WO2020002182A1 - Verfahren zum überprüfen eines partikelfilters einer verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum überprüfen eines partikelfilters einer verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein kraftfahrzeug Download PDF

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particle filter
pressure
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combustion engine
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Alexander Rurik
Julius SCHWAAB
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
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    • F01N2900/1606—Particle filter loading or soot amount
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    • 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
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for checking a particle filter
  • Such a method for checking a particle filter of an internal combustion engine having an exhaust system, the particle filter arranged in the exhaust system and at least one exhaust gas turbocharger, in particular for a motor vehicle, can already be found in DE 10 2008 059 697 A1, for example, as known.
  • the exhaust gas turbocharger has one in the exhaust gas
  • Exhaust system through which the internal combustion engine can flow, and a turbine wheel arranged upstream of the particle filter.
  • the exhaust gas turbocharger has a bypass line, via which the turbine wheel can be bypassed by at least part of the exhaust gas. This means that this is the bypass line
  • the exhaust gas turbocharger has a bypass valve which can be moved into a plurality of positions which differ from one another and which is also referred to as a waste gate or waste gate valve. By means of the valve one is the
  • Amount of exhaust gas flowing through the bypass line is adjustable, in particular depending on the position of the bypass valve.
  • the object of the present invention is to further develop a method of the type mentioned at the outset in such a way that the particle filter can be checked in a particularly simple manner.
  • the invention provides that, in particular by means of a
  • the respective, in particular current position of the bypass valve is determined.
  • the particle filter is checked depending on the determined position of the bypass valve.
  • the determined position is used, for example, as an actual position, which is compared with at least one target position.
  • the particle filter
  • the desired position is called up, for example, from a map stored in a memory device of the electronic computing device. It has proven to be particularly advantageous if the setpoint position is called up from the characteristic diagram as a function of a current operating point, in particular as a function of a current load.
  • the invention is based in particular on the following findings:
  • a particle filter for example for a gasoline or gasoline engine or for a diesel engine
  • the particle filter should be able to be diagnosed, that is to say checked, depending on the exhaust gas legislation.
  • Checking the particle filter includes, for example, checking whether the particle filter is installed or not, that is to say is arranged in the exhaust system or not. Furthermore, the review can be carried out
  • the degree of loading is also called
  • Loading denotes and characterizes a quantity of particles, in particular soot particles, which have been taken up in the particle filter and which have been filtered out of the exhaust gas by means of the particle filter and have been deposited in the particle filter.
  • the Degree of loading is relevant to assess whether particle storage can still be made possible. On the one hand, the filtration efficiency can be high
  • the particle filter in particular its degree of loading, is usually determined by means of a delta pressure sensor, also referred to as a differential pressure sensor, which also measures the pressure upstream and downstream of the particle filter
  • Pressure Delta designated pressure difference can determine.
  • the degree of loading can be determined from the pressure delta. If, for example, the pressure delta falls below a predeterminable threshold, it can be concluded that the particle filter is not installed, is damaged or has been removed, since even an unloaded particle filter changes the pressure or is greater than zero
  • Pressure delta causes. Another and / or alternative is desirable
  • Diagnostic option for which the delta pressure sensor is not required. Such a further or alternative diagnostic option is advantageous if, for example, a signal provided by the delta pressure sensor and characterizing the pressure delta detected by means of the delta pressure sensor cannot be evaluated, at least temporarily, the delta pressure sensor fails or such a delta pressure sensor is to be dispensed with.
  • the method according to the invention represents such an alternative diagnostic option since the position of the bypass valve, in particular a change in the position of the bypass valve, is used as a measure of the changing exhaust gas back pressure or for a change in the exhaust gas back pressure, such a change in the exhaust gas back pressure usually being effected by the particle filter
  • the invention is based on the knowledge that the particle filter influences the exhaust gas back pressure, so that, for example, there is a change in the exhaust gas back pressure if the particle filter is initially installed and is removed from the exhaust system and / or is damaged or if the loading of the Particulate filter increases.
  • the exhaust gas back pressure or its change leads to a change in the position of the bypass valve, so that the particle filter can be diagnosed on the basis of the position of the bypass valve, in particular on the basis of a change in the position of the bypass valve.
  • the pressure drop decreases from the pressure p3 (in front of the turbine) to the pressure p4.
  • bypass valve which is also referred to as a waste gate (WG)
  • WG waste gate
  • Intake manifold pressure does not drop. Closing the waste gate in turn causes an increase in the exhaust gas back pressure p3. Thereupon the gas exchange work increases because the exhaust gas has to be pushed out of the combustion chamber against a higher pressure. The result would be a lower effective medium pressure and thus a lower effective torque.
  • the load detection of the engine control system compensates for this with a higher intake manifold pressure. This causes a higher high pressure work, which compensates for the higher charge exchange work. In total, the same effective mean pressure can be set despite a higher exhaust gas back pressure.
  • the higher intake manifold pressure can be achieved by closing the waste gate even more. If the pressure p4 drops, which results, for example, from an expansion of the particle filter, the effects described above are reversed and the waste gate has to be opened further and the required intake manifold pressure drops.
  • the change in the position of the bypass valve can provide information about how heavily the particle filter is loaded or whether the particle filter is installed at all, that is to say is arranged in the exhaust system.
  • the position of the bypass valve is compared with a reference position in the form of the target position, which for example at the beginning of the vehicle life with a new, unloaded one
  • Particle filter can be generated. From the deviation of the actual position
  • the reference position can be calculated back to the load, or a removed or damaged particle filter can be diagnosed.
  • Another object of the invention is the above-described change in the intake manifold pressure through the particle filter or its loading as
  • Diagnostic option especially for a delta pressure calculation.
  • a pressure currently prevailing in the intake manifold is determined, in particular measured, and compared with a reference pressure.
  • the reference pressure is, for example, a pressure prevailing in the intake manifold when the new one is unloaded
  • Particulate filter About the deviation of the measured pressure from the reference pressure can be deduced from the degree of loading of the particle filter or diagnosed whether the particle filter is damaged or not installed at all.
  • the pressure change determination via the position of the waste gate or via the change in the intake manifold pressure is particularly useful in high load ranges at higher speeds. Load ranges in which no charging and therefore no waste gate control is required cannot be used for the diagnosis.
  • the reference values can be determined in different or several engine operating points by the
  • a diagnostic result can be determined more quickly, depending on the cycle, since, for example, there is also no need to wait for a dew point at the delta pressure sensor.
  • a delta pressure detection by particle filter can be detected by changing the waste gate position and / or changing the intake manifold pressure, so that, for example, a removal detection of the particle filter, a determination of the degree of loading and a determination of the aging of the particle filter can be realized.
  • FIG. Shows a schematic representation of a
  • Internal combustion engine 10 of a motor vehicle which preferably as
  • Motor vehicle and can be designed as a passenger car.
  • Internal combustion engine 10 has a motor housing 12, which forms at least one combustion chamber 14, for example a cylinder. During a fired operation of the internal combustion engine 10, combustion processes take place in the combustion chamber 14, which results in exhaust gas from the internal combustion engine 10.
  • the internal combustion engine 10 has an exhaust tract through which the exhaust gas can flow, which is also referred to as an exhaust system 16.
  • the exhaust gas system 16 has a particle filter 18 through which the exhaust gas can flow, by means of which particles, in particular soot particles, that may be present in the exhaust gas can be at least partially filtered out of the exhaust gas.
  • the internal combustion engine 10 is designed as a supercharged internal combustion engine and for this purpose comprises at least or exactly one exhaust gas turbocharger 20 which has a turbine 22 with a turbine wheel 24.
  • the turbine 22 and in particular the turbine wheel 24 are in the
  • Exhaust system 16 is arranged so that the turbine 22 can be flowed through by at least part of the exhaust gas.
  • the part of the exhaust gas flowing through the turbine 22 can drive the turbine wheel 24.
  • the internal combustion engine 10 also has an inlet tract
  • intake tract 26 through which air can flow.
  • air flowing through the intake tract 26 is directed to and in particular into the combustion chamber 14.
  • An air filter 28 is arranged in the intake tract 26 for filtering the air flowing through the intake tract 26.
  • the exhaust gas turbocharger 20 has a compressor 30 which is arranged in the intake tract 26 and which comprises a compressor wheel 32.
  • the air flowing through the intake tract 26 can be compressed by means of the compressor wheel 32.
  • the compressor wheel 32 is driven by the turbine wheel 24.
  • the intake tract 26 comprises at least one line element 34 through which the air can flow, which also serves as a suction pipe referred to as.
  • a pressure prevails in the intake manifold, which is also referred to as intake manifold pressure.
  • the particle filter 18 is arranged downstream of the turbine 22 and in particular downstream of the turbine wheel 24 in the flow direction of the exhaust gas flowing through the exhaust system 16.
  • the exhaust gas turbocharger 20 has a bypass device 36 which comprises at least or exactly one bypass line 38.
  • the bypass line 38 is fluidly connected to the exhaust system 16 at a branch point A and at an inlet point E. At branch point A, at least a part of the exhaust system 16
  • bypass line 38 are initiated.
  • Inlet point E can flow the exhaust gas flowing through the bypass line 38 out of the bypass line 38 and flow back into the exhaust system 16.
  • the branch point A is arranged upstream of the turbine wheel 24, the
  • the inlet point E is arranged downstream of the turbine wheel 24 and upstream of the particle filter 18. Upstream of the turbine wheel 24 there is a first pressure of the exhaust gas, also referred to as p3, the first pressure also being referred to as the first exhaust gas pressure. Downstream of the turbine wheel 24 and upstream of the particle filter 18, there is a second pressure of the exhaust gas in the exhaust system 16, the second pressure also being referred to as the second exhaust gas pressure. Since the exhaust gas is expanded by means of the turbine wheel 24, the first exhaust gas pressure is usually lower than the second
  • Exhaust gas pressure which is also referred to as p4.
  • the bypass device 36 further comprises a bypass valve 40, which is also referred to as a waste gate or waste gate valve and which, for example, is connected to the
  • Bypass line 38 is arranged. By means of the bypass valve 40, an amount of the exhaust gas flowing through the bypass line 38 can be set.
  • the boost pressure of the exhaust gas turbocharger 20 can be adjusted, in particular regulated.
  • the bypass valve 40 can be moved into several different positions, in particular by means of an actuator (not shown in the figure). For example, each of the positions of the bypass valve 40 corresponds to exactly one quantity of the exhaust gas flowing through the bypass line 38.
  • the particle filter 18 is checked as a function of the determined position of the bypass valve 40.
  • the determined position as the actual position is compared with a target position, in particular as a function of a current operating point, in particular as a function of a current load, of the internal combustion engine 10.
  • a pressure sensor at least one pressure prevailing in the intake manifold and also referred to as intake manifold pressure is determined, in particular measured.
  • the particle filter 18 is checked as a function of the determined, in particular measured, intake manifold pressure.
  • the measured intake manifold pressure is compared with a target pressure or reference pressure, in particular as a function of the current operating point
  • Degree of loading can be determined.
  • damage to the particle filter 18 can be determined and / or a removal detection can be carried out, in the course of which it is checked whether the particle filter 18 is actually arranged in the exhaust system 16 or is not installed, for example.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Partikelfilters (18) einer eine Abgasanlage (16), den in der Abgasanlage (16) angeordneten Partikelfilter (18) und wenigstens einen Abgasturbolader (20) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (10), bei welchem der Abgasturbolader (20) eine in der von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbaren Abgasanlage (16) stromauf des Partikelfilters (18) angeordnete Turbine (22) mit einem Turbinenrad (24), eine Umgehungsleitung (38), über welche das Turbinenrad (22) von zumindest einem Teil des Abgases zu umgehen ist, und ein in mehrere, unterschiedliche Stellungen bewegbares Umgehungsventil (40) aufweist, mittels welchem eine die Umgehungsleitung (38) durchströmende Menge des Abgases einstellbar ist, mit den Schritten: Ermitteln der Stellung des Umgehungsventils (40); und Überprüfen des Partikelfilters (18) in Abhängigkeit von der ermittelten Stellung des Umgehungsventils (40).

Description

Verfahren zum Überprüfen eines Partikelfilters einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Partikelfilters einer
Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem
Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solches Verfahren zum Überprüfen eines Partikelfilters einer eine Abgasanlage, den in der Abgasanlage angeordneten Partikelfilter und wenigstens einen Abgasturbolader aufweisenden Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der DE 10 2008 059 697 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren weist der Abgasturbolader eine in der von Abgas der
Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgasanlage stromauf des Partikelfilters angeordnete Turbine mit einem Turbinenrad auf. Außerdem weist der Abgasturbolader eine Umgehungsleitung auf, über welche das Turbinenrad von zumindest einem Teil des Abgases zu umgehen ist. Dies bedeutet, dass das die Umgehungsleitung
durchströmende Abgas das Turbinenrad umgeht und somit das Turbinenrad nicht antreibt. Außerdem weist der Abgasturbolader einen in mehrere, voneinander unterschiedliche Stellungen bewegbares Umgehungsventil auf, welches auch als Waste- Gate oder Waste-Gate-Ventil bezeichnet wird. Mittels des Ventils ist eine die
Umgehungsleitung durchströmende Menge des Abgases einstellbar, insbesondere je nach Stellung des Umgehungsventils.
Des Weiteren offenbart die DE 10 2015 215 373 A1 ein Verfahren zur
Abgasnachbehandlung eines aufladbaren, fremdgezündeten Verbrennungsmotors. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Partikelfilter auf besonders einfache Weise überprüft werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der beispielsweise als Dieselpartikelfilter oder Ottopartikelfilter ausgebildete Partikelfilter besonders einfach überprüft, das heißt diagnostiziert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass, insbesondere mittels einer
elektronischen Recheneinrichtung, die jeweilige, insbesondere aktuelle Stellung des Umgehungsventils ermittelt wird. Außerdem wird der Partikelfilter in Abhängigkeit von der ermittelten Stellung des Umgehungsventils überprüft.
Die ermittelte Stellung wird beispielsweise als eine Ist-Stellung verwendet, welche mit wenigstens einer Soll-Stellung verglichen wird. Dabei wird der Partikelfilter
beispielsweise in Abhängigkeit von dem Vergleich überprüft.
Die Soll-Stellung wird beispielsweise aus einem in einer Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherten Kennfeld abgerufen. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Soll-Stellung in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebspunkt, insbesondere in Abhängigkeit von einer aktuellen Last, der Verbrennungskraftmaschine aus dem Kennfeld abgerufen wird.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Bei Einsatz eines Partikelfilters, beispielsweise für einen Otto- beziehungsweise Benzinmotor oder für einen Dieselmotor, soll der Partikelfilter je nach Abgasgesetzgebung diagnostiziert, das heißt überprüft werden können. Die Überprüfung des Partikelfilters umfasst beispielsweise die Überprüfung, ob der Partikelfilter verbaut oder nicht verbaut, das heißt in der Abgasanlage angeordnet ist oder nicht. Ferner kann die Überprüfung die
Überwachung der Filtrationseffizienz des Partikelfilters und/oder die Überwachung eines Beladungsgrads des Partikelfilters umfassen. Der Beladungsgrad wird auch als
Beladung bezeichnet und charakterisiert eine in dem Partikelfilter aufgenommene Menge an Partikeln, insbesondere Rußpartikeln, die mittels des Partikelfilters aus dem Abgas gefiltert wurden und sich in dem Partikelfilter niedergeschlagen haben. Der Beladungsgrad ist relevant, um zu beurteilen, ob eine Partikeleinspeicherung weiterhin ermöglicht werden kann. Einerseits kann die Filtrationseffizienz bei hohen
Beladungsgraden absinken. Andererseits kann ein stark erhöhter Abgasgegendruck zu Bauteilschädigungen führen.
Üblicherweise wird der Partikelfilter, insbesondere dessen Beladungsgrad, mittels eines auch als Differenzdrucksensor bezeichneten Deltadrucksensors festgestellt, welcher über eine Druckmessung stromauf und stromab des Partikelfilters eine auch als
Druckdelta bezeichnete Druckdifferenz ermitteln kann. Aus dem Druckdelta kann der Beladungsgrad bestimmt werden. Unterschreitet das Druckdelta beispielsweise eine vorgebbare Schwelle, so kann darauf rückgeschlossen werden, dass der Partikelfilter nicht verbaut ist, beschädigt ist oder entnommen wurde, da selbst ein unbeladener Partikelfilter eine Druckänderung beziehungsweise ein gegenüber Null größeres
Druckdelta bewirkt. Wünschenswert ist eine weitere und/oder alternative
Diagnosemöglichkeit, für welche der Deltadrucksensor nicht benötigt wird. Eine solche weitere beziehungsweise alternative Diagnosemöglichkeit ist vorteilhaft, wenn beispielsweise ein von dem Deltadrucksensor bereitgestelltes und das mittels des Deltadrucksensors erfasste Druckdelta charakterisierendes Signal zumindest temporär nicht ausgewertet werden kann, der Deltadrucksensor ausfällt oder auf einen solchen Deltadrucksensor verzichtet werden soll.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine solche alternative Diagnosemöglichkeit dar, da die Stellung des Umgehungsventils, insbesondere eine Änderung der Stellung des Umgehungsventils, als Maß für den sich ändernden Abgasgegendruck beziehungsweise für eine Änderung des Abgasgegendrucks herangezogen wird, wobei eine solche Änderung des Abgasgegendrucks üblicherweise durch den Partikelfilter
beziehungsweise durch seine Beladung und/oder seine Beschädigung verursacht wird. Mit anderen Worten liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass der Partikelfilter den Abgasgegendruck beeinflusst, sodass es beispielsweise zu einer Änderung des Abgasgegendrucks kommt, wenn der Partikelfilter zunächst verbaut ist und dabei aus der Abgasanlage entnommen wird und/oder beschädigt wird oder wenn die Beladung des Partikelfilters zunimmt. Der Abgasgegendruck beziehungsweise dessen Änderung führt zu einer Änderung der Stellung des Umgehungsventils, sodass anhand der Stellung des Umgehungsventils, insbesondere anhand einer Änderung der Stellung des Umgehungsventils, der Partikelfilter diagnostiziert werden kann. Durch das Ansteigen des Drucks nach der Turbine (p4) durch den Partikelfilter beziehungsweise dessen Beladung sinkt das Druckgefälle von dem Druck p3 (vor der Turbine) zu dem Druck p4. Als Folge muss das auch als Waste-Gate (WG) bezeichnete Umgehungsventil in Abhängigkeit von der Änderung des Druckgefälles beziehungsweise in Abhängigkeit von einer Änderung des Drucks p4 weiter geschlossen werden, um die Drehzahl des Abgasturboladers konstant zu halten, damit beispielsweise der
Saugrohrdruck nicht absinkt. Das Schließen des Waste-Gates wiederum bewirkt eine Erhöhung des Abgasgegendrucks p3. Daraufhin steigt die Ladungswechselarbeit an, da das Abgas gegen einen höheren Druck aus dem Brennraum geschoben werden muss. Das Ergebnis wäre ein geringerer effektiver Mitteldruck und damit ein geringeres effektives Drehmoment. Die Lasterfassung der Motorsteuerung gleicht dies durch einen höheren Saugrohrdruck aus. Dieser bewirkt eine höhere Hochdruckarbeit, wodurch die höhere Ladungswechselarbeit ausgeglichen wird. In Summe kann trotz eines höheren Abgasgegendrucks derselbe effektive Mitteldruck eingestellt werden. Der höhere Saugrohrdruck kann durch ein noch stärkeres Schließen des Waste-Gates erreicht werden. Im Falle eines Absinkens des Drucks p4, was beispielsweise aus einem Ausbau des Partikelfilters resultiert, kehren sich die oben beschriebenen Effekte um, und das Waste-Gate muss weiter geöffnet werden, und der benötigte Saugrohrdruck sinkt.
Zusammenfassend kann die Änderung der Stellung des Umgehungsventils Aufschluss darüber geben, wie stark der Partikelfilter beladen ist oder ob der Partikelfilter überhaupt verbaut, das heißt in der Abgasanlage angeordnet ist. Hierzu wird die Stellung des Umgehungsventils mit einer Referenzposition in Form der Soll-Position verglichen, welche beispielsweise zu Beginn des Fahrzeuglebens mit neuem, unbeladenem
Partikelfilter generiert werden kann. Aus der Abweichung der Ist-Stellung zur
Referenzposition kann auf die Beladung rückgerechnet werden, oder ein ausgebauter oder beschädigter Partikelfilter kann diagnostiziert werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, die oben beschriebene Änderung des Saugrohrdrucks durch den Partikelfilter beziehungsweise dessen Beladung als
Diagnosemöglichkeit, insbesondere für eine Deltadruckberechnung, heranzuziehen. Die Gründe einer etwaigen Saugrohrdruckänderung sind bereits oben beschrieben worden. Hierbei wird beispielsweise ein in dem Saugrohr aktuell herrschender Druck ermittelt, insbesondere gemessen, und mit einem Referenzdruck verglichen. Der Referenzdruck ist beispielsweise ein im Saugrohr herrschender Druck bei unbeladenem, neuem
Partikelfilter. Über die Abweichung des gemessenen Drucks von dem Referenzdruck kann auf den Beladungsgrad des Partikelfilters geschlossen werden oder diagnostiziert werden, ob der Partikelfilter beschädigt oder gar nicht verbaut ist.
Da der Partikelfilter vor allem bei hohen Abgasvolumenströmen einen signifikanten Gegendruck verursacht, bietet sich die Druckänderungsbestimmung über die Stellung des Waste-Gates beziehungsweise über die Änderung des Saugrohrdrucks vor allem in hohen Lastbereichen bei höheren Drehzahlen an. Lastbereiche, bei welchen keine Aufladung und somit keine Waste-Gate-Ansteuerung benötigt wird, können nicht für die Diagnose herangezogen werden.
Die beschriebene Diagnoseart sollte bei ähnlichen Umgebungsbedingungen ablaufen, welche auch für die Referenzbestimmung genutzt wurden, da die Höhe über Normalnull und die Ansauglufttemperatur die Stellung des Umgehungsventils und den
Saugrohrdruck beeinflussen können. Die Referenzwerte können in verschiedenen beziehungsweise mehreren Motorbetriebspunkten bestimmt werden, um die
Diagnosemöglichkeit zu erhöhen. Insbesondere können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die folgenden Vorteile realisiert werden: bei Entfall des Deltadrucksensors deutliche Kosteneinsparung
Anwendung als Ersatzdiagnose möglich
Im Vergleich zur Druckmessung über Deltadrucksensor ist ein Diagnoseergebnis bei hohen Abgasvolumenströmen und Beladungsraten möglich.
Im Vergleich zur Druckmessung über Deltadrucksensor kann je nach Zyklus ein Diagnoseergebnis schneller ermittelt werden, da beispielsweise auch ein Warten auf ein Taupunktende am Deltadrucksensor verzichtet werden kann.
Insgesamt ist erkennbar, dass eine Deltadruckerkennung durch Partikelfilter über die Änderung der Waste-Gate-Stellung und/oder die Änderung des Saugrohrdrucks erkannt werden kann, sodass beispielsweise eine Ausbauerkennung des Partikelfilters eine Bestimmung des Beladungsgrads und eine Bestimmung der Alterung des Partikelfilters realisiert werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer
Verbrennungskraftmaschine, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine
Verbrennungskraftmaschine 10 eines Kraftfahrzeugs, welches vorzugsweise als
Kraftwagen und dabei als Personenkraftwagen ausgebildet sein kann. Die
Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein Motorgehäuse 12 auf, welches wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum 14 bildet. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 laufen in dem Brennraum 14 Verbrennungsvorgänge ab, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 resultiert. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist dabei einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt auf, welcher auch als Abgasanlage 16 bezeichnet wird. Die Abgasanlage 16 weist einen von dem Abgas durchströmbaren Partikelfilter 18 auf, mittels welchem im Abgas etwaig enthaltene Partikel, insbesondere Rußpartikel, zumindest teilweise aus dem Abgas herausgefiltert werden können. Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist als aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst hierzu wenigstens oder genau einen Abgasturbolader 20, welcher eine Turbine 22 mit einem Turbinenrad 24 aufweist. Die Turbine 22 und insbesondere das Turbinenrad 24 sind in der
Abgasanlage 16 angeordnet, sodass die Turbine 22 von zumindest einem Teil des Abgases durchströmbar ist. Der die Turbine 22 durchströmende Teil des Abgases kann das Turbinenrad 24 antreiben.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ferner einen auch als Einlasstrakt
bezeichneten Ansaugtrakt 26 auf, welcher von Luft durchströmt werden kann. Mittels des Ansaugtrakts 26 wird die den Ansaugtrakt 26 durchströmende Luft zu dem und insbesondere in den Brennraum 14 geleitet. Dabei ist im Ansaugtrakt 26 ein Luftfilter 28 zum Filtern der den Ansaugtrakt 26 durchströmenden Luft angeordnet. Der
Abgasturbolader 20 weist dabei einen in dem Ansaugtrakt 26 angeordneten Verdichter 30 auf, welcher ein Verdichterrad 32 umfasst. Mittels des Verdichterrads 32 kann die den Ansaugtrakt 26 durchströmende Luft verdichtet werden. Hierzu wird das Verdichterrad 32 von dem Turbinenrad 24 angetrieben. Der Ansaugtrakt 26 umfasst wenigstens ein von der Luft durchströmbares Leitungselement 34, welches auch als Saugrohr bezeichnet wird. Während des befeuerten Betriebs herrscht in dem Saugrohr ein Druck, welcher auch als Saugrohrdruck bezeichnet wird.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Partikelfilter 18 in Strömungsrichtung des die Abgasanlage 16 durchströmenden Abgases stromab der Turbine 22 und insbesondere stromab des Turbinenrads 24 angeordnet ist.
Der Abgasturbolader 20 weist eine Umgehungseinrichtung 36 auf, welche wenigstens oder genau eine Umgehungsleitung 38 umfasst. Die Umgehungsleitung 38 ist an einer Abzweigstelle A und an einer Einleitstelle E fluidisch mit der Abgasanlage 16 verbunden. An der Abzweigstelle A kann zumindest ein T eil des die Abgasanlage 16
durchströmenden Abgases aus der Abgasanlage 16 abgezweigt und in die
Umgehungsleitung 38 eingeleitet werden. Das die Umgehungsleitung 38
durchströmende Abgas umgeht das Turbinenrad 24, sodass das Turbinenrad 24 nicht von dem die Umgehungsleitung 38 durchströmenden Abgas angetrieben, sondern von dem die Umgehungsleitung 38 durchströmenden Abgas umgangen wird. An der
Einleitstelle E kann das die Umgehungsleitung 38 durchströmende Abgas aus der Umgehungsleitung 38 ausströmen und wieder in die Abgasanlage 16 einströmen. Die Abzweigstelle A ist dabei stromauf des Turbinenrads 24 angeordnet, wobei die
Einleitstelle E stromab des Turbinenrads 24 und stromauf des Partikelfilters 18 angeordnet ist. Stromauf des Turbinenrads 24 herrscht ein auch mit p3 bezeichneter erster Druck des Abgases, wobei der erste Druck auch als erster Abgasdruck bezeichnet wird. Stromab des Turbinenrads 24 und stromauf des Partikelfilters 18 herrscht ein zweiter Druck des Abgases in der Abgasanlage 16, wobei der zweite Druck auch als zweiter Abgasdruck bezeichnet wird. Da das Abgas mittels des Turbinenrads 24 entspannt wird, ist üblicherweise der erste Abgasdruck geringer als der zweite
Abgasdruck, welcher auch mit p4 bezeichnet wird.
Die Umgehungseinrichtung 36 umfasst ferner ein auch als Waste-Gate oder Waste- Gate-Ventil bezeichnetes Umgehungsventil 40, welches beispielsweise an die
Umgehungsleitung 38 angeordnet ist. Mittels des Umgehungsventils 40 kann eine die Umgehungsleitung 38 durchströmende Menge des Abgases eingestellt werden.
Hierdurch kann der Ladedruck des Abgasturboladers 20 eingestellt, insbesondere geregelt, werden.
Das Umgehungsventil 40 kann, insbesondere mittels eines in der Fig. nicht dargestellten Aktors, in mehrere, voneinander unterschiedliche Stellungen bewegt werden. Beispielsweise korrespondiert jede der Stellungen des Umgehungsventils 40 mit genau einer die Umgehungsleitung 38 durchströmenden Menge des Abgases.
Um nun den Partikelfilter 18 auf besonders einfache Weise und beispielsweise ohne die Verwendung eines Differenzdrucksensors überprüfen und insbesondere diagnostizieren zu können, ist es im Rahmen eines Verfahrens zum Überprüfen des Partikelfilters 18 vorgesehen, dass die aktuelle Stellung des Umgehungsventils 40 ermittelt wird.
Außerdem wird der Partikelfilter 18 in Abhängigkeit von der ermittelten Stellung des Umgehungsventils 40 überprüft. Hierzu wird beispielsweise die ermittelte Stellung als Ist- Stellung mit einer Soll-Stellung verglichen, insbesondere in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebspunkt, insbesondere in Abhängigkeit von einer aktuellen Last, der Verbrennungskraftmaschine 10. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass, insbesondere mittels eines Drucksensors, wenigstens ein in dem Saugrohr herrschender und auch als Saugrohrdruck bezeichneter Druck ermittelt, insbesondere gemessen, wird. Dabei ist es denkbar, dass der Partikelfilter 18 in Abhängigkeit von dem ermittelten, insbesondere gemessenen, Saugrohrdruck überprüft wird. Hierzu wird beispielsweise der gemessene Saugrohrdruck mit einem Soll-Druck beziehungsweise Referenzdruck verglichen, insbesondere in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebspunkt
beziehungsweise der aktuellen Last der Verbrennungskraftmaschine 10.
Insbesondere kann im Rahmen des Überprüfens des Partikelfilters 18 dessen
Beladungsgrad ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Beschädigung des Partikelfilters 18 ermittelt werden und/oder es kann eine Ausbauerkennung durchgeführt werden, in deren Rahmen überprüft wird, ob der Partikelfilter 18 tatsächlich in der Abgasanlage 16 angeordnet oder etwa nicht verbaut ist.
Bezugszeichenliste
10 Verbrennungskraftmaschine
12 Motorgehäuse
14 Brennraum
16 Abgasanlage
18 Partikelfilter
20 Abgasturbolader
22 Turbine
24 Turbinenrad
26 An saugtrakt
28 Luftfilter
30 Verdichter
32 Verdichterrad
34 Leitungselement
36 Umgehungseinrichtung
38 Umgehungsleitung
40 Umgehungsventil
A Abzweigstelle
E Einleitstelle

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Überprüfen eines Partikelfilters (18) einer eine Abgasanlage (16), den in der Abgasanlage (16) angeordneten Partikelfilter (18) und wenigstens einen Abgasturbolader (20) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (10), bei welchem der Abgasturbolader (20) eine in der von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbaren Abgasanlage (16) stromauf des Partikelfilters (18) angeordnete Turbine (22) mit einem Turbinenrad (24), eine Umgehungsleitung (38), über welche das Turbinenrad (22) von zumindest einem Teil des Abgases zu umgehen ist, und ein in mehrere, unterschiedliche Stellungen bewegbares Umgehungsventil (40) aufweist, mittels welchem eine die Umgehungsleitung (38) durchströmende Menge des Abgases einstellbar ist,
gekennzeichnet durch die Schritte:
- Ermitteln der Stellung des Umgehungsventils (40); und
- Überprüfen des Partikelfilters (18) in Abhängigkeit von der ermittelten Stellung des Umgehungsventils (40).
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die ermittelte Stellung als eine Ist-Stellung mit wenigstens einer Soll-Stellung verglichen wird, wobei der Partikelfilter (18) in Abhängigkeit von dem Vergleich überprüft wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Stellung aus einem in einer Speichereinrichtung einer elektronischen Recheneinrichtung gespeicherten Kennfeld abgerufen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Soll-Stellung in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebspunkt, insbesondere in Abhängigkeit von einer aktuellen Last, der Verbrennungskraftmaschine (10) aus dem Kennfeld abgerufen wird.
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