DE60300260T2 - Verfahren zur Bestimmung der Partikelmenge - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Feststellen der Partikelmenge, die sich in einem Partikelfilter angesammelt hat.
  • Die vorliegende Erfindung kann zur Begünstigung in, jedoch nicht ausschließlich, Fahrzeuganwendungen benutzt werden und insbesondere in Verbrennungsmotoren, besonders Dieselmotoren, auf welche die folgende Beschreibung lediglich exemplarisch verweist.
  • Die vorliegende Erfindung kann in der Tat auch in anderen Anwendungen als Fahrzeuganwendungen verwendet werden, um Partikel zu filtern, die von einem System abgegeben wurden, das mit einem Partikelfilter wie beispielsweise ein Kraftstoffbrenner, etc. ausgestattet ist.
  • Bekanntlich werden in vielen Ländern die Bestimmungen, die die atmosphärische Verschmutzung regulieren, bezüglich der Verbrennung der Verbrennungsmotorabgase zunehmend strenger. Besonders im Fall der Dieselmotoren stellen nicht so sehr Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC) sondern Stickstoffoxide (NOx) und Partikel im Abgas die Hauptprobleme dar.
  • Verschiedene Quellen haben gezeigt, dass sogar moderne, direkteinspritzende Dieselmotoren, die Ende der 90er auf dem Markt eingeführt wurden, sich durch ernsthafte Partikelemissionen auszeichnen.
  • Es wurden zahlreiche Verfahren vorgeschlagen, wodurch der Partikelinhalt des Abgases minimiert wird, das in die Atmosphäre ausgestoßen wird. Von diesen wurde das Ausstatten des Auspuffes mit einem Partikelfilter seit langem in der Antriebstechnologie zweifellos als die endgültige Lösung für das Problem der Dieselmotor-Partikelemissionen anerkannt.
  • Ein Partikelfilter – auch bekannt als Partikelfalle (Rußfänger oder Rußfalle) – umfasst normalerweise eine Anzahl von parallel, poröswändigen, wechselseitig versperrten Kanälen.
  • Genauer gesagt, zwingen die Versperrungen das Abgas durch die lateralen Wände der Kanäle zu fließen, sodass die unverbrannten Teilchen, die die Partikel ausmachen, zuerst in den Poren der lateralen Wände zurück gehalten werden und, wenn die Poren letztendlich verstopfen, eine poröse Schicht auf den inneren Flächen der Kanalwände formen.
  • Während sich die Partikel an den inneren Flächen der Kanalwände ansammeln, fällt der Druck quer durch den Filter wodurch der Gegendruck, der vom Filter erzeugt wird ansteigt. Wenn nicht irgendwann entfernt, resultiert eine übermäßige Ansammlung von Partikeln dann in:
    • – beeinträchtigte Leistung, Fahrkomfort und Verbrauch des Motors, bis der Motor schließlich stehen bleibt; und
    • – Zerstörung des Filters selbst im Falle von Selbstzündungen und unkontrollierter Verbrennung der Partikel. In besonderen Fahrzuständen kann eine große Ansammlung der Partikel die Quelle für „kritische" Regenerationsphänomene sein, die aus einer plötzlichen, unkontrollierten Partikelverbrennung bestehen, die dann im Überhitzen der Keramikmatrix des Filters und in einer möglichen Beschädigung des Filters selbst resultieren.
  • Die eingeschlossenen Partikeln müssen deshalb regelmäßig durch eine „Regenerierung" des Partikelfilters entfernt werden, was in der Motortechnologie ein Verbrennen der angesammelten Partikel (hauptsächlich bestehend aus Kohlenstoff, C) bedeutet, welche in Kontakt mit dem Sauerstoff im Abgas in Kohlenmonoxid CO und Kohlendioxid CO2 verwandelt werden.
  • Diese Reaktion jedoch tritt nur spontan (z. B. ohne die Verwendung von Additiven) bei Temperaturen über ungefähr 600°C auf, die wesentlich höher sind als die unter normalen Motorbetriebszuständen an der Filterzuleitung.
  • Unter gewissen Bedingungen, z. B. ein Erkennen einer gegebenen Ansammlung von Partikeln im Filter, muss die Abgastemperatur in der Filterzuleitung deshalb künstlich erhöht werden, um die Partikelverbrennung zu initialisieren.
  • Verschiedene Verfahren zur künstlichen Erhöhung der Abgastemperatur an der Filterzuleitung, um die Partikelverbrennung zu initialisieren, wurden vorgeschlagen und/oder wirklich umgesetzt.
  • Einer der hauptsächlichen Nachteile der momentanen Am-Fahrzeug-Partikelverbrennungs-Initialisierungsverfahren liegt daran, dass die Regenerierung des Partikelfilters zyklisch auf der Basis des Kilometerstands z. B. alle 500 oder 1000 km unabhängig von der wirklichen Menge der im Filter angesammelten Partikel initialisiert wird.
  • Kilometerstand-basierte Partikelfilterregeneration hat sich in letzter Zeit über jegliche Zweifel hinaus als völlig ineffizient erwiesen, da unnötig häufig eine Regeneration des Filters initialisiert wird, oder umgekehrt da eine Regeneration des Filters nicht initialisiert wird, obwohl dies in Wirklichkeit nötig wäre.
  • Tests haben gezeigt, dass eine Partikelansammlung im Filter nicht nur vom Kilometerstand abhängt, sonder auch entscheidend von anderen Faktoren beeinflusst wird, wie beispielsweise das Fahrzeugeinsatzprofil (z. B. Stadt- oder Autobahnfahrten) und der Fahrstil (z. B. sportlich orientiert). Des Weiteren werden jegliche Motordefekte, die in einer beträchtlichen Erhöhung der Partikelemissionen resultieren können, nicht berücksichtigt; in diesem Fall können sich Partikel im Filter bis zu dem Grad ansammeln, in dem sie die Motor- und die Filterzuverlässigkeit ernsthaft beeinträchtigen.
  • Um die in einem Filter angesammelte Partikelmenge genau zu bestimmen, so dass eine Regeneration des Filters nur dann initialisiert wird, wenn die Menge ein gegebenes Level überschreitet, haben verschiedene Autoren zahlreiche physikalische Modelle vorgeschlagen, mit denen man die angesammelte Partikelmasse auf Basis des Abgasflusses und der Abgastemperatur und der Druckverteilung quer durch den Filter berechnet. Alle vorgeschlagenen Modelle basieren grundsätzlich auf der Annahme, dass eine Partikelverteilung innerhalb der Filterkanäle und die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel gleichmäßig und konstant bleiben, unabhängig vom Wechsel des Betriebszustandes des Motors und der vergangenen Partikelansammlung.
  • Z. B. wird in „Fundamental Studies of Diesel Particulate Filters: Transient Loading, Regeneration and Ageing", SAE 2000-01-1016, 2000, von Konstandopoulo A. G., Kostoglou M., Skaperdas E., Papaioannou E., Zarvalis D. und Kladopoulou E. sogar unter der Annahme einer (axialen und radialen) räumlichen Partikelverteilung innerhalb der Kanäle ein analytisches Partikelfiltermodell vorgeschlagen, das verschiedene Faktoren in Betracht zieht, wie beispielsweise Filtergeometrie, physikalische Charakteristika des Filtermaterials, Partikelcharakteristika, etc., die unabhängig vom Wechsel des Betriebszustandes des Motors und der vergangenen Partikelansammlung als konstant angenommen werden.
  • Um der Klarheit willen wird, die folgende komplette Gleichung (eq. 1) dargeboten, die vom Anmelder auf Grundlage der in obiger Publikation gewonnen Überlegungen als ein Modell des Partikelfilters, möglicherweise mit einem stromaufwärts des Filters angebrachten, katalytischen Umwandler, erstellt wurde:
  • Figure 00040001
  • Dabei sind:
    Vtrap H, L, N, w die folgenden, geometrischen Eigenschaften des Filters: Volumen, Zellengröße, Länge, Anzahl der offenen Zellen, Wandstärke;
    km, k'm die folgenden Eigenschaften des Filtermaterials: lineare und nichtlineare Permeabilität;
    Vcat, Hcat, Lcat, wcat die folgenden geometrischen Eigenschaften des Katalysators: Volumen, Zellgröße, Länge, Wandstärke;
    R, F, ξ die folgenden Konstanten: Gaskonstante (8,314 J/(K mol)), Gas-Reibungskoeffizient im quadratischen Zuflüssen (28,454), Trägheits-Beiwert (≈ 3);
    Patm, Mw, T, μ0 die folgenden Abgaseigenschaften: absoluter Druck stromunterseitig des Filters (kann als ungefähr gleich dem atmosphärischen Druck angenommen werden), durchschnittliche Gasmolekülmasse, Temperatur, Viskositätsfaktor;
    ms, ks, ρs die folgenden physikalisch-chemischen Partikeleigenschaften: Masse, Permeabilität, Dichte; und
    ΔPDPF, Qm der Gesamtdruckabfall quer durch den Filter und der Massenabgasfluss.
  • Eine Umsetzung der obigen Gleichung auf Motorkontrolleinheits-Ebene, um die im Filter angesammelte Partikelmasse mS zu bestimmen, wäre ziemlich kompliziert, da das Festlegen und Berechnen der Partikelmasse mS als eine Funktion der anderen involvierten Variablen eine Rechenleistung fordern würde, die weit über das hinaus reicht, was in Fahrzeugmotorkontrolleinheiten verwendet wird.
  • Sogar wenn die Gleichung in der Motorkontrolleinheit implementiert werden könnte, wären die Resultate völlig unzufrieden stellend. Benchtests und Tests am Fahrzeug, die vom Anmelder durchgeführt wurden haben in der Tat gezeigt, dass es, sogar unter der Annahme von konstanter Partikelverteilung in den Filterkanälen und von konstanten physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel, unabhängig von den Veränderungen des Motorbetriebszustandes und der vergangenen Partikelansammlung, unmöglich ist, eine korrekte Schätzung der im Filter angesammelten Partikelmenge unter reellen Betriebsbedingungen zu erhalten. Aus diesem Grund, wurden Regenerationskontrollsysteme, die auf dem Messen des Abgasflusses und der Abgastemperatur und des Druckabfalls quer durch den Filter basieren, niemals in der Automobilindustrie verwendet.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen der Partikelmenge, die sich in einem Partikelfilter angesammelt hat, aufzuzeigen, das entwickelt wurde, um die zuvor genannten Nachteile zu eliminieren und das eine Regeneration des Partikelfilters vorsieht, wenn dieser eine bekannte Menge von Partikeln enthält.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird, wie in Anspruch 1 gefordert, ein Verfahren zur Bestimmung der in einem Partikelfilter angesammelte Partikelmenge bereitgestellt.
  • Ein bevorzugtes nicht limitierendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Hilfe von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Dabei zeigen:
  • 1 schematisch ein Abgassystem, das einen Partikelfilter und die jeweilige Vorrichtung für das Messen des Abgasflusses und der Abgastemperatur und des Druckabfalls des Partikelfilters umfasst;
  • 2a schematisch mögliche Veränderungen in der Partikelverteilung in den Partikelfilterkanälen unter unterschiedlichen Motorbetriebszuständen;
  • 2b schematisch mögliche Veränderungen an den physikalisch-chemischen Eigenschaften der in den Partikelfilterkanälen angesammelten Partikel in unterschiedlichen Motorbetriebszuständen;
  • 3a schematisch die Veränderung in der Verteilung und der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel in den Partikelfilterkanälen abhängig von möglichen Veränderungen in den Motorbetriebszuständen;
  • 3b schematisch die Veränderung in der Verteilung und den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel in den Partikelfilterkanälen nach teilweisen Regenerationen (z. B. NOx-basierende, spontane Regenerationen) und folgende Ansammlungen;
  • 3c schematisch die Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel in den Partikelfilterkanälen nach einem längeren Nichtgebrauch („Park-Effekt") und eine folgende Ansammlung;
  • 4 ein Blockdiagramm des der Erfindung entsprechenden Partikelfiltermodells;
  • 5 ein detaillierteres Blockdiagramm des „β-Definitionsblocks" aus 4;
  • 6 ein Zustandsdiagramm einer Zustandsmaschine aus 5; und
  • 7 ein detaillierteres Diagramm des „Physikalischen-Modell-Korrektur"-Blocks aus 4.
  • Bezugszeichen 1 aus 1 zeigt im Ganzen ein Abgassystem eines Motors 2, insbesondere eines Dieselmotors. Der in diesem nicht einschränkenden Beispiel gezeigte Dieselmotor 2 aus 1 ist eine Art von turbogeladenem Motor und umfasst einen Turbolader 3, der von einem Kompressor 4, der entlang einer Luftansaugröhre 5 angeordnet ist, und von einer Turbine G bestimmt wird, die am Kompressor 4 befestigt und entlang einer Abgasröhre 7 angeordnet ist.
  • Das Abgassystem 1 umfasst einen oxidierenden, katalytischen Umwandler (Pre-Kat) 8, der sich entlang der Abgasröhre 7 nahe am Turbolader 3 angeordnet ist; einen Partikelfilter, der sich entlang der Abgasröhre 7 Fluss abwärts des Pre-Kats 8 befindet; und einen weiteren, oxidierenden, katalytischen Umwandler (Front-Kat) 10, der sich entlang der Abgasröhre 7 Fluss aufwärts des Partikelfilters 9 befindet.
  • Alternativ kann die Funktion des Front-Kats 10 und des Partikelfilters 9 von einer einzigen Komponente durchgeführt werden, die als ein katalysierter Partikelfilter (nicht gezeigt) bekannt ist.
  • Der Partikelfilter 9 kann, ob vom Front-Kat 10 getrennt oder in den selbigen integriert, mit chemischen Komponenten zur Reduzierung der Partikelverbrennungstemperatur ausgestattet werden.
  • Das Abgassystem 1 umfasst auch ein elektronisches Kontrollsystem 11, um unter anderen die Gesamtmenge des in den Motor in jeden Zyklus eingespritzten Benzins zu bestimmen.
  • Genauer gesagt, umfasst das elektronische Kontrollsystem 11 eine Luftflussmessvorrichtung (Debimeter) 12, die sich entlang der Luftansaugröhre 5 befindet und ein den Luftfluss entlang der Luftansaugröhre 5 anzeigendes Signal generiert; einen Differenzialdrucksensor 13, der einen ersten und einen zweiten Eingang, die nahe an der Einleitung des Front-Kats 10 und der Ableitung des Partikelfilters 9 entsprechend verbunden sind, und einen Ausgang hat, der ein Druckabfallsignal bereit stellt, das mit Hilfe des in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahrens in Bezug mit der im Partikelfilter 9 angesammelten Partikelmenge gesetzt werden kann; einen zweiten Temperatursensor 15, der sich an der Einleitung des Partikelfilters 9 befindet und ein zweites Temperatursignal bereit stellt, das die Temperatur des Abgases an der Einleitung des Partikelfilters 9 anzeigt; einen Sensor 16 zur Messung des atmosphärischen Druckes; und eine elektronische Zentralkontrolleinheit 17, die mit den zuvor genannten Sensoren verbunden ist und die die unten beschriebene Methode entsprechend der Erfindung implementiert.
  • Alternativ kann der zweite Temperatursensor 15 auch mit der Ableitung des Pre-Kats 8 verbunden werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist das Ergebnis einer tiefgreifenden Forschung des Anmelders nach der Möglichkeit ein Partikelfiltermodell zu bestimmen, das verlässlicher als die bekannten Modelle ist und das wirklich in den Motorzentralkontrolleinheiten implementiert werden kann, die momentan in der Fahrzeugindustrie verwendet werden.
  • Genauer gesagt basiert die Untersuchung des Anmelders auf der Annahme, dass die Annahme auf der bekannte Modelle basieren- z. B, das die Partikelverteilung in den Partikelfilterkanälen und die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel konstant bleiben, unabhängig von den Veränderungen der Betriebsbedingung des Motors und der vergangenen Ansammlung – falsch ist.
  • Deshalb hat unter der Annahme, dass die Partikelverteilung in den Partikelfilterkanälen und die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel abhängig von möglichen Veränderungen in den Betriebszuständen des Motors und in der vergangenen Ansammlung variieren, die Untersuchung des Anmelders zur Bestimmung der folgenden Gleichung (eq. 2) geführt, die den Druckabfall quer durch den Filter, die Abgastemperatur und den Abgasfluss und die im Partikelfilter angesammelte Partikelmenge mit Hilfe von vier Testparametern α, β, γ, δ in Bezug setzt:
    Figure 00090001
    wobei:
    ΔPDPF, Patm, T, Qm sind entsprechend der Druckabfall quer durch den Partikelfilter, der absolute Druck flussabwärts des Partikelfilters (der ungefähr gleich dem atmosphärischen Druck angesehen werden darf), die Abgastemperatur, und der Abgasfluss (der durch die Addition der vom Motor angesaugten Luft und der Gesamtmenge des eingespritzten Treibstoffes berechnet werden kann);
    mS ist die Menge der Partikel, die sich im Partikelfilter angesammelt haben; und
    α, β, γ, δ sind die oben genannten vier Testbetriebsparameter.
  • Von der obigen Gleichung kann die Partikelmenge, die sich im Partikelfilter angesammelt hat deshalb einfach wie folgt berechnet werden:
  • Figure 00100001
  • Genauer bezüglich der vier Testparameter α, β, γ, δ:
    • – α, γ hängen vom Front-Kat und der Partikelfiltergeometrie und den Eigenschaften, wie beispielsweise Porosität, Porengröße, etc., des Partikelfiltermaterials ab;
    • – β hängt von der Partikelfiltergeometrie, der axialen und radialen, räumlichen Partikelverteilung in den Kanälen und den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel (z. B. Dichte und Permeabilität) ab; und
    • – δ ist der Exponentialterm der Korrelation der Abgastemperatur und der Abgasviskosität: üblicherweise 0,65 bis 0,74.
  • Für jede Art von Partikelfilter können die Werte der Parameter α, β, γ, δ durch einen spezifischen Benchtest mit dem Motor bei konstanter Betriebsgeschwindigkeit festgelegt werden.
  • Genauer gesagt können die Werte der Betriebsparameter α, γ, δ durch die obigen Tests bestimmt werden, in dem ein sauberer Partikelfilter, z. B. mit keinen Partikeln, verwendet wird, wobei mS = 0, während die Werte des Parameters β durch den obigen Test bestimmt werden können, in dem ein Partikelfilter verwendet wird, der eine vorherbestimmte Menge von Partikeln z. B. 7 g/dm3 und 10 g/dm3 enthält.
  • Genauer gesagt umfassen die obigen Tests im Wesentlichen das Bestimmen des Zeitrasters des Druckabfalls quer durch den Partikelfilter, das Bestimmen der Abgastemperatur und des Abgasflusses unter den obigen Partikelablagerungsbedingungen und das Berechnen der Werte der Parameter α, β, γ, δ, wobei das Zeitraster von ΔPDPF das von der vorgeschlagenen Gleichung bestimmt wird, so genau wie möglich mit dem im Test bestimmten Raster übereinstimmt.
  • Das Partikelfiltermodell muss in einer großen Auswahl von Motorbetriebszuständen validiert werden z. B. im Leerlauf, in Zuständen, die dem Fahren in der Stadt, außerhalb der Stadt und auf einer Autobahn entsprechen, und in Zuständen mit hohem Drehmoment und hoher Kraft.
  • Das vorgeschlagene Modell besitzt für jede axiale und radiale Partikelverteilung in den Partikelfilterkanälen Gültigkeit, da die Verteilung und die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel, wie gesagt, mit dem Wert des Parameters β berücksichtigt werden. Dieser ist in der Tat der einzige der vier Testparameter, der in der vorgeschlagenen Gleichung die angesammelte Partikelmenge mS vermehrt und den Druckabfall ΔPDPF quer durch den Partikelfilter mit der angesammelten Partikelmenge mS in Bezug setzt.
  • Die vorgeschlagene Gleichung ermöglicht es, ein Partikelfiltermodell zu erhalten, in dem die Partikelverteilung in den Partikelfilterkanälen als variabel, als eine Funktion der Motorbetriebszustände und der im Partikelfilter angesammelten Partikel angenommen wird.
  • Genauer gesagt, wird der Betriebsparameter β auf eine Funktion der unterschiedlichen Motorbetriebszustände abgebildet z. B. insbesondere konstante Partikelansammlungszustände.
  • Tests, die vom Anmelder durchgeführt wurden, haben bezüglich der Beziehung zwischen den von den Betriebsparameter angenommenen Werten und den unterschiedlichen Motorbetriebszuständen zu der folgenden Annahme geführt.
  • Unterschiedliche Partikelverteilungen in jedem der Partikelfilterkanäle und/oder unterschiedliche, physikalisch-chemische Eigenschaften (z. B. Permeabilität und Dichte) der Partikel sind erkennbar und lassen sich mit einem speziellen Motorbetriebszustand in Bezug bringen, z. B. ein besonders konstanter Ansammlungszustand, der im sogenannten Kennfeld bzw. Motorkarte erkannt werden kann, die durch die Drehzahl und den effektiven Druck des Bremsmitteldrucks (BMEP: brake mean effective pressure) definiert wird.
  • 2a zeigt beispielsweise vier mögliche Verteilungen einer konstanten Partikelmenge in jedem der Partikelfilterkanäle, die jeweiligen Motorbetriebszustände, die den Motorbetriebszuständen entsprechenden Kennfeldregionen und die jeweiligen qualitativen Werte des Parameters β.
  • Es wird deutlich:
    • – in einem städtischen Fahrzustand, in dem der Motor im Wesentlichen in der unteren linken Region des Kennfeldes arbeitet und der Abgasfluss und die Abgastemperatur niedrig sind, tendieren die Partikel dazu, sich gleichmäßig in den Kanälen zu verteilen und so einen hohen Parameter-β-Wert (eine konstante Menge von Partikeln entspricht einem hohen Druckabfall quer durch den Partikelfilter) zu liefern;
    • – in einem ersten außerstädtischen Fahrzustand (A), in dem der Motor im Wesentlichen in der mittleren Region des Kennfeldes arbeitet und der Abgasfluss und die Abgastemperatur mittelmäßig niedrig sind, tendieren die Partikel dazu, sich bevorzugt auf halber Strecke entlang der Kanäle anzusammeln, und daher einen mittelmäßig hohen Parameter-β-Wert (eine konstante Partikelmenge entspricht einem mittelmäßig hohen Druckabfall quer durch den Partikelfilter) liefern;
    • – in einem zweiten außerstädtischen Fahrzustand (B), in dem der Motor im Wesentlichen in der unteren, rechten Region des Kennfeldes arbeitet und der Abgasfluss und die Abgastemperatur mittelmäßig hoch sind, tendieren die Partikel dazu, sich am Ende der Kanäle anzusammeln und deshalb einen mittelmäßig niedrigen Parameter-β-Wert (eine konstante Partikelmenge entspricht einem mittelmäßig niedrigen Druckabfall quer durch den Partikelfilter) zu liefern;
    • – in einem Moment- und Lastfahrzustand bzw. hochtourigen und kraftvollen Fahrzustand, in dem der Motor im Wesentlichen in der oberen Region des Kennfeldes arbeitet und der Abgasfluss und die Abgastemperatur hoch sind, tendieren die Partikel dazu, sich im Wesentlichen am Ende der Kanäle anzusammeln und dadurch einen niedrigen Parameter-β-Wert (eine konstante Partikelmenge entspricht einem niedrigen Druckabfall quer durch den Partikelfilter) liefern.
  • Ähnlich zeigt 2b exemplarisch vier mögliche, physikalische Eigenschaftswerte einer konstanten Partikelmenge, die jeweiligen Motorbetriebszustände, die Kennfeldregionen, die den Motorbetriebszuständen entsprechen und die entsprechenden, qualitativen Werte des Parameters β.
  • Es wird deutlich:
    • – in einem städtischen Fahrzustand, in dem der Motor im Wesentlichen in der unteren linken Region des Kennfeldes arbeitet und der Abgasfluss und die Abgastemperatur niedrig sind, sind die angesammelten Partikel durch niedrige Dichte- und Permeabilitätswerte charakterisiert, wodurch ein hoher Parameter-β-Wert (eine konstante Partikelmenge entspricht einem hohen Druckabfall quer durch den Partikelfilter) geliefert wird;
    • – in einem ersten außerstädtischen Fahrzustand (A), in dem der Motor im Wesentlichen in der mittleren Region des Kennfeldes arbeitet und der Abgasfluss und die Abgastemperatur mittelmäßig niedrig sind, sind die angesammelten Partikel durch mittelmäßig niedrige Dichte- und Permeabilitätswerte charakterisiert, weshalb ein mittelmäßig hoher Parameter-β-Wert (eine konstante Partikelmenge entspricht einem mittelmäßig hohen Druckabfall quer durch den Partikelfilter) geliefert wird;
    • – in einem zweiten außerstädtischen Fahrzustand (B), in dem der Motor im Wesentlichen in der unteren rechten Region des Kennfeldes arbeitet und der Abgasfluss und die Abgastemperatur mittelmäßig hoch sind, sind die angesammelten Partikel durch mittelmäßig hohe Dichte- und Permeabilitätswerte charakterisiert, weshalb mittelmä ßig niedriger Parameter-β-Wert (eine konstante Partikelmenge entspricht einem mittelmäßig niedrigen Druckabfall quer durch den Partikelfilter) geliefert wird;
    • – in einem Moment- und Lastfahrzustand bzw. hochtourigen und kraftvollen Fahrzustand, in dem der Motor im Wesentlichen in der oberen Region des Kennfeldes arbeitet und der Abgasfluss und die Abgastemperatur hoch sind, sind die angesammelten Partikel durch hohe Dichte- und Permeabilitätswerte charakterisiert, weshalb ein niedriger Parameter-β-Wert (eine konstante Partikelmenge entspricht einem niedrigen Druckabfall quer durch den Partikelfilter) geliefert wird.
  • Auf Grundlage der oberen Annahmen können, basierend auf den Testdaten, bezüglich der Partikelverteilung und der Veränderung in den physikalisch-chemischen Eigenschaften die nachstehenden Folgerungen gefunden werden:
    • a) während die Abgasflussrate und die Abgastemperatur steigt, haben die Partikel eine höhere Tendenz sich in Richtung des Endes der Partikelfilterkanäle anzusammeln und/oder werden durch höhere Dichte- und Permeabilitätswerte charakterisiert, sodass der Parameter-β-Wert niedriger ist und umgekehrt;
    • b) die Partikelverteilung und die physikalisch-chemischen Eigenschaften sind unumkehrbar sensibel für die Abgasflussrate und die Abgastemperatur:
    • b1) wenn sich die Partikel bei einer niedrigen Abgasflussrate und unter niedrigen Abgastemperaturbedingungen angesammelt haben und der Motor in den Vollgaszustand wechselt (hohe Flussrate und Temperatur), tendieren die bereits angesammelten Partikel dazu, sich in Richtung des Endes der Kanäle zu verlagern und/oder sich durch hohe Permeabilitäts- und Dichtewerte (die Partikel werden an den Filterwänden zusammen gedrückt) in einer Zeit, die von den Motorbetriebszuständen abhängt, auszuzeichnen;
    • b2) wenn Teile der Partikel bei einer hohen Abgasflussrate und unter hohen Abgastemperaturbedingungen angesammelt wurden, die dann zu einer niedrigen Abgasflussrate und einer niedrigen Abgastemperaturbedingung wechseln, ten diert die Partikelverteilung, abhängig von der unter den neuen Bedingungen angesammelten Partikelmenge, der Gesamtverteilung beider Zustände gleich zu sein; und/oder die angesammelten Partikel, abhängig von der unter der neuen Bedingung angesammelten Partikelmenge, tendieren dazu, sich durch zwischen den beiden Zuständen Bemittelten Permeabilitäts- und Dichtewerten auszuzeichnen.
  • Die Behauptungen aus b1 und b2 werden schematisch in 3a gezeigt, die auch ein beispielhaftes Kennfeld zeigt, in der der Übergang von einer niedrigen Abgasflussrate und einem niedrigen Abgastemperaturzustand zu einer hohen Abgasflussrate und einem hohen Abgastemperaturzustand und umgekehrt mit den Pfeilen b1 und b2 entsprechend angezeigt wird.
  • Die obigen Behauptungen können, bezüglich der Beziehung zwischen den Parameter-β-Werten und der Partikelverteilung in den Partikelfilterkanälen, auf der Ebene der Motorkontrolleinheit z. B. wie folgt implementiert werden:
    • – eine Matrix von Referenzparameter-β-Werten, die vom Motorbetriebszustand z. B. einem konstanten Ansammlungszustand der Partikel im Partikelfilter abhängt und des Weiteren βMAP bezeichnet wird, wird erzeugt und in Kennfeldform abgespeichert;
    • – der Referenzwert βMAP des Parameters β, der den momentanen Motorbetriebszustand anzeigt, wird mit dem Parameter-β-Wert verglichen, der zuvor im von der Gleichung (eq. 2) beschriebenen Modell verwendet wurde, um die angesammelte Partikelmenge zu berechnen und wird von hier an βMOD_OLD bezeichnet;
    • – wenn βMAP ≤ βMOD_OLD, z. B. als ein Ergebnis vom Wechsel aus einem städtischen Fahrzustand in einen außerstädtischen Fahrzustand, dann wird der Referenzwert βMAB – nach einem charakteristischen Zeitintervall, das sich als eine Funktion der Motorbetriebszustände verändert – im Modell verwendet, das durch die Gleichung (eq. 2) beschrieben wird, um die angesammelte Partikelmenge zu berechnen, so dass βMOD = βMAP (die Partikel verlagern sich in Richtung des Endes der Partikelfilterkanäle und/oder tendieren dazu, zusammengedrückt zu werden z. B. charakterisiert durch hohe Permeabilitäts- und Dichtewerte);
    • – wenn βMAP > βMOD_OLD, z. B. als ein Ergebnis eines Wechsels von einem außerstädtischen Fahrzustand in einen städtischen Fahrzustand, dann wird der letzte geschätzte Wert der im Partikelfilter angesammelten Partikelmenge – von nun an bezeichnet als mS_OLD – gespeichert und, wenn die angesammelte Partikelmenge nach dem Wechsel zwischen den beiden Fahrzuständen (mS – mS_OLD) einen gegebenen Schwellenwert überschreitet, wird ein neuer Betriebswert βMOD des Parameters β zur Verwendung im von der Gleichung (eq. 2) beschriebenen Modell entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
  • Figure 00160001
  • Es wird deutlich:
    • – wenn mS = 2·mS_OLD, z. B. die angesammelte Partikelmenge ist im neuen Zustand gleich wie im vorherigen Zustand, dann gilt
      Figure 00160002
      (ein arithmetisches Mittel der Referenzparameter-β-Werte der beiden Fahrzustände wird verwendet);
    • – wenn mS >> mS_OLD, z. B. die angesammelte Partikelmenge ist im neuen Zustand wesentlich höher als im vorherigen Zustand, dann βMOD = βMAP (der Referenzparameter-β-Wert des neuen Fahrzustands wird verwendet);
  • Die im Partikelfilter angesammelte Partikelmenge wird deshalb als eine Funktion der Motorbetriebszustände und auch der vergangenen Partikelansammlung in den Partikelfilter berechnet.
  • An dieser Stelle kann die Regeneration des Partikelfilters entweder einfach auf Basis der im Partikelfilter angesammelten Partikelmenge oder auch genauer auf Basis eines Partikelzustandsinderes IPART (z. B. definiert bezüglich der Einheitlichkeit der Partikelverteilung oder des Zustands der entsprechenden physikalisch-chemischen Eigenschaften) aktiviert werden, der als Funktion des Betriebswerts βMOD des Parameters β entsprechend der Gleichung berechnet werden kann:
    Figure 00170001
    wobei βMAX und βMIN die minimalen und maximalen Parameter-β-Werte sind, die in der Referenzwert-βMAP-Karte abgespeichert sind.
  • Der Partikelverteilung-Einheitlichkeitsindex IPART sorgt für eine genaue Bestimmung des Maßes, in welchem die Verteilung oder der Zustand der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel im Partikelfilter kritisch sind und ihre Auswirkungen auf den Druckabfall quer durch den Partikelfilter. Das bedeutet je stärker der IPART Wert wächst desto entscheidender wird eine Regeneration des Partikelfilters.
  • Folgend zwei weitere beispielhafte Fälle:
    • 1) ein kraftvoller und hochtouriger Fahrzustand, in dem der Abgasfluss und die Abgastemperatur hoch sind: Partikel sammeln sich hauptsächlich am Ende der Partikelfilterkanäle an und/oder werden durch hohe Dichte- und Permeabilitätswerte bestimmt und geben deshalb einen niedrigen Betriebswert des Parameters β;
    • 2) ein außerstädtischer Fahrzustand, in dem der Abgasfluss und die Abgastemperatur mittelmäßig niedrig sind: die Partikel sammeln sich hauptsächlich auf halber Strecke entlang der Partikelfilterkanäle und/oder werden durch mittelmäßig niedrige Dichte- und Permeabititätswerte chrakterisiert, liefern deshalb einen mittelmäßig hohen Betrirbswert des Parameters β;
  • Für eine gegebene Menge von angesammelten Partikeln ist der erste dieser beiden Motorbetriebszustände wesentlich kritischer als der zweite und wird im IPART-Wert widergespiegelt: Im ersten Fall gilt in der Tat IPART ≈ 1, wobei im zweiten Fall IPART ≈ 0,5.
  • Zusammenfassend gilt, dass eine Beziehung entweder zwischen den Parameter-β-Werten und der Partikelverteilung in jedem der Partikelfilterkanäle oder zwischen den Parameter-β-Werten und den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel oder beides zugleich zu einem unterschiedlichen Grad besteht.
  • In anderen Worten kann, abhängig von den Veränderungen der Motorbetriebszustände, die Partikelverteilung in den Partikelfilterkanälen variieren, während die jeweiligen physikalisch-chemischen Eigenschaften konstant bleiben oder die Partikelverteilung kann im Wesentlichen unverändert bleiben und es sind die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel die sich verändern.
  • Das, was oben bezüglich der Abbildung und Berechnung der Betriebswerte des Parameters β als eine Funktion der Motorbetriebszustände gesagt wurde, trifft für beide Situationen oder jede Situation dazwischen zu.
  • Um die Effekte von partiellen Regenerationen (z. B. NOx-basierende, spontane Regeneration) und längerem Nichtgebrauch des Fahrzeuges („Park-"Effekt) zu berücksichtigen, wurde ein spezieller Algorithmus bestimmt. Es ist bekannt, dass sich nach partiellen Regenerationen oder längerem Nichtgebrauch des Fahrzeugs die Verteilung und/oder die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel verändern können, was in einem anderen (typischerweise niedrigeren) Druckabfall quer durch den Filter bei gleichem Abgasfluss und gleicher Abgastemperatur bei gleicher, im Filter angesammelter Partikelmasse resultiert. Nichts desto trotz haben Tests, die vom Anmelder durchgeführt wurden, gezeigt, dass die folgend angesammelten Partikel nicht von den restlichen bereits im Filter vorhandenen beeinflusst werden. Anders gesagt, die folgend angesammelten Partikel werden von den gleichen, physikalisch-chemischen Eigenschaften und der gleichen Verteilung charakterisiert, wie die, die sich beginnend mit einem sauberen Filter in den gleichen Motorbetriebszuständen (das bedeutet, dass er vom gleichen Wert von β charakterisiert wird) ansammeln. Diese Phänomene werden schematisch in den 3b und 3c gezeigt.
  • Deshalb kann eine Abweichung Δm berechnet werden, um die im Filter angesammelte Partikelmasse mS zu korrigieren (typischerweise zu erhöhen), die die Abweichung ohne die Berücksichtigung der Effekte der partiellen Regenerationen (z. B. NOx-basierende, spontane Regeneration) und des längeren Nichtgebrauchs des Fahrzeuges („Park-"Effekt) entsprechend der Gleichung 5 abschätzen kann, mS_CORR = mS + Δm (eq. 5)wobei mS_CORR die wirkliche Masse der im Filter angesammelten Partikel ist. Die Abweichung Δm wird in den folgenden Fällen bestimmt:
    • 1) Nach einer gewissen Wartezeit, die dem Anlassen des Motors folgt, wird der momentane Wert von mS (wenn kleiner) vom Wert von mS_CORR abgezogen, der in der elektronischen Kontrolleinheit beim vorherigen Ausschalten abgespeichert wurde (mS_CORR_ECU): Δm = mS_CORR_ECU – mS. Das erlaubt, die Änderungen in den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel nach einem längeren Nichtgebrauch des Fahrzeuges („Park-"Effekt) zu kompensieren.
    • 2) Nach einer teilweisen Regeneration (z. B. NOx-basierende, spontane Regeneration) wird der momentane Wert von mS (wenn kleiner) vom momentanen Wert des mS_CORR abgezogen: Δm = mS_CORR – mS. Der momentane Wert von mS_CORR wird als Differenz zwischen dem Wert von mS_CORR vor dem Beginn der Regeneration und einem experimentell abgeschätzten Wert der regenerierten Partikel mREG (eine Funktion über die Zeit und die Motorbetriebszustände) berechnet. Dies erlaubt es, die Änderung in der Partikelverteilung nach einer partiellen Regeneration (z. B. NOx-basierende, spontane Regeneration) zu kompensieren. Sobald die Abwei chung Δm berechnet wurde, wird sie zum momentanen Wert von mS addiert, so dass mS_CORR = mS + Δm.
  • Letztendlich wird der Wert von mS_CORR nur dann als zuverlässig angesehen, wenn der Wert des Abgasflusses und der des Druckabfalles quer durch den Filter höher ist als gewisse akzeptable Werte, um so die Effekte der typischerweise beschränkten Sensorgenauigkeit (eine Messung unter Leerlaufbedingungen wird normalerweise als nicht verlässlich angesehen) zu beschränken. Wenn der Wert des Abgasflusses und der des Druckabfalls quer durch den Filter niedriger als gewisse akzeptable Werte sind, wird ein Simulationsstatus aktiviert (Sim = on) und der letzte akzeptable Wert des mS_CORR wird zu jedem Zeitschritt um einen experimentell abgeschätzten, momentanen Wert der Partikelabgabe mEXP (eine Funktion der Motorbetriebszustände) erhöht.
  • Das 4 Blockdiagramm fast zusammen, was bis jetzt bezüglich der Abschätzung der im Partikelfilter angesammelten Partikelmenge und der Aktivierung der Regeneration des Filters gesagt wurde.
  • Genauer gesagt, zeigt in 4 Bezugsziffer 20 den Block, der das physikalische Modell des Partikelfilters implementiert, der in der vorher verdeutlichten Gleichung (eq. 2) beschrieben wurde und das die im Partikelfilter angesammelte Partikelmenge bereit stellt; 21 zeigt den Block, der den Betriebswert βMOD des Parameters β zur Verwendung in Block 20 und bezüglich des momentanen Motorbetriebszustandes und der vergangenen Partikelansammlung im Partikelfilter bereit stellt; und Bezugsziffer 22 zeigt den Block, der den Partikelzustandsindex IPART berechnet.
  • Genauer gesagt, empfängt Block 20 den Druckabfall ΔPDPF quer durch den Partikelfilter, die Abgastemperatur T, den Abgasfluss Qm, den atmosphärischen Druck Patm und den Betriebswert βMOD des vom Block 21 bereitgestellten Parameters β und stellt die Partikelmenge mS, die im Partikelfilter im momentanen Motorbetriebszustand angesammelt wurden bereit und die unter Verwendung der obigen Gleichung (eq. 2) berechnet wurde.
  • Block 21 empfängt den Motordrehzahl und die Last, die den momentanen Motorbetriebszustand bestimmen, empfängt vom Block 20 die im Partikelfilter angesammelte Partikel menge mS und stellt den Betriebswert βMOD des Parameters β dem Block 20 zur Berechnung der Menge der angesammelten Partikel mS und dem Block 22 zur Berechnung des Partikelzustandsindex IPART bereit.
  • Block 22 empfängt den Betriebswert βMOD des Parameters β vom Block 21 und stellt den Zustandsindex IPART der Partikel im Partikelfilter bereit.
  • Letztendlich empfängt Block 25 die im Partikelfilter angesammelte Partikelmenge mS, die ohne Berücksichtigung der Effekte der Partiellregenerationen (z. B. NOx-basierende, spontane Regeneration) und des längen Nichtgebrauchs des Fahrzeugs („Park-"Effekt) abgeschätzt wurden und stellt die endgültige, korrigierte Masse mS_CORR der im Filter angesammelten Partikel bereit.
  • Die 5 und 6 zeigen ein Blockdiagramm und ein Zustandsdiagramm, die die Tätigkeiten veranschaulichen, die in Block 21 in der 4 durchgeführt werden, um den Betriebswert βMOD des Parameters β zu berechnen, um mit diesem die im Partikelfilter angesammelte Partikelmenge abzuschätzen.
  • Genauer gesagt zeigt die Bezugsziffer 23 in 5 den Block, der die Karte von Referenzwerten βMAP des Parameters β als eine Funktion der Motorbetriebszustände speichert und der die Drehzahl und die Motorlast empfängt und die Referenzwerte βMAP des Parameters β entsprechend des momentanen Motorzustands bereit stellt; und die Bezugsziffer 24 zeigt einen Zustandsautomaten bzw. Maschine zur Berechnung des Betriebswertes βMOD des Parameters β, der einen Referenzwert βMAP von einem Block 23 und die gespeicherte Partikelmenge mS_OLD empfängt und den Betriebswert βMOD bereitstellt.
  • Die Zustandsmaschine 24 führt die unten beschriebenen Tätigkeiten mit Referenz auf das Zustandsdiagramm in 6 durch.
  • Wie in 6 gezeigt entspricht ein Einschalten des Motors einem Zustand A, in dem βMOD = βECU, βMOD_OLD = βECU und mS = mS_ECU wobei βECU und mS_ECU die Parameter-β- und angesammelten Partikelmasse-mS-Werte sind, die im Modell vor dem letzten Ausschalten des Motors verwendet wurden und in der Motorkontrolleinheit gespeichert wurden.
  • Wenn βMAP ≤ βMOD_OLD, dann wechselt der Zustand A in den Zustand B, in welchem der letzte geschätzte Wert der angesammelten Partikel mS gespeichert wird, indem mS_OLD = mS und βMOD = βMAP und βMOD_OLD = βMAP eingegeben werden; wobei, wenn βMAP > βMOD_OLD der Zustand A in einem Bereitschaftszustand C wechselt. Im Zustand B, wenn βMAP > βMOD_OLD wechselt der Zustand B in den Zustand C; wobei, wenn βMAP < βMOD_OLD der Zustand B beibehalten wird.
  • Im Zustand C, wenn βMAP ≤ βMOD_OLD wechselt der Zustand C in den Zustand B; wobei, wenn die berechneten, angesammelten Partikel mS die gespeicherten, angesammelten Partikel mS_OLD um einen vorherbestimmten Schwellenwert überschreiten, z. B. wenn mS – mS_OLD ≥ Schwellenwert, wechselt der Zustand C in einen Zustand D, in dem der Wert βMOD des Parameters β entsprechend der vorhergezeigten Gleichung (eq. 3) berechnet wird, und βMOD_OLD = βMOD und mS_OLD = mS eingestellt werden.
  • Im Zustand D, wenn βMAP > MOD_OLD wechselt der Zustand D zurück in den Zustand C; wobei, wenn βMAP ≤ βMOD_OLD der Zustand D in den Zustand B wechselt.
  • Wenn der Motor abgeschaltet wird, wechselt jeder Zustand A, B, C, D in den Zustand E, in dem die momentanen βMOD- und mS-Werte in der Motorkontrolleinheit als βECU und mS_ECU entsprechend gespeichert werden, so dass sie das nächste Mal, wenn der Motor angeschaltet wird, zur Verfügung stehen.
  • 7 zeigt ein Zustandsdiagramm, das die Tätigkeiten verdeutlicht, die in Block 25 der 4 durchgeführt werden, um den endgültigen, korrekten Wert der im Filter angesammelten Partikelmasse mS_CORR zu berechnen.
  • Wie in 7 gezeigt entspricht das Anschalten des Motors einem Zustand A, in dem mS_CORR = mS_CORR_ECU wobei mS_CORR_ECU der Wert der angesammelten Partikelmasse mS_CORR vor dem letzten Anschalten des Motors ist und der in der Motorkontrolleinheit gespeichert wurde.
  • Nach einer gewissen Wartezeit (Zustand B), die dem Anschalten des Motors folgt, z. B. wenn der Timer den Wert t erreicht, wird der momentane Wert von mS (wenn niedriger) vom Wert von mS_CORR abgezogen, der in der elektronischen Kontrolleinheit beim vorhergehenden Ausschalten (mS_CORR_ECU) gespeichert wurde, und der Abweichungswert Δm = mS_CORR – mS berechnet (Zustand C).
  • Die Abweichung Δm wird zu den folgenden Werten von mS im Normalzustand addiert: mS_CORR = mS + Δm (Zustand D). Dieser Teil des Zustandsautomaten ist fähig, mögliche Veränderungen der Partikelverteilung im Raum im Partikelfilter und/oder Veränderungen der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel zwischen (zwei) aufeinander folgendem Einschalten und Ausschalten (z. B. einem Parken des Fahrzeugs) zu berücksichtigen.
  • Die Abweichungskorrektur (Zustand D) wird nur durchgeführt, wenn der Wert von mS als zuverlässig angesehen wird, z. B. wenn die Variable Sim = off. Dies bedeutet, dass der Wert des Abgasflusses und der des Druckabfalls quer durch den Filter höher sind als gewisse angenommene Werte. Wenn Sim = on, wird ein Simulationszustand aktiviert (Zustand F) und der Ausgabewert des Zustandsautomaten mS_CORR mit jedem Zeitschritt um einen experimentell abgeschätzten Momentanwert der Partikelabgabe mEXP (eine Funktion der Motorbetriebszustände) erhöht.
  • Wenn ein NOx-basierender, spontaner Regenerationszustand erkannt wird, z. B. NOx_reg = on (NOx_reg ist eine Funktion der Motorbetriebszustände), wird ein Zustand E aktiviert und der Ausgang der Zustandsmaschine mS_CORR wird in jedem Zeitschritt um einen experimentell abgeschätzten Momentanwert von regenerierten Partikeln mNOx (eine Funktion der Motorbetriebszustände) erniedrigt. Dann wird mS_CORR als das Maximum zwischen dessen Wert und dem Wert von mS + Δm (z. B. der Wert von mS_CORR im Zustand D) berechnet.
  • Nach einer NOx-basierenden, spontanen Regeneration z. B. NOx_reg = off wird der aktuelle Wert von mS (wenn niedriger) vom aktuellen Wert von mS_CORR abgezogen, wobei ein Abweichungswert berechnet wird: Δm = mS_CORR – mS (Zustand C).
  • Dieser Teil des Zustandsautomaten ist fähig, mögliche Veränderungen der Partikelverteilung im Raum im Partikelfilter und/oder Veränderungen in den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel, verursacht durch eine NOx-basierende, spontane Regeneration des Filters, zu berücksichtigen.
  • Beim Ausschalten (Zustand G) wird der Wert von mS_CORR in der Motorkontrolleinheit (mS_CORR_ECU = mS_CORR) gespeichert. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der vorhergehenden Beschreibung klar.
  • Insbesondere gewährleistet die vorliegende Erfindung die Berechnung der im Partikelfilter angesammelten Partikelmenge unter Verwendung einer Motorkontrolleinheit des Typs, der gewöhnlich in der Fahrzeugindustrie verwendet wird z. B. ohne den Bedarf nach leistungsstarken und deshalb teuren Rechenmitteln.
  • Dem zu folge ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Anpassung der obigen Partikelfilterregenerationskriterien (auf Basis der wirklich angesammelten Partikelmenge oder eines Partikelzustandsindexes), die, nachdem sie effizienter als momentan verwendete Kriterien (Kilometerstand des Fahrzeuges) sind, nur dann eine Regeneration des Partikelfilters bereit stellen, wenn diese absolut notwendig ist, wodurch die Nachteile bezüglich des Treibstoffverbrauchs und der Volllastleistung, die typischerweise mit der Partikelfilterregeneration in Verbindung steht, minimiert werden.
  • Tests, die vom Anmelder durchgeführt wurden, zeigen in der Tat, dass, während eine 10-minütige Regeneration des Partikelfilters den Treibstoffverbrauch um mehr als 200% erhöhen kann, die Regeneration des Partikelfilters, wie sie in der vorliegenden Veröffentlichung gezeigt wurde, in einer durchschnittlichen Treibstoffverbrauchserhöhung von nur 1–2% resultiert.
  • Des Weiteren basiert das vorgeschlagene Partikelfiltermodell auf einfachen, analytischen Gleichungen kann einfach durch eine spezielle Gruppe von Benchtests, bei denen der Motor unter konstanter Geschwindigkeit arbeitet, validiert werden und kann mit der Ausnahme der Temperatur- und Druckabfall-Sensoren, ohne einem Bedarf nach, anderen Sensoren als denen die normalerweise in einem Fahrzeug bereitstehenden implementiert werden.
  • Offensichtlich können Änderungen an dem, was hier beschrieben und verdeutlicht wurde, durchgeführt werden, ohne jedoch vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen festgelegt wurde.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Partikelmenge (ms), die sich in einem Partikelfilter (9) angesammelt hat, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt umfasst, die Veränderung der räumlichen Verteilung der Partikel in dem Partikelfilter (9) und/oder die Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel als Funktion von Motorbetriebszuständen und vergangener Partikelansammlung im Partikelfilter (9) zu erfassen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der räumlichen Verteilung der Partikel im Partikelfilter (9) und/oder die Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel als Funktion der Abgastemperatur und des Abgasflusses bestimmt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestimmungsschritt folgende Schritte umfasst: – eine Anzahl von Referenzwerten (βMAP) eines Parameters (β) zu bestimmen, der ein Verhältnis zwischen der Partikelmenge (ms), die sich im Partikelfilter (9) angesammelt hat, und dem Druckabfall (ΔPDPF) über den Partikelfilter (9) hinweg festlegt, wobei sich die Referenzwerte (βMAP) jeweils auf einen konstanten Motorbetriebszustand beziehen, der einem bestimmten konstanten Partikelansammlungszustand im Partikelfilter (9) entspricht; – einen Betriebswert (βMOD) des Parameters (β) bezüglich des aktuellen Motorbetriebszustands als Funktion des Referenz werts (βMAP) des Parameters (β) bezüglich desselben Motorbetriebszustands und vergangener Partikelansammlung im Partikelfilter (9) zu bestimmen; und – die Partikelmenge (ms), die sich im Partikelfilter (9) im aktuellen Motorbetriebszustand angesammelt hat, als Funktion des Betriebswerts (βMOD) des Parameters (β), der für den aktuellen Motorbetriebszustand berechnet wurde, zu bestimmen.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzwerte (βMAP) des Parameters (β) bei einem Anfangskalibrierungsschritt bestimmt werden, indem Partikel eine bestimmte Zeitdauer lang im konstanten Motorbetriebszustand, der dem Referenzwert (βMAP) zugeordnet wurde, im Partikelfilter (9) angesammelt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens eines Betriebswerts (βMOD) des Parameters (β), der sich auf den aktuellen Motorbetriebszustand bezieht, folgende Schritte umfasst: – den Referenzwert (βMAP) des Parameters (β), der sich auf den aktuellen Motorbetriebszustand bezieht, mit einem vorhergehenden Betriebswert (βMOD_OLD) des Parameters (β) zu vergleichen; – falls der Referenzwert (βMAP) kleiner oder gleich dem vorhergehenden Betriebswert (βMOD_OLD) ist, den Betriebswert (βMOD) dem Referenzwert (βMAP) in einer Zeit anzugleichen, die von den Motorbetriebszuständen abhängt; – falls der Referenzwert (βMAP) größer als der vorhergehende Betriebswert (βMOD_OLD) ist, zu warten, bis sich eine größere Partikelmenge als eine vorbestimmte Menge (Schwellenwert) im Partikelfilter (9) ansammelt, und dann den Betriebswert (βMOD) als Funktion des Referenzwerts (βMAP) und des vorhergehenden Betriebswerts (βMOD_OLD) zu berechnen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Betriebswert (βMOD) nach der folgenden Gleichung berechnet:
    Figure 00280001
    worin: – βMOD der Betriebswert des Parameters β ist; – βMAP der Referenzwert des Parameters β ist; – βMOD_OLD der vorhergehende Betriebswert von β ist; – mS die neue Partikelmenge ist, die sich angesammelt hat; und – mS_OLD die vorhergehend bestimmte Partikelmenge ist, die sich angesammelt hat.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es auch die folgenden Schritte umfasst: – einen Zustandsindex (IPART) der Partikel im Partikelfilter (9) zu bestimmen; und – die Regenerierung des Partikelfilters (9) basierend auf dem Zustandsindex (IPART) der Partikel im Partikelfilter (9) zu aktivieren.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zustandsindex (IPART) der Partikel im Partikelfilter (9) nach der folgenden Gleichung bestimmt:
    Figure 00290001
    worin: – IPART der Zustandsindex der Partikel ist; – βMOD der Betriebswert des Parameters β ist; – βMAX und βMIN die gespeicherten Höchst- und Mindestwerte des Parameters β sind.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt umfasst, die Veränderung in der räumlichen Verteilung der Partikel im Partikelfilter (9) und/oder die Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel zu bestimmen, die von Partikelregenerierungen und längerem Nichtgebrauch des Fahrzeugs herrührt/herrühren.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt umfasst, den endgültigen Korrekturwert mS_CORR für die Partikel, die sich in dem Partikelfilter (9) angesammelt haben, durch die Berechnung einer Abweichung Δm zu schätzen, die dem Wert der Partikel (mS) in dem Partikelfilter hinzuzufügen ist, der ohne die Veränderung der räumlichen Verteilung der Partikel im Partikelfilter (9) und/oder die Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel zu berücksichtigen geschätzt wird, die von Partikelregenerierungen und längerem Nichtgebrauch des Fahrzeugs herrührt/herrühren.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt umfasst, eine Abweichung Δm nach einem bestimmten Zeitbetrag nach dem Anlassen nach der folgenden Gleichung zu bestimmen: Δm = mS_CORR_ECU – mS worin: – mS_CORR_ECU der Wert von mS_CORR ist, der beim vorherigen Ausschalten in der elektronischen Steuereinheit gespeichert wurde; – mS der Wert der Partikel ist, die sich im Partikelfüter angesammelt haben, und der ohne die Veränderung der räumlichen Verteilung der Partikel im Partikelfilter (9) und/oder die Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel zu berücksichtigen geschätzt wird, die von Partikelregenerierungen und längerem Nichtgebrauch des Fahrzeugs herrührt/herrühren.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt umfasst, eine Abweichung Δm nach einer Teilregenerierung nach der folgenden Gleichung zu bestimmen: Δm = mS_CORR – mS worin: – mS_CORR der Wert der Partikel ist, die sich vor einer Teilregenerierung in einem Partikelfilter angesammelt haben, der bei jedem Zeitschritt während des Teilregenerierungszustands mit einem experimentell geschätzten momentanen Wert der regenerierten Partikel mNox als Funktion der Motorbetriebszustände rückwärts gezählt wird; – mS der Wert der Partikel ist, die sich im Partikelfilter angesammelt haben, und der ohne die Veränderung der räumlichen Verteilung der Partikel im Partikelfilter (9) und/oder die Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Partikel zu berücksichtigen geschätzt wird, die von Partikelregenerierungen und längerem Nichtgebrauch des Fahrzeugs herrührt/herrühren.
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IT2002TO000072A ITTO20020072A1 (it) 2002-01-25 2002-01-25 Metodo per la determinazione della quantita' di particolato accumulata in un filtro per particolato.
ITTO20020072 2002-01-25

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Families Citing this family (85)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10233945B4 (de) * 2002-07-25 2005-09-22 Siemens Ag Verfahren zur Reinigung eines Partikelfilters
CN100351500C (zh) * 2002-08-13 2007-11-28 株式会社博世汽车系统 过滤器控制装置
DE10248431A1 (de) * 2002-10-17 2004-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Partikelfilters
JP3864910B2 (ja) * 2003-01-10 2007-01-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3750664B2 (ja) * 2003-03-07 2006-03-01 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
FR2854650B1 (fr) * 2003-05-07 2007-12-21 Renault Sa Procede et dispositif de determination de la quantite de particules presente dans un media filtrant d'un systeme d'echappement d'un moteur thermique et ensemble de motorisation le comprenant
US7192463B2 (en) * 2003-07-11 2007-03-20 Cummins Filtration Ip, Inc. Arrangement for mounting electrical components to an aftertreatment filter
JP4103720B2 (ja) * 2003-07-31 2008-06-18 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置および微粒子捕集フィルタにおける微粒子堆積量状態判定方法
US7017338B2 (en) * 2003-11-03 2006-03-28 Ford Global Technologies, Llc Diesel particulate filter pressure monitor
ITTO20030999A1 (it) 2003-12-12 2005-06-13 Fiat Ricerche Metodo di attivazione della rigenerazione di un filtro del particolato in base ad una stima della quantita' di particolato accumulata nel filtro del particolato.
JP4403944B2 (ja) * 2004-01-13 2010-01-27 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
JP4170935B2 (ja) * 2004-03-11 2008-10-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4403961B2 (ja) * 2004-03-12 2010-01-27 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
FR2869639B1 (fr) * 2004-04-29 2009-06-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de determination de la charge d'un piege pour substances polluantes
JP4301070B2 (ja) * 2004-04-30 2009-07-22 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
JP4470593B2 (ja) * 2004-06-03 2010-06-02 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
DE102004027509A1 (de) * 2004-06-04 2005-12-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters
JP4446840B2 (ja) * 2004-08-30 2010-04-07 株式会社日本自動車部品総合研究所 堆積量推定装置
AT501102B1 (de) * 2004-12-09 2007-02-15 Avl List Gmbh Verfahren zum ermitteln des partikeleintrages in einem im abgasstrom einer brennkraftmaschine angeordneten partikelfilter
DE112005002682B4 (de) * 2004-11-25 2018-05-30 Avl List Gmbh Verfahren zum Ermitteln der Partikelemissionen im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine
US9097195B2 (en) * 2004-11-26 2015-08-04 Lysanda Limited Vehicular diagnostic system
US8437903B2 (en) * 2004-11-26 2013-05-07 Lysanda Limited Vehicular diagnostic system
DE102004000065A1 (de) * 2004-12-07 2006-06-08 Ford Global Technologies, LLC, A Subsidiary of Ford Motor Company, Dearborn Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle der Regeneration eines Partikelfilters
US20060191258A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Caterpillar Inc. Particulate trap regeneration control system
JP4603951B2 (ja) * 2005-08-08 2010-12-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のすす発生量推定装置
US7478527B2 (en) * 2005-09-15 2009-01-20 Cummins, Inc Apparatus, system, and method for estimating particulate production
US7231291B2 (en) * 2005-09-15 2007-06-12 Cummins, Inc. Apparatus, system, and method for providing combined sensor and estimated feedback
US7562524B2 (en) * 2005-09-15 2009-07-21 Cummins, Inc. Apparatus, system, and method for estimating particulate consumption
US7484357B2 (en) * 2005-09-15 2009-02-03 Cummins, Inc Apparatus, system, and method for determining and implementing estimate reliability
US7506503B2 (en) * 2005-09-15 2009-03-24 Cummins, Inc Apparatus, system, and method for estimating ash accumulation
US7263825B1 (en) 2005-09-15 2007-09-04 Cummins, Inc. Apparatus, system, and method for detecting and labeling a filter regeneration event
US7677032B2 (en) * 2005-09-15 2010-03-16 Cummins, Inc. Apparatus, system, and method for determining the distribution of particulate matter on a particulate filter
US8209962B2 (en) * 2005-09-28 2012-07-03 Detroit Diesel Corporation Diesel particulate filter soot permeability virtual sensors
EP1948914B1 (de) * 2005-10-28 2011-12-28 Corning Incorporated Regeneration von dieselpartikelfiltern
JP4779888B2 (ja) * 2005-11-07 2011-09-28 日産自動車株式会社 排気浄化方法及び排気浄化装置
CN100447379C (zh) * 2005-11-07 2008-12-31 日产自动车株式会社 排气净化方法及排气净化装置
KR100680363B1 (ko) * 2005-11-08 2007-02-08 현대자동차주식회사 디젤매연 촉매 여과장치의 에이징 방법
JP4600264B2 (ja) * 2005-12-06 2010-12-15 株式会社デンソー 内燃機関用排気浄化装置
US7677030B2 (en) * 2005-12-13 2010-03-16 Cummins, Inc. Apparatus, system, and method for determining a regeneration availability profile
US7188512B1 (en) 2005-12-13 2007-03-13 Wills J Steve Apparatus, system, and method for calibrating a particulate production estimate
US7562523B2 (en) * 2005-12-13 2009-07-21 Cummins, Inc Apparatus, system, and method for determining a regeneration cycle thermal ramp
US7587892B2 (en) * 2005-12-13 2009-09-15 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for adapting a filter regeneration profile
JP4694402B2 (ja) * 2006-04-07 2011-06-08 富士重工業株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化装置
EP1873369B1 (de) 2006-06-28 2010-08-11 C.R.F. Società Consortile per Azioni Regeneration eines Dieselpartikelfilters
JP5102873B2 (ja) * 2007-05-01 2012-12-19 マック トラックス インコーポレイテッド ディーゼルエンジン排気システムのディーゼル排気微粒子フィルタを保全する方法及び装置
US7841172B2 (en) * 2007-05-31 2010-11-30 Caterpillar Inc Method and system for maintaining aftertreatment efficiency
US8011179B2 (en) * 2007-05-31 2011-09-06 Caterpillar Inc. Method and system for maintaining aftertreatment efficiency
US7861515B2 (en) * 2007-07-13 2011-01-04 Ford Global Technologies, Llc Monitoring of exhaust gas oxygen sensor performance
US8011180B2 (en) * 2007-08-16 2011-09-06 Ford Global Technologies, Llc Particulate filter regeneration
US8051645B2 (en) * 2007-12-18 2011-11-08 Ford Global Technologies, Llc Determination of diesel particulate filter load under both transient and steady state drive cycles
US7987672B2 (en) * 2008-01-22 2011-08-02 GM Global Technology Operations LLC Turbocharger protection systems and methods
JP5123686B2 (ja) * 2008-02-08 2013-01-23 三菱重工業株式会社 Dpf堆積量推定装置
US7835847B2 (en) * 2008-02-28 2010-11-16 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for determining a regeneration availability profile
US20090241520A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-01 Woodward Governor Company Diesel Exhaust Soot Sensor System and Method
US8499550B2 (en) * 2008-05-20 2013-08-06 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for controlling particulate accumulation on an engine filter during engine idling
US8316635B2 (en) * 2008-06-13 2012-11-27 Cummins Filtration Ip, Inc. Methods of increasing accuracy of soot load estimates
DE602008004638D1 (de) 2008-06-25 2011-03-03 Fiat Ricerche Verfahren zur Bestimmung der Menge von in einem Partikelfilter angesammelten Partikel
EP2302180B1 (de) * 2008-07-10 2014-04-30 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd Baumaschine
JP5702287B2 (ja) * 2008-09-10 2015-04-15 マック トラックス インコーポレイテッド ディーゼル微粒子フィルタ、エンジンおよび後処理システムにおける煤負荷を推定する方法
US8161738B2 (en) * 2008-11-26 2012-04-24 Corning Incorporated Systems and methods for estimating particulate load in a particulate filter
US8069658B2 (en) * 2008-11-26 2011-12-06 Corning Incorporated Methods for estimating particulate load in a particulate filter, and related systems
US20110000193A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Woodward Governor Company System and method for detecting diesel particulate filter conditions based on thermal response thereof
US8783022B2 (en) * 2009-08-17 2014-07-22 Donaldson Company, Inc. Retrofit aftertreatment system for treating diesel exhaust
US8310249B2 (en) * 2009-09-17 2012-11-13 Woodward, Inc. Surface gap soot sensor for exhaust
US8332124B2 (en) * 2009-11-24 2012-12-11 Corning Incorporated Mass based methods and systems for estimating soot load
US8516804B2 (en) * 2010-02-26 2013-08-27 Corning Incorporated Systems and methods for determining a particulate load in a particulate filter
FR2965013B1 (fr) * 2010-09-22 2012-08-31 Renault Sa Procede d'estimation adaptative d'une charge courante en suie d'un filtre a particules.
WO2012118858A2 (en) * 2011-02-28 2012-09-07 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method of dpf passive enhancement through powertrain torque-speed management
GB201105830D0 (en) 2011-04-06 2011-05-18 Lysanda Ltd Mass estimation model
US8813557B2 (en) * 2011-04-12 2014-08-26 Bosch Automotive Service Solutions Llc Diesel particulate filter flow rate measuring apparatus and method
CN104066940B (zh) * 2012-01-13 2016-11-02 日立建机株式会社 工程机械
EP2623757A3 (de) * 2012-01-31 2015-03-18 International Engine Intellectual Property Company, LLC Architektur einer Sollwert-Kennfeldsteuerung
US20130204508A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling an engine
FR2989422A1 (fr) * 2012-04-13 2013-10-18 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de calcul d'une masse de suies presentes dans un filtre a particules
GB2501703A (en) * 2012-04-30 2013-11-06 Gm Global Tech Operations Inc Method of estimating a variation of a quantity of soot accumulated in a particulate filter
US9140156B2 (en) * 2012-08-01 2015-09-22 GM Global Technology Operations LLC NOx-flowrate and temperature correction during soot mass estimation in a vehicle exhaust after-treatment device
GB2513586A (en) * 2013-04-30 2014-11-05 Gm Global Tech Operations Inc Method of controlling a diesel particulate filter
US8935953B2 (en) * 2013-05-15 2015-01-20 GM Global Technology Operations LLC Adaptive soot mass estimation in a vehicle exhaust after-treatment device
JP2015169137A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
GB2523990A (en) * 2014-03-10 2015-09-16 Gm Global Tech Operations Inc Method of controlling a diesel particulate filter
DE102018125730A1 (de) * 2018-10-17 2020-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Rußfilters
EP3808948A1 (de) * 2019-10-16 2021-04-21 Volvo Car Corporation Verbessertes vorkonditionierungsverfahren für partikelfilter
CN112267931B (zh) * 2020-10-26 2021-10-15 浙江吉利控股集团有限公司 一种车辆的再生控制方法及再生控制系统
US11846242B2 (en) 2022-01-03 2023-12-19 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for overcoming a degraded particulate filter pressure sensor
CN115405402B (zh) * 2022-08-29 2024-03-19 潍柴动力股份有限公司 一种碳载量模型的确定方法、装置、电子设备及存储介质

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS578311A (en) * 1980-06-19 1982-01-16 Toyota Motor Corp Method and device for decreasing discharged quantity of diesel particulates
US4390355A (en) * 1982-02-02 1983-06-28 General Motors Corporation Wall-flow monolith filter
JPS61424A (ja) * 1984-06-12 1986-01-06 Nippon Denso Co Ltd セラミツクフイルタ
DE3723470C2 (de) * 1987-07-16 1997-04-24 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren zur Steuerung der Regenerierung eines Rußfilters
JP3147372B2 (ja) * 1990-10-10 2001-03-19 株式会社日本自動車部品総合研究所 排気ガス微粒子捕集用フィルタ
DE4230180A1 (de) * 1992-09-09 1994-03-10 Eberspaecher J Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands von Partikelfiltern
DE69907174T2 (de) * 1999-09-03 2004-05-06 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Co., Dearborn Verfahren zur Bestimmung der in einem Dieselabgasfilter anfallenden Partikelmenge
DE19961159A1 (de) * 1999-12-17 2001-08-16 Volkswagen Ag Verfahren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Partikelfilters einer Verbrennungskraftmaschine
JP3707395B2 (ja) * 2001-04-26 2005-10-19 トヨタ自動車株式会社 排気ガス浄化装置
DE10160944A1 (de) * 2001-12-12 2003-07-10 Opel Adam Ag Verfahren und Messanordnung zur Ermittlung des Rußbeladungsgrades eines Partikelfilters, insbesondere bei einem Dieselmotor

Also Published As

Publication number Publication date
ITTO20020072A0 (it) 2002-01-25
ES2232788T3 (es) 2005-06-01
US6941750B2 (en) 2005-09-13
EP1333165B1 (de) 2005-01-12
US20030167757A1 (en) 2003-09-11
ATE287031T1 (de) 2005-01-15
EP1333165A1 (de) 2003-08-06
DE60300260D1 (de) 2005-02-17
ITTO20020072A1 (it) 2003-07-25

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