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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regeneration eines AGR-Kühlers eines AGR-Systems eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Regeneration eines AGR-Kühlers eines AGR-Systems eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor.
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Aus dem Stand der Technik sind so genannte Abgasrückführungssysteme mit Abgasrückführungsventilen und Abgasrückführungskühlern zur Kühlung von rückgeführtem Abgas für Verbrennungsmotoren bekannt. Der Begriff Abgasrückführung wird im Folgenden mit AGR abgekürzt.
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Aus der
DE 10 2009 046 016 A1 ist ein AGR-System eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader, der eine Turbine und einen Kompressor enthält, bekannt. Das AGR-System umfasst ein AGR-Ventil zum selektiven Umleiten eines Teils eines Abgases durch einen AGR-Kanal zu einer Ansaugseite des Verbrennungsmotors und einen in dem AGR-Kanal angeordneten AGR-Kühler, wobei der AGR-Kühler eine Abgasseite und eine Ansaugseite aufweist. Weiterhin umfasst das AGR-System ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem mit einem Druckluftkanal, wobei das Ansaugdruckluftzufuhrsystem konfiguriert ist, einen Teil einer von dem Turbolader komprimierten Ansaugdruckluft selektiv durch den AGR-Kühler umzuleiten, um in dem AGR-Kühler abgeschiedene Rußpartikel zu entfernen.
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Die
DE 10 2009 028 932 A1 beschreibt ein Verbrennungsmotor-AGR-System und ein Verfahren zum Betrieb desselben. Das Verbrennungsmotor-AGR-System umfasst einen AGR-Kühler zum Kühlen von Abgas, wenn dieses einen AGR-Weg zu einem Lufteinlass durchläuft, ein AGR-Ventil, das als Reaktion auf ein von einem Prozessor erzeugtes AGR-Ventilpositionssignal dahingehend arbeitet, eine Menge des dem AGR-Kühler zugeführten Abgases zu steuern. In dem Verfahren erfolgt ein Erzeugen des AGR-Ventilpositionssignals gemäß einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Motorabgas-NOx-Niveau und einem voreingestellten NOx-Niveau. Dabei werden eine Menge an Abgas und eine Menge von dem AGR-Kühler zugeführten Kühlmittel verringert, wenn der Prozessor bestimmt, dass die AGR-Kühlereffizienz unter einem vorbestimmten Niveau liegt. Das vom Prozessor erzeugte AGR-Ventilpositionssignal und ein AGR-Ventilkühlmittelventilpositionssignal führen zu einer Regeneration innerhalb des AGR-Kühlers, wobei diese Regeneration in dem AGR-Kühler angesammelten überschüssigen Ruß verbrennt, welcher eine Effizienz des AGR-Kühlers reduziert.
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Aus der
DE 10 2013 209 005 A1 ist ein Verfahren zum Überwachen eines AGR-Wärmetauschers für eine Brennkraftmaschine bekannt. Das Verfahren umfasst ein Überwachen einer AGR-Gas-Einlasstemperatur zu dem AGR-Wärmetauscher, einer AGR-Gas-Auslasstemperatur von dem AGR-Wärmetauscher, einer Kühlmitteltemperatur und eines AGR-Massendurchsatzes durch den AGR-Wärmetauscher für einen vorliegenden Brennkraftmaschinen-Betriebspunkt. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer tatsächlichen thermischen Wirksamkeit des AGR-Wärmetauschers für den vorliegenden Brennkraftmaschinen-Betriebspunkt beruhend auf der AGR-Gas-Einlasstemperatur zu dem AGR-Wärmetauscher, der AGR-Gas-Auslasstemperatur von dem AGR-Wärmetauscher, der Kühlmitteltemperatur und dem AGR-Massendurchsatz durch den AGR-Wärmetauscher. Ferner umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer maximalen thermischen Wirksamkeit des AGR-Wärmetauschers für den vorliegenden Brennkraftmaschinen-Betriebspunkt und ein Regenerieren des AGR-Wärmetauschers, wenn sich die tatsächliche thermische Wirksamkeit für den vorliegenden Brennkraftmaschinen-Betriebspunkt von der maximalen thermischen Wirksamkeit unterscheidet. Die Regeneration wird durch Anheben einer Temperatur in dem AGR-Wärmetauscher durch Erwärmen des Abgases durchgeführt, um Ruß oder unverbrannten Kohlenwasserstoff durch Oxidation zu entfernen.
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Aus der
FR 2 885 178 A1 ist eine Reinigung eines AGR-Kühlers mit einer Rückführung in eine Abgasleitung nach einem Turbolader bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Regeneration eines AGR-Kühlers eines AGR-Systems eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Vorrichtung zur Regeneration eines AGR-Kühlers eines AGR-Systems eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor umfasst erfindungsgemäß eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, während der Regeneration eine Temperatur eines den AGR-Kühler durchströmenden Abgases innerhalb des AGR-Kühlers auf einen Wert oberhalb einer Normal-Betriebstemperatur zu erhöhen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Servicemodul, welches in einer ersten Variante einen zwischen dem AGR-Kühler und einem Verbrennungsluft-Ansaugrohr des Verbrennungsmotors in einer AGR-Leitung anordbaren Service-AGR-Kühler umfasst. In einer zweiten Variante umfasst das Servicemodul einen zwischen dem AGR-Kühler und dem Verbrennungsluft-Ansaugrohr in der AGR-Leitung anordbaren Service-AGR-Kühler und einen diesem vorgeschalteten Service-Katalysator, welcher zu einer Katalyse eines aus dem AGR-Kühler während der Regeneration austretenden Abgases ausgebildet ist. In einer dritten Variante umfasst das Servicemodul eine zwischen dem AGR-Kühler und dem Verbrennungsluft-Ansaugrohr in der AGR-Leitung angeordnete oder anordbare Unterbrechungseinheit, welche zu einer Unterbrechung der AGR-Leitung und zu einer Durchleitung des Abgases zu einem Abgasausgang der Unterbrechungseinheit ausgebildet ist. Weiterhin umfasst das Servicemodul in der dritten Variante eine eingangsseitig strömungstechnisch mit dem Abgasausgang der Unterbrechungseinheit gekoppelte oder koppelbare Verbindungseinheit, welche ausgangsseitig strömungstechnisch mit einer in eine Umgebung führenden Abgasleitung gekoppelt oder koppelbar ist.
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Das Verfahren zur Regeneration eines AGR-Kühlers eines AGR-Systems eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass in einer ersten Verfahrens-Variante während der Regeneration eine Temperatur eines den AGR-Kühler durchströmenden Abgases innerhalb des AGR-Kühlers anhand einer Einstellung von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors auf einen Wert oberhalb einer Normal-Betriebstemperatur erhöht wird und zwischen dem AGR-Kühler und einem Verbrennungsluft-Ansaugrohr des Verbrennungsmotors in einer AGR-Leitung ein Service-AGR-Kühler angeordnet und mittels des Service-AGR-Kühlers aus dem AGR-Kühler austretendes Abgas zumindest auf die Normal-Betriebstemperatur gekühlt wird. In einer zweiten Verfahrens-Variante wird während der Regeneration die Temperatur des den AGR-Kühler durchströmenden Abgases innerhalb des AGR-Kühlers anhand einer Deaktivierung einer Kühlfunktion des AGR-Kühlers auf einen Wert oberhalb einer Normal-Betriebstemperatur erhöht und zwischen dem AGR-Kühler und dem Verbrennungsluft-Ansaugrohr wird in der AGR-Leitung ein Service-AGR-Kühler angeordnet. Mittels des Service-AGR-Kühlers wird aus dem AGR-Kühler austretendes Abgas zumindest auf die Normal-Betriebstemperatur gekühlt. In einer dritten Verfahrens-Variante wird während der Regeneration die Temperatur des den AGR-Kühler durchströmenden Abgases innerhalb des AGR-Kühlers anhand einer Deaktivierung einer Kühlfunktion des AGR-Kühlers auf einen Wert oberhalb einer Normal-Betriebstemperatur erhöht. Zwischen dem AGR-Kühler und dem Verbrennungsluft-Ansaugrohr wird in der dritten Variante weiterhin in der AGR-Leitung eine Unterbrechungseinheit angeordnet, mittels welcher die AGR-Leitung unterbrochen wird und aus dem AGR-Kühler austretendes Abgas zu einem Abgasausgang der Unterbrechungseinheit durchgeleitet. Weiterhin wird in der dritten Variante eine Verbindungseinheit strömungstechnisch eingangsseitig mit dem Abgasausgang der Unterbrechungseinheit und ausgangsseitig mit einer in eine Umgebung führenden Abgasleitung gekoppelt und das aus dem AGR-Kühler austretende Abgas wird über die Abgasleitung in die Umgebung abgeführt.
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Bei Verbrennungsmotoren mit einem Abgasrückführsystem ist ein AGR-Kühler zur Absenkung einer Temperatur von rückgeführtem Abgas vorgesehen. Derartige AGR-Kühler versotten durch Ablagerung von Rußpartikeln und höhersiedenden Kohlenwasserstoffen an ihrer inneren Oberfläche, woraus eine Verringerung einer Kühlwirkung und ein Ansteigen eines Strömungswiderstands resultieren. Wird ein Fahrzeug vorwiegend in einem Temperaturregime betrieben, in welchem insbesondere abgelagerte höhersiedende Kohlenwasserstoffe nicht mehr aus dem AGR-Kühler ausgetragen werden können, versottet der AGR-Kühler zunehmend und gewünschte AGR-Raten können nicht mehr erreicht werden.
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Die Vorrichtung und das Verfahren ermöglichen eine Regeneration des AGR-Kühlers, insbesondere eine Verringerung einer Versottung desselben, das heißt eine Verringerung von Rußablagerungen und höhersiedenden Kohlenwasserstoffen innerhalb des AGR-Kühlers, im eingebauten Zustand des AGR-Kühlers. Somit sind keine aufwändige Demontage und Reinigung des AGR-Kühlers erforderlich, was insbesondere zu einer Zeit- und Kostenverringerung führt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch ein Blockschaltbild eines Ausschnitts eines AGR-Systems,
- 2 schematisch ein Blockschaltbild eines Ausschnitts eines AGR-Systems mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Regeneration eines AGR-Kühlers,
- 3 schematisch ein Blockschaltbild eines Ausschnitts eines AGR-Systems mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Regeneration eines AGR-Kühlers,
- 4 schematisch ein Blockschaltbild eines Ausschnitts eines AGR-Systems mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Regeneration eines AGR-Kühlers und
- 5 schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zur Regeneration eines AGR-Kühlers.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausschnitts eines möglichen Ausführungsbeispiels eines AGR-Systems 1 für einen nicht näher dargestellten Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug ist dabei ein Land- , Wasser- und/oder Luftfahrzeug. Das AGR-System 1 kann alternativ auch für Verbrennungsmotoren in anderen möglichen Anwendungen, beispielsweise Stationäranwendungen, vorgesehen sein.
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Das AGR-System 1 umfasst eine Abgasleitung 2, einen AGR-Kühler 3 und ein Verbrennungsluft-Ansaugrohr 4 des Verbrennungsmotors und eine AGR-Leitung 5.
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Der AGR-Kühler 3 ist zur Absenkung einer Temperatur von rückgeführtem Abgas A vorgesehen und von einem Temperiermedium, beispielsweise Kühlwasser, durchströmbar. Hierzu umfasst der AGR-Kühler 3 einen Temperiermedieneingang 3.1 und einen Temperiermedienausgang 3.2. Derartige AGR-Kühler 3 versotten durch Ablagerung von Rußpartikeln und höhersiedenden Kohlenwasserstoffen an ihrer inneren Oberfläche, woraus eine Verringerung einer Kühlwirkung und ein Ansteigen eines Strömungswiderstands resultieren. Wird ein Fahrzeug vorwiegend in einem Temperaturregime betrieben, in welchem insbesondere abgelagerte höhersiedende Kohlenwasserstoffe nicht mehr aus dem AGR-Kühler 3 ausgetragen werden können, versottet der AGR-Kühler 3 zunehmend und gewünschte AGR-Raten können nicht mehr erreicht werden.
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In 2 ist ein Blockschaltbild eines Ausschnitts des AGR-Systems 1 gemäß 1 mit einem möglichen ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 6 zur Regeneration des AGR-Kühlers 3 dargestellt. Während dieser Regeneration wird eine Versottung des AGR-Kühlers 3 durch Entfernung von an dessen innerer Oberfläche befindlichen Ablagerungen von Rußpartikeln und/oder höhersiedenden Kohlenwasserstoffen entfernt, das heißt eine Entsottung realisiert. Diese Regeneration erfolgt im eingebauten Zustand des AGR-Kühlers 3 im Fahrzeug.
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Die Vorrichtung 6 umfasst ein Servicemodul 7, welches einen im eingebauten Zustand des AGR-Kühlers 3 zwischen diesem und dem Verbrennungsluft-Ansaugrohr 4 in die AGR-Leitung 5 anordbaren Service-AGR-Kühler 7.1 umfasst. Der Service-AGR-Kühler 7.1 ist zur Kühlung des Abgases A ebenfalls von einem Temperiermedium, beispielsweise Kühlwasser, durchströmbar. Hierzu umfasst der Service-AGR-Kühler 7.1 einen Temperiermedieneingang 7.1.1 und einen Temperiermedienausgang 7.1.2.
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Zur Regeneration des AGR-Kühlers 3 wird während der Regeneration eine Temperatur des den AGR-Kühler 3 durchströmenden Abgases A innerhalb des AGR-Kühlers 3 auf einen Wert oberhalb einer Normal-Betriebstemperatur erhöht. Hierzu wird der AGR-Kühler 3 bei Aufrechterhaltung der Kühlung mit heißerem Abgas A durchströmt. Das Abgas A weist dabei beispielsweise eine Temperatur von mehr als 400 °C, beispielsweise mehr als 450 °C auf. Bei derartigen Temperaturen siedet ein wichtiger Teil der versottungsrelevanten höhersiedenden Kohlenwasserstoffe.
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Zur Einstellung der Temperatur des Abgases A innerhalb des AGR-Kühlers 3 ist eine nicht näher dargestellte Steuereinheit vorgesehen. Diese Einstellung wird insbesondere durch Veränderung von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors erreicht. Hierzu zählen beispielsweise höhere AGR-Raten bei hohen Lasten des Verbrennungsmotors, z. B. oberhalb von 15 bar effektivem Mitteldruck, und/oder eine Veränderung von Verbrennungsparametern, wie z. B. eine Spätverschiebung eines Beginns einer Haupt- und/oder Nacheinspritzung bei selbstzündenden Verbrennungsmotoren oder eines Zündwinkels bei fremdgezündeten Verbrennungsmotoren, eine Verstellung einer Einlass- und/oder Auslassnockenwelle und/oder eine Verstellung eines Ladungswechselventilhubs. Aufgrund dieser hohen Temperaturen des Abgases A wird zumindest ein Teil der Versottung innerhalb des AGR-Kühlers 3 gelöst und aus diesem ausgetragen.
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Um das aus dem AGR-Kühler 3 austretende Abgas A weiter auf ein Temperaturniveau abzukühlen, mit welchem das Verbrennungsluft-Ansaugrohr 4 beaufschlagbar ist, erfolgt eine Kühlung des Abgases A in dem Service-AGR-Kühler 7. Weiterhin kann gegebenenfalls eine Ablagerung aus dem AGR-Kühler 3 während der Regeneration ausgetragener Substanzen erfolgen. Eine Temperiermedientemperatur im Service-AGR-Kühler 7 wird dabei möglichst niedrig gewählt, damit der größte Anteil der ausgetragenen Kohlenwasserstoffe dort kondensieren kann. Um innerhalb des Service-AGR-Kühlers 7.1 anfallendes Kondensat zu sammeln, umfasst der Service-AGR-Kühler 7.1 in einer möglichen Ausgestaltung eine so genannte Kondensatfalle. Somit wird vermieden, dass sich die Kohlenwasserstoffe im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors niederschlagen.
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Nach erfolgter Regeneration des AGR-Kühlers 3 wird das Servicemodul 7 demontiert und die AGR-Leitung 5 zwischen dem AGR-Kühler 3 und dem Verbrennungsluft-Ansaugrohr 4 wieder geschlossen. Zu diesem Zweck kann ein entsprechend zerstörungsfrei lösbares Verbindungelement vorgesehen sein.
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3 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausschnitts des AGR-Systems 1 gemäß 1 mit einem möglichen zweiten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 6 zur Regeneration des AGR-Kühlers 3.
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Im Unterschied zu dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 6 umfasst das Servicemodul 7 zusätzlich einen dem Service-AGR-Kühler 7.1 vorgeschalteten Service-Katalysator 7.2, mittels welchem eine Katalyse des aus dem AGR-Kühler 3 während der Regeneration austretenden Abgases A, insbesondere eine Oxidation von aus dem AGR-Kühler 3 während der Regeneration ausgetragenen Kohlenwasserstoffen, durchgeführt wird. Somit wird vermieden, dass sich die ausgetragenen Kohlenwasserstoffe im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors niederschlagen.
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In einer möglichen Ausgestaltung erfolgt dabei keine Kühlung des Abgases A in dem AGR-Kühler 3, um die Temperatur des Abgases innerhalb des AGR-Kühlers 3 auf den Wert oberhalb der Normal-Betriebstemperatur zu erhöhen. Dabei kann der AGR-Kühler 3 mit „normalem“ Abgas A durchströmt werden oder dessen Temperatur kann gemäß der Beschreibung zu 2 mittels der Steuereinheit durch Veränderung der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors schon vor Eintritt in den AGR-Kühler 3 erhöht werden. Beispielsweise werden zur Deaktivierung der Kühlfunktion des AGR-Kühlers 3 mit diesem während dessen Normalbetrieb gekoppelte Temperiermedienleitungen von diesem getrennt und mit dem Temperiermedieneingang 7.1.1 und dem Temperiermedienausgang 7.1.2 des Service-AGR-Kühlers 7.1 gekoppelt. Eine Temperiermedientemperatur im Service-AGR-Kühler 7 wird dabei möglichst niedrig gewählt, damit der größte Anteil der ausgetragenen, im Katalysator 7.2 noch nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffe dort kondensieren kann. Um innerhalb des Service-AGR-Kühlers 7.1 anfallendes Kondensat zu sammeln, umfasst der Service-AGR-Kühler 7.1 in einer möglichen Ausgestaltung eine so genannte Kondensatfalle. Auch somit kann vermieden werden, dass sich die Kohlenwasserstoffe im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors niederschlagen.
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Die Verwendung eines solchen Service-Katalysators 7.2 ist zusätzlich in dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 6 möglich.
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In 4 ist ein Blockschaltbild eines Ausschnitts des AGR-Systems 1 gemäß 1 mit einem möglichen dritten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 6 zur Regeneration des AGR-Kühlers 3 dargestellt.
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Dabei umfasst das Servicemodul 7 eine zwischen dem AGR-Kühler 3 und dem Verbrennungsluft-Ansaugrohr 4 in der AGR-Leitung anordbare Unterbrechungseinheit 7.3, welche zu einer Unterbrechung der AGR-Leitung 5 ausgebildet ist. Die Unterbrechungseinheit 7.3 umfasst einen Abgasausgang 7.3.1 und ist zu einer Durchleitung des Abgases A von dem AGR-Kühler 3 zu diesem Abgasausgang 7.3.1 ausgebildet.
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Weiterhin umfasst das Servicemodul 7 eine eingangsseitig strömungstechnisch mit dem Abgasausgang 7.3.1 der Unterbrechungseinheit 7.3 gekoppelte oder koppelbare Verbindungseinheit 7.4, welche ausgangsseitig strömungstechnisch mit einer in eine Umgebung führenden Abgasleitung 8 koppelbar ist.
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In der Abgasleitung 8 ist in Strömungsrichtung des Abgases einer Koppelstelle mit der Verbindungseinheit 7.4 ein Strömungswiderstand 9, beispielsweise ein Rußpartikelfilter und/oder ein zur Abgasnachbehandlung ausgebildeter Katalysator, vorgeschaltet.
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Zur Regeneration des AGR-Kühlers 3 wird während der Regeneration die Temperatur des den AGR-Kühler 3 durchströmenden Abgases A innerhalb des AGR-Kühlers 3 auf den Wert oberhalb der Normal-Betriebstemperatur erhöht. Hierzu wird der AGR-Kühler 3 analog zur Beschreibung zu 2 bei Aufrechterhaltung der Kühlung mit heißerem Abgas A durchströmt. Alternativ erfolgt die Erhöhung der Temperatur des Abgases innerhalb des AGR-Kühlers 3 analog zur Beschreibung zu 3 bei deaktivierter Kühlung des AGR-Kühlers 3.
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Das Abgas A wird gemeinsam mit den während der Regeneration aus dem AGR-Kühler 3 ausgetragenen Substanzen in die Abgasleitung 8 geführt.
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5 zeigt einen Ablauf eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Regeneration eines AGR-Kühlers 3 mittels einer Vorrichtung 6, welche beispielsweise gemäß einem der in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele ausgebildet ist.
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Nach einem Start des Verfahrens erfolgt in einem Verfahrensschritt S1 die Ermittlung einer Versottung des AGR-Kühlers 3. Diese Erkennung erfolgt anhand eines Versottungsmodells VM. Dieses Versottungsmodell VM ist beispielsweise in einem Steuergerät hinterlegt, welches anhand von Eingangsdaten einen Aufbau einer Ablagerungsschicht an der inneren Oberfläche des AGR-Kühlers 3 berechnet. Die Eingangsdaten umfassen dabei Temperaturen und Masseströme des Abgases und des Temperiermediums sowie eine prognostizierte Abgaszusammensetzung.
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Durch die Ablagerungsschicht ergibt sich eine Verringerung eines freien Strömungsquerschnitts und daraus folgend ein erhöhter Druckverlust. Somit kann die Erkennung alternativ oder zusätzlich auch anhand einer Abschätzung X der Ablagerungsschicht anhand des Druckverlusts im AGR-Kühler 3 und/oder einer resultierenden AGR-Rate bei einer bekannten Stellung eines AGR-Ventils erfolgen. Beispielsweise erfolgt hierbei bei einem Abgleich der Stellung des AGR-Ventils mit der AGR-Rate ein Vergleich mit Werten, welche bei freiem AGR-Kühler 3 vorliegen. Ist beispielsweise für eine AGR-Rate von 45 % in einem bestimmten Betriebspunkt bei freiem bzw. sauberem AGR-Kühler 3 eine AGR-Ventilöffnung von 30 % erforderlich, muss das AGR-Ventil bei versottetem AGR-Kühler 3 beispielsweise zu 80 % geöffnet werden, um die gleiche AGR-Rate einzustellen. Bei noch stärker versottetem AGR-Kühler 3 ist es möglich, dass die AGR-Rate von 45 % selbst bei voll geöffnetem AGR-Ventil nicht mehr ohne weiteres erreicht wird.
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Wurde die Versottung ermittelt, wird in einer Verzweigung V1 überprüft, ob ein Entsottungsbedarf, das heißt ein Bedarf zur Entfernung der Ablagerungen aus dem AGR-Kühler 3 besteht. Ein möglicher zulässiger Wert für eine Versottung liegt beispielsweise bei einer simulierten Querschnittsverringerung 50 % infolge der Versottung oder bei Verdopplung des simulierten Druckverlusts über dem AGR-Kühler 3, z. B. 100 hPa anstelle 50 hPa in einem bestimmten Betriebspunkt. Der Entsottungsbedarf kann auch dann erkannt werden, wenn eine festgelegte Mindest-AGR-Rate bei einer vorgegeben Stellung des AGR-Ventil unterschritten wird.
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Wird kein Entsottungsbedarf erkannt (dargestellt durch einen Nein-Zweig N1), wird erneut der Verfahrensschritt S1 durchgeführt.
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Wird dagegen ein Entsottungsbedarf erkannt (dargestellt durch einen Ja-Zweig J1), erfolgen bzw. erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt S2 die Montage der Vorrichtung 6 und/oder der Einbau des Servicemoduls 7, welches gemäß einem der in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele ausgebildet ist. Weiterhin erfolgt in diesem Verfahrensschritt S2 ein Start von Entsottungsfunktionalitäten EF mittels der Steuereinheit, insbesondere der Heizmaßnahmen des Abgases A zur Erhöhung der Temperatur desselben innerhalb des AGR-Kühlers 3. Beispielsweise werden die hierfür erforderlichen Betriebsparameter des Verbrennungsmotors innerhalb einer Motorsteuerungssoftware aktiviert. Zusätzlich wird ein Entsottungsmodell EM initialisiert.
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Anschließend erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt S3 ein Betrieb des Verbrennungsmotors mit Entsottungswirkung für den AGR-Kühler 3, wobei die Entsottungsfunktionalitäten, beispielsweise die Heizmaßnahmen des Abgases A zur Erhöhung der Temperatur desselben innerhalb des AGR-Kühlers 3, in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors durchgeführt werden.
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Anschließend erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt S4 eine Ermittlung eines Entsottungszustands analog zur Ermittlung der Versottung anhand des Entsottungsmodells EM und/oder anhand der bereits beschriebenen Abschätzung X der Ablagerungsschicht anhand des Druckverlusts im AGR-Kühler 3 und/oder einer resultierenden AGR-Rate bei der bekannten Stellung des AGR-Ventils.
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In einer anschließenden Verzweigung V2 wird ermittelt, ob die durchgeführte Entsottung ausreichend ist. Dies erfolgt beispielsweise durch Vergleich der AGR-Rate mit einer vorgegebenen Mindest-AGR-Rate oder durch Ermittlung einer Mindestentsottung anhand des Entsottungsmodells EM. Auf eine vollständige Entsottung wird beispielsweise dann geschlossen, wenn anhand des Entsottungsmodells EM eine Ablagerungsschichtdicke im AGR-Kühler 3 gleich Null ist oder einem anderem vorgebbaren Grenzwert, wie z. B. 1 mm, entspricht. Alternativ oder zusätzlich wird dann auf eine vollständige Entsottung geschlossen, wenn der Abgleich der Stellung des AGR-Ventils mit der AGR-Rate ein bestimmtes Verhältnis erreicht. Dies ist gemäß dem oben beschriebenen Beispiel beispielsweise dann der Fall, wenn die gewünschte AGR-Rate von z. B. 45 % wieder mit der bei sauberen oder neuen AGR-Kühler 3 erforderlichen Stellung des AGR-Ventils von z. B. 30 %, gegebenenfalls zuzüglich einer Toleranz, erreicht wird.
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Ist die Entsottung nicht ausreichend (dargestellt durch einen Nein-Zweig N2), werden die Verfahrensschritte S3, S4 weiter ausgeführt.
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Ist die Entsottung dagegen ausreichend (dargestellt durch einen Ja-Zweig J2), erfolgen in einem weiteren Verfahrensschritt S5 eine Deaktivierung der Entsottungsfunktionalitäten EF sowie ein Ausbau des Servicemoduls 7 und/oder eine Demontage der Vorrichtung 6.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- AGR-System
- 2
- Abgasleitung
- 3
- AGR-Kühler
- 3.1
- Temperiermedieneingang
- 3.2
- Temperiermedienausgang
- 4
- Verbrennungsluft-Ansaugrohr
- 5
- AGR-Leitung
- 6
- Vorrichtung
- 7
- Servicemodul
- 7.1
- Service-AGR-Kühler
- 7.1.1
- Temperiermedieneingang
- 7.1.2
- Temperiermedienausgang
- 7.2
- Service-Katalysator
- 7.3
- Unterbrechungseinheit
- 7.3.1
- Abgasausgang
- 7.4
- Verbindungseinheit
- 8
- Abgasleitung
- 9
- Strömungswiderstand
- A
- Abgas
- EF
- Entsottungsfunktionalität
- EM
- Entsottungsmodell
- J1, J2
- Ja-Zweig
- N1, N2
- Nein-Zweig
- S1 bis S5
- Verfahrensschritt
- VM
- Versottungsmodell
- V1, V2
- Verzweigung
- X
- Abschätzung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009046016 A1 [0004]
- DE 102009028932 A1 [0005]
- DE 102013209005 A1 [0006]
- FR 2885178 A1 [0007]
