DE102010002607A1

DE102010002607A1 - Method for operation of combustion engine and water separator comprising drive device, particularly of motor vehicle, involves collecting water separated by water separator, and determining volume of collected water

Info

Publication number: DE102010002607A1
Application number: DE102010002607A
Authority: DE
Inventors: Tobias Heiter; Stefan Stein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-09-08

Abstract

The method involves collecting the water separated by a water separator, and determining (2) the volume of the collected water. A water drain mode is induced (4) for draining collected water into the exhaust gas of a combustion engine by exceeding of a pre-determined threshold value by the determined volume. The current operating parameter of a drive device is determined (5). The collected water is drained depending on the determined operating parameter. An independent claim is also included for a device for operation of a combustion engine and a water separator comprising drive device, particularly of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer eine Brennkraftmaschine und einen Wasserabscheider aufweisenden Antriebsvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit folgenden Schritten: Zunächst wird das durch den Wasserabscheider abgeschiedene Wasser gesammelt; dabei wird das Volumen des gesammelten Wassers erfasst und bei Überschreiten eines vorgebbaren Schwellenwerts durch das erfasste Volumen ein Wasserablassmodus zum Ablassen von gesammeltem Wasser in das Abgas der Brennkraftmaschine eingeleitet.The invention relates to a method for operating a drive device having an internal combustion engine and a water separator, in particular of a motor vehicle, with the following steps: First, the water separated off by the water separator is collected; In this case, the volume of the collected water is detected and, when a predeterminable threshold value is exceeded, a water discharge mode for discharging collected water into the exhaust gas of the internal combustion engine is introduced by the detected volume.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben einer eine Brennkraftmaschine und einen Wasserabscheider aufweisenden Antriebsvorrichtung.Furthermore, the invention relates to a device for operating a drive having an internal combustion engine and a water separator.

Stand der TechnikState of the art

Verfahren und Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So ist es bekannt, bei Antriebsvorrichtungen Wasserabscheider vorzusehen, die beispielsweise aus dem zum Betreiben einer Brennkraftmaschine verwendeten Kraftstoff Wasser abscheiden und das abgeschiedene Wasser in einem entsprechenden Behälter sammeln. Um den maximal möglichen Füllstand des Behälters nicht zu überschreiten, ist ein Sensor vorgesehen, der den Füllstand beziehungsweise das Volumen des abgeschiedenen Wassers in dem Behälter erfasst, um bei Überschreiten eines vorgebbaren Schwellenwerts den Wasserablassmodus einzuleiten, der zum Ablassen von gesammeltem Wasser in das Abgas der Brennkraftmaschine dient. Bekanntermaßen wird bei Überschreiten des Schwellenwerts beziehungsweise bei Einleiten des Wasserablassmodus automatisch der Ablassvorgang gestartet.Methods and devices of the type discussed herein are known in the art. For example, it is known to provide water separators in drive devices which, for example, separate water from the fuel used to operate an internal combustion engine and collect the separated water in a corresponding container. In order not to exceed the maximum possible level of the container, a sensor is provided which detects the level or the volume of the separated water in the container to initiate the water draining mode when a predetermined threshold value is exceeded, which is used for discharging collected water into the exhaust gas Internal combustion engine is used. As is known, the discharge process is automatically started when the threshold value is exceeded or when the water drainage mode is initiated.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgenden weiteren Schritte aus: Nach Einleiten des Wasserablassmodus wird wenigstens eine aktuelle Betriebsgröße der Antriebsvorrichtung erfasst und gesammeltes Wasser in Abhängigkeit von der erfassten Betriebsgröße abgelassen. Es ist erfindungsgemäß also vorgesehen, das Ablassen des gesammelten Wassers von einer aktuellen Betriebsgröße der Antriebsvorrichtung abhängig zu machen, sodass beispielsweise bei Vorliegen bestimmter erster Betriebsgrößen im Wasserablassmodus ein Ablassen von gesammeltem Wasser tatsächlich erfolgt, und bei Vorliegen bestimmter zweiter Betriebsgrößen ein Ablassen von gesammeltem Wasser im Wasserablassmodus verhindert wird. Durch das Ablassen des Wassers in das Abgas der Brennkraftmaschine verdampft das Wasser und die Temperatur des Abgases wird plötzlich reduziert, wodurch Spannungen in Bauteilen der Antriebsvorrichtung entstehen, die zu einer Schädigung der Antriebsvorrichtung führen. Durch Berücksichtigen aktueller Betriebsgrößen im Wasserablassmodus kann auf einfache Art und Weise eine derartige plötzliche Absenkung der Abgastemperatur verhindert und somit die Funktionsfähigkeit der Antriebsvorrichtung dauerhaft gewährleistet werden.The method according to the invention is characterized by the following further steps: After initiating the water drainage mode, at least one current operating variable of the drive device is detected and collected water is discharged as a function of the detected operating variable. It is therefore provided according to the invention to make the discharge of the collected water of a current operating size of the drive device dependent, so that, for example, in the presence of certain first operating variables in Wasserablassmodus a discharge of collected water actually takes place, and in the presence of certain second operating variables, a discharge of collected water in Water drainage mode is prevented. By discharging the water into the exhaust gas of the internal combustion engine, the water evaporates and the temperature of the exhaust gas is suddenly reduced, whereby stresses in components of the drive device arise, leading to damage to the drive device. By taking into account current operating variables in the water drainage mode, such a sudden lowering of the exhaust gas temperature can be prevented in a simple manner and thus the functional capability of the drive device can be permanently ensured.

Vorteilhafterweise werden als Betriebsgrößen die Abgastemperatur, ein Abgasmassenstrom und/oder ein Betriebszustand eines Abgasnachbehandlungssystems der Antriebsvorrichtung ermittelt. Zum Ermitteln der Abgastemperatur werden zweckmäßigerweise einer oder mehrere in den Abgasstrang eingebaute Temperatursensoren genutzt. Mit weiteren Sensoren kann auch auf einfache Art und Weise der Abgasmassenstrom erfasst werden. Zweckmäßigerweise werden die Abgastemperatur und der Abgasmassenstrom in Bereichen der Antriebsvorrichtung beziehungsweise des Abgasstrangs ermittelt, die auf plötzliche Temperaturschwankungen empfindlich reagieren. Abgasnachbehandlungssysteme moderner Antriebsvorrichtungen weisen beispielsweise Abgasnachbehandlungseinheiten wie Oxidations- und/oder SCR-Katalysatoren oder auch Partikelfilter auf, die bei Bedarf einem Regenerationsprozess unterzogen werden.Advantageously, the exhaust gas temperature, an exhaust gas mass flow and / or an operating state of an exhaust aftertreatment system of the drive device are determined as operating variables. To determine the exhaust gas temperature, one or more temperature sensors installed in the exhaust system are expediently used. With additional sensors, the exhaust gas mass flow can also be detected in a simple manner. Appropriately, the exhaust gas temperature and the exhaust gas mass flow are determined in areas of the drive device or the exhaust gas line, which are sensitive to sudden temperature fluctuations. Exhaust aftertreatment systems modern drive devices have, for example, exhaust aftertreatment units such as oxidation and / or SCR catalysts or particulate filter, which are subjected to a regeneration process if necessary.

Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass gesammeltes Wasser erst bei Erreichen einer vorgebbaren Mindest-Abgastemperatur abgelassen wird. Hierzu wird die erfasste Abgastemperatur mit der vorgebbaren Mindest-Abgastemperatur verglichen. Erst bei Erreichen und/oder Überschreiten der Mindest-Abgastemperatur durch die erfasste Abgastemperatur wird der Ablassvorgang eingeleitet. Dadurch wird sicher gestellt, dass die zur Einhaltung von Emissionsgrenzwerten erforderlichen Betriebsbedingungen von Katalysatoren des Abgasnachbehandlungssystems eingehalten werden können.It is advantageously provided that collected water is discharged only when a predeterminable minimum exhaust gas temperature is reached. For this purpose, the detected exhaust gas temperature is compared with the predeterminable minimum exhaust gas temperature. Only when reaching and / or exceeding the minimum exhaust gas temperature by the detected exhaust gas temperature of the discharge process is initiated. This ensures that the operating conditions required by catalytic converters in the exhaust aftertreatment system to comply with emission limits can be met.

Bei einer Partikelfiltergeneration wird mittels eines Temperaturreglers gezielt die Abgastemperatur durch motorische Maßnahmen, beispielsweise durch eine Verstellung der Kraftstoffeinspritzung oder eines Zündwinkels, und gegebenenfalls durch Einspritzung von Kraftstoff in das Abgas stromaufwärts eines Diesel-Oxidationskatalysators (DOC) erhöht, um am Partikelfilter eine notwendige Regenerationstemperatur von beispielsweise 400–600°C einzustellen. Vorteilhafterweise wird während des Regenerationsbetriebs, insbesondere während des Partikelfilterregenerationsbetriebs, des Abgasnachbehandlungssystems kein Wasser abgelassen beziehungsweise im Wasserablassmodus der Ablassvorgang nicht freigegeben. Dadurch wird zum einen gewährleistet, dass die Regenerationstemperatur erreicht und zum anderen eine plötzliche Temperaturabsenkung durch Ablassen von Wasser in das Abgas, die zu Spannungen im Partikelfilter und/oder Katalysator führen würde, verhindert wird. Des Weiteren wird durch die zeitliche Trennung von Regenerations- und Wasserablassmodus vermieden, dass durch die vom Wasser hervorgerufene Kühlung/Temperaturabsenkung eine Regelabweichung vom Temperatursollwert auftritt, die der Regler durch eine erhöhte Einspritzmenge kompensieren würde. Würde in diesem Zustand die Wasserdosierung schlagartig beendet, käme es zu einem Temperaturüberschwinger und gegebenenfalls zu Bauteilschäden.In a particulate filter generation, the exhaust gas temperature is selectively increased by means of a temperature controller by means of engine measures, for example by adjusting the fuel injection or an ignition angle, and optionally by injecting fuel into the exhaust gas upstream of a diesel oxidation catalyst (DOC) in order to achieve a necessary regeneration temperature of the particulate filter For example, set 400-600 ° C. Advantageously, during the regeneration operation, in particular during the particle filter regeneration operation, the exhaust aftertreatment system no water drained or not released in the water drainage mode of the discharge process. This ensures, on the one hand, that the regeneration temperature is reached and for other a sudden drop in temperature by discharging water into the exhaust gas, which would lead to stresses in the particulate filter and / or catalyst is prevented. Furthermore, the temporal separation of regeneration and water drainage mode prevents the cooling / temperature reduction caused by the water from causing a control deviation from the temperature setpoint, which the regulator would compensate by increasing the injection quantity. If, in this state, the dosing of water stopped abruptly, there would be a temperature overshoot and, if necessary, component damage.

Für den Fall, dass während des Wasserablassens im Wasserablassmodus ein Regenerationsbetrieb des Abgasnachbehandlungssystems zum Regenerieren eines Katalysators oder Partikelfilters angefordert wird, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Regenerationsbetrieb blockiert beziehungsweise nicht zugelassen wird. Erst nach Abschluss des Wasserablassmodus erfolgt ein Umschalten auf Regenerationsmodus.In the event that a regeneration operation of the exhaust aftertreatment system for regenerating a catalyst or particulate filter is requested during the water draining in the water drainage mode, it is advantageously provided that the regeneration operation is blocked or not allowed. Only after completion of the water drainage mode, a switch to regeneration mode.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das Ende des Wasserablassmodus in Abhängigkeit einer vorgebbaren Zeitdauer, dem Volumen des gesammelten Wassers und/oder aktueller Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine bestimmt wird. Durch Kenntnis des Endes des Wasserablassmodus ist es möglich, den vorher angeforderten, aber unterbundenen Regenerationsbetrieb des Abgasnachbehandlungssystems zeitnah zu dem Ende des Wasserablassvorgangs durchzuführen. Dabei kann für den Wasserablassmodus eine maximale Zeitdauer vorgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, in Abhängigkeit von dem Volumen des gesammelten Wassers, das sich durch das Ablassen des Wassers verringert, das Ende des Wasserablassmodus zu bestimmen. Hierzu wird vorteilhafterweise ein weiterer Schwellenwert vorgesehen, bei dessen Unterschreiten durch das Volumen des gesammelten Wassers der Wasserablassmodus beendet wird. Ebenso ist es denkbar, Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise die Motordrehzahl oder ein Kraftstoffdruck, zur Bestimmung des Endes des Wasserablassmodus zu berücksichtigen. Auch können bestimmte Installationsgrößen, wie beispielsweise Leitungsvolumina bei der Bestimmung berücksichtigt werden. Erst wenn der Wasserablassmodus beendet ist, wird der Regenerationsmodus freigegeben.Furthermore, it is provided that the end of the water drainage mode is determined as a function of a predefinable time duration, the volume of the collected water and / or current state variables of the internal combustion engine. By knowing the end of the water drain mode, it is possible to perform the previously requested but inhibited regeneration operation of the exhaust aftertreatment system in a timely manner to the end of the water draining operation. In this case, a maximum period of time can be specified for the water drainage mode. Alternatively or additionally, it is conceivable to determine the end of the water drainage mode, depending on the volume of the collected water, which decreases as a result of the discharge of the water. For this purpose, a further threshold value is advantageously provided, below which the water drainage mode is terminated by the volume of the collected water. It is also conceivable to take into account state variables of the internal combustion engine, such as the engine speed or a fuel pressure, for determining the end of the water drainage mode. Also, certain installation sizes, such as line volumes, can be taken into account in the determination. Only when the water drain mode is completed, the regeneration mode is released.

Ferner ist vorgesehen, dass ein Wasserablassmassenstrom in Abhängigkeit von der Abgastemperatur und/oder dem Abgasmassenstrom derart eingestellt wird, dass eine vorgebbare Temperaturabweichung des Abgases durch das abgelassene Wasser nicht überschritten wird. Hierzu wird zweckmäßigerweise ein Stellventil vorgesehen, das einen Durchströmungsquerschnitt zum Einstellen des Wasserablassmassenstroms beeinflussen beziehungsweise verändern kann. Wird der Durchströmungsquerschnitt und somit der Wasserablassmassenstrom in Abhängigkeit von der Abgastemperatur und/oder der Abgasmassenstrom, wie oben beschrieben, eingestellt, kann ein Wasserablassvorgang auch während eines Regenerationsbetriebs durchgeführt werden. Die vorgebbare Temperaturabweichung beschreibt vorteilhafterweise einen Temperaturbereich, innerhalb dessen eine Absenkung der Temperatur durch Einspritzen von gesammeltem Wasser in das Abgas erfolgen kann, ohne dass sich weitreichende Folgen für den Regenerationsbetrieb und/oder für Bauteile des Abgasnachbehandlungssystems ergeben. Durch Erfassen der aktuellen Abgastemperatur stromabwärts der Stelle, an welcher das gesammelte Wasser in das Abgas abgelassen beziehungsweise eingespritzt wird, lässt sich der Durchströmungsquerschnitt des Stellventils auf einfache Art und Weise regeln, um die tatsächliche Temperaturabweichung innerhalb der vorgebbaren Temperaturabweichung zu halten. Alternativ oder zusätzlich zu dem veränderbaren Durchströmungsquerschnitt ist es auch denkbar, das Stellventil getaktet anzusteuern, um den Wasserablassmassenstrom zu beeinflussen beziehungsweise einzustellen.It is further provided that a water discharge mass flow is adjusted in dependence on the exhaust gas temperature and / or the exhaust gas mass flow such that a predeterminable temperature deviation of the exhaust gas is not exceeded by the drained water. For this purpose, a control valve is expediently provided, which can influence or change a flow cross-section for adjusting the Wasserablassmassenstroms. If the flow cross-section and thus the water discharge mass flow in dependence on the exhaust gas temperature and / or the exhaust gas mass flow, as described above, adjusted, a water drainage process can also be performed during a regeneration operation. The predeterminable temperature deviation advantageously describes a temperature range within which a lowering of the temperature can take place by injecting collected water into the exhaust gas, without resulting in far-reaching consequences for the regeneration mode and / or components of the exhaust aftertreatment system. By detecting the current exhaust gas temperature downstream of the point at which the collected water is discharged or injected into the exhaust gas, the flow cross section of the control valve can be controlled in a simple manner to keep the actual temperature deviation within the predeterminable temperature deviation. Alternatively or in addition to the variable flow cross-section, it is also conceivable to control the control valve clocked in order to influence or adjust the water outlet mass flow.

Vorteilhafterweise wird der Wasserablassmassenstrom zumindest zu Beginn des Ablassens mit einem einstellbaren ersten Gradienten vergrößert. Es ist vorgesehen, dass nicht von Beginn an der maximal mögliche beziehungsweise – in Bezug auf die vorgebbare Temperaturabweichung – erlaubte Wassermassenstrom freigegeben/eingestellt wird, sondern dass der Wassermassenstrom in einer Rampe mit einem einstellbaren ersten Gradienten gesteigert wird. Ein Temperaturregler beispielsweise des Partikelfilters regelt dabei die Abgastemperatur insbesondere durch motorische Maßnahmen nach, wodurch die durch das abgelassene Wasser bewirkte Temperaturabsenkung kompensiert werden kann.Advantageously, the water discharge mass flow is increased at least at the beginning of the discharge with an adjustable first gradient. It is envisaged that the maximum possible or - in relation to the predeterminable temperature deviation - allowed water mass flow is not enabled / set from the beginning, but that the water mass flow is increased in a ramp with an adjustable first gradient. A temperature controller, for example, the particulate filter regulates the exhaust gas temperature in particular by means of engine measures, whereby the temperature reduction caused by the drained water can be compensated.

Schließlich ist vorgesehen, dass der Wasserablassmassenstrom am Ende des Ablassens mit einem einstellbaren zweiten Gradienten verkleinert wird. So wird zweckmäßigerweise bei Unterschreiten eines vorgebbaren Restwasservolumens der Wassermassenstrom langsam zurückgenommen beziehungsweise der Strömungsquerschnitt langsam verringert, sodass es nicht zu einer plötzlichen Temperaturanhebung durch die fehlende Kühlung des Abgases durch das abgelassene Wasser kommt. Aufgrund der Trägheit eines Temperaturreglers des Abgasnachbehandlungssystems könnte die plötzlich entfallene Kühlung nicht kompensiert werden, sodass Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems, wie Katalysatoren oder Partikelfilter, sowie andere Bauteile wegen thermischer Überlastung beschädigt werden könnten. Durch das vorteilhafte Verkleinern des Wasserablassmassenstroms werden somit die Funktionsfähigkeit des Abgasnachbehandlungssystems weiterhin gewährleistet und Störfälle vermieden. Falls es während dieses Zustands zu Störungen kommt, ist ein Abbruch der laufenden (Dieselpartikelfilter-)Regeneration vorgesehen (Not-Aus).Finally, it is provided that the water discharge mass flow is reduced at the end of the discharge with an adjustable second gradient. Thus, when falling below a predeterminable residual water volume, the water mass flow is expediently slowly reduced or the flow cross section is slowly reduced, so that there is no sudden increase in temperature due to the lack of cooling of the exhaust gas through the drained water. Due to the inertia of a temperature controller of the exhaust aftertreatment system, the sudden loss of cooling could not be compensated, so components of the exhaust aftertreatment system, such as catalysts or particulate filters, as well as other components, could be damaged due to thermal overload. By the advantageous shrinking the Wasserablassmassenstroms thus the functionality of the exhaust aftertreatment system continue to be guaranteed and accidents avoided. If disturbances occur during this condition, an abort of the current (diesel particulate filter) regeneration is provided (emergency stop).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch Mittel zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens aus. Diese Mittel umfassen insbesondere einen dem Wasserabscheider zugeordneten Füllstandssensor sowie eine Recheneinheit beziehungsweise ein Steuergerät, das den Füllstand des Wasserabscheiders mit dem vorgebbaren, vorteilhafterweise in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegten Schwellenwert vergleicht und entsprechend des oben beschriebenen Verfahrens im Wasserablassmodus ein Ablassen von gesammeltem Wasser erlaubt, verhindert oder gradiiert einstellt. Zweckmäßigerweise ist das das Ablassen des Wassers ermöglichende Stellventil derart ausgebildet, dass sich dessen Durchstromungsquerschnitt stufenweise oder kontinuierlich verändern lässt oder die Durchflussmenge durch eine pulsweitenmodulierte Taktung variiert werden kann.The device according to the invention is characterized by means for carrying out the method described above. These means comprise, in particular, a fill level sensor assigned to the water separator and a computer or control unit which compares the fill level of the water separator with the predefinable threshold value, advantageously stored in a non-volatile memory and allows, or prevents, the collection of collected water according to the method described above in the water drainage mode Gradually adjusted. Appropriately, the draining of the water enabling control valve is designed such that the flow cross-section can be changed gradually or continuously or the flow rate can be varied by a pulse width modulated clocking.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigt dieIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. This shows the

Figur ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung.Figure one embodiment of a method for operating a drive device.

Die Figur zeigt den schematischen Ablauf eines vorteilhaften Verfahrens zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung, die einen Wasserabscheider sowie eine Brennkraftmaschine aufweist. In einem ersten Schritt 1 wird die Antriebsvorrichtung in Betrieb genommen. Dabei kommt der Wasserabscheider zum Einsatz, der beispielsweise Wasser aus dem der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff abscheidet und in einem geeigneten Behälter sammelt.The figure shows the schematic sequence of an advantageous method for operating a drive device having a water separator and an internal combustion engine. In a first step 1 the drive device is put into operation. In this case, the water separator is used, for example, the water separates from the fuel supplied to the engine and collects in a suitable container.

In einem darauffolgenden zweiten Schritt 2 wird das Volumen des gesammelten Wassers ermittelt und bevorzugt mittels eines Füllstandssensors erfasst. Vorteilhafterweise ist der Füllstandssensor derart ausgebildet und an dem Behälter des Wasserabscheiders angeordnet, dass eine Volumenänderung des gesammelten Wassers stetig oder schrittweise erfassbar ist. Das so bestimmte Volumen des gesammelten Wassers wird in dem Schritt 2 mit einem Schwellenwert verglichen, der in einem vorherigen Schritt 3 vorgegeben wird/wurde. Der Schwellenwert wird bevorzugt bei der Installation der Antriebsvorrichtung und/oder des Wasserabscheiders in einem nicht flüchtigen Speicher der Antriebsvorrichtung hinterlegt. Das Volumen und der Schwellenwert werden dahingehend miteinander verglichen, ob das Volumen des gesammelten Wassers den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, so wird in einem darauffolgenden Schritt 4 ein Wasserablassmodus eingeleitet.In a subsequent second step 2 the volume of the collected water is determined and preferably detected by means of a level sensor. Advantageously, the filling level sensor is designed and arranged on the container of the water separator, that a volume change of the collected water is continuously or stepwise detectable. The thus determined volume of the collected water becomes in the step 2 compared with a threshold in a previous step 3 is / was. The threshold value is preferably stored in the installation of the drive device and / or the water separator in a non-volatile memory of the drive device. The volume and threshold are compared to determine if the volume of collected water exceeds the predetermined threshold. If this is the case, then in a subsequent step 4 initiated a water drainage mode.

In dem Wasserablassmodus werden zunächst aktuelle Betriebsgrößen der Antriebsvorrichtung in einem Schritt 5 erfasst. Bei den aktuellen Betriebsgrößen handelt es sich insbesondere um die aktuelle Abgastemperatur, den Abgasmassenstrom und/oder einen Betriebszustand eines Abgasnachbehandlungssystems der Antriebsvorrichtung. Hierzu werden entsprechende Sensoren, wie insbesondere ein Temperatursensor, der an einem Abgasrohr des Abgasnachbehandlungssystems bevorzugt stromabwärts der Stelle angeordnet ist, an welcher das in dem Behälter gesammelte Wasser in das Abgas abgegeben werden kann, und ein Massenstromsensor, der bevorzugt im Ansaugbereich der Brennkraftmaschine angeordnet ist, verwendet. Vorteilhafterweise befindet sich an dieser Stelle ein Dosierventil, das das gesammelte Wasser zum Ablassen in das Abgas beziehungsweise in das Abgasrohr einspritzt.In the water drain mode, current operating variables of the drive device are first of all determined in one step 5 detected. The current operating variables are in particular the current exhaust-gas temperature, the exhaust-gas mass flow and / or an operating state of an exhaust-gas aftertreatment system of the drive device. For this purpose, appropriate sensors, such as in particular a temperature sensor, which is arranged on an exhaust pipe of the exhaust aftertreatment system preferably downstream of the point at which the water collected in the container can be discharged into the exhaust gas, and a mass flow sensor, which is preferably arranged in the intake of the internal combustion engine , used. Advantageously located at this point a metering valve which injects the collected water for discharging into the exhaust gas or into the exhaust pipe.

In einem weiteren Schritt 6 werden die ermittelten Betriebsgrößen mit in einem vorherigen Schritt 7 hinterlegten Referenzgrößen verglichen. So wird insbesondere die aktuelle Abgastemperatur mit einer hinterlegten Mindest-Abgastemperatur verglichen, die insbesondere von den baulichen Gegebenheiten der Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems abhängt. So berücksichtigt die Mindest-Abgastemperatur insbesondere die Mindest-Betriebstemperatur eines in dem Abgasstrang angeordneten Katalysators, sodass die gesetzlich geforderten Emissionsgrenzwerte eingehalten werden können. Die Mindest-Abgastemperatur wird dabei derart gewählt, dass auch bei Ablassen von gesammeltem Wasser in das Abgas die Abgastemperatur zum Gewährleisten der notwendigen Betriebstemperatur des Katalysators ausreicht. Wird also im Schritt 6 erkannt, dass die Abgastemperatur die vorgegebene Mindest-Abgastemperatur überschreitet, wird in einer ersten Variante – durch Pfeil 11 angedeutet – das Ablassen von gesammeltem Wasser freigegeben und in einem darauffolgenden Schritt 8 das Dosierventil entsprechend geöffnet, um das Wasser in das Abgas der Brennkraftmaschine abzulassen.In a further step 6 the determined operating variables are included in a previous step 7 stored reference variables. Thus, in particular the current exhaust gas temperature is compared with a stored minimum exhaust gas temperature, which depends in particular on the structural conditions of the components of the exhaust aftertreatment system. Thus, the minimum exhaust gas temperature takes into account, in particular, the minimum operating temperature of a catalytic converter arranged in the exhaust gas line, so that the legally prescribed emission limit values can be maintained. The minimum exhaust gas temperature is chosen such that even with discharge of collected water into the exhaust gas, the exhaust gas temperature is sufficient to ensure the necessary operating temperature of the catalyst. So in the step 6 detected that the exhaust gas temperature exceeds the predetermined minimum exhaust gas temperature is in a first variant - by arrow 11 indicated - the release of collected water released and in a subsequent step 8th the metering valve opened accordingly to drain the water in the exhaust gas of the internal combustion engine.

Ein weiteres Kriterium zur Bestimmung des Wasserablasszeitpunktes ist der Wasserpartialdruck im Abgas, der sich aus dem Abgasmassenstrom, dem Wassermassenstrom und der Abgastemperatur ergibt. Die dosierte Wassermenge ist mittels dieses Zusammenhangs so zu wählen, dass das Wasser vollständig verdampft.Another criterion for determining the Wasserablasszeitpunktes is the water partial pressure in the exhaust gas, which results from the exhaust gas mass flow, the water mass flow and the exhaust gas temperature. The metered amount of water is to be selected by means of this relationship so that the water evaporates completely.

Umfasst das Abgasnachbehandlungssystem Komponenten, die im Betrieb der Antriebsvorrichtung einer Regeneration unterzogen werden müssen, wie beispielsweise Partikelfilter, insbesondere Dieselpartikelfilter, wird in einer zweiten Variante – durch Pfeile 12 angedeutet – nach dem Schritt 6 zunächst in einem Zwischenschritt 9 der Betriebszustand des Abgasnachbehandlungssystems insbesondere in Bezug auf einen möglichen Regenerationsbetrieb geprüft. Wird dabei ein laufender Regenerationsbetrieb, insbesondere Partikelfilterregenerationsbetrieb, erfasst, so wird das Ablassen des gesammelten Wassers blockiert beziehungsweise nicht freigegeben, bis der Regenerationsbetrieb beendet ist. Dadurch wird insbesondere die zur Regeneration notwendige Regenerationstemperatur gewährleistet, die durch motorische Maßnahmen sowie durch Einspritzung von Kraftstoff ins Abgas stromaufwärts eines Diesel-Oxidations-Katalysators erhöht werden kann, und nicht durch das abkühlende Einspritzen von Wasser in das Abgas verringert. Gerade bei den hohen Regenerationstemperaturen führt die plötzliche Temperaturabsenkung durch Ablassen von gesammeltem Wasser zu Spannungen in Bauteilen, insbesondere Katalysatoren oder Partikelfiltern, die dauerhafte Schäden bewirken können. Erst nach durchgeführtem Regenerationsbetrieb wird zu dem Schritt 8 übergegangen und das Ablassen des Wassers freigegeben.Does the exhaust aftertreatment system includes components that must be subjected to regeneration during operation of the drive device, such as particulate filter, in particular diesel particulate filter is in a second variant - by arrows 12 indicated - after the step 6 initially in an intermediate step 9 the operating state of the exhaust aftertreatment system checked in particular with respect to a possible regeneration operation. If a running regeneration operation, in particular particulate filter regeneration operation, is detected, then the discharge of the collected water is blocked or not released until the regeneration operation has ended. This ensures, in particular, the regeneration temperature necessary for regeneration, which can be increased by engine measures and by injection of fuel into the exhaust gas upstream of a diesel oxidation catalyst, and not reduced by the cooling injection of water into the exhaust gas. Especially at the high regeneration temperatures, the sudden drop in temperature due to the discharge of collected water leads to stresses in components, in particular catalysts or particulate filters, which can cause permanent damage. Only after the regeneration operation is carried out to the step 8th passed over and released the draining of the water.

Wird der Wasserablassmodus aktiviert, bevor ein Regenerationsvorgang/-betrieb des Abgasnachbehandlungssystems durchgeführt werden soll, so wird ein angeforderter Regenerationsbetrieb vorteilhafterweise blockiert, bis der Wasserablassmodus beendet ist. Das Ende des Wasserablassmodus kann dabei durch eine vorgebbare Zeitdauer des Wasserablassmodus bestimmt werden. Alternativ ist es denkbar, das verbliebene Volumen des gesammelten Wassers zu berücksichtigen, und insbesondere einen weiteren Schwellenwert vorzugeben, bei dessen Unterschreiten durch das verbleibende Volumen des gesammelten Wassers der Wasserablassmodus beendet wird. Ebenso können Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine, wie Drehzahl und/oder Kraftstoffdruck berücksichtigt werden.If the water drain mode is activated before a regeneration operation of the exhaust aftertreatment system is to be performed, a requested regeneration operation is advantageously blocked until the water drain mode is completed. The end of the water drainage mode can be determined by a predefinable duration of the water drainage mode. Alternatively, it is conceivable to take into account the remaining volume of the collected water, and in particular to specify a further threshold value below which the water drainage mode is ended by the remaining volume of the collected water. Likewise, state variables of the internal combustion engine, such as speed and / or fuel pressure can be taken into account.

Ist das Dosierventil derart ausgebildet, dass es einen Durchströmungsquerschnitt für das gesammelte Wasser schrittweise oder kontinuierlich einstellen kann, so ist vorgesehen, dass im Schritt 9 anstelle einer Blockierung des Ablassens von gesammeltem Wasser während eines Regenerationsbetriebs ein Wasserablassmassenstrom in Abhängigkeit von der Abgastemperatur und/oder dem Abgasmassenstrom derart eingestellt wird, dass eine vorgebbare Temperaturabweichung des Abgases nicht überschritten wird. So kann durch einen klein eingestellten Durchströmungsquerschnitt ein kleiner Wasserablassmassenstrom eingestellt werden, ohne dass die daraus resultierende Temperaturabweichung des Abgases sich negativ auf den Regenerationsprozess und/oder auf die thermische Belastung der Bauteile auswirkt.If the metering valve is designed such that it can set a flow cross-section for the collected water gradually or continuously, it is provided that in step 9 instead of blocking the discharge of collected water during a regeneration operation, a water discharge mass flow in dependence on the exhaust gas temperature and / or the exhaust gas mass flow is set such that a predeterminable temperature deviation of the exhaust gas is not exceeded. Thus, a small Wasserablassmassenstrom can be adjusted by a small flow cross-section set without the resulting temperature deviation of the exhaust gas has a negative effect on the regeneration process and / or on the thermal load of the components.

Schließlich ist vorgesehen, dass das Ablassen des gesammelten Wassers im Schritt 8 nicht schlagartig durch plötzliches Freigeben des größtmöglichen oder erlaubten Durchströmungsquerschnitts erfolgt. Vielmehr ist vorgesehen, dass zu Beginn des Ablassens der Wasserablassmassenstrom mit einem einstellbaren ersten Gradienten rampenartig vergrößert wird. Dadurch ist zum einen ein Herantasten an die vorgebbare Temperaturabweichung möglich, und zum anderen ist es möglich, durch motorische Maßnahmen der Temperaturabsenkung entgegenzuwirken. Gleichermaßen ist vorgesehen, dass der Wasserablassmassenstrom am Ende des Ablassens mit einem einstellbaren zweiten Gradienten rampenartig verkleinert wird, sodass kein plötzlicher Temperaturanstieg beziehungsweise -überschwung, der zu einer Überlastung der Bauteile führen kann, erfolgt. Durch das langsame Verringern des Wasserablassmassenstroms ist es möglich, die dadurch resultierende Temperaturerhöhung, beispielsweise durch motorische Maßnahmen, zu kompensieren. Der erste und der zweite Gradient werden zweckmäßigerweise bei der Herstellung der Vorrichtung in einem Schritt 10 in einem weiteren oder in dem oben bereits genannten nicht flüchtigen Speicher hinterlegt. Je nach den verwendeten Abgasnachbehandlungssystem-Komponenten können die Gradienten variiert beziehungsweise angepasst werden.Finally, it is envisaged that the discharge of the collected water in the step 8th not abruptly by sudden release of the maximum or permissible flow cross-section is done. Rather, it is provided that at the beginning of the discharge of the water discharge mass flow is ramped with an adjustable first gradient. As a result, on the one hand approaching the predeterminable temperature deviation is possible, and on the other hand it is possible to counteract by lowering the temperature by motor measures. Similarly, it is envisaged that the water discharge mass flow at the end of the discharge is ramped down with an adjustable second gradient, so that no sudden temperature increase or overshoot, which can lead to an overload of the components takes place. By slowly reducing the Wasserablassmassenstroms it is possible to compensate for the resulting increase in temperature, for example by motor measures. The first and the second gradient are expediently in the manufacture of the device in one step 10 deposited in another or in the above-mentioned non-volatile memory. Depending on the exhaust aftertreatment system components used, the gradients can be varied or adjusted.

Wird in dem oben beschriebenen System zum Ablassen des gesammelten Wassers ein Fehler erfasst beziehungsweise gemeldet, wird zweckmäßigerweise als Sicherheitsfunktion ein sofortiger Abbruch des Regenerationsbetriebs durchgeführt, sodass alle temperatursteigernden (motorischen) Maßnahmen beendet und dadurch die Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems vor einer thermischen Überlastung geschützt werden.If an error is detected or reported in the above-described system for discharging the collected water, it is expedient to carry out an immediate termination of the regeneration operation as safety function, so that all temperature-increasing (motor) measures are ended and the components of the exhaust aftertreatment system are protected against thermal overload.

Claims

Method for operating a drive device having an internal combustion engine and a water separator, in particular of a motor vehicle, with the following steps: Collecting water separated by the water separator; - detecting the volume of the collected water; - Introducing a water drainage mode for discharging collected water into the exhaust gas of the internal combustion engine when a predetermined threshold value is exceeded by the detected volume; characterized by the following steps: - detecting at least one current operating variable of the drive device; - Draining of collected water depending on the recorded farm size.

A method according to claim 1, characterized in that are determined as operating variables, an exhaust gas temperature, an exhaust gas mass flow and / or an operating condition of an exhaust aftertreatment system of the drive device.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that water is discharged only when a predeterminable minimum exhaust gas temperature is reached.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during a regeneration operation, in particular particulate filter regeneration operation, the exhaust aftertreatment system no water is drained.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the water draining a regeneration operation, in particular particulate filter regeneration operation is blocked.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the end of the water drainage mode is determined as a function of a predeterminable time duration, the volume of the collected water and / or state variables of the internal combustion engine.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a Wasserablassmassenstrom is adjusted in dependence on the exhaust gas temperature and / or the exhaust gas mass flow such that a predetermined temperature deviation of the exhaust gas is not exceeded by the discharge of the water.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Wasserablassmassenstrom is increased at least at the beginning of the discharge with an adjustable first gradient.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Wasserablassmassenstrom is reduced at the end of the discharge with an adjustable second gradient.

Device for operating a drive device having an internal combustion engine and a water separator, characterized by means for carrying out the method according to one or more of the preceding claims.