🧠💨 Wie weiß der Bordcomputer, dass der Partikelfilter regeneriert werden muss?

Einleitung

Moderne Fahrzeuge mit Dieselmotoren sowie einige Benzinmotoren, die die Abgasnormen erfüllen, sind mit Partikelfiltern ausgestattet (DPF – Dieselpartikelfilter und GPF – Otto-Partikelfilter). Ihre Aufgabe besteht darin, schädliche Rußpartikel aus den Abgasen zurückzuhalten und zu eliminieren, wodurch die Emissionen erheblich reduziert werden. Mit der Zeit setzt sich der Filter jedoch zu und muss regeneriert werden. Der Regenerationsprozess des Filters besteht darin, die angesammelten Rußpartikel durch Verbrennung bei hoher Temperatur zu entfernen.

Methoden zur Überwachung des Filterzustands

Das Motorsteuergerät (ECU – Engine Control Unit) nutzt verschiedene Methoden, um festzustellen, wann eine Regeneration des Partikelfilters erforderlich ist:

• Differenzdrucksensoren – Sie messen den Druckunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass des DPF/GPF. Wenn dieser Wert über einen bestimmten Schwellenwert steigt, erkennt der Bordcomputer, dass der Filter verunreinigt ist und regeneriert werden muss.
• Abgastemperatursensoren – Diese sind vor und hinter dem Filter platziert und überwachen die Temperatur der Abgase. Bleibt die Temperatur bei starkem Filterverschluss niedrig, kann das Steuergerät die Regeneration einleiten.
• Mathematisches Modell zur Filterbelegung – Die ECU berechnet die Rußbeladung auf Basis von Parametern wie Betriebszeit des Motors, eingespritzter Kraftstoffmenge, Anzahl der Verbrennungszyklen und gefahrenen Kilometern.
• Analyse des Fahrstils – Falls das Fahrzeug hauptsächlich auf kurzen Strecken oder im Stadtverkehr genutzt wird, kann das System eine frühzeitige Regeneration auslösen, da der Ruß unter solchen Bedingungen nicht auf natürliche Weise verbrannt wird.
• Berechnung der Rußmasse im Filter – Der Bordcomputer überwacht die Rußmenge im Filter mithilfe eines mathematischen Modells. Die Rußmasse wird anhand von Motordaten wie eingespritzter Kraftstoffmenge, Temperaturen und Druck im Abgassystem geschätzt. Moderne Systeme nutzen zudem spezielle Sensoren zur genauen Bestimmung der Rußmasse.

Zulässige Rußmengen

Das Motorsteuergerät kontrolliert die angesammelte Rußmenge. Kritische Werte variieren je nach Fahrzeugmodell und Filtertyp. Die allgemein anerkannten Werte sind:

• Rußmasse bis 6–8 g – Der Filter arbeitet ordnungsgemäß, eine Regeneration ist nicht erforderlich.
• Rußmasse 9–14 g – Das Steuergerät initiiert eine aktive Regeneration, um eine übermäßige Verstopfung zu verhindern.
• Rußmasse über 15–20 g – Der Filter ist stark verunreinigt, die Regeneration könnte schwierig sein, und das Steuergerät könnte in den Notlaufmodus wechseln.
• Rußmasse über 24–30 g – Der Filter ist vollständig verstopft, eine erzwungene Regeneration oder sogar ein Filteraustausch ist erforderlich.

Arten der Filterregeneration

Wenn der Bordcomputer erkennt, dass der Filter eine Regeneration benötigt, kann er eine der folgenden Methoden anwenden:

• Passive Regeneration – Erfolgt automatisch bei Autobahnfahrten, wenn die Abgastemperatur etwa 600 °C erreicht. Unter solchen Bedingungen verbrennt der Ruß ohne zusätzliche Maßnahmen.
• Aktive Regeneration – Wenn der Computer eine übermäßige Verstopfung feststellt, wird eine Erhöhung der Abgastemperatur durch eine zusätzliche Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder oder direkt in den Filter ausgelöst. Der Vorgang dauert in der Regel einige Minuten.
• Erzwungene Regeneration – Diese wird in der Werkstatt mithilfe von Diagnosesoftware durchgeführt, wenn der Filter so stark verstopft ist, dass eine automatische Regeneration nicht mehr möglich ist.

Folgen der Vernachlässigung der Filterregeneration

Wenn der DPF/GPF nicht ordnungsgemäß regeneriert wird, kann dies zu ernsthaften Problemen führen:

• Leistungsminderung des Motors – Das Steuergerät reduziert die Leistung, um eine weitere Verstopfung zu verhindern.
• Erhöhter Kraftstoffverbrauch – Eine ineffiziente Regeneration führt zu einem Anstieg des Verbrauchs.
• Beschädigung des Filters – Übermäßige Rußablagerungen können zu einer vollständigen Verstopfung führen, was einen teuren Austausch erforderlich macht.
• Fehlfunktion des Abgassystems – Ein zu hoher Druck kann zu Schäden an anderen Komponenten wie dem Turbolader führen.
• Notlaufmodus des Motors – In extremen Fällen verhindert das Steuergerät die Weiterfahrt des Fahrzeugs.

Beispiele für reale Probleme

• Fahrer, die ihr Fahrzeug hauptsächlich in der Stadt nutzen – Häufige Kurzstrecken, niedrige Geschwindigkeiten und häufiges Anhalten verhindern eine natürliche Regeneration. Nach einiger Zeit kann das System eine Fehlermeldung ausgeben, und eine erzwungene Regeneration wird erforderlich.
• Defekte Differenzdrucksensoren – Wenn diese Sensoren nicht ordnungsgemäß funktionieren, kann das Steuergerät den Zustand des Filters falsch einschätzen und die Regeneration nicht rechtzeitig einleiten, was zu einer Verstopfung führt.
• Falscher Kraftstoff – Die Verwendung von minderwertigem Kraftstoff kann die Rußablagerung beschleunigen und häufigere Regenerationen verursachen.

Wie kann man Probleme vermeiden?

• Regelmäßige längere Fahrten – Fahrten auf der Autobahn ermöglichen eine natürliche Rußverbrennung.
• Verwendung von geeignetem Kraftstoff und Öl – Aschearme Öle und hochwertiger Kraftstoff verringern die Ablagerungen.
• Überwachung der Warnmeldungen des Computers – Das Ignorieren von Warnhinweisen zur Regeneration kann zu kostspieligen Reparaturen führen.

Fazit

Der Bordcomputer eines Fahrzeugs nutzt verschiedene Sensoren und Algorithmen, um festzustellen, wann eine Regeneration des Partikelfilters erforderlich ist. Die Vernachlässigung dieses Prozesses kann zu schwerwiegenden mechanischen Problemen und hohen Reparaturkosten führen. Daher ist es wichtig, dass Fahrer auf Warnsignale achten und einen Fahrstil pflegen, der eine effiziente Filterregeneration ermöglicht.