[發明專利]顆粒過濾器的載荷的確定

在審

• 申請號: 202010108074.2
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111608777A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: E.法爾孔阿爾瓦
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 方莉;王瑋

本發明涉及一種用于確定廢氣顆粒過濾器的載荷的方法，該方法包括以下步驟：檢測廢氣中的第一壓力測量值；確定以下時間段，在所述時間段之內所述廢氣顆粒過濾器大概裝載有預先給定的顆粒量；檢測在所確定的時間段結束之后的第二壓力測量值；從所述第一壓力測量值和所述第二壓力測量值以及預先給定的顆粒量中確定斜率；將所述斜率與預先確定的比較值進行比較；如果所述斜率對應于所述預先確定的比較值，則根據預先給定的第一分配曲線來確定實際的過濾器載荷值；并且如果所述斜率大于所述預先確定的比較值，則根據預先給定的第二分配曲線來確定實際的過濾器載荷值。

技術領域

本發明涉及一種用于確定廢氣顆粒過濾器的載荷的方法以及用于實施所述方法的一種計算單元和一種計算機程序。

背景技術

顆粒過濾器不僅用在柴油馬達中而且也越來越多地用在汽油馬達中，以用于將馬達的排放值保持在所要求的排放標準之下。這樣的過濾器被稱為汽油顆粒過濾器（OPF）或汽油微粒過濾器（GPF）。顆粒過濾器能夠收集并且儲存來自燃燒馬達的炭黑。為此，例如能夠使用所謂的壁流過濾器，對于所述壁流過濾器來說部分可滲透的或者多孔的壁體材料、例如陶瓷或者燒結金屬被廢氣貫穿流過并且顆粒沉積在壁體材料上。

由此，所述過濾器在一段時間之后裝載有顆粒-尤其是炭黑，使得穿透性下降并且流動阻力相應地上升。根據過濾器結構類型，于是能夠進行過濾器的再生，這意味著，可燃的沉積的顆粒被有針對性地燒除，以便再次獲得功能正常的過濾器。根據過濾器類型，這種燒除能夠比如在廢氣溫度持續地足夠高時在連續運行中被動地進行，或者至少部分地主動進行，也就是說，通過廢氣溫度的有針對性的提高、通過燃燒器使用、通過添加劑的添加并且/或者通過其它方式暫時如此改變過濾器中的運行條件，從而達到為了燒除炭黑顆粒而必要的溫度（通常自大約600℃起）。例如，馬達控制器然后能夠調整諸如點火時刻的相應的馬達參數，以便提高廢氣溫度，并且能夠額外地改變燃料混合物的成分，以便實現廢氣中的氧盈余。這種氧盈余與提高的溫度的結合將會使過濾器中的炭黑被氧化成二氧化碳。在完全再生之后，馬達參數又與正常運行相匹配。

為了及時且以所期望的尺度使顆粒過濾器再生并且也在總體上確保所述功能，在運行中監控廢氣壓力、特別是在過濾器元件之前和之后的壓差。然后，從所測量的連續的壓力上升中能夠確定過濾器載荷。

為了控制或校準這樣的系統，能夠手動對過濾器進行稱重，以便確定顆粒的實際載荷。在此可以發現，從壓力測量中獲得的過濾器載荷帶有大的誤差；在相同的測量壓力下，實際上在過濾器中存在的炭黑量部分地彼此相差3倍或甚至更大，從而難以可靠地確定過濾器載荷以遵守極限值。此外，載荷的錯誤測量帶來過濾器的再生太晚或不完全的危險，這例如由于提高的廢氣背壓而可能對于內燃馬達來說導致大問題。

發明內容

因此，根據本發明，提出具有獨立權利要求的特征的、一種用于確定廢氣顆粒過濾器的載荷的方法以及用于實施所述方法的一種計算單元和一種計算機程序。有利的設計方案是從屬權利要求以及以下說明的主題。

根據本發明，這種方法包括以下步驟：檢測廢氣中的第一壓力測量值；確定以下時間段，在所述時間段之內廢氣顆粒過濾器大概裝載有小的預先給定的顆粒量；并且檢測在這個時間段結束之后的第二壓力測量值。隨后，從所述壓力測量值中確定斜率，將所述斜率與預先確定的比較值進行比較。如果所述斜率基本上對應于這個比較值，則使用第一分配曲線，以便從中確定過濾器載荷值，并且如果所述斜率高于所述比較值，則使用第二分配曲線，以便確定過濾器載荷值。

這基于以下認識，即：基于壓力的載荷測量的不精確性源于過濾器的滯后特性，所述滯后特性由于過濾器中的不均勻的炭黑燒除而產生。由于過濾器內部的溫度差和不同的流動特性，一些過濾區域比其它過濾區域再生得快。更快地再生的或者燒除的區域在炭黑層中產生“孔”，所述“孔”引起突然的壓力降。然而，實驗能夠表明，即使少量的炭黑也會快速地導致孔的填充并且因此所觀察到的壓力與炭黑載荷之間的比例在短時間之后又已經對應于均勻載荷的過濾器的特性。