DE102019114788A1 - Method for monitoring a burner and a device therefor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Brenners (5) im Abgasstrang (3) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem Verbrennungsmedien (6,7) in eine Brennkammer (8) eingelassen werden und anschließend mittels einer Zündvorrichtung (10) gezündet werden, wobei die bei der Verbrennung entstehenden heißen Verbrennungsgase aus dem Brenner (5) ausgelassen werden zur Abgasreinigung eines Verbrennungsmotors (2), wobei zumindest ein akustischer Sensor (11) vorgesehen ist, welcher die Verbrennungsgeräusche detektiert. Auch betrifft die Erfindung eine Vorrichtung hierfür.The invention relates to a method for monitoring a burner (5) in the exhaust system (3) of a motor vehicle (1), in which combustion media (6, 7) are admitted into a combustion chamber (8) and then ignited by means of an ignition device (10), the hot combustion gases arising during the combustion being discharged from the burner (5) to clean the exhaust gas of an internal combustion engine (2), at least one acoustic sensor (11) being provided which detects the combustion noises. The invention also relates to a device for this.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Brenners, insbesondere eines Brenners, welcher zur Abgasreinigung im Abgaskanal eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Auch betrifft die Erfindung eine Vorrichtung hierfür.The invention relates to a method for monitoring a burner, in particular a burner, which is provided for exhaust gas cleaning in the exhaust gas duct of an internal combustion engine. The invention also relates to a device for this.
Solche Brenner sind durch die
Zur Einhaltung sich immer weiter verschärfenden Abgasgrenzwerten für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren sind die Kaltstartemissionen weiter abzusenken. Dazu werden künftig Brenner, die auch als Abgasbrenner bezeichnet werden, eingesetzt. Der Brenner zur Abgasreinigung dient dazu, dass durch die Verbrennung von Luft und Kraftstoff im Abgasstrang des Verbrennungsmotors die Aufheizung des Katalysators schnell bis zur Schadstoffkonvertierungstemperatur erwärmt wird, was eine beschleunigtere Emissionsreduzierung bewirkt als sie im Fall ohne Brenner stattfinden würde. Dabei sind eine stabile Zündung und Verbrennung wichtig, da ansonsten die Erreichung der Emissionsgrenzwerte nicht gewährleistet ist.In order to comply with ever more stringent exhaust gas limit values for motor vehicles with internal combustion engines, the cold start emissions must be further reduced. For this purpose, burners, which are also called exhaust gas burners, will be used in the future. The burner for exhaust gas cleaning is used to ensure that the combustion of air and fuel in the exhaust system of the internal combustion engine quickly heats the catalytic converter up to the pollutant conversion temperature, which results in a more accelerated emission reduction than would take place without a burner. Stable ignition and combustion are important, since otherwise the emission limit values cannot be guaranteed.
In der
In der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung eines Brenners zu schaffen, das die Zündung selbst unmittelbar überwacht, um eine bessere Steuerbarkeit der Zündung und damit auch der Verbrennung zu erreichen. Auch ist es die Aufgabe eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche eine sichere Überwachung des Brenners erlaubt.It is therefore the object of the present invention to create a method for monitoring a burner which directly monitors the ignition itself in order to achieve better controllability of the ignition and thus also of the combustion. It is also the object to create a device for carrying out the method which allows reliable monitoring of the burner.
Diese Aufgabe zu dem Verfahren wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.This object of the method is achieved with the features of claim 1.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Brenners im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, bei welchem Verbrennungsmedien in eine Brennkammer eingelassen werden und anschließend mittels einer Zündvorrichtung gezündet werden, wobei die bei der Verbrennung entstehenden heißen Verbrennungsgase aus dem Brenner ausgelassen werden zur Abgasreinigung eines Verbrennungsmotors, wobei zumindest ein akustischer Sensor vorgesehen ist, welcher die Verbrennungsgeräusche detektiert. Durch die Überwachung des Geräuschs der Zündung lässt sich die Zündung der Verbrennungsmedien selbst und damit auch die tatsächliche Verbrennung überwachen. Da zumindest der Kraftstoff als eines der Verbrennungsmedien mit einer Pumpe gepulst eingespritzt wird, resultiert auch ein gepulstes Zündgeräusch, das gut akustisch überwachbar ist.One embodiment of the invention relates to a method for monitoring a burner in the exhaust system of a motor vehicle, in which combustion media are admitted into a combustion chamber and then ignited by means of an ignition device, the hot combustion gases produced during combustion being discharged from the burner for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine, wherein at least one acoustic sensor is provided which detects the combustion noises. By monitoring the sound of the ignition, the ignition of the combustion media itself and thus also the actual combustion can be monitored. Since at least the fuel, as one of the combustion media, is injected in a pulsed manner with a pump, a pulsed ignition noise also results, which can be easily monitored acoustically.
Auch ist weiterhin eine Steuereinheit vorgesehen, welche die Signale des akustischen Sensors empfängt und weiterverarbeitet zur Steuerung der Zündung des Brenners und/oder der Zufuhr zumindest eines Verbrennungsmediums oder der Verbrennungsmedien. Damit erfolgt die Auswertung des akustischen Geräuschs unmittelbar in der vorgesehenen Steuereinheit, so dass eine schnelle und unmittelbare Steuerung vorgenommen werden kann.A control unit is also provided which receives the signals from the acoustic sensor and processes them further to control the ignition of the burner and / or the supply of at least one combustion medium or the combustion media. The acoustic noise is thus evaluated directly in the control unit provided so that rapid and immediate control can be carried out.
Auch ist es zweckmäßig, wenn als Verbrennungsmedien Kraftstoff und Luft verwendet werden. Diese stehen in dem Kraftfahrzeug ohnehin zur Verfügung und bilden somit im Wesentlichen die gleichen Verbrennungsabgase, wie die Abgase des Verbrennungsmotors.It is also useful if fuel and air are used as combustion media. These are available in the motor vehicle anyway and thus essentially form the same combustion exhaust gases as the exhaust gases from the internal combustion engine.
Vorteilhaft ist es auch, wenn als Weiterverarbeitung eine Filterung, wie insbesondere Bandpassfilterung, der Signale des akustischen Sensors erfolgt. Damit lassen sich Fehler vermeiden, die sich aufgrund parasitärer Geräusche ergeben würden.It is also advantageous if filtering, in particular bandpass filtering, of the signals from the acoustic sensor takes place as further processing. This makes it possible to avoid errors that would result from parasitic noises.
Dabei ist es bei einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn die Signale des akustischen Sensors zumindest zweimal parallel gefiltert werden, wobei die jeweilige Filterung mit einem Filter mit einer anderen Mittenfrequenz des jeweiligen Filters, wie insbesondere Bandpassfilters, erfolgt. Dies bedeutet, dass die Signale parallel zweifach verwendet werden, um sie auszuwerten und miteinander zu vergleichen, um ein Ergebnis zu erhalten.In one embodiment, it is advantageous if the signals of the acoustic sensor are filtered at least twice in parallel, the respective filtering taking place with a filter with a different center frequency of the respective filter, such as a bandpass filter in particular. This means that the signals are used twice in parallel to evaluate and compare them with one another in order to obtain a result.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die weiterverarbeiteten und/oder gefilterten Signale in Bezug auf die Lautstärke des akustischen Signals ausgewertet werden. Damit wird eine akustische Größe zur Auswertung herangezogen, die nach der vorherigen Weiterverarbeitung resultiert. So können Fehlerquellen möglichst ausgeschlossen oder deren Effekt reduziert werden.It is also advantageous if the further processed and / or filtered signals are evaluated in relation to the volume of the acoustic signal. This means that an acoustic variable is used for the evaluation that is based on the previous one Further processing results. In this way, sources of error can be excluded or their effect reduced.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die jeweilige Lautstärke der beiden akustischen Signale miteinander verglichen werden und daraus ein Signal zur Steuerung der Zündung des Brenners und/oder der Zufuhr zumindest eines Verbrennungsmediums oder der Verbrennungsmedien ermittelt wird.It is also advantageous if the respective volume of the two acoustic signals are compared with one another and a signal for controlling the ignition of the burner and / or the supply of at least one combustion medium or the combustion media is determined therefrom.
Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Pulserkennung des akustischen Signals durchgeführt wird, wobei nach einer Bandpassfilterung eine Flankenerkennung durchgeführt wird, woraus eine Pulsweitenbestimmung vorgenommen wird. It is also advantageous if a pulse recognition of the acoustic signal is carried out, with an edge recognition being carried out after a bandpass filtering, from which a pulse width is determined.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der akustische Sensor ein Klopfsensor ist. Da der Klopfsensor ein Körperschallsensor ist, kann er die akustischen Effekte der Verbrennung gut detektieren.It is particularly advantageous if the acoustic sensor is a knock sensor. Since the knock sensor is a structure-borne sound sensor, it can detect the acoustic effects of the combustion well.
Diese Aufgabe zu der Vorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.This object for the device is achieved with the features of
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Brenner im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, bei welchem Verbrennungsmedien in eine Brennkammer einlassbar sind mittels einer Zündvorrichtung zündbar sind, wobei die bei der Verbrennung entstehenden heißen Verbrennungsgase aus dem Brenner auslassbar sind zur Abgasreinigung eines Verbrennungsmotors und wobei zumindest ein akustischer Sensor vorgesehen ist, welcher die Verbrennungsgeräusche detektiert, wobei weiterhin eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche die Signale des akustischen Sensors empfängt und weiterverarbeitet zur Steuerung der Zündung des Brenners und/oder der Zufuhr zumindest eines Verbrennungsmediums oder der Verbrennungsmedien.An embodiment of the invention relates to a device for carrying out a method according to at least one of the preceding claims, with a burner in the exhaust system of a motor vehicle, in which combustion media can be introduced into a combustion chamber can be ignited by means of an ignition device, the hot combustion gases arising during combustion from the Burners can be exhausted for exhaust gas purification of an internal combustion engine and at least one acoustic sensor is provided which detects the combustion noises, with a control unit also being provided which receives the signals from the acoustic sensor and processes them to control the ignition of the burner and / or the supply of at least one Combustion medium or the combustion media.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
1 a schematic representation of a motor vehicle with a device according to the invention.
Die
Weiterhin ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche einen Brenner
Der Brenner
In der Brennkammer
Weiterhin ist zumindest ein akustischer Sensor
Dabei kann als Weiterverarbeitung beispielsweise eine Filterung, wie insbesondere Bandpassfilterung, der Signale des akustischen Sensors
Dabei können die weiterverarbeiteten und/oder gefilterten Signale auch beispielsweise in Bezug auf die Lautstärke des akustischen Signals ausgewertet werden. Es kann beispielsweise die jeweilige Lautstärke der beiden akustischen Signale miteinander verglichen werden und daraus kann ein Signal zur Steuerung der Zündung des Brenners
So kann beispielsweise eine Pulserkennung des akustischen Signals durchgeführt werden, wobei nach einer Bandpassfilterung eine Flankenerkennung durchgeführt wird, woraus eine Pulsweitenbestimmung vorgenommen werden kann. Dadurch kann aus den erkannten Pulsen bzw. der erkannten Pulsweite auf den Zustand der Zündung rückgeschlossen werden.For example, pulse detection of the acoustic signal can be carried out, with an edge detection being carried out after bandpass filtering, from which a pulse width can be determined. In this way, conclusions can be drawn about the status of the ignition from the recognized pulses or the recognized pulse width.
Insbesondere ist der akustische Sensor
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 22
- VerbrennungsmotorInternal combustion engine
- 33
- AbgasstrangExhaust system
- 44th
- Katalysatorcatalyst
- 55
- Brennerburner
- 66th
- Kraftstofffuel
- 77th
- Luftair
- 88th
- BrennkammerCombustion chamber
- 99
- Leitungmanagement
- 1010
- ZündvorrichtungIgnition device
- 1111
- akustischer Sensoracoustic sensor
- 1212
- SteuereinheitControl unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102010027987 A1 [0002, 0005]DE 102010027987 A1 [0002, 0005]
- DE 102010013011 A1 [0004]DE 102010013011 A1 [0004]
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- 2019-06-03 DE DE102019114788.3A patent/DE102019114788A1/en active Pending
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Legal Events
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