DE102018218883A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung Download PDF

Info

Publication number
DE102018218883A1
DE102018218883A1 DE102018218883.1A DE102018218883A DE102018218883A1 DE 102018218883 A1 DE102018218883 A1 DE 102018218883A1 DE 102018218883 A DE102018218883 A DE 102018218883A DE 102018218883 A1 DE102018218883 A1 DE 102018218883A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
heat
exhaust gas
thermal energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018218883.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Günther Quix
Andreas Kuske
Christian Winge Vigild
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to DE102018218883.1A priority Critical patent/DE102018218883A1/de
Priority to US16/664,515 priority patent/US11162460B2/en
Priority to CN201911068235.3A priority patent/CN111140410A/zh
Publication of DE102018218883A1 publication Critical patent/DE102018218883A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/10Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture by hot liquids, e.g. lubricants or cooling water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32Liquid-cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/042Combustion air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14Indicating devices; Other safety devices
    • F01P2011/205Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (2) mit einer Brennkraftmaschine (4) mit einer Abgasrückführung (6), mit den Schritten in beliebiger Reihenfolge(S200) Zuführen von Wärmeenergie der Brennkraftmaschine (4) zu einem Wärmespeicher (28), um die Wärmeenergie in dem Wärmespeicher (28) zwischenzuspeichern, und(S300) Zuführen der in dem Wärmespeicher (28) zwischengespeicherten Wärmeenergie zu einem Einlassluft-Wärmetauscher (24) der Brennkraftmaschine (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung.
  • Die Abgasrückführung (AGR) wird zur Minderung von Emissionen von Stickoxiden (NOx) verwendet, welche bei der Verbrennung von Kraftstoff in Brennkraftmaschinen, wie z.B. Otto- oder Dieselmotoren, entstehen. Es ist sinnvoll, die Entstehung von Stickoxiden bereits während der Verbrennung zu vermindern, denn alleine mit Maßnahmen der Abgasnachbehandlung, wie z.B. mittels selektiver katalytische Reduktion und/oder NOx-Speicherkatalysatoren, die zu einer chemischen Reduktion der Stickoxide führen, sind vorgeschriebene Emissionsgrenzwerte nicht oder nur mit hohem Aufwand einhaltbar.
  • Bei der Abgasrückführung wird Abgas dem Abgasstrom entnommen und der Ladeluft zugemischt. Dadurch wir der Sauerstoffanteil im Kraftstoff-LuftGemisch verringert und so die Verbrennungstemperatur in den Zylindern abgesenkt.
  • Da schädliche Stickoxide vorwiegend bei hohen Temperaturen und Drücken entstehen, kann mit der Abgasrückführung die Stickoxid-Konzentration, die in die Umwelt abgegeben wird um bis zu 50 Prozent reduziert werden. Bei Dieselmotoren senkt die Abgasrückführung außerdem die Bildung von Rußpartikeln um etwa 10 Prozent.
  • Insbesondere bei Dieselmotoren ist die Abgasrückführung eine der wichtigsten Maßnahmen zur Senkung der Stickoxidemissionen. Bei Ottomotoren trägt die Abgasrückführung außerdem zu einer Senkung der Ladungswechselverluste bei und reduziert damit zusätzlich noch den Kraftstoffverbrauch im Teillastbereich.
  • Während bei einer internen AGR ein Auslassventil - geregelt über die Nockenwellenverstellung - während des Ansaugtakts zeitweise geöffnet bleibt, wodurch Abgas direkt in den Zylinder zurückgesaugt wird, wird bei einer externen AGR Abgas aus dem Abgastrakt entnommen und über eine Leitung, einen Kühler und ein Ventil dem Ansaugtrakt wieder zugeführt.
  • Dabei erfolgt bei einer Niederdruck-AGR (LP-AGR) eine Entnahme nach der Abgasnachbehandlung und die Abgaseinleitung vor einem Turboverdichter, während bei einer Hochdruck-AGR (HP-AGR) die Entnahme vor einer Turbine des Turboladers und der Abgasnachbehandlung erfolgt und die Abgaseinleitung nach einem Ladeluftkühler und einer Drosselklappe.
  • Die Niederdruck-AGR ist dafür bekannt, die Abgasemissionen von Brennkraftmaschinen zu reduzieren, insbesondere bei Dieselmotoren. Im Betrieb wird rückgeführtes Abgas mit Ladeluft vor dem Verdichterrad vermischt. Bei Motorbetriebsbedingungen unterhalb des Taupunktes für Wasser kann dies zu schwerwiegenden Problemen in Bezug auf Wasserkondensation und/oder Schnee/Eis vor dem Verdichter führen, was zu Schäden am Verdichterrad führen kann.
  • Eine Erwärmung der Ladeluft mit einem aufgeheizten Kühlmittel des Motorkühlsystems wird verwendet, um hier Abhilfe zu schaffen. Das Kühlmittel aus dem Motorkühlsystem wird durch ein Kühlmittelsteuerventil gesteuert, das den Kühlmittelfluss zu einem Heizer für die Ladeluftheizung ermöglicht.
  • Jedoch steht unmittelbar nach einem Motorstart kein aufgeheiztes Kühlmittel zur Verfügung, um die Ladeluft aufzuheizen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Wege aufzuzeigen, wie der Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung weiter verbessert werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung mit den Schritten in beliebiger Reihenfolge:
    • Zuführen von Wärmeenergie der Brennkraftmaschine zu einem Wärmespeicher, um die Wärmeenergie in dem Wärmespeicher zwischenzuspeichern, und
    • Zuführen der in dem Wärmespeicher zwischengespeicherten Wärmeenergie zu einem Einlassluft-Wärmetauscher der Brennkraftmaschine.
  • So kann Abwärme der Brennkraftmaschine genutzt werden, um Ladeluft bei noch kalter Brennkraftmaschine aufzuheizen. Da Abwärme der Brennkraftmaschine zwischengespeichert wird, die sonst ungenutzt bleiben würde, wird der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs nicht erhöht.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird in einem weiteren Schritt Wärmeenergie der Brennkraftmaschine unter Umgehung des Wärmespeichers dem Einlassluft-Wärmetauscher zugeführt. So kann berücksichtigt werden, dass z. B. der Wärmespeicher an seiner oberen Wärmeaufnahmekapazitätsgrenze ist und keine weitere Wärmeenergie mehr zu speichern vermag. Des Weiteren kann so berücksichtigt werden, dass ein aktueller Bedarf an Wärmeenergie am Einlassluft-Wärmetauscher besteht und ein zeitgleiches bzw. simultanes Zuführen von Wärmeenergie zu dem Wärmespeicher zu einer Unterversorgung des Einlassluft-Wärmetauschers mit Wärmeenergie führen würde.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in einem weiteren Schritt keine Wärmeenergie dem Wärmespeicher und dem Einlassluft-Wärmetauscher zugeführt. Somit wird keine Wärmeenergie von der Brennkraftmaschine abgeführt, was ein besonders schnelles Aufheizen der Brennkraftmaschine erlaubt, insbesondere bei einer kalten Brennkraftmaschine bei besonders niedrigen Umgebungstemperaturen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird während des Schritts Zuführen von Wärmeenergie der Brennkraftmaschine zu einem Wärmespeicher, um die Wärmeenergie in dem Wärmespeicher zwischenzuspeichern, Kühlmittel durch einen Bypass an einem Kühler der Brennkraftmaschine vorbeigeführt. So wird die Effizienz des Kühlsystems gesteigert, da durch den Kühler nur direkt von der Brennkraftmaschine kommendes Kühlmittel abgekühlt wird, jedoch bereits abgekühltes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher nicht.
  • Ferner gehören zur Erfindung ein Computerprogrammprodukt, ein Steuergerät, eine Abgasrückführung mit einem derartigen Steuergerät, eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen Abgasrückführung und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Brennkraftmaschine.
  • Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • 1 in schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung eines Kraftfahrzeugs.
    • 2 die in 1 gezeigte Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung in einem Standardmodus.
    • 3 die in 1 gezeigte Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung in einem Speichermodus.
    • 4 die in 1 gezeigte Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung in einem Abgabemodus.
    • 5 die in 1 gezeigte Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung in einem Aufwärmmodus.
    • 6 einen Verfahrensablauf des Betriebs der in den 1 bis 4 gezeigten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung.
  • Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen.
  • Dargestellt ist eine Brennkraftmaschine 4 eines Kraftfahrzeugs 2, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein PKW.
  • Die Brennkraftmaschine 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein turboaufgeladener Dieselmotor. Abweichend von vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Brennkraftmaschine 4 auch ein Ottomotor sein.
  • Der Brennkraftmaschine 4 ist eine Abgasrückführung 6 zugeordnet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Niederdruck-AGR (LP-AGR) ausgebildet ist, die einen Teil eines Abgasstromes nach einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (nicht dargestellt) zur Reinigung der Abgase der Brennkraftmaschine 4 abzweigt und vor einem Turboverdichter des Turboladers (nicht dargestellt) in einen Ladeluftstrom einspeist.
  • Zur Steuerung der Brennkraftmaschine 4 mit der Abgasrückführung 6 ist ein Steuergerät 8 vorgesehen, dass für die nachfolgend beschriebenen Aufgaben und Funktionen Hard- und/oder Software-Komponenten aufweisen kann.
  • Von den Komponenten eines Kühlkreises der Brennkraftmaschine 4 sind in der 1 eine Wasserpumpe 10, ein Thermostat 12 und ein Kühler 14 dargestellt. Die Wasserpumpe 10 wälzt das Kühlmittel um, wobei der Thermostat 12 in Abhängigkeit von einer Kühlmitteltemperatur einen ersten Kühlmittelteilstrom durch den Kühler 14 und einen zweiten Kühlmittelteilstrom an den Kühler 14 vorbei lenkt.
  • Ferner ist eine Luftreinigungseinrichtung 16 der Brennkraftmaschine 4 gezeigt. Die Luftreinigungseinrichtung 16 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Strömungsrichtung der Ladeluft einen Luftfilter 18 zum Reinigen der Ladeluft, ein Luftventil 20 zum Leiten der gefilterten Ladeluft durch einen in Strömungsrichtung nachgeschalteten Einlassluft-Wärmetauscher 24 oder durch einen Luft-Bypass 22 an dem Einlassluft-Wärmetauscher 24 auf.
  • Nach dem Verlassen des Einlassluft-Wärmetauschers 24 wird die gefilterte und temperierte Ladeluft in einem AGR-Ventil 26 der Abgasrückführung 6 mit rückgeführtem Abgas gemischt.
  • Des Weiteren ist der Brennkraftmaschine 4 bzw. der Abgasrückführung 6 ein Wärmespeicher 28 zum Zwischenspeichern von Wärmeenergie, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Abwärme der Brennkraftmaschine 4 vorgesehen.
  • Eine Zuführleitung 40 stellt dabei eine kühlmittelführende Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine 4 und dem Wärmespeicher 28 her. Die Zuführleitung 40 kann mittels eines Kühlmittelkontrollventils 32 geöffnet und geschlossen werden, um dem Wärmespeicher 28 bei Bedarf von der Brennkraftmaschine 4 aufgeheiztes Kühlmittel zuzuführen, um so Wärmeenergie in dem Wärmespeicher 28 zwischenzuspeichern.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweigt die Zuführleitung 40 stromab des Thermostaten 12 ab, und zwar in einem als Kühler-Bypass 36 zum Kühler 14 ausgebildeten Leitungsabschnitt. Ferner zweigt die Zuführleitung 40 in dem Kühler-Bypass 36 stromauf einer Drosselstelle 38 ab.
  • Von dem Kühlmittelkontrollventil 32 zweigt außerdem eine weitere kühlmittelführende Verbindung 44 ab, mit der von der Brennkraftmaschine 4 aufgeheiztes Kühlmittel dem Einlassluft-Wärmetauscher 24 zugeführt werden kann. Somit weist das Kühlmittelkontrollventil 32 im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Schaltstellungen auf, nämlich eine erste Schaltstellung, in der von der Brennkraftmaschine 4 aufgeheiztes Kühlmittel dem Wärmespeicher 28 zugeführt wird, und eine zweite Schaltstellung, in der von der Brennkraftmaschine 4 aufgeheiztes Kühlmittel dem Einlassluft-Wärmetauscher 24 zugeführt wird, sowie eine dritte Schaltstellung, in der weder dem Einlassluft-Wärmetauscher 24 noch dem Wärmespeicher 28 von der Brennkraftmaschine 4 aufgeheiztes Kühlmittel zugeführt werden kann.
  • Eine Entleerungsleitung 42 erlaubt es, Kühlmittel aus dem Wärmespeicher 28 in den Kühler-Bypass 36 einzuspeisen. Hierzu kann die Entleerungsleitung 42 mittels eines Wärmespeicherkontrollventils 34s geöffnet und geschlossen werden, um dem Wärmespeicher 28 bei Bedarf zu entleeren.
  • Ferner zweigt von dem Wärmespeicherkontrollventil 34 eine weitere kühlmittelführende Verbindung 46 ab, die in die andere kühlmittelführende Verbindung 44 mündet, und zwar stromab des Kühlmittelkontrollventils 32. So kann über die kühlmittelführende Verbindung 46 warmes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher 28 dem Einlassluft-Wärmetauscher 24 zugeführt werden. Zur Unterstützung bzw. um eine Förderung des warmen Kühlmittels zu bewirken ist in der weiteren kühlmittelführenden Verbindung 46 eine Hilfswasserpumpe 30 vorgesehen.
  • Somit weist das Wärmespeicherkontrollventil 34 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Schaltstellungen auf, nämlich eine erste Schaltstellung, in der warmes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher 28 in den Kühler-Bypass 36 geleitet wird, und eine zweite Schaltstellung, in der warmes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher 28 dem Einlassluft-Wärmetauscher 24 zugeführt wird.
  • Im Betrieb steuert das Steuergerät 8 die Hilfswasserpumpe 30, das Kühlmittelkontrollventil 32 und das Wärmespeicherkontrollventil 34 an, um die Brennkraftmaschine 4 bzw. die Abgasrückführung 6 in einem Standardmodus, einem Speichermodus, einem Abgabemodus und einem Aufwärmmodus zu betreiben, was nun anhand der 2 bis 5 erläutert wird.
  • 2 zeigt einen Betrieb in dem Standardmodus. In dem Standardmodus hat das Steuergerät 10 das Kühlmittelkontrollventil 32 in seine dritte Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil 34 in seine zweite Schaltstellung gebracht. Die Hilfswasserpumpe 30 ist inaktiv. Von der Brennkraftmaschine 4 strömt, je nach vorhandener Motortemperatur und der daraus resultierenden entsprechenden Thermoaststellung, aufgeheiztes Kühlmittel sowohl durch den Kühler 14 als auch durch den Kühler-Bypass 36.
  • Jedoch wird weder der Wärmespeicher 28 mit von der Brennkraftmaschine 4 aufgeheiztem Kühlmittel versorgt, noch der Einlassluft-Wärmetauscher 24.
  • 3 zeigt einen Betrieb in dem Speichermodus. In dem Speichermodus hat das Steuergerät 10 das Kühlmittelkontrollventil 32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil 34 in seine erste Schaltstellung gebracht. Die Hilfswasserpumpe 30 ist inaktiv. Von der Brennkraftmaschine 4 strömt aufgeheiztes Kühlmittel im Vergleich zu dem Standardmodus in den Wärmespeicher 28. Ferner strömt erkaltetes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher 28 in den Kühler-Bypass 36. Jedoch wird der Einlassluft-Wärmetauscher 24 nicht mit aufgeheiztem Kühlmittel versorgt.
  • 4 zeigt einen Betrieb in dem Abgabemodus. In dem Abgabemodus hat das Steuergerät 10 das Kühlmittelkontrollventil 32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil 34 in seine zweite Schaltstellung gebracht. Die Hilfswasserpumpe 30 ist aktiv. Von der Brennkraftmaschine 4 strömt mehr oder weniger aufgeheiztes Kühlmittel in dem Wärmespeicher 28. Ferner strömt warmes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher zu dem Einlassluft-Wärmetauscher 24.
  • 5 zeigt einen Betrieb in dem Aufwärmmodus. In dem Aufwärmmodus hat das Steuergerät 10 das Kühlmittelkontrollventil 32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil 34 in seine erste Schaltstellung gebracht. Die Hilfswasserpumpe 30 ist inaktiv. Von der Brennkraftmaschine 4 strömt aufgeheiztes Kühlmittel zu dem Einlassluft-Wärmetauscher 24. Jedoch strömt kein von der Brennkraftmaschine 4 aufgeheiztes Kühlmittel in den Wärmespeicher 28.
  • Es wird nun unter zusätzlicher Bezugnahme auf 6 ein Verfahrensablauf zum Betrieb der in den 1 bis 5 gezeigten Brennkraftmaschine 4 des Kraftfahrzeugs 2 mit der Abgasrückführung 6 erläutert.
  • Das Verfahren beginnt mit einem ersten Schritt S100.
  • In dem ersten Schritt S100 liest das Steuergerät 8 Werte W, z.B. repräsentativ für eine Motortemperatur, eine Umgebungstemperatur und einen Ladezustand des Wärmespeichers 28 ein und bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 4 bzw. die Abgasrückführung 6 in dem Standardmodus ST, dem Speichermodus SP, dem Abgabemodus AB und dem Aufwärmmodus AU betrieben werden soll.
  • Wenn die Brennkraftmaschine 4 bzw. die Abgasrückführung 6 in dem Standardmodus ST betrieben werden soll steuert in einem weiteren Schritt S200 das Steuergerät 8 das Kühlmittelkontrollventil 32 in seine dritte Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil 34 in seine zweite Schaltstellung Die Hilfswasserpumpe 30 ist inaktiv.
  • Wenn die Brennkraftmaschine 4 bzw. die Abgasrückführung 6 in dem Speichermodus SP betrieben werden soll steuert in einem weiteren Schritt S300 das Steuergerät 8 das Kühlmittelkontrollventil 32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil 34 in seine erste Schaltstellung. Die Hilfswasserpumpe 30 ist inaktiv.
  • Wenn die Brennkraftmaschine 4 bzw. die Abgasrückführung 6 in dem Abgabemodus AB betrieben werden soll steuert in einem weiteren Schritt S400 das Steuergerät 8 das Kühlmittelkontrollventil 32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil 34 in seine zweite Schaltstellung. Die Hilfswasserpumpe 30 ist aktiv.
  • Wenn die Brennkraftmaschine 4 bzw. die Abgasrückführung 6 in dem Aufwärmmodus AU betrieben werden soll steuert in einem weiteren Schritt S500 das Steuergerät 8 das Kühlmittelkontrollventil 32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil 34 in seine erste Schaltstellung. Die Hilfswasserpumpe 30 ist inaktiv.
  • Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Reihenfolge der Schritte auch eine andere sein. Ferner können mehrere Schritte auch zeitgleich bzw. simultan ausgeführt werden.
  • So kann der Betrieb eines Kraftfahrzeugs 2 mit einer Abgasrückführung 6 weiter verbessert werden, da Abwärme der Brennkraftmaschine 4 genutzt wird, um Ladeluft bei noch kalter Brennkraftmaschine 4 aufzuheizen. Da Abwärme der Brennkraftmaschine 4 zwischengespeichert wird, die sonst ungenutzt bleiben würde, wird der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs 2 nicht erhöht.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Kraftfahrzeug
    4
    Brennkraftmaschine
    6
    Abgasrückführung
    8
    Steuergerät
    10
    Wasserpumpe
    12
    Thermostat
    14
    Kühler
    16
    Luftreinigungseinrichtung
    18
    Luftfilter
    20
    Luftventil
    22
    Luft-Bypass
    24
    Einlassluft-Wärmetauscher
    26
    AGR-Ventil
    28
    Wärmespeicher
    30
    Hilfswasserpumpe
    32
    Kühlmittelkontrollventil
    34
    Wärmespeicherkontrollventil
    36
    Kühler-Bypass
    38
    Drosselstelle
    40
    Zuführleitung
    42
    Entleerungsleitung
    44
    kühlmittelführende Verbindung
    46
    kühlmittelführende Verbindung
    AB
    Abgabemodus
    AU
    Aufwärmmodus
    SP
    Speichermodus
    ST
    Standardmodus
    W
    Wert
    S100
    Schritt
    S200
    Schritt
    S300
    Schritt
    S400
    Schritt
    S500
    Schritt

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (2) mit einer Brennkraftmaschine (4) mit einer Abgasrückführung (6), mit den Schritten in beliebiger Reihenfolge: (S300) Zuführen von Wärmeenergie der Brennkraftmaschine (4) zu einem Wärmespeicher (28), um die Wärmeenergie in dem Wärmespeicher (28) zwischenzuspeichern, und (S400) Zuführen der in dem Wärmespeicher (28) zwischengespeicherten Wärmeenergie zu einem Einlassluft-Wärmetauscher (24) der Brennkraftmaschine (4).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem weiteren Schritt (S500) Wärmeenergie der Brennkraftmaschine (4) unter Umgehung des Wärmespeichers (28) dem Einlassluft-Wärmetauscher (24) zugeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in einem weiteren Schritt (S200) keine Wärmeenergie dem Wärmespeicher (28) und dem Einlassluft-Wärmetauscher (24) zugeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei während des Schritts (S400) Zuführen von Wärmeenergie der Brennkraftmaschine (4) zu einem Wärmespeicher (28), um die Wärmeenergie in dem Wärmespeicher (28) zwischenzuspeichern, Kühlmittel durch einen Kühler-Bypass (36) an einem Kühler (14) der Brennkraftmaschine (4) vorbeigeführt wird.
  5. Computerprogrammprodukt, ausgebildet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
  6. Steuergerät (8) zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (2) mit einer Brennkraftmaschine (4) mit einer Abgasrückführung (6), dazu ausgebildet, ein Zuführen von Wärmeenergie der Brennkraftmaschine (4) zu einem Wärmespeicher (28), um die Wärmeenergie in dem Wärmespeicher (28) zwischenzuspeichern, zu bewirken, und ein Zuführen der in dem Wärmespeicher (28) zwischengespeicherten Wärmeenergie zu einem Einlassluft-Wärmetauscher (24) der Brennkraftmaschine (4) zu bewirken.
  7. Steuergerät (8) nach Anspruch 6, wobei das Steuergerät (8) dazu ausgebildet ist ein Zuführen von Schritt Wärmeenergie der Brennkraftmaschine (4) unter Umgehung des Wärmespeichers (28) dem Einlassluft-Wärmetauscher (24) zu bewirken.
  8. Steuergerät (8) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Steuergerät (8) dazu ausgebildet ist zu bewirken, dass keine Wärmeenergie dem Wärmespeicher (28) und dem Einlassluft-Wärmetauscher (24) zugeführt wird.
  9. Steuergerät (8) nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei das Steuergerät (8) dazu ausgebildet ist zu bewirken, dass beim Zuführen von Wärmeenergie der Brennkraftmaschine (4) zu einem Wärmespeicher (28), um die Wärmeenergie in dem Wärmespeicher (28) zwischenzuspeichern, Kühlmittel durch einen Kühler-Bypass (36) an einem Kühler (14) der Brennkraftmaschine (4) vorbeigeführt wird.
  10. Abgasrückführung (6) mit einem Steuergerät (8) nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
  11. Brennkraftmaschine (4) mit einer Abgasrückführung (6) nach Anspruch 10.
  12. Kraftfahrzeug (2) mit einer Brennkraftmaschine (4) nach Anspruch 11.
DE102018218883.1A 2018-11-06 2018-11-06 Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung Pending DE102018218883A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018218883.1A DE102018218883A1 (de) 2018-11-06 2018-11-06 Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung
US16/664,515 US11162460B2 (en) 2018-11-06 2019-10-25 Methods and systems for an engine with exhaust gas recirculation
CN201911068235.3A CN111140410A (zh) 2018-11-06 2019-11-05 用于使具有具备排气再循环的内燃发动机的机动车辆运转的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018218883.1A DE102018218883A1 (de) 2018-11-06 2018-11-06 Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018218883A1 true DE102018218883A1 (de) 2020-05-07

Family

ID=70460045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018218883.1A Pending DE102018218883A1 (de) 2018-11-06 2018-11-06 Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11162460B2 (de)
CN (1) CN111140410A (de)
DE (1) DE102018218883A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10982629B2 (en) * 2019-01-30 2021-04-20 Volvo Car Corporation Vehicle intake air heater

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6775451B2 (ja) * 2017-03-21 2020-10-28 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 ディーゼルエンジン
US11149697B2 (en) * 2019-01-30 2021-10-19 Volvo Car Corporation Vehicle exhaust gas recirculation system utilizing an intake air pre-heater

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2811376B1 (fr) 2000-07-06 2003-02-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de regulation thermique de l'air d'admission d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile
EP1188922B1 (de) * 2000-09-13 2012-05-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vorrichtung zu Steuerung des Warmlaufens einer Verbrennungsmaschine und Steuermethode dieses Warmlaufens
FR2899647B1 (fr) 2006-04-05 2011-09-16 Renault Sas Systeme et procede de controle de la temperature d'un moteur suralimente et comportant un radiateur d'air de suralimentation
JP6135256B2 (ja) * 2012-05-23 2017-05-31 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP6364895B2 (ja) 2014-04-02 2018-08-01 株式会社デンソー 内燃機関のegrシステム
US9657831B2 (en) 2014-06-11 2017-05-23 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for improving hybrid vehicle cooling
JP6288001B2 (ja) 2015-08-10 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US10794336B2 (en) 2016-04-14 2020-10-06 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an exhaust gas recirculation cooler
US10041451B2 (en) * 2016-05-23 2018-08-07 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for controlling air flow paths in an engine
US9957876B2 (en) * 2016-05-23 2018-05-01 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for controlling air flow paths in an engine
US10054070B2 (en) * 2016-09-08 2018-08-21 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for diagnosing sensors by utilizing an evaporative emissions system
US10323587B2 (en) * 2016-11-02 2019-06-18 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas recirculation and heat recovery
US10330033B2 (en) 2016-12-01 2019-06-25 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust heat recovery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10982629B2 (en) * 2019-01-30 2021-04-20 Volvo Car Corporation Vehicle intake air heater

Also Published As

Publication number Publication date
CN111140410A (zh) 2020-05-12
US11162460B2 (en) 2021-11-02
US20200141366A1 (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009015656B4 (de) Modulare Abgasrückführungsanlage, Motorsystem und Verfahren zum Kühlen eines Abgasrückführungsgasstroms
DE102011084782B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
EP1076169B1 (de) Vorrichtung zur Befeuchtung der Einlassluft von Brennkraftmaschinen mit Turbolader
DE102017101468A1 (de) Verfahren und system zur abgaswärmerückgewinnung
DE102015216420B4 (de) Kühlanordnung zur Ladeluftkühlung
EP2108807B1 (de) Abgasrückführsystem für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102012223808B4 (de) Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung und Abgasrückführung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102018218883A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung
DE102019206448B4 (de) Motorsystem
DE102017101519A1 (de) Verfahren und System zur Abgaswärmerückgewinnung
DE102017100479A1 (de) Kondensatmanagementsystem für einen abgaskühler und wärmerückgewinnungsvorrichtung
DE102008046938A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschinenanordnung
EP2212540B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur rückführung von abgas eines verbrennungsmotors
EP1843033B1 (de) Abgasanlage einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit Abgasrückführung
EP1727976B1 (de) Brennkraftmaschine mit befeuchtungseinrichtung und wärmetauscher
DE102007019089A1 (de) Abgaswärmetauscher, Abgaswärmetauschersystem, Brennkraftmotor und Verfahren zum Behandeln von Abgasen eines Brennkraftmotors
DE102008027883A1 (de) Vorrichtung zur Abgasrückführung an einer Brennkraftmaschine
DE102008008492B4 (de) Verfahren zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoranordnung
DE102019206450B4 (de) Motorsystem
DE102017123916B4 (de) Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit Katalysator
DE102009051027B4 (de) Antriebsaggregat mit einer Dieselbrennkraftmaschine und Abgasrückführung sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsaggregats
DE102019219293B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführung und mit einer Split Cooling Einrichtung
DE102019219292B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführung
DE102019219424A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Niederdruck-Abgasrückführung
DE102008048133A1 (de) Vorrichtung zur Abgasführung für eine Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: MARKOWITZ, MARKUS, DR.-ING., DE