DE4303626C2 - Verfahren zur Steuerung von Partikelfiltersystemen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Regenera
tion von Partikelfiltersystemen für die Abgase von Dieselbrenn
kraftmaschinen, wobei ein Brennersystem eines einer Diesel
brennkraftmaschine zugeordneten Partikelfilters zum Abbrennen
der in dem Partikelfilter abgelagerten Rußpartikel betreibbar ist
sowie eine Vorrichtung zur Regeneration von derartigen Partikel
filtersystemen.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus
der DE 41 07 388 A1 bekannt. Dabei geht es bei diesem Verfah
ren darum, dass nach dem Start der Dieselbrennkraftmaschine
zumindest innerhalb eines vorgebbaren Zeitraums die Einstellung
eines stabilen Leerlaufbetriebszustandes der Dieselbrennkraftma
schine abgewartet wird. In diesem vorgebbaren Zeitraum werden
Drehzahlsignale der Dieselbrennkraftmaschine erfasst, bevor eine
Steuereinrichtung weitere Betriebsgrößen erfasst und auswertet,
sowie Steuerbefehle an Einrichtungen des Partikelfiltersystems
abgibt, um ein zuverlässiges Abbrennen der im Partikelfilter ab
gelagerten Rußpartikel zu gewährleisten. Dabei ist die Steuerein
richtung mit einer Schnittstelle versehen, an der die mit den Ge
bern erfassten Betriebsgrößen der Dieselbrennkraftmaschine und
des Partikelfiltersystems dem Betreiber zur Verfügung stehen und
mit einer geeigneten Auswerteeinrichtung angezeigt werden kön
nen.
Aus der US 5,085,049 ist bekannt, an eine Dieselbrennkraftma
schine zwei Partikelfilter anzuschließen. Diese Dieselbrennkraft
maschine befindet sich im normalen Einsatz und zum unterbre
chungsfreien Betrieb kann wahlweise ein Partikelfilter regeneriert
werden, während das Abgas der Dieselbrennkraftmaschine durch
den zweiten Partikelfilter abgeleitet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Regeneration von Partikelfiltersystemen für die
Abgase von Dieselbrennkraftmaschinen anzugeben, bei denen die
bei der Serienproduktion von Dieselbrennkraftmaschinen zugrun
de liegende Problematik berücksichtigt ist (insbesondere wech
selnde Typen unterschiedlicher Leistungen von Dieselbrennkraft
maschinen auf den Prüfständen) und strenge Abgasvorschriften
einhaltbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Verfahrensanspruchs und des Verrichtungsanspruchs gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest während eines Betriebes der Dieselbrennkraftma
schine auf einem Prüfstand, in dessen Abgasleitung zwei Parti
kelfilter eingeschaltet sind, in Abhängigkeit von Parametern und
der Kenndaten der Dieselbrennkraftmaschine eine Beladung des
Partikelfilters berechnet und in Synchronisation mit einem Prüf
stand die Regeneration eines Partikelfilters eingeleitet wird und
dass zumindest während des Prüfstandlaufes ein Partikelfilter mit
den Abgasen beaufschlagbar ist, während bei dem zweiten Parti
kelfilter das zugeordnete Brennersystem zur Regeneration be
treibbar ist. Aufgrund der Berechnung der Beladung des Parti
kelfilters in Abhängigkeit von Parametern und/oder Kenndaten
(Messwerte, Werte aus Kennfelder beziehungsweise eine Ver
knüpfung der beiden genannten Werte) des Partikelfiltersystems
beziehungsweise der jeweiligen Dieselbrennkraftmaschine, die
allgemein in einer Anlage (mobil oder stationär) eingebunden ist
(beispielsweise zur Stromerzeugung) oder sich speziell auf dem
Prüfstand befindet, ist der Vorteil gegeben, dass der Beladungs
grad des Partikelfilters zu jeder Zeit ermittelbar ist. Dies ist ins
besondere dann von Vorteil, wenn mehrere Dieselbrennkraftma
schine gleichen oder unterschiedlichen Typs zeitlich hintereinan
der sich auf dem Prüfstand befindet. Die Einleitung der Regene
ration in Synchronisation mit der stationären Anlage beziehungs
weise mit dem Prüfstand hat den Vorteil, dass eine Regeneration
(Betrieb des Brennersystems) erst dann erfolgt, wenn eine Beein
trächtigung des Betriebes beziehungsweise des Prüfstandlaufes
ausgeschlossen ist. So ist es denkbar, dass während einer vor
gebbaren Zeitdauer (beispielsweise am Tag) ein Prüfstand betrie
ben wird und der Partikelfilter beladen wird und die Regeneration
während einer weiteren vorgebbaren Zeitdauer (beispielsweise
Nachts) durchgeführt wird. Die folgende Beschreibung bezieht
sich auf das Gebiet der Prüfstände von Dieselbrennkraftmaschi
nen bei der Serienproduktion. Die einzelnen Merkmale bezie
hungsweise der Kombination sind auch auf dem Gebiet der stati
onären Anlage anwendbar. Der Einsatz von zumindest zwei Parti
kelfiltern und die zumindest teilweise Umleitung der Abgase hat
den Vorteil, dass während des Prüfstandlaufes ein Partikelfilter
mit den Abgasen beaufschlagt wird, während der weitere Partikel
filter regeneriert werden kann. Dadurch ist ein unterbrechungs
freier und kontinuierlicher Prüfstandlauf insbesondere von mehre
ren Brennkraftmaschinen untereinander gewährleistet. Dabei ist
es denkbar, dass die Umleitung der Abgase während des Prüf
standlaufes der Dieselbrennkraftmaschine automatisch erfolgt. In
vorteilhafter Ausgestaltung wird während des Prüfstandlaufes ein
Partikelfilter komplett mit dem Abgasen beaufschlagt, während
dem weiteren Partikelfilter während der Regeneration keine Ab
gase zugeführt werden. So ist der Einsatz von mehr als zwei Par
tikelfiltern, insbesondere der Einsatz von Filterbänken möglich.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die zumindest teilweise Beauf
schlagung eines Partikelfilters mit den Abgasen in Abhängigkeit eines
Beladungszustandes eines Partikelfilters. Die Beaufschlagung in Ab
hängigkeit des Beladungszustandes hat den Vorteil, daß demjenigen Fil
ter, der eine Beladungsgrenze noch nicht erreicht hat, die Abgase der
Dieselbrennkraftmaschine zugeführt werden, während derjenige Partikel
filter, der die Beladungsgrenze errreicht hat, regeneriert wird. Durch
diese abwechselnde Beladung und Regeneration ist ebenfalls der konti
nuierliche Betrieb des Prüfstandes gewährleistet.
In Weiterbildung der Erfindung wird der Betrieb eines Brennersystemes
zumindest in Abhängigkeit von Systemgrößen des zu betreibenden
Brennersystemes individuell für jeden Partikelfilter geregelt. Dies hat den
Vorteil, daß nach Erreichung der Beladungsgrenze das Brennersystem
derart betrieben (geregelt) wird, daß eine optimale Regeneration
(Abbrennen der in dem Partikelfilter abgelagerten Rußpartikel) sicherge
stellt ist. Nach der Regeneration erfolgt dann unmittelbar oder mittelbar
der Einsatz dieses Partikelfilters. Unter mittelbarem Einsatz ist zu ver
stehen, daß dem regenerierten Partikelfilter erst dann Abgase der Diesel
brennkraftmaschine zugeleitet werden, wenn der weitere Partikelfilter
eine Beladungsgrenze erreicht hat.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die zumindest teilweise Beauf
schlagung eines Partikelfilters mit den Abgasen in Abhängigkeit der sich
auf den Prüfständen befindenden Dieselbrennkraftmaschine. Dies hat
den Vorteil, daß je nach Typ der Dieselbrennkraftmaschine (Leistung
bzw. Abgasmenge) ein Partikelfilter beladen wird, während der weitere
Partikelfilter regeneriert wird oder daß bei einer höheren Leistung bzw.
Abgasmenge der Dieselbrennkraftmaschine beide Partikelfilter gleichzei
tig beladen werden. Ebenso erfolgt in vorteilhafter Weise die Berechnung
der Beladung eines Partikelfilters jeweils in Abhängigkeit des Typs der
Dieselbrennkraftmaschine, die sich auf dem Prüfstand befindet. Dadurch
ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bei der Serienproduk
tion von Dieselbrennkraftmaschinen einsetzbar. Weitere Parameter zur
Beladungsberechnung sind insbesondere die Zeit und die Anzahl der
Dieselbrennkraftmaschinen, die einen Prüfstandslauf absolviert haben.
In Weiterbildung der Erfindung beginnt die Regeneration eines Partikel
filters erst dann, wenn dieser Partikelfilter nicht mit den Abgasen der
Dieselbrennkraftmaschine beaufschlagt und eine Versorgung dieses
Brennersystemes mit Betriebsstoffen in Abhängigkeit der Zustände wei
terer Partikelfilter gegeben ist. Dadurch, daß der Partikelfilter nicht mit
den Abgasen der Dieselbrennkraftmaschine beaufschlagbar ist, ist eine
von dem Prüfstandslauf unabhängige Regeneration optimal möglich.
Werden mehrere Prüfstände mit jeweils mehreren Partikelfiltern betrie
ben, ist es von Vorteil, die Versorgung der Brennersysteme mit Betiebs
stoffen (beispielsweise Kraftstoff und Luft) derart auszulegen, daß unter
statistischen Gesichtspunkten immer eine Mindestanzahl von Partikelfil
tern regeneriert werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die Versorgung
mit Betriebsstoffen nur für diese Mindestanzahl erforderlich ist, so daß
eine Überdimensionierung der Versorgung (beispielsweise zur Versor
gung sämtlicher Partikelfilter), insbesondere unter Kostenaspekten ent
fällt.
In Weiterbildung der Erfindung wird ein Differenzdruck, bestehend aus
erfaßten Druckgrößen vor und hinter einem Partikelfilter, gebildet, und
die Regeneration zumindest in Abhängigkeit des gebildeten Differenz
druckes eingeleitet wird. Die Bildung des Differenzdruckes ermöglicht
die Erkennung des Beladungsgrades des Partikelfilters. Dadurch ist eine
zusätzliche Beladungserkennung gegeben und eine Beladungserfassung
auch bei einer Störung des Betriebes (Anlage beziehungsweise Diesel
brennkraftmaschine) möglich.
In Weiterbildung der Erfindung ist von einem sämtlichen Prüfständen
übergeordneten System die Regeneration der Partikelfilter überwachbar
und beeinflußbar. Dies hat den Vorteil, daß inbesondere bei der Serien
produktion von Dieselbrennkraftmaschinen eine Leitstelle vorhanden ist,
mittels der der Produktionsablauf sowie der Prüfstandslauf insbesondere
unter dem Aspekt von Abweichungen bzw. Fehlern der Abläufe über
wacht werden kann. Insbesondere für den Fall einer Abnormalität oder
auch zu Prüf- oder Versuchszwecken ist es weiterhin erfindungs
gemäß vorgesehen, dass die Regeneration und eine damit ver
bundene Steuerung des Brennersystems manuell durchgeführt
wird. Damit hat eine Bedienperson die Möglichkeit, die Regenera
tion des Partikelfilters durch die manuelle Steuerung des Bren
nersystems durchzuführen.
Weiterhin ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchfüh
rung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, die dadurch
gekennzeichnet ist, dass jedem Prüfstand zumindest zwei Parti
kelfilter zugeordnet sind und vor den Eingängen der Partikelfilter
eine von einer dem Prüfstand zugehörigen elektronischen Steuer
einheit betätigbare Abgasklappe angeordnet ist, die einen Ein
gang eines Partikelfilters zumindest teilweise verschließt und
einen Eingang des weiteren Partikelfilters zumindest teilweise
öffnet und umgekehrt. Dies hat den Vorteil, dass der eine Parti
kelfilter beladen wird, während der weitere Partikelfilter regene
riert wird, wozu vor den Eingängen der Partikelfilter eine Leitein
richtung für die Abgase angeordnet ist. Die Leiteinrichtung wird
von einer elektronischen Einrichtung (Steuereinheit) betätigt, die
diesem Prüfstand zugeordnet ist. Dies Steuereinheit arbeitet nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuer
einheit eine Steuereinrichtung und zumindest eine Regeleinrich
tung auf, wobei die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Be
triebsgrößen der Dieselbrennkraftmaschine und die Regelein
richtung zumindest in Abhängigkeit von Systemgrößen des zuge
hörigen Partikelfilters arbeitet. Hier ist es hardwaremäßig denk
bar, dass die Steuereinrichtung und die zumindest eine Regelein
richtung getrennt (modulartig) oder gemeinsam in eine Steuer
einheit integriert sind. Ebenso ist es denkbar, dass beide Einrich
tungen mit einer gemeinsamen Software oder jede mit einer eigenen Soft
ware arbeitet.
In Weiterbildung der Erfindung münden die Ausgänge der Partikelfilter
der Prüfstände zumindest teilweise in eine gemeinsame Abgasleitung,
wobei eine in der Abgasleitung einen Unterdruck erzeugende Einrich
tung der Abgasleitung zugeordnet ist. Diese Einrichtung dient der Kom
pensation von Druckabfällen in der Abgasleitung und in den Partikelfil
tern. Darüber hinaus erfolgt eine Verdünnung der Abgase sowie eine
Einhaltung von vorgebbaren Werten für den Abgasgegendruck.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Steuereinheit weiterhin eine Ko
ordinationseinrichtung zugeordnet, die bei einer Vielzahl von Partikelfil
tern die Versorgung der Brennersysteme der Partikelfilter im Falle einer
Regeneration mit Betriebsstoffen steuert.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, sind im folgenden näher
beschrieben und in den Figuren gezeigt.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine Übersicht über einen Prüfstandsaufbau,
Fig. 2 eine Übersicht über die Einheiten zur Durchführung des Ver
fahrens.
Fig. 1 zeigt eine Übersicht über einen Prüfstandsaufbau. Ein mit 1 be
zeichneter und schematisch dargestellter Prüfstand weist zumindest eine
Abgasleitung 2 auf, die zur einer Umleiteinrichtung 3 führt. Die von dem
Prüfstand 1 abgegebenen Abgase werden von der Umleiteinrichtung 3
über weitere Abgasleitungen 2 zumindest teilweise an einen oder beide
Partikelfilter 4 zugeführt. In vorteilhafter Weise ist die Umleiteinrichtung
3 derart ausgebildet, daß einer der beiden Partikelfilter 4 mit den Abga
sen beaufschlagt wird, während dem weiteren Partikelfilter 4 keine Ab
gase zugeleitet werden. Endseitig sind die beiden Partikelfilter 4 über
weitere Abgasleitungen 2 mit einer Abgassammelleitung 5 verbunden,
wobei in der Abgassammelleitung 5 eine Einrichtung 6 zur Erzeugung
eines Unterdruckes in der Abgassammelleitung 5 angeordnet ist. In einer
besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die in Fig. 1 gezeigte Über
sicht mit den wesentlichen Komponenten mit den Bezugsziffern 1 bis 4
mehrfach vorhanden und ebenfalls an der Abgassammelleitung 5 ange
schlossen. Die Einrichtung 6 ist in vorteilhafter Weise einmalig in der
Abgassammelleitung 5 integriert. Diese Einrichtung 6 kann auch in den
endseitigen Abgasleitungen 2 der Partikelfilter 4 jeweils einzeln ange
ordnet sein. Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht der Partikelfilter 4 zumindest
aus einem Brennersystem 41 sowie aus einem Filterkörper 42. Versor
gungsleitungen zu dem Brennersystem 41 (wie bspw. Kraftstoffversor
gung, Luftversorgung, Stromversorgung und weitere) sind vorhanden
und in der Fig. 1 nicht gezeigt. So ist bspw. zum Zünden des Brenner
systemes 41 zumindest eine Zündkerze vorhanden, wobei zur Unter
stützung des Kaltstartverhalten des Brennersystemes 41 ebenfalls eine
weitere Glühkerze vorhanden sein kann. Dies hat den Vorteil, daß der
Partikelfilter 4 auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen betrieben
werden kann. Als Filterkörper 42 kommen solche Elemente zum Einsatz,
die auf die Anforderungen des Prüfstandes 1 abgestimmt sind. In vor
teilhafter Weise sind die Filterkörper 42 auswechselbar. Zur Bestimmung
eines Differenzdruckes sind vor dem Filterkörper 42 ein Drucksensor 23
und hinter dem Filterkörper 42 ein Drucksensor 44 vorhanden. Denkbar
ist der Einsatz eines Differenzdruckgebers.
Fig. 2 zeigt eine Übersicht über die Einheit zur Durchführung des er
findungsgemäßen Verfahrens. Der schon in Fig. 1 gezeigte Prüfstand 1
weist mindestens eine Dieselbrennkraftmaschine 10 auf, wobei ein Prüf
standslauf der Dieselbrennkraftmaschine 10 von einem Prüfstandsrech
ner 11 gesteuert (manuell oder automatisch) wird. Der Prüfstand 1 bzw.
der Prüfstandsrechner 11 steht über eine Vielzahl von Leitungen
(insbesondere Datenleitungen) mit einer Steuereinheit 20 in Verbindung,
die ihrerseits aus einer Steuereinrichtung 21 und vorzugsweise aus zwei
Regeleinrichtungen 22 besteht. Darüber hinaus ist es denkbar, daß die
Steuereinheit 20 hardwaremäßig aus einem einzigen Komplex besteht,
welcher softwaremäßig entsprechend der Steuereinrichtung und der Re
geleinrichtung arbeitet. Weiterhin ist die Steuereinheit 20 zur An
steuerung von Abgasklappen 23 ausgebildet, wobei jedem Partikelfilter 4
(auch bei Vorhandensein von nur einem Partikelfilter 4 oder mehreren)
eine Abgasklappe 23 zugeordnet ist. Darüber hinaus werden der
Steuereinheit 20 über Eingänge 25 Parameter (Meßwerte) der Partikelfil
ter 4 mittels nicht gezeigter Sensoren, die an den Partikelfiltern 4 ange
bracht sind, zugeführt. Weiterhin ist der Steuereinheit 20 eine Koordina
tioneinheit 30 zugeordnet, die zum einen mit einer Versorgungseinheit
31 in Verbindung steht. Die Versorgungseinheit 31 besteht zumindest
aus einer Kraftstoffversorgungseinrichtung 31 sowie aus einer Luftver
sorgungseinrichtung 33. Bei der Kraftstoffversorgungseinrichtung 32
handelt es sich bspw. um einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe, Fil
ter sowie Kraftstoffleitungen und Ventile, über welche Einheiten das
Brennersystem 41 der Partikelfilter mit Kraftstoff versorgt wird. Analog
dazu ist die Luftversorgungseinrichtung 33 ausgebildet. Ergänzend zu
diesen beiden genannten Einrichtungen ist eine Stromversorgung für
sämtliche in Fig. 2 gezeigten Einheiten sowie für das Brennersystem 41
vorhanden. Über Ein- Ausgänge 35 steht die Koordinationseinheit 30 mit
weiteren (in dieser Fig. 2 nicht gezeigten) Steuereinheiten 20 in Ver
bindung. Die weiteren nicht gezeigten Steuereinheiten 20 sind den weite
ren ebenfalls nicht gezeigten Prüfständen zugeordnet und entsprechend
der in Fig. 1 gezeigten Komponenten ausgestaltet. Weiterhin ist der
Koordinationseinheit 30 bzw. der Steuereinheit 20 (den Steuereinheiten)
eine Leiteinheit 40 übergeordnet, von welcher aus der gesamte Prozeßab
lauf der stationären Anlage, der gesamte Produktionsablauf bzw. der
Prüfstandsablauf der sich auf dem Prüfstand 1 befindenden Dieselbrenn
kraftmaschine 10 überwacht und beeinflußt werden kann.
Die in Fig. 2 gezeigten Einheiten arbeiten wie folgt:
Befindet sich eine Dieselbrennkraftmaschine 10 auf dem Prüfstand 1 er folgt die Übertragung einer Vielzahl von motorrelevanten (wie beispiels weise Typ oder weitere Meßwerte) sowie weiteren Parametern (wie beispielsweise Zeit oder Anzahl von Dieselbrennkraftmaschinen) von dem Prüfstandsrechner 11 an die Steuereinheit 20. In Abhängigkeit die ser Parameter sowie in Ergänzung von Parametern, die über die Ein gänge 25 der Steuereinheit 20 zugeführt werden, erfolgt in der Steuer einrichtung 21 die Beladungsberechnung. Vor Beginn des Prüfstand laufes der Dieselbrennkraftmaschine 10 wurde eine Abgasklappe 23 ge öffnet, während die andere Abgasklappe 23 geschlossen wurde. Somit wird während des Prüfstandlaufes ein Partikelfilter 4 mit den Abgasen beaufschlagt, so daß sich die Rußpartikel in diesem Partikelfilter 4 sammeln können, während der weitere Partikelfilter 4 vorgehalten oder regeneriert wird. Eine Regeneration wird von einer der beiden Regelein richtungen 22 durchgeführt. Wird während eines Prüfstandlaufes festge stellt, daß ein Partikelfilter 4 eine Beladungsgrenze erreicht hat, wird die zugehörige Abgasklappe 23 geschlossen und gleichzeitig die Abgas klappe 23 des weiteren Partikelfilters 4 geöffnet. Somit ist ein kontinuier licher Betrieb des Prüfstandes bzw. des gesamten Produktionsablaufes gewährleistet. In Ergänzung zu dieser Vorgehensweise ist es vorgesehen, daß bei einer Vielzahl von Partikelfilter 4, wie sie bei der Serienproduk tion von Dieselbrennkraftmaschinen eingesetzt werden, von der Steuereinheit 20 eines Prüfstandes für den Fall, daß ein diesem Prüf stand zugeordneter Partikelfilter regeneriert werden soll, ein Signal an die Koordinationseinheit 30 (Regenerationswunsch a) erfolgt. In der Ko ordinationseinheit 30 wird festgestellt, ob eine Versorgung des Brenner systemes durch die Versorgungseinheit 31 möglich ist. Für den Fall, daß eine zuverlässige Versorgung des Brennersystemes mit Betriebsstoffen nicht möglich ist (bspw. dann, wenn eine Vielzahl von Partikelfiltern sich im Regenerationsbetrieb befinden), so daß ein Mangel an Betriebsstoffen auftreten könnte, erhält die Steuereinheit 20 von der Koordinationsein heit 30 keine Rückmeldung oder eine solche Rückmeldung, daß im Au genblick eine Regeneration nicht möglich ist. Ist die Versorgung mit Be triebsstoffen gewährleistet und eine Regeneration möglich, erfolgt eine Signalabgabe (Regenerationsfreigabe b) von der Koordinationseinheit 30 an die Steuereinheit 20, so daß die Regeneration des Partikelfilters 4 mit tels der Regeleinrichtung 22 eingeleitet werden kann. Einige oder sämtli che der geschilderten Vorgänge können mittels der Leiteinheit 40 beein flußt werden. Es sei noch darauf hingewiesen, daß unter der Berechnung der Beladung auch ein solcher Vorgang zu verstehen ist, bei dem die Be ladung beispielsweise mit einem Sensor direkt ermittelt wird und aus dem ermittelten Signal eine Beladung des Partikelfilters abgeleitet (berechnet) wird.
Befindet sich eine Dieselbrennkraftmaschine 10 auf dem Prüfstand 1 er folgt die Übertragung einer Vielzahl von motorrelevanten (wie beispiels weise Typ oder weitere Meßwerte) sowie weiteren Parametern (wie beispielsweise Zeit oder Anzahl von Dieselbrennkraftmaschinen) von dem Prüfstandsrechner 11 an die Steuereinheit 20. In Abhängigkeit die ser Parameter sowie in Ergänzung von Parametern, die über die Ein gänge 25 der Steuereinheit 20 zugeführt werden, erfolgt in der Steuer einrichtung 21 die Beladungsberechnung. Vor Beginn des Prüfstand laufes der Dieselbrennkraftmaschine 10 wurde eine Abgasklappe 23 ge öffnet, während die andere Abgasklappe 23 geschlossen wurde. Somit wird während des Prüfstandlaufes ein Partikelfilter 4 mit den Abgasen beaufschlagt, so daß sich die Rußpartikel in diesem Partikelfilter 4 sammeln können, während der weitere Partikelfilter 4 vorgehalten oder regeneriert wird. Eine Regeneration wird von einer der beiden Regelein richtungen 22 durchgeführt. Wird während eines Prüfstandlaufes festge stellt, daß ein Partikelfilter 4 eine Beladungsgrenze erreicht hat, wird die zugehörige Abgasklappe 23 geschlossen und gleichzeitig die Abgas klappe 23 des weiteren Partikelfilters 4 geöffnet. Somit ist ein kontinuier licher Betrieb des Prüfstandes bzw. des gesamten Produktionsablaufes gewährleistet. In Ergänzung zu dieser Vorgehensweise ist es vorgesehen, daß bei einer Vielzahl von Partikelfilter 4, wie sie bei der Serienproduk tion von Dieselbrennkraftmaschinen eingesetzt werden, von der Steuereinheit 20 eines Prüfstandes für den Fall, daß ein diesem Prüf stand zugeordneter Partikelfilter regeneriert werden soll, ein Signal an die Koordinationseinheit 30 (Regenerationswunsch a) erfolgt. In der Ko ordinationseinheit 30 wird festgestellt, ob eine Versorgung des Brenner systemes durch die Versorgungseinheit 31 möglich ist. Für den Fall, daß eine zuverlässige Versorgung des Brennersystemes mit Betriebsstoffen nicht möglich ist (bspw. dann, wenn eine Vielzahl von Partikelfiltern sich im Regenerationsbetrieb befinden), so daß ein Mangel an Betriebsstoffen auftreten könnte, erhält die Steuereinheit 20 von der Koordinationsein heit 30 keine Rückmeldung oder eine solche Rückmeldung, daß im Au genblick eine Regeneration nicht möglich ist. Ist die Versorgung mit Be triebsstoffen gewährleistet und eine Regeneration möglich, erfolgt eine Signalabgabe (Regenerationsfreigabe b) von der Koordinationseinheit 30 an die Steuereinheit 20, so daß die Regeneration des Partikelfilters 4 mit tels der Regeleinrichtung 22 eingeleitet werden kann. Einige oder sämtli che der geschilderten Vorgänge können mittels der Leiteinheit 40 beein flußt werden. Es sei noch darauf hingewiesen, daß unter der Berechnung der Beladung auch ein solcher Vorgang zu verstehen ist, bei dem die Be ladung beispielsweise mit einem Sensor direkt ermittelt wird und aus dem ermittelten Signal eine Beladung des Partikelfilters abgeleitet (berechnet) wird.
Claims (13)
1. Verfahren zur Steuerung der Regeneration von Partikelfiltersystemen für
die Abgase von Dieselbrennkraftmaschinen, wobei ein Brennersystem eines einer
Dieselbrennkraftmaschine zugeordneten Partikelfilters zum Abbrennen der in dem
Partikelfilter abgelagerten Rußpartikel betreibbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während des Betriebs der
Dieselbrennkraftmaschine auf einem Prüfstand, in dessen Abgasleitung zwei
Partikelfilter eingeschaltet sind, in Abhängigkeit von Parametern und/oder Kenn
daten der Dieselbrennkraftmaschine eine Beladung des Partikelfilters berechnet
und in Synchronisation mit einem Prüfstand die Regeneration eines Partikelfilters
eingeleitet wird und dass zumindest während des Prüfstandlaufes ein Partikelfilter
mit den Abgasen beaufschlagbar ist, während bei dem zweiten Partikelfilter das
zugeordnete Brennersystem zur Regeneration betreibbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von Prüfstandsbedingungen die
Zufuhr von Abgasen von einem Partikelfilter zumindest teilweise auf den weiteren
Partikelfilter umgeleitet wird und umgekehrt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise Beaufschlagung eines
Partikelfilters mit den Abgasen in Abhängigkeit eines Beladungszustandes eines
Partikelfilters erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb eines Brennersystems zumindest in
Abhängigkeit von Systemgrößen des zu betreibenden Brennersystems individuell
für jeden Partikelfilter geregelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise Beaufschlagung eines
Partikelfilters mit den Abgasen in Abhängigkeit der sich auf dem Prüfstand
befindenden Dieselbrennkraftmaschine erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration eines Partikelfilters erst dann
beginnt, wenn dieser Partikelfilter nicht mit den Abgasen der Die
selbrennkraftmaschine beaufschlagt ist und eine Versorgung dieses
Brennersystems mit Betriebsstoffen in Abhängigkeit der Zustände weiterer
Partikelfilter freigegeben ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzdruck, bestehend aus erfassten
Druckgrößen vor und hinter einem Partikelfilter, gebildet wird und die
Regeneration in Abhängigkeit des gebildeten Differenzdruckes eingeleitet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass von einem sämtlichen Prüfständen
übergeordneten System die Regeneration der Partikelfilter überwachbar und
beeinflussbar ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration und eine damit verbundene
Steuerung manuell durchführbar ist.
10. Vorrichtung zur Regeneration von Partikelfiltersystemen für die Abgase von
sich auf Prüfständen befindenden Dieselbrennkraftmaschinen, wobei zumindest
eine elektronische Einrichtung zum Betreiben eines Brennersystems zumindest
eines einer Dieselbrennkraftmaschine zugeordneten Partikelfilters zum Abbrennen
der in dem Partikelfilter abgelagerten Rußpartikel vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass jedem Prüfstand zumindest zwei Partikelfilter
zugeordnet sind und vor den Eingängen der Partikelfilter eine von einer dem
Prüfstand zugehörigen elektronischen Steuereinheit betätigbare Abgasklappe
angeordnet ist, die einen Eingang eines Partikelfilters zumindest teilweise
verschließt und einen Eingang des weiteren Partikelfilters zumindest teilweise
öffnet und umgekehrt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Steuereinrichtung und
zumindest eine Regeleinrichtung aufweist, wobei die Steuereinrichtung zumindest
in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Dieselbrennkraftmaschine und die
Regeleinrichtung zumindest in Abhängigkeit von Systemgrößen des zugehörigen
Partikelfilters arbeitet.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Partikelfilter der Prüfstände
zumindest teilweise in eine gemeinsame Abgasleitung münden, wobei eine in der
Abgasleitung einen Unterdruck erzeugende Einrichtung der Abgasleitung
zugeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinheit weiterhin eine Koordina
tionseinheit zugeordnet ist, die bei einer Vielzahl von Partikelfiltern die Versorgung
der Brennersysteme der Partikelfilter im Falle einer Regeneration mit Betriebs
stoffen steuert.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |