DE4226055C1

DE4226055C1 - Method and device for determining the loading status of particle filters

Info

Publication number: DE4226055C1
Application number: DE4226055A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Pfister; Walter Blaschke; Erwin Burner; Heinrich Wacker; Peter Steiner
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1992-08-06
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2012-08-07
Also published as: WO1994003711A1; EP0654121A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands eines im Abgassystem eines Dieselmotors vorgesehenen Partikelfilters, insbesondere eines im Abgassystem eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors vorgesehenen Partikelfilters.The invention relates to a method and a device for determining the loading state of one in the exhaust system Diesel engine provided particle filter, in particular one Particulate filter provided in the exhaust system of a motor vehicle diesel engine.

Die zur Abgasreinigung bei Dieselmotoren zunehmend eingesetzten Partikelfilter, die neben dem Heraus filtern anderer schädlicher Gasbestandteile des Motorabgases insbesondere zum Herausfiltern von im Abgas mitgeführten Rußpartikeln dienen, müssen, um ihre Funktionsfähigkeit zu erhalten, einer häufigen Reinigung (Regeneration) unterzogen werden. Hierbei hat sich insbesondere die thermische Regeneration von Partikelfiltern als effektiv erwiesen, bei der durch Einführung hochtemperierter Heizgase (etwa 700°C bis 900°C) die im Partikelfilter enthaltenen Rußpartikel entzündet und verbrannt werden.The exhaust gas purification in diesel engines increasingly used particle filter, in addition to the out filter other harmful gas components of the Engine exhaust gas, in particular for filtering out im Exhaust soot particles carried must serve to maintain their functionality, a common one Undergo cleaning (regeneration). Here has especially thermal regeneration particle filters proven effective at by introducing high-temperature heating gases (approx 700 ° C to 900 ° C) contained in the particle filter Soot particles are ignited and burned.

Zur Durchführung der thermischen Regeneration von Partikelfiltern sind im wesentlichen drei Verfah ren, nämlich die Standregeneration, die Wechsel regeneration und die Vollstromregeneration, bekannt. Bei der Standregeneration erfolgt das Ausbrennen des Partikelfilters bei Stillstand des Kraftfahrzeugmotors mittels einer hierzu vorgese henen, motorunabhängigen Heizeinrichtung. Die Wechselregeneration ermöglicht eine thermische Regenerierung des Partikelfilters während des Kraftfahrzeugbetriebs. Hierzu sind zwei Partikel filter parallelgeschaltet, wobei wechselweise ein Partikelfilter vom Motorabgas durchströmt wird, und der andere vom Abgassystem entkoppelte Partikel filter für die Zeit der thermischen Regenerierung von einem, durch eine motorunabhängige Heizeinrich tung temperierten Heizgas durchströmt wird. Bei der Vollstromregeneration, bei der die Regenerierung ebenso während des Kraftfahrzeugbetriebes erfolgt, wird in den permanent im Abgasstrom befindlichen Partikelfilter für die Zeit der Regenerierung ein durch eine motorunabhängige Heizeinrichtung erzeug ter Heizgasstrom mit dem Motorgas vermischt und zusammen mit diesem in den Partikelfilter eingelei tet, um die genannte, für die Regenerierung erfor derliche Gastemperatur zu erreichen.To carry out the thermal regeneration of Particulate filters are essentially three methods ren, namely the regeneration of the stand, the changes regeneration and full flow regeneration, known. This happens with the stand regeneration Burning out the particle filter when the Motor vehicle engine by means of this hen, motor-independent heating device. The Alternating regeneration enables thermal Regeneration of the particle filter during the Motor vehicle operation. There are two particles for this filter connected in parallel, alternating one Particulate filter is flowed through by the engine exhaust, and the other particle decoupled from the exhaust system filter for the time of thermal regeneration from one, through a motor-independent heating device heating gas is flowed through. In the Full flow regeneration, in which the regeneration also takes place during the operation of the motor vehicle, is in the permanently in the exhaust gas flow Particulate filter for the time of regeneration generated by a motor-independent heating device the heating gas flow is mixed with the engine gas and along with this into the particle filter tet to the aforementioned, for regeneration to reach such gas temperature.

Unabhängig von der Wahl des durchgeführten Regene rierungsverfahrens ist es natürlich nur dann erfor derlich, eine thermische Regeneration durchzufüh ren, wenn ein bestimmter Beladungszustand des Par tikelfilters erreicht ist, bei dem entweder die Wirksamkeit des Filters nicht mehr gegeben ist, oder der durch den zugesetzten Filter entstehende Abgasgegendruck sich nachteilig auf die Motor leistung auswirkt, oder der Filter durch weitere Beladung bei der nächsten Regeneration aufgrund der bei der Rußverbrennung frei werdenden Wärme thermisch zerstört werden würde.Regardless of the choice of rain performed of course, it is only then necessary necessary to carry out a thermal regeneration if a certain loading condition of par tikelfilters is reached, in which either the The filter is no longer effective, or the one created by the added filter Exhaust back pressure adversely affects the engine performance affects, or the filter by others Loading due to the next regeneration the heat released during soot combustion would be thermally destroyed.

Da bislang praktikable Möglichkeiten, den Bela dungszustand eines Partikelfilters während des Betriebs kontinuierlich zu überwachen, nicht bekannt sind, werden von den Herstellern von Parti kelfiltern bestimmte, feststehende Betriebsinter valle vorgegeben, in denen eine thermische Regene rierung durchzuführen ist. In Ermangelung der Kenntnis des tatsächlichen Beladungszustands werden die Regenerierungsintervalle so gewählt, daß auch unter extremen Betriebsbedingungen des Motors, etwa häufiger Kurzstreckenbetrieb mit extremer Rußaus bildung in den Motorabgasen, eine genügende Sicher heit in den Intervallen vorgesehen ist, damit die Regenerierung in jedem Fall rechtzeitig vor dem Auftreten der beschriebenen schädlichen Auswir kungen erfolgen kann. Somit erfolgt zwangsläufig die Regenerierung eines Partikelfilters bei einem rußarmen Motorbetrieb zu einem Zeitpunkt, wo sie noch gar nicht notwendig wäre.Since previously viable options, the Bela condition of a particle filter during the Monitoring continuously, not are known by the manufacturers of parti kelfilter certain, fixed company inter valle given in which a thermal rain is to be carried out. In the absence of Become aware of the actual loading condition the regeneration intervals selected so that also under extreme operating conditions of the engine, for example frequent short-distance operation with extreme soot formation in the engine exhaust, a sufficient security is provided in the intervals so that the Regeneration in any case in good time before Occurrence of the described harmful effects kung can be done. So it is inevitable the regeneration of a particle filter in a low soot engine operation at a time when they would not be necessary yet.

Zwar ist man dazu übergegangen, die Regenerierungs intervalle durch Berücksichtigung der überwiegend vorherrschenden Betriebsbedingungen, also etwa Kurzstrecken- oder Langstreckenbetrieb, den beson deren Einsatzbedingungen eines Partikelfilters anzupassen, jedoch erweist sich auch diese verfei nerte Rasterung der Regenerierungsintervalle in der Praxis als zu grob.It is true that the regeneration has started intervals by taking into account the predominantly prevailing operating conditions, i.e. about Short-haul or long-haul operation, the particular their conditions of use of a particle filter to adapt, but this also proves to be unsuccessful nter grid of the regeneration intervals in the Practice as too rough.

Der allgemein bekannte Zusammenhang zwischen dem Druckabfall in einem Strömungsmedium bei Durchströ mung eines Filters und dem Zusetzungsgrad oder der Beladung des Filters, der so ohne weiteres nur für stationär durchströmte Filter gilt, kann man wegen des überwiegend instationären Betriebs eines Ver brennungsmotors nicht zur Ermittlung des Beladungs zustands eines Partikelfilters heranziehen. Viel mehr ist hierbei der etwa sich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ändernde Volumenstrom durch das Filter zu berücksichtigen. The well known relationship between the Pressure drop in a flow medium with flows filter and the degree of clogging or Loading the filter, which is just for filter with a steady flow applies because of the predominantly transient operation of a Ver internal combustion engine not to determine the load state of a particle filter. A lot more is about depending on volume flow through the engine speed Filter to consider.

Aus der Druckschrift DE 41 37 520 A ist ein Filter für staubbeladene Luftströme bekannt, der durch ein vorgesetztes oder nachgesetztes Strömungshindernis in einen ersten Bereich mit höherer Durchströmungs geschwindigkeit und einen zweiten Bereich mit niedrigerer Durchströmungsgeschwindigkeit unter teilt ist. Die an beiden Bereichen gemessenen Durchströmungsgeschwindigkeiten werden miteinander verglichen. Infolge der höheren Durchströmungsge schwindigkeit nimmt die Filterbeladung im ersten Bereich viel rascher zu als im zweiten Bereich, woraufhin die Durchströmungsgeschwindigkeit im ersten Bereich im Verlauf der Betriebsdauer des Filters sinkt. Die Abnahme der Differenz zwischen den beiden Durchströmungsgeschwindigkeiten ist ein Maß für den Beladungszustand des Filters. Bei dem bekannten Filter wird zwangsläufig der zweite Be reich nur mit geringer Abscheidewirkung ausgenutzt.From the publication DE 41 37 520 A is a filter known for dust-laden air flows caused by a upstream or downstream flow obstacle in a first area with higher flow speed and a second area with lower flow rate below shares. The measured in both areas Flow rates are related to each other compared. Due to the higher flow rate The filter loading in the first takes speed Area much faster than in the second area, whereupon the flow rate in first area in the course of the operating life of the Filter drops. The decrease in the difference between the two flow rates is one Measure of the loading condition of the filter. In which known filter is inevitably the second Be richly exploited with little separation effect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen, das bzw. die eine einfache Ermittlung des tatsächlichen gegebenen Beladungszustands eines Partikelfilters unter Berücksichtigung der gegebenen Motorbetriebs verhältnisse ermöglicht.The invention has for its object a Ver drive and propose a device that or a simple determination of the actual given loading condition of a particle filter taking into account the given engine operation conditions enabled.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the features of the claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren macht man sich zum einen den bekannten, vorstehend geschilderten Zusammenhang zwischen dem Beladungszustand des Filters und einem Druckabfall in einem durch dieses hindurchströmenden Medium zunutze. Darüber hinaus wird an einer geeigneten, mit einer Querschnitts verengung versehenen Stelle des Abgassystems ein weiterer Druckabfall im Strömungsmedium gemessen, um aufgrund des bekannten strömungstechnischen Zusammenhangs zwischen dem Druckabfall an einer Drosselstelle und dem durch die Drosselstelle hin durchströmenden Volumenstrom eine den aktuellen Betriebszustand des Motors wiedergebenden Strömungs parameter zu erhalten. Damit ist zum einen ein den Beladungszustand des Partikelfilters wiedergebender Differenzdruckwert und ein den im Abgassystem gegebenen Volumenstrom wiedergebender Differenz druckwert gegeben, der sich in Abhängigkeit von den instationären Betriebszuständen des Motors ändert.In the method according to the invention, one makes on the one hand, the known, described above Relationship between the loading condition of the Filters and a pressure drop in one through this medium flowing through. Furthermore is on a suitable, with a cross-section constricted part of the exhaust system further pressure drop measured in the flow medium, to due to the known fluidic Relationship between the pressure drop at one Throttle point and that through the throttle point flow through the current one Operating state of the engine reflecting flow to get parameters. On the one hand, this is a Particulate filter loading state more representative Differential pressure value and one in the exhaust system given volume flow representing difference given pressure value, which depends on the transient operating states of the engine changes.

Erfindungsgemäß wird unter Berücksichtigung der beiden Differenzdruckwerte ein Ist-Kennwert defi niert, der mit einem gegebenen Grenzkennwert ver glichen wird, um bei hinreichend geringer Differenz zwischen dem Ist-Kennwert und dem Grenzkennwert, etwa bei Übereinstimmung der Werte, einen Regene rierungsvorgang einzuleiten.According to the invention, taking into account the an actual characteristic value for both differential pressure values niert, ver with a given limit value is compared to with a sufficiently small difference between the actual characteristic value and the limit characteristic value, if the values match, a rain initiation process.

Dabei kann der Grenzkennwert etwa als in Prüf standsversuchen unter Berücksichtigung verschiede ner Beladungszustände und Volumenströme ermittelte Grenzkennlinienverlauf vorgegeben werden. Die Höhe der Grenzwerte ist dabei abhängig von der Höhe des zugelassenen Drehmomentenabfalls infolge des durch den Partikelfilter und die Drosselstelle im Abgas system verursachten Abgasgegendrucks.The limit value can be approximately as in test standing tests taking into account various load states and volume flows Limit characteristic curve can be specified. The height the limit values depend on the amount of approved torque drop due to the the particulate filter and the throttle point in the exhaust gas system caused exhaust back pressure.

Da als Drosselstelle für die Messung des zweiten Differenzdruckwertes eine ohnehin vorhandene, also konstruktionsmäßig bedingte Querschnittsverengung im Abgassystem verwendet wird, kann das erfindungs gemäße Verfahren ohne die Installation einer zusätzlichen Drosselstelle in der Abgasführung des Abgassystems durchgeführt werden. Am Abgassystem selbst ist lediglich die Installation von für die Erfassung der Differenzdrücke erforderlichen Meßwertgebern notwendig.As a throttle point for the measurement of the second Differential pressure value an already existing, so design-related cross-sectional narrowing Is used in the exhaust system, the fiction procedures without installing a additional throttle point in the exhaust system of the Exhaust system can be performed. On the exhaust system itself is just the installation of for Detection of the differential pressures required Transducers necessary.

Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungs gemäßen Verfahrens erfolgt die Messung des Diffe renzdrucks im Abgassystem im Bereich einer Quer schnittsverengung, die sich beim Übergang vom ver gleichsweise großen Strömungsquerschnitt des Parti kelfilters zum nachfolgenden Teil des Abgassystems, etwa einem Rohrstück, ergibt.In a preferred embodiment of the invention the difference is measured in accordance with the method pressure in the exhaust system in the area of a cross narrowing of the incision that occurs during the transition from ver equally large flow cross-section of the Parti kelfilters to the downstream part of the exhaust system, about a piece of pipe.

Vorzugsweise wird bei Feststellung des Vorliegens einer hinreichend geringen Differenz zwischen einem Ist-Kennwert und einem entsprechenden Grenzkennwert eine Anzeigeeinrichtung aktiviert, die, etwa bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Kraftfahrzeug, den Kraftfahrzeugführer vom kritischen Beladungszustand des Partikelfilters in Kenntnis setzt. Dieser kann dann eine Regeneration des Partikelfilters gemäß einem der vorstehend geschilderten Regenerationsverfahren in Gang setzen. Preferably when the presence is ascertained a sufficiently small difference between one Actual characteristic value and a corresponding limit characteristic value activated a display device, which, for example Use of the method according to the invention in a motor vehicle, the driver of the critical loading state of the particle filter in Knowledge sets. This can then be a regeneration of the particle filter according to one of the above described regeneration process in progress put.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Anzei geeinrichtung mit einer Starteinrichtung zur auto matischen Auslösung eines der geschilderten Regene rationsverfahren zu koppeln, oder etwa auch bei Feststellung eines kritischen Differenzwertes un mittelbar die Starteinrichtung auszulösen, ohne vorher den Wert zur Anzeige zu bringen.Another option is to display device with a starting device for auto matically triggered one of the described rains coupling process, or about Determination of a critical difference value un indirectly trigger the starting device without to display the value beforehand.

Wenn eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen wird, erweist es sich als besonders vorteilhaft, den durch das erfindungsgemäße Verfahren ermittelten Ist-Kennwert, ausgehend von einem eine festgelegte Differenz zum Grenzkennwert aufweisenden Anfangs kennwert, kontinuierlich oder in vorgegebenen zeitlichen Abständen zur Anzeige zu bringen, um das Fortschreiten des Beladungszustands von außen her sichtbar zu machen, so daß die Notwendigkeit der Durchführung einer Partikelfilterregeneration im voraus erkennbar ist.If a display device is provided, it proves to be particularly advantageous to the determined by the method according to the invention Actual characteristic value, starting from a fixed one Difference to the beginning of the limit parameter characteristic value, continuously or in predetermined time intervals to display the Progress of the loading condition from the outside make visible, so the need for Carrying out a particle filter regeneration in the is recognizable in advance.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands eines im Abgassystem eines, ins besondere in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Dieselmotors verwendeten Partikelfilters weist die Merkmale des Anspruchs 5 auf.The inventive device for determining the Load state of one in the exhaust system one, ins particular used in a motor vehicle Diesel engine used particle filter has the Features of claim 5.

Hierbei ist im Bereich des Partikelfilters eine erste Differenzdruckmeßeinrichtung und im Bereich einer standardmäßig im Abgassystem vorhandenen Querschnittsverengung eine zweite Differenzdruck meßeinrichtung vorgesehenen. Desweiteren ist eine Recheneinrichtung vorgesehen, die zur Bildung eines Ist-Kennwertes, ausgehend von den beiden durch die Druckmeßeinrichtungen gemessenen Meßwerten, sowie zum Vergleich des Ist-Kennwertes mit einem vorgege benen Grenzkennwert, bestimmt ist. Here is a in the area of the particle filter first differential pressure measuring device and in the area one that is standard in the exhaust system Cross-sectional narrowing a second differential pressure measuring device provided. Furthermore is one Computing device provided to form a Actual characteristic value, starting from the two by the Pressure measuring devices measured values, as well to compare the actual characteristic value with a given one limit value is determined.

Insbesondere aufgrund der Tatsache, daß die zweite Druckmeßeinrichtung im Bereich einer ohnehin im Abgassystem vorhandenen Drosselstelle angeordnet ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Minimum an apparativem Aufwand realisierbar.In particular due to the fact that the second Pressure measuring device in the area of a anyway Exhaust system arranged throttle is, the device according to the invention with a A minimum of expenditure on equipment can be achieved.

Mittels einer Anzeigeeinrichtung kann der ermittel te Ist-Kennwert und/oder dessen Differenz zum betreffenden Grenzkennwert zur Anzeige gebracht werden, so daß rechtzeitig geeignete Maßnahmen zur Regeneration des Partikelfilters ergriffen werden können.The can be determined by means of a display device te actual characteristic value and / or its difference to relevant limit parameter displayed be, so that timely appropriate measures to Regeneration of the particle filter can be taken can.

Alternativ ist es auch möglich, zusätzlich zur Anzeigeeinrichtung oder anstatt dieser eine in Abhängigkeit von der Differenz des Ist-Kennwertes zum Grenzkennwert betätigbare Starteinrichtung vorzusehen, die etwa eine Brennereinrichtung zur thermischen Regeneration des Partikelfilters in Gang setzt.Alternatively, it is also possible to add to the Display device or instead of this one in Dependence on the difference of the actual characteristic value Starting device that can be operated at the limit value To provide, for example, a burner device thermal regeneration of the particle filter Gear sets.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die erste Differenzdruckmeßeinrichtung im Bereich des Partikelfilters und die zweite Differenzdruckmeß einrichtung im Übergangsbereich vom Partikelfilter zu einem dem Partikelfilter nachfolgenden quer schnittsverengten Bereich des Abgassystems angeord net ist, da so die erforderlichen Druckmeßeinrich tungen in einem relativ kleinen Bereich des Abgas systems zusammengefaßt werden können. Dabei bietet sich insbesondere die vorteilhafte Möglichkeit, die jeweils zwei Meßfühler aufweisenden Differenzdruck meßeinrichtungen so zu installieren, daß der zweite Meßfühler der ersten Druckmeßeinrichtung gleichzei tig als erster Meßfühler der zweiten Druckmeßein richtung verwendet werden kann, so daß die Messung von zwei Differenzdrücken mit lediglich drei Meß fühlern erfolgt.It proves to be particularly advantageous if the first differential pressure measuring device in the area of Particulate filter and the second differential pressure measurement Installation in the transition area from the particle filter across to a particle filter following cut-narrow area of the exhaust system arranged is net, as so the required Druckmeßeinrich tion in a relatively small area of the exhaust gas systems can be summarized. It offers in particular the advantageous possibility that two differential pressure sensors each to install measuring devices so that the second Sensor of the first pressure measuring device at the same time tig as the first sensor of the second pressure measurement direction can be used so that the measurement of two differential pressures with only three meas feel.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeigne te Vorrichtung beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The method according to the invention is described below as well as one suitable for carrying out the method te device by way of example with reference to the drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen zwischen Komponenten eines Abgas systems installierten Partikelfilter mit einer ersten und einer zweiten Meßstrecke zur Bestimmung des Differenzdruckes Δp_Filter und des Differenzdruckes an einer nachfolgenden Drosselstelle Δp_Drossel; Fig. 1 a between components of an exhaust system installed particulate filter having a first and a second measuring section for determining the differential pressure Ap _filter and the differential pressure at a subsequent throttling point Ap _throttle;

Fig. 2 ein Diagramm mit Darstellung eines bei spielhaften Grenzkennlinienverlaufs; FIG. 2 is a diagram showing an exemplary characteristic curve curve;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Beladungszustandsermittlung bei einem Partikelfilter. Fig. 3 is a flowchart showing the determination of the load state in a particle filter.

Fig. 1 zeigt einen Partikelfilter 10, der in einem Abgassystem 11 eines nicht näher dargestellten, mit einem Dieselmotor betriebenen Kraftfahrzeugs in stalliert ist. Der Partikelfilter 10 ist über Flanschverbindungen 12, 13 auf seiner Eingangsseite mit einer Vorkammer 14 und auf seiner Ausgangsseite mit einem Reduzierstück 15 verbunden. Strömungsauf seitig, also in Richtung auf den nicht näher darge stellten Antriebsmotor hin, ist die Vorkammer 14 über eine Flanschverbindung 16 mit einem Abgasrohr 17 verbunden. Das Reduzierstück 15 ist strömungsab seitig, zum ins Freie führenden Ende des Abgas systems 11 hin, über eine Flanschverbindung 18 mit einem Abgasrohr 19 verbunden. Fig. 1 shows a particle filter 10 , which is installed in an exhaust system 11 of a motor vehicle, not shown, operated with a diesel engine. The particle filter 10 is connected via flange connections 12 , 13 on its input side to a prechamber 14 and on its output side to a reducer 15 . On the upstream side, that is, in the direction of the drive motor not shown in detail, the prechamber 14 is connected via a flange connection 16 to an exhaust pipe 17 . The reducer 15 is on the flow side, connected to the end of the exhaust system 11 leading to the outside, via a flange connection 18 with an exhaust pipe 19 .

Für die Regeneration des Partikelfilters 10 ist eine Brennkammer 19 vorgesehen, die zur Aufheizung eines in diese durch eine Zuführung 20 eingeleite ten Gasstromes dient. Im Falle der Regeneration wird der durch die Zuführung 20 in die Vorkammer 14 eingeleitete Gasstrom zur Erzielung der für die Regeneration notwendigen Abgastemperatur mit dem durch das Abgasrohr 17 in die Vorkammer 14 einströ menden Abgasstrom vermischt.For the regeneration of the particle filter 10 , a combustion chamber 19 is provided, which is used to heat a gas stream introduced into this through a feed 20 . In the case of regeneration, the gas stream introduced into the pre-chamber 14 through the feed 20 is mixed with the exhaust gas stream flowing into the pre-chamber 14 through the exhaust pipe 17 to achieve the exhaust gas temperature necessary for the regeneration.

Um am eingebauten Partikelfilter 10 feststellen zu können, wann der Beladungszustand des Partikelfil ters eine Regeneration erforderlich macht, sind im Bereich des Partikelfilters 10 sowie des Reduzier stücks 15 zwei Differenzdruckmeßeinrichtungen 21, 22 vorgesehen, die, im Fall der Differenzdruckmeß einrichtung 21, zur Bestimmung des Druckabfalls über dem Partikelfilter 10, also Δp_Filter, sowie im Fall der Differenzdruckmeßeinrichtung 22, zur Bestimmung des Druckabfalls über dem eine Drossel stelle darstellenden Reduzierstück 15, also Δp_Drossel, dienen. Die Differenzdruckmeßeinrichtung 21 weist zwei Meßfühler 23, 24 auf, die unmittelbar vor bzw. unmittelbar nach dem Partikel filter 10 angeordnet sind. Die Differenzdruckmeß einrichtung 22 weist ebenfalls zwei Meßfühler auf, nämlich den mit der Differenzdruckmeßeinrichtung 21 gemeinsamen Meßfühler 24 im Gaseintrittsbereich des Reduzierstücks 15, und den Meßfühler 25 im Gasaus trittsbereich des Reduzierstücks 15.In order to be able to determine on the built-in particle filter 10 when the loading state of the particle filter requires regeneration, two differential pressure measuring devices 21 , 22 are provided in the area of the particle filter 10 and the reducing piece 15 , which, in the case of the differential pressure measuring device 21 , for determining the Pressure drop across the particle filter 10 , ie Δp _filter , as well as in the case of the differential pressure measuring device 22 , for determining the pressure drop across the reducing piece 15 representing a throttle, ie Δp _throttle . The differential pressure measuring device 21 has two sensors 23 , 24 , which are arranged immediately before or immediately after the particle filter 10 . The differential pressure measuring device 22 also has two sensors, namely the sensor 24 common to the differential pressure measuring device 21 in the gas inlet area of the reducer 15 , and the sensor 25 in the gas outlet area of the reducer 15 .

Im Diagramm gemäß Fig. 2 ist der Druckabfall über dem Partikelfilter 10 Δp_Filter, über dem Druckab fall über dem Reduzierstück 15 Δp_Drossel, aufge tragen. Wie aus der Darstellung in Fig. 2 zu ersehen ist, besteht zwischen den Differenzdrücken ein linearer Zusammenhang. Die obere Funktionsgerade stellt eine, etwa in Prüfstandsversuchen ermittelte Grenzkennlinie für einen Partikelfilter mit höchst zulässigem Beladungszustand dar, die untere Kenn linie steht für einen Partikelfilter in unbelade nem, also sauberem Zustand.In the diagram according to FIG. 2, the pressure drop across the particle filter 10 Δp _filter , over the pressure drop over the reducer 15 Δp _throttle , is carried up. As can be seen from the illustration in FIG. 2, there is a linear relationship between the differential pressures. The upper function line represents a limit characteristic, as determined in test bench tests, for a particle filter with the highest permissible loading condition, the lower characteristic curve stands for a particle filter in an unloaded, i.e. clean, condition.

Aufgrund des linearen Zusammenhangs zwischen Δp_Filter und Δp_Drossel ist der Quotient der Druckdifferenzen, also die Steigung der Funktions geraden durch einen konstanten Wert gegeben. Durch die Grenzkennlinie ist der Grenzkennwert GK für den kritischen Beladungszustand des Partikelfilters, ab dem eine Regeneration erfolgen muß, definiert. Der Ist-Kennwert IK ergibt sich aus den aktuell im Betrieb des Partikelfilters 10 mittels den Diffe renzdruckmeßeinrichtungen 21, 22 ermittelten Diffe renzdruckwerten Δp_Filter und Δp_Drossel bzw. deren Quotientenbildung.Due to the linear relationship between the Δp _filter and the Δp _throttle , the quotient of the pressure differences, that is to say the slope of the functional straight line, is given by a constant value. The limit characteristic value GK for the critical loading state of the particle filter, from which regeneration must take place, is defined by the limit characteristic. The actual characteristic value IK results from the differential pressure values .DELTA.p _filter and .DELTA.p _throttle or their quotient formation that are currently determined during operation of the particle filter 10 by means of the differential pressure measuring devices 21 , 22 .

Fig. 3 zeigt anhand eines Flußdiagramms beispiel haft eine mögliche Vorgehensweise bei der Ermitt lung des aktuellen Beladungszustands eines Parti kelfilters. Fig. 3 shows an example of a possible procedure for the determination of the current loading state of a particulate filter using a flowchart.

Die gemäß der Darstellung in Fig. 1 angeordneten Meßfühler 23, 24, 25 der Differenzdruckmeßeinrich tungen 21, 22 liefern als Eingangsgrößen für eine Recheneinrichtung 26 die Differenzdruckwerte Δp_Filter und Δp_Drossel. Zur Bestimmung des Ist- Kennwertes IK wird in der Recheneinrichtung 26 eine Quotientenbildung durchgeführt und der so ermittel te Ist-Kennwert IK zur Berechnung eines Ist-Diffe renzwertes DI vom Grenzkennwert GK subtrahiert. Der Ist-Differenzwert DI wird anschließend einem Ver gleich mit einem Soll-Differenzwert DS unterzogen, der, in Fig. 2 dargestellt durch den kreuzschraf fierten Bereich, eine frei wählbare Toleranzablage von der Grenzkennlinie darstellt.The sensors 23 , 24 , 25 of the differential pressure measuring devices 21 , 22 arranged according to the illustration in FIG. 1 supply the differential pressure values Δp _filter and Δp _throttle as input variables for a computing device 26 . To determine the actual characteristic value IK, a quotient formation is carried out in the computing device 26 and the thus determined th actual characteristic value IK is subtracted from the limit characteristic value GK for calculating an actual difference value DI. The actual difference value DI is then subjected to a comparison with a target difference value DS, which, shown in FIG. 2 by the cross-hatched area, represents a freely selectable tolerance offset from the limit characteristic.

Im Fall, daß die Ist-Differenz DI kleiner ist als die tolerierbare Soll-Differenz DS, wird ein Start signal an eine hier nicht näher dargestellte Start einrichtung für den Regenerationsbrenner gegeben.In the event that the actual difference DI is smaller than the tolerable target difference DS becomes a start signal to a start not shown here provided for the regeneration burner.

Um eine Aussage über den aktuellen Beladungszustand im Verhältnis zum maximal möglichen Beladungszu stand zu erhalten, ist es vorgesehen, die Ist-Dif ferenz DI auf einer hier nicht dargestellten Anzei geeinrichtung zur Anzeige zu bringen, so daß eine permanente Anzeige des Beladungszustandes bzw. dessen Änderung über die Zeit möglich ist.To make a statement about the current loading condition in relation to the maximum possible load to maintain the status, it is intended that the actual dif ferenz DI on a display, not shown here bring device to display, so that a permanent display of the load status or whose change is possible over time.

Natürlich ist es auch möglich, die Anzeigeeinrich tung als Warneinrichtung anzulegen und ohne Diffe renzenbildung die Anzeigeeinrichtung nur dann zu aktivieren, wenn der Ist-Kennwert IK gleich dem Grenzkennwert GK ist. Das gleiche gilt für die Starteinrichtung, die entgegen der Darstellung in Fig. 3 dann aktiviert werden kann, wenn auch hier gilt, daß der Ist-Kennwert IK gleich dem Grenzkenn wert GK ist.Of course, it is also possible to create the display device as a warning device and to only activate the display device without forming differences if the actual characteristic value IK is equal to the limit characteristic value GK. The same applies to the starting device, which, contrary to the illustration in FIG. 3, can then be activated if it also applies here that the actual characteristic value IK is equal to the limit characteristic value GK.

Claims

1. A method for determining the loading state of a particle filter ( 10 ) provided in the exhaust system ( 11 ) of a diesel engine, in particular a particle filter ( 10 ) provided in the exhaust system of a motor vehicle diesel engine, characterized in that

- By means of a first differential pressure measuring device ( 21 ), the pressure drop Δp _{filter is} measured via the particle filter ( 10 );
- By means of a second differential pressure measuring device ( 22 ) the pressure drop Δp _{throttle is} measured via a standard cross-sectional constriction ( 15 ) in the exhaust system ( 11 );
- An actual characteristic value (IK) taking into account the pressure value measured in the first differential pressure measuring device ( 21 ) and the pressure value measured in the second differential pressure measuring device ( 22 ) is formed; and
- A comparison of the actual characteristic value (IK) with a limit characteristic value (GK) is carried out in order to initiate a regeneration process with a sufficiently small difference.

2. The method according to claim 1, characterized in that the measurement by means of the second differential pressure measuring device ( 22 ) in the region of a particle filter ( 10 ) in the exhaust system ( 11 ) on the flow side subsequent cross-sectional constriction ( 15 ).

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized, that with a sufficiently small difference between the actual characteristic value (IK) and the limit characteristic value (GK) a display device and / or a starting device for starting the Regeneration process is operated.

4. The method according to claim 3, characterized, that the display device, starting from a a defined difference (target differences limit DS) to the limit value (GK) Initial characteristic value, for displaying the load progress until the limit value is reached (GK) is used.

5. Device for determining the loading state of a particle filter ( 10 ) provided in the exhaust system ( 11 ) of a diesel engine, in particular a particle filter ( 10 ) provided in the exhaust system of a motor vehicle diesel engine, characterized by

- A in the area of the particle filter ( 10 ) the pressure drop Δp _filter over the Parti kelfilter ( 10 ) detecting first Diff renzdruckmeßeinrichtung ( 21 );
- one of a default, present in the exhaust system (11) cross in the area of constriction (15), the pressure drop Ap _throttle pressure measuring device (22) via the Querschnittsver narrowing (15) detected second difference; and
- A computing device for forming an actual characteristic value (IK) from the first differential pressure measuring device ( 21 ) and the second differential pressure measuring device ( 22 ) determined pressure values and for comparing the actual characteristic value (IK) with a predetermined limit characteristic value (GK).

6. The device according to claim 5, marked by a display device for displaying the actual Characteristic value (IK) and / or its difference (DI) to the limit value (GK).

7. The device according to claim 5 or 6, characterized, that one depending on the difference (DI) between the actual characteristic value (IK) and the Limit parameter (GK) actuable starting device device for starting a regeneration device, in particular a burner direction for thermal regeneration, pre see is.

8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the first differential pressure measuring device ( 21 ) in the region of the particle filter ( 10 ) and the second differential pressure measuring device ( 22 ) in the transition region from the particle filter ( 10 ) to a subsequent one, relative to the particle filter ( 10 ) cross-sectional area of the exhaust system ( 11 ) is arranged.

9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the first differential pressure measuring device ( 21 ) and the second differential pressure measuring device ( 22 ) each have two sensors ( 23 , 24 ; 24 , 25 ), the second sensor ( 24 ) of the first differential pressure measuring device ( 21 ) simultaneously forms the first sensor ( 24 ) of the second differential pressure measuring device ( 22 ).