用于对排气净化设备的组件的拆除进行诊断的方法和装置的制造方法

文档序号:9369776
用于对排气净化设备的组件的拆除进行诊断的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于对在内燃机的排气系中的排气净化组件的拆除进行诊断的 方法,其中利用第二传感器确定所述排气系中在所述排气净化组件之前的排气的状态参量 的第一时间曲线以及在所述排气净化组件之后的排气的状态参量的第二时间曲线。
[0002] 此外,本发明涉及一种用于实施按本发明的方法的装置、尤其诊断单元。
【背景技术】
[0003] 尤其在美国和欧洲,排放立法规定了用于微粒质量的排放以及也用于微粒数目或 者微粒浓度的界限值。此外,也存在着关于氮氧化物及一氧化碳的允许的排放的规定。除 了所述排放界限值之外,此外要说明诊断界限值,在超过所述诊断界限值时必须显示故障。 在车辆中,为此要实现诊断功能,所述诊断功能在车辆运行的过程中在车载诊断(0BD)的范 围内对为了降低排放而安装的构件和组件进行监控并且将导致超过所述诊断界限值的后 果的故障显示出来。这样的诊断的部分方面是识别用于进行排气净化的组件的拆除情况。 由用柴油或者汽油来运行的发动机排出的炭黑微粒能够借助于柴油颗粒过滤器(DPF)来有 效地从排气中除去。目前,所谓的壁流式柴油颗粒过滤器(DPF)是现有技术。通过其单侧 封闭的通道以及多细孔的过滤材料,能够实现高达99%的炭黑分离率。这样的过滤器必须 时常以热的方式得到再生。在此,借助于发动机内部的或者发动机外部的措施来提高温度, 并且由此将在所述过滤器中的所收集的炭黑烧尽,因为否则排气背压会过于剧烈地上升。
[0004] 为了检查所述颗粒过滤器的功能能力,一般要在发动机的运行过程中连续地对颗 粒过滤器的状态进行监控。对于所述颗粒过滤器的监控能够借助于压力传感器或者微粒传 感器来进行。尤其对于比较严格的美国界限值来说,将微粒传感器用于对所述柴油颗粒过 滤器进行监控。
[0005] 由DE 10 2010 002 691 A1公开了用于对作为处于内燃机的排气系中的排气净化 设备的组成部分的颗粒过滤器进行诊断的一种方法和一种装置,其中为了对所述颗粒过滤 器进行监控而测量在所述颗粒过滤器的进口与出口之间的压差并且在诊断单元中对这种 压差进行测评。在此规定,从两次压差测量或者两次绝对压力测量中确定所述颗粒过滤器 上面的压差。由此能够改进所述车载诊断并且即使在所述颗粒过滤器被操纵或者甚至被拆 除时也能够探测到。
[0006] 汽油机中的颗粒过滤器能够在与处于靠近发动机的安装位置中的三通路催化器 和布置在后面的、未经镀膜的汽油颗粒过滤器的组合中或者作为经过镀膜的颗粒过滤器 (所谓的4通路催化器=3通路催化器+颗粒过滤器)被装入在靠近发动机的安装位置中。在 此显而易见的是,将在柴油系统中所使用的方法用于对所述颗粒过滤器进行诊断,也就是 说借助于压力传感器来测量压力升高情况或者借助于微粒传感器来测量在所述颗粒过滤 器后面的微粒质量。
[0007] 在用汽油来驱动的车辆中在对颗粒过滤器进行诊断时,成问题的是,在所述颗粒 过滤器上出现比在柴油车辆中的情况明显低的压差。原因是:在汽油机中排气质量流量明 显更低并且在汽油驱动车辆中由于较少的炭黑毛重量排放(Rufirohmasseemissionen)而对 颗粒过滤器硬件进行了不一样的设计。因此,在这里,压力传感装置必须具有提高了的精 度;这尤其也涉及压差传感器的偏移误差。
[0008] 更确切地说本申请人已知一些文献,在这些文献中一方面能够提高所测量的绝对 的压差值,其方式为:在惯性滑行中打开节流阀并且由此提高所述排气质量流量。在另一 种方案中,能够提高所测量的绝对的压差,如果发动机的效率由于较迟的点火角而变差。但 是,这样的主动的干预在行驶运行的方面是不利的。
[0009] 作为借助于压力测量进行的监控的替代方案,知道用温度传感器来为催化器进行 拆除识别。借助于所述温度传感器来对在所述催化器中所储存的热量进行评估,并且将其 与基准值进行比较。如果所测量的热差小于所述基准值,则识别出所述催化器的拆除,因为 空管可能储存比催化器少的热量。也知道用温度传感器进行诊断,所述诊断研究组件的放 热。
[0010] 从具有内部的编号R. 351781的文献中公开了一种用于对颗粒过滤器进行拆除识 别的方法,该方法在冷起动的过程中或者在再生的过程中对在所述颗粒过滤器之前及之后 的温度的曲线进行评估。
[0011] 由DE 10358195A1公开了一种用于对布置在内燃机的排气区域中的构件进行监 控的方法,其中求得用于在该构件之前的第一排气温度的尺度,并且其中由第二温度传感 器来测量在所述构件之后出现的第二排气温度。在此规定,通过关于所述第二排气温度来 对所述第一排气温度进行评估的方式来检查通过所述构件的热容量来确定的低通特性,并 且在改变预先给定的、用于所述构件的低通特性的尺度时输出错误信号(Fehlsignal)。在 从属权利要求2中规定,所述用于第一排气温度(TvK)的尺度借助于排气的模型来计算,在 该模型中对内燃机(10)的燃料信号(ME)和/或空气质量信号或者空气流量信号(mL)加 以考虑。在从属权利要求6中要求,设置了所述第一及第二排气温度(TvK、TnK)的梯度形 成以及随后的对于所述梯度的评估。在从属权利要求10中要求,设置了所述第一排气温度 (TvK)与所述第二排气温度(TnK)的相关性。与本发明不同的是,没有实施所述第一与第二 排气温度的梯度的、时间曲线的相关性。
[0012] 所熟知的基于温度测量的诊断方法的不利之处是,需要较大的绝对温差,所述绝 对温差例如会在加热阶段中出现或者能够通过组件的放热来获得。对于颗粒过滤器来说, 这仅仅在通过炭黑烧尽进行再生的过程中来实现。对于用汽油来运行的内燃机来说,由于 在颗粒过滤器中炭黑质量较小而很少能够或者根本不能得到实现。

【发明内容】

[0013] 因此本发明的任务在于,提供一种方法,利用该方法即使在温差较小时也能够以 基于温度测定的方法识别颗粒过滤器或者催化器的拆除。
[0014] 本发明的任务还在于,提供一种用于实施所述方法的相应的装置、尤其诊断单元。
[0015] 涉及方法的任务通过以下方式来解决:为了识别所述排气净化组件的拆除形成第 一时间曲线的第一梯度和第二时间曲线的第二梯度,在第一梯度的时间曲线与第二梯度的 时间曲线之间形成相关性,并且在相关系数超过预先给定的界限时推断出所述排气净化组 件的拆除。所述用于拆除识别的方法能够借助排气的状态参量来应用,所述状态参量在所 述内燃机的运行期限内动态地变化并且其动态性受到有待检查的排气净化组件的影响,因 为所述排气净化组件具有储存作用或者其它变型的作用如放热。在典型的行驶周期的实施 例中可能显示出,交叉相关性系数在存在排气净化组件的情况下在瞬态振荡持续时间之后 处于数量级0. 3中,而所述交叉相关性系数在拆除排气净化组件的情况下则达到0. 8的数 值。由此能够明确地指明拆除。
[0016] 在所述方法的设计方案中,利用第一传感器或者由模型确定所述排气系中在所 述排气净化组件之前的排气的状态参量的第一时间曲线,使得在所述排气净化组件之后 的所测量的时间曲线与在所述排气净化组件之前的所测量的或者所建模的时间曲线相 关联。如果疼之每爾_是所述状态参量的第k个在所述组件之前所测量的梯度并且 卷老是所述状态参量的第k个在所述组件之后所测量的梯度,那么对于使在 所述组件之前及之后所测量的数值相互关联的、标准化的交叉相关性拔来说适用:
E 此用讀来考虑到经过所述排气后处理组件的气体通过时间。所述标准化借助在所述排气 净化组件之前的曲线的自相关性来实现。
[0017] 对于使在所述组件之前所建模的数值与在所述组件之后所测量的数值相互关联 住仆的亦V和革柿K¥F 79 I迨;舌田.
其中是所述状态参量的第k个在所述组件之前所建模的数值。
[0018] 所述用于对在内燃机的排气系中的排气净化组件的拆除进行诊断的方法的一种 替代方案规定,由用于所述排气净化组件的模型或者由用于空管件的模型确定在所述排气 系中在排气净化组件之后的排气的状态参量的第一时间曲线并且利用第二传感器确定在 所述排气净化组件之后的排气的状态参量的第二时间曲线。按照本发明规定,为了识别所 述排气净化组件的拆除形成所述第一时间曲线的第一梯度和所述第二时间曲线的第二梯 度,在所述第一梯度的时间曲线与所述第二梯度的时间曲线之间形成相关性,并且在相关 系数超过预先给定的界限时推断出所述排气净化组件的拆除。对于所述标准化的交叉相关 性KKF_Z3来说,用6Zv"mocLRef(k>、也就是所述状态参量的第k个在所述基准组件(排 气净化组件或者空管)之后所建模的数值适用以下关系式:
在 此有利的是,不必对经过所述组件的气体通过时间加以考虑。在正确地安装了所述排气净 化组件并且以KKF_Z3对其进行建模的情况下,所述KKF_Z3具有大数值。同样,如果移除所 述排气净化组件并且以KKF_Z3对空管进行建模,KKF_Z3也具有大数值。在所有其它情况 中,KKF_Z3具有小数值。
[0019] 在一种方法变型方案中规定,作为所述排气的状态参量单个地或者组合地使用其 氧气、湿气、碳氢化合物、一氧化碳或者氮氧化物的含量,并且如果所述标准化的交叉相关 性具有大数值,则推断出作为排气净化组件的催化器的拆除。在这种变型方案中规定,作为 传感器示例性地使用用于所述排气的氧含量的氧传感器。
[0020] 如果在所述排气系中使用温度传感器,则规定作为所述排气的状态参量使用其温 度,并且如果所述相关性具有大数值,则推断出作为排气净化组件的催化器或者颗粒过滤 器的拆除。相对于现有技术,所述方法拥有以下优点:即使在绝对温差很小时,尤其像汽油 直喷器作为内燃机时就是这种情况,也能够实现拆除诊断,而不需要在所述系统中进行附 加的主动的干预、比如提高质量流量或者在惯性滑行中打开节流阀。
[0021] 在一种特别合适的方法变型方案中规定,作为相关性形成所述第一梯度与第二梯 度的时间曲线的标准化的交叉相关性,其中利用所述排气的状态参量的第一梯度的时间曲 线的自相关函数来对所述交叉相关性进行标准化。
[0022] 所述方法尤其适合于用在用汽油运行的内燃机中,在所述用汽油运行的内燃机中 排气设备具有催化器和颗粒过滤器或者催化器-颗粒
再多了解一些
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