DE102015202870A1

DE102015202870A1 - Method for determining the dew point end in the exhaust gas tract of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102015202870A1
Application number: DE102015202870.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Kübler; Andy Tiefenbach; Juergen Stuetz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2016-08-18

Abstract

Um das Taupunktende im Abgastrakt (4) einer Verbrennungsmaschine (1) zu bestimmen wird vorgeschlagen, dass in mindestens einem Bereich des Abgastraktes (4) eine Gasfeuchte gemessen wird und auf ein Erreichen des Taupunktendes geschlossen wird, wenn die gemessene Gasfeuchte einen vorgebbaren Feuchtegrad erreicht hat.In order to determine the dew point end in the exhaust tract (4) of an internal combustion engine (1), it is proposed that a gas moisture is measured in at least one region of the exhaust gas tract (4) and it is concluded that the dew point end has been reached when the measured gas moisture has reached a predeterminable degree of humidity ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Taupunktes im Abgastrakt einer Verbrennungsmaschine. The invention relates to a method for determining the dew point in the exhaust gas tract of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Um einen möglichst emissionsfreien und effizienten Betrieb einer Verbrennungsmaschine zu gewährleisten, sind in dem Abgastrakt einer oder mehrere Abgassensoren angeordnet, mit deren Hilfe bestimmte Bestandteile des Abgases gemessen werden können. Abgassensoren mit aktiv beheizten keramischen Sensorelementen müssen jedoch eine bestimmte Betriebstemperatur erreicht haben, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten. Für viele im Abgastrakt angeordnete Sonden, wie beispielsweise Lambdasonden, NOx-Sensoren oder Partikelsensoren, beträgt die Betriebstemperatur ca. 780°C. Da Lambda-Sensoren nicht in allen Betriebspunkten der Verbrennungsmaschine von den Abgasen auf diese Temperatur aufgeheizt werden können, weisen diese Sensoren Heizelemente auf, wodurch die Einhaltung der Betriebstemperatur in allen Betriebspunkten ermöglicht wird. Problematisch ist hierbei, dass bei der Verbrennung von Luftkraftstoffgemischen in den Verbrennungsmaschinen Wasser entsteht, das bei Temperaturen im Abgastrakt von unter 60°C in flüssiger Form vorliegt. Insbesondere bei noch kalter Verbrennungsmaschine und kalter Abgasanlage kann ein verhältnismäßig hoher Wasseranteil im Abgastrakt vorhanden sein. Treffen jedoch Wassertropfen auf ein beheiztes keramisches Sensorelement, werden diese durch den Wasserschlag beziehungsweise den Thermoschock beschädigt, da sich auf Grund der sofort einsetzenden endothermen Verdampfung des Wassers schockartige erhebliche zeitliche und örtliche Temperaturgradienten ergeben und eine keramische Sonde eine erhebliche Temperaturschockempfindlichkeit aufweisen. Derartige keramische Sonden werden deshalb erst dann beheizt und auf Betriebstemperatur gebracht, wenn kein flüssiges Wasser mehr im Abgastrakt vorhanden ist, wenn also das sogenannte Taupunktende sicher erreicht ist. Insbesondere beim Startvorgang der Verbrennungsmaschine, wenn das Abgassystem noch kalt ist, ist dieser Betriebszustand noch nicht erreicht. In diesem Zeitpunkt besteht demnach die Gefahr, dass von vorausgegangenen Betriebszyklen der Verbrennungsmaschine beispielsweise von vorausgegangenen Fahrten eines Kraftfahrzeugs noch Wasser im Abgastrakt enthalten und kondensiert ist. Gleichzeitig kann festgestellt werden, dass eine Kondensation neu gebildeten Wassers an all den Stellen erfolgt, wo die Temperaturen im Abgastrakt kleiner als 60°C sind. Auf Grund der strengen Abgasgesetzgebung ist jedoch gefordert, gerade die in der Startphase entstehenden Emissionen zu minimieren und die Zusammensetzung des Verbrennungsgases so genau einzustellen, dass durch eine optimale Verbrennung der Schadstoffausstoß auch in diesem Betriebszustand minimiert wird. Hieraus resultiert das Problem, dass die Sondenheizung für einen sicheren Schutz der Sonde möglichst spät freigegeben werden, die Betriebsbereitschaft zur Erzielung der notwendigen Abgasgrenzwerte dagegen möglichst früh erreicht werden sollte. In order to ensure emission-free and efficient operation of an internal combustion engine, one or more exhaust gas sensors are arranged in the exhaust gas tract, with the aid of which certain components of the exhaust gas can be measured. However, exhaust gas sensors with actively heated ceramic sensor elements must have reached a certain operating temperature to ensure proper operation. For many arranged in the exhaust system probes, such as lambda probes, NOx sensors or particle sensors, the operating temperature is about 780 ° C. Since lambda sensors can not be heated by the exhaust gases to this temperature in all operating points of the internal combustion engine, these sensors have heating elements, which makes it possible to maintain the operating temperature at all operating points. The problem here is that the combustion of air-fuel mixtures in the combustion water produced, which is present at temperatures in the exhaust gas of less than 60 ° C in liquid form. Especially with still cold combustion engine and cold exhaust system, a relatively high proportion of water in the exhaust system may be present. However, when water drops hit a heated ceramic sensor element, they are damaged by the water hammer or thermal shock, as a result of the immediate onset of endothermic evaporation of the water shock-like significant temporal and local temperature gradients and a ceramic probe have a significant thermal shock sensitivity. Therefore, such ceramic probes are heated and brought to operating temperature only when liquid water is no longer present in the exhaust gas tract, that is, when the so-called dew point end is safely reached. In particular, during the starting process of the internal combustion engine, when the exhaust system is still cold, this operating state has not yet been reached. At this point in time, there is the danger that water from the preceding combustion cycle of preceding combustion cycles of a preceding motor vehicle may still be contained in the exhaust gas tract and condensed. At the same time it can be stated that condensation of newly formed water takes place at all points where the temperatures in the exhaust gas tract are less than 60 ° C. Due to the strict exhaust emission legislation, however, it is necessary to minimize just the emissions arising in the startup phase and to adjust the composition of the combustion gas so precisely that the emission of pollutants is minimized even in this operating state by optimal combustion. This results in the problem that the probe heater for a safe protection of the probe are released as late as possible, the operational readiness to achieve the necessary emission limits should be achieved as early as possible.

Um das Taupunktende festzustellen ist es bekannt, dieses im Motorsteuergerät modellbasiert zu berechnen, so dass der Zeitpunkt, an dem keine flüssige Phase und kein Kondensat mehr in dem relevanten Abschnitt der Abgasanlage vorhanden ist, bestimmt werden und die Beheizung des Sensorelements freigegeben werden kann, wobei ein sogenanntes Schutzheizen bis ca. 200°C auch vor dem Taupunktende möglich ist. In order to determine the dew point end, it is known to calculate this in the engine control unit based on models, so that the time at which no liquid phase and no condensate is present in the relevant section of the exhaust system can be determined and the heating of the sensor element can be released a so-called protection heating up to 200 ° C before the dew point end is possible.

Für die modellhafte Berechnung des Taupunktendes werden bei bekannten Verfahren Wärmemengen beziehungsweise ein Wärmeeintrag in das betrachtete Rohrstück der Abgasanlage, in dem der zu schützende Abgassensor verbaut ist, herangezogen. Hierzu wird bei Motorstart auf der Basis von Umgebungsbedingungen eine zu erreichende Wärmemengenschwelle für das betrachtete Rohrstück ausgewählt. Wenn diese Wärmemengenschwelle durch die im Abgasstrom tatsächlich transportierte Wärmemenge überschritten ist, wird davon ausgegangen, dass das Taupunktende erreicht ist. For the model calculation of the dew point end, in known methods, amounts of heat or a heat input into the considered pipe section of the exhaust system, in which the exhaust gas sensor to be protected is installed, are used. For this purpose, when starting the engine on the basis of ambient conditions, a heat quantity threshold to be reached is selected for the pipe section considered. If this heat quantity threshold is exceeded by the amount of heat actually transported in the exhaust gas flow, it is assumed that the dew point end is reached.

Die Schwellwerte für die Wärmemengen werden in Versuchsreihen ermittelt. Dazu wird ein Fahrzeug beziehungsweise die Verbrennungsmaschine auf mehreren Temperaturstufen in einer Klimazelle konditioniert und dann gestartet. Mittels geeigneter Vorrichtungen, zum Beispiel einer Videoendoskopie, werden die Zeitpunkte "Verdampfungsbeginn" und "Verdampfungsende" von dem Applikateur ermittelt. An optisch nicht zugänglichen Stellen beziehungsweise an sogenannten Wasserfallen wird mittels Wandtemperaturelementen der Verlauf der durch die Wärmemengen des Abgasstroms erfolgenden Aufheizung des Rohrstücks auf das Ende der Verdampfungsphase, also das Taupunktende, hin untersucht. Diese Zeitpunkte werden dann mit den in Echtzeit im Motorsteuergerät berechneten Wärmemengen im Abgasstrom korreliert, wodurch die zur vollständigen Verdampfung notwendige Wärmemenge für eine Temperaturstufe ermittelt werden kann. Aus der DE 10 2005 041 661 A1 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem eine über die Zeit summierte von dem Abgasmassenstrom ausgehende Wärmemenge bestimmt wird und auf das Taupunktende geschlossen wird, wenn eine vorgebbar Schwelle überschritten ist. The threshold values for the heat quantities are determined in test series. For this purpose, a vehicle or the combustion engine is conditioned at several temperature levels in a climate cell and then started. By means of suitable devices, for example a video endoscopy, the times "start of evaporation" and "end of evaporation" are determined by the applicator. At optically inaccessible places or at so-called water traps, the course of the heating of the pipe section due to the amounts of heat of the exhaust gas flow to the end of the evaporation phase, ie the dew point end, is investigated by means of wall temperature elements. These times are then correlated with the calculated in real time in the engine control unit amounts of heat in the exhaust stream, whereby the amount of heat necessary for complete evaporation for a temperature level can be determined. From the DE 10 2005 041 661 A1 Such a method is known, in which a summed over the time of the exhaust gas mass flow outgoing amount of heat is determined and is closed to the dew point end when a predeterminable threshold is exceeded.

Aus der DE 10 2011 084 041 A1 ist ein Verfahren zur Überprüfung einer applizierten Taupunkterkennung bekannt, bei der eine Temperaturdifferenz im Abgastrakt multipliziert wird mit einem von der Drehzahl der Verbrennungsmaschinen abhängigen Faktor, wobei die Temperaturdifferenz die Differenz ist zwischen der Abgastemperatur an einem bestimmten Punkt und einer vorher festgelegten Temperatur, bei der die Verdampfung des Kondenswassers im Abgastrakt der Verbrennungsmaschine beginnt. Es wird dann das Produkt aus der Temperaturdifferenz und dem von der Drehzahl abhängigen Faktor über die Zeit integriert und es wird geprüft, ob das Integral einen Schwellenwert erreicht oder überschreitet, bevor die in dem Steuergerät hinterlegte modellbasierte Taupunktendeerkennung erfolgt ist. Dadurch ist eine Diagnose der Taupunkterkennung möglich. From the DE 10 2011 084 041 A1 is a procedure for checking an applied Dew point detection is known in which a temperature difference in the exhaust tract is multiplied by a factor dependent on the speed of the internal combustion engine, wherein the temperature difference is the difference between the exhaust gas temperature at a certain point and a predetermined temperature at which the evaporation of condensed water in the exhaust tract of the internal combustion engine starts. The product of the temperature difference and the speed-dependent factor is then integrated over time, and it is checked whether the integral reaches or exceeds a threshold before the model-based dew point end detection stored in the controller has occurred. This makes a diagnosis of the dew point detection possible.

Nachteilig bei bekannten Verfahren zur Taupunkterkennung ist, dass diese aufwändig zu applizieren und damit kostenintensiv sind. Außerdem sind sie durch die optische Beurteilung des Verdampfungsverlaufes durch den jeweiligen Applikateur nur bedingt reproduzierbar. Ferner kann auf Grund der Konditionierungsphasen pro Manntag auch nur eine begrenzte Anzahl an Messungen durchgeführt werden. A disadvantage of known methods for dew point detection is that they are complicated to apply and therefore cost-intensive. In addition, they are only partially reproducible by the visual assessment of the evaporation process by the respective applicator. Furthermore, due to the conditioning phases per man-day, only a limited number of measurements can be performed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erkennung des Taupunktendes zu schaffen, das leichter zu applizieren und damit weniger kostenintensiv ist als die bekannten Verfahren und darüber hinaus eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und reproduzierbare Ergebnisse liefert. Außerdem ist es wünschenswert, die Taupunktende-Applikation vollautomatisiert durchführen zu können. The object of the invention is to provide a method for detecting the dew point, which is easier to apply and thus less expensive than the known methods and beyond has a high reliability and reproducible results. In addition, it is desirable to be able to carry out the dew-point application fully automatically.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung des Taupunktendes im Abgastrakt einer Verbrennungsmaschine dadurch gelöst, dass in mindestens einem Bereich des Abgastraktes eine Gasfeuchte gemessen wird und auf eine Erreichung des Taupunktendes geschlossen wird, wenn die gemessene Gasfeuchte einen vorgebbaren Feuchtegrad erreicht hat. Für die Messung der Gasfeuchte wird vorzugsweise ein Feuchtigkeitssensor möglichst hinter dem Abgassensor im Abgastrakt stromabwärts angeordnet. Der vorgebbare Feuchtegrad ist insbesondere ein stationärer Feuchtegrad, wobei der stationäre Feuchtegrad den stationären Wert der Gasfeuchte in dem betrachteten Rohrstück bzw. in den zu betrachtenden Rohrstücken beschreibt, der im stationären Leerlauf und bei vollständig verdampftem Kondenswasser erreicht wird.This object is achieved by a method for determining the dew point end in the exhaust gas tract of an internal combustion engine in that a gas moisture is measured in at least one region of the exhaust gas tract and it is concluded that the dew point end has been reached when the measured gas moisture has reached a predeterminable degree of humidity. For the measurement of the gas humidity, a moisture sensor is preferably arranged downstream of the exhaust gas sensor in the exhaust gas tract if possible. The predetermined degree of humidity is in particular a stationary degree of humidity, wherein the stationary degree of humidity describes the stationary value of the gas moisture in the considered pipe section or in the pipe sections to be considered, which is achieved in stationary idling and completely evaporated condensed water.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das trockene Abgas als Trägerstoff und Bezugsgröße betrachtet und das Wasser als Zusatz zum Abgas in homogener Mischung. Das betrachtete Rohrsegment enthält das Kontrollvolumen. Der Massenstrom bei stationärem Leerlauf ist damit in erster Näherung konstant. In the method according to the invention, the dry exhaust gas is considered as a carrier and reference and the water as an additive to the exhaust gas in a homogeneous mixture. The considered pipe segment contains the control volume. The mass flow at stationary idling is thus constant in the first approximation.

Die Massenanteile Abgas plus Wasser im strömenden Gas sind im stationären Leerlauf ebenfalls in erster Näherung konstant.

The mass fractions exhaust gas plus water in the flowing gas are also constant in steady-state idling to a first approximation.

Insbesondere bei kaltem Motor und kalter Abgasanlage, also einer Abgastemperatur beim Start und beim Übergang in den stationären Leerlauf, ist die Abgastemperatur sehr viel größer als die Wandtemperatur des betrachteten Rohrstücks. Das Abgas ist feucht, aber nicht gesättigt, also mit einem Wassergehalt kleiner als der Sättigungswassergehalt. Die Wandtemperatur des Rohres ist kleiner als die Sättigungstemperatur des Abgas-Wasser-Gemischs und der Dampfdruck des Wassers ist kleiner als der Sättigungsdampfdruck, wobei der Gasdruck nahezu konstant ist. Das Rohrstück verhält sich somit wie ein "Trockner" in der Kondensationsphase. Especially with a cold engine and cold exhaust system, ie an exhaust gas temperature at the start and the transition to the stationary idling, the exhaust gas temperature is much greater than the wall temperature of the considered pipe section. The exhaust gas is moist, but not saturated, that is with a water content less than the saturation water content. The wall temperature of the tube is less than the saturation temperature of the exhaust gas-water mixture and the vapor pressure of the water is less than the saturation vapor pressure, the gas pressure being almost constant. The pipe section thus behaves like a "dryer" in the condensation phase.

Der erfindungsgemäß eingesetzte Feuchtesensor misst den schwankenden Feuchtegrad des Abgases am Rohrausgang, insbesondere das Mischungsverhältnis x = f(Gasdruck, Dampfdruck). Gemessen wird vorzugsweise hinter dem zu untersuchenden Abgassensor, der wiederum meist dort angebracht ist, wo ein möglichst gut gemischtes Abgas vorliegt. The moisture sensor used according to the invention measures the fluctuating degree of humidity of the exhaust gas at the pipe outlet, in particular the mixing ratio x = f (gas pressure, vapor pressure). Measured is preferably behind the exhaust gas sensor to be examined, which in turn is usually mounted where there is a very good mixed exhaust gas.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass eine solcher Art durchgeführte Applikation auf physikalisch messbaren Größen beruht. Dadurch sind die Applikationsergebnisse besser nachvollziehbar und reproduzierbar. Ferner ist das vorgeschlagene Verfahren in der Endausbaustufe voll automatisierbar und es ergeben sich darüber hinaus Synergieeffekte durch die Vereinheitlichung des Applikationsvorgehens bei Dieselmotoren und Bezinmotoren.The method according to the invention has the advantage that an application carried out in this way is based on physically measurable variables. As a result, the application results are easier to understand and reproducible. Furthermore, the proposed method in the final stage of development is fully automated and there are also synergy effects through the standardization of the application process in diesel engines and Bezinmotoren.

Vorzugsweise wird nach Erreichen des stationären Feuchtegrades die Messung der Gasfeuchte für eine vorgebbare Entprellzeit fortgesetzt und erst dann auf das Erreichen des Taupunktendes geschlossen, wenn innerhalb der durch die Entprellzeit vorgegebene Zeitspanne die Gasfeuchte einen vorgebbaren Wert nicht überschreitet. Durch das Berücksichtigen der Entprellzeit wird verhindert, dass eventuell in dem Abgastrakt noch befindliche Wassertropfen auf den Sensor treffen und diesen zerstören können. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Messung der Gasfeucht jeweils für die Dauer einer zweiten vorgebbaren Entprellzeit fortgesetzt, falls innerhalb der ersten Entprellzeit die gemessene Gasfeuchte den vorgebbaren Wert wieder überschreitet. Preferably, after reaching the stationary degree of humidity, the measurement of the gas humidity continues for a predefinable debounce time and only then concludes that the dewpoint end has been reached if the gas humidity does not exceed a predeterminable value within the time period predetermined by the debounce time. By taking into account the debounce time prevents any drops of water still located in the exhaust tract can hit the sensor and destroy it. In a preferred embodiment, the measurement of the gas moisture is continued in each case for the duration of a second predetermined debounce time, if within the first debounce time the measured gas humidity exceeds the predetermined value again.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Durchspülen des Abgastraktes mittels eines zumindest zeitweise erhöhten Abgasstroms eingeleitet wird, während des Durchspülens geprüft wird, ob sich Wassertropfen in dem Abgasstrom befinden und erst dann auf das Erreichen des Taupunktendes geschlossen wird, falls keine Wassertropfen in dem Abgasstrom detektiert wurden. Durch das Durchspülen des Abgastraktes, was beispielsweise mittels Gasstößen erfolgen kann, wird ein Durchspülen oder Ausspülen der Abgasanlage provoziert, so dass eventuell noch vorhandene Wassertropfen durch einen sogenannten Liquid-Sensor („Tröpchenzähler“) detektiert werden können, in welchem Fall die Messung nach Abkühlung des Fahrzeugs erneut gestartet und die Entprellzeit entsprechend verlängert werden kann. Falls während des Durchspülens Wassertropfen in dem Abgasstrom detektiert werden, wird frühestens nach Ablauf einer vorgebbaren Zeitspanne erneut ein Durchspülen eingeleitet und auf in dem Abgasstrom vorhandene Wassertropfen geprüft. Dieses Verfahren des Durchspülens kann also so lange erfolgen, bis keine Wassertropfen mehr detektiert werden. Die Entprellzeit wird für die nachfolgende Messung entsprechend angepasst. It is particularly advantageous if flushing of the exhaust gas tract is initiated by means of an at least temporarily increased exhaust gas flow, it is checked during purging, if there are water droplets in the exhaust gas flow and only then is it concluded that the dew point end has been reached, if no drops of water are detected in the exhaust gas flow were. By flushing the exhaust tract, which can be done for example by means of gas bubbles, a flushing or flushing of the exhaust system is provoked so that any remaining water drops can be detected by a so-called liquid sensor ("Tröpchenzähler"), in which case the measurement after cooling the vehicle can be started again and the debounce time can be extended accordingly. If water droplets are detected in the exhaust gas flow during purging, a purging is again initiated at the earliest after expiry of a predefinable time period and tested for water droplets present in the exhaust gas stream. This method of purging can thus be carried out until no more drops of water are detected. The debounce time is adjusted accordingly for the subsequent measurement.

Für die Messung des Feuchtegrades des Abgases können beispielsweise kontinuierlich messende Partikelsensoren, insbesondere auf Basis eines elektrostatischen Messprinzips und einer Messung des Entladestroms herangezogen werden. Derartige Partikelsensoren sind in der Lage, alle Partikel ab einer Größe von wenigen Nanometern zu erfassen. Damit ist sowohl gasförmiges als auch flüssiges Wasser dedektierbar. Somit besteht insbesondere die Möglichkeit, Wassertröpfchen zu erfassen. Beispielsweise bewirken die Wassertröpfchen im Sensor einen elektrischen Durchschlag zwischen den Hochvoltelektroden und somit einen gut messbaren Entladestrom, der mit der Wassermasse und damit dem Feuchtegehalt direkt korreliert. Andere Partikelsensoren arbeiten mit Hilfe einer Korona-Aufladung, bei der jedes einzelne Teilchen ionisiert wird und eine noch höhere Empfindlichkeit zur Detektion von Wassertröpfchen möglich ist. Handelt es sich bei der Verbrennungsmaschine um einen Dieselmotor, bei dem parallel etwaige Rußpartikel gemessen werden, könnte vorzugsweise eine Korrektur des Messergebnisses erfolgen durch eine kurze Vergleichsmessung bei denselben Motor-Betriebsbedingungen aber ohne Kondensatbildung, also nach Erreichen des Taupunktendes. For measuring the degree of humidity of the exhaust gas, for example, continuously measuring particle sensors, in particular based on an electrostatic measuring principle and a measurement of the discharge current, can be used. Such particle sensors are able to detect all particles from a size of a few nanometers. Thus, both gaseous and liquid water can be dedektierbar. Thus, in particular, it is possible to detect water droplets. For example, the water droplets in the sensor cause an electrical breakdown between the high-voltage electrodes and thus a well-measurable discharge current, which correlates directly with the water mass and thus the moisture content. Other particle sensors use corona charging, which ionises each particle and allows even higher sensitivity to detect water droplets. If the internal combustion engine is a diesel engine in which any soot particles are measured in parallel, it would preferably be possible to correct the measurement result by a short comparative measurement at the same engine operating conditions but without condensate formation, ie after reaching the dew point end.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert werden, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Es zeigen: Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are explained with reference to the drawings, wherein the features both alone and in different combinations may be important for the invention, without being explicitly referred to again becomes. Show it:

1 die schematische Darstellung einer Verbrennungsmaschine mit Abgastrakt und 1 the schematic representation of an internal combustion engine with exhaust tract and

2 ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flowchart with method steps of a possible embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt eine stark schematisierte Verbrennungsmaschine 1, und ein Steuergerät 2, das insbesondere auch Teil einer Vorrichtung zur Applikation und Bestimmung des Taupunktendes sein kann. Das Steuergerät 2 ist über Steuer- und Datenleitungen 5 mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Über die Steuer- und Datenleitungen 5 werden beispielsweise die Werte eines Luftmassen oder Luftmengensensors und eines Sensor zur Erfassung der Temperatur der angesaugten Luft erfasst und die Einspritzdüsen sowie die Drosselklappe angesteuert. 1 shows a highly schematic combustion engine 1 , and a controller 2 which may in particular also be part of a device for application and determination of the dew point end. The control unit 2 is via control and data lines 5 with the internal combustion engine 1 connected. Via the control and data lines 5 For example, the values of an air mass or air quantity sensor and a sensor for detecting the temperature of the intake air are detected and the injection nozzles and the throttle valve are activated.

An der Brennkraftmaschine 1 sind ein Ansaugtrakt 3 und ein Abgastrakt 4 angeschlossen. In dem Abgastrakt 4 ist eine Abgassonde, beispielsweise eine keramische Lambdasonde 6 angeordnet, die über eine Datenleitung 8 mit dem Steuergerät 2 verbunden ist. Stromabwärts ist im Abgastrakt ferner ein Feuchtesensor 7 angeordnet, der über eine Steuer- und Datenleitung 9 mit dem Steuergerät 2 verbunden ist. At the internal combustion engine 1 are an intake tract 3 and an exhaust tract 4 connected. In the exhaust tract 4 is an exhaust gas probe, such as a ceramic lambda probe 6 arranged over a data line 8th with the control unit 2 connected is. Downstream is also a humidity sensor in the exhaust system 7 arranged, via a control and data line 9 with the control unit 2 connected is.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer möglichen Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Schritt 101 wird der Verbrennungsmotor gestartet. In einem Schritt 102 wird die Gasfeuchte mittels des Feuchtesensors 7 gemessen. In einem Schritt 103 wird geprüft, ob der stationäre Feuchtegrad erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so wird zum Schritt 102 zurückverzweigt und die Gasfeuchte weiter gemessen. Ist der stationäre Feuchtegrad erreicht, so beginnt in einem Schritt 104 die Entprellphase des stationären Zustands. Hierfür wird eine Entprellzeit vorgegeben. In einem Schritt 105 wird geprüft, ob der Zustand entprellt ist, also der stationäre Feuchtegrad nach einer vorgegebenen ersten Entprellzeit noch immer beibehalten ist. Ist dies nicht der Fall, wird zu dem Schritt 102 zurückverzweigt und die Gasfeuchte erneut gemessen. Ist der Zustand entprellt, so wird in einem Schritt 106 der Abgastrakt durch das Geben von Gasstößen durchspült. In einem Schritt 107 wird geprüft, ob während des Durchspülens Wassertropfen in dem Abgas detektiert wurden. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 108 eine zweite Entprellzeit vorgegeben und der stationäre Zustand in dem Schritt 104 erneut entprellt. Für einen weiteren Durchlauf des Verfahrens wird vorteilhafterweise die erste Entprellzeit verlängert, vorzugsweise auf die Summe aus der ersten Entprellzeit und der zweiten Entprellzeit. Sollten sich trotz der verlängerten Entprellzeit noch immer Wassertröpfchen im Abgastrakt befinden, so wird die Entprellzeit selbstverständlich nochmals weiter angepasst. Werden keine Wassertröpfchen mehr detektiert, wird in dem Schritt 109 der Motor gestoppt. Selbstverständlich kann vorgesehen sein zu warten, bis der Motor abgekühlt ist und das Verfahren ein Mal oder mehrere Male erneut durchzuführen, um das Ergebnis des ersten Durchlaufs und die neu ermittelte Entprellzeit zu verifizieren, zu korrigieren oder auf geeignete Weise einen Mittelwert zu bilden. 2 shows a flowchart of a possible implementation of the method according to the invention. In one step 101 the internal combustion engine is started. In one step 102 the gas humidity is measured by means of the humidity sensor 7 measured. In one step 103 it is checked whether the stationary moisture level is reached. If this is not the case, then it becomes a step 102 branched back and measured the gas humidity on. Once the stationary moisture level has been reached, it starts in one step 104 the debounce phase of the stationary state. For this purpose, a debounce time is specified. In one step 105 a check is made as to whether the condition has debounced, that is, the steady-state degree of humidity is still maintained after a predetermined first debounce time. If not, it becomes the step 102 branched back and measured the gas humidity again. If the condition is debounced, then in one step 106 the exhaust tract is flushed by giving gas shocks. In one step 107 it is checked whether water droplets were detected in the exhaust gas during purging. If this is the case, it will be in one step 108 a second debounce time specified and the stationary state in the step 104 debounced again. For another run of the procedure will Advantageously, the first debounce time is extended, preferably to the sum of the first debounce time and the second debounce time. If, despite the extended debouncing time, there are still water droplets in the exhaust gas tract, the debouncing time will, of course, be further adjusted. If no more water droplets are detected, in the step 109 the engine stopped. Of course, it may be arranged to wait until the engine has cooled down and to repeat the process once or more times to verify, correct or suitably average the result of the first pass and the newly determined debounce time.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Gasfeuchte folglich in dem betrachteten Rohrstück des Abgastraktes 4 beziehungsweise in mehreren zu betrachtenden Rohrstücken beobachtet, die im stationären Leerlauf und bei vollständig verdampftem Kondenswasser einen stationären Wert erreicht. Ist dieser stationäre Feuchtegrad erreicht und genügend lange entprellt (Verfahrensschritte 104 und 105) und zeigt sich innerhalb der Entprellzeit keine Veränderung des Feuchtesignals, kann mittels Gasstößen ein Ausspülen der Abgasanlage provoziert werden (Schritt 106). Die eventuell vorhandenen Wassertropfen werden detektiert mittels einer geeigneten Sonde, beispielsweise einem Partikelsensor oder einem Liquid-Sensor, insbesondere auf Basis eines elektrostatischen Messprinzips und Messung des Entladestroms. Die Gasfeuchte auch detektiert werden mittels Rauchgasfeuchte-Messtechnik, Kapazitiver Feuchtemesstechnik oder einem Taupunktspiegel. Sind noch Wassertropfen vorhanden, so wird durch das automatisierte Mess- und Verstellsystem die Entprellzeit automatisch verlängert (Schritt 108). Werden jedoch bei dem Gasstoß keine Wassertropfen mehr erkannt, ist die Messung in Ordnung und das automatische Mess- und Verstellsystem speichert die ermittelte Wärmemenge. Es kann vorgesehen sein, automatisiert eine Validierungsmessung für den ermittelten Betriebspunkt durchzuführen, nach einer Abkühlphase der Verbrennungsmaschine. In the method according to the invention, the gas humidity is consequently in the considered pipe section of the exhaust gas tract 4 or observed in several to be considered pipe sections, which reaches a steady state value in steady idle and completely evaporated condensed water. If this stationary moisture level is reached and entprellt long enough (process steps 104 and 105 ) and shows no change in the moisture signal within the debounce time, a flushing of the exhaust system can be provoked by means of gas bursts (step 106 ). The possibly existing water droplets are detected by means of a suitable probe, for example a particle sensor or a liquid sensor, in particular based on an electrostatic measuring principle and measurement of the discharge current. The gas moisture can also be detected by means of flue gas moisture measurement technology, capacitive humidity measurement technology or a dew point mirror. If there are still drops of water, the automatic measuring and adjustment system automatically extends the debounce time (step 108 ). However, if no more water drops are detected in the gas shock, the measurement is OK and the automatic measurement and adjustment system stores the determined amount of heat. It can be provided to automatically perform a validation measurement for the determined operating point, after a cooling phase of the internal combustion engine.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005041661 A1 [0005]
DE 102011084041 A1 [0006]

Claims

Method for determining the dew point end in the exhaust gas tract ( 4 ) of an internal combustion engine ( 1 ), characterized in that in at least one region of the exhaust gas tract ( 4 ) a gas moisture is measured ( 102 ), and when the dew point is reached ( 103 ), when the measured gas humidity has reached a predefinable degree of humidity.

A method according to claim 1, characterized in that the predeterminable degree of moisture is a stationary degree of moisture.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that after reaching the predetermined degree of humidity, the measurement of the gas humidity is continued for a predefinable debounce time and is only then closed on reaching the dew point end, if within the debounce time, the gas humidity does not exceed a predetermined value.

A method according to claim 3, characterized in that if within the debounce time the measured gas humidity exceeds the predetermined value, is not yet recognized on reaching the dew point end and the measurement of the gas humidity is continued.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a flushing ( 106 ) of the exhaust tract ( 4 ) is introduced by means of an at least temporarily increased exhaust gas flow and during purging ( 106 ) is checked ( 107 ), if there are drops of water in the exhaust stream and only then is closed on reaching the dew point end, if no drops of water were detected in the exhaust stream.

A method according to claim 5, characterized in that if during purging ( 106 ) Water droplets are detected in the exhaust stream ( 107 ), at the earliest after expiration of a further deburring time again flushing initiated and is checked for existing in the exhaust gas flow drops of water.

Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that the flushing ( 106 ) is initiated by gas shocks.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection of gaseous and / or liquid water is carried out by means of an electrostatic-measuring particle sensor.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas moisture is measured by means of a humidity sensor.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement of the gas moisture in the exhaust gas flow takes place behind an exhaust gas sensor to be examined.

Machine-readable storage element with computer program that is stored on a computing device, in particular a control device ( 2 ) for controlling and regulating an internal combustion engine ( 1 ), is executable, characterized in that the computer program for performing a method according to one of claims 1 to 10 is programmed when the computer program runs on the computing device.