[发明专利]诊断布置在内燃机排气系统中的颗粒过滤器的方法和装置

说明书

本发明涉及用于确定用汽油运行的内燃机（10）的排气系（20）中存在颗粒过滤器（22）的方法，有下列步骤：由借助布置在颗粒过滤器（22）的建造位置（35）上游的第一压力传感器（25）在排气系（20）中测量的第一压力变化曲线（110）和借助布置在建造位置（35）下游的第二压力传感器（26）测量的第二压力变化曲线（120）求出所测量的压差变化曲线（100）；借助对所测量的压差变化曲线（100）的第一低通滤波求出第一结果变化曲线（130）；借助对第一结果变化曲线（130）的第二低通滤波求出第二结果变化曲线（140）；借助由第一结果变化曲线（130）和第二结果变化曲线（140）形成差来求出第一差结果变化曲线（150）；借助形成第一差结果变化曲线（150）的绝对值来求出第一绝对值结果变化曲线（160）；求出预期的压差变化曲线（200）。

技术领域

本发明涉及一种用于诊断布置在用汽油运行的内燃机的排气系统中的颗粒过滤器的方法和装置。

背景技术

日益严格的、法定要遵守的排放限值对机动车的排气系统提出了越来越高的要求。为了能够满足这种要求，必须同时使用不同的排气排放减少策略。这些不同的排气排放减少策略使用不同的部件（包含分别所属的传感器在内）。

除了减少燃耗并且因此减少CO₂排放外，借助一个或多个排气催化器减少气态的排放物CO、NO_X和HC以及借助颗粒过滤器减少颗粒排放是重要的发展目标。

经常也称为烟灰过滤器的用于柴油内燃机的颗粒过滤器很早就开始使用并且在实践中证实是适用的。

此外已经公知的是，在用汽油运行的内燃机的排气系中，尤其是在利用燃料直喷的内燃机中（在这种内燃机中燃料用高压直接导入到燃烧室中并且被极为精细地雾化），也产生颗粒。因此立法者也提高了针对用汽油运行的、利用燃料直喷运行的内燃机的颗粒排放限值。因此随着有害物质标准Euro 6c的引入就必须遵守最大6 x 10¹² 颗粒/km的有效限值。

为此所使用的颗粒过滤器基本上由壳体（所谓的罐）和插入到壳体中的整块材料（Monolith）构成。这种颗粒过滤器过滤在燃烧时产生的颗粒，大部分从排气出来，大多为烟灰颗粒。倘若在颗粒过滤器中存在的条件（例如温度升高、排气中的氧气）没有导致颗粒过滤器再生，那么分离出的颗粒就留在颗粒过滤器中。

可能发生的是，颗粒过滤器要么一开始就并没有被建造、事后被移除，要么虽然颗粒过滤器的壳体被建造，但一个或多个整块材料被从中移除，以便至少视觉上给人这样的印象，即，仿佛存在已经准备好运行的颗粒过滤器。

因为颗粒过滤器同样如排气催化器和排气传感器那样是一种对排放至关重要的部件，所以由立法者要求，在“在线诊断（On-Board-Diagnose）”的范畴内可靠地识别颗粒过滤器的没有建造的或缺失的过滤器整块材料。

迄今为止的用于对颗粒过滤器进行建造检查的方法基于对在颗粒过滤器上游和下游的温度的时间变化曲线的评估。此外，存在基于对压差的时间梯度的评估的建造检查。因为与在柴油颗粒过滤器中的压差相反，颗粒过滤器上的压差典型地极小，所以这个办法通常较为不精确。

在DE 10 2016 225 758 A1中说明了用于监控布置在内燃机的排气系统中的颗粒过滤器的方法和装置，它们也使得能够检查，在颗粒过滤器的壳体中是否存在整块材料或者这种整块材料是否被从壳体移除。在此，评估由内燃机的二次空气压力传感器提供的压力测量信号。在监控颗粒过滤器的范畴内，将由二次空气压力传感器的输出信号求出的压力信号变化曲线与二次空气压力模型的压力信号变化曲线相比较，并且然后当在使用由二次空气压力传感器提供的压力测量信号求出的压力信号变化曲线的压力值小于二次空气压力模型的压力信号变化曲线的压力值时，识别到在颗粒过滤器的壳体中没有整块材料。当在使用由二次空气压力传感器提供的压力测量信号求出的压力信号变化曲线的压力值与二次空气压力模型的压力信号变化曲线的压力值一致时，则识别到在颗粒过滤器的壳体中存在没有负载颗粒的整块材料。