DE602006000192T2

DE602006000192T2 - System zur Regeneration von in der Abgasleitung eines Kraftfahrzeugmotors integrierten Reinigungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE602006000192T2
Application number: DE602006000192T
Authority: DE
Inventors: Aurelie 75018 Picard; William 78770 Perrard
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-06-03
Also published as: EP1739291B1; ATE377143T1; DE602006000192D1; FR2887293B1; EP1739291A1; FR2887293A1; ES2294774T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Unterstützung der Regeneration von Reinigungsmitteln, die in eine Abgasleitung eines Kraftfahrzeugmotors integriert sind.
Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf ein System, bei dem die Reinigungsmittel zum Beispiel ein Partikelfilter aufweisen.
Ein solches in einer Abgasleitung eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors angeordnetes Partikelfilter ist konzipiert, um die Partikel einzufangen, die in den Abgasen des Motors vorhanden sind.
Die Partikel sammeln sich dann in diesem Filter, und es ist angebracht, sie periodisch zu verbrennen, um dieses Filter zu regenerieren.
Es wurde also vorgeschlagen, den Motorbetrieb-Überwachungsmitteln Mittel zur Vorhersage der Menge von in diesen Reinigungsmitteln eingefangenem Ruß in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs zuzuordnen.
Diese Reinigungsmittel verwenden nämlich Vorhersehmodelle der Menge von vom Motor emittiertem Ruß basierend auf Fahrmodellen oder auf Kartographien einer Rußemission. Diese Vorhersehmodelle werden während der Entwicklungsphase eines Fahrzeugs ausgearbeitet, ausgehend von Messungen von Rußmengen in Fahrzyklen oder auch auf einer Motorbank in stabilisiertem Zustand.
Solche Reinigungsmittel sind zum Beispiel in der EP 1 108 866 beschrieben.
Man versteht dann, dass die Strategien der Regeneration des Filters auf einem Vorhersehen der vom Motor emittierten Rußmenge basieren, aber nicht aus einer kontinuierlichen quantitativen Messung von Ruß resultieren, was zu Ungenauigkeiten bei der Bestimmung des Partikel-Ladezustands des Filters führt.
Außerdem werden die Veränderungen von Rußemissionen eines Motors aufgrund seiner Alterung ebenfalls nicht von diesen Vorhersagemodellen berücksichtigt. Abweichungen zum Beispiel beim Luftkreislauf (Verschmutzung der Luftleitungen durch die von den Blow-By- und EGR-Kreisen kommenden Gase, Verschmutzung des Luftdurchsatzmessers, Turboabweichungen, ...) oder beim Kraftstoff (Abweichungen der Einspritzer) können zu einer Veränderung der vom Motor emittierte Rußmenge führen. Auch die Produktionsstreuungen zwischen den Fahrzeugen können bei der Einstellung der Vorhersehmodelle nicht vollständig berücksichtigt werden.
Die Nichtberücksichtigung dieser Abweichungen und allgemeiner eine schlechte Abschätzung der Menge von im Partikelfilter enthaltenem Ruß können dann schwerwiegende Konsequenzen haben.
Wenn die Menge von im Partikelfilter enthaltenem Ruß nämlich zu groß ist, ist die Exotherme aufgrund der Verbrennung des Rußes während der Regeneration zu groß und kann zur Zerstörung des Partikelfilters führen (Mikrorisse oder Bruch).
Eine zu schwache Schätzung der im Filter gelagerten Partikel führt dagegen zu zu häufigen Regenerationen und somit zu einem Nachteil durch zu hohen Mehrverbrauch.
Es ist also äußerst wichtig, die Menge von im Partikelfilter gelagertem Ruß so genau wie möglich schätzen zu können, um dessen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten und um die Nachteile beim Kraftstoffverbrauch aufgrund der Regenerationen zu minimieren.
Ziel der Erfindung ist es also, diese Probleme zu lösen, indem ein Unterstützungssystem vorgeschlagen wird, das es ermöglicht, die Bestimmung der eingefangenen Rußmenge zu verbessern und die Streuungen und die Abweichungen zu berücksichtigen, die mit dem Betrieb eines Motors verbunden sind und die Menge von emittiertem Ruß beeinflussen.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein System zur Unterstützung der Regeneration von Reinigungsmitteln zum Gegenstand, die in eine Abgasleitung eines Kraftfahrzeugmotors integriert sind, von dem Typ, der Mittel zur Überprüfung des Betriebs des Motors aufweist, die Mittel zur Vorhersage der Menge von Rußen enthalten, die in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors des Fahrzeugs in den Reinigungsmitteln eingefangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Rußsensor aufweist, der stromaufwärts vor den Reinigungsmitteln in der Abgasleitung angeordnet ist, um den Betrieb der Vorhersagemittel zu korrigieren.
Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung:

– weisen die Vorhersagemittel Vergleichsmittel der Rußmengen auf, die vom Sensor und von den Vorhersagemitteln bestimmt werden, um, wenn die Differenz zwischen diesen Mengen über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, die Vorhersagemittel neu auf den vom Sensor gelieferten Wert zu kalibrieren;
– werden die Vergleichsmittel ein erstes Mal, wenn der Motor des Fahrzeugs neu ist, um die Betriebsstreuungen dieses Motors zu korrigieren, und dann regelmäßig aktiviert, um die Betriebsabweichungen des Motors zu korrigieren;
– werden die Vergleichsmittel regelmäßig aktiviert, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Anzahl von Kilometern gefahren ist.

Die Erfindung wird besser verstanden anhand der nachfolgenden Beschreibung, die nur als Beispiel dient und sich auf die beiliegende Zeichnung bezieht, die ein Funktionsschaltbild darstellt, das die Struktur und den Betrieb eines erfindungsgemäßen Unterstützungssystems der Regeneration veranschaulicht.
In dieser Figur ist nämlich ein System zur Unterstützung der Regeneration von Reinigungsmitten dargestellt, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichnet sind, zum Beispiel ein Partikelfilter enthalten und in eine Abgasleitung 2 eines Kraftfahrzeugmotors integriert sind, der mit dem allgemeinen Bezugszeichen 3 bezeichnet ist, wie zum Beispiel ein Dieselmotor.
Üblicherweise kann ein solcher Motor zum Beispiel einem Turbolader und Rückführungsmitteln der Abgase an dessen Eingang zugeordnet sein, die auch "System EGR" genannt werden.
Der Betrieb des Motors wird von Steuermitteln kontrolliert, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 5 bezeichnet sind und Vorhersagemittel der Menge von in den Reinigungsmitteln eingefangenem Ruß in Abhängigkeit von den Betriebesbedingungen des Motors des Fahrzeugs aufweisen.
Diese Mittel sind in dieser Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 6 bezeichnet und sind zum Beispiel Fahrmodellen oder Kartographien der Rußemission zugeordnet, wie sie mit dem allgemeinen Bezugszeichen 7 in dieser Figur bezeichnet sind.
Um die oben bezüglich des Stands der Technik erwähnten verschiedenen Probleme zu lösen, weist das erfindungsgemäße Unterstützungssystem ebenfalls einen Rußsensor mit dem allgemeinen Bezugszeichen 8 auf, der stromaufwärts vor den Reinigungsmitteln 1 in der Abgasleitung 2 angeordnet ist, um den Betrieb der Vorhersagemittel zu korrigieren.
Tatsächlich können mehrere Konzepte von Rußsensoren in Betracht gezogen werden.
Die Vorhersagemittel können dann Vergleichsmittel der vom Sensor 8 und von den Vorhersagemitteln 6, 7 bestimmten Rußmengen aufweist, um, wenn die Differenz zwischen diesen Mengen über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, den Betrieb der Vorhersagemittel zu korrigieren, indem sie auf den vom Sensor gelieferten Wert neu kalibriert werden.
Es wird also vorgeschlagen, einen Rußsensor zu verwenden, um die Vorsehmodelle im Lauf der Zeit zu korrigieren und um ihre Präzision zu verbessern. Außerdem ermöglicht es eine solche Struktur, die Produktionsstreuung der Fahrzeugmotoren und die möglichen Abweichungen der verschiedenen Kreise, zum Beispiel Luft- und Kraftstoffkreis, zu berücksichtigen, die mit der Alterung eines Motors verbunden sind und die die Emissionen von Partikeln bei ihrem Betrieb beeinflussen.
Es kann nämlich eine Strategie eingesetzt werden, bei der die Vergleichsmittel ein erstes Mal aktiviert werden, wenn das Fahrzeug neu ist, um die Betriebsstreuungen der Motoren zu korrigieren, und dann regelmäßig aktiviert werden, um die Betriebsabweichungen dieses Motors zu korrigieren.
So können diese Vergleichsmittel zum Beispiel an kalibrierten Betriebspunkten des Fahrzeugmotors aktiviert werden, die zum Beispiel Bezugspunkten entsprechen, die vom Modell des Reinigungsmittel-Überwachers verwendet werden, die von der Motorkontrolle als stabilisiert identifiziert werden, wobei die vom Sensor gemessene Rußmasse mit derjenigen verglichen wird, die vom Modell des Überwachers vorgesehen wird.
Bei einer über einem vorbestimmten Wert liegenden Abweichung wird das Vorhersehmodell so korrigiert, dass der vorhergesehene Wert gleich dem gemessenen Wert ist.
Diese Korrekturstrategie wird dann im Neuzustand für einen Lernvorgang mit dem Ziel, die Streuungen zu korrigieren, und in einem vorbestimmten Fahrintervall durchgeführt, wie zum Beispiel alle 10.000 vom Fahrzeug gefahrene Kilometer, um die Abweichungen zu korrigieren.
Man versteht dann, dass eine solche Struktur eine bessere Abschätzung der Menge an im Partikelfilter gelagertem Ruß und die Minimierung der Riss- oder Bruchgefahren des Partikelfilters, die durch eine schlechte Schätzung dieser Menge verursacht werden, eine bessere Abschätzung der Regenerationsbedürfnisse, die sich in einer Verbrauchseinsparung äußert, und eine bessere Dimensionierung des Partikelfilters erlaubt, was sich ebenfalls in einer Reduzierung von dessen Kosten äußert.
Natürlich können noch andere Ausführungsformen in Betracht gezogen werden.

Claims

System zur Unterstützung der Regeneration von Reinigungsmitteln (1), die in eine Abgasleitung (2) eines Motors (3) eines Kraftfahrzeugs integriert sind, von dem Typ, der Mittel (5) zur Überprüfung des Betriebs des Motors aufweist, die Mittel (6, 7) zur Vorhersage der Menge von Rußen enthalten, die in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors des Fahrzeugs in den Reinigungsmitteln (1) eingefangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Rußsensor (8) aufweist, der stromaufwärts vor den Reinigungsmitteln (1) in der Abgasleitung angeordnet ist, um den Betrieb der Vorhersagemittel (6, 7) zu korrigieren.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhersagemittel (6, 7) Vergleichsmittel der Rußmengen aufweisen, die vom Sensor (8) und von den Vorhersagemitteln (6, 7) bestimmt werden, um, wenn die Differenz zwischen diesen Mengen über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, die Vorhersagemittel (6, 7) neu auf den vom Sensor (8) gelieferten Wert zu kalibrieren.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsmittel ein erstes Mal, wenn der Motor des Fahrzeugs neu ist, um die Betriebsstreuungen dieses Motors zu korrigieren, und dann regelmäßig aktiviert werden, um die Betriebsabweichungen des Motors zu korrigieren.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsmittel regelmäßig aktiviert werden, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Anzahl von Kilometern gefahren ist.