DE102014211902B4 - Method for monitoring the condition of a particle filter, exhaust system and measuring device - Google Patents
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Abstract
Verfahren (200) zur Zustandsüberwachung eines in einem Abgaskanal (11) angeordneten Partikelfilters (12) mittels einer stromab des Partikelfilters (12) angeordneten Messvorrichtung (14), wobei die Messvorrichtung (14) einen von einem partikelaufnehmenden Material (18) ummantelten ersten Temperatursensor (16) aufweist, wobei das partikelaufnehmende Material (18) den ersten Temperatursensor (16) von einem durch den Partikelfilter (12) strömenden Abgasstrom (20) zumindest teilweise separiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Beaufschlagen der Messvorrichtung (14) mit Abgas über ein Beladungs-Intervall (IB);
- Erfassen einer Dynamik (DM) eines Signals des von dem partikelaufnehmenden Material (18) ummantelten ersten Temperatursensors (16) oder einer aus dem Signal abgeleiteten Größe (TM);
- Ermitteln einer Referenztemperatur durch einen frei von partikelaufnehmendem Material ausgeführten zweiten Temperatursensor (32);
- Vergleichen der Dynamik (DM) des von dem partikelaufnehmenden Material (18) ummantelten ersten Temperatursensors (16) mit einer Referenzdynamik (DR) des zweiten Temperatursensors (32);
- Bewerten des Zustands des Partikelfilters (12) in Abhängigkeit des Vergleichs und des Beladungs-Intervalls (IB).
Method (200) for monitoring the condition of a particle filter (12) arranged in an exhaust duct (11) by means of a measuring device (14) arranged downstream of the particle filter (12), wherein the measuring device (14) has a first temperature sensor (16) encased in a particle-absorbing material (18), wherein the particle-absorbing material (18) at least partially separates the first temperature sensor (16) from an exhaust gas flow (20) flowing through the particle filter (12), wherein the method comprises the following steps:
- subjecting the measuring device (14) to exhaust gas over a loading interval (I B );
- detecting a dynamic (D M ) of a signal of the first temperature sensor (16) encased in the particle-absorbing material (18) or of a variable (T M ) derived from the signal;
- determining a reference temperature by means of a second temperature sensor (32) which is free of particle-absorbing material;
- comparing the dynamics (D M ) of the first temperature sensor (16) encased in the particle-absorbing material (18) with a reference dynamics (D R ) of the second temperature sensor (32);
- Evaluating the condition of the particulate filter (12) depending on the comparison and the loading interval (I B ).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines in einem Abgaskanal angeordneten Partikelfilters mittels einer stromab des Partikelfilters angeordneten Messvorrichtung, wobei die Messvorrichtung einen Sensor und ein partikelaufnehmendes Material aufweist, welches den Sensor von einem durch den Partikelfilter strömenden Abgasstrom zumindest teilweise separiert. Ferner betrifft die Erfindung eine Abgasanlage, welche zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist, sowie eine Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und/oder für die Abgasanlage.The invention relates to a method for monitoring the condition of a particle filter arranged in an exhaust duct by means of a measuring device arranged downstream of the particle filter, wherein the measuring device has a sensor and a particle-absorbing material which at least partially separates the sensor from an exhaust gas flow flowing through the particle filter. The invention further relates to an exhaust system which is designed to carry out the method, and to a measuring device for carrying out the method and/or for the exhaust system.
Zur Emissionsverminderung von Verbrennungskraftmaschinen und zur Einhaltung aktueller Abgasgesetzgebungen kommen Abgassysteme mit mehreren Abgasnachbehandlungskomponenten zum Einsatz. So kann ein Abgassystem zur Verminderung von Emissionen einer mit Dieselkraftstoff betriebenen Verbrennungskraftmaschine beispielsweise einen Oxidationskatalysator, einen SCR-Katalysator (selektive katalytische Reduktion) und einen Partikelfilter (Dieselpartikelfilter, kurz: DPF) umfassen.Exhaust systems with several exhaust aftertreatment components are used to reduce emissions from internal combustion engines and to comply with current exhaust gas legislation. For example, an exhaust system for reducing emissions from an internal combustion engine running on diesel fuel can include an oxidation catalyst, an SCR catalyst (selective catalytic reduction) and a particle filter (diesel particulate filter, or DPF for short).
Der Einsatz von Partikelfiltern in Kraftfahrzeugen erfordert eine Funktions- also Effizienzüberwachung des Bauteils nach den Richtlinien der Emissionsgesetzgebung. Bisher konnte eine ausreichende Überwachung durch Auswerten eines Differenzdruckes über den Partikelfilter gewährleistet werden. Dabei wird aufgrund des gemessenen Druckabfalls auf einen Funktionszustand des Partikelfilters geschlossen. Eine direkte Erfassung der Partikelmasse erfolgt nicht.The use of particle filters in motor vehicles requires functional and efficiency monitoring of the component in accordance with the guidelines of emissions legislation. Up to now, sufficient monitoring has been ensured by evaluating a differential pressure across the particle filter. The functional status of the particle filter is determined based on the measured pressure drop. The particle mass is not recorded directly.
Die Überwachung der stark abgesenkten Schwellenwerte aktuell geltender oder nächster Stufen der Emissionsgesetzgebung in Europa und den USA ist mit der bisherigen Methode aufgrund der nicht mehr ausreichenden Empfindlichkeit und Genauigkeit der verfügbaren Drucksensoren voraussichtlich nicht mehr darstellbar.The monitoring of the significantly reduced threshold values of currently applicable or next stages of emissions legislation in Europe and the USA is probably no longer possible with the previous method due to the insufficient sensitivity and accuracy of the available pressure sensors.
Derzeit existierende Partikelsensoren messen prinzipbedingt nur den Anteil elementaren Kohlenstoffs in der Partikelmasse. Sie erfordern eine aufwendige Signalauswertung in Form eines eigenständigen Steuergerätes. Durch diesen komplexen Aufbau steigen Ausfallwahrscheinlichkeit, Applikationsaufwand und Kosten. Sie sind bisher wenig erprobt. Insbesondere fehlt Langzeiterfahrung.Currently existing particle sensors only measure the proportion of elemental carbon in the particle mass due to their principle. They require complex signal evaluation in the form of an independent control unit. This complex structure increases the probability of failure, application effort and costs. They have not been tested much to date. In particular, there is a lack of long-term experience.
Die
Die
Aus der
Die
Ferner ist aus der
Anforderungen an eine Diagnose von Partikelfiltern, wie sie mit den Abgasnormen EU6 oder LEV2 gefordert werden, können mit derzeitigen Methoden zwar erreicht werden, jedoch nur mit einem erhöhten konstruktiven Aufwand (zum Beispiel einer Druckdifferenzmessung über einen Filter einer Abgasrückführung) und/oder mittels aufwendiger Sensorik (Partikelsensor) erreicht werden. Insgesamt ist dies bei einer verbesserungswürdigen Genauigkeit mit hohen Kosten verbunden.Requirements for diagnosing particle filters, as required by the EU6 or LEV2 emissions standards, can be met with current methods, but only with increased design effort (for example, measuring the pressure difference across an exhaust gas recirculation filter) and/or using complex sensors (particle sensor). Overall, this is associated with high costs and the accuracy needs to be improved.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Mittel zur verbesserten und kostengünstigeren Zustandsüberwachung eines Partikelfilters zur Verfügung zu stellen.The invention is based on the object of providing a method and means for improved and more cost-effective condition monitoring of a particle filter.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines in einem Abgaskanal angeordneten Partikelfilters zur Verfügung gestellt. Das Verfahren erfolgt mittels einer stromab des Partikelfilters angeordneten Messvorrichtung, wobei die Messvorrichtung einen von einem partikelaufnehmenden Material ummantelten ersten Temperatursensoraufweist, wobei das partikelaufnehmende Material den ersten Temperatursensor von einem durch den Partikelfilter strömenden Abgasstrom zumindest teilweise separiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Beaufschlagen der Messvorrichtung mit Abgas über ein Beladungs-Intervall;
- - Erfassen einer Dynamik eines Signals des von dem partikelaufnehmenden Material ummantelten ersten Temperatursensors oder einer aus dem Signal abgeleiteten Größe;
- - Ermitteln einer Referenztemperatur durch einen frei von partikelaufnehmendem Material ausgeführten zweiten Temperatursensor;
- - Vergleichen der Dynamik des von dem partikelaufnehmenden Material ummantelten ersten Temperatursensors mit einer Referenzdynamik des zweiten Temperatursensors;
- - Bewerten des Zustands des Partikelfilters in Abhängigkeit des Vergleichs und des Beladungs-Intervalls.
- - Exposing the measuring device to exhaust gas over a loading interval;
- - detecting a dynamic of a signal of the first temperature sensor encased in the particle-absorbing material or of a quantity derived from the signal;
- - Determining a reference temperature by means of a second temperature sensor which is free of particle-absorbing material;
- - comparing the dynamics of the first temperature sensor encased in the particle-absorbing material with a reference dynamics of the second temperature sensor;
- - Evaluating the condition of the particulate filter depending on the comparison and the loading interval.
Bevorzugt ist der Abgaskanal ein Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.Preferably, the exhaust duct is an exhaust duct of an internal combustion engine of a motor vehicle.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine robuste Effizienzdiagnose des Partikelfilters für niedrige Emissionsgrenzwerte gewährleistet.The method according to the invention ensures a robust efficiency diagnosis of the particulate filter for low emission limits.
Das partikelaufnehmende Material kann insbesondere Partikel reversibel aufnehmen, zum Beispiel absorbieren oder anlagern. Das heißt, es kann mit Partikeln be- und entladen werden.The particle-absorbing material can, in particular, absorb or attach particles reversibly. This means that it can be loaded and unloaded with particles.
Mittels des partikelaufnehmenden Materials wird der Sensor zumindest teilweise vom Abgasstrom separiert, also derart vom Abgasstrom getrennt, dass höchstens ein Teil des Abgasstroms in die Messvorrichtung vordringt. Das partikelaufnehmende Material ist dabei derart zwischen dem Sensor und dem Abgasstrom angeordnet, dass bei einer zunehmenden Beladung des partikelaufnehmenden Materials die Dynamik des Signals des Sensors und somit auch die Dynamik der aus dem Signal abgeleiteten (also ermittelten) Größe verringert, also eine Trägheit des Signals des Sensors und somit auch der daraus abgeleiteten Größe erhöht wird. Die Dynamik bezeichnet also eine Dynamik des messtechnisch erfassten Signals oder der daraus abgeleiteten Größe und nicht eine Dynamik einer tatsächlichen, zu messenden physikalischen Größe. Die Dynamik kann also auch als eine Änderungsgeschwindigkeit oder Änderungsrate des erfassten Signals oder der daraus abgeleiteten Größe angesehen werden. Durch die verringerte Dynamik folgt ein Verlauf des Signals des Sensors (zum Beispiel ein Spannungssignal) oder der aus dem Signal abgeleiteten Größe (zum Beispiel eine ermittelte Temperatur) einem tatsächlichen Verlauf einer zu messenden Größe (zum Beispiel eine Temperatur) nur mehr mit erhöhter Zeitverzögerung. Um eine Partikelaufnahme des Materials und somit eine Änderung der Dynamik zu erleichtern, ist das partikelaufnehmende Material insbesondere stromauf des Sensors angeordnet.By means of the particle-absorbing material, the sensor is at least partially separated from the exhaust gas flow, i.e. separated from the exhaust gas flow in such a way that at most a part of the exhaust gas flow penetrates into the measuring device. The particle-absorbing material is arranged between the sensor sensor and the exhaust gas flow in such a way that with increasing loading of the particle-absorbing material, the dynamics of the sensor signal and thus also the dynamics of the variable derived from the signal (i.e. determined) are reduced, i.e. the inertia of the sensor signal and thus also of the variable derived from it is increased. The dynamics therefore refers to the dynamics of the signal recorded by measurement or the variable derived from it and not to the dynamics of an actual physical variable to be measured. The dynamics can therefore also be viewed as the speed or rate of change of the recorded signal or the variable derived from it. Due to the reduced dynamics, a course of the sensor signal (e.g. a voltage signal) or the variable derived from the signal (e.g. a determined temperature) only follows the actual course of a variable to be measured (e.g. a temperature) with an increased time delay. In order to facilitate particle absorption by the material and thus a change in the dynamics, the particle-absorbing material is arranged in particular upstream of the sensor.
Im Falle eines Defekts des Partikelfilters wird das partikelaufnehmende Material schneller als vor dem Defekt von Partikeln aus dem Abgasstrom beladen. Durch die Beladung des Materials sinkt die Dynamik des Signals oder der daraus abgeleiteten Größe, was durch den Vergleich dieser Dynamik mit der Referenzdynamik festgestellt wird.In the event of a defect in the particulate filter, the particle-absorbing material is loaded with particles from the exhaust gas stream more quickly than before the defect. As the material is loaded, the dynamics of the signal or the quantity derived from it decreases, which is determined by comparing this dynamics with the reference dynamics.
Das Bewerten des Zustands des Partikelfilters erfolgt in Abhängigkeit dieses Vergleichs und des Beladungs-Intervalls. Das Beladungs-Intervall kann sich dabei bis zu einem beliebig gewählten oder vorbestimmten Punkt in die Vergangenheit erstrecken. Es kann sich also zwischen diesem Punkt in der Vergangenheit und jenem Punkt erstrecken, in dem ein aktuelles Signal, das die Grundlage zum Bewerten des Zustands bildet, vom Sensor ausgegeben wird.The assessment of the condition of the particle filter is carried out depending on this comparison and the loading interval. The loading interval can extend to any chosen or predetermined point in the past. It can therefore extend between this point in the past and the point at which a current signal, which forms the basis for assessing the condition, is output by the sensor.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Beladungs-Intervall ein Beladungs-Zeitintervall, ein Beladungs-Wegintervall und/oder ein Beladungs-Massenintervall umfasst oder ist. Während eine relativ geringe Abnahme der Dynamik des Signals oder der daraus abgeleiteten Größe innerhalb eines relativ langen Beladungs-Zeitintervalls wegen einer nicht hundertprozentigen Filterwirkung des Partikelfilters durchaus zulässig sein kann, kann eine relativ große Messdynamikabnahme innerhalb eines relativ kurzen Beladungs-Zeitintervalls auf einen defekten Partikelfilter hindeuten. Mittels des Beladungs-Wegintervalls kann zudem eine Bewertung durchgeführt werden, welcher ein zurückgelegter Weg zugrunde liegt. Durch Heranziehen des Beladungs-Massenintervalls kann ferner eine Bewertung des Zustands durchgeführt werden, welcher einer Partikelmasse zugrunde liegt. Die Partikelmasse kann dabei eine bei korrekt funktionierendem Partikelfilter erwartete Partikelmasse am Ausgang des Partikelfilters sein. Diese kann beispielsweise mittels eines Rechenmodells ermittelt werden. Auch eine Kombination der genannten Intervalle kann von Vorteil sein, da es zum Beispiel von Belang sein kann, welche Partikelmasse in welcher Zeit ausgestoßen wurde.Preferably, the loading interval includes or is a loading time interval, a loading distance interval and/or a loading mass interval. While a relatively small decrease in the dynamics of the signal or the quantity derived from it within a relatively long loading time interval may be permissible due to the particle filter not being 100% effective, a relatively large decrease in the measurement dynamics within a relatively short loading time interval may indicate a defective particle filter. The loading distance interval can also be used to carry out an assessment based on the distance traveled. By using the loading mass interval, an assessment of the state underlying a particle mass can also be carried out. The particle mass can be a particle mass expected at the outlet of the particle filter when the particle filter is functioning correctly. This can be determined, for example, using a calculation model. A combination of the intervals mentioned can also be advantageous, since it can be important, for example, which particle mass was emitted at what time.
Vorzugsweise ist das Beladungs-Intervall ein Intervall seit einer letzten Regeneration des partikelaufnehmenden Materials. Bei einer Regeneration des partikelaufnehmenden Materials, welche bevorzugt im Zuge einer Regeneration des Partikelfilters erfolgen kann, wird das partikelaufnehmende Material von an- oder eingelagerten Partikeln gereinigt. Das Beladungs-Intervall stellt somit ein maximal mögliches Intervall dar, wodurch Verfälschungen beim Bewerten des Zustands des Partikelfilters durch temporäre, nicht erfasste Ereignisse verringert werden.The loading interval is preferably an interval since the last regeneration of the particle-absorbing material. When the particle-absorbing material is regenerated, which can preferably take place during regeneration of the particle filter, the particle-absorbing material is cleaned of particles that have accumulated or been deposited. The loading interval therefore represents a maximum possible interval, which reduces distortions when assessing the condition of the particle filter due to temporary, unrecorded events.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Abgasstrom von einer Verbrennungskraftmaschine ausgestoßen wird und das Bewerten des Zustands des Partikelfilters in Abhängigkeit von Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine und/oder in Abhängigkeit eines Fahrprofils eines die Verbrennungskraftmaschine umfassenden Kraftfahrzeugs erfolgt. Die Betriebspunkte und das Fahrprofil liefern zusätzliche Informationen für eine genauere Bewertung des Zustands des Partikelfilters. So hängt eine Partikelrohemission einer Verbrennungskraftmaschine (also eine Partikelemission an einem Auslass der Verbrennungskraftmaschine) von den Betriebspunkten ab, mit welchen die Verbrennungskraftmaschine betrieben wird. Ferner hängt die Partikelrohemission von einem Fahrprofil ab, wenn die Verbrennungskraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs dient.Preferably, it is provided that the exhaust gas flow is emitted by an internal combustion engine and the assessment of the state of the particle filter takes place depending on operating points of the internal combustion engine and/or depending on a driving profile of a motor vehicle comprising the internal combustion engine. The operating points and the driving profile provide additional information for a more precise assessment of the state of the particle filter. For example, a raw particle emission of an internal combustion engine (i.e. a particle emission at an outlet of the internal combustion engine) depends on the operating points at which the internal combustion engine is operated. Furthermore, the raw particle emission depends on a driving profile if the internal combustion engine is used to drive a motor vehicle.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Referenzdynamik mittels eines Referenzsensors ermittelt wird. Somit wird parallel zu der Messung mittels des Sensors, welche die Dynamik des Signals des Sensors oder der daraus abgeleiteten Größe liefert, noch eine weitere Messung mittels eines Referenzsensors durchgeführt, um die Referenzdynamik zu ermitteln. Ferner kann die Referenzdynamik mittels Kennlinien und/oder eines Rechenmodells ermittelt werden. Zudem kann auch eine Kombination aus den genannten Möglichkeiten erfolgen. Der Referenzsensor kann dabei, ebenfalls stromab des Partikelfilters, im gleichen Abgaskanal wie der Sensor angeordnet sein.According to the invention, the reference dynamics are determined using a reference sensor. Thus, parallel to the measurement using the sensor, which provides the dynamics of the sensor signal or the variable derived therefrom, a further measurement is carried out using a reference sensor in order to determine the reference dynamics. Furthermore, the reference dynamics can be determined using characteristic curves and/or a calculation model. In addition, a combination of the above-mentioned possibilities can also be used. The reference sensor can also be arranged downstream of the particle filter in the same exhaust duct as the sensor.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei einem unbeladenen, partikelaufnehmenden Material die Referenzdynamik der Dynamik des Signals des Sensors oder der Dynamik der aus dem Signal abgeleiteten Größe entspricht. Selbst bei einem unbeladenen partikelaufnehmenden Material kann die Dynamik des Signals oder der daraus abgeleiteten Größe aufgrund des Vorhandenseins des partikelaufnehmenden Materials eine geringere Dynamik als die vom Referenzsensor ausgegebene Referenzdynamik aufweisen. Um dies zu berücksichtigen, wird die Referenzdynamik bevorzugt bestimmt, indem zunächst eine Dynamik eines Signals oder einer daraus abgeleiteten Größe des Referenzsensors ermittelt wird. Anschließend wird diese Dynamik mittels eines Rechenmodells und/oder Kennlinien an die Dynamik des vom Sensor ausgegebenen Signals oder der daraus abgeleiteten Größe bei einem unbeladenen, partikelaufnehmenden Material angeglichen (also künstlich verringert). Dadurch wird ein anschließender Vergleich der Dynamik des Signals des Sensors oder der daraus abgeleiteten Größe mit der Referenzdynamik vereinfacht.Preferably, it is provided that in the case of an unloaded, particle-absorbing material the reference dynamics correspond to the dynamics of the sensor signal or the dynamics of the quantity derived from the signal. Even in the case of an unloaded particle-absorbing material, the dynamics of the signal or the quantity derived from it can have a lower dynamic than the reference dynamics output by the reference sensor due to the presence of the particle-absorbing material. To take this into account, the reference dynamics are preferably determined by first determining a dynamics of a signal or a quantity derived from it of the reference sensor. This dynamics is then adjusted (i.e. artificially reduced) by means of a calculation model and/or characteristic curves to the dynamics of the signal output by the sensor or the quantity derived from it in the case of an unloaded, particle-absorbing material. This simplifies a subsequent comparison of the dynamics of the sensor signal or the quantity derived from it with the reference dynamics.
Anstatt dass das Beladungs-Intervall ein Intervall seit einer letzten Regeneration des partikelaufnehmenden Materials ist, und die Referenzdynamik einer Dynamik des vom Sensor ausgegebenen Signals oder der daraus abgeleiteten Größe bei einem unbeladenen, partikelaufnehmenden Material entspricht, sind jedoch auch Alternativen vorstellbar. So kann das Beladungs-Intervall auch ein beliebig großes, zurückliegendes Intervall sein. Die Referenzdynamik kann dabei eine Dynamik sein, wie sie der Dynamik des vom Sensor ausgegebenen Signals oder der daraus abgeleiteten Größe zu Beginn des zurückliegenden Intervalls entspricht. Somit kann auch zwischen zwei Regenrationen eine Zunahme eines Partikelaustritts aus dem Partikelfilter festgestellt werden. Dadurch kann zum Beispiel ein Regenerationsbedarf des Partikelfilters festgestellt werden.Instead of the loading interval being an interval since the last regeneration of the particle-absorbing material, and the reference dynamics corresponding to a dynamic of the signal emitted by the sensor or the value derived from it for an unloaded, particle-absorbing material, alternatives are also conceivable. The loading interval can also be any length of past interval. The reference dynamics can be a dynamic that corresponds to the dynamic of the signal emitted by the sensor or the value derived from it at the beginning of the previous interval. This means that an increase in particle leakage from the particle filter can also be determined between two regenerations. This can be used, for example, to determine whether the particle filter needs regeneration.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sensor ein Temperatursensor. Die aus dem Signal abgeleitete Größe entspricht somit einer Temperatur. Abgastemperaturen können besonders einfach und kostengünstig gemessen werden.According to the invention, the sensor is a temperature sensor. The value derived from the signal thus corresponds to a temperature. Exhaust gas temperatures can be measured particularly easily and inexpensively.
Ferner wird eine Abgasanlage mit einem in einem Abgaskanal der Abgasanlage angeordneten Partikelfilter und einer stromab des Partikelfilters angeordneten Messvorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Messvorrichtung einen ersten, von einem partikelaufnehmenden Material ummantelten Temperatursensor aufweist, wobei das partikelaufnehmende Material den ersten Temperatursensor von einem durch den Partikelfilter strömenden Abgasstrom zumindest teilweise separiert. Die Abgasanlage ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Dazu kann die Abgasanlage ein Steuergerät (insbesondere ein Motorsteuergerät, welches zur Steuerung von Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine eingerichtet ist) umfassen, auf welchem ein zur Durchführung des Verfahrens eingerichtetes Rechenmodell gespeichert ist. Somit wird eine Abgasanlage zur Verfügung gestellt, welche sich bei einer ausreichend genauen Zustandsüberwachung des Partikelfilters durch besonders geringe Kosten auszeichnet.Furthermore, an exhaust system is provided with a particle filter arranged in an exhaust duct of the exhaust system and a measuring device arranged downstream of the particle filter, wherein the measuring device has a first temperature sensor encased in a particle-absorbing material, wherein the particle-absorbing material at least partially separates the first temperature sensor from an exhaust gas flow flowing through the particle filter. The exhaust system is set up to carry out the method according to the invention. For this purpose, the exhaust system can comprise a control unit (in particular an engine control unit which is set up to control operating parameters of the internal combustion engine) on which a computer model set up to carry out the method is stored. An exhaust system is thus provided which is characterized by particularly low costs with sufficiently precise condition monitoring of the particle filter.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung in einem Hauptabgaspfad der Abgasanlage angeordnet ist und sich nur teilweise in einen durchströmbaren Querschnitt des Hauptabgaspfads erstreckt. Vorzugsweise beträgt ein Anteil eines Querschnitts des in den Abgaskanal ragenden Teils der Messvorrichtung weniger als 20%, insbesondere weniger als 10% eines freien Querschnitts des Abgaskanals. Somit wird ein Strömungswiderstand bei einer Beladung des partikelaufnehmenden Materials nur unwesentlich erhöht.Preferably, the measuring device is arranged in a main exhaust path of the exhaust system and extends only partially into a flow-through cross section of the main exhaust path. Preferably, a proportion of a cross section of the part of the measuring device that protrudes into the exhaust duct is less than 20%, in particular less than 10%, of a free cross section of the exhaust duct. Thus, a flow resistance is only insignificantly increased when the particle-absorbing material is loaded.
Zudem wird eine Messvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder für eine erfindungsgemäße Abgasanlage zur Verfügung gestellt. Die Messvorrichtung umfasst einen ersten, von einem partikelaufnehmenden Material ummantelten Temperatursensor, wobei kennzeichnend vorgesehen ist, dass die Messvorrichtung eine Ummantelung des Sensors (also einem messempfindlichen Teil der Messvorrichtung) umfasst, welche das partikelaufnehmende Material aufweist oder daraus besteht. Mittels der erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann das Verfahren bei besonders geringem Strömungsverlust und geringer Strömungsverluständerung innerhalb des Abgaskanals durchgeführt werden. Somit ist die Messvorrichtung besonders rückwirkungsarm auf den Abgasstrom.In addition, a measuring device is provided for carrying out the method according to the invention and/or for an exhaust system according to the invention. The measuring device comprises a first temperature sensor encased in a particle-absorbing material, wherein it is characteristically provided that the measuring device comprises a casing of the sensor (i.e. a measurement-sensitive part of the measuring device) which has or consists of the particle-absorbing material. Using the measuring device according to the invention, the method can be carried out with particularly low flow loss and low flow loss change within the exhaust duct. The measuring device therefore has a particularly low impact on the exhaust gas flow.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das im partikelaufnehmende Material Öffnungen durch die Ummantelung ausgebildet, beziehungsweise das im partikelaufnehmenden Material Öffnungen durch die Ummantelung ausgebildet sind, welche durch die Beladung des partikelaufnehmenden Materials mit Partikeln aus dem Abgasstrom verschließbar sind. Das partikelaufnehmende Material kann siebartig, gitterartig oder netzartig sein. Somit werden offene Öffnungen in das und aus dem Inneren der Messvorrichtung bei einer Beladung des Materials mit Partikeln zunehmend reduziert, wodurch eine Beaufschlagung des Sensors mit Abgas aus dem Abgasstrom verringert wird. Daraus folgt eine beabsichtigte Verschlechterung der Dynamik des Signals oder der daraus abgeleiteten Größe des Sensors.Preferably, the particle-absorbing material has openings formed through the casing, or the particle-absorbing material has openings formed through the casing, which can be closed by loading the particle-absorbing material with particles from the exhaust gas flow. The particle-absorbing material can be sieve-like, grid-like or net-like. Thus, open openings into and out of the interior of the measuring device are increasingly reduced when the material is loaded with particles, thereby reducing the exposure of the sensor to exhaust gas from the exhaust gas flow. This results in an intentional deterioration of the dynamics of the signal or the size of the sensor derived from it.
Bevorzugt kann das partikelaufnehmende Material auch eine an dem Sensor angeordnete Schicht sein, wobei der Sensor ein Temperatursensor ist. Durch eine Beladung des Materials sinkt die Wärmeleitfähigkeit der Schicht und somit eine Wärmeleitung vom Abgasstrom zum Sensor.Preferably, the particle-absorbing material can also be a layer arranged on the sensor, wherein the sensor is a temperature sensor sensor. By loading the material, the thermal conductivity of the layer decreases and thus the heat conduction from the exhaust gas flow to the sensor.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention result from the remaining features mentioned in the subclaims.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Merkmale und/oder Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various features and/or embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in individual cases.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Abgasanlage in einer schematischen Ansicht, -
2 eine Messvorrichtung in einer schematischen Ansicht, -
3 einen schematischen Verfahrensablauf zur Zustandsüberwachung eines Partikelfilters, und -
4 tatsächliche und gemessene Temperaturverläufe.
-
1 an exhaust system in a schematic view, -
2 a measuring device in a schematic view, -
3 a schematic process flow for monitoring the condition of a particle filter, and -
4 actual and measured temperature curves.
Der Sensor 16 ist in
Die Abgasanlage 10 gemäß
Ferner kann die Abgasanlage 10 einen Referenzsensor 32 umfassen, welcher ebenfalls ein Temperatursensor 16 ist und mit dem Steuergerät 28 verbunden ist.Furthermore, the
Zunächst wird die Verbrennungskraftmaschine 30 in Betrieb genommen, welche in Abhängigkeit angefahrener Betriebspunkte BP oder in Abhängigkeit eines Fahrprofils des Fahrzeugs 100 den Abgasstrom 20 mit darin enthaltenen Partikeln (insbesondere Rußpartikeln) ausstößt.First, the
Ein Großteil der Partikel wird von dem Partikelfilter 12 aus dem Abgasstrom 20 herausgefiltert. Typischerweise gelangt jedoch auch bei einem korrekt funktionierenden Partikelfilter 12 ein geringer Anteil an Partikeln in Teile der Abgasanlage 10 stromab des Partikelfilters 12. Dies wird allgemein als Partikelschlupf bezeichnet. Ein Teil der aus dem Partikelfilter 12 austretenden Partikel wird von dem partikelaufnehmenden Material 18 der Messvorrichtung 14 aufgenommen.A large proportion of the particles are filtered out of the
In
Zu einem Zeitpunkt t = 0 erfolgte eine Regeneration des Partikelfilters 12 und im Zuge dessen auch eine Regeneration des partikelaufnehmenden Materials der Messvorrichtung 14. Dadurch entspricht im zeitlichen Bereich A der Verlauf der Temperatur TM weitestgehend dem Verlauf der Temperatur TR. Die Temperaturverläufe erreichen somit ungefähr zeitgleich ihr Maximum, also auch das Maximum der Abgastemperatur TAG, sodass eine Verzögerung tM der Temperatur TM und eine Verzögerung tR der Temperatur TR ausgehend vom Beginn des Anstiegs der Temperaturen TM und TR bis zum Erreichen ihrer Maxima gleich groß sind. Eine Abweichung der Temperaturen TAG, TM, und TR vor und nach deren Anstieg wird nachfolgend vernachlässigt, sodass die Temperaturdifferenzen der Temperaturen TM und TR gleich der Temperaturdifferenz ΔT der realen Abgastemperatur TAG sind.At a time t = 0, the
Bei Verwendung des gleichen Sensormodells für den Sensor 16 und den Referenzsensor 32 könnte auch bei einem unbeladenen partikelaufnehmenden Material 18 die Verzögerung tR etwas geringer ausfallen als die Verzögerung tM. Die Verzögerung tM wäre dann als eine Zeitspanne vom Anstieg der Temperatur TM bis zum Erreichen der Temperatur TR festgelegt. Eine solche Abweichung der Verzögerungen tR und tM könnte deshalb eintreten, da der Referenzsensor 32 nicht von einem partikelaufnehmenden Material umgeben ist. Diese Einflüsse können mittels eines Rechenmodells und/oder mittels Kennlinien korrigiert werden. Durch die Korrektur der Verläufe der Temperaturen TM und TR sind diese im Bereich A im Wesentlichen identisch.When using the same sensor model for the
Alternativ kann die Temperatur TR auch ohne Verwendung eines Referenzsensors 32 allein durch ein Rechenmodell und/oder Kennlinien bestimmt werden.Alternatively, the temperature T R can also be determined without using a
In einem zeitlichen Bereich B zeigt der Verlauf der Temperatur TM ein zum Bereich A abweichendes Verhalten. Die gleiche Temperaturdifferenz ΔT erfasst der Sensor 16 erst nach einer wesentlich längeren Verzögerung tM. Die Verzögerung tM erstreckt sich dabei vom Beginn des Anstiegs der Temperatur TM bis zum Erreichen der vom Referenzsensor 32 ausgegebenen Temperatur TR. Dies ist auf eine zwischenzeitliche Beladung des partikelaufnehmenden Materials 18 zurückzuführen, wodurch ein Wärmestrom vom Abgasstrom zum Sensor 16 verringert wird. Durch das partikelaufnehmende Material 18 scheidet sich nämlich ein reproduzierbarer Anteil der Partikelmasse des Abgasstroms 20 ab. Durch eine daraus resultierende Verringerung einer effektiven Durchtrittsfläche der Ummantelung 19 wird abhängig vom Grad der Beladung des Materials 18 ein Teilstrom des Abgasstroms 20 durch die Messvorrichtung 14 reduziert. Dadurch ergibt sich je Betriebspunkt eine geringere Dynamik DM der vom Sensor 16 gelieferten Temperatur TM im Vergleich zum unbeladenen Zustand. Die Verzögerung tR der vom Referenzsensor 32 ausgegebenen Temperatur TR bleibt jedoch gleich groß wie im Bereich A, da der Referenzsensor 32 kein partikelaufnehmendes Material aufweist.In a time range B, the course of the temperature T M shows a different behavior to that in range A. The
Somit ist eine Referenzdynamik DR der Temperatur TR in Bereich B gleich groß wie in Bereich A, während eine Dynamik DM der Temperatur TM in Bereich B kleiner ist als in Bereich A.Thus, a reference dynamics D R of the temperature T R in region B is the same as in region A, while a dynamics D M of the temperature T M in region B is smaller than in region A.
Im zeitlichen Bereich C ist nach einer weiteren relevanten Beladung der Messvorrichtung 14 mit Partikeln eine nochmalige Verschlechterung der Dynamik DM bei gleichbleibender Referenzdynamik DR erkennbar.In the time range C, after a further relevant loading of the measuring
Die Dynamik DM der vom Sensor 16 ausgegebenen Temperatur TM kann beispielsweise als das Verhältnis der gemessenen Temperaturdifferenz ΔT zu der Verzögerung tM erfasst werden, während die Referenzdynamik DR als das Verhältnis der Temperaturdifferenz ΔT zu der Verzögerung tR erfasst werden kann. Die beiden Dynamiken DM und DR zum Zeitpunkt der Verfahrensdurchführung tV bilden Eingangsgrößen 201 für den Verfahrensablauf gemäß
Alternativ können die Dynamiken DM und DR auch zu jedem beliebigen Zeitpunkt bestimmt werden, also nicht erst, nachdem die Temperatur TM die Temperatur TR erreicht hat. Dazu kann die Dynamik DM als ein Verhältnis einer momentanen Temperaturdifferenz der Temperatur TM zu einer seit dem Anstieg der Temperatur TM verstrichenen Zeit bestimmt werden. Die Referenzdynamik DR kann als ein Verhältnis einer momentanen Temperaturdifferenz der Temperatur TR zu der seit dem Anstieg der Temperatur TR verstrichenen Zeit bestimmt werden. Die Dynamik DM ist in den Bereichen B und C somit bei gleicher zu Grunde liegender, verstrichener Zeit seit den Anstiegen der Temperaturen TM und TR kleiner als die Referenzdynamik DR, da die aktuell ausgegebene Temperatur TM geringer ist als die aktuelle Temperatur TR.Alternatively, the dynamics D M and D R can also be determined at any time, i.e. not only after the temperature T M has reached the temperature T R. For this purpose, the dynamics D M can be determined as a ratio of a current temperature difference of the temperature T M to a time elapsed since the temperature T M rose. The reference dynamics D R can be determined as a ratio of a current temperature difference of the temperature T R to the time elapsed since the temperature T R rose. The dynamics D M in areas B and C is therefore smaller than the reference dynamics D R for the same underlying elapsed time since the temperatures T M and T R rose, because the currently output temperature T M is lower than the current temperature T R.
Ein Vergleich der Dynamik DM mit der Referenzdynamik DR kann zum Beispiel mittels einer Verhältnisbildung 202 der Dynamiken DM und DR und einer anschließenden Entscheidung 204 durchgeführt werden. Zunächst wird entsprechend der Verhältnisbildung 202 die Dynamik DM zu der Referenzdynamik DR in Relation gesetzt. Dadurch erhält man ein Verhältnis VD, welches Aufschluss über die relative Größe der Dynamiken DM und DR zueinander gibt.A comparison of the dynamics D M with the reference dynamics D R can be made, for example, by forming a
Anschließend kann gemäß einer Entscheidung 204 überprüft werden, ob das Verhältnis VD kleiner als ein Verhältnis-Grenzwert VG ist. Wenn dies nicht der Fall ist, hat sich die Dynamik DM verglichen zur Referenzdynamik DR nicht relevant geändert, und das Verfahren bestätigt gemäß 206, dass der Partikelfilter 12 ordnungsgemäß funktioniert.Subsequently, according to a
Sollte sich bei der Entscheidung 204 jedoch herausstellen, dass Verhältnis VD kleiner als der Verhältnis-Grenzwert VG ist, so kann in einer folgenden Entscheidung 208 überprüft werden, ob ein Beladungs-Zeitintervall tB kleiner als ein Beladungs-Zeitintervall-Grenzwert tG ist. Dazu wurde zunächst in einem Schritt 207 festgelegt, dass ein Beladungs-Intervall IB mittels des Beladungs-Zeitintervalls tB realisiert wird. Das Beladungs-Zeitintervall tB kann dabei das Zeitintervall zwischen der (thermischen) Regeneration zum Zeitpunkt t = 0 und dem Zeitpunkt der Verfahrensdurchführung tV, also einem Zeitpunkt des Unterschreitens des Verhältnis-Grenzwerts VG, sein.However, if the
Dadurch, dass das Beladungs-Intervall IB mittels des Beladungs-Zeitintervalls tB realisiert ist, fließt ein zeitliches Kriterium in die Bewertung des Zustands des Partikelfilters 12 mit ein. Alternativ oder zusätzlich könnte in die Bewertung zum Beispiel auch ein Beladungs-Massenintervall mit einfließen.Because the loading interval I B is realized by means of the loading time interval t B , a temporal criterion is included in the evaluation of the state of the
Der Beladungs-Zeitintervall-Grenzwert tG kann in einem Schritt 205 zum Beispiel mittels eines Rechenmodells und/oder Kennlinien als Funktion f(BP) von während des Beladungs-Zeitintervalls tB angefahrenen Betriebspunkten BP bestimmt werden. Dies ist sinnvoll, da sich eine Partikelrohemission der Verbrennungskraftmaschine 30 in Abhängigkeit der gewählten Betriebspunkte ändert.The loading time interval limit value t G can be determined in a
Sollte das Beladungs-Zeitintervall tB nicht kleiner als der Beladungs-Zeitintervall-Grenzwert tG sein, hat sich die Dynamik DM verglichen zur Referenzdynamik DR zwar relevant geändert, jedoch erfolgte diese Änderung zu langsam, um auf ein Problem des Partikelfilters 12 hinzudeuten. Eine solch langsame Änderung kann beispielsweise durch einen normalen und zulässigen Partikelschlupf des Partikelfilters 12 erfolgen. Somit kann das Verfahren gemäß einem Funktionsbestätigungsschritt 206 bestätigen, dass der Partikelfilter 12 ordnungsgemäß funktioniert.If the loading time interval t B is not less than the loading time interval limit value t G , the dynamics D M have changed significantly compared to the reference dynamics D R , but this change occurred too slowly to indicate a problem with the
Wenn sich bei der Entscheidung 208 jedoch herausstellt, dass der Beladungs-Zeitintervall-Grenzwert tG unterschritten wurde, ist die Dynamikänderung der Dynamik DM bezogen auf die Referenzdynamik DR derart schnell vonstatten gegangen, dass auf einen unzulässig hohen Partikelschlupf geschlossen werden kann, was in einem Fehlerausgabeschritt 210 ausgegeben wird. Dementsprechend kann vom Steuergerät 28 ein Defekt des Partikelfilters 12 gemeldet werden.However, if it turns out in
Alternativ kann das Beladungs-Zeitintervall tB auch ein beliebig groß gewähltes, zurückliegendes Zeitintervall sein. Die Referenzdynamik TR kann dabei eine Dynamik sein, wie sie der Dynamik der Temperatur TM zu Beginn des zurückliegenden Zeitintervalls entspricht. Beispielsweise kann das Beladungs-Zeitintervall tB zu Beginn des zeitlichen Bereichs B starten und zu Beginn der Messung in Bereich C (wo die in das Verfahren 200 einfließende Dynamik DM festgestellt wurde) enden. Als Referenzdynamik RD kann die Dynamik DM des Sensors zu Beginn des alternativ gewählten Beladungs-Zeitintervall tB festgelegt werden. Dies kann über eine entsprechende Korrektur der Dynamik des Referenzsensors 32 erfolgen. Dadurch kann zum Beispiel ein Regenerationsbedarf des Partikelfilters festgestellt werden. Wird keine Korrektur vorgenommen, kann dies über den Vergleichsgrenzwert VG berücksichtigt werden.Alternatively, the loading time interval t B can also be a past time interval of any length. The reference dynamics T R can be a dynamic that corresponds to the dynamics of the temperature T M at the beginning of the past time interval. For example, the loading time interval t B can start at the beginning of the time range B and end at the beginning of the measurement in range C (where the dynamics D M flowing into the
Durch das obenstehende Verfahren 200 wird eine robuste Effizienzdiagnose des Partikelfilters 12 für niedrige Emissionsgrenzwerte gewährleistet, deren Basis eine Temperaturmessung im Abgasstrom 20 nach dem Partikelfilter 12 darstellt. Durch die Akkumulation der Partikel auf dem Material 18, also die direkte Erfassung von festen Bestandteilen (Partikelmasse) im Abgas, erhält das Verfahren 200 den Charakter einer Integralmessung.The
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass durch eine geeignete Auswertung der Änderung der Dynamik DM des Signals oder der daraus abgeleiteten Größe (Temperatur TM) des Sensors 16 im Vergleich zu einer Referenzdynamik DR eines in einem Rechenmodell modellierten Werts oder eines zweiten, nicht modifizierten, verrußungsunempflindlichen Temperatursensors (Referenzsensor 32) auf die Effizienz des Partikelfilters 12 und/oder eine emittierte Partikelmasse im Abgas geschlossen werden kann. Dies kann unter Berücksichtigung der Betriebspunkte BP der Verbrennungskraftmaschine 30 und/oder des Fahrprofils des Kraftfahrzeugs 100 erfolgen.In summary, it can be stated that by a suitable evaluation of the change in the dynamics D M of the signal or the variable derived therefrom (temperature T M ) of the
Die Signalerfassung des Sensors 16 und des Referenzsensors 32 entsprechen einer Standard-Signalerfassung von Abgastemperatursensoren. Der Sensor 16 kann direkt im Hauptabgasstrom angeordnet werden, ein Bypass, also eine Abzweigung einesThe signal detection of the
Teilabgasstroms, ist nicht notwendig. Dadurch sinkt die Komplexität der Abgasanlage 10, und zudem ist eine repräsentativere Rußbeaufschlagung besser zu gewährleisten.partial exhaust gas flow is not necessary. This reduces the complexity of the
Eine Verrußung der Messvorrichtung 14 ist dabei im wesentlichen rückwirkungsfrei auf den Abgasstrom 20, da der in den Abgaskanal 11 ragende Teil der Messvorrichtung 14 bezogen auf einen freien Querschnitt des Abgaskanals 11 relativ klein ist. Somit ergibt sich unabhängig vom Rußaufkommen oder Wirkungsgrad des zu diagnostizierenden Partikelfilters 12 durch die Beladung des Materials 18 kein (relevant) veränderter oder erhöhter Strömungswiderstand der Abgasanlage 10.Sooting of the measuring
Besonders vorteilhaft ist auch, dass das Verfahren bei beliebigen Verläufen der Abgastemperatur TAG, egal ob Erwärmung oder Abkühlung, angewendet werden kann und nicht etwa auf vorhersehbare Verläufe (wie zum Beispiel gemäß
Das ist möglich, da eine vom Grad der Verrußung der Messvorrichtung 14 abhängige Veränderung der Trägheit der Messvorrichtung 14 betrachtet wird und das Verfahren somit nicht darauf beruht, die Dynamik einer tatsächlich vorliegenden Abgastemperatur TAG zu betrachten. Ein und dieselbe Änderung einer Abgastemperatur TAG (die Temperaturdifferenz ΔT) wird zu einem früheren Zeitpunkt schneller und zu einem späteren Zeitpunkt (nach einer Rußbeaufschlagung) langsamer gemessen. Es wird somit eine Dynamikänderung eines von dem Sensor 16 ausgegebenen Signals oder einer daraus abgeleiteten Größe (Temperatur TM) und nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, eine Dynamik einer Ursache (Abgastemperatur TAG) ausgewertet.This is possible because a change in the inertia of the measuring
Gemäß dem Verfahren wird wie beschrieben durch einen Vergleich der zunehmend verrußten Messvorrichtung 14 mit einem unverrußten Referenzsensor 32 oder einer durch ein Modell berechneten Temperatur somit bei gleichbleibender Ursache die Änderung der realen messtechnischen Erfassung ausgewertet.According to the method, as described, the change in the actual measurement detection is evaluated by comparing the increasingly
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- AbgasanlageExhaust system
- 1111
- Abgaskanalexhaust duct
- 1212
- PartikelfilterParticle filter
- 1313
- Hauptabgaspfadmain exhaust path
- 1414
- Messvorrichtungmeasuring device
- 1616
- Sensorsensor
- 1818
- partikelaufnehmendes Materialparticle-absorbing material
- 1919
- Ummantelungsheathing
- 2020
- Abgasmassenstromexhaust gas mass flow
- 2222
- GehäuseHousing
- 2525
- Messleitungmeasuring line
- 2626
- Schutzrohrprotective tube
- 2828
- SteuergerätControl unit
- 3030
- Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
- 3232
- Referenzsensorreference sensor
- 100100
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 200200
- VerfahrenProceedings
- 201201
- Eingangsgrößeinput variable
- 202202
- Verhältnisbildung Dynamikenrelationship formation dynamics
- 204204
- Entscheidung bezüglich Dynamikdecision regarding dynamics
- 205205
- Schritt zur Bestimmung des Beladungs-Zeitintervall-Grenzwert tG Step for determining the loading time interval limit t G
- 206206
- Funktionsbestätigungsschrittfunction confirmation step
- 207207
- Schritt der Beladungs-Intervall-Festlegungstep of determining the loading interval
- 208208
- Entscheidung bezüglich Beladungs-Zeitintervalldecision regarding loading time interval
- 210210
- Fehlerausgabeschritt error output step
- TT
- Temperaturtemperature
- TAGDAY
- Abgastemperaturverlaufexhaust gas temperature curve
- TMTM
- Temperatur aus Sensortemperature from sensor
- TRTR
- Temperatur aus Referenzsensortemperature from reference sensor
- ΔTΔT
- Temperaturdifferenztemperature difference
- tMtM
- Verzögerung des Sensorssensor delay
- tRtR
- Verzögerung des Referenzsensorsdelay of the reference sensor
- tVTV
- Zeitpunkt der Verfahrensdurchführungtime of the procedure
- IBIB
- Beladungs-Intervallloading interval
- tBtB
- Beladungs-Zeitintervallloading time interval
- tGtG
- Beladungs-Zeitintervall-Grenzwertloading time interval limit
- A, B, CA, B, C
- zeitlicher Bereichtime period
- DMDM
- Dynamik eines Signals des Sensors oder einer daraus abgeleiteten GrößeDynamics of a sensor signal or a value derived from it
- DRDR
- Referenzdynamikreference dynamics
- VDVD
- Verhältnis der Dynamikenrelationship of dynamics
- VGVG
- Verhältnis-Grenzwertratio limit
- BPBP
- Betriebspunktoperating point
- F(BP)F(BP)
- Funktion von Betriebspunktenfunction of operating points
- jj
- jaYes
- nn
- neinno
Claims (7)
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19959870A1 (en) | 1999-12-10 | 2001-06-21 | Heraeus Electro Nite Int | Measuring arrangement and method for monitoring the functionality of a soot filter |
| DE10218218A1 (en) | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Bosch Gmbh Robert | Device and method for determining a malfunction of a filter |
| DE102007002205A1 (en) | 2006-01-19 | 2007-07-26 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Device for detecting particles in a gas flow jet |
| US20130047841A1 (en) | 2009-09-15 | 2013-02-28 | Katcon Global S.A. | Device for diagnosing a particle filter |
| DE102006010497B4 (en) | 2005-03-07 | 2013-04-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
-
2014
- 2014-06-20 DE DE102014211902.2A patent/DE102014211902B4/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19959870A1 (en) | 1999-12-10 | 2001-06-21 | Heraeus Electro Nite Int | Measuring arrangement and method for monitoring the functionality of a soot filter |
| DE10218218A1 (en) | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Bosch Gmbh Robert | Device and method for determining a malfunction of a filter |
| DE102006010497B4 (en) | 2005-03-07 | 2013-04-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
| DE102007002205A1 (en) | 2006-01-19 | 2007-07-26 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Device for detecting particles in a gas flow jet |
| US20130047841A1 (en) | 2009-09-15 | 2013-02-28 | Katcon Global S.A. | Device for diagnosing a particle filter |
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