dieser Mittelwert kann zum Anpassen des nachfolgend erhaltenen differenzdruckbasierten Schätzwertes der Rußbeladung nach einer weiteren Reinigung, welche die vorbestimmten Kriterien erfüllt, benutzt werden. Es sollte verstanden werden, dass die mathematischen Berechnungen zum Anpassen nachfolgender Messungen, um die Abweichungen zu berücksichtigen, nicht besonders eingeschränkt sind und durch Subtrahieren der Differenz, Multiplizieren mit einer Konstante usw. erhalten werden können.
  • In einer anderen Ausführungsform ist in das offenbarte Verfahren das Diagnostizieren eines Filters nach dem Reinigen, um bestimmte Standards, z. B. herstellerdefinierte Kriterien, zu erfüllen, einbezogen. Das Verfahren beinhaltet das Vergleichen der Beladung mit Feststoffpartikeln nach dem Reinigen mit einem vordefinierten Schwellenwert, um die Effektivität des Reinigens weiter zu diagnostizieren. In einer Betriebsart kann ein DPF hinsichtlich der Überwachung der Erfüllung der On-Board-Diagnose (OBD) diagnostiziert werden. Um die Anforderungen für die Überwachung der Erfüllung der OBD zu erfüllen, muss ein Monitor so gestaltet werden, dass ein Versagen der Rußentfernung von dem DPF unter Bedingungen detektiert werden kann, unter denen erwartet wird, dass der Ruß entfernt wird. In dieser Betriebsart ist in die Rußentfernung von dem DPF das Regenerieren des DPF durch Umwandeln des eingefangenen Rußes in Gegenwart von Hitze zu Kohlenstoffdioxid einbezogen.
  • In einer Ausgestaltung ist in das Verfahren zum Diagnostizieren auf OBD-Erfüllung das Kontrollieren der Effektivität einer Regeneration durch Überwachen der Parameter von vorbestimmten Kriterien einbezogen. 4 veranschaulicht ein Beispiel 100 der Schritte, die in dieses Verfahren einbezogen sind.
  • Wie in 4 gezeigt, ist in das Verfahren 100 während eines Zeitraums einer aktiven Regeneration das Vergleichen einer DPF-Einlasstemperatur mit einer Zieltemperatur 110 und während eines Zeitraums einer aktiven Regeneration das Vergleichen eines DPF-Einlass-Volumenstromes mit einem geforderten Volumenstrom 120 einbezogen. Basierend auf den Vergleichen 110 und 120 wird anschließend eine Berechnung des Prozentsatzes der Zeit während der Regenerationsphase, in dem (1) die DPF-Einlasstemperatur der Zieltemperatur entspricht und (2) der DPF-Volumenstrom dem geforderten Volumenstrom entspricht, durchgeführt. Anschließend wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die vorbestimmten Kriterien erfüllt sind 130.
  • Die vorbestimmten Kriterien sind erfüllt, wenn vor dem Ende einer Regenerationsphase die berechneten Prozentsätze über einem vordefinierten Schwellenwert liegen und die modellbasierten Schätzwerte der Rußbeladung kleiner als ein vordefinierter Schwellenwert sind. Wenn die vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, dann wird die Regeneration als gesund bestimmt 140. Anderenfalls wird die Regeneration als nicht gesund bestimmt 150, und die Diagnose wird abgebrochen.
  • In dem Fall, in dem die Diagnose abgebrochen wird, werden die obigen Schritte 110, 120, 130 während einer nachfolgenden Regeneration wiederholt. Falls die Regeneration nach dem zweiten Versuch als nicht gesund bestimmt wird, würde ein Fehler protokolliert werden 190.
  • Sobald die Regeneration als gesund bestimmt wird, wird der differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung während der Regenerationsphase verglichen 160 und analysiert 170. Wenn der differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung unter einem vordefinierten Schwellenwert liegt, dann ist die Diagnose bestanden 180. Wenn andererseits der differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung über dem vordefinierten Schwellenwert liegt, dann ist die Diagnose nicht bestanden, und ein Fehler wird protokolliert 190.
  • 5 zeigt eine beispielhafte Darstellung von Werten, die von einer Diagnose eines DPF im Zeitverlauf erhalten werden können, wobei die Zeit durch die y-Achse dargestellt ist. 5 zeigt von oben nach unten: (1) eine aufgezeichnete Kurve 270 von modellbasierten Schätzwerten der Rußbeladung, wobei in diesem Abschnitt des Schaubildes die vertikale Achse die modellbasierten Schätzwerte der Rußbeladung darstellt, (2) einen Regenerationsauslöser 280, wobei in diesem Abschnitt des Schaubildes ein positiver Wert auf der vertikalen Achse aktive Regeneration anzeigt und ein Wert von null auf der vertikalen Achse inaktive Regeneration anzeigt, (3) eine aufgezeichnete Linie 230 des berechneten Prozentsatzes der Zeit, in dem die DPF-Einlasstemperatur dem Ziel entspricht, wobei in diesem Abschnitt des Schaubildes die vertikale Achse den Prozentsatz der Zeit darstellt, in dem die DPF-Einlasstemperatur dem Ziel entspricht, (4) eine aufgezeichnete Linie 250 des berechneten Prozentsatzes der Zeit, in dem der Volumenstrom dem geforderten Volumenstrom entspricht, wobei in diesem Abschnitt des Schaubildes die vertikale Achse den Prozentsatz der Zeit darstellt, in dem der Volumenstrom dem geforderten Volumenstrom entspricht und (5) aufgezeichnete Kurven 290, 295 von gemessenen differenzdruckbasierten Schätzwerten der Rußbeladung, wobei in diesem Abschnitt des Schaubildes die vertikale Achse die differenzdruckbasierten Schätzwerte der Rußbeladung darstellt. Die vertikalen gepunkteten Linien 210 und 220 zeigen Bezugspositionen auf der y-Achse einer Startzeit der aktiven Regeneration bzw. einer Endzeit der aktiven Regeneration an.
  • 5 zeigt (1) die aufgezeichnete Linie 230, die vor dem Ende der Regenerationsphase eine Schwellenwertlinie 240 übersteigt, (2) die aufgezeichnete Linie 250, die vor dem Ende der Regenerationsphase eine Schwellenwertlinie 260 übersteigt, und (3) die aufgezeichnete Kurve 270, die vor dem Ende der Regenerationsphase eine Schwellenwertlinie 275 unterquert. Die Linien 230, 250 und die Kurve 270 sind repräsentative Beispiele, in denen die Regeneration als gesund bestimmt wird.
  • Die aufgezeichnete Kurve 295 in 5 zeigt ein Beispiel für gemessene differenzdruckbasierte Schätzwerte der Rußbeladung eines DPF, der eine gesunde Regeneration durchlaufen hat. Die Kurve 295 unterquert vor dem Ende der Regeneration eine Schwellenwertlinie 300 und ist somit ein Beispiel, in dem ein DPF die Diagnose auf OBD-Erfüllung besteht. Andererseits bleibt die aufgezeichnete Kurve 290, die ein anderes Beispiel für gemessene differenzdruckbasierte Schätzwerte der Rußbeladung eines DPF zeigt, der eine gesunde Regeneration durchlaufen hat, vor dem Ende der Regeneration oberhalb der Schwellenwertlinie 300. Somit ist die Kurve 290 ein repräsentatives Beispiel für einen DPF, der die Diagnose auf OBD-Erfüllung nicht besteht. Infolgedessen würde ein Fehler protokolliert werden.
  • Einer der vielen Vorteile des offenbarten Verfahrens ist, dass das Verfahren Fehlerarten eines Filters aufgrund hoher Beladung mit Asche, verstopfter Kanäle oder Schmelzen detektieren kann. Außerdem erhöht das offenbarte Verfahren die Wahrscheinlichkeit für eine Bestimmung, ob ein Reinigen eines Filters effektiv war, wesentlich. Zudem unterstützt das Verfahren die Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit des Systems, indem es die Zuverlässigkeit verbessert und ein Opfern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund von Motorgegendruck minimiert, wodurch Dienstleistungskosten oder Garantieansprüche eingeschränkt werden.
  • Obwohl das offenbarte System und das offenbarte Verfahren in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurden, ist dem Fachmann offensichtlich, dass sich das offenbarte System und Verfahren innerhalb der Reichweite und des Umfangs der Offenbarung für andere Aufgaben eignen bzw. Verbesserungen daran vorgenommen werden können.
  • Die Offenbarung, in ihren verschiedenen Aspekten und offenbarten Formen, ist gut geeignet zur Lösung der angegebenen Aufgaben und zum Vorteil anderer. Die offenbarten Einzelheiten sollten nicht als Einschränkungen der Ansprüche angesehen werden.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Kompensieren von Messungenauigkeiten in einem Filter, wobei das Verfahren umfasst: Durchführen einer Regeneration an dem Filter, um entfernbare Feststoffpartikel von dem Filter zu entfernen, Bestimmen, ob vorbestimmte Kriterien erfüllt sind, wobei die vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, wenn (1) ein Prozentsatz der Zeit während einer Reinigungsphase, in dem eine Filtereinlasstemperatur einer Zieltemperatur entspricht oder größer als diese ist, über einem vordefinierten Schwellenwert liegt; und (2) ein Prozentsatz der Zeit während der Reinigungsphase, in dem ein Volumenstrom durch den Filter einem geforderten Volumenstrom entspricht oder größer als dieser ist, über einem vordefinierten Schwellenwert liegt, sofern die vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, Bestimmen eines differenzdruckbasierten Schätzwertes der Rußbeladung des Filters, Bestimmen eines ersten ungleichartigen Wertes durch quantitatives Erfassen eines Unterschieds zwischen dem differenzdruckbasierten Schätzwert der Rußbeladung und einem Bezugswert und Anpassen eines später bestimmten differenzdruckbasierten Schätzwerts der Rußbeladung auf Grundlage des ersten ungleichartigen Wertes.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des differenzdruckbasierten Schätzwertes der Rußbeladung umfasst: Anwenden von Eingaben auf eine Funktion des Druckabfalls über dem Filter und des Volumenstroms, wobei die Eingaben beobachteten Druckabfall über dem Filter und beobachteten Volumenstrom beinhalten.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bezugswert durch eine Kalibration eines neuen Filters erhalten wird, der im Wesentlichen keine Verunreinigungen aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmten Kriterien benutzt werden, um anzuzeigen, wenn eine ausreichende Menge entfernbarer Feststoffpartikel entfernt wurde.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen einer Differenz zwischen dem später bestimmten differenzdruckbasierten Schätzwert der Rußbeladung und dem zuvor bestimmten differenzdruckbasierten Schätzwert der Rußbeladung; und Anpassen des Bezugswertes auf Grundlage der Differenz, um so einen ersten angepassten Bezugswert zu erzeugen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend: Durchführen einer nachfolgenden Regeneration des Filters; Bestimmen eines differenzdruckbasierten Schätzwertes der Rußbeladung des Filters nach der nachfolgenden Regeneration; Bestimmen eines zweiten ungleichartigen Wertes durch quantitatives Erfassen eines Unterschieds zwischen: (1) einem zweiten differenzdruckbasierten Schätzwert der Rußbeladung; und (2) dem ersten angepassten Bezugswert; und Bestimmen einer zweiten Differenz zwischen dem zweiten differenzdruckbasierten Schätzwert der Rußbeladung und einem zuvor bestimmten differenzdruckbasierten Schätzwert der Rußbeladung; und Anpassen des ersten angepassten gemessenen Wertes auf Grundlage der zweiten Differenz, um so einen zweiten angepassten Bezugswert zu erzeugen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Filter ein Diesel-Partikelfilter ist und die entfernbaren Feststoffpartikel Ruß sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen, ob der gemessene differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung über einem vordefinierten Schwellenwert liegt, wenn an einem Ende der Regeneration vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Fehler protokolliert wird, wenn der differenzdruckbasierte Schätzwert der Rußbeladung über dem vordefinierten Schwellenwert liegt.
  10. Verfahren zum Diagnostizieren der Gesundheit einer Regeneration eines Diesel-Partikelfilters, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen, über einen Zeitraum einer aktiven Regeneration, eines Schätzwertes der Rußbeladung in dem Diesel-Partikelfilter; Bestimmen, ob vorbestimmte Kriterien für die Regeneration über den Zeitraum der aktiven Regeneration erfüllt sind, wobei die vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, wenn (1) ein Prozentsatz der Zeit während des Zeitraums der aktiven Regeneration, in dem die Einlasstemperatur der Ziel-Einlasstemperatur entspricht oder größer als diese ist, über einem vordefinierten Schwellenwert liegt, (2) ein Prozentsatz der Zeit während des Zeitraums der aktiven Regeneration, in dem der Volumenstrom dem geforderten Volumenstrom entspricht oder größer als dieser ist, über einem vordefinierten Schwellenwert liegt, und (3) ein modellbasierter Schätzwert der Rußbeladung an dem Ende des Zeitraums der aktiven Regeneration unter einem vordefinierten Schwellenwert liegt; und wenn die vorbestimmten Kriterien erfüllt sind, Bestimmen, ob die geschätzte Rußbeladung in dem Diesel-Partikelfilter an einem Ende des Zeitraumes der aktiven Regeneration über einem vordefinierten Schwellenwert liegt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bestimmen des Schätzwertes umfasst: Anwenden von Eingaben auf eine Funktion des Differenzdruckes und des Volumenstroms, wobei die Eingaben beobachteten Differenzdruck und beobachteten Volumenstrom beinhalten, und Schätzen der Rußbeladung auf Grundlage einer Kalibration eines neuen Diesel-Partikelfilters, der im Wesentlichen keine Verunreinigungen aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend Protokollieren eines Fehlers, wenn die geschätzte Rußbeladung in dem Diesel-Partikelfilter an dem Ende des Zeitraums der aktiven Regeneration über dem vordefinierten Schwellenwert liegt.
DE112009001451.8T 2008-06-13 2009-04-07 Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit von Schätzwerten der Rußbeladung in einem Partikelfilter Active DE112009001451B4 (de)

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