WO2018219824A1 - Method and arrangement for determining the resonance frequency of an exhaust-gas aftertreatment system - Google Patents

Method and arrangement for determining the resonance frequency of an exhaust-gas aftertreatment system Download PDF

Info

Publication number
WO2018219824A1
WO2018219824A1 PCT/EP2018/063821 EP2018063821W WO2018219824A1 WO 2018219824 A1 WO2018219824 A1 WO 2018219824A1 EP 2018063821 W EP2018063821 W EP 2018063821W WO 2018219824 A1 WO2018219824 A1 WO 2018219824A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency
aftertreatment system
excitation signal
change
exhaust aftertreatment
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/063821
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Weinberger
Willibald Reitmeier
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Publication of WO2018219824A1 publication Critical patent/WO2018219824A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/12—Other sensor principles, e.g. using electro conductivity of substrate or radio frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for resonant frequency Be ⁇ mood of an exhaust aftertreatment system and an arrangement for resonant frequency determination of such an exhaust aftertreatment system.
  • a resonance frequency of an exhaust aftertreatment system such as a filter or a Ka ⁇ talysators, such as those used in the automotive industry or generally in the field of internal combustion engines is commonly used to the state of the exhaust aftertreatment ⁇ development system, for example, its Beladungs- or filling state , to rate.
  • an exhaust aftertreatment system such as a filter or a Ka ⁇ talysators, such as those used in the automotive industry or generally in the field of internal combustion engines is commonly used to the state of the exhaust aftertreatment ⁇ development system, for example, its Beladungs- or filling state , to rate.
  • an application possible ⁇ ness provides, for example, to refer to the displacement of a resonance frequency as a measure of Beladungs- or filling degree of the exhaust aftertreatment system.
  • This object is achieved in a first aspect by a method for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system according to claim 1.
  • an excitation signal particularly a high-frequency alternating voltage signal generated by changing in a given frequency range before ⁇ frequency and coupled via a coupling path in the exhaust aftertreatment system.
  • the exhaust aftertreatment system reflects the coupled excitation signal and appears electrically as fre ⁇ quenztwoe load impedance in the coupling path.
  • a monitoring quantity ofatssi ⁇ gnals or a monitor size of a lying in Kopp ⁇ lung path electrical component is monitored such that a change in the monitoring variable is detected which is caused due to a change of the frequency dependent load impedance on the frequency of the applied excitation signal.
  • a measure of the detected change in the monitoring size in terms of a resonance behavior of the ex ⁇ gas aftertreatment system is evaluated.
  • a determination of resonances of an exhaust aftertreatment system such as for example a catalyst or a filter, thus takes place. It is used from ⁇ that the load impedance of the acting as electrical resonance exhaust aftertreatment system when excited with the excitation signal in the vicinity of a resonant frequency on the frequency changes more than over the remaining frequency range.
  • This change in the load impedance is used in order to be able to conclude a resonance of the exhaust aftertreatment system on account of a resulting change in a monitoring variable of the excitation signal or a monitoring variable of an electrical component lying in the coupling path.
  • a resonant frequency of the exhaust aftertreatment system can be determined in a very simple and cost-effective manner by evaluating a measure of the detected change in the monitored variable.
  • the evaluation of a resonant frequency allows, for example, the determination of a state of the exhaust aftertreatment system, such as a loading or Be Shellungszu- state of a catalyst ceramic in the exhaust aftertreatment system, the dielectric parameters depend on the loading or filling state. A change in the dielectric parameters results in a changed resonance behavior of the exhaust aftertreatment system. This changed resonance behavior can finally be detected by a shift of the resonance frequency.
  • Monitoring size of the excitation signal in the feedback path may, for example, a high-frequency voltage signal (ie, the on ⁇ excitation signal itself) or a high-frequency current to be signal resulting from the current consumption by the load impedance ⁇ ⁇ .
  • the monitored variable of the excitation signal can be a high-frequency behavior of the excitation signal, for example a Be behavior of a high-frequency voltage signal or a high-frequency current signal.
  • the high-frequency behavior of the excitation signal may in particular comprise a change of the excitation signal, eg an amplitude or level change.
  • the high-frequency behavior of the excitation signal can be measured and evaluated via an evaluation unit provided for this purpose.
  • the electrical component may generally be dependent on the load impedance of the exhaust aftertreatment system signal, however, isolated from the coupling path is obtained. This means that the monitored variable of the electrical component lying in the coupling path changes when the load impedance of the exhaust gas aftertreatment system changes, but the monitoring quantity of the electrical component in the coupling path is not derived from the coupling path. In this way, the monitoring size of the lying in the coupling path
  • the electrical component is not obtained by measurement or tap in the coupling path or derived from such a measured or tapped signal. Rather, the effect is utilized that an electrical quantity isolated from the coupling path of the electrical component lying in the coupling path changes as a function of the load impedance of the exhaust-gas aftertreatment system.
  • the monitored variable may be directly this isolated electrical quantity or a quantity or signal derived therefrom.
  • the monitored variable of the electrical component lying in the coupling path may be a low-frequency signal.
  • the monitoring variable of the electrical component lying in the coupling path can be, for example, a DC or DC voltage signal of an electrical power consumption of the electrical component.
  • the monitoring of the size lying in the coupling path electrical component can be measured and evaluated via a space provided from ⁇ evaluation unit.
  • a phase of the excitation signal and the load impedance in the coupling path is kon ⁇ trolled influenced, whereby the ratio between the detected change in the monitoring size and a change in the frequency dependent load impedance on the frequency of the applied excitation signal or the degree of change (the Effect) of the frequency-dependent load impedance itself is affected.
  • Transit time effects for example, due to Lei ⁇ tung lengths
  • the ratio between a change in the monitoring size and this change causing change of the frequency dependent load impedance on the frequency of the applied excitation signal or the degree of change of the frequency dependent load impedance may vary itself.
  • the effects of a change in the load impedance on the frequency of the acted upon excitation signal can be optimized such that a change in the monitored variable can be detected as best as possible due to an optimally used ⁇ change of the load impedance.
  • a controlled influencing of the phase of the excitation signal in the coupling path can be carried out, for example, by means of a phase shifter component which is connected in the coupling path between a frequency generator circuit and the coupled exhaust gas aftertreatment system.
  • the phase shift ⁇ ber-component may be designed such that it changes the phase of a generated signal as an excitation AC signal and / or the phase of an AC signal corresponding thereto.
  • the phase shifter component may, for example, be designed as a kind of extension line in the coupling path in order to effect a phase shift. It can also be embodied as an active circuit component which has a similar load behavior as the frequency generator circuit mentioned above. This has the advantage that on the one hand the frequency generator circuit is more decoupled. On the other hand, the load impedance behavior of this active circuit component can be optimized for the application.
  • the above object is achieved according to a second aspect by an arrangement for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system according to claim 6.
  • the arrangement has an exhaust aftertreatment system, a frequency generator circuit for generating an excitation signal with a frequency changing in a predetermined frequency range for exciting the exhaust aftertreatment system and a coupling device for coupling the frequency generator circuit with the exhaust aftertreatment system.
  • the coupling Device may be, for example, an antenna device which is disposed within a housing of the exhaust aftertreatment device for coupling the excitation signal.
  • the arrangement has a detection circuit for detecting a change in a monitoring variable of the excitation signal or a change in a monitoring variable of an electrical component in a coupling path between the frequency generator circuit and the exhaust aftertreatment system due to a change in a load impedance of the exhaust aftertreatment system.
  • an evaluation unit is set up within the arrangement for evaluating a measure of a change in the monitored variable detected by the detection circuit with regard to a resonance behavior of the coupled exhaust gas aftertreatment system.
  • Such an arrangement also has the advantage over conventional solutions that a complex implementation via network analyzer circuits is eliminated. Rather, a simplified determination of a resonant frequency of the exhaust aftertreatment system is made possible due to the explained arrangement.
  • the arrangement is advantageously set up to carry out a method of the type explained above.
  • Figure 1 is a schematic representation of components of a
  • FIG. 2 shows a more detailed illustration of the arrangement according to FIG. 1,
  • FIG. 3 is a more detailed representation of
  • Figure 4 is a schematic diagram of courses of a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement 1 for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system.
  • the assembly 1 includes the exhaust aftertreatment system 2, which includes a filter or catalyst, such as a three-way catalyst (TWC), a selective catalytic reaction (SCR) catalyst, or a particulate filter, such as a diesel particulate filter (DPF) ,
  • the exhaust aftertreatment system 2 can be used, for example, for gasoline or diesel-powered motor vehicles.
  • One application of the arrangement 1 for the resonance frequency determining results for example for testing the Beladungs- Bezie ⁇ hung example filling state or a general functi ⁇ onsSullivans the exhaust aftertreatment system. 2
  • the arrangement 1 comprises a frequency generator circuit 3 which is coupled via a coupling path 4 electrically connected to the exhaust aftertreatment system ⁇ lung.
  • a coupling takes place via a coupling device (not shown).
  • the coupling device may be, for example, an antenna, via which an excitation signal with frequency f changing in a predetermined frequency range for coupling the exhaust aftertreatment system 2 into the same is coupled.
  • the exhaust aftertreatment system development ⁇ 2 reflects the coupled excitation signal, is again detectable via the coupling device.
  • the frequency generator circuit 3 Due to the coupling of the frequency generator circuit 3 via the coupling path 4 with the exhaust aftertreatment system 2, the latter appears in the arrangement 1 thus electrically as a load with a frequency-dependent impedance behavior (load impedance), which changes over the frequency f of the generated by the frequency generator circuit 3 excitation signal , In the case of resonance at one or more resonance frequencies, a significant change in the load impedance occurs.
  • load impedance frequency-dependent impedance behavior
  • the excitation signal of the changing frequency f generated by the frequency generator circuit 3 may, for example, be an AC voltage signal.
  • the excitation signal may be such that its frequency f increases continuously from a lower limit frequency f_min to an upper limit frequency f_max over a predetermined frequency range.
  • an excitation signal can be set via the frequency generator circuit 3, wherein the frequency increases in a microwave range of 1.5 to 6 GHz.
  • the frequency range could already start in the megahertz range, for example starting at 300 MHz.
  • the arrangement 1 according to FIG. 1 also has a detection circuit 5 or an evaluation unit 6, which are shown in FIG. 1 as a unit.
  • the detection circuit 5 is configured to detect a change in a monitoring quantity of the frequency generator circuit 3.
  • the recognition scarf ⁇ tung 5 monitors the monitoring value of the frequency generating circuit 3 and passes to the analysis unit 6 has a level of the measured monitoring magnitude of the frequency generator circuit 3.
  • the evaluation unit 6 evaluates the level with respect to a measure of the detected change in the monitoring value with respect to a resonant behavior of the Exhaust after-treatment system 2 off.
  • the evaluation unit 6 provides an evaluated from the degree of the detected change in the monitoring Size Re ⁇ sonanzfrequenz f_Res. It is conceivable to output a variable derived from it instead of the resonance frequency f_Res, for example, represents the Beladungs- or filling state or a general functional state of the exhaust gas treatment system ⁇ . 2
  • the arrangement 1 according to FIG. 1 makes use of the fact that the change of the load impedance of the exhaust aftertreatment system 2 over the frequency of the coupled-in excitation signal results in a change of the electrical monitoring variable within the frequency generator circuit 3.
  • This change in the monitored variable can be measured by the detection circuit 5 and evaluated by the evaluation unit 6 for determining the resonance frequency f_Res.
  • the monitored surveillance size within the Frequenzer ⁇ generator circuit 3 may, for example, a DC relate hung as DC voltage signal of an electrical power ⁇ receptive of an oscillator within the Frequenzerzeu ⁇ ger circuit 3 to be. This will be explained in more detail in connection with FIG. However, it is also possible alternatively that a high frequency current or high-frequency voltage signal is at ⁇ excitation signal monitored in the feedback path 4 of the detection circuit 5 as monitor size. Further al ⁇ ternative is conceivable to monitor as a monitoring Gleichstrom Stammtipp DC voltage signal of an electrical Leis ⁇ tion recording of a coupling path 4, other electrical component (such as any Signalaufhneungs ⁇ device), which will also be explained in more detail below.
  • FIG. 2 shows a more detailed arrangement of the components according to FIG. 1. In particular, according to FIG.
  • the evaluation unit 6 also acts in addition to the evaluation of a resonant frequency f_Res, as explained above, as a control unit for specifying a nominal frequency f_soll to the frequency generator circuit 3. This then generates, as explained above, the excitation signal with the over a predetermined frequency range changing frequency f , which is coupled via the coupling path 4 in the exhaust aftertreatment system 2.
  • the arrangement 1 additionally comprises an electrical component 7, which is interconnected within the coupling path 4 between the frequency generator circuit 3 and the exhaust gas aftertreatment system 2.
  • the electrical component 7 is interconnected within the coupling path 4 between the frequency generator circuit 3 and the exhaust gas aftertreatment system 2.
  • phase shifter component 7 may for example be rela ⁇ hung, an amplifier component and / or a ter-Fil ⁇ component, a phase shifter component.
  • the electric component 7 is a phase ⁇ slide component, allows the component 7 is a kon ⁇ trolled influencing the phase of the excitation signal in the feedback path 4.
  • an optimal sensitivity that is, an optimal correlation between the change of the load impedance over the frequency with a change in the monitored variable within the frequency generator circuit 3, be set for at least one specific resonant frequency.
  • FIG. 3 shows a more detailed representation of components of the arrangement 1.
  • the frequency generator circuit 3 comprises a voltage-controlled oscillator (VCO) 8, which is supplied via a supply voltage V +. Further, the VCO 8 has a control voltage input, via which it receives a control voltage ⁇ v_tune from a frequency synthesizer component. 9 Via the control voltage v_tune the frequency synthesizer component 9 can control the frequency f of the excitation signal ⁇ .
  • the frequency synthesizer component 9 can play specify a ramp signal of the control voltage at v_tune ⁇ , so that the VCO 8 generates an excitation signal having continuously ⁇ increasing frequency f.
  • PLL closed phase locked loop
  • the VCO 8 via a return path an actual value of the excitation signal with the frequency f_ist back to the frequency conditioner component 9, which compares the actual value of the excitation signal with a predetermined by the crystal quartz 10 target value and in this way the stimulus generated by the VCO 8 stable regulates.
  • the evaluation unit 6 is designed as a micro-processor ⁇ according to Figure 3 for example and further outputs the Frequenzauf ⁇ Heater component 9 has a nominal value of the frequency to be generated before F_set.
  • the detection circuit 5 is designed in accordance with FIG. 3 such that a measurement of the recorded direct current is carried out via a measuring path on the VCO 8.
  • the tapped current signal is smoothed over a low pass 11 and converted via an analog-digital converter 12 in a digital level value.
  • the component 12 may also be an integral part of the evaluation unit 6. This level value is transferred to a level evaluation of the evaluation unit 6. This evaluates the level with respect to a measure of a detected change in the DC behavior at the VCO 8, which allows conclusions about the change in the load impedance and thus on a resonance behavior of the exhaust aftertreatment system 2.
  • the evaluation unit 6 If, for example, the evaluated level value or its derivative above the frequency exceeds an upper limit value at a specific frequency f of the excitation signal, the evaluation unit 6 assumes a resonance case. In this case, the evaluation unit 6 outputs a resonance frequency f_Res.
  • a measure of a change in a DC voltage at the VCO 8 could also be measured via the detection circuit 5 and evaluated via the evaluation unit 6.
  • 7 would also be conceivable 7 to measure a change of the direct current behavior or behavior of the DC voltage lying in a Kopp ⁇ lung path 4 on the component detection circuit 5, and evaluated by the evaluation unit.
  • the component 7 could be, for example, a phase shifter component or an amplifier component. These components also undergo a change in the current consumption or the DC voltage behavior along with a change in the load impedance of the exhaust aftertreatment system 2 the frequency f of the excitation signal, so that a derivative of these monitoring variables allows conclusions on the resonance behavior of the exhaust aftertreatment system 2. Analogous to a measurement, as illustrated in FIG. 3, a measurement of corresponding quantities in the component 7 in the coupling path 4 as an alternative measuring path 13 to the measuring path shown in FIG.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a Signalver- run of a measured via conventional methods scattering Para ⁇ meters Sil on the frequency compared to the measured DC signal behavior I_DC of the VCO 8 according to the arrangement 1 3.
  • the comparison shows from figure that local to the respective minima of the scattering parameter Sil, which illustrate ⁇ union, also a significant change dI_DC / df (slope) of the direct current I_DC the voltage controlled oscillator 8 is the presence of a respective resonance frequency of the exhaust gas aftertreatment system 2 upstream.
  • a determination of resonances of a test object can thus be carried out in a simple manner. It makes use of the fact that the load impedance of the test object acting as a resonator changes more in the vicinity of a resonance frequency (over the frequency) than over the remaining frequency range.
  • This impedance change is used, for example at the differential power consumption of a frequency generator or generally a frequency generator circuit, such as a voltage controlled oscillator, to be able to resonate. Since run-time effects (caused, for example, by line lengths) can cause this impedance or current change to vary greatly, the optimum sensitivity for at least one specific resonant frequency can be optimized by interposing a phase shifter. Thus, a scattering parameter Sil over the frequency is evaluated as it were.
  • a control or evaluation unit only needs to adjust Fri ⁇ frequencies (sweep), measure the level at an appropriate place and then make a simple evaluation.
  • the solution shown here thus saves expensive network analyzers and at least one complex coupling device in the exhaust aftertreatment ⁇ system, and at least one RF detector and all associated tuning problems.
  • the method or the arrangement of the type explained here can be used everywhere, where from the Reflection behavior of a test object with narrow resonances on the resonant frequencies would like to close.
  • a phase shift component 7 may be implemented electronically. This has the advantage that a very broadband optimization is possible.
  • a method of the type explained can be set up such that an influencing of the phase of the excitation signal in the coupling path is dynamically adjusted during the execution of the method.
  • a frequency-dependent adaptation of the ⁇ influencing the phase by an electronically adjustable phase shifter component can be performed, for example.
  • intelligent search algorithms to further optimize the evaluation accuracy or Ausensege ⁇ speed are possible.
  • current and / or voltage characteristics of a frequency generator it is also possible to use current and / or voltage characteristics of a downstream driver amplifier or an amplifier component or possibly also a controllable phase shifter component or any signal conditioning device, as explained above.
  • a conversion into a DC signal can be accomplished with the aid of a simple RF diode.
  • Upon detection of a presumed resonance can narrowband wanted by the determined resonant frequency around or the phase (eg, by means of a phase shifter described component) can be optimized to achieve as accurate as possible and a ⁇ deutiges result.
  • a differentiator can be used for easy detection of rapid changes in the monitoring size.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for determining the resonance frequency of an exhaust-gas aftertreatment system (2). A high-frequency excitation signal is produced with a frequency (f) that varies over a pre-defined frequency range and said signal is injected into the exhaust-gas aftertreatment system (2) via a coupling path (4). The exhaust-gas aftertreatment system (2) appears in this way as a frequency-dependent load impedance in the coupling path (4). A monitoring variable is also monitored such that a variation in the monitoring variable is detected, which is caused by a variation in the frequency-dependent load impedance by means of the frequency (f) of the applied excitation signal. A measurement of the detected variation of the monitoring variable is evaluated in terms of a resonance behaviour of the exhaust-gas aftertreatment system (2). The invention also relates to a corresponding arrangement for implementing such a method.

Description

Beschreibung description
Verfahren sowie Anordnung zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines AbgasnachbehandlungsSystems Method and arrangement for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Resonanzfrequenz-Be¬ stimmung eines Abgasnachbehandlungssystems sowie eine Anordnung zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines solchen Abgasnachbehandlungssystems . The invention relates to a method for resonant frequency Be ¬ mood of an exhaust aftertreatment system and an arrangement for resonant frequency determination of such an exhaust aftertreatment system.
Die Bestimmung einer Resonanzfrequenz eines Abgasnachbehandlungssystems, wie zum Beispiel eines Filters oder eines Ka¬ talysators, wie sie im Kraftfahrzeugbereich beziehungsweise allgemein im Bereich von Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, wird häufig dazu eingesetzt, den Zustand des Abgasnachbehand¬ lungssystems, zum Beispiel dessen Beladungs- beziehungsweise Befüllungszustand, zu bewerten. In herkömmlichen Lösungen bedient man sich zur indirekten Messung dieser Zustände der Resonanzen innerhalb des Abgasnachbehandlungssystems, zum Beispiel innerhalb der metallischen Umhüllung (Canning) eines Filterbeziehungsweise Katalysator-Gehäuses. Eine Anwendungsmöglich¬ keit sieht zum Beispiel vor, die Verschiebung einer Resonanzfrequenz als Maß des Beladungs- beziehungsweise Befüllungsgrades des Abgasnachbehandlungssystems heranzuziehen. The determination of a resonance frequency of an exhaust aftertreatment system, such as a filter or a Ka ¬ talysators, such as those used in the automotive industry or generally in the field of internal combustion engines is commonly used to the state of the exhaust aftertreatment ¬ development system, for example, its Beladungs- or filling state , to rate. In conventional solutions, one uses indirect measurement of these states of the resonances within the exhaust aftertreatment system, for example, within the metallic enclosure (canning) of a filter or catalyst housing. An application possible ¬ ness provides, for example, to refer to the displacement of a resonance frequency as a measure of Beladungs- or filling degree of the exhaust aftertreatment system.
In bisher vorgestellten Lösungsansätzen zur Bestimmung der Resonanzen des als Hohlraumresonator fungierenden Abgasnachbehandlungssystems werden hochfrequente Signale im Mikrowel- lenbereich in das Abgasnachbehandlungssystems eingekoppelt und die auftretenden Streuparameter über einen Netzwerkanalysator gemessen. Der Nachteil an diesen Lösungen besteht darin, dass zum Aufbau eines auch nur vereinfachten Netzwerkanalysators viele elektrische Komponenten nötig sind. Diese sind einerseits teuer und unterliegen andererseits Temperatureinflüssen sowie Streu- ungen und benötigen gegebenenfalls eine Kalibrierung/Referen- zierung. Weiter benötigen derartige Lösungen noch eine Aus- werte-Logik bzw. einen Auswerte-Algorithmus , der aus den Streu¬ parametern den Befüllungsgrad ermittelt. In previously proposed approaches to determine the resonances of acting as a cavity resonant exhaust aftertreatment system high-frequency signals in the microwave range are coupled into the exhaust gas aftertreatment system and measured the scattering parameters occurring via a network analyzer. The disadvantage of these solutions is that many electrical components are needed to build a simplified network analyzer. On the one hand, these are expensive and, on the other, are subject to the effects of temperature and scattering. and may require calibration / referencing. Further, such solutions still require an evaluation logic or an evaluation algorithm, which determines from the scattering parameters ¬ the level of inflation.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines Abgasnachbehandlungssystems zu beschreiben, die eine kosten¬ günstigere und einfachere Resonanzfrequenz-Bestimmung ermög¬ lichen . It is an object of the present invention to provide a method and an arrangement for resonance frequency determining an exhaust aftertreatment system to be described, which made it a cost-effective and simpler ¬ resonance frequency determining union ¬.
Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch ein Verfahren zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines Abgasnachbehandlungssystems gemäß Patentanspruch 1 gelöst. This object is achieved in a first aspect by a method for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system according to claim 1.
Bei dem Verfahren wird ein Anregungssignal, insbesondere ein hochfrequentes Wechselspannungssignal, mit sich in einem vor¬ gegebenen Frequenzbereich ändernder Frequenz erzeugt und über einen Kopplungspfad in das Abgasnachbehandlungssystem eingekoppelt. Das Abgasnachbehandlungssystem reflektiert das eingekoppelte Anregungssignal und erscheint elektrisch als fre¬ quenzabhängige Lastimpedanz im Kopplungspfad. In the method, an excitation signal, particularly a high-frequency alternating voltage signal generated by changing in a given frequency range before ¬ frequency and coupled via a coupling path in the exhaust aftertreatment system. The exhaust aftertreatment system reflects the coupled excitation signal and appears electrically as fre ¬ quenzabhängige load impedance in the coupling path.
Verfahrensgemäß wird eine Überwachungsgröße des Anregungssi¬ gnals beziehungsweise eine Überwachungsgröße einer im Kopp¬ lungspfad liegenden elektrischen Komponente derart überwacht, dass eine Änderung der Überwachungsgröße detektiert wird, welche aufgrund einer Änderung der frequenzabhängigen Lastimpedanz über die Frequenz des beaufschlagten Anregungssignals verursacht wird. Dabei wird ein Maß der detektierten Änderung der Überwachungsgröße hinsichtlich eines Resonanzverhaltens des Ab¬ gasnachbehandlungssystems ausgewertet . Bei dem hier vorgestellten Verfahren erfolgt somit eine Bestimmung von Resonanzen eines Abgasnachbehandlungssystems, wie zum Beispiel eines Katalysators oder Filters. Dabei wird aus¬ genutzt, dass sich die Lastimpedanz des als elektrische Resonanz wirkenden Abgasnachbehandlungssystems bei Anregung mit dem Anregungssignal in der Nähe einer Resonanzfrequenz über die Frequenz stärker ändert als über dem restlichen Frequenzbereich. Diese Änderung der Lastimpedanz wird genutzt, um aufgrund einer daraus resultierenden Änderung einer Überwachungsgröße des Anregungssignals beziehungsweise einer Überwachungsgröße einer im Kopplungspfad liegenden elektrischen Komponente auf eine Resonanz des Abgasnachbehandlungssystems schließen zu können. Somit kann im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen auf sehr einfache und kostengünstige Weise durch Auswerten eines Maßes der detektierten Änderung der Überwachungsgröße eine Resonanzfrequenz des Abgasnachbehandlungssystems bestimmt werden. According to the method a monitoring quantity of Anregungssi ¬ gnals or a monitor size of a lying in Kopp ¬ lung path electrical component is monitored such that a change in the monitoring variable is detected which is caused due to a change of the frequency dependent load impedance on the frequency of the applied excitation signal. A measure of the detected change in the monitoring size in terms of a resonance behavior of the ex ¬ gas aftertreatment system is evaluated. In the method presented here, a determination of resonances of an exhaust aftertreatment system, such as for example a catalyst or a filter, thus takes place. It is used from ¬ that the load impedance of the acting as electrical resonance exhaust aftertreatment system when excited with the excitation signal in the vicinity of a resonant frequency on the frequency changes more than over the remaining frequency range. This change in the load impedance is used in order to be able to conclude a resonance of the exhaust aftertreatment system on account of a resulting change in a monitoring variable of the excitation signal or a monitoring variable of an electrical component lying in the coupling path. Thus, as compared with conventional solutions, a resonant frequency of the exhaust aftertreatment system can be determined in a very simple and cost-effective manner by evaluating a measure of the detected change in the monitored variable.
Die Auswertung einer Resonanzfrequenz erlaubt zum Beispiel die Bestimmung eines Zustands des Abgasnachbehandlungssystems, wie zum Beispiel eines Beladungs- beziehungsweise Befüllungszu- stands einer Katalysator-Keramik im Abgasnachbehandlungssystem, deren dielektrische Parameter vom Beladungs- beziehungsweise Befüllungszustand abhängen. Eine Veränderung der dielektrischen Parameter hat ein verändertes Resonanzverhalten des Abgasnachbe- handlungssystems zur Folge. Dieses veränderte Resonanzverhalten kann schließlich durch eine Verschiebung der Resonanzfrequenz detektiert werden. The evaluation of a resonant frequency allows, for example, the determination of a state of the exhaust aftertreatment system, such as a loading or Befüllungszu- state of a catalyst ceramic in the exhaust aftertreatment system, the dielectric parameters depend on the loading or filling state. A change in the dielectric parameters results in a changed resonance behavior of the exhaust aftertreatment system. This changed resonance behavior can finally be detected by a shift of the resonance frequency.
Die Überwachungsgröße des Anregungssignals im Kopplungspfad kann zum Beispiel ein hochfrequentes Spannungssignal (d.h. das An¬ regungssignal selbst) beziehungsweise ein hochfrequentes Strom¬ signal sein, das sich aus der Stromaufnahme durch die Last¬ impedanz ergibt. Die Überwachungsgröße des Anregungssignals kann ein Hochfrequenzverhalten des Anregungssignals, z.B. ein Verhalten eines hochfrequenten Spannungssignals beziehungsweise eines hochfrequenten Stromsignals sein. Das Hochfrequenzverhalten des Anregungssignals kann insbesondere eine Änderung des Anregungssignals, z.B. eine Amplituden- bzw. Pegeländerung, umfassen. Das Hochfrequenzverhalten des Anregungssignals kann gemessen und über eine hierfür vorgesehene Auswerteeinheit ausgewertet werden. Monitoring size of the excitation signal in the feedback path may, for example, a high-frequency voltage signal (ie, the on ¬ excitation signal itself) or a high-frequency current to be signal resulting from the current consumption by the load impedance ¬ ¬. The monitored variable of the excitation signal can be a high-frequency behavior of the excitation signal, for example a Be behavior of a high-frequency voltage signal or a high-frequency current signal. The high-frequency behavior of the excitation signal may in particular comprise a change of the excitation signal, eg an amplitude or level change. The high-frequency behavior of the excitation signal can be measured and evaluated via an evaluation unit provided for this purpose.
Die Überwachungsgröße der im Kopplungspfad liegenden The monitored variable of the coupling path
elektrischen Komponente kann allgemein ein von der Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungssystems abhängiges Signal sein, das jedoch isoliert vom Kopplungspfad gewonnen wird. Das bedeutet, dass sich die Überwachungsgröße der im Kopplungspfad liegenden elektrischen Komponente ändert, wenn sich die Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungssystems ändert, jedoch die Überwachungs¬ größe der im Kopplungspfad liegenden elektrischen Komponente nicht aus dem Kopplungspfad abgeleitet wird. Auf diese Weise wird die Überwachungsgröße der im Kopplungspfad liegenden electrical component may generally be dependent on the load impedance of the exhaust aftertreatment system signal, however, isolated from the coupling path is obtained. This means that the monitored variable of the electrical component lying in the coupling path changes when the load impedance of the exhaust gas aftertreatment system changes, but the monitoring quantity of the electrical component in the coupling path is not derived from the coupling path. In this way, the monitoring size of the lying in the coupling path
elektrischen Komponente nicht durch Messung oder Abgriff im Kopplungspfad erhalten oder aus einem derartigen gemessenen oder abgegriffenen Signal abgeleitet. Vielmehr wird der Effekt genutzt, dass sich eine vom Kopplungspfad isolierte elektrische Größe der im Kopplungspfad liegenden elektrischen Komponente in Abhängigkeit von der Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungs- Systems ändert. Die Überwachungsgröße kann unmittelbar diese isolierte elektrische Größe oder eine daraus abgeleitete bzw. gewonnene Größe bzw. Signal sein. Die Überwachungsgröße der im Kopplungspfad liegenden elektrischen Komponente kann ein niederfrequentes Signal sein. Die Überwachungsgröße der im Kopplungspfad liegenden elektrischen Komponente kann z.B. ein Gleichstrom- beziehungsweise Gleichspannungssignal einer elektrischen Leistungsaufnahme der elektrischen Komponente sein. Aufgrund einer Änderung der Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungssystems über die Frequenz des beaufschlagten Anregungssignals ändert sich die Überwachungsgröße der genannten Art, sodass ein Maß der detektierten Änderung der Überwachungsgröße hinsichtlich eines Resonanzverhaltens des Abgas¬ nachbehandlungssystems ausgewertet werden kann. Die Überwa- chungsgröße der im Kopplungspfad liegenden elektrischen Komponente kann gemessen und über eine hierfür vorgesehene Aus¬ werteeinheit ausgewertet werden. electrical component is not obtained by measurement or tap in the coupling path or derived from such a measured or tapped signal. Rather, the effect is utilized that an electrical quantity isolated from the coupling path of the electrical component lying in the coupling path changes as a function of the load impedance of the exhaust-gas aftertreatment system. The monitored variable may be directly this isolated electrical quantity or a quantity or signal derived therefrom. The monitored variable of the electrical component lying in the coupling path may be a low-frequency signal. The monitoring variable of the electrical component lying in the coupling path can be, for example, a DC or DC voltage signal of an electrical power consumption of the electrical component. Due to a change in the load impedance of the exhaust aftertreatment system over the frequency of the acted upon Excitation signal changes the monitoring size of the type mentioned, so that a measure of the detected change in the monitored variable can be evaluated with respect to a resonance behavior of the exhaust aftertreatment ¬ system. The monitoring of the size lying in the coupling path electrical component can be measured and evaluated via a space provided from ¬ evaluation unit.
Somit ist aufgrund eines gegebenen Zusammenhangs zwischen dem Impedanzverhalten des Abgasnachbehandlungssystems und dem Ver¬ halten einer Überwachungsgröße der oben erläuterten Art eine verfahrensgemäße Bestimmung einer Resonanzfrequenz möglich. So erfolgt eine einfache Auswertung einer Änderung der Lastimpedanz durch Detektierung einer damit zusammenhängenden Änderung einer oder mehrerer elektrischer Überwachungsgrößen, wodurch ein Rück- schluss auf das Resonanzverhalten des Abgasnachbehandlungs¬ systems ermöglicht ist. Thus, due to a given relationship between the impedance behavior of the exhaust aftertreatment system and the Ver ¬ hold a monitoring variable of the type described above, a method according to a determination of a resonant frequency is possible. Thus, a simple evaluation of a change in the load impedance by detecting a related change of one or more electrical monitoring variables, whereby a conclusion on the resonance behavior of the exhaust aftertreatment ¬ system is made possible.
In diversen Implementierungen des Verfahrens wird eine Phase des Anregungssignals bzw. der Lastimpedanz im Kopplungspfad kon¬ trolliert beeinflusst, wodurch das Verhältnis zwischen der detektierten Änderung der Überwachungsgröße und einer Änderung der frequenzabhängigen Lastimpedanz über die Frequenz des beaufschlagten Anregungssignals bzw. das Maß der Änderung (der Effekt) der frequenzabhängigen Lastimpedanz selbst beeinflusst wird. Durch Laufzeiteffekte (zum Beispiel bedingt durch Lei¬ tungslängen) im Kopplungspfad kann das Verhältnis zwischen einer Änderung der Überwachungsgröße und einer diese Änderung hervorrufenden Änderung der frequenzabhängigen Lastimpedanz über die Frequenz des beaufschlagten Anregungssignals bzw. das Maß der Änderung der frequenzabhängigen Lastimpedanz selbst schwanken. Durch kontrollierte Beeinflussung der Phase des Anregungssignals bzw. der Lastimpedanz gemäß den erläuterten Maßnahmen können die Effekte einer Änderung der Lastimpedanz über die Frequenz des beaufschlagten Anregungssignals derart optimiert werden, dass eine Änderung der Überwachungsgröße aufgrund einer optimal aus¬ genutzten Änderung der Lastimpedanz bestmöglich detektiert werden kann. In various implementations of the method, a phase of the excitation signal and the load impedance in the coupling path is kon ¬ trolled influenced, whereby the ratio between the detected change in the monitoring size and a change in the frequency dependent load impedance on the frequency of the applied excitation signal or the degree of change (the Effect) of the frequency-dependent load impedance itself is affected. Transit time effects (for example, due to Lei ¬ tung lengths) in the feedback path, the ratio between a change in the monitoring size and this change causing change of the frequency dependent load impedance on the frequency of the applied excitation signal or the degree of change of the frequency dependent load impedance may vary itself. By controlling the phase of the excitation signal or the load impedance according to the described measures, the effects of a change in the load impedance on the frequency of the acted upon excitation signal can be optimized such that a change in the monitored variable can be detected as best as possible due to an optimally used ¬ change of the load impedance.
Eine kontrollierte Beeinflussung der Phase des Anregungssignals im Kopplungspfad kann zum Beispiel vermittels einer Phasen¬ schieber-Komponente durchgeführt werden, die im Kopplungspfad zwischen einer Frequenzerzeuger-Schaltung und dem gekoppelten Abgasnachbehandlungssystem verschaltet ist. Die Phasenschie¬ ber-Komponente kann derart eingerichtet sein, dass sie die Phase eines als Anregungssignal erzeugten Wechselspannungssignals und/oder die Phase eines dazu korrespondierenden Wechselstromsignals ändert. Die Phasenschieber-Komponente kann bei- spielsweise als Art Verlängerungsleitung im Kopplungspfad eingerichtet sein, um eine Phasenverschiebung zu bewirken. Sie kann auch als aktive Schaltungskomponente ausgeführt sein, welche für sich ein ähnliches Lastverhalten wie oben genannte Frequenzerzeuger-Schaltung aufweist. Dies hat den Vorteil, dass zum einen die Frequenzerzeuger-Schaltung stärker entkoppelt ist . Zum anderen kann das Lastimpedanz-Verhalten dieser aktiven Schaltungskomponente auf den Anwendungsfall hin optimiert werden . Die obige Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt durch eine Anordnung zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines Abgasnachbehandlungssystems gemäß Patentanspruch 6 gelöst. A controlled influencing of the phase of the excitation signal in the coupling path can be carried out, for example, by means of a phase shifter component which is connected in the coupling path between a frequency generator circuit and the coupled exhaust gas aftertreatment system. The phase shift ¬ ber-component may be designed such that it changes the phase of a generated signal as an excitation AC signal and / or the phase of an AC signal corresponding thereto. The phase shifter component may, for example, be designed as a kind of extension line in the coupling path in order to effect a phase shift. It can also be embodied as an active circuit component which has a similar load behavior as the frequency generator circuit mentioned above. This has the advantage that on the one hand the frequency generator circuit is more decoupled. On the other hand, the load impedance behavior of this active circuit component can be optimized for the application. The above object is achieved according to a second aspect by an arrangement for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system according to claim 6.
Die Anordnung weist ein Abgasnachbehandlungssystem, eine Fre- quenzerzeuger-Schaltung zur Erzeugung eines Anregungssignals mit sich in einem vorgegebenen Frequenzbereich ändernder Frequenz zur Anregung des Abgasnachbehandlungssystems sowie eine Kopplungsvorrichtung zur Kopplung der Frequenzerzeuger-Schaltung mit dem Abgasnachbehandlungssystem auf. Die Kopplungs- Vorrichtung kann zum Beispiel eine Antennenvorrichtung sein, die innerhalb eines Gehäuses der Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet ist zur Einkopplung des Anregungssignals. Ferner weist die Anordnung eine Erkennungsschaltung zur De- tektion einer Änderung einer Überwachungsgröße des Anregungs¬ signals beziehungsweise einer Änderung einer Überwachungsgröße einer elektrischen Komponente in einem Kopplungspfad zwischen der Frequenzerzeuger-Schaltung und dem Abgasnachbehandlungs- System aufgrund einer Änderung einer Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungssystems auf. Zudem ist innerhalb der Anordnung eine Auswerteeinheit eingerichtet zur Auswertung eines Maßes einer von der Erkennungsschaltung detektierten Änderung der Überwachungsgröße hinsichtlich eines Resonanzverhaltens des gekoppelten Abgasnachbehandlungssystems. Eine derartige An¬ ordnung hat auch den Vorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen, dass eine aufwändige Implementierung über Netzwerkanalysa- tor-Schaltungen entfällt. Vielmehr ist aufgrund der erläuterten Anordnung eine vereinfachte Bestimmung einer Resonanzfrequenz des Abgasnachbehandlungssystems ermöglicht. Die Anordnung ist vorteilhaft eingerichtet ein Verfahren der oben erläuterten Art durchzuführen . The arrangement has an exhaust aftertreatment system, a frequency generator circuit for generating an excitation signal with a frequency changing in a predetermined frequency range for exciting the exhaust aftertreatment system and a coupling device for coupling the frequency generator circuit with the exhaust aftertreatment system. The coupling Device may be, for example, an antenna device which is disposed within a housing of the exhaust aftertreatment device for coupling the excitation signal. Furthermore, the arrangement has a detection circuit for detecting a change in a monitoring variable of the excitation signal or a change in a monitoring variable of an electrical component in a coupling path between the frequency generator circuit and the exhaust aftertreatment system due to a change in a load impedance of the exhaust aftertreatment system. In addition, an evaluation unit is set up within the arrangement for evaluating a measure of a change in the monitored variable detected by the detection circuit with regard to a resonance behavior of the coupled exhaust gas aftertreatment system. Such an arrangement also has the advantage over conventional solutions that a complex implementation via network analyzer circuits is eliminated. Rather, a simplified determination of a resonant frequency of the exhaust aftertreatment system is made possible due to the explained arrangement. The arrangement is advantageously set up to carry out a method of the type explained above.
Weitere vorteilhafte Aspekte, Implementierungen und Ausfüh- rungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen offenbart. Further advantageous aspects, implementations and embodiments are disclosed in the respective subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme mehrerer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with the aid of several drawings. Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung von Komponenten einer Figure 1 is a schematic representation of components of a
Anordnung zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines AbgasnachbehandlungsSystems , Figur 2 eine detailliertere Darstellung der Anordnung gemäß Figur 1, Arrangement for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system, FIG. 2 shows a more detailed illustration of the arrangement according to FIG. 1,
Figur 3 eine weiter detailliertere Darstellung der Figure 3 is a more detailed representation of
Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2 und  Arrangement according to Figures 1 and 2 and
Figur 4 ein schematisiertes Diagramm von Verläufen eines Figure 4 is a schematic diagram of courses of a
Streuparameters sowie einer elektrischen Überwachungsgröße über der Frequenz.  Scattering parameters and an electrical monitoring quantity over the frequency.
Figur 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Anordnung 1 zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines Abgasnachbehandlungssystems. Die Anordnung 1 weist das Abgasnachbehandlungssystem 2 auf, das einen Filter oder einen Katalysator, wie zum Beispiel einen Dreiwege-Katalysator (TWC) , einen Katalysator beruhend auf einer selektiven katalytischen Reaktion (SCR) oder einen Partikelfilter, wie einen Dieselpartikelfilter (DPF) , umfasst. Das Abgasnachbehandlungssystem 2 kann beispielsweise für benzin- oder dieselbetriebene Kraftfahrzeuge angewendet werden. Eine Anwendung für die Anordnung 1 zur Resonanzfrequenz-Bestimmung ergibt sich beispielsweise zur Prüfung des Beladungs- bezie¬ hungsweise Befüllungszustands oder eines allgemeinen Funkti¬ onszustands des Abgasnachbehandlungssystems 2. FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement 1 for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system. The assembly 1 includes the exhaust aftertreatment system 2, which includes a filter or catalyst, such as a three-way catalyst (TWC), a selective catalytic reaction (SCR) catalyst, or a particulate filter, such as a diesel particulate filter (DPF) , The exhaust aftertreatment system 2 can be used, for example, for gasoline or diesel-powered motor vehicles. One application of the arrangement 1 for the resonance frequency determining results, for example for testing the Beladungs- Bezie ¬ hung example filling state or a general functi ¬ onszustands the exhaust aftertreatment system. 2
Die Anordnung 1 weist eine Frequenzerzeuger-Schaltung 3 auf, die über einen Kopplungspfad 4 elektrisch mit dem Abgasnachbehand¬ lungssystem 2 gekoppelt ist. Eine Kopplung erfolgt über eine Kopplungsvorrichtung (nicht dargestellt) . Die Kopplungsvorrichtung kann zum Beispiel eine Antenne sein, über die ein Anregungssignal mit sich in einem vorgegebenen Frequenzbereich ändernder Frequenz f zur Anregung des Abgasnachbehandlungssystems 2 in selbiges eingekoppelt wird. Das Abgasnachbehand¬ lungssystem 2 reflektiert das eingekoppelte Anregungssignal, was über die Kopplungsvorrichtung wiederum detektierbar ist. Aufgrund der Kopplung der Frequenzerzeuger-Schaltung 3 über den Kopplungspfad 4 mit dem Abgasnachbehandlungssystem 2 erscheint letzteres in der Anordnung 1 somit elektrisch als Last mit einem frequenzabhängigen Impedanzverhalten (Lastimpedanz) , das sich über die Frequenz f des durch die Frequenzerzeuger-Schaltung 3 erzeugten Anregungssignals ändert. Im Resonanzfall bei einer oder mehreren Resonanzfrequenzen tritt eine signifikante Änderung der Lastimpedanz auf. The arrangement 1 comprises a frequency generator circuit 3 which is coupled via a coupling path 4 electrically connected to the exhaust aftertreatment system ¬ lung. 2 A coupling takes place via a coupling device (not shown). The coupling device may be, for example, an antenna, via which an excitation signal with frequency f changing in a predetermined frequency range for coupling the exhaust aftertreatment system 2 into the same is coupled. The exhaust aftertreatment system development ¬ 2 reflects the coupled excitation signal, is again detectable via the coupling device. Due to the coupling of the frequency generator circuit 3 via the coupling path 4 with the exhaust aftertreatment system 2, the latter appears in the arrangement 1 thus electrically as a load with a frequency-dependent impedance behavior (load impedance), which changes over the frequency f of the generated by the frequency generator circuit 3 excitation signal , In the case of resonance at one or more resonance frequencies, a significant change in the load impedance occurs.
Das von der Frequenzerzeuger-Schaltung 3 erzeugte Anregungssignal der sich ändernden Frequenz f kann beispielsweise ein Wechselspannungssignal sein. Das Anregungssignal kann derart beschaffen sein, dass seine Frequenz f kontinuierlich von einer unteren Grenzfrequenz f_min bis zu einer oberen Grenzfrequenz f_max über einen vorgegebenen Frequenzbereich ansteigt. Beispielsweise kann über die Frequenzerzeuger-Schaltung 3 ein Anregungssignal eingestellt werden, wobei die Frequenz in einem Mikrowellenbereich von 1,5 bis 6 GHz ansteigt. Natürlich sind auch andere Frequenzbereiche denkbar. Zum Beispiel könnte der Frequenzbereich auch schon im Megahertz-Bereich, zum Beispiel ab 300 MHz, beginnen. The excitation signal of the changing frequency f generated by the frequency generator circuit 3 may, for example, be an AC voltage signal. The excitation signal may be such that its frequency f increases continuously from a lower limit frequency f_min to an upper limit frequency f_max over a predetermined frequency range. For example, an excitation signal can be set via the frequency generator circuit 3, wherein the frequency increases in a microwave range of 1.5 to 6 GHz. Of course, other frequency ranges are conceivable. For example, the frequency range could already start in the megahertz range, for example starting at 300 MHz.
Die Anordnung 1 gemäß Figur 1 weist zudem eine Erkennungsschal- tung 5 beziehungsweise eine Auswerteeinheit 6 auf, die in Figur 1 als eine Einheit dargestellt sind. Die Erkennungsschaltung 5 ist zur Detektion einer Änderung einer Überwachungsgröße der Frequenzerzeuger-Schaltung 3 eingerichtet. Die Erkennungsschal¬ tung 5 überwacht die Überwachungsgröße der Frequenzerzeu- ger-Schaltung 3 und übergibt an die Auswerteeinheit 6 einen Pegel der gemessenen Überwachungsgröße der Frequenzerzeuger-Schaltung 3. Die Auswerteeinheit 6 wertet den Pegel hinsichtlich eines Maßes der detektierten Änderung der Überwachungsgröße bezüglich eines Resonanzverhaltens des Abgasnachbehandlungssystems 2 aus. Schließlich liefert die Auswerteeinheit 6 eine aus dem Maß der detektierten Änderung der Überwachungsgröße ausgewertete Re¬ sonanzfrequenz f_Res. Es ist denkbar, anstelle der Resonanzfrequenz f_Res eine daraus abgeleitete Größe auszugeben, die zum Beispiel den Beladungs- beziehungsweise Befüllungszustand oder einen allgemeinen Funktionszustand des Abgasnachbehandlungs¬ systems 2 wiedergibt. The arrangement 1 according to FIG. 1 also has a detection circuit 5 or an evaluation unit 6, which are shown in FIG. 1 as a unit. The detection circuit 5 is configured to detect a change in a monitoring quantity of the frequency generator circuit 3. The recognition scarf ¬ tung 5 monitors the monitoring value of the frequency generating circuit 3 and passes to the analysis unit 6 has a level of the measured monitoring magnitude of the frequency generator circuit 3. The evaluation unit 6 evaluates the level with respect to a measure of the detected change in the monitoring value with respect to a resonant behavior of the Exhaust after-treatment system 2 off. Finally, the evaluation unit 6 provides an evaluated from the degree of the detected change in the monitoring Size Re ¬ sonanzfrequenz f_Res. It is conceivable to output a variable derived from it instead of the resonance frequency f_Res, for example, represents the Beladungs- or filling state or a general functional state of the exhaust gas treatment system ¬. 2
Die Anordnung 1 gemäß Figur 1 macht sich zunutze, dass die Änderung der Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungssystems 2 über die Frequenz des eingekoppelten Anregungssignals eine Änderung der elektrischen Überwachungsgröße innerhalb der Frequenzerzeuger-Schaltung 3 zur Folge hat. Diese Änderung der Überwachungsgröße kann durch die Erkennungsschaltung 5 gemessen und durch die Auswerteeinheit 6 zur Bestimmung der Resonanzfrequenz f_Res ausgewertet werden. The arrangement 1 according to FIG. 1 makes use of the fact that the change of the load impedance of the exhaust aftertreatment system 2 over the frequency of the coupled-in excitation signal results in a change of the electrical monitoring variable within the frequency generator circuit 3. This change in the monitored variable can be measured by the detection circuit 5 and evaluated by the evaluation unit 6 for determining the resonance frequency f_Res.
Die überwachte Überwachungsgröße innerhalb der Frequenzer¬ zeuger-Schaltung 3 kann beispielsweise ein Gleichstrom- bezie- hungsweise Gleichspannungssignal einer elektrischen Leistungs¬ aufnahme eines Oszillators innerhalb der Frequenzerzeu¬ ger-Schaltung 3 sein. Dies wird im Zusammenhang mit Figur 3 näher erläutert. Es ist alternativ jedoch auch denkbar, dass von der Erkennungsschaltung 5 ein hochfrequentes Strom- beziehungsweise hochfrequentes Spannungssignal als Überwachungsgröße des An¬ regungssignals im Kopplungspfad 4 überwacht wird. Weiter al¬ ternativ ist denkbar, als Überwachungsgröße ein Gleichstrombeziehungsweise Gleichspannungssignal einer elektrischen Leis¬ tungsaufnahme einer im Kopplungspfad 4 liegenden, sonstigen elektrischen Komponente (wie z.B. jedwede Signalaufbereitungs¬ vorrichtung) zu überwachen, was ebenfalls weiter unten näher erläutert wird. Figur 2 zeigt eine detailliertere Anordnung der Komponenten gemäß Figur 1. Insbesondere sind gemäß Figur 2 die Komponenten 5 undThe monitored surveillance size within the Frequenzer ¬ generator circuit 3 may, for example, a DC relate hung as DC voltage signal of an electrical power ¬ receptive of an oscillator within the Frequenzerzeu ¬ ger circuit 3 to be. This will be explained in more detail in connection with FIG. However, it is also possible alternatively that a high frequency current or high-frequency voltage signal is at ¬ excitation signal monitored in the feedback path 4 of the detection circuit 5 as monitor size. Further al ¬ ternative is conceivable to monitor as a monitoring Gleichstrombeziehungsweise DC voltage signal of an electrical Leis ¬ tion recording of a coupling path 4, other electrical component (such as any Signalaufbereitungs ¬ device), which will also be explained in more detail below. FIG. 2 shows a more detailed arrangement of the components according to FIG. 1. In particular, according to FIG
6 als getrennte Komponenten ausgeführt. Die Auswerteeinheit 6 fungiert zudem neben der Auswertung einer Resonanzfrequenz f_Res, wie oben erläutert, als Steuereinheit zur Vorgabe einer Sollfrequenz f_soll an die Frequenzerzeuger-Schaltung 3. Diese erzeugt dann, wie oben erläutert, das Anregungssignal mit der sich über einen vorgegebenen Frequenzbereich ändernden Frequenz f, welches über den Kopplungspfad 4 in das Abgasnachbehand- lungssystem 2 eingekoppelt wird. 6 executed as separate components. The evaluation unit 6 also acts in addition to the evaluation of a resonant frequency f_Res, as explained above, as a control unit for specifying a nominal frequency f_soll to the frequency generator circuit 3. This then generates, as explained above, the excitation signal with the over a predetermined frequency range changing frequency f , which is coupled via the coupling path 4 in the exhaust aftertreatment system 2.
In der Darstellung gemäß Figur 2 umfasst die Anordnung 1 zudem eine elektrische Komponente 7, die innerhalb des Kopplungspfades 4 zwischen der Frequenzerzeuger-Schaltung 3 und dem Abgasnach- behandlungssystem 2 verschaltet ist. Die elektrische KomponenteIn the illustration according to FIG. 2, the arrangement 1 additionally comprises an electrical component 7, which is interconnected within the coupling path 4 between the frequency generator circuit 3 and the exhaust gas aftertreatment system 2. The electrical component
7 kann beispielsweise eine Phasenschieber-Komponente bezie¬ hungsweise eine Verstärker-Komponente und/oder eine Fil¬ ter-Komponente sein. In dem Fall, dass die elektrische Komponente 7 eine Phasen¬ schieber-Komponente ist, erlaubt die Komponente 7 eine kon¬ trollierte Beeinflussung der Phase des Anregungssignals im Kopplungspfad 4. Konkret verschiebt die Phasenschieber-Kompo¬ nente 7 die Phase des Anregungssignals (die Phase des Wech- selspannungssignals und/oder die Phase des Wechselstromsignals) derart, dass das Anregungssignal mit einer verschobenen Phase in das Abgasnachbehandlungssystem 2 eingekoppelt wird. Dadurch kann der Effekt einer Änderung der Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungssystems über die Frequenz des beaufschlagten Anre- gungssignals auf eine Änderung der Überwachungsgröße in der Frequenzerzeuger-Schaltung 3 optimiert werden, welcher ohne Beeinflussung der Phase aufgrund von Laufzeiteffekten (zum Beispiel bedingt durch Leitungslängen) zu unterschiedlich starken Ausprägungen führen könnte. Durch Zwischenschaltung der Phasenschieber-Komponente 7 in den Kopplungspfad 4 kann eine optimale Empfindlichkeit, das heißt eine optimale Korrelation zwischen der Änderung der Lastimpedanz über die Frequenz mit einer Änderung der Überwachungsgröße innerhalb der Frequenz- erzeuger-Schaltung 3, für zumindest eine bestimmte Resonanzfrequenz eingestellt werden. 7 may for example be rela ¬ hung, an amplifier component and / or a ter-Fil ¬ component, a phase shifter component. In the case that the electric component 7 is a phase ¬ slide component, allows the component 7 is a kon ¬ trolled influencing the phase of the excitation signal in the feedback path 4. Specifically, shifts the phase shifter compo ¬ component 7, the phase of the excitation signal (the phase the alternating voltage signal and / or the phase of the alternating current signal) such that the excitation signal is coupled into the exhaust gas aftertreatment system 2 with a shifted phase. Thereby, the effect of a change in the load impedance of the exhaust aftertreatment system on the frequency of the applied excitation signal to a change in the monitored variable in the frequency generator circuit 3 can be optimized, which without affecting the phase due to run-time effects (for example due to line lengths) to different strengths Characteristics could lead. By interposing the Phase shifter component 7 in the coupling path 4, an optimal sensitivity, that is, an optimal correlation between the change of the load impedance over the frequency with a change in the monitored variable within the frequency generator circuit 3, be set for at least one specific resonant frequency.
Figur 3 zeigt eine weiter detailliertere Darstellung von Komponenten der Anordnung 1. Die Frequenzerzeuger-Schaltung 3 umfasst gemäß Figur 3 einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 8, der über eine Versorgungsspannung V+ versorgt wird. Weiter besitzt der VCO 8 einen Steuerspannungseingang, über den er von einer Frequenzaufbereiter-Komponente 9 eine Steuer¬ spannung V_tune empfängt. Über die Steuerspannung V_tune kann die Frequenzaufbereiter-Komponente 9 die Frequenz f des Anregungs¬ signals steuern. Die Frequenzaufbereiter-Komponente 9 kann bei¬ spielsweise ein Rampensignal der Steuerspannung V_tune vorgeben, sodass der VCO 8 ein Anregungssignal mit kontinuierlich an¬ steigender Frequenz f erzeugt. Der VCO 8 kann gemeinsam mit der Frequenzaufbereiter-Komponente 9 und einem Schwingquarz 10 eine geschlossene Phasenregelschleife (PLL) bilden. Hierzu gibt der VCO 8 über einen Rückführpfad einen Istwert des Anregungssignals mit der Frequenz f_ist an die Frequenzaufbereiter-Komponente 9 zurück, die den Istwert des Anregungssignals mit einem durch den Schwingquarz 10 vorgegebenen Sollwert vergleicht und auf diese Weise das durch den VCO 8 erzeugte Anregungssignal stabil regelt. Die Auswerteeinheit 6 ist gemäß Figur 3 zum Beispiel als Mikro¬ prozessor ausgeführt und gibt des Weiteren der Frequenzauf¬ bereiter-Komponente 9 einen Sollwert der zu erzeugenden Frequenz f_soll vor. FIG. 3 shows a more detailed representation of components of the arrangement 1. The frequency generator circuit 3 according to FIG. 3 comprises a voltage-controlled oscillator (VCO) 8, which is supplied via a supply voltage V +. Further, the VCO 8 has a control voltage input, via which it receives a control voltage ¬ v_tune from a frequency synthesizer component. 9 Via the control voltage v_tune the frequency synthesizer component 9 can control the frequency f of the excitation signal ¬. The frequency synthesizer component 9 can play specify a ramp signal of the control voltage at v_tune ¬, so that the VCO 8 generates an excitation signal having continuously ¬ increasing frequency f. The VCO 8, together with the frequency conditioner component 9 and a quartz oscillator 10, form a closed phase locked loop (PLL). For this purpose, the VCO 8 via a return path an actual value of the excitation signal with the frequency f_ist back to the frequency conditioner component 9, which compares the actual value of the excitation signal with a predetermined by the crystal quartz 10 target value and in this way the stimulus generated by the VCO 8 stable regulates. The evaluation unit 6 is designed as a micro-processor ¬ according to Figure 3 for example and further outputs the Frequenzauf ¬ Heater component 9 has a nominal value of the frequency to be generated before F_set.
Die Erkennungsschaltung 5 ist gemäß Figur 3 derart ausgeführt, dass über einen Messpfad am VCO 8 eine Messung des aufgenommenen Gleichstroms durchgeführt wird. Das abgegriffene Stromsignal wird über einen Tiefpass 11 geglättet und über einen Analog-Digi- tal-Wandler 12 in einen digitalen Pegelwert gewandelt. In einer alternativen Implementierung kann die Komponente 12 auch integraler Bestandteil der Auswerteeinheit 6 sein. Dieser Pegel- wert wird einer Pegelauswertung der Auswerteeinheit 6 übergeben. Diese wertet den Pegel hinsichtlich eines Maßes einer detektierten Änderung des Gleichstromverhaltens am VCO 8 aus, das Rückschluss auf die Änderung der Lastimpedanz und damit auf ein Resonanzverhalten des Abgasnachbehandlungssystems 2 erlaubt. Übersteigt z.B. der ausgewertete Pegelwert bzw. dessen Ableitung über der Frequenz einen oberen Grenzwert bei einer bestimmten Frequenz f des Anregungssignals, geht die Auswerteeinheit 6 von einem Resonanzfall aus. In diesem Fall gibt die Auswerteeinheit 6 eine Resonanzfrequenz f_Res aus. The detection circuit 5 is designed in accordance with FIG. 3 such that a measurement of the recorded direct current is carried out via a measuring path on the VCO 8. The tapped current signal is smoothed over a low pass 11 and converted via an analog-digital converter 12 in a digital level value. In an alternative implementation, the component 12 may also be an integral part of the evaluation unit 6. This level value is transferred to a level evaluation of the evaluation unit 6. This evaluates the level with respect to a measure of a detected change in the DC behavior at the VCO 8, which allows conclusions about the change in the load impedance and thus on a resonance behavior of the exhaust aftertreatment system 2. If, for example, the evaluated level value or its derivative above the frequency exceeds an upper limit value at a specific frequency f of the excitation signal, the evaluation unit 6 assumes a resonance case. In this case, the evaluation unit 6 outputs a resonance frequency f_Res.
Alternativ zu der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform könnte auch ein Maß einer Änderung einer Gleichspannung am VCO 8 über die Erkennungsschaltung 5 gemessen und über die Auswerteeinheit 6 ausgewertet werden. In weiteren Alternativen ist auch denkbar, über serielle oder parallele Messwiderstände innerhalb des VCO 8 beziehungsweise allgemein innerhalb des Kopplungspfades 4 das Hochfrequenzverhalten des Anregungssignals, das heißt das Ver¬ halten eines hochfrequenten Spannungssignals beziehungsweise eines hochfrequenten Stromsignals im Kopplungspfad 4, zu messen und über die Auswerteeinheit 6 auszuwerten. Weiter alternativ wäre auch denkbar, eine Änderung des Gleichstromverhaltens beziehungsweise des Gleichspannungsverhaltens einer im Kopp¬ lungspfad 4 liegenden Komponente 7 über die Erkennungsschaltung 5 zu messen und über die Auswerteeinheit 6 auszuwerten. Wie oben erläutert, könnte die Komponente 7 zum Beispiel eine Phasen¬ schieber-Komponente oder eine Verstärker-Komponente sein. Auch an diesen Komponenten geht eine Änderung der Stromaufnahme beziehungsweise des Gleichspannungsverhaltens einher mit einer Änderung der Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungssystems 2 über die Frequenz f des Anregungssignals, sodass auch eine Ableitung aus diesen Überwachungsgrößen Rückschlüsse auf das Resonanzverhalten des Abgasnachbehandlungssystems 2 zulässt. Analog zu einer Messung, wie sie in Figur 3 veranschaulicht ist, könnte somit auch eine Messung entsprechender Größen in der Komponente 7 im Kopplungspfad 4 als alternativer Messpfad 13 zum in Figur 3 dargestellten Messpfad erfolgen. As an alternative to the embodiment shown in FIG. 3, a measure of a change in a DC voltage at the VCO 8 could also be measured via the detection circuit 5 and evaluated via the evaluation unit 6. In further alternatives, it is also conceivable to measure, via serial or parallel measuring resistors within the VCO 8 or generally within the coupling path 4, the high-frequency behavior of the excitation signal, that is to say the behavior of a high-frequency voltage signal or a high-frequency current signal in the coupling path 4, and via the evaluation unit 6 evaluate. Further alternatively, would also be conceivable 7 to measure a change of the direct current behavior or behavior of the DC voltage lying in a Kopp ¬ lung path 4 on the component detection circuit 5, and evaluated by the evaluation unit. 6 As explained above, the component 7 could be, for example, a phase shifter component or an amplifier component. These components also undergo a change in the current consumption or the DC voltage behavior along with a change in the load impedance of the exhaust aftertreatment system 2 the frequency f of the excitation signal, so that a derivative of these monitoring variables allows conclusions on the resonance behavior of the exhaust aftertreatment system 2. Analogous to a measurement, as illustrated in FIG. 3, a measurement of corresponding quantities in the component 7 in the coupling path 4 as an alternative measuring path 13 to the measuring path shown in FIG.
Figur 4 zeigt eine schematisierte Darstellung eines Signalver- laufs eines über herkömmliche Methoden gemessenen Streupara¬ meters Sil über die Frequenz im Vergleich zum gemessenen Gleichstrom-Signalverhalten I_DC des VCO 8 gemäß der Anordnung 1 aus Figur 3. Der Vergleich zeigt, dass an den jeweiligen lokalen Minima des Streuparameters Sil, welche das Vorliegen einer jeweiligen Resonanzfrequenz des Abgasnachbehandlungssystems 2 veranschau¬ lichen, auch eine signifikante Änderung dI_DC/df (Steigung) des Gleichstroms I_DC des spannungsgesteuerten Oszillators 8 vor- liegt. Die signifikanten Änderungen der Stromaufnahme an den Stellen eines Resonanzverhaltens des Abgasnachbehandlungs¬ systems 2 werden von der Auswerteeinheit 6 gemäß Figur 3 aus¬ gewertet, sodass die entsprechenden Frequenzen, an denen die starken Änderungen der Stromaufnahme auftreten, als Resonanz- frequenzen f_Ref identifiziert werden, wie oben erläutert. Figure 4 shows a schematic representation of a Signalver- run of a measured via conventional methods scattering Para ¬ meters Sil on the frequency compared to the measured DC signal behavior I_DC of the VCO 8 according to the arrangement 1 3. The comparison shows from figure that local to the respective minima of the scattering parameter Sil, which illustrate ¬ union, also a significant change dI_DC / df (slope) of the direct current I_DC the voltage controlled oscillator 8 is the presence of a respective resonance frequency of the exhaust gas aftertreatment system 2 upstream. The significant change in power consumption at the points of a resonant behavior of the exhaust gas treatment ¬ system 2 are evaluated by the evaluation unit 6 according to Figure 3 from ¬, so that the corresponding frequencies at which occur the strong changes in the current consumption are identified F_REF frequencies than resonance, such as explained above.
Bei dem hier vorgestellten Verfahren beziehungsweise der hier vorgestellten Anordnung kann somit eine Bestimmung von Resonanzen eines Testobjektes, wie eines Abgasnachbehandlungs- Systems, auf einfache Weise durchgeführt werden. Dabei macht man sich zunutze, dass sich die Lastimpedanz des als Resonator wirkenden Testobjekts in der Nähe einer Resonanzfrequenz (über der Frequenz) stärker ändert als über dem restlichen Frequenzbereich. Diese Impedanzänderung wird genutzt, um beispielsweise am differentiellen Stromverbrauch eines Frequenzgenerators beziehungsweise allgemein einer Frequenzerzeuger-Schaltung, wie zum Beispiel einem spannungsgesteuerten Oszillator, auf eine Resonanz schließen zu können. Da durch Laufzeiteffekte (bedingt zum Beispiel durch Leitungslängen) diese Impedanz- beziehungsweise Stromänderung unterschiedlich stark ausfallen kann, kann durch Zwischenschaltung eines Phasenschiebers die optimale Empfindlichkeit für zumindest eine bestimmte Resonanzfrequenz optimiert werden. Es wird somit quasi ein Streuparameter Sil über der Frequenz ausgewertet. In the method presented here or the arrangement presented here, a determination of resonances of a test object, such as an exhaust aftertreatment system, can thus be carried out in a simple manner. It makes use of the fact that the load impedance of the test object acting as a resonator changes more in the vicinity of a resonance frequency (over the frequency) than over the remaining frequency range. This impedance change is used, for example at the differential power consumption of a frequency generator or generally a frequency generator circuit, such as a voltage controlled oscillator, to be able to resonate. Since run-time effects (caused, for example, by line lengths) can cause this impedance or current change to vary greatly, the optimum sensitivity for at least one specific resonant frequency can be optimized by interposing a phase shifter. Thus, a scattering parameter Sil over the frequency is evaluated as it were.
Man benötigt für die Bestimmung der Resonanzfrequenz somit lediglich einen vorzugsweise frequenzgenauen Generator, gegebenenfalls ein Phasenschiebeglied und eine Strommessvorrichtung. Eine Steuer- beziehungsweise Auswerteeinheit muss lediglich die Fre¬ quenzen (sweep) einstellen, den Pegel an geeigneter Stelle messen und dann eine einfache Auswertung vornehmen. For the determination of the resonant frequency, therefore, one needs only a preferably frequency-accurate generator, optionally a phase shift element and a current measuring device. A control or evaluation unit only needs to adjust Fri ¬ frequencies (sweep), measure the level at an appropriate place and then make a simple evaluation.
In ähnlicher Weise zu einer Messung einer Stromänderung am Fre- quenzgenerator könnte auch an geeigneter Stelle eine Gleichspannung, die Amplitude einer Hochfrequenz-Spannung oder eines Hochfrequenz-Stromes (hochohmig ausgekoppelt und gleichge¬ richtet) gemessen werden. Die Hardware-Aufwände dafür sind ähnlich gering. In a manner similar to a measurement of a current change at the frequency frequency generator could also be at an appropriate point, a DC voltage, the amplitude of a high frequency voltage or a high frequency current (high impedance and coupled Equilibrium ¬ prepared) are measured. The hardware costs are similarly low.
Gegenüber herkömmlichen Lösungen spart die hier dargestellte Lösung somit aufwendige Netzwerkanalysatoren sowie mindestens eine aufwendige Koppelvorrichtung in dem Abgasnachbehandlungs¬ system, sowie mindestens einen RF-Detektor und alle damit ver- bundenen Abstimmprobleme. Compared to conventional solutions, the solution shown here thus saves expensive network analyzers and at least one complex coupling device in the exhaust aftertreatment ¬ system, and at least one RF detector and all associated tuning problems.
Ganz allgemein ist das Verfahren beziehungsweise die Anordnung der hier erläuterten Art überall dort einsetzbar, wo man aus dem Reflektionsverhalten eines Testobjektes mit schmalen Resonanzen auf die Resonanzfrequenzen schließen möchte. Quite generally, the method or the arrangement of the type explained here can be used everywhere, where from the Reflection behavior of a test object with narrow resonances on the resonant frequencies would like to close.
In weitergehenden Ausführungsformen kann eine Phasenschie- ber-Komponente 7 elektronisch ausgeführt sein. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr breitbandige Optimierung möglich ist . Ein Verfahren der erläuterten Art kann dabei derart eingerichtet sein, dass eine Beeinflussung der Phase des Anregungssignals im Kopplungspfad während der Durchführung des Verfahrens dynamisch angepasst wird. Insbesondere kann zum Beispiel eine frequenz¬ abhängige Anpassung der Beeinflussung der Phase durch eine elektronisch einstellbare Phasenschieber-Komponente durchgeführt werden . Ferner sind intelligente Suchalgorithmen zur weiteren Optimierung der Auswertegenauigkeit beziehungsweise Auswertege¬ schwindigkeit denkbar. Neben den Strom- und/oder Spannungseigenschaften eines Frequenzgenerators können auch Strom- und/oder Spannungseigenschaften eines nachgeschalteten Trei- berverstärkers beziehungsweise einer Verstärker-Komponente oder eventuell auch einer steuerbaren Phasenschieber-Komponente oder jedweder Signalaufbereitungsvorrichtung genutzt werden, wie oben erläutert. Im Falle, dass HF-Ströme beziehungsweise HF-Spannungen zu messen wären, kann mit Hilfe einer einfachen HF-Diode eine Umwandlung in ein DC-Signal bewerkstelligt werden. In further embodiments, a phase shift component 7 may be implemented electronically. This has the advantage that a very broadband optimization is possible. In this case, a method of the type explained can be set up such that an influencing of the phase of the excitation signal in the coupling path is dynamically adjusted during the execution of the method. In particular, a frequency-dependent adaptation of the ¬ influencing the phase by an electronically adjustable phase shifter component can be performed, for example. Furthermore, intelligent search algorithms to further optimize the evaluation accuracy or Auswertege ¬ speed are possible. In addition to the current and / or voltage characteristics of a frequency generator, it is also possible to use current and / or voltage characteristics of a downstream driver amplifier or an amplifier component or possibly also a controllable phase shifter component or any signal conditioning device, as explained above. In the case that RF currents or RF voltages were to be measured, a conversion into a DC signal can be accomplished with the aid of a simple RF diode.
Bei Erkennung einer vermuteten Resonanz kann schmalbandig um die ermittelte Resonanzfrequenz herum gesucht beziehungsweise die Phase (z.B. vermittels einer erläuterten Phasenschieber-Komponente) optimiert werden, um ein möglichst genaues und ein¬ deutiges Ergebnis zu erreichen. Ein Differenzierglied kann eingesetzt werden für eine einfache Erkennung schneller Änderungen der Überwachungsgröße. Upon detection of a presumed resonance can narrowband wanted by the determined resonant frequency around or the phase (eg, by means of a phase shifter described component) can be optimized to achieve as accurate as possible and a ¬ deutiges result. A differentiator can be used for easy detection of rapid changes in the monitoring size.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines Abgasnachbehandlungssystems (2), 1. A method for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system (2),
wobei ein hochfrequentes Anregungssignal mit sich in einem vorgegebenen Frequenzbereich ändernder Frequenz (f) erzeugt wird und über einen Kopplungspfad (4) in das Abgasnachbehand¬ lungssystem (2) eingekoppelt wird, welches das eingekoppelte Anregungssignal reflektiert und auf diese Weise eine fre- quenzabhängige Lastimpedanz im Kopplungspfad (4) bildet, und wobei eine Überwachungsgröße des Anregungssignals bzw. eine Überwachungsgröße einer im Kopplungspfad (4) liegenden elektrischen Komponente (7, 8) derart überwacht wird, dass eine Änderung der Überwachungsgröße detektiert wird, welche aufgrund einer Änderung der frequenzabhängigen Lastimpedanz über die Frequenz (f) des beaufschlagten Anregungssignals verursacht wird, wobei ein Maß der detektierten Änderung der Überwachungsgröße hinsichtlich eines Resonanzverhaltens des Abgas¬ nachbehandlungssystems (2) ausgewertet wird. wherein a high-frequency excitation signal is generated at a predetermined frequency range of changing frequency (f) and coupled via a coupling path (4) in the Abgasnachbehand ¬ treatment system (2) which reflects the coupled excitation signal and in this way a frequency-dependent load impedance in Coupling path (4) forms, and wherein a monitoring amount of the excitation signal or a monitoring amount of the coupling path (4) lying electrical component (7, 8) is monitored such that a change in the monitored variable is detected, which due to a change in the frequency-dependent load impedance via the frequency (f) of the applied excitation signal is caused, whereby a measure of the detected change in the monitoring value with respect to a resonant behavior of the exhaust aftertreatment system ¬ (2) is evaluated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsgröße des Anregungssignals im Kopplungspfad (4) ein hochfrequentes Strom¬ bzw, hochfrequentes Spannungssignal ist bzw. die Überwa¬ chungsgröße der im Kopplungspfad (4) liegenden elektrischen Komponente (7, 8) ein Gleichstrom- bzw. Gleichspannungssignal einer elektrischen Leistungsaufnahme der elektrischen Komponente (7, 8) ist. 2. The method of claim 1, wherein the monitoring value of the excitation signal in the feedback path (4) or a high-frequency current ¬, radio frequency voltage signal or surveil ¬ chung size of the feedback path (4) lying electrical component (7, 8), a DC or DC signal of an electrical power consumption of the electrical component (7, 8).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Phase des Anregungssignals bzw. der Lastimpedanz im Kopplungspfad (4) kontrolliert beeinflusst wird, wodurch das Verhältnis zwischen der detektierten Änderung der Überwachungsgröße und einer Änderung der frequenzabhängigen Lastimpedanz über die Frequenz (f) des beaufschlagten Anregungssignals bzw. das Maß der Änderung der frequenzabhängigen Lastimpedanz selbst beeinflusst wird. 3. The method of claim 1 or 2, wherein a phase of the excitation signal or the load impedance in the coupling path (4) is controlled influenced, whereby the ratio between the detected change in the monitored variable and a change of the frequency-dependent load impedance over the frequency (F) of the applied excitation signal or the degree of change of the frequency-dependent load impedance itself is affected.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Beeinflussung der Phase des Anregungssignals im Kopplungspfad (4) während der Durch¬ führung des Verfahrens dynamisch angepasst wird. 4. The method of claim 3, wherein the influence of the phase of the excitation signal in the coupling path (4) is dynamically adjusted during the implementation of ¬ the method.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei Detektieren eines bestimmten Maßes der Änderung der Überwachungsgröße, das auf ein Resonanzverhalten des Abgasnachbe¬ handlungssystems (2) schließen lässt, das Verfahren nochmals für einen Teilbereich des Frequenzbereiches des Anregungssignals, in dem das bestimmte Maß der Änderung der Überwachungsgröße de- tektiert worden ist, durchlaufen wird. 5. The method according to claim 1, wherein, upon detection of a certain amount of the change in the monitored variable indicative of a resonance behavior of the exhaust gas after - treatment system, the method is repeated for a portion of the frequency range of the excitation signal in which the certain degree of change in the monitored quantity has been detected.
6. Anordnung (1) zur Resonanzfrequenz-Bestimmung eines Abgasnachbehandlungssystems (2), aufweisend: 6. arrangement (1) for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system (2), comprising:
- ein Abgasnachbehandlungssystem (2),  an exhaust aftertreatment system (2),
- eine Frequenzerzeuger-Schaltung (3) zur Erzeugung eines Anregungssignals mit sich in einem vorgegebenen Frequenzbereich ändernder Frequenz (f) zur Anregung des Abgasnachbehandlungssystems (2),  - A frequency generator circuit (3) for generating an excitation signal with in a predetermined frequency range changing frequency (f) for exciting the exhaust aftertreatment system (2),
- eine Kopplungsvorrichtung zur Kopplung der Frequenzerzeuger-Schaltung (3) mit dem Abgasnachbehandlungssystem (2), a coupling device for coupling the frequency generator circuit (3) to the exhaust aftertreatment system (2),
- eine Erkennungsschaltung (5) zur Detektion einer Änderung einer Überwachungsgröße des Anregungssignals bzw. einer Änderung einer Überwachungsgröße einer in einem Kopplungspfad (4) zwischen der Frequenzerzeuger-Schaltung (3) und dem Abgasnachbehandlungssystem (2) verschalteten elektrischen Komponente (7, 8) aufgrund einer Änderung einer Lastimpedanz des Abgasnachbehandlungssystems (2), sowie - A detection circuit (5) for detecting a change in a monitoring amount of the excitation signal or a change in a monitoring amount of in a coupling path (4) between the frequency generator circuit (3) and the exhaust aftertreatment system (2) interconnected electrical component (7, 8) a change in a load impedance of the exhaust aftertreatment system (2), as well as
- eine Auswerteeinheit (6) zur Auswertung eines Maßes einer von der Erkennungsschaltung (5) detektierten Änderung der Über- wachungsgröße hinsichtlich eines Resonanzverhaltens des ge¬ koppelten Abgasnachbehandlungssystems (2). an evaluation unit (6) for evaluating a measure of a change detected by the detection circuit (5) wachungsgröße with respect to a resonant behavior of the ge ¬ coupled exhaust gas aftertreatment system (2).
7. Anordnung (1) nach Anspruch 6, weiter aufweisend: 7. Arrangement (1) according to claim 6, further comprising:
- eine Phasenschieber-Komponente (7), die im Kopplungspfad (4) zwischen der Frequenzerzeuger-Schaltung (3) und dem Abgasnachbehandlungssystem (2) verschaltet ist und eingerichtet ist die Phase des Anregungssignals im Kopplungspfad (4) kontrolliert zu beeinflussen, und/oder - A phase shifter component (7), which is connected in the coupling path (4) between the frequency generator circuit (3) and the exhaust aftertreatment system (2) and is adapted to control the phase of the excitation signal in the coupling path (4) controlled, and / or
- eine Verstärker-Komponente (7), die im Kopplungspfad (4) zwischen der Frequenzerzeuger-Schaltung (3) und dem Abgasnachbehandlungssystem (2) verschaltet ist und eingerichtet ist, das Anregungssignal zu verstärken. - An amplifier component (7), which is connected in the coupling path (4) between the frequency generator circuit (3) and the exhaust aftertreatment system (2) and is arranged to amplify the excitation signal.
8. Anordnung (1) nach Anspruch 7, wobei die Erkennungsschaltung (5) mit der Phasenschieber-Komponente (7) und/oder mit der Verstärker-Komponente (7) elektrisch verschaltet ist und eingerichtet ist ein Gleichstrom- bzw. Gleichspannungssignal einer elektrischen Leistungsaufnahme der Phasenschie- ber-Komponente (7) bzw. der Verstärker-Komponente (7) als Überwachungsgröße zu überwachen. 8. Arrangement (1) according to claim 7, wherein the detection circuit (5) with the phase shifter component (7) and / or with the amplifier component (7) is electrically connected and is set up a DC or DC voltage signal of an electrical power consumption the phase shifter component (7) or the amplifier component (7) to monitor as a monitoring variable.
9. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Erkennungsschaltung (5) mit der Frequenzerzeuger-Schaltung (3) elektrisch verschaltet ist und eingerichtet ist ein Gleichstrom¬ bzw. Gleichspannungssignal einer elektrischen Leistungsaufnahme der Frequenzerzeuger-Schaltung (3) als Überwachungsgröße zu überwachen . 9. Arrangement (1) according to one of claims 6 to 8, wherein the detection circuit (5) with the frequency generator circuit (3) is electrically connected and is set up a DC ¬ or DC voltage signal of an electrical power consumption of the frequency generator circuit (3) to be monitored as a monitoring quantity.
10. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, die eingerichtet ist ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen. 10. Arrangement (1) according to one of claims 6 to 9, which is adapted to carry out a method according to one of claims 1 to 5.
PCT/EP2018/063821 2017-05-30 2018-05-25 Method and arrangement for determining the resonance frequency of an exhaust-gas aftertreatment system WO2018219824A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017209044.8A DE102017209044A1 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Method and arrangement for resonant frequency determination of an exhaust aftertreatment system
DE102017209044.8 2017-05-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018219824A1 true WO2018219824A1 (en) 2018-12-06

Family

ID=62244509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/063821 WO2018219824A1 (en) 2017-05-30 2018-05-25 Method and arrangement for determining the resonance frequency of an exhaust-gas aftertreatment system

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017209044A1 (en)
WO (1) WO2018219824A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111677579A (en) * 2020-06-29 2020-09-18 潍柴动力股份有限公司 Urea injection control method and device and electronic equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992002807A1 (en) * 1990-08-03 1992-02-20 Atomic Energy Of Canada Limited Method and apparatus for detecting soot concentration in particulate trap
WO1993005388A1 (en) * 1991-09-06 1993-03-18 Atomic Energy Of Canada Limited/Énergie Atomique Du Canada Limitée Antenna system for soot detecting apparatus
EP0936348A2 (en) * 1998-02-13 1999-08-18 DaimlerChrysler AG Method for determining the filling ratio or the quality of a gas storing catalyst
US7157919B1 (en) * 2005-07-26 2007-01-02 Caterpillar Inc. Method and system for detecting soot and ash concentrations in a filter

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10163198A1 (en) * 2001-12-21 2003-07-03 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Laundry care device with moisture sensor and method for determining the moisture content of laundry
DE102010034983A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Gerhard Fischerauer Method for detecting current state of exhaust after-treatment system in e.g. motor car, involves determining measured variables in different frequency ranges to allow measuring device to provide conclusions about memory state
DE102015100417A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-14 Krohne Messtechnik Gmbh Method for determining the level of a medium in a container

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992002807A1 (en) * 1990-08-03 1992-02-20 Atomic Energy Of Canada Limited Method and apparatus for detecting soot concentration in particulate trap
WO1993005388A1 (en) * 1991-09-06 1993-03-18 Atomic Energy Of Canada Limited/Énergie Atomique Du Canada Limitée Antenna system for soot detecting apparatus
EP0936348A2 (en) * 1998-02-13 1999-08-18 DaimlerChrysler AG Method for determining the filling ratio or the quality of a gas storing catalyst
US7157919B1 (en) * 2005-07-26 2007-01-02 Caterpillar Inc. Method and system for detecting soot and ash concentrations in a filter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111677579A (en) * 2020-06-29 2020-09-18 潍柴动力股份有限公司 Urea injection control method and device and electronic equipment
CN111677579B (en) * 2020-06-29 2021-05-18 潍柴动力股份有限公司 Urea injection control method and device and electronic equipment

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017209044A1 (en) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011107784B4 (en) Method for determining the state of an exhaust gas purification device
DE10358495B4 (en) Method for detecting the state of a catalyst by means of microwaves
EP2499513B1 (en) Method for operating at least one ultrasonic transducer
DE102005009747A1 (en) signal processor
DE102011055693A1 (en) Radar apparatus and method for detecting a failure of a receiving channel of a radar device
DE102012204353A1 (en) Method and device for monitoring gas sensors
DE102008012050A1 (en) Exhaust after-treatment system operating method for motor vehicle, involves regulating condition of catalyzer as continues input variable of engine control for regulation of exhaust after-treatment system
EP3329246B1 (en) Phase control unit for vibronic sensor
DE10010846A1 (en) Appliance for determining measured variables corresponding to reactive resistance of sensor connected to surface acoustic wave (SAW) element matching network
DE102012104642B4 (en) Method for monitoring a combustion chamber of a cyclically operating internal combustion engine
DE3700366C2 (en)
DE102010019309B4 (en) Method for detecting the condition of a combined exhaust aftertreatment system with multiple components
DE102011003690A1 (en) Method for determining ohmic internal resistance of battery, involves subjecting battery to alternating current, where measuring voltage is detected as reaction of battery
WO2018219824A1 (en) Method and arrangement for determining the resonance frequency of an exhaust-gas aftertreatment system
DE4237554A1 (en)
DE102010003624A1 (en) Method for detecting fault of ultrasonic transducer utilized for detecting distance of car, involves comparing release time duration with another release time duration so as to detect fault in transducer
WO2018224220A1 (en) Method for determining a status of an exhaust gas treatment element for a motor vehicle and device
DE102010011936A1 (en) Method for determining geometric, magnetically and/or electrical characteristics of e.g. superparamagnetic ferric oxide nanoparticle, in sample for nuclear spin tomography, involves determining frequency spectrums from two reception signals
DE2915076C2 (en)
DE102015204376A1 (en) Method and device for detecting an arc
DE102011005463A1 (en) Method for operating a system in which a manipulated variable of an actuator can be controlled
DE10345536B4 (en) Arrangement and method for setting a transmission power
DE102006022383B4 (en) Process for signal evaluation of a particle sensor
WO2021219709A1 (en) Device and method for ascertaining the thermal conductivity of a fluid
DE102018110214A1 (en) Method for detecting the condition of a high-frequency antenna for an SCR catalytic converter

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18727009

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18727009

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1