DE102009018526A1 - Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Bekannt sind Abgasrückführsysteme für Verbrennungsmotoren mit einem Abgaskanal (4) und einem Ansaugkanal (22), einem Turbolader (14) und einem Niederdruckabgasrückführkanal (10), welcher stromabwärts der Turbine (12) des Turboladers (14) vom Abgaskanal (4) abzweigt und stromaufwärts des Verdichters (20) des Turboladers (14) in den Ansaugkanal (22) mündet. Eine genaue Regelung derartiger Abgasrückführsysteme mit geringem apparativen Aufwand ist bislang nicht bekannt. Es wird daher vorgeschlagen, im Niederdruckabgasrückführkanal (10) einen ersten Abgasmassenstromsensor (24) anzuordnen. So kann direkt im Niederdruckstrang der Abgasmassenstrom bestimmt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgaskanal und einem Ansaugkanal, einem Turbolader und einem Niederdruckabgasrückführkanal, welcher stromabwärts der Turbine des Turboladers vom Abgaskanal abzweigt und stromaufwärts des Verdichters des Turboladers in den Ansaugkanal mündet.
  • Solche Systeme sind für turboaufgeladene Verbrennungsmotoren bekannt. Zusätzlich zur reinen Niederdruckabgasrückführung sind auch als dual-loop Systeme bezeichnete Abgasrückführsysteme bekannt geworden. Der Hauptanteil des Abgases wird dabei, insbesondere bei Dieselmotoren, üblicherweise über den Niederdruckkreis zurückgeführt. Dieser Strang hat jedoch nur ein geringes Druckgefälle zur Rückführung des Abgases, was durch Abgasklappen im weiterführenden Abgasstrang erhöht werden soll. Dennoch sind hohe Rückführraten schwierig erreichbar, so dass zusätzlich ein Hochdruckkreis zur Abgasrückführung dient. Dieser wird insbesondere nach dem Kaltstart zur schnelleren Aufheizung des Verbrennungsmotors verwendet.
  • Die Regelung eines solchen Abgasrückführsystems zur Einstellung optimaler Verbrennungsparameter zur Reduzierung von Schadstoffen bei möglichst optimalem Wirkungsgrad des Motors gestaltet sich schwierig. So wird eine Vielzahl von Sensoren verwendet, um neben der angesaugten Luft auch eine optimale Menge an Abgas aus den beiden Abgasrückführsträngen der Verbrennungskammer zuführen zu können. Der Regelungsaufwand ist dabei sehr hoch und zumeist abhängig von hinterlegten Kennfeldern, über die die rückgeführten Abgasmengen indirekt bestimmt werden. Eine solche indirekte Bestimmung führt jedoch immer zu vorhandenen Ungenauigkeiten.
  • Um eine möglichst genaue Zudosierung von Luft und rückgeführtem Abgas zum Verbrennungsmotor zu realisieren, wird in der DE 10 2006 038 863 A1 vorgeschlagen, stromaufwärts der Mündung des Niederdruckabgasrückführkanals im Ansaugkanal einen ersten Luftmassenmesser und stromabwärts der Mündung des Niederdruckabgasrückführkanals sowie stromaufwärts der Mündung des Hochdruckabgasrückführkanals im Ansaugkanal einen zweiten Luftmassenmesser anzuordnen. Mittels dieser beiden Sensoren sollen die Abgasströme in den Abgasrückführkanälen geschätzt und geregelt werden. Hierzu werden zusätzlich ein Ansaugunterdruckfühler, ein Drucksensor stromaufwärts der Mündung der Hochdruckabgasrückführleitung, ein Abgaskrümmerdrucksensor, ein Drucksensor im Niederdruckabgasrückführkanal sowie ein Luftladungstemperaturfühler in der Ansaugleitung verwendet. Über verschiedene Messungen und Modellierungen ergibt sich eine Differentialgleichung mittels derer dann der Niederdruckabgasrückstrom berechnet wird. Das Ergebnis wird dazu genutzt über die gemessenen Luftmengen durch Differenzbildung auch den Abgasstrom im Hochdruckkreis zu bestimmen.
  • Eine derartige Regelung ist sehr aufwendig und erfordert einen hohen apparativen Aufwand. Zusätzlich entstehen ungenaue Messergebnisse durch die verschiedenen Rechnungen und Kennfelder zum Ermitteln der Abgasmengen. So wird zur korrekten Einstellung der Abgasrückführventile sowohl der Druck in der Abgasleitung über einen Drucksensor bestimmt als auch die Abgasmenge geschätzt, um das Ventil korrekt einstellen zu können.
  • Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Abgasrückführsystem zu schaffen, mit dem der bekannte apparative Aufwand zur Regelung und Messung rückgeführter Abgasmengen in Niederdruck- und in dual-loop Systemen verringert werden kann und verbesserte Mess- und Regelergebnisse erzielbar sind.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Niederdruckabgasrückführkanal ein erster Abgasmassenstromsensor angeordnet ist. Dieser ermöglicht eine direkte Messung des Abgasmassenstroms im Niederdruckabgasrückführkanal, so dass eine exakte Motorregelung sichergestellt wird. Zusätzlich kann dieser Sensor zur Einstellung des Abgasrückführventils dienen. Die gesamte Luft- und Abgasregelung kann bei einer derartigen Anordnung lediglich mittels des Abgasmassenstromsensors, eines Luftmassensensors sowie eines Druck- und einem Temperatursensors am Saugrohr erfolgen. Bei zusätzlicher Verwendung einer Hochdruckabgasrückführung könnte die Abgasrückführrate des Hochdruckabgasrückführkanals rechnerisch ermittelt, was nur geringe Fehler zur Folge hat, da das Hochdrucksystem vor allem während der Warmlaufphase des Motors genutzt wird.
  • Vorzugsweise ist ein erstes Abgasrückführventil im Niederdruckabgasrückführkanal angeordnet und der erste Abgasmassenstromsensor stromaufwärts des ersten Abgasrückführventils angeordnet. Diese Einbauposition hat den Vorteil, dass hier die höchste Abgastemperatur im Bereich der Niederdruckabgasrückführung vorliegt, wodurch eine Kondensatbildung am Abgasmassenstromsensor vermieden wird. Zusätzlich besteht in diesem Bereich keine beziehungsweise eine verminderte klappenabhängige Störungsströmung.
  • Vorteilhafterweise ist stromabwärts des ersten Abgasmassenstromsensors ein erster Abgaskühler angeordnet, durch den das Abgas gekühlt zurückgeführt werden kann. Dies verringert die auftretenden Schadstoffemissionen bei warmem Motor.
  • In einer bevorzugten Ausführung weist das Abgasrückführsystem einen Hochdruckabgasrückführkanal auf, welcher stromaufwärts einer Turbine des Turboladers vom Abgaskanal abzweigt und stromabwärts eines Verdichters des Turboladers in den Ansaugkanal mündet, wobei im Hochdruckabgasrückführkanal ein zweiter Abgasmassenstromsensor angeordnet ist, durch den auch der hierüber zurückgeführte Abgasstrom direkt und exakt gemessen werden kann. Bei der Verwendung dieses zweiten Abgasmassenstromsensors kann auf den Luftmassenmesser verzichtet werden und der Luftstrom über den Drucksensor und den Temperatursensor im Saugrohr bestimmt werden. Dies führt zu zusätzlich verbesserten Ergebnissen bei der Regelung der rückgeführten Abgasmenge und damit zu einer verbesserten Verbrennung, wodurch Schadstoffemissionen verringert werden können.
  • In einer weiterführenden Ausgestaltung der Erfindung ist im Hochdruckabgasrückführkanal ein zweites Abgasrückführventil angeordnet ist, wobei der zweite Abgasmassenstromsensor stromabwärts des zweiten Abgasrückführventils und eines zweiten Abgaskühlers im Hochdruckabgasrückführkanal angeordnet. In diesem Bereich besteht eine verringerte Temperatur als im Bereich vor dem Kühler, in dem das Abgas aufgrund seiner nähe zur Verbrennungskammer noch sehr hohe Temperaturen aufweist. Dadurch wird aufgrund der Kalibrierung dieser Sensoren eine genauere Messung möglich.
  • Vorzugsweise arbeiten der erste und der zweite Abgasmassenstromsensor nach dem Prinzip der Heißfilmanemometrie. Diese hat sich bereits bei Luftmassensensoren als ein kostengünstiges, zuverlässiges und genaues System herausgebildet. Derartige Sensoren sind beispielsweise in der DE 10 2005 061 533 B4 der Anmelderin beschrieben. Sie sind unempfindlich gegen den Ruß und andere Verschmutzungen im Abgas.
  • In einer weiterführenden Ausführung des erfindungsgemäßen Abgassystems zweigt der Niederdruckabgasrückführkanal stromabwärts eines Partikelfilters und stromaufwärts einer Abgasklappe vom Abgaskanal ab. Durch den Dieselpartikelfilter wird verhindert, dass über den Niederdruckabgasrückführkanal Partikel, wie Ruß, zur Verbrennungskammer zurückgeführt werden. Dies verbessert wiederum den Verbrennungsvorgang. Die Anordnung der Abgasklappe sorgt für eine mögliche Erhöhung des über den Niederdruckzweig rückgeführten Abgasstroms, da mittels dieser Klappe der Abgasgegendruck und somit das vorhandene Druckgefälle erhöht werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung mündet der Hochdruckabgasrückführkanal stromabwärts eines Ladeluftkühlers in den Ansaugkanal. Dies ist insbesondere in der Warmlaufphase von Nutzen, da das Abgas im warmen Zustand zurückgeführt werden kann, ohne im Ladeluftkühler gekühlt zu werden. Daraus folgt eine schnellere Aufheizung und somit eine Verkürzung der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors, in der üblicherweise die meisten Schadstoffe entstehen.
  • Es wird somit ein Abgasrückführsystem geschaffen, bei dem die Abgasmassenströme direkt bestimmt werden, so dass eine zuverlässigere Regelung möglich wird. Das beschriebene System zeichnet sich durch genaue und schnelle Regelvorgänge zur weiteren Schadstoffreduzierung aus.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abgasrückführsystems ist in der Figur anhand eines Dieselmotors schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Abgasrückführsystem besteht aus einem Motorblock 2, in dem in bekannter Weise eine Verbrennung eines Kraftstoff-Luftgemisches mit zugeführtem Abgas stattfindet. Vom Motorblock 2 führt ein Abgaskanal 4 zunächst in Form eines Abgaskrümmers zu einem Abgasauslass 6, vor dem in Strömungsrichtung des Abgases gesehen eine Abgasklappe 8 angeordnet ist. Stromaufwärts der Abgasklappe 8 und stromabwärts eines Dieselpartikelfilters 9, der ebenfalls im Abgaskanal 4 angeordnet ist, zweigt vom Abgaskanal 4 ein Niederdruckabgasrückführkanal 10 ab.
  • Dieser Niederdruckabgasrückführkanal 10 befindet sich im Niederdruckbereich des Verbrennungsmotors also stromabwärts einer Abgasturbine 12 eines Abgasturboladers 14. Im Niederdruckabgasrückführkanal 10 sind ein erstes Abgasrückführventil 16 sowie ein erster Abgaskühler 18 angeordnet, mittels derer die Temperatur des Abgases sowie die gewünschte Abgasmenge eingestellt werden können. Der Niederdruckabgasrückführkanal 10 mündet stromabwärts des Abgaskühlers 18 stromabwärts eines nicht dargestellten Lufteinlasses und stromaufwärts eines Verdichters 20 des Turboladers 14 in einen Ansaugkanal 22 des Verbrennungsmotors, also auch hier im Bereich niedrigen Druckes vor einer Verdichtung des Abgas-Luftgemisches.
  • Erfindungsgemäß ist in Strömungsrichtung des Abgases vor dem ersten Abgasrückführventil 16 und vor dem ersten Abgaskühler 18 ein Abgasmassenstromsensor 24 im Niederdruckabgasrückführkanal 10 angeordnet. Dieser dient zur Bestimmung des Abgasmassenstromes und ist üblicherweise mit einem nicht dargestellten Motorsteuergerät verbunden, welches die Daten des ersten Abgasmassenstromsensors 24 verarbeitet und beispielsweise zur optimierten Einstellung des Abgasrückführventils 16 nutzt. Die Position vor dem Abgaskühler 18 und dem Abgasrückführventil 16 vermindert die Neigung zur Kondensatbildung im Bereich des Abgasmassenstromsensors, da vor dem Abgaskühler die höchsten Temperaturen im Niederdruckabgasrückführkanal 10 vorliegen, wobei die Temperatur des Abgases im Vergleich zur Temperatur am Auslass des Motorblocks 2 bereits deutlich geringer ist. Die Anordnung vor dem Abgasrückführventil 16 verhindert, dass Störungen der Strömung durch das Abgasrückführventil 16 Einfluss auf die Messung haben.
  • Der Ansaugkanal 22 führt von der Mündung des Niederdruckabgasrückführkanals 10 über den Verdichter 20 des Turboladers 14 zu einem Ladeluftkühler 26, in dem das verdichtete Luft-Abgasgemisch zur Verbesserung der Verbrennung abgekühlt wird. Von hier aus führt der Ansaugkanal 22 zum Motorblock 2, wobei in diesem Strömungsweg eine Abzweigung angeordnet ist, an der ein Hochdruckabgasrückführkanal 28 in den Ansaugkanal 22 mündet.
  • Dieser Hochdruckabgasrückführkanal 28 zweigt vom Abgaskanal 4 stromaufwärts der Turbine 12 des Turboladers 14 ab. In diesem Hochdruckabgasrückführkanal 28 ist ein zweites Abgasrückführventil 30 zur Regelung des Abgasmassenstroms im Hochdruckabgasrückführkanal 28 und ein zweiter Abgaskühler 32 zur Regelung der Temperatur des Abgases im Hochdruckabgasrückführkanal 28 angeordnet. Zusätzlich befindet sich auch in diesem Abgasrückführkanal 28 ein zweiter Abgasmassenstromsensor 34, der wie der erste Abgasmassenstromsensor 24 nach dem Prinzip der Heißfilmanemometrie arbeitet.
  • Dies bedeutet, dass Heizwiderstände eines Sensors erhitzt werden, wobei durch Konvektion die erzeugte Wärme dieser Heizwiderstände auf das strömende Medium abgegeben wird. Die daraus resultierende Temperaturänderung des Heizwiderstandes oder die zusätzliche Leistungsaufnahme zum Erhalt der Heizwiderstandstemperatur sind ein Maß für den vorhandenen Massenstrom. Diese Sensoren arbeiten bekannterweise sehr zuverlässig. Es sind lediglich Ablagerungen an den Oberflächen zu vermeiden, so dass beim Einsatz im Abgassystem üblicherweise Möglichkeiten zum Abbrennen der Ablagerungen vorgesehen werden.
  • Dieser zweite Abgasmassenstromsensor 34 ist stromabwärts des Abgaskühlers 32 angeordnet. Hier liegt eine nicht mehr so hohe Abgastemperatur wie am Eintritt des Hochdruckabgasrückführkanals 28 vor. Dies ermöglicht eine genauere Messung, da diese Sensoren nicht für die extrem hohen Abgastemperaturen ausgelegt und kalibriert sind. So können für beide Abgasrückführkanäle 10, 28 gleiche Sensoren 24, 34 verwendet werden. Über diesen Abgasmassenstromsensor 34 kann ebenfalls auf direkte und exakte Weise der Abgasmassenstrom im Hochdruckabgasrückführkanal 28 gemessen und der Motorsteuereinheit zur Regelung dieser zweiten Abgasmenge und des Verbrennungsmotors zur Verfügung gestellt werden.
  • Bei Betrieb des Verbrennungsmotors kann je nach hinterlegtem Kennfeld Abgas entweder über den Niederdruckabgasrückführkanal 10 oder den Hochdruckabgasrückführkanal 28 oder beide Kanäle 10, 28 zum Ansaugkanal 22 und damit zum Motorblock 2 zurückgeführt werden. Die Regelung der rückgeführten Abgasmassenströme sowie des angesaugten Luftmassenstromes kann vollständig über die beiden Abgasmassenstromsensoren 24, 34 mittels der beiden Abgasrückführventile 16, 30 sowie einen einfachen Temperatur- und Drucksensor im Bereich des Saugrohres erfolgen, da die angesaugte Luftmenge aus dem über den Temperatur und den Drucksensor gemessenen beziehungsweise zu errechnenden Gesamtstrom und einer Differenzbildung mit den Abgasströmen auf einfache Weise berechnet werden kann.
  • Es wird somit auf einfache Weise mit wenigen Messmitteln eine genaue und direkte Messung verwirklicht, die zu einer verbesserten Steuerung der Verbrennung genutzt werden kann. Durch das Einsparen weiterer Messmittel entstehen auch im Vergleich zu bekannten Ausführungen keine höheren Kosten.
  • Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. So kann beispielsweise auch lediglich der Abgasmassenstromsensor im Niederdruckabgasrückführkanal angeordnet sein und die Regelung über einen zusätzlich im Ansaugtrakt angeordneten Luftmassenmesser erfolgen, wobei die Abgasmengenregelung im Hochdruckstang durch die notwendige Berechnung über andere Messwerte ungenauer würde und somit die Dosierung des Abgases weniger exakt wäre.
  • Auch sind Änderungen bezüglich der weiteren Anordnung der Bauteile im System, wie der Abgasrückführventile und der Abgaskühler, der Abgasklappe oder des Partikelfilters denkbar, ohne den Schutzbereich des Hauptanspruchs zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102006038863 A1 [0004]
    • - DE 102005061533B4 [0012]

Claims (8)

  1. Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgaskanal (4) und einem Ansaugkanal (22), einem Turbolader (14), und einem Niederdruckabgasrückführkanal (10), welcher stromabwärts der Turbine (12) des Turboladers (14) vom Abgaskanal (4) abzweigt und stromaufwärts des Verdichters (20) des Turboladers (14) in den Ansaugkanal (22) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass im Niederdruckabgasrückführkanal (10) ein erster Abgasmassenstromsensor (24) angeordnet ist.
  2. Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Abgasrückführventil (16) im Niederdruckabgasrückführkanal (10) angeordnet ist und der erste Abgasmassenstromsensor (24) stromaufwärts des ersten Abgasrückführventils (16) angeordnet ist.
  3. Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des ersten Abgasmassenstromsensors (24) ein erster Abgaskühler (18) angeordnet ist.
  4. Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrückführsystem einen Hochdruckabgasrückführkanal (28) aufweist, welcher stromaufwärts einer Turbine (12) des Turboladers (14) vom Abgaskanal (4) abzweigt und stromabwärts eines Verdichters (20) des Turboladers (14) in den Ansaugkanal (22) mündet, wobei im Hochdruckabgasrückführkanal (28) ein zweiter Abgasmassenstromsensor (34) angeordnet ist.
  5. Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hochdruckabgasrückführkanal (28) ein zweites Abgasrückführventil (30) angeordnet ist, wobei der zweite Abgasmassenstromsensor (34) stromabwärts des zweiten Abgasrückführventils (30) und eines zweiten Abgaskühlers (32) im Hochdruckabgasrückführkanal (28) angeordnet ist.
  6. Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abgasmassenstromsensor (24, 34) nach dem Prinzip der Heißfilmanemometrie arbeiten.
  7. Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckabgasrückführkanal (10) stromabwärts eines Partikelfilters (9) und stromaufwärts einer Abgasklappe (8) vom Abgaskanal (4) abzweigt.
  8. Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckabgasrückführkanal (28) stromabwärts eines Ladeluftkühlers (26) in den Ansaugkanal (22) mündet.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8001779B2 (en) * 2010-03-24 2011-08-23 Ford Global Technologies, Llc Hybrid high-pressure low-pressure EGR system
DE102017209559A1 (de) * 2017-06-07 2018-12-13 Robert Bosch Gmbh Plausibilisierung eines Luftmassenmessers

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006038863A1 (de) 2005-08-25 2007-03-08 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn System und Verfahren für Regelung und Schätzung von Hochdruck- und Niedrigdruck-Abgasrückführung
DE102005061533B4 (de) 2005-12-22 2007-12-06 Pierburg Gmbh Abgasmassenstromsensor sowie Verfahren zum Betreiben eines Abgasmassenstromsensors

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5806308A (en) * 1997-07-07 1998-09-15 Southwest Research Institute Exhaust gas recirculation system for simultaneously reducing NOx and particulate matter
JP2006336547A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Hino Motors Ltd Ｅｇｒ装置
US7522994B2 (en) * 2005-12-20 2009-04-21 Caterpillar Inc. Exhaust control system implementing fuel quality detection
US7950377B2 (en) * 2006-08-02 2011-05-31 Borgwarner, Inc. EGR system and EGR valve with integrated pressure sensor
DE102006054043A1 (de) * 2006-11-16 2008-05-21 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
US7320220B1 (en) * 2006-12-15 2008-01-22 Caterpillar Inc. EGR valve having integrated motor, controller, and flow meter
US7469692B2 (en) * 2006-12-29 2008-12-30 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system
JP2008180185A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Hitachi Ltd エンジンの排気還流制御装置
FR2913057B1 (fr) * 2007-02-27 2009-04-10 Renault Sas Systeme de chauffage pour vehicule couple a un systeme de recirculation de gaz d'echappement
DE102007010501A1 (de) * 2007-03-05 2008-09-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Abgasrückführmasse
US7886528B2 (en) * 2008-02-29 2011-02-15 Perkins Engines Company Limited System for controlling exhaust aftertreatment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006038863A1 (de) 2005-08-25 2007-03-08 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn System und Verfahren für Regelung und Schätzung von Hochdruck- und Niedrigdruck-Abgasrückführung
DE102005061533B4 (de) 2005-12-22 2007-12-06 Pierburg Gmbh Abgasmassenstromsensor sowie Verfahren zum Betreiben eines Abgasmassenstromsensors

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