DE102022209774A1

DE102022209774A1 - Method for operating a drive device and corresponding drive device

Info

Publication number: DE102022209774A1
Application number: DE102022209774.2A
Authority: DE
Inventors: Bodo Odendall
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-09-16
Filing date: 2022-09-16
Publication date: 2024-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat und eine einen Partikelfilter (3) aufweisende Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) zur Nachbehandlung des Abgases verfügt, wobei eine Istdruckdifferenz über den Partikelfilter (3) gemessen und aus ihr eine Partikelbeladung sowie eine Aschebeladung des Partikelfilters (3) ermittelt wird. Dabei ist vorgesehen, dass mittels der Partikelbeladung und der Aschebeladung anhand eines Kennfelds ein Abscheidegrad des Partikelfilters (3) bestimmt und zum Überwachen von Emissionen der Antriebseinrichtung (1) verwendet wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebsrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a drive device (1) for a motor vehicle, which has a drive unit that generates exhaust gas and an exhaust gas aftertreatment device (2) having a particle filter (3) for the aftertreatment of the exhaust gas, an actual pressure difference being measured across the particle filter (3). and from it a particle load and an ash load of the particle filter (3) are determined. It is provided that a degree of separation of the particle filter (3) is determined using the particle load and the ash load using a characteristic map and used to monitor emissions from the drive device (1). The invention further relates to a drive direction (1) for a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat und eine einen Partikelfilter aufweisende Abgasnachbehandlungseinrichtung zur Nachbehandlung des Abgases verfügt, wobei eine Istdruckdifferenz über den Partikelfilter gemessen und aus ihr eine Partikelbeladung sowie eine Aschebeladung des Partikelfilters ermittelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a drive device for a motor vehicle, which has a drive unit that generates exhaust gas and an exhaust gas aftertreatment device having a particle filter for aftertreatment of the exhaust gas, an actual pressure difference being measured across the particle filter and a particle load and an ash load of the particle filter being determined from it . The invention further relates to a drive device for a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2014 209 810 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zur Erkennung einer Ruß- und Aschebeladung eines Partikelfilters als Bestandteil einer Abgasreinigungsanlage im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, wobei zur Überwachung des Partikelfilters ein Differenzdruck zwischen Eingang und Ausgang des Partikelfilters gemessen und dieser in einer Diagnoseeinheit ausgewertet wird. Dabei ist vorgesehen, dass zur Ermittlung der Ruß- und Aschebeladung der zeitliche Gradient des gemessenen Differenzdrucks am Partikelfilter in Korrelation mit einem zu erwartenden zeitlichen Gradienten eines Differenzdrucks eines intakten und unbeladenen Referenz-Partikelfilters gesetzt und diese Korrelation unterschiedlichen zeitlichen Trendanalysen unterzogen wird.For example, the publication is from the prior art DE 10 2014 209 810 A1 known. This describes a method for detecting a soot and ash load on a particle filter as part of an exhaust gas purification system in the exhaust system of an internal combustion engine, with a differential pressure between the input and output of the particle filter being measured to monitor the particle filter and this being evaluated in a diagnostic unit. It is provided that in order to determine the soot and ash loading, the temporal gradient of the measured differential pressure on the particle filter is set in correlation with an expected temporal gradient of a differential pressure of an intact and unloaded reference particle filter and this correlation is subjected to different temporal trend analyses.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein zuverlässiges und präzises Überwachen der Emissionen der Antriebseinrichtung ermöglicht.It is the object of the invention to propose a method for operating a drive device for a motor vehicle, which has advantages over known methods, in particular enabling reliable and precise monitoring of the emissions of the drive device.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass mittels der Beladung und der Aschebeladung anhand eines Kennfelds ein Abscheidegrad des Partikelfilters bestimmt und zum Überwachen von Emissionen der Antriebseinrichtung verwendet wird.This is achieved according to the invention with a method for operating a drive device for a motor vehicle with the features of claim 1. It is provided that a degree of separation of the particle filter is determined using the load and the ash load using a characteristic map and used to monitor emissions from the drive device.

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.Advantageous embodiments with useful developments of the invention are specified in the dependent claims. It should be noted that the exemplary embodiments explained in the description are not restrictive; Rather, any variations of the features disclosed in the description, the claims and the figures can be realized.

Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments weist die Antriebseinrichtung das Antriebsaggregat auf, welches vorzugsweise als Brennkraftmaschine ausgestaltet ist. Dem Antriebsaggregat wird während eines Betriebs der Antriebseinrichtung zumindest zeitweise Kraftstoff und Frischgas zugeführt, wobei das Frischgas zumindest zeitweise Frischluft enthält. Zusätzlich kann das Frischgas Abgas aufweisen, sofern eine Abgasrückführung realisiert ist, bei welcher das von dem Antriebsaggregat erzeugte Abgas zumindest teilweise wieder in das Antriebsaggregat zurückgeführt wird, nämlich als Bestandteil des Frischgases. Der Kraftstoff und das Frischgas, die dem Antriebsaggregat zugeführt werden, bilden ein Kraftstoff-Frischgas-Gemisch mit einer bestimmten Zusammensetzung, das in dem Antriebsaggregat zur Reaktion gebracht wird.The drive device serves to drive the motor vehicle, i.e. to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle. To provide the drive torque, the drive device has the drive unit, which is preferably designed as an internal combustion engine. The drive unit is supplied with fuel and fresh gas at least temporarily during operation of the drive device, the fresh gas containing fresh air at least temporarily. In addition, the fresh gas can have exhaust gas, provided that exhaust gas recirculation is implemented, in which the exhaust gas generated by the drive unit is at least partially returned to the drive unit, namely as a component of the fresh gas. The fuel and the fresh gas that are supplied to the drive unit form a fuel-fresh gas mixture with a specific composition, which is reacted in the drive unit.

Während des Betriebs des Antriebsaggregats fällt aufgrund der chemischen Reaktion von Kraftstoff und Frischgas miteinander Abgas an, welches in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs abgeführt wird. Da in dem von dem Antriebsaggregat erzeugten Abgas Schadstoffe enthalten sind, wird das Abgas vor dem Entlassen in die Außenumgebung zunächst der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt. In der Abgasnachbehandlungseinrichtung werden die Schadstoffe zumindest teilweise in ungefährlichere Produkte umgesetzt oder aus dem Abgas ausgefiltert. Erst nach dem Durchlaufen der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird das Abgas in die Außenumgebung abgeführt.During operation of the drive unit, due to the chemical reaction between fuel and fresh gas, exhaust gas is produced, which is discharged towards an external environment of the drive device or the motor vehicle. Since pollutants are contained in the exhaust gas generated by the drive unit, the exhaust gas is first fed to the exhaust gas aftertreatment device before being released into the external environment. In the exhaust gas aftertreatment device, the pollutants are at least partially converted into less dangerous products or filtered out of the exhaust gas. Only after passing through the exhaust gas aftertreatment device is the exhaust gas discharged into the outside environment.

Die Abgasnachbehandlungseinrichtung weist beispielsweise einen Fahrzeugkatalysator auf, insbesondere einen Drei-Wege-Katalysator, Oxidationskatalysator, NO_x-Speicherkatalysator oder SCR-Katalysator. In jedem Fall verfügt sie über den Partikelfilter, welcher insbesondere als Otto-Partikelfilter oder als Diesel-Partikelfilter ausgestaltet ist. Der Partikelfilter kann mit integriertem Fahrzeugkatalysator ausgestaltet sein, beispielsweise verfügt er hierzu über eine katalytische Beschichtung.The exhaust gas aftertreatment device has, for example, a vehicle catalytic converter, in particular a three-way catalytic converter, oxidation catalytic converter, NO _x storage catalytic converter or SCR catalytic converter. In any case, it has the particle filter, which is designed in particular as a gasoline particle filter or as a diesel particle filter. The particle filter can be designed with an integrated vehicle catalytic converter; for example, it has a catalytic coating for this purpose.

Der Partikelfilter dient dazu, in dem Abgas befindliche Partikel, insbesondere Rußpartikel, aus dem Abgas herauszufiltern, sodass stromabwärts des Partikelfilters eine Konzentration der Partikel in dem Abgas kleiner ist als stromaufwärts des Partikelfilters. Der Partikelfilter weist einen Filterkörper auf, welcher während des Betriebs der Antriebseinrichtung von dem Abgas durchströmt wird. Der Filterkörper besteht aus einem Filterkörpermaterial, das zum Ausfiltern der Partikel aus dem Abgas vorgesehen und ausgestaltet ist. Als Filterkörpermaterial wird beispielsweise ein Keramikmaterial verwendet, insbesondere besteht der Filterkörper zumindest teilweise oder vollständig aus einem der folgenden Filterkörpermaterialien: Siliziumkarbid, Cordierit und Aluminiumtitanat. Der Filterkörper kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist der Filterkörper derart ausgestaltet, dass das entlang eines durch den Filterkörper führenden Strömungswegs strömende Abgas den Filterkörper und mithin das Filterkörpermaterial durchströmt. Hierzu ist das Filterkörpermaterial porös.The particle filter serves to filter out particles in the exhaust gas, in particular soot particles, from the exhaust gas, so that a concentration of the particles in the exhaust gas downstream of the particle filter is smaller than upstream of the particle filter. The particle filter has a filter body through which the exhaust gas flows during operation of the drive device. The filter body consists of a filter body material that is intended and designed to filter out the particles from the exhaust gas. For example, a ceramic material is used as the filter body material; in particular, the filter body consists at least partially or completely of one of the following filter bodies permaterials: silicon carbide, cordierite and aluminum titanate. The filter body can basically be designed in any way. The filter body is particularly preferably designed in such a way that the exhaust gas flowing along a flow path leading through the filter body flows through the filter body and thus the filter body material. For this purpose, the filter body material is porous.

Während des Betriebs der Antriebseinrichtung ist es von großer Bedeutung, die endgültig in die Außenumgebung entlassenen Emissionen zu überwachen. Die Bedeutung dieser Überwachung nimmt mit immer strenger werdender Emissionsgesetzgebung weiter zu. Aus diesem Grund soll zum Überwachen der Emissionen der Antriebseinrichtung der Abscheidegrad des Partikelfilters auf möglichst einfache Art, jedoch mit hoher Genauigkeit, ermittelt werden.During the operation of the propulsion device, it is of great importance to monitor the emissions finally released into the external environment. The importance of this monitoring continues to increase as emissions legislation becomes increasingly strict. For this reason, in order to monitor the emissions from the drive device, the separation efficiency of the particle filter should be determined in the simplest possible way, but with high accuracy.

Überraschenderweise wurde festgestellt, dass der Abscheidegrad mit hoher Genauigkeit mittels des Kennfelds aus der Partikelbeladung und der Aschebeladung bestimmt werden kann. Die Partikelbeladung und die Aschebeladung dienen also als Eingangsgrößen für das Kennfeld und der Abscheidegrad liegt als Ausgangsgröße des Kennfelds vor. Besonders bevorzugt sind die Partikelbeladung und die Aschebeladung die einzigen Eingangsgrößen des Kennfelds, der Abscheidegrad hängt also ausschließlich von der Partikelbeladung und der Aschebeladung beziehungsweise ihren Werten ab.Surprisingly, it was found that the degree of separation can be determined with high accuracy using the map from the particle load and the ash load. The particle load and the ash load therefore serve as input variables for the map and the separation efficiency is available as the output variable of the map. Particularly preferably, the particle load and the ash load are the only input variables of the map, so the degree of separation depends exclusively on the particle load and the ash load or their values.

Das Kennfeld wird vorzugsweise mithilfe eines Prüfstands ermittelt, insbesondere unter Verwendung einer zu der Antriebseinrichtung baugleichen Antriebseinrichtung. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die auf dem Prüfstand verwendete Antriebseinrichtung hinsichtlich ihrer Ausgestaltung von der Antriebseinrichtung abweicht beziehungsweise von ihr verschieden ist. In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass mithilfe des Prüfstands ermittelte Kennfeld zunächst für die Antriebseinrichtung validiert wird, also auf Übereinstimmung geprüft wird. Ist die Validierung erfolgreich, ist also das Kennfeld auch für die Antriebseinrichtung hinreichend genau, so das Kennfeld im Folgenden für die Antriebseinrichtung verwendet. Ist die Validierung nicht erfolgreich, treten also Abweichungen auf, so kann es vorgesehen sein, das mithilfe der auf dem Prüfstand verwendeten Antriebseinrichtung entwickelte Kennfeld zum Einsatz für die Antriebseinrichtung zu korrigieren beziehungsweise anzupassen.The characteristic map is preferably determined using a test stand, in particular using a drive device of identical construction to the drive device. However, it can also be provided that the drive device used on the test bench differs from the drive device in terms of its design or is different from it. In this case, it can be provided that the characteristic map determined using the test stand is first validated for the drive device, i.e. checked for consistency. If the validation is successful, the map is also sufficiently accurate for the drive device, so the map is subsequently used for the drive device. If the validation is not successful, i.e. if deviations occur, provision can be made to correct or adapt the map developed with the help of the drive device used on the test bench for use in the drive device.

Die Partikelbeladung und die Aschebeladung werden anhand der Istdruckdifferenz über den Partikelfilter ermittelt. Hierzu wird zunächst die Istdruckdifferenz über den Partikelfilter gemessen und anschließend aus der gemessenen Istdruckdifferenz sowohl die Partikelbeladung als auch die Aschebeladung ermittelt. Die Partikelbeladung und die Aschebeladung sind hierbei verschiedene Größen, die getrennt voneinander ermittelt werden. Sie stellen also keine gemeinsame Partikel- und Aschebeladung dar. Insgesamt ist es vorgesehen, den Abscheidegrad des Partikelfilters aus der Istdruckdifferenz über den Partikelfilter hinweg zu ermitteln und dies mit hoher Genauigkeit. Die hohe Genauigkeit wird mit der beschriebenen Vorgehensweise erreicht, wie sich überraschenderweise herausgestellt hat.The particle load and the ash load are determined based on the actual pressure difference across the particle filter. For this purpose, the actual pressure difference is first measured via the particle filter and then both the particle load and the ash load are determined from the measured actual pressure difference. The particle load and the ash load are different variables that are determined separately from each other. So they do not represent a common particle and ash load. Overall, it is intended to determine the degree of separation of the particle filter from the actual pressure difference across the particle filter and to do so with high accuracy. The high level of accuracy is achieved with the procedure described, as it surprisingly turned out.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass anhand wenigstens einer Zustandsgröße eine Modelldruckdifferenz bestimmt und aus einem Differenzquotienten aus Istdruckdifferenz und Modelldruckdifferenz die Partikelbeladung und die Aschebeladung ermittelt werden. Zusätzlich zu der gemessenen Istdruckdifferenz wird also die Modelldruckdifferenz ermittelt. Zu diesem Zweck wird die wenigstens eine Zustandsgröße herangezogen. Vorzugsweise beschreibt die Modelldruckdifferenz die Druckdifferenz beziehungsweise den Druckverlust über den Partikelfilter unabhängig von dessen Zustand beziehungsweise dessen Beladung. Die Modelldruckdifferenz beschreibt insoweit die Druckdifferenz über einen neuen, unbeladenen und vollständig funktionsbereiten Partikelfilter in Abhängigkeit von der Zustandsgröße. Als Zustandsgröße wird beispielsweise wenigstens eine der folgenden Größen herangezogen: der Abgasmassenstrom, die Abgastemperatur, das Antriebsdrehmoment, eine Drehzahl des Antriebsaggregats und ein Zündzeitpunkt des Antriebsaggregats. Besonders bevorzugt wird bei dem Bestimmen der Modelldruckdifferenz auf mehrere der genannten Größen, insbesondere alle genannten Größen, zurückgegriffen.A further development of the invention provides that a model pressure difference is determined based on at least one state variable and the particle load and the ash load are determined from a difference quotient of the actual pressure difference and the model pressure difference. In addition to the measured actual pressure difference, the model pressure difference is determined. For this purpose, the at least one state variable is used. The model pressure difference preferably describes the pressure difference or the pressure loss across the particle filter regardless of its condition or its load. The model pressure difference describes the pressure difference across a new, unloaded and fully functional particle filter depending on the state variable. For example, at least one of the following variables is used as a state variable: the exhaust gas mass flow, the exhaust gas temperature, the drive torque, a speed of the drive unit and an ignition point of the drive unit. When determining the model pressure difference, it is particularly preferred to use several of the variables mentioned, in particular all of the variables mentioned.

Nach dem Bestimmen der Modelldruckdifferenz wird die Istdruckdifferenz in Relation zu der Modelldruckdifferenz betrachtet. Zu diesem Zweck wird der Differenzquotienten ermittelt, welche sich insbesondere durch Division der Istdruckdifferenz durch die Modelldruckdifferenz ergibt. Der Differenzquotienten spiegelt also wieder, welches Verhältnis zwischen der tatsächlich vorliegenden Istdruckdifferenz und der theoretisch bei einem unbeladenen Partikelfilter auftretenden Modelldruckdifferenz vorliegt. Entsprechend kann anhand des Differenzquotienten auf den Zustand des Partikelfilters geschlossen werden. Insbesondere beseitigt die Verwendung des Differenzquotienten die Abhängigkeit der Istdruckdifferenz von der wenigstens einen Zustandsgröße.After determining the model pressure difference, the actual pressure difference is considered in relation to the model pressure difference. For this purpose, the difference quotient is determined, which is obtained in particular by dividing the actual pressure difference by the model pressure difference. The difference quotient therefore reflects the relationship between the actual actual pressure difference and the theoretical model pressure difference that occurs with an unloaded particle filter. Accordingly, the condition of the particle filter can be determined based on the difference quotient. In particular, the use of the difference quotient eliminates the dependence of the actual pressure difference on the at least one state variable.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass vor einem Bestimmen des Differenzquotienten wenigstens eine der folgenden Maßnahmen auf auf die Istdruckdifferenz und/oder die Modelldruckdifferenz angewandt wird: Ableitung, Bandpassfilterung, Vorzeichenbereinigung und Integration. Diese Maßnahmen berücksichtigen insbesondere Bauteiltoleranzen und/oder den Einfluss von dynamischen Betriebszuständen auf die Istdruckdifferenz. Unter der Ableitung ist eine Gradientenbildung der jeweiligen Größe, also der Istdruckdifferenz beziehungsweise der Modelldruckdifferenz zu verstehen. Die Ableitung erfolgt hierbei vorzugsweise nach der Zeit oder - alternativ - nach dem Abgasmassenstrom; es wird also der Gradient der Größe nach der Zeit oder dem Abgasmassenstrom ermittelt.A further development of the invention provides that before determining the difference quotient, at least one of the following measures is applied to the actual pressure difference and/or the model pressure difference: derivation, bandpass filtering, sign correction and integration. These measures take particular component tolerances into account ances and/or the influence of dynamic operating states on the actual pressure difference. The derivation is understood to mean a gradient formation of the respective size, i.e. the actual pressure difference or the model pressure difference. The derivation is preferably carried out according to time or - alternatively - according to the exhaust gas mass flow; The gradient of the size is therefore determined according to time or the exhaust gas mass flow.

Zusätzlich oder alternativ wird die Bandpassfilterung vorgenommen. Mittels der Bandpassfilterung werden in einem Frequenzspektrum der jeweiligen Größe sowohl tiefe als auch hohe Frequenzen herausgefiltert. Durch das Herausfiltern der tiefen Frequenzen wird die Größe von ihrem Mittelwert und somit insbesondere von einem Offset beziehungsweise Offsetfehler befreit. Dadurch wird der Einfluss von Bauteiltoleranzen, beispielsweise eines zum Messen der Istdruckdifferenz verwendeten Drucksensors, eliminiert. Insbesondere wird also ein Offsetfehler des Drucksensors korrigiert. Weiterhin kann ein negativer Effekt einer Temperatur des Drucksensors auf die gemessene Istdruckdifferenz verringert oder sogar vollständig vermieden werden. Das Herausfiltern der hohen Frequenzen vermindert hingegen einen Störeinfluss, welcher beispielsweise durch ein Signalrauschen hervorgerufen wird.Additionally or alternatively, bandpass filtering is carried out. Using bandpass filtering, both low and high frequencies are filtered out in a frequency spectrum of the respective size. By filtering out the low frequencies, the size is freed from its mean value and thus in particular from an offset or offset error. This eliminates the influence of component tolerances, for example a pressure sensor used to measure the actual pressure difference. In particular, an offset error of the pressure sensor is corrected. Furthermore, a negative effect of a temperature of the pressure sensor on the measured actual pressure difference can be reduced or even completely avoided. Filtering out the high frequencies, on the other hand, reduces interference, which is caused, for example, by signal noise.

Zusätzlich oder alternativ findet die Vorzeichenbereinigung statt. Das bedeutet, dass die jeweilige Größe mit einer mathematischen Funktion beaufschlagt wird, welche die Vorzeichenbereinigung bewirkt. Beispielsweise wird die Vorzeichenbereinigung durch die Verwendung des Absolutwerts der jeweiligen Größe erzielt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die jeweilige Größe quadriert wird. Selbstverständlich kann auch eine andere mathematische Funktion herangezogen werden, soweit sie die Vorzeichenbereinigung der jeweiligen Größe bewirkt. Zusätzlich oder alternativ erfolgt die Integration. Im Rahmen der Integration wird die jeweilige Größe aufsummiert, insbesondere über der Zeit. Dies erfolgt vorzugsweise unter Verwendung einer Tiefpassfilterung beziehungsweise unter Verwendung eines Tiefpassfilters. Durch die Integration werden die Auswirkungen von kurzfristigen Störungen minimiert oder sogar beseitigt.Additionally or alternatively, the sign correction takes place. This means that the respective quantity is assigned a mathematical function that causes the sign correction. For example, sign correction is achieved by using the absolute value of the respective quantity. However, it can also be provided that the respective size is squared. Of course, another mathematical function can also be used, as long as it corrects the sign of the respective quantity. Additionally or alternatively, integration takes place. As part of the integration, the respective size is added up, especially over time. This is preferably done using low-pass filtering or using a low-pass filter. Integration minimizes or even eliminates the impact of short-term disruptions.

Besonders bevorzugt kommen mehrere oder sogar alle der genannten Maßnahmen zum Einsatz, nämlich in der genannten Reihenfolge. Besonders bevorzugt werden zumindest die Bandpassfilterung, die Vorzeichenbereinigung und die Integration vorgenommen. Optional wird die Ableitung durchgeführt, nämlich vor der Bandpassfilterung. Weiter bevorzugt werden die wenigstens eine der genannten Maßnahmen, mehrere der genannten Maßnahmen oder alle der genannten Maßnahmen sowohl auf die Istdruckdifferenz als auch auf die Modelldruckdifferenz angewandt. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Vergleichbarkeit der beiden Größen.It is particularly preferred to use several or even all of the measures mentioned, namely in the order mentioned. At least the bandpass filtering, the sign correction and the integration are particularly preferably carried out. The derivation is optionally carried out, namely before bandpass filtering. Further preferably, the at least one of the measures mentioned, several of the measures mentioned or all of the measures mentioned are applied both to the actual pressure difference and to the model pressure difference. This results in a particularly good comparability of the two sizes.

Für die Bandpassfilterung kommt beispielsweise eine Untergrenze eines Durchlassbereichs von 0,1 Hz bis 1 Hz und/oder eine Obergrenze des Durchlassbereichs von 1 Hz bis 10 zur Verwendung. Die Bandpassfilterung lässt lediglich Frequenzen innerhalb des Durchlassbereichs passieren, welche von der Untergrenze und Obergrenze definiert beziehungsweise eingeschlossen ist. Die Bandpassfilterung filtert insoweit alle Frequenzen heraus, welche unterhalb der Untergrenze und/oder oberhalb der Obergrenze liegen. Als Untergrenze des Durchlassbereichs werden vorzugsweise Werte von 0,1 Hz bis 1 Hz, beispielsweise von 0,4 Hz bis 0,7 Hz oder von 0,5 Hz bis 0,6 Hz herangezogen. Die Obergrenze des Durchlassbereichs liegt beispielsweise in einem Bereich von 1 Hz bis 10 Hz, insbesondere von 3 Hz bis 8 Hz oder von 5 Hz bis 6 Hz.For bandpass filtering, for example, a lower limit of a passband of 0.1 Hz to 1 Hz and/or an upper limit of the passband of 1 Hz to 10 is used. Bandpass filtering only allows frequencies within the pass band to pass, which is defined or enclosed by the lower limit and upper limit. Bandpass filtering filters out all frequencies that are below the lower limit and/or above the upper limit. Values from 0.1 Hz to 1 Hz, for example from 0.4 Hz to 0.7 Hz or from 0.5 Hz to 0.6 Hz, are preferably used as the lower limit of the pass band. The upper limit of the passband is, for example, in a range from 1 Hz to 10 Hz, in particular from 3 Hz to 8 Hz or from 5 Hz to 6 Hz.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Beladung aus der Istdruckdifferenz und/oder dem Differenzquotienten und die Aschebeladung aus einem über einen Betriebszeitraum niedrigsten Wert der Istdruckdifferenz und/oder des Differenzquotienten ermittelt wird. Während des Betriebs der Antriebseinrichtung werden die Partikel in den Partikelfilter eingetragen und in diesem zwischengespeichert. Hierdurch erhöht sich der Druckverlust über den Partikelfilter und entsprechend die Istdruckdifferenz, sodass die Partikelbeladung unmittelbar aus der Istdruckdifferenz und/oder dem Differenzquotienten abgeleitet werden kann.A further development of the invention provides that the load is determined from the actual pressure difference and/or the difference quotient and the ash load is determined from a value of the actual pressure difference and/or the difference quotient that is lowest over an operating period. During operation of the drive device, the particles are entered into the particle filter and temporarily stored in it. This increases the pressure loss across the particle filter and accordingly the actual pressure difference, so that the particle load can be derived directly from the actual pressure difference and/or the difference quotient.

Weist der Partikelfilter einen bestimmten Füllstand auf, so wird eine Regeneration des Partikelfilters vorgenommen, in deren Rahmen die Partikel oxidiert beziehungsweise verbrannt werden. Bei der Regeneration des Partikelfilters entsteht Asche, welche zumindest teilweise in dem Partikelfilter verbleibt. Es wird davon ausgegangen, dass am Ende der Regeneration die Partikel vollständig oxidiert sind, sodass die dann vorliegende Istdruckdifferenz allein von der Aschebeladung des Partikelfilters bewirkt wird. Die Aschebeladung wird daher aus dem niedrigsten Wert der Istdruckdifferenz beziehungsweise des Differenzquotienten ermittelt, nämlich dem niedrigsten Wert über den Betriebszeitraum hinweg. Mithilfe dieser Vorgehensweise kann zuverlässig zwischen dem Einfluss der Partikelbeladung und dem Einfluss der Aschebeladung auf die Istdruckdifferenz unterschieden werden.If the particle filter has a certain fill level, the particle filter is regenerated, during which the particles are oxidized or burned. When the particle filter is regenerated, ash is created, which at least partially remains in the particle filter. It is assumed that at the end of the regeneration the particles have been completely oxidized, so that the actual pressure difference then present is caused solely by the ash load in the particle filter. The ash load is therefore determined from the lowest value of the actual pressure difference or the difference quotient, namely the lowest value over the operating period. Using this approach, a reliable distinction can be made between the influence of the particle loading and the influence of the ash loading on the actual pressure difference.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Betriebszeitraum mit einer Inbetriebnahme des Partikelfilters und/oder unmittelbar nach einer Regeneration des Partikelfilters beginnt, und/oder dass der Betriebszeitraum bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Istdruckdifferenz oder den Differenzquotienten endet. Der Betriebszeitraum beginnt insoweit mit der ersten Inbetriebnahme der Antriebseinrichtung mit fabrikneuem Partikelfilter. Alternativ beginnt er unmittelbar nach der Regeneration des Partikelfilters. In jedem Fall endet er mit dem Überschreiten des Schwellenwerts durch die Istdruckdifferenz beziehungsweise den Differenzquotienten, bei welchem die Regeneration des Partikelfilters eingeleitet wird. Dies ermöglicht ein zuverlässiges Ermitteln der Partikelbeladung und der Aschebeladung und somit ein zuverlässiges Feststellen des Abscheidegrads des Partikelfilters.A further development of the invention provides that the operating period begins when the particle filter is put into operation and/or immediately after a regeneration of the particle filter, and/or that the operating period begins when a threshold value is exceeded by the actual pressure difference or the difference quotient ends. The operating period begins with the first commissioning of the drive device with a brand-new particle filter. Alternatively, it begins immediately after the particle filter has been regenerated. In any case, it ends when the threshold value is exceeded by the actual pressure difference or the difference quotient, at which the regeneration of the particle filter is initiated. This enables a reliable determination of the particle load and the ash load and thus a reliable determination of the separation efficiency of the particle filter.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem Überschreiten des Schwellenwerts durch die Istdruckdifferenz oder den Differenzquotienten die Regeneration des Partikelfilters eingeleitet wird. Hierauf wurde bereits hingewiesen. Mit dem Überschreiten des Schwellenwerts wird angenommen, dass der Partikelfilter weitgehend mit Partikeln gefüllt ist. Entsprechend wird die Regeneration vorgenommen, um die Partikelbeladung zu reduzieren und die Partikel in Asche umzuwandeln. Folglich vergrößert sich bei der Regeneration die Aschebeladung, wohingegen sich die Partikelbeladung reduziert. Hierdurch ist ein zuverlässiges Betreiben der Antriebseinrichtung sichergestellt.A further development of the invention provides that the regeneration of the particle filter is initiated when the threshold value is exceeded by the actual pressure difference or the difference quotient. This has already been pointed out. When the threshold value is exceeded, it is assumed that the particle filter is largely filled with particles. Regeneration is carried out accordingly to reduce the particle load and convert the particles into ash. Consequently, the ash load increases during regeneration, whereas the particle load decreases. This ensures reliable operation of the drive device.

Da die Istdruckdifferenz über den Partikelfilter sowohl von der Partikelbeladung als auch von der Aschebeladung abhängig ist, also sowohl mit größer werdender Partikelbeladung als auch mit größer werdender Aschebeladung größer wird, kann die Regeneration des Partikelfilters über seine Lebensdauer hinweg nicht bei demselben Wert der Istdruckdifferenz beziehungsweise des Differenzquotienten eingeleitet werden. Vielmehr ist es notwendig, den Schwellenwert an den Ausgangswert in dem jeweiligen Betriebszeitraum anzupassen. Aus diesem Grund liegt der Schwellenwert als Funktion der Aschebeladung vor. Insbesondere wird die für die jeweilige Aschebeladung des Partikelfilters vorliegende Istdruckdifferenz ermittelt und der Schwellenwert ergibt sich aus dieser Istdruckdifferenz zuzüglich eines Differenzwerts. Hierdurch wird ein dauerhaft zuverlässige Betrieb der Antriebseinrichtung erzielt.Since the actual pressure difference across the particle filter depends on both the particle load and the ash load, i.e. increases both with increasing particle load and with increasing ash load, the regeneration of the particle filter cannot be carried out at the same value of the actual pressure difference or the same value over its service life Difference quotients are introduced. Rather, it is necessary to adapt the threshold value to the initial value in the respective operating period. For this reason, the threshold value is a function of the ash load. In particular, the actual pressure difference present for the respective ash load of the particle filter is determined and the threshold value results from this actual pressure difference plus a difference value. This results in permanently reliable operation of the drive device.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Kennfeld ein Partikelmassekennfeld ist und die Emissionen durch einen mittels diesem ermittelten Partikelmasseemissionswert gekennzeichnet sind, wobei - optional - zusätzlich mittels der Partikelbeladung und der Aschebeladung anhand eines Partikelanzahlkennfelds ein die Emissionen zusätzlich kennzeichnender Partikelanzahlemissionswert bestimmt wird, oder dass das Kennfeld ein Partikelanzahlkennfeld ist und die Emissionen durch einen mittels diesem ermittelten Partikelanzahlemissionswert gekennzeichnet sind, wobei - optional - zusätzlich mittels der Partikelbeladung und der Aschebeladung anhand eines Partikelmassekennfelds ein die Emissionen zusätzlich kennzeichnender Partikelmasseemissionswert bestimmt wird. Das Kennfeld liegt also als Partikelmassekennfeld oder als Partikelanzahlkennfeld vor. Zusätzlich kann als weiteres Kennfeld das jeweils andere Kennfelder herangezogen werden.A further development of the invention provides that the map is a particle mass map and the emissions are characterized by a particle mass emission value determined using this, whereby - optionally - a particle number emission value additionally characterizing the emissions is determined using the particle load and the ash load using a particle number map, or that the map is a particle number map and the emissions are characterized by a particle number emission value determined using this, wherein - optionally - a particle mass emission value additionally characterizing the emissions is determined using the particle load and the ash load using a particle mass map. The map is therefore available as a particle mass map or as a particle number map. In addition, the other map can be used as a further map.

Der Abscheidegrad liegt als Partikelmasseabscheidegrad oder als Partikelanzahlabscheidegrad vor. Das Partikelmassekennfeld weist hierbei als Ausgangsgröße den Partikelmasseabscheidegrad auf; das Partikelanzahlkennfeld den Partikelanzahlabscheidegrad. Der Partikelmasseabscheidegrad gibt an, welchen Anteil der Partikel bezogen auf ihre Masse der Partikelfilter aus dem Abgas herausfiltert. Der Partikelanzahlabscheidegrad gibt hingegen an, wie viele der Partikel, bezogen auf ihre Anzahl, von dem Partikelfilter aus dem Abgas herausgefiltert werden.The separation efficiency is available as a particle mass separation efficiency or as a particle number separation efficiency. The particle mass map has the particle mass separation efficiency as an initial variable; the particle number map shows the particle number separation efficiency. The particle mass separation efficiency indicates what proportion of particles the particle filter filters out of the exhaust gas based on their mass. The particle number separation efficiency, on the other hand, indicates how many of the particles, based on their number, are filtered out of the exhaust gas by the particle filter.

Die Emissionen der Antriebseinrichtung sind durch den Partikelmasseemissionswert oder den Partikelanzahlemissionswert gekennzeichnet. Der Partikelmasseemissionswert bezeichnet die Masse der Partikel, welche stromabwärts des Partikelfilters noch in dem Abgas vorliegen, der Partikelanzahlemissionswert die Anzahl der Partikel, welche stromabwärts des Partikelfilters noch dem Abgas vorliegen. Der Partikelmasseemissionswert wird anhand des Partikelmassekennfeld und der Partikelanzahlemissionswerte anhand des Partikelanzahlkennfeld ermittelt. Hierdurch ist ein zuverlässiges Überwachen des Betriebs der Antriebseinrichtung beziehungsweise der Emissionen der Antriebseinrichtung realisiert.The emissions of the drive device are characterized by the particle mass emission value or the particle number emission value. The particle mass emission value refers to the mass of particles that are still present in the exhaust gas downstream of the particle filter, and the particle number emission value refers to the number of particles that are still present in the exhaust gas downstream of the particle filter. The particle mass emission value is determined using the particle mass map and the particle number emission values are determined using the particle number map. This enables reliable monitoring of the operation of the drive device or the emissions of the drive device.

Bevorzugt sind die Emissionen durch sowohl den Partikelmasseemissionswert als auch den Partikelanzahlemissionswert gekennzeichnet. In diesem Fall wird aus der Partikelbeladung und der Aschebeladung zusätzlich zu dem als Partikelmasseabscheidegrad ausgestalteten Abscheidegrad der Partikelanzahlabscheidegrad ermittelt, insbesondere unter Verwendung unterschiedlicher Kennfelder, nämlich des Partikelmassekennfelds für den Partikelmasseabscheidegrad und des Partikelanzahlkennfelds für den Partikelanzahlabscheidegrad. Der Partikelmasseemissionswert wird anhand des Partikelmasseabscheidegrads und der Partikelanzahlemissionswert anhand des Partikelanzahlabscheidegrads bestimmt. Hierzu werden insbesondere jeweilige Rohemissionen des Antriebsaggregats ermittelt, also Partikelmasserohemissionen und Partikelanzahlrohemissionen.The emissions are preferably characterized by both the particle mass emission value and the particle number emission value. In this case, the particle number separation efficiency is determined from the particle loading and the ash loading in addition to the separation efficiency designed as a particle mass separation efficiency, in particular using different maps, namely the particle mass mapping for the particle mass separation efficiency and the particle number mapping for the particle number separation efficiency. The particle mass emission value is determined based on the particle mass separation efficiency and the particle number emission value is determined based on the particle number separation efficiency. For this purpose, in particular, respective raw emissions of the drive unit are determined, i.e. raw particle mass emissions and raw particle number emissions.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für das Antriebsaggregat Rohemissionen berechnet und aus den Rohemissionen und dem Abscheidegrad Endrohremissionen ermittelt werden, wobei bei einem Überschreiten eines Emissionsgrenzwerts durch die Endrohremissionen ein Fehlersignal erzeugt wird. Unter den Rohemissionen sind Emissionen zu verstehen, welche stromabwärts des Antriebsaggregats und stromaufwärts des Partikelfilters, also strömungstechnisch zwischen dem Antriebsaggregat und dem Partikelfilter, vorliegen. Die Endrohremissionen sind hingegen Emissionen, welche stromabwärts des Partikelfilters vorliegen.A further development of the invention provides that raw emissions are calculated for the drive unit and from the raw emissions and the The degree of separation of tailpipe emissions can be determined, with an error signal being generated if the tailpipe emissions exceed an emission limit value. Raw emissions are emissions that are present downstream of the drive unit and upstream of the particle filter, i.e. in terms of flow between the drive unit and the particle filter. The tailpipe emissions, on the other hand, are emissions that occur downstream of the particle filter.

Die Rohemissionen werden für das Antriebsaggregat berechnet, beispielsweise anhand eines momentanen Betriebszustands des Antriebsaggregats, insbesondere anhand eines Betriebspunkts des Antriebsaggregats. Aus den Rohemissionen werden anhand des Abscheidegrads die Endrohremissionen bestimmt. Sind diese größer als der Emissionsgrenzwert, so wird das Fehlersignal erzeugt. Besonders bevorzugt werden sowohl der Partikelmasseemissionswert als auch der Partikelanzahlemissionswert mit dem einem jeweiligen Emissionsgrenzwert verglichen. Überschreitet einer der Emissionswerte den entsprechenden Emissionsgrenzwert, so wird das Fehlersignal erzeugt.The raw emissions are calculated for the drive unit, for example based on a current operating state of the drive unit, in particular based on an operating point of the drive unit. The tailpipe emissions are determined from the raw emissions based on the separation efficiency. If these are greater than the emission limit, the error signal is generated. Particularly preferably, both the particle mass emission value and the particle number emission value are compared with a respective emission limit value. If one of the emission values exceeds the corresponding emission limit value, the error signal is generated.

Bei dem Auftreten des Fehlersignals erfolgt beispielsweise eine Anzeige für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs. Zusätzlich oder alternativ wird das maximal mittels des Antriebsaggregats erzeugbare Antriebsdrehmoment beziehungsweise eine maximal mittels des Antriebsaggregats bereitstellbaren Leistung reduziert, nämlich derart, dass nachfolgend während des Betreibens der Antriebseinrichtung die Endrohremissionen kleiner sind als der Emissionsgrenzwert. Hierdurch wird eine zuverlässige Überwachung der Antriebseinrichtung beziehungsweise ihrer Emissionen realisiert.When the error signal occurs, for example, a display is made to a driver of the motor vehicle. Additionally or alternatively, the maximum drive torque that can be generated by the drive unit or a maximum power that can be provided by the drive unit is reduced, namely in such a way that the tailpipe emissions are subsequently smaller than the emission limit value while the drive device is being operated. This ensures reliable monitoring of the drive device or its emissions.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Antriebseinrichtung über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat und eine einen Partikelfilter aufweisende Abgasnachbehandlungseinrichtung zur Nachbehandlung des Abgases verfügt, wobei die Antriebseinrichtung dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, eine Istdruckdifferenz über den Partikelfilter zu messen und aus ihr eine Partikelbeladung sowie eine Aschebeladung des Partikelfilters zu ermitteln. Dabei ist die Antriebseinrichtung weiter dazu vorgesehen und ausgestaltet, mittels der Partikelbeladung und der Aschebeladung anhand eines Kennfelds einen Abscheidegrad des Partikelfilters zu bestimmen und zum Überwachen von Emissionen der Antriebseinrichtung zu verwenden.The invention further relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the statements in this description, wherein the drive device has an exhaust gas generating drive unit and an exhaust gas aftertreatment device having a particle filter for aftertreatment of the exhaust gas, the drive device being provided and designed for this purpose is to measure an actual pressure difference across the particle filter and from this to determine a particle load and an ash load of the particle filter. The drive device is further provided and designed to use the particle load and the ash load to determine a separation efficiency of the particle filter based on a characteristic map and to use it to monitor emissions from the drive device.

Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a design of the drive device or such a procedure have already been pointed out. Both the drive device and the method for operating it can be developed in accordance with the statements in the context of this description, so that reference is made to this in this respect.

Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.The features and combinations of features described in the description, in particular the features and combinations of features described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of to abandon invention. Embodiments which are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures, but which emerge from the explained embodiments or can be derived from them are therefore also to be considered to be included in the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, sowie
2 ein Diagramm, in welchem eine einen Partikelfilter der Antriebseinrichtung betreffende Größe über der Zeit aufgetragen ist.

The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without restricting the invention. This shows:

1 a schematic representation of an area of a drive device for a motor vehicle, and
2 a diagram in which a variable relating to a particle filter of the drive device is plotted over time.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Antriebseinrichtung 1, welche über ein hier nicht dargestelltes Antriebsaggregat sowie eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 mit einem Partikelfilter 3 verfügt. Während eines Betriebs der Antriebseinrichtung 1 erzeugt das Antriebsaggregat Abgas, welches der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 und insbesondere dem Partikelfilter 3 in Richtung des Pfeils 4 über eine Abgasleitung 5 zugeführt wird. Der Partikelfilter 3 verfügt über einen Filterkörper 6, in welchem eine Vielzahl von Strömungskanälen 7 ausgebildet ist, von welchen hier lediglich einige beispielhaft gekennzeichnet sind. Jeder der Strömungskanäle 7 ist endseitig verschlossen, sodass das Abgas zum Durchströmen des Partikelfilters 3 den Filterkörper 6 beziehungsweise ein Filterkörpermaterial, aus welchem der Filterkörper besteht, durchströmen muss. Dies ist durch den Pfeil 8 angedeutet.The 1 shows a schematic representation of an area of a drive device 1, which has a drive unit, not shown here, and an exhaust gas aftertreatment device 2 with a particle filter 3. During operation of the drive device 1, the drive unit generates exhaust gas, which is fed to the exhaust gas aftertreatment device 2 and in particular to the particle filter 3 in the direction of arrow 4 via an exhaust gas line 5. The particle filter 3 has a filter body 6 in which a large number of flow channels 7 are formed, only some of which are marked here as examples. Each of the flow channels 7 is closed at the end, so that the exhaust gas must flow through the filter body 6 or a filter body material from which the filter body is made in order to flow through the particle filter 3. This is indicated by arrow 8.

Stromabwärts des Filterkörpers 6 beziehungsweise des Partikelfilters 3 liegt eine weitere Abgasleitung 9 vor, durch welche das Abgas von der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 abgeführt wird, insbesondere in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung 1. Rein beispielhaft ist der hier vorliegende Partikelfilter 3 mit einer katalytischen Beschichtung versehen, sodass er als Fahrzeugkatalysator arbeitet. Aus diesem Grund ist stromaufwärts des Partikelfilters 3, also in der Abgasleitung 5, eine erste Lambdasonde 10 angeordnet, wohingegen sich stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2, also in der Abgasleitung 9, eine zweite Lambdasonde 11 befindet. Dargestellt ist zudem ein Drucksensor 12, welcher als Differenzdrucksensor ausgestaltet ist. Der Drucksensor 12 misst einen Druckverlust über den Partikelfilter 3 beziehungsweise über den Filterkörper 6, also eine Druckdifferenz zwischen einem stromaufwärts des Filterkörpers 6 vorliegenden Druck und einem stromabwärts des Filterkörpers 6 vorliegenden Druck. Die mittels des Drucksensors 12 gemessene Druckdifferenz wird auch als Istdruckdifferenz bezeichnet.Downstream of the filter body 6 or the particle filter 3 there is a further exhaust line 9, through which the exhaust gas is removed from the exhaust gas aftertreatment device 2, in particular towards an external environment of the drive device 1. This is purely exemplary the present particle filter 3 is provided with a catalytic coating so that it works as a vehicle catalytic converter. For this reason, a first lambda sensor 10 is arranged upstream of the particle filter 3, i.e. in the exhaust pipe 5, whereas a second lambda sensor 11 is located downstream of the exhaust gas aftertreatment device 2, i.e. in the exhaust pipe 9. Also shown is a pressure sensor 12, which is designed as a differential pressure sensor. The pressure sensor 12 measures a pressure loss across the particle filter 3 or across the filter body 6, i.e. a pressure difference between a pressure present upstream of the filter body 6 and a pressure present downstream of the filter body 6. The pressure difference measured by the pressure sensor 12 is also referred to as the actual pressure difference.

Die 2 zeigt ein Diagramm, in welchem ein Verlauf 13 den Verlauf einer den Partikelfilter 3 beschreibenden ersten Größe über der Zeit beschreibt. Ein Verlauf 14 zeigt den Verlauf einer den Partikelfilter 3 ebenfalls beschreibenden zweiten Größe, wiederum über der Zeit. Beide Größen werden aus der Istdruckdifferenz ermittelt. Die erste Größe entspricht einem Differenzquotienten aus der Istdruckdifferenz und einer Modelldruckdifferenz. Die Modelldruckdifferenz wird unter Verwendung eines Modells ermittelt, welches wenigstens eine Zustandsgröße der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 beziehungsweise des Partikelfilters 3 als Eingangsgröße berücksichtigt.The 2 shows a diagram in which a course 13 describes the course of a first variable describing the particle filter 3 over time. A course 14 shows the course of a second variable that also describes the particle filter 3, again over time. Both variables are determined from the actual pressure difference. The first variable corresponds to a difference quotient of the actual pressure difference and a model pressure difference. The model pressure difference is determined using a model which takes into account at least one state variable of the exhaust gas aftertreatment device 2 or the particle filter 3 as an input variable.

Die zweite Größe wird aus einem Minimalwert der ersten Größe während eines jeweiligen Betriebszeitraums ermittelt. Jeder der Betriebszeiträume liegt zwischen zwei der in dem Diagramm angedeuteten Zeitpunkte t₁ bis t₆ vor. Der erste Betriebszeitraum erstreckt sich insoweit von t₁ ≤ t < t₂, der zweite Betriebszeitraum von t₂ ≤ t < t₃ und so weiter. Am Ende jedes Betriebszeitraums wird eine Regeneration des Partikelfilters 3 durchgeführt. In diesem Zuge werden in dem Partikelfilter 3 vorliegende Partikel oxidiert beziehungsweise verbrannt und folglich in Asche umgewandelt, welche zumindest teilweise in den Partikelfilter 3 verbleibt. Dies ist anhand des Verlaufs 14 deutlich zu erkennen. Die zweite Größe steigt mit wachsender Aschebeladung des Partikelfilters 3 immer weiter an.The second variable is determined from a minimum value of the first variable during a respective operating period. Each of the operating periods occurs between two of the times t ₁ to t ₆ indicated in the diagram. The first operating period extends from t ₁ ≤ t <t ₂ , the second operating period from t ₂ ≤ t <t ₃ and so on. At the end of each operating period, the particle filter 3 is regenerated. In this context, particles present in the particle filter 3 are oxidized or burned and consequently converted into ash, which at least partially remains in the particle filter 3. This can be clearly seen from course 14. The second size continues to increase as the ash load on the particle filter 3 increases.

Ist die erste Größe kleiner als ein Schwellenwert x₁, so wird davon ausgegangen, dass in der Antriebseinrichtung 1 kein Partikelfilter 3 verbaut ist und es wird ein entsprechendes Fehlersignal erzeugt. Ist die erste Größe größer als ein zweiter Schwellenwert x₂, so wird von einem ordnungsgemäß funktionierenden Partikelfilter 3 ausgegangen. Überschreitet die erste Größe einen dritten Schwellenwert x₃, so wird auf eine zu hohe Aschebeladung erkannt und wiederum ein entsprechendes Fehlersignal erzeugt. Dieses deutet insbesondere an, dass ein Austausch des Partikelfilters 3 vorgenommen werden muss.If the first size is smaller than a threshold value x ₁ , it is assumed that no particle filter 3 is installed in the drive device 1 and a corresponding error signal is generated. If the first size is greater than a second threshold value x ₂ , it is assumed that the particle filter 3 is functioning properly. If the first variable exceeds a third threshold value x ₃ , an excessive ash load is detected and a corresponding error signal is again generated. This indicates in particular that the particle filter 3 needs to be replaced.

Gemäß der Erfindung ist es nun vorgesehen, aus der Istdruckdifferenz und der Modelldruckdifferenz den Differenzquotienten zu ermitteln. Aus der Istdruckdifferenz und/oder dem Differenzquotienten werden die Partikelbeladung und die Aschebeladung separat voneinander ermittelt; sie liegen also als separate Größen vor. Anschließend werden die Partikelbeladung und die Aschebeladung als Eingangsgrößen für ein Kennfeld verwendet, aus dem sich als Ausgangsgröße ein Abscheidegrad des Partikelfilters 3 ergibt. Anhand dieses Abscheidegrads werden unter Verwendung von berechneten Rohemissionen des Antriebsaggregats Endrohremissionen bestimmt. Überschreiten diese einen Emissionsgrenzwert, so wird ein Fehlersignal erzeugt. Auf diese Art und Weise ist eine zuverlässige Überwachung des Betriebs der Antriebsrichtung 1 sichergestellt.According to the invention, it is now provided to determine the difference quotient from the actual pressure difference and the model pressure difference. The particle load and the ash load are determined separately from the actual pressure difference and/or the difference quotient; They are therefore available as separate sizes. The particle load and the ash load are then used as input variables for a characteristic map, from which a separation efficiency of the particle filter 3 results as an output variable. Based on this degree of separation, tailpipe emissions are determined using calculated raw emissions from the drive unit. If these exceed an emission limit value, an error signal is generated. In this way, reliable monitoring of the operation of the drive direction 1 is ensured.

BEZUGSZEICHENLISTE:REFERENCE SYMBOL LIST:

11: AntriebseinrichtungDrive device
22: AbgasnachbehandlungseinrichtungExhaust gas aftertreatment device
33: PartikelfilterParticulate filter
44: PfeilArrow
55: AbgasleitungExhaust pipe
66: FilterkörperFilter body
77: Strömungskanalflow channel
88th: PfeilArrow
99: AbgasleitungExhaust pipe
1010: LambdasondeLambda probe
1111: LambdasondeLambda probe
1212: DrucksensorPressure sensor
1313: VerlaufCourse
1414: VerlaufCourse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014209810 A1 [0002]DE 102014209810 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat und eine einen Partikelfilter (3) aufweisende Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) zur Nachbehandlung des Abgases verfügt, wobei eine Istdruckdifferenz über den Partikelfilter (3) gemessen und aus ihr eine Partikelbeladung sowie eine Aschebeladung des Partikelfilters (3) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Partikelbeladung und der Aschebeladung anhand eines Kennfelds ein Abscheidegrad des Partikelfilters (3) bestimmt und zum Überwachen von Emissionen der Antriebseinrichtung (1) verwendet wird.Method for operating a drive device (1) for a motor vehicle, which has a drive unit that generates exhaust gas and an exhaust gas aftertreatment device (2) having a particle filter (3) for the aftertreatment of the exhaust gas, an actual pressure difference being measured across the particle filter (3) and from it a Particle loading and an ash loading of the particle filter (3) are determined, characterized in that a separation efficiency of the particle filter (3) is determined by means of the particle loading and the ash loading using a characteristic map and is used to monitor emissions of the drive device (1).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand wenigsten einer Zustandsgröße eine Modelldruckdifferenz bestimmt und aus einem Differenzquotienten aus Istdruckdifferenz und Modelldruckdifferenz die Partikelbeladung und die Aschebeladung ermittelt werden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a model pressure difference is determined based on at least one state variable and the particle load and the ash load are determined from a difference quotient of the actual pressure difference and the model pressure difference.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Bestimmen des Differenzquotienten wenigstens eine der folgenden Maßnahmen auf auf die Istdruckdifferenz und/oder die Modelldruckdifferenz angewandt wird: Ableitung, Bandpassfilterung, Vorzeichenbereinigung und Integration.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before determining the difference quotient, at least one of the following measures is applied to the actual pressure difference and/or the model pressure difference: derivation, bandpass filtering, sign correction and integration.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelbeladung aus der Istdruckdifferenz und/oder dem Differenzquotienten und die Aschebeladung aus einem über einen Betriebszeitraum niedrigsten Wert der Istdruckdifferenz und/oder des Differenzquotienten ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the particle load is determined from the actual pressure difference and/or the difference quotient and the ash load is determined from a value of the actual pressure difference and/or the difference quotient that is lowest over an operating period.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszeitraum mit einer Inbetriebnahme des Partikelfilters (3) und/oder unmittelbar nach einer Regeneration des Partikelfilters (3) beginnt, und/oder dass der Betriebszeitraum bei Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Istdruckdifferenz oder den Differenzquotienten endet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating period begins when the particle filter (3) is put into operation and/or immediately after a regeneration of the particle filter (3), and/or that the operating period begins when a threshold value is exceeded by the actual pressure difference or the Difference quotient ends.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Überschreiten des Schwellenwerts durch die Istdruckdifferenz oder den Differenzquotienten die Regeneration des Partikelfilters (3) eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the regeneration of the particle filter (3) is initiated when the threshold value is exceeded by the actual pressure difference or the difference quotient.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert aus der Aschebeladung ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the threshold value is determined from the ash load.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennfeld ein Partikelmassekennfeld ist und die Emissionen durch einen mittels diesem ermittelten Partikelmasseemissionswert gekennzeichnet sind, oder dass das Kennfeld ein Partikelanzahlkennfeld ist und die Emissionen durch einen mittels diesem ermittelten Partikelanzahlemissionswert gekennzeichnet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the map is a particle mass map and the emissions are characterized by a particle mass emission value determined using this, or that the map is a particle number map and the emissions are characterized by a particle number emission value determined using this.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Antriebsaggregat Rohemissionen berechnet und aus den Rohemissionen und dem Abscheidegrad Endrohremissionen ermittelt werden, wobei bei einem Überschreiten eines Emissionsgrenzwerts durch die Endrohremissionen ein Fehlersignal erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that raw emissions are calculated for the drive unit and tailpipe emissions are determined from the raw emissions and the separation efficiency, an error signal being generated if the tailpipe emissions exceed an emission limit value.

Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsrichtung (1) über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat und eine einen Partikelfilter (3) aufweisende Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) zur Nachbehandlung des Abgases verfügt, wobei die Antriebsrichtung (1) dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, eine Istdruckdifferenz über den Partikelfilter (3) zu messen und aus ihr eine Partikelbeladung sowie eine Aschebeladung des Partikelfilters (3) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrichtung (1) weiter dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, mittels der Partikelbeladung und der Aschebeladung anhand eines Kennfelds einen Abscheidegrad des Partikelfilters zu bestimmen und zum Überwachen von Emissionen der Antriebsrichtung (1) zu verwenden.Drive device (1) for a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, wherein the drive direction (1) has a drive unit that generates exhaust gas and an exhaust gas aftertreatment device (2) having a particle filter (3) for aftertreatment of the exhaust gas, wherein the drive direction (1) is intended and designed to measure an actual pressure difference across the particle filter (3) and from this to determine a particle load and an ash load of the particle filter (3), characterized in that the drive direction (1) is further provided for this purpose and is designed to determine a separation efficiency of the particle filter using the particle load and the ash load using a characteristic map and to use it to monitor emissions from the drive direction (1).