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 PDFInfo
- 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
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 47
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 46
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
- F02M31/04—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
- F02M31/10—Apparatus 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
- F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/06—Low 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
- F02M31/04—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
- F02M31/042—Combustion air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
- F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
- F01P2011/205—Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
- F01P2060/02—Intercooler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/35—Arrangement 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
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving 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 in1 gezeigte Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung in einem Standardmodus. -
3 die in1 gezeigte Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung in einem Speichermodus. -
4 die in1 gezeigte Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung in einem Abgabemodus. -
5 die in1 gezeigte Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung in einem Aufwärmmodus. -
6 einen Verfahrensablauf des Betriebs der in den1 bis4 gezeigten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mit der Abgasrückführung. - Es wird zunächst auf
1 Bezug genommen. - Dargestellt ist eine Brennkraftmaschine
4 eines Kraftfahrzeugs2 , im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein PKW. - Die Brennkraftmaschine
4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein turboaufgeladener Dieselmotor. Abweichend von vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Brennkraftmaschine4 auch ein Ottomotor sein. - Der Brennkraftmaschine
4 ist eine Abgasrückführung6 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 Brennkraftmaschine4 abzweigt und vor einem Turboverdichter des Turboladers (nicht dargestellt) in einen Ladeluftstrom einspeist. - Zur Steuerung der Brennkraftmaschine
4 mit der Abgasrückführung6 ist ein Steuergerät8 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 der1 eine Wasserpumpe10 , ein Thermostat12 und ein Kühler14 dargestellt. Die Wasserpumpe10 wälzt das Kühlmittel um, wobei der Thermostat12 in Abhängigkeit von einer Kühlmitteltemperatur einen ersten Kühlmittelteilstrom durch den Kühler14 und einen zweiten Kühlmittelteilstrom an den Kühler14 vorbei lenkt. - Ferner ist eine Luftreinigungseinrichtung
16 der Brennkraftmaschine4 gezeigt. Die Luftreinigungseinrichtung16 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Strömungsrichtung der Ladeluft einen Luftfilter18 zum Reinigen der Ladeluft, ein Luftventil20 zum Leiten der gefilterten Ladeluft durch einen in Strömungsrichtung nachgeschalteten Einlassluft-Wärmetauscher24 oder durch einen Luft-Bypass22 an dem Einlassluft-Wärmetauscher24 auf. - Nach dem Verlassen des Einlassluft-Wärmetauschers
24 wird die gefilterte und temperierte Ladeluft in einem AGR-Ventil26 der Abgasrückführung6 mit rückgeführtem Abgas gemischt. - Des Weiteren ist der Brennkraftmaschine
4 bzw. der Abgasrückführung6 ein Wärmespeicher28 zum Zwischenspeichern von Wärmeenergie, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Abwärme der Brennkraftmaschine4 vorgesehen. - Eine Zuführleitung
40 stellt dabei eine kühlmittelführende Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine4 und dem Wärmespeicher28 her. Die Zuführleitung40 kann mittels eines Kühlmittelkontrollventils32 geöffnet und geschlossen werden, um dem Wärmespeicher28 bei Bedarf von der Brennkraftmaschine4 aufgeheiztes Kühlmittel zuzuführen, um so Wärmeenergie in dem Wärmespeicher28 zwischenzuspeichern. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweigt die Zuführleitung
40 stromab des Thermostaten12 ab, und zwar in einem als Kühler-Bypass36 zum Kühler14 ausgebildeten Leitungsabschnitt. Ferner zweigt die Zuführleitung40 in dem Kühler-Bypass36 stromauf einer Drosselstelle38 ab. - Von dem Kühlmittelkontrollventil
32 zweigt außerdem eine weitere kühlmittelführende Verbindung44 ab, mit der von der Brennkraftmaschine4 aufgeheiztes Kühlmittel dem Einlassluft-Wärmetauscher24 zugeführt werden kann. Somit weist das Kühlmittelkontrollventil32 im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Schaltstellungen auf, nämlich eine erste Schaltstellung, in der von der Brennkraftmaschine4 aufgeheiztes Kühlmittel dem Wärmespeicher28 zugeführt wird, und eine zweite Schaltstellung, in der von der Brennkraftmaschine4 aufgeheiztes Kühlmittel dem Einlassluft-Wärmetauscher24 zugeführt wird, sowie eine dritte Schaltstellung, in der weder dem Einlassluft-Wärmetauscher24 noch dem Wärmespeicher28 von der Brennkraftmaschine4 aufgeheiztes Kühlmittel zugeführt werden kann. - Eine Entleerungsleitung
42 erlaubt es, Kühlmittel aus dem Wärmespeicher28 in den Kühler-Bypass36 einzuspeisen. Hierzu kann die Entleerungsleitung42 mittels eines Wärmespeicherkontrollventils34s geöffnet und geschlossen werden, um dem Wärmespeicher28 bei Bedarf zu entleeren. - Ferner zweigt von dem Wärmespeicherkontrollventil
34 eine weitere kühlmittelführende Verbindung46 ab, die in die andere kühlmittelführende Verbindung44 mündet, und zwar stromab des Kühlmittelkontrollventils32 . So kann über die kühlmittelführende Verbindung46 warmes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher28 dem Einlassluft-Wärmetauscher24 zugeführt werden. Zur Unterstützung bzw. um eine Förderung des warmen Kühlmittels zu bewirken ist in der weiteren kühlmittelführenden Verbindung46 eine Hilfswasserpumpe30 vorgesehen. - Somit weist das Wärmespeicherkontrollventil
34 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Schaltstellungen auf, nämlich eine erste Schaltstellung, in der warmes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher28 in den Kühler-Bypass36 geleitet wird, und eine zweite Schaltstellung, in der warmes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher28 dem Einlassluft-Wärmetauscher24 zugeführt wird. - Im Betrieb steuert das Steuergerät
8 die Hilfswasserpumpe30 , das Kühlmittelkontrollventil32 und das Wärmespeicherkontrollventil34 an, um die Brennkraftmaschine4 bzw. die Abgasrückführung6 in einem Standardmodus, einem Speichermodus, einem Abgabemodus und einem Aufwärmmodus zu betreiben, was nun anhand der2 bis5 erläutert wird. -
2 zeigt einen Betrieb in dem Standardmodus. In dem Standardmodus hat das Steuergerät10 das Kühlmittelkontrollventil32 in seine dritte Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil34 in seine zweite Schaltstellung gebracht. Die Hilfswasserpumpe30 ist inaktiv. Von der Brennkraftmaschine4 strömt, je nach vorhandener Motortemperatur und der daraus resultierenden entsprechenden Thermoaststellung, aufgeheiztes Kühlmittel sowohl durch den Kühler14 als auch durch den Kühler-Bypass36 . - Jedoch wird weder der Wärmespeicher
28 mit von der Brennkraftmaschine4 aufgeheiztem Kühlmittel versorgt, noch der Einlassluft-Wärmetauscher24 . -
3 zeigt einen Betrieb in dem Speichermodus. In dem Speichermodus hat das Steuergerät10 das Kühlmittelkontrollventil32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil34 in seine erste Schaltstellung gebracht. Die Hilfswasserpumpe30 ist inaktiv. Von der Brennkraftmaschine4 strömt aufgeheiztes Kühlmittel im Vergleich zu dem Standardmodus in den Wärmespeicher28 . Ferner strömt erkaltetes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher28 in den Kühler-Bypass36 . Jedoch wird der Einlassluft-Wärmetauscher24 nicht mit aufgeheiztem Kühlmittel versorgt. -
4 zeigt einen Betrieb in dem Abgabemodus. In dem Abgabemodus hat das Steuergerät10 das Kühlmittelkontrollventil32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil34 in seine zweite Schaltstellung gebracht. Die Hilfswasserpumpe30 ist aktiv. Von der Brennkraftmaschine4 strömt mehr oder weniger aufgeheiztes Kühlmittel in dem Wärmespeicher28 . Ferner strömt warmes Kühlmittel aus dem Wärmespeicher zu dem Einlassluft-Wärmetauscher24 . -
5 zeigt einen Betrieb in dem Aufwärmmodus. In dem Aufwärmmodus hat das Steuergerät10 das Kühlmittelkontrollventil32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil34 in seine erste Schaltstellung gebracht. Die Hilfswasserpumpe30 ist inaktiv. Von der Brennkraftmaschine4 strömt aufgeheiztes Kühlmittel zu dem Einlassluft-Wärmetauscher24 . Jedoch strömt kein von der Brennkraftmaschine4 aufgeheiztes Kühlmittel in den Wärmespeicher28 . - Es wird nun unter zusätzlicher Bezugnahme auf
6 ein Verfahrensablauf zum Betrieb der in den1 bis5 gezeigten Brennkraftmaschine4 des Kraftfahrzeugs2 mit der Abgasrückführung6 erläutert. - Das Verfahren beginnt mit einem ersten Schritt
S100 . - In dem ersten Schritt
S100 liest das Steuergerät8 WerteW , z.B. repräsentativ für eine Motortemperatur, eine Umgebungstemperatur und einen Ladezustand des Wärmespeichers28 ein und bestimmt, ob die Brennkraftmaschine4 bzw. die Abgasrückführung6 in dem StandardmodusST , dem SpeichermodusSP , dem AbgabemodusAB und dem AufwärmmodusAU betrieben werden soll. - Wenn die Brennkraftmaschine
4 bzw. die Abgasrückführung6 in dem StandardmodusST betrieben werden soll steuert in einem weiteren SchrittS200 das Steuergerät8 das Kühlmittelkontrollventil32 in seine dritte Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil34 in seine zweite Schaltstellung Die Hilfswasserpumpe30 ist inaktiv. - Wenn die Brennkraftmaschine
4 bzw. die Abgasrückführung6 in dem SpeichermodusSP betrieben werden soll steuert in einem weiteren SchrittS300 das Steuergerät8 das Kühlmittelkontrollventil32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil34 in seine erste Schaltstellung. Die Hilfswasserpumpe30 ist inaktiv. - Wenn die Brennkraftmaschine
4 bzw. die Abgasrückführung6 in dem AbgabemodusAB betrieben werden soll steuert in einem weiteren SchrittS400 das Steuergerät8 das Kühlmittelkontrollventil32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil34 in seine zweite Schaltstellung. Die Hilfswasserpumpe30 ist aktiv. - Wenn die Brennkraftmaschine
4 bzw. die Abgasrückführung6 in dem AufwärmmodusAU betrieben werden soll steuert in einem weiteren SchrittS500 das Steuergerät8 das Kühlmittelkontrollventil32 in seine erste Schaltstellung und das Wärmespeicherkontrollventil34 in seine erste Schaltstellung. Die Hilfswasserpumpe30 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 Abgasrückführung6 weiter verbessert werden, da Abwärme der Brennkraftmaschine4 genutzt wird, um Ladeluft bei noch kalter Brennkraftmaschine4 aufzuheizen. Da Abwärme der Brennkraftmaschine4 zwischengespeichert wird, die sonst ungenutzt bleiben würde, wird der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs2 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)
- 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).
- 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. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , wobei in einem weiteren Schritt (S200) keine Wärmeenergie dem Wärmespeicher (28) und dem Einlassluft-Wärmetauscher (24) zugeführt wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 ,2 oder3 , 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. - Computerprogrammprodukt, ausgebildet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis4 . - 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.
- 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. - Steuergerät (8) nach
Anspruch 6 oder7 , wobei das Steuergerät (8) dazu ausgebildet ist zu bewirken, dass keine Wärmeenergie dem Wärmespeicher (28) und dem Einlassluft-Wärmetauscher (24) zugeführt wird. - Steuergerät (8) nach
Anspruch 6 ,7 oder8 , 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. - Abgasrückführung (6) mit einem Steuergerät (8) nach einem der
Ansprüche 6 bis9 . - Brennkraftmaschine (4) mit einer Abgasrückführung (6) nach
Anspruch 10 . - Kraftfahrzeug (2) mit einer Brennkraftmaschine (4) nach
Anspruch 11 .
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)
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)
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)
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 |
-
2018
- 2018-11-06 DE DE102018218883.1A patent/DE102018218883A1/de active Pending
-
2019
- 2019-10-25 US US16/664,515 patent/US11162460B2/en active Active
- 2019-11-05 CN CN201911068235.3A patent/CN111140410A/zh active Pending
Cited By (1)
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 |