DE102019212174B3

DE102019212174B3 - Method and device for controlling the operation of a particle filter of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102019212174B3
Application number: DE102019212174.8A
Authority: DE
Inventors: Ghislain Tissot
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2019-08-14
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2039-08-15
Also published as: KR20220050878A; CN114207261A; CN114207261B; WO2021028422A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeugs. Während des Normalbetriebs erfolgt eine Ermittlung des Beladungszustands des Partikelfilters mit Rußpartikeln unter Verwendung einer Auswertung der Ausgangssignale einer Drucksensorik. Während der Regenerierung des Partikelfilters erfolgt eine Ermittlung des Beladungszustandes unter Verwendung eines Modells des Partikelfilters. Zusätzlich erfolgt während der Regenerierung des Partikelfilters eine Ermittlung des Beladungszustands unter Verwendung einer Auswertung der Ausgangssignale der Drucksensorik. Ferner wird während der Regenerierung ein Gradient der Rußbeladung ermittelt. Weichen die Ermittlung des Beladungszustandes des Partikelfilters unter Verwendung eines Modells und die Ermittlung durch eine Auswertung der Ausgangssignale der Drucksensorik um mehr als ein erster vorgegebener Schwellenwert voneinander ab und/oder ist der ermittelte Gradient größer als ein zweiter vorgegebener Schwellenwert, dann wird der mittels des Modells ermittelte Wert auf den mittels der Drucksensorik ermittelten Wert gesetzt.

The invention relates to a method and a device for controlling the operation of a particle filter of a motor vehicle. During normal operation, the state of loading of the particle filter with soot particles is determined using an evaluation of the output signals of a pressure sensor system. During the regeneration of the particle filter, the loading state is determined using a model of the particle filter. In addition, during the regeneration of the particle filter, the loading status is determined using an evaluation of the output signals from the pressure sensors. Furthermore, a gradient in the soot load is determined during the regeneration. If the determination of the loading state of the particle filter using a model and the determination by evaluating the output signals of the pressure sensor system differ by more than a first predefined threshold value and / or the gradient determined is greater than a second predefined threshold value, then the gradient is determined using the model determined value is set to the value determined by means of the pressure sensor system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeugs. Unter einem Kraftfahrzeug werden dabei nicht nur Personenkraftwagen, sondern auch beispielsweise Lastkraftwagen und Offroad-Fahrzeuge verstanden.The invention relates to a method and a device for controlling the operation of a particle filter of a motor vehicle. A motor vehicle is understood to mean not only passenger vehicles, but also, for example, trucks and off-road vehicles.

Aus der EP 1 548 257 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regeneration eines Diesel-Partikelfilters bekannt, welches im Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die bekannte Vorrichtung weist einen Differenzdrucksensor auf, mittels dessen ein Druckverlust zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Partikelfilters ermittelt wird. Ist der ermittelte Druckverlust größer als ein vorgegebener Regenerationsstartwert, dann wird die Regeneration des Partikelfilters in die Wege geleitet. Zur Durchführung dieser Regeneration erhöht die Motorsteuereinheit des Kraftfahrzeugs die Abgastemperatur, so dass die Rußpartikel, die sich im Partikelfilter abgesetzt haben, verbrannt werden können. Während dieser Regeneration wird der Druckverlust weiterhin dahingehend überwacht, ob er einen Regenerationsendwert unterschreitet. Ist dies der Fall, dann wird die Regeneration des Partikelfilters beendet. Während der Regeneration des Partikelfilters erfolgt des Weiteren basierend auf einem Modell des Partikelfilters eine Überwachung der Temperatur des Partikelfilters, um ein Auftreten von Schäden zu verhindern.From the EP 1 548 257 B1 a method and a device for the regeneration of a diesel particle filter are known, which is arranged in the exhaust system of a motor vehicle. The known device has a differential pressure sensor, by means of which a pressure loss between the inlet and the outlet of the particle filter is determined. If the determined pressure loss is greater than a specified regeneration start value, then the regeneration of the particle filter is initiated. To carry out this regeneration, the engine control unit of the motor vehicle increases the exhaust gas temperature so that the soot particles that have settled in the particle filter can be burned. During this regeneration, the pressure loss continues to be monitored to determine whether it falls below a regeneration end value. If this is the case, the regeneration of the particle filter is ended. During the regeneration of the particle filter, the temperature of the particle filter is also monitored based on a model of the particle filter, in order to prevent damage from occurring.

Es ist des Weiteren bereits bekannt, in einem Normalbetrieb eine Ermittlung der Rußbeladung des Partikelfilters mittels eines Differenzdrucksensors vorzunehmen und nach dem Erkennen der Notwendigkeit einer Regeneration des Partikelfilters diese Regeneration einzuleiten und während dieser Regeneration eine Ermittlung der Rußbeladung unter Verwendung eines Modells des Partikelfilters vorzunehmen. Wird dabei erkannt, dass durch die Partikelfilterregeneration ein ausreichender Abbau der Rußbeladung stattgefunden hat, dann wird der Partikelfilter wieder im Normalbetrieb betrieben, in welchem dessen Rußbeladung unter Verwendung der Ausgangssignale des Differenzdrucksensors ermittelt wird.It is also already known to determine the soot load of the particle filter in normal operation by means of a differential pressure sensor and, after recognizing the need for regeneration of the particle filter, to initiate this regeneration and to determine the soot load during this regeneration using a model of the particle filter. If it is recognized that the particulate filter regeneration has sufficiently reduced the soot load, the particulate filter is operated again in normal operation, in which its soot load is determined using the output signals of the differential pressure sensor.

Eine solche Vorgehensweise ist beispielsweise aus Dokument FR 2 930 290 A3 bekannt, wobei die Rußbeladung zum einen mit Hilfe eines Modells und parallel hierzu mit Hilfe einer Differenzdruckmessung ermittelt, die beiden Werte verglichen und auf dieser Basis eine Korrektur vorgenommen wird.Such a procedure is for example from Document FR 2 930 290 A3 known, wherein the soot load is determined on the one hand with the aid of a model and in parallel with this with the aid of a differential pressure measurement, the two values are compared and a correction is made on this basis.

Dokument DE 60 025 636 T2 offenbart ein Diagnoseverfahren für einen Partikelfilter in einem Auspuffsystem eines Verbrennungsmotors, wobei anhand von Rechenmitteln eine Schätzung des Beladungsstands des Partikelfilters vorgenommen und mit einem Wert verglichen wird, der durch Mittel zur Kontrolle und Messung erzeugt wird, wobei im Falle einer signifikanten Abweichung daraus eine Fehlfunktion im Betrieb des Auspuffsystems abgeleitet wird.document DE 60 025 636 T2 discloses a diagnostic method for a particulate filter in an exhaust system of an internal combustion engine, an estimate of the loading level of the particulate filter being made using computing means and being compared with a value that is generated by means for control and measurement, with a malfunction in the event of a significant deviation therefrom Operation of the exhaust system is derived.

Weiterhin ist aus EP2 216 521 A1 ein Abgassystem eines Verbrennungsmotors mit einem Partikelfilter bekannt, bei dem der Beladungszustand des Partikelfilters im Betrieb basierend auf einem Differenzdruck von Druckwerten vor und hinter dem Partikelfilter ermittelt wird, wobei nach Einleitung einer Regenerationsphase, über die Dauer der Regeneration, der Beladungszustand des Partikelfilters nur basierend auf dem Motorbetriebszustand geschätzt wird und die Ermittlung auf Basis des Differenzdruckes verhindert wird.It is still off EP2 216 521 A1 An exhaust system of an internal combustion engine with a particle filter is known, in which the loading condition of the particle filter is determined during operation based on a differential pressure of pressure values upstream and downstream of the particle filter, after the initiation of a regeneration phase, the loading condition of the particle filter is only based on the engine operating state is estimated and the determination based on the differential pressure is prevented.

Schließlich ist aus Dokument DE 11 2016 000 123 T5 ein Abgasreinigungssystem bekannt, mit einer Einrichtung zum Berechnen einer Ablagerungsmenge von Partikeln im Filter, auf Basis von Erfassungsergebnissen einer Druckdifferenz zwischen einem Einlass und einem Auslass des Filters und einer Strömungsrate von in dem Filter strömendem Abgas. Dabei wird in Abhängigkeit von der ermittelten Ablagerungsmenge ein Regenerationsvorgang des Filters eingeleitet, die wieder beendet wird, wenn die berechnete differenzbasierte Ablagerungsmenge der Partikel auf oder unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt.Finally is out of document DE 11 2016 000 123 T5 an exhaust gas purification system is known, comprising a means for calculating a deposition amount of particulates in the filter based on detection results of a pressure difference between an inlet and an outlet of the filter and a flow rate of exhaust gas flowing in the filter. A regeneration process of the filter is initiated as a function of the determined amount of deposit, which is ended again when the calculated difference-based amount of deposit of the particles falls to or below a predetermined threshold value.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei denen die Ermittlung der Rußbeladung des Partikelfilters verbessert ist.The object of the invention is to provide a method and a device for controlling the operation of a particulate filter of a motor vehicle, in which the determination of the soot load of the particulate filter is improved.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 2 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a method with the features specified in claim 1 or by a device with the features specified in claim 2.

Bei einem Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeugs werden gemäß der Erfindung folgende Schritte durchgeführt:

S1: zur Ermittlung der Rußbeladung des Partikelfilters wird mittels einer Drucksensorik eine Druckdifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Partikelfilters ermittelt,
S2: wenn die ermittelte Druckdifferenz einen vorgegebenen ersten Schwellenwert übersteigt, wird eine Regeneration des Partikelfilters durchgeführt, bei welcher die folgenden weiteren Schritte durchgeführt werden:
S3a: die Rußbeladung des Partikelfilters wird unter Verwendung eines Modells des Partikelfilters ermittelt,
S3b: des Weiteren wird eine Ermittlung der Rußbeladung des Partikelfilters unter Verwendung der Drucksensorik vorgenommen,
S3c: die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung wird mit der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung verglichen,
S3d: der Gradient, der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung, wird ermittelt;
S3e: wenn die Abweichung der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung von der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung größer ist als ein zweiter vorgegebener Schwellenwert und/oder wenn der Gradient der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung größer ist als ein dritter Schwellenwert, dann wird eine Korrektur der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung vorgenommen, durch welche die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung auf den Wert der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung gesetzt wird,
S3f: nach dieser Korrektur werden die Schritte S3a bis S3f solange wiederholt, bis die ermittelte Rußbeladung einen vorgegebenen vierten Schwellenwert unterschreitet,
S4: nach dem Unterschreiten des vierten Schwellenwertes wird die Regeneration des Partikelfilters beendet.

In a method for controlling the operation of a particle filter of a motor vehicle, the following steps are carried out according to the invention:

S1: To determine the soot load in the particle filter, a pressure sensor is used to determine a pressure difference between the inlet and the outlet of the particle filter,
S2: if the determined pressure difference exceeds a predetermined first threshold value, a regeneration of the particle filter is carried out in which the following further steps are carried out:
S3a: the soot load in the particulate filter is determined using a model of the particulate filter,
S3b: the soot load of the particle filter is also determined using the pressure sensors,
S3c: the soot load determined by means of the model is compared with the soot load determined by means of the pressure sensors,
S3d: the gradient of the soot load determined by means of the pressure sensor system is determined;
S3e: if the deviation of the soot load determined by means of the model from the soot load determined by means of the pressure sensors is greater than a second predefined threshold value and / or if the gradient of the soot load determined by means of the pressure sensor system is greater than a third threshold value, then a correction of the The soot load determined by the model is carried out by means of which the soot load determined by means of the model is set to the value of the soot load determined by means of the pressure sensor system,
S3f: after this correction, steps S3a to S3f are repeated until the soot load determined falls below a predetermined fourth threshold value,
S4: after falling below the fourth threshold value, the regeneration of the particle filter is ended.

Eine Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeugs weist eine Steuereinheit auf, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.A device for controlling the operation of a particle filter of a motor vehicle has a control unit which is designed to carry out the method according to the invention.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass die Genauigkeit der während der Regeneration des Partikelfilters vorgenommenen Ermittlung der Rußbeladung des Partikelfilters erhöht ist, da während der Regeneration im Partikelfilter auftretende unkontrollierte lokale Verbrennungen von Rußpartikeln bei der Ermittlung der Rußbeladung des Partikelfilters berücksichtigt werden, was bei bekannten Systemen nicht der Fall ist. Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass die für die Regeneration des Partikelfilters benötigte Zeit reduziert wird und dass der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert wird. Ferner werden auch eine im Kraftfahrzeug auftretende Ölverdünnung sowie der CO₂-Ausstoss des Kraftfahrzeugs reduziert.The advantages of the invention are in particular that the accuracy of the determination of the soot load of the particle filter carried out during the regeneration of the particle filter is increased, since uncontrolled local burns of soot particles occurring during the regeneration in the particle filter are taken into account when determining the soot load of the particle filter, known systems is not the case. Further advantages of the invention are that the time required for the regeneration of the particle filter is reduced and that the fuel consumption of the motor vehicle is reduced. Oil dilution occurring in the motor vehicle and the CO ₂ emissions of the motor vehicle are also reduced.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt

1 eine Blockdarstellung der zum Verständnis der Erfindung notwendigen Komponenten eines Kraftfahrzeugs und
2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Steuerung des Betriebs eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeugs während der Partikelfilterregeneration.

The invention is explained below by way of example with reference to the figures. It shows

1 a block diagram of the components of a motor vehicle necessary for understanding the invention and
2 a block diagram to illustrate a method for controlling the operation of a particulate filter of a motor vehicle during the particulate filter regeneration.

Die 1 zeigt eine Blockdarstellung der zum Verständnis der Erfindung notwendigen Komponenten eines Kraftfahrzeugs 1. Zu diesen Komponenten gehören ein Saugrohr 2, eine Drosselklappe 3, eine Brennkraftmaschine 4, welche Zylinder 5 aufweist, ein Abgastrakt 6, ein Abgasturbolader 7, ein Katalysator 8, ein Temperatursensor 9, ein Partikelfilter 10, ein Differenzdrucksensor 11, eine Abgasrückführung 12 und eine Steuereinheit 13.The 1 shows a block diagram of the components of a motor vehicle necessary for understanding the invention 1 . These components include a suction tube 2 , a throttle valve 3 , an internal combustion engine 4th what cylinder 5 having an exhaust tract 6th , an exhaust gas turbocharger 7th , a catalyst 8th , a temperature sensor 9 , a particulate filter 10 , a differential pressure sensor 11 , an exhaust gas recirculation 12th and a control unit 13 .

Im Betrieb des in der 1 dargestellten Kraftfahrzeugs wird Kraftstoff über das Saugrohr 2 und die Drosselklappe 3 den Zylindern 5 der Brennkraftmaschine zugeführt und dort mit den Zylindern des Weiteren zugeführtem Kraftstoff verbrannt. Das dabei entstehende Abgas wird an einen Abgastrakt 6 ausgegeben.In the operation of the 1 The motor vehicle shown is fuel via the intake manifold 2 and the throttle 3 the cylinders 5 supplied to the internal combustion engine and burned there with the cylinders further supplied fuel. The resulting exhaust gas is sent to an exhaust system 6th issued.

In diesem Abgastrakt 6 ist ein Abgasturbolader 7 angeordnet, dessen Turbine mit dem Abgas beaufschlagt wird. Der Abgasausgang der Turbine ist mit dem Katalysator 8 verbunden, an dessen Ausgang dar Partikelfilter 10 angeordnet ist. Zwischen dem Katalysator 8 und dem Partikelfilter 10 ist ein Temperatursensor 9 vorgesehen, dessen Ausgangssignal t einer Steuereinheit 13 des Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Der Differenzdrucksensor 13 ist mit dem Eingang und dem Ausgang des Partikelfilters 10 verbunden und misst die Druckdifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Partikelfilters 10. Das Ausgangssignal p des Differenzdrucksensors 11 wird ebenfalls der Steuereinheit 13 bereitgestellt. Vom Abgastrakt 6 ist eine Abgasrückführung 12 in den Eingangsbereich der Brennkraftmaschine 4 vorgesehen.In this exhaust tract 6th is an exhaust gas turbocharger 7th arranged, the turbine of which is exposed to the exhaust gas. The turbine exhaust outlet is with the catalytic converter 8th connected, at the outlet of which the particle filter 10 is arranged. Between the catalyst 8th and the particle filter 10 is a temperature sensor 9 provided, the output signal t of a control unit 13 of the motor vehicle is supplied. The differential pressure sensor 13 is with the input and the output of the particle filter 10 connected and measures the pressure difference between the inlet and the outlet of the particle filter 10 . The output signal p of the differential pressure sensor 11 is also the control unit 13 provided. From the exhaust tract 6th is an exhaust gas recirculation 12th in the entrance area of the internal combustion engine 4th intended.

Im normalen Fahrbetrieb der Brennkraftmaschine, in welchem sich auch der Partikelfilter 10 in einem Normalbetrieb befindet, in welchem keine Partikelfilterregeneration durchgeführt wird, wird der Partikelfilter 10 zunehmend mit Ruß beladen. Deshalb wird während dieses Normalbetriebes des Partikelfilters eine Überwachung der Rußbeladung des Partikelfilters durchgeführt. Im Rahmen dieser Überwachung vergleicht die Steuereinheit 13 die vom Differenzdrucksensor 11 ermittelten und ihr zugeführten Differenzdrucksignale mit einem vorgegebenen ersten Schwellenwert. Überschreitet die ermittelte Druckdifferenz diesen ersten Schwellenwert, dann leitet die Steuereinheit 13 eine Regeneration des Partikelfilters 10 in die Wege. Zu diesem Zweck leitet die Steuereinheit 13 zunächst über eine Erhöhung der Temperatur des Katalysators 8 auch eine Erhöhung der Temperatur des Partikelfilters 10 in die Wege, so dass dort eine zur Verbrennung der Rußpartikel ausreichend hohe Temperatur zur Verfügung steht.During normal driving of the internal combustion engine, in which there is also the particle filter 10 is in normal operation in which no particulate filter regeneration is carried out, the particulate filter is 10 increasingly laden with soot. For this reason, the soot loading of the particle filter is monitored during this normal operation of the particle filter. As part of this monitoring, the control unit compares 13 those from the differential pressure sensor 11 determined differential pressure signals and fed to it with a predetermined first threshold value. If the determined pressure difference exceeds this first threshold value, then the control unit leads 13 regeneration of the particle filter 10 in the way. To this end, the control unit conducts 13 first of all by increasing the temperature of the catalyst 8th also an increase the temperature of the particle filter 10 in the way, so that there is a sufficiently high temperature available to burn the soot particles.

Danach werden während der Regeneration des Partikelfilters 10 die folgenden weiteren Schritte durchgeführt:

Es erfolgt eine Ermittlung der Rußbeladung RM des Partikelfilters 10 unter Verwendung eines Modells des Partikelfilters 10. Dieses Modell wurde im Voraus ermittelt und in Form dem Modell zugehöriger Daten in einem Speicher der Steuereinheit 13 hinterlegt. Die Verwendung eines Modells des Partikelfilters 10 zur Ermittlung der Rußbeladung RM erfolgt deshalb, weil aufgrund der bei der Regeneration des Partikelfilters 10 vorliegenden hohen Temperaturen die Genauigkeit der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung RS im Vergleich zum Normalbetrieb reduziert ist und deshalb ungenauer ist als die Ermittlung der Rußbeladung RM unter Verwendung eines Modells des Partikelfilters 10.

After that, during the regeneration of the particulate filter 10 carried out the following further steps:

The soot loading RM of the particle filter is determined 10 using a model of the particulate filter 10 . This model was determined in advance and in the form of data associated with the model in a memory of the control unit 13 deposited. The use of a model of the particulate filter 10 to determine the soot load RM is carried out because of the regeneration of the particle filter 10 present high temperatures, the accuracy of the soot load RS determined by means of the pressure sensor system is reduced in comparison to normal operation and is therefore less precise than the determination of the soot load RM using a model of the particle filter 10 .

Zusätzlich zur Ermittlung der Rußbeladung RM des Partikelfilters 10 unter Verwendung eines Modells des Partikelfilters 10 erfolgt aber auch eine Ermittlung der Rußbeladung RS durch eine Auswertung der Ausgangssignale des Differenzdrucksensors 11.In addition to determining the soot load RM of the particle filter 10 using a model of the particulate filter 10 however, the soot load RS is also determined by evaluating the output signals of the differential pressure sensor 11 .

Anschließend erfolgt ein Vergleich der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung RM mit der mittels der Ausgangssignale des Differenzdrucksensors 11 ermittelten Rußbeladung RS.The soot load RM determined by means of the model is then compared with that by means of the output signals of the differential pressure sensor 11 determined soot load RS.

Des Weiteren erfolgt in der Steuereinheit 13 auch eine Ermittlung des Gradienten (GR) der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung RS, unter Verwendung der Ausgangssignale des Differenzdrucksensors 11.Furthermore takes place in the control unit 13 also a determination of the gradient (GR) of the soot load RS determined by means of the pressure sensor system, using the output signals of the differential pressure sensor 11 .

Zeigt sich, dass die Abweichung der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung RM von der unter Verwendung des Differenzdrucksensors ermittelten Rußbeladung RS größer ist als ein zweiter vorgegebener Schwellenwert SW1 und/oder dass der ermittelte Gradient GR der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung RS größer ist als ein dritter Schwellenwert SW2, dann wird eine Korrektur bzw. ein Update der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung RM vorgenommen. Durch diese Korrektur, bzw. diesen Update, wird die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung RM auf den Wert der mittels des Differenzdrucksensors 11 ermittelten Rußbeladung RS gesetzt.It turns out that the deviation of the soot load RM determined using the model from the soot load RS determined using the differential pressure sensor is greater than a second predetermined threshold value SW1 and / or that the determined gradient GR of the soot load RS determined using the pressure sensor system is greater than a third Threshold value SW2, then a correction or an update of the soot load RM determined by means of the model is carried out. As a result of this correction, or this update, the soot load RM determined by means of the model is set to the value of by means of the differential pressure sensor 11 determined soot load RS set.

Nach dieser Korrektur wird die Partikelfilterregeneration unter Verwendung des korrigierten Wertes für die modellbasierte Beladungsermittlung fortgesetzt und die vorstehend beschriebenen Schritte werden solange wiederholt, bis die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung RM einen vorgegebenen vierten Schwellenwert unterschreitet.After this correction, the particulate filter regeneration is continued using the corrected value for the model-based load determination and the steps described above are repeated until the soot load RM determined by means of the model falls below a predetermined fourth threshold value.

Nach dem Unterschreiten des vierten Schwellenwertes wird die Regeneration des Partikelfilters 10 beendet und der Normalbetrieb fortgesetzt.After falling below the fourth threshold value, the regeneration of the particle filter takes place 10 ended and normal operation continued.

Diese Vorgehensweise ist auch in der 2 veranschaulicht. Diese zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Steuerung des Betriebs des in der 1 dargestellten Partikelfilters 10.This procedure is also in the 2 illustrated. This shows a block diagram to illustrate a method for controlling the operation of the in FIG 1 shown particulate filter 10 .

Wurde im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs und des Partikelfilters 10 durch eine Auswertung der Ausgangssignale p des Differenzdrucksensors 11 festgestellt, dass der Beladungszustand des Partikelfilters 10 größer ist als ein erster vorgegebener Schwellenwert, dann erfolgt ein Übergang in einen Regenerierungsbetrieb des Partikelfilters. Während dieser Regenerierung wird die mittels des genannten Modells ermittelte Rußbeladung RM mit der durch eine Auswertung der Drucksensorik ermittelte Rußbeladung RS verglichen. Im Rahmen dieser Auswertung wird ein mittels der Drucksensorik ermittelter Rußbeladungswert RS von einem modellbasiert ermittelten Rußbeladungswert RM subtrahiert. Die ermittelte Differenz wird mit einem zweiten Schwellenwert SW1 verglichen. Ist die ermittelte Differenz größer als der zweite Schwellenwert SW1, dann erfolgt eine Überprüfung, ob momentan eine Partikelfilterregeneration durchgeführt wird, was durch ein Signal PR angezeigt wird. Ist die ermittelte Differenz größer als der zweite Schwellenwert SW1 und liegt das Signal PR vor, dann wird am Ausgang eines UND-Gliedes „and“ ein Ausgangssignal bereitgestellt, welches einem Eingang eines Oder-Gliedes „OR“ zugeführt wird.Was in normal operation of the motor vehicle and the particulate filter 10 by evaluating the output signals p of the differential pressure sensor 11 found that the loading state of the particulate filter 10 is greater than a first predetermined threshold value, then a transition to a regeneration mode of the particle filter takes place. During this regeneration, the soot load RM determined by means of the named model is compared with the soot load RS determined by evaluating the pressure sensor system. Within the scope of this evaluation, a soot load value RS determined by means of the pressure sensor system is subtracted from a soot load value RM determined on the basis of a model. The determined difference is compared with a second threshold value SW1. If the determined difference is greater than the second threshold value SW1, a check then takes place as to whether a particle filter regeneration is currently being carried out, which is indicated by a signal PR. If the determined difference is greater than the second threshold value SW1 and the signal PR is present, then an output signal is provided at the output of an AND element “and”, which is fed to an input of an OR element “OR”.

Des Weiteren wird durch eine Auswertung der vom Differenzdrucksensor 11 bereitgestellten Differenzdrucksignale p der Gradient GR der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung RS ermittelt. Dieser Gradient GR wird mit einem vorgegebenen dritten Schwellenwert SW2 verglichen. Ist der Gradient GR kleiner als der vorgegebene dritte Schwellenwert SW2, dann wird einem ersten Eingang eines nachfolgenden UND-Gliedes „and“ ein entsprechendes Ausgangssignal zugeführt. Einem zweiten Eingang dieses UND-Gliedes „and“ wird das bereits genannte Signal PR zugeführt, welches das Vorliegen des Regenerationsbetriebs des Partikelfilters 10 anzeigt. Das am Ausgang des UND-Gliedes „and“ vorliegende Signal wird dem zweiten Eingang des bereits genannten ODER-Gliedes „OR“ zugeführt.Furthermore, an evaluation of the differential pressure sensor 11 provided differential pressure signals p the gradient GR of the soot load RS determined by means of the pressure sensor system is determined. This gradient GR is compared with a predetermined third threshold value SW2. If the gradient GR is less than the specified third threshold value SW2, then a corresponding output signal is fed to a first input of a subsequent AND element “and”. A second input of this AND element “and” is fed the aforementioned signal PR, which indicates that the particle filter is in regeneration mode 10 indicates. The signal present at the output of the AND element “and” is fed to the second input of the aforementioned OR element “OR”.

Ist mindestens eines der an den Eingängen des ODER-Gliedes „OR“ anliegenden Signale vorhanden, dann wird am Ausgang des ODER-Gliedes „OR“ ein Signal „UP“ bereitgestellt, welches die Notwendigkeit anzeigt, während der Regenerierungsphase des Partikelfilters 10 eine Korrektur der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung RM vorzunehmen, durch welche die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung RM auf den Wert der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung RS gesetzt wird.If at least one of the signals present at the inputs of the OR element “OR” is present, a signal “UP” is provided at the output of the OR element “OR”, which indicates the necessity during the regeneration phase of the particle filter 10 to carry out a correction of the soot load RM determined by means of the model, by means of which the soot load RM determined by means of the model is set to the value of the soot load RS determined by means of the pressure sensor system.

Nach dieser Korrektur der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung RM wird die vorstehend beschriebene Regeneration des Partikelfilters 10 solange fortgesetzt, bis die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung RM einen vorgegebenen vierten Schwellenwert unterschreitet. Nach diesem Unterschreiten des vierten Schwellenwertes wird die Regeneration des Partikelfilters 10 beendet und der Normalbetrieb fortgesetzt, in welchem nur noch eine Ermittlung des Beladungszustandes des Partikelfilters durch eine Auswertung der Ausgangssignale des Differenzdrucksensors 11 vorgenommen wird.After this correction of the soot load RM determined by means of the model, the above-described regeneration of the particle filter takes place 10 continued until the soot load RM determined by means of the model falls below a predetermined fourth threshold value. After falling below the fourth threshold value, the regeneration of the particle filter takes place 10 ended and normal operation continued, in which only one determination of the loading state of the particle filter by evaluating the output signals of the differential pressure sensor 11 is made.

Bei der oben genannten Drucksensorik kann es sich wie in der 1 dargestellt um einen Differenzdrucksensor 11 handeln. Eine erste alternative Ausführungsform für die Drucksensorik besteht darin, am Eingang und am Ausgang des Partikelfilters 10 jeweils einen Drucksensor vorzusehen, und deren Ausgangssignale an die Steuereinheit 13 weiterzuleiten, welche dann aus diesen beiden Ausgangssignalen ein Differenzdrucksignal ermittelt. Eine zweite alternative Ausführungsform besteht darin, den Partikelfilter mit einem SCR-System (selective catalyst reduction system) zu kombinieren, so dass die Drucksensorik die Differenzdruckmessung zwischen dem Eingang und dem Ausgang dieser Komponenten-Kombination vornimmt.With the pressure sensors mentioned above, it can be as in the 1 represented by a differential pressure sensor 11 act. A first alternative embodiment for the pressure sensor system is at the inlet and the outlet of the particle filter 10 each provide a pressure sensor, and their output signals to the control unit 13 forward, which then determines a differential pressure signal from these two output signals. A second alternative embodiment consists in combining the particle filter with an SCR system (selective catalyst reduction system) so that the pressure sensor system measures the differential pressure between the inlet and the outlet of this combination of components.

Alternativ zu dem oben anhand der 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die vorliegende Erfindung auch bei Kraftfahrzeugen verwendet werden, die anstelle oder zusätzlich zu einem herkömmlichen Katalysator eine Stickoxidfalle (lean nox trap) verwenden.As an alternative to the above using the 1 The embodiment described, the present invention can also be used in motor vehicles that use a nitrogen oxide trap (lean nox trap) instead of or in addition to a conventional catalytic converter.

Eine weitere Alternative besteht darin, im Normalbetrieb die Rußbeladung des Partikelfilters auf andere Art und Weise zu ermitteln, beispielsweise unter Verwendung der seit der vorangegangenen Partikelfilterregeneration gefahrenen Kilometer und/oder einer Berücksichtigung des Fahrverhaltens und/oder einer Berücksichtigung des Abgasstromes (exhaust flow) und/oder einer Berücksichtigung des Lambda-Luft-Kraftstoffverhältnisses (lambda-air fuel ratio).Another alternative is to determine the soot load of the particle filter in normal operation in a different way, for example using the kilometers driven since the previous particle filter regeneration and / or taking into account driving behavior and / or taking into account the exhaust flow and / or taking into account the lambda air fuel ratio.

Generell kann die vorliegende Erfindung bei Kraftfahrzeugen mit oder ohne Niederdruck-/Hochdruck-Abgasrückführung und mit oder ohne SCR-System verwendet werden.In general, the present invention can be used in motor vehicles with or without low-pressure / high-pressure exhaust gas recirculation and with or without an SCR system.

Claims

Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Partikelfilters (10) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem die folgenden Schritte durchgeführt werden: S1: zur Ermittlung der Rußbeladung des Partikelfilters (10) wird mittels einer Drucksensorik eine Druckdifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Partikelfilters (10) ermittelt; S2: wenn die ermittelte Druckdifferenz einen vorgegebenen ersten Schwellenwert übersteigt, wird eine Regeneration des Partikelfilters (10) durchgeführt, bei welcher die folgenden weiteren Schritte durchgeführt werden: S3a: die Rußbeladung (RM) des Partikelfilters (10) wird unter Verwendung eines Modells des Partikelfilters (10) ermittelt; S3b: des Weiteren wird eine Ermittlung der Rußbeladung (RS) des Partikelfilters (10) unter Verwendung der Drucksensorik vorgenommen; S3c: die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung (RM) wird mit der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung (RS) verglichen; S3d: ein Gradient (GR) der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung (RS) wird ermittelt; S3e: wenn die Abweichung der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung (RM) von der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung (RS) größer ist als ein zweiter vorgegebener Schwellenwert (SW1) und/oder wenn der Gradient (GR) der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung (RS) größer ist als ein dritter Schwellenwert (SW2), dann wird eine Korrektur der mittels des Modells ermittelten Rußbeladung (RM) vorgenommen, durch welche die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung (RM) auf den Wert der mittels der Drucksensorik ermittelten Rußbeladung (RS) gesetzt wird; S3f: nach dieser Korrektur werden die Schritte S3a bis S3f solange wiederholt, bis die mittels des Modells ermittelte Rußbeladung (RM) einen vorgegebenen vierten Schwellenwert unterschreitet; S4: nach dem Unterschreiten des vierten Schwellenwertes wird die Regeneration des Partikelfilters beendet.Method for controlling the operation of a particle filter (10) of a motor vehicle (1), in which the following steps are carried out: S1: to determine the soot loading of the particle filter (10), a pressure difference between the inlet and the outlet of the particle filter (10) is determined by means of a pressure sensor system; S2: if the determined pressure difference exceeds a predetermined first threshold value, a regeneration of the particle filter (10) is carried out, in which the following further steps are carried out: S3a: the soot loading (RM) of the particle filter (10) is determined using a model of the particle filter (10); S3b: the soot load (RS) of the particle filter (10) is also determined using the pressure sensor system; S3c: the soot load (RM) determined by means of the model is compared with the soot load (RS) determined by means of the pressure sensor system; S3d: a gradient (GR) of the soot load (RS) determined by means of the pressure sensor system is determined; S3e: if the deviation of the soot load (RM) determined by means of the model from the soot load (RS) determined by means of the pressure sensor system is greater than a second predetermined threshold value (SW1) and / or if the gradient (GR) of the soot load determined by means of the pressure sensor system ( RS) is greater than a third threshold value (SW2), then a correction of the soot load (RM) determined by means of the model is carried out, through which the soot load (RM) determined by means of the model is adjusted to the value of the soot load (RS) determined by means of the pressure sensors. is set; S3f: after this correction, steps S3a to S3f are repeated until the soot load (RM) determined by means of the model falls below a predetermined fourth threshold value; S4: after falling below the fourth threshold value, the regeneration of the particle filter is ended.

Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Partikelfilters (10) eines Kraftfahrzeugs (1), welche eine Steuereinheit (13) aufweist, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Apparatus for controlling the operation of a particle filter (10) of a motor vehicle (1), which has a control unit (13) which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.