用于诊断颗粒过滤器的方法和计算机程序产品技术

本发明专利技术涉及用于在内燃机、特别是汽油发动机的废气后处理系统中识别遭到移除的或有缺陷的颗粒过滤器的方法和计算机程序产品,其中为了监视所述颗粒过滤器对所述颗粒过滤器的入口和出口之间的压力差进行测量和评估。在此规定，依据内燃机和/或废气后处理系统的运行参数，确定颗粒过滤器上方的测量的压力差与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差的相关性，或者确定所述测量的压力差的时间梯度与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差的期望时间梯度的相关性，并且在相关性高的情况下推断出存在且完整的颗粒过滤器，而在相关性低的情况下推断出遭到移除或有缺陷的颗粒过滤器。该方法使得可以在内燃机的很多运行条件下，即使是在绝对压力差很低的情况下（特别是在汽油颗粒过滤器情况下正是如此）也能识别遭到移除或有缺陷的颗粒过滤器。

Methods and computer program products for diagnosing particulate filters

The invention relates to a method and a computer program product for identifying a removed or defective particle filter in an exhaust gas post-treatment system of an internal combustion engine, in particular a gasoline engine, wherein in order to monitor the particle filter, the pressure difference between the inlet and the outlet of the particle filter is measured and evaluated. It is hereby specified that the correlation between the measured pressure difference above the particulate filter and the expected pressure difference for the complete reference particulate filter shall be determined according to the operating parameters of the internal combustion engine and / or the exhaust gas after treatment system, or the correlation between the time gradient of the measured pressure difference and the expected pressure gradient for the complete reference particulate filter shall be determined In the case of high correlation, the existing and complete particle filter is inferred, while in the case of low correlation, the removed or defective particle filter is inferred. This method makes it possible to identify removed or defective particulate filters under many operating conditions of internal combustion engines, even when the absolute pressure difference is very low, especially in the case of gasoline particulate filters.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于诊断颗粒过滤器的方法和计算机程序产品
本专利技术涉及一种用于在内燃机、特别是汽油发动机的废气后处理系统中识别遭到移除的或有缺陷的颗粒过滤器的方法，其中为了监视所述颗粒过滤器对所述颗粒过滤器的入口和出口之间的压力差Δp进行测量和评估。此外，本专利技术涉及一种用于执行该方法的计算机程序产品。
技术介绍
排放法规，特别是在美国和欧洲的排放法规为内燃机的运行设置了用于排放颗粒质量以及颗粒数量和颗粒浓度的极限值。除了排放极限值之外，同样给定了诊断极限值，在超过所述诊断极限值时必须显示故障。为此在由内燃机驱动的车辆中实现了诊断功能，这些诊断功能在车辆运行期间在车载诊断（OBD）的范围内监视为了减少排放而安装的部件和组件，并显示导致所述诊断极限值被超过的故障。对于汽油发动机来说尚未将颗粒过滤器投入生产。由于严格的排放法规，特别是对于汽油直喷发动机来说，既讨论了发动机内措施又讨论了废气后处理措施。从而在汽油系统的情况下对具有在靠近发动机的装入位置处的三路催化剂和下游的未涂层汽油颗粒过滤器的废气配置以及在靠近发动机的装入位置处的涂层的颗粒过滤器（所谓的四路催化剂=三路催化剂+颗粒过滤器）检查其有效性和经济性。在这种情况下，显然可以将在柴油系统情况下采用的方法用于诊断所述颗粒过滤器，即借助于压力传感器测量所述颗粒过滤器上方的压力升高，或借助于颗粒传感器测量所述颗粒过滤器后方的颗粒质量。可以借助于柴油颗粒过滤器（DPF）有效地从废气中去除由发动机、特别是柴油发动机排放的烟尘颗粒。当前，所谓的壁流式柴油颗粒过滤器（DPF）是现有技术。通过其一侧封闭的通道和其多孔的过滤器材料，烟尘分离率可以高达99％。缺点是必须不时地对该过滤器进行热再生。在此情况下，借助于发动机内部或发动机外部的措施进行温度升高，并由此在过滤器中燃烧掉累积的烟尘，否则废气反压力会增加太多。例如由DE102010002691A1已知用于诊断作为内燃机的废气管路中的废气净化设备的组成部分的颗粒过滤器的一种方法和一种装置，其中为了监视所述颗粒过滤器测量所述颗粒过滤器的入口和出口之间的压力差，并在诊断单元中对该压力差进行评估。在该文献中规定，从两个压力差测量或两个绝对压力测量中确定所述颗粒过滤器上方的压力差。由此可以改善车载诊断，还可以检测到所述颗粒过滤器是否已遭到操纵或甚至移除。汽油驱动的发动机情况下的问题在于，与柴油车辆的情况相比较，颗粒过滤器处的压力差明显更小。原因是汽油发动机情况下的废气质量流明显更小，并且由于烟尘毛重量排放较少而导致颗粒过滤器的设计有所不同。颗粒质量的未受处理排放在柴油车辆情况下是汽油发动机情况下的很多倍。汽油车辆通常低于针对颗粒质量的目前有效的排放极限值，因此也低于有效的诊断极限值。但是，如果不采取附加措施，则一些车辆类型将超过针对按照EU6c的新废气法规的颗粒数量极限值。由于对于颗粒数量来说根据按照EU6b（2014）和EU6c（2017）的废气法规只有排放极限值而没有诊断极限值，因此期望立法者将类似于柴油车辆那样要求在超过颗粒质量排放极限值和颗粒数量排放极限值情况下的颗粒过滤器移除或完全失效识别作为最低要求。DE102014209840A1公开了通过分别形成在颗粒过滤器上方的测量的压力差和期望压力差的时间梯度以及确定这两个梯度之间的相关性来识别有缺陷或遭到移除的颗粒过滤器。这可以经由互相关来进行。在测量的梯度与期望梯度之间具有高相关性的情况下，推断出颗粒过滤器完整或存在，而低的相关性则对应于有缺陷或已拆卸的颗粒过滤器。该方法特别是为汽油驱动的内燃机设计的。特别地，该方法使得可以监视汽油发动机的废气后处理设备中的颗粒过滤器，在汽油发动机的运行阶段中在所述颗粒过滤器上方仅形成很小的压力差。该方法的缺点是必须存在一定的动态激励，以便获得压力差的可评估梯度，所述动态激励最终导致颗粒过滤器上方的对应快速的压力差变化。这种动态激励例如可以通过内燃机的快速转速变化引发。依据内燃机的运行方式，例如由于机动车驾驶员的驾驶行为，可能不存在或仅很少存在具有足够高动态激励的运行阶段。因此，不能保证对所述颗粒过滤器的连续监视。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种方法，利用该方法可以与内燃机的运行方式无关地可靠地证明颗粒过滤器有缺陷或遭到移除。此外本专利技术的任务是提供一种用于执行该方法的计算机程序产品。本专利技术的涉及方法的任务通过以下方式解决，依据所述内燃机和/或所述废气后处理系统的运行参数，确定所述颗粒过滤器上方的测量的压力差Δp与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*的相关性，或者确定所述测量的压力差Δp的时间梯度d(Δp）与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*的期望时间梯度d(Δp*）的相关性，并且在相关性高的情况下推断出存在且完整的颗粒过滤器，而在相关性低的情况下推断出遭到移除或有缺陷的颗粒过滤器。因此，对所述颗粒过滤器的监视可以在所述内燃机或所述废气后处理系统的如下运行参数情况下进行，所述运行参数引起所述颗粒过滤器上方的能可靠评估的压力差Δp，或引起高动态激励并从而引起所述压力差Δp的能可靠评估的变化。因此，与所述压力差Δp*的时间梯度d(Δp）的纯评估相比，提供了明显更多的所述内燃机和所述废气后处理系统的工作点，在这些工作点中可以识别出遭到移除或有缺陷的颗粒过滤器。例如，在以近似恒定的速度长途高速公路行驶的情况下，可以直接评估所述压力差Δp与期望压力差Δp*的相关性，而在内燃机的这种运行方式情况下，由于低动态激励导致所述压力差Δp的时间梯度d(Δp)对于可靠评估来说过低。相反，例如在速度变化频繁的城市行驶情况下，所述测量的时间梯度d（Δp）与所述期望时间梯度d（Δp*）的相关性可以用于识别有缺陷的或遭到移除的颗粒过滤器，而对所述测量的压力差Δp和所述期望压力差Δp*之间相关性的直接评估由于所述颗粒过滤器上方形成的压力差很小而无法实现。因此，该方法使得可以在许多不同的运行条件期间并因此与废气后处理系统或上游内燃机的运行方式无关地识别有缺陷或遭到移除的颗粒过滤器。可靠的区分——即何时应当有利地评估测量的压力差与期望压力差Δp，Δp*的相关性以及何时应当有利地评估测量的时间梯度与期望时间梯度d（Δp），d（Δp*）的相关性——可以通过以下方式实现：如果所述测量的压力差Δp和/或所述期望压力差Δp*和/或废气质量流和/或废气体积流和/或发动机转速和/或其它与压力差Δp，Δp*相关的特征参量超过相应的预定第一阈值，则评估所述颗粒过滤器上方的测量的压力差Δp与期望压力差Δp*的相关性以识别遭到移除或有缺陷的颗粒过滤器，并且如果所述测量的压力差Δp的梯度和/或所述期望压力差Δp*的梯度和/或废气质量流的梯度和/或废气体积流的梯度和/或发动机转速的梯度和/或其它与压力差Δp，Δp*相关的特征参量的梯度超过相应的预定第二阈值，则评估所述测量的压力差Δp的时间梯度d（Δp）与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*的期望时间梯度d（Δp*）的相关性。从而可以明确地确定所述内燃机或废气后处理系统的运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在内燃机（10）、特别是汽油发动机的废气后处理系统（16）中识别遭到移除的或有缺陷的颗粒过滤器（13）的方法，其中为了监视所述颗粒过滤器（13）对所述颗粒过滤器（13）的入口和出口之间的压力差Δp（19）进行测量和评估，其特征在于，依据所述内燃机（10）和/或所述废气后处理系统（16）的运行参数，确定所述颗粒过滤器（13）上方的测量的压力差Δp（19）与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*的相关性，或者确定所述测量的压力差Δp（19）的时间梯度d(Δp）与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*的期望时间梯度d(Δp*）的相关性，并且在相关性高的情况下推断出存在且完整的颗粒过滤器（13），而在相关性低的情况下推断出遭到移除或有缺陷的颗粒过滤器（13）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170329 DE 102017205361.51.一种用于在内燃机（10）、特别是汽油发动机的废气后处理系统（16）中识别遭到移除的或有缺陷的颗粒过滤器（13）的方法，其中为了监视所述颗粒过滤器（13）对所述颗粒过滤器（13）的入口和出口之间的压力差Δp（19）进行测量和评估，其特征在于，依据所述内燃机（10）和/或所述废气后处理系统（16）的运行参数，确定所述颗粒过滤器（13）上方的测量的压力差Δp（19）与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*的相关性，或者确定所述测量的压力差Δp（19）的时间梯度d(Δp）与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*的期望时间梯度d(Δp*）的相关性，并且在相关性高的情况下推断出存在且完整的颗粒过滤器（13），而在相关性低的情况下推断出遭到移除或有缺陷的颗粒过滤器（13）。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述测量的压力差Δp（19）和/或所述期望压力差Δp*和/或废气质量流和/或废气体积流和/或发动机转速和/或其它与压力差Δp，Δp*（19）相关的特征参量超过相应的预定第一阈值，则评估所述颗粒过滤器（13）上方的测量的压力差Δp（19）与所述期望压力差Δp*的相关性以识别遭到移除或有缺陷的颗粒过滤器（13），并且如果所述测量的压力差Δp（19）的梯度和/或所述期望压力差Δp*的梯度和/或废气质量流的梯度和/或废气体积流的梯度和/或发动机转速的梯度和/或其它与压力差Δp，Δp*（19）相关的特征参量的梯度超过相应的预定第二阈值，则评估所述测量的压力差Δp（19）的时间梯度d（Δp）与针对完整的参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*的期望时间梯度d（Δp*）的相关性。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以模型方式依据所述内燃机（10）和/或所述废气后处理系统（16）的至少一个运行参数来确定所述参考颗粒过滤器的期望压力差Δp*。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述期望压力差Δp*或所述期望压力差Δp*的期望时间梯度d（Δp*）至少由废气体积流和/或由废气体积流的时间梯度和所述完整的参考颗粒过滤器的流动阻力来加以计算，和/或在计算所述期望压力差Δp*或所述期望压力差Δp*的期望时间梯度d（Δp*）...

【专利技术属性】
技术研发人员：T鲍曼，连运捷，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE