EP3290681B1 - Verfahren zum betrieb einer abgasrückführungseinrichtung - Google Patents

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EP3290681B1
EP3290681B1 EP17182711.6A EP17182711A EP3290681B1 EP 3290681 B1 EP3290681 B1 EP 3290681B1 EP 17182711 A EP17182711 A EP 17182711A EP 3290681 B1 EP3290681 B1 EP 3290681B1
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EP
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exhaust gas
quotient
bypass line
flow resistance
gas recirculation
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Dietmar Schröder
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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    • 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
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • 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
    • F02M26/49—Detecting, diagnosing or indicating an abnormal function of the EGR system
    • 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
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates

Definitions

  • the invention relates to a method for diagnosing and correcting a component scorching of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine for a motor vehicle.
  • the method is suitable for a diagnosis and correction of a component scorching of the exhaust gas recirculation device.
  • the cooling device or the exhaust gas recirculation device can thereby even clog.
  • a mass flow of recirculated exhaust gas can be reduced unintentionally and uncontrollably. This can reduce the effect of exhaust gas recirculation and / or lead to further power losses.
  • the desired reduction of nitrogen oxide emissions also no longer takes place.
  • a sooting of an exhaust gas recirculation device and in particular a sooting of cooling devices in exhaust gas recirculation devices should be detected.
  • a diagnosis of such a reduction of the recirculated mass flow is advantageous.
  • a method for operating an internal combustion engine in which a fluid in a first position of a bypass valve is passed through a first fluid line and in a second position of the bypass valve through a second fluid line.
  • a method and an apparatus for determining the mass flow of an exhaust gas recirculation are known.
  • a method for diagnosing an exhaust gas recirculation arrangement of an internal combustion engine is known.
  • a method and system for determining fouling of the exhaust gas recirculation cooler is known.
  • a method for the diagnosis and correction of a component scorching of an exhaust gas recirculation device is to be presented with which a sooting within the exhaust gas recirculation device can be diagnosed and compensated for particularly well.
  • the internal combustion engine may be suitable in particular for a motor vehicle.
  • the internal combustion engine preferably has combustion chambers in which fuel can be burned with air. After combustion, exhaust gas can be removed via an exhaust system.
  • the exhaust system preferably has at least one exhaust gas treatment component, for. B. a catalyst and / or a particulate filter for emission control.
  • the exhaust gas recirculation device connects an exhaust system of the internal combustion engine to an intake line of the internal combustion engine and is configured to recirculate exhaust gas in a targeted manner to the intake line of the internal combustion engine
  • the exhaust gas treatment device preferably has an exhaust gas turbocharger.
  • a turbocharger usually has a turbine that is driven with an exhaust gas flow in the exhaust treatment device. With this turbine, a compressor is driven in the intake area. This turbine compresses the air supplied to the internal combustion engine. In that case, one can distinguish between high pressure exhaust gas recirculation and low pressure exhaust gas recirculation.
  • high-pressure exhaust gas recirculation the exhaust gas is usually branched off upstream of the turbocharger and fed to the compressed air in the intake region downstream of the turbocharger.
  • the low-pressure exhaust gas recirculation exhaust gas is branched off downstream of the turbocharger and supplied to the not yet compressed air upstream of the turbocharger.
  • the exhaust gas recirculation device is branched and can optionally be connected to the intake line or the exhaust gas treatment device optionally upstream and / or downstream of the turbocharger.
  • the method described here is preferably used in high-pressure exhaust gas recirculation, but it can also be used for low-pressure exhaust gas recirculation or a mixed form.
  • the recirculated exhaust gas is preferably cooled via an exhaust gas cooler.
  • the exhaust gas recirculated via the exhaust gas recirculation device can flow through the exhaust gas cooler and parallel to the bypass line, wherein a cooling effect occurs only in the exhaust gas cooler and the recirculated exhaust gas passes through the bypass line without cooling.
  • the distribution of the flow to the exhaust gas cooler and the bypass line can be controlled via the bypass valve.
  • the bypass valve can preferably be adjusted continuously, so that any distribution of the exhaust gas flow to the exhaust gas cooler and the bypass line is possible.
  • the bypass valve only has exactly two positions: a first position, in which the entire exhaust gas flow is passed through the exhaust gas cooler and a second position, in which the entire exhaust gas flow is passed through the bypass line.
  • first position in which the entire exhaust gas flow is passed through the exhaust gas cooler
  • second position in which the entire exhaust gas flow is passed through the bypass line.
  • parallel flow is to be understood here in particular temporally.
  • the exhaust gas cooler and the bypass line can be flowed through in particular at the same time.
  • the steps a) to e) are preferably, but not necessarily, run through in the order given.
  • the current flow resistance of the exhaust gas cooler is preferably determined by comparing measured values recorded at at least two different points of the exhaust gas cooler (preferably in particular one at the beginning and one at the end of the exhaust gas cooler).
  • the measured values can be, for example, pressure readings, mass flow readings or similar measured values. From these measured values, a value for the current flow resistance is preferably calculated via a mathematical model.
  • the same applies to the current flow resistance of the bypass line which is preferably determined by comparing measured values recorded at at least two different points of the bypass line (preferably in particular one at the beginning and one at the end of the bypass line).
  • the same type of measurement is used for step a) and step c) (e.g., pressure measurements in both cases).
  • step a) determination of the flow resistance of the exhaust gas cooler
  • the bypass valve is adjusted so that the entire exhaust gas flow flows through the exhaust gas cooler.
  • step c) determination of the flow resistance of the bypass line
  • the bypass valve is adjusted so that the entire exhaust gas flow flows through the bypass line.
  • the first quotient is a measure of the sooting of the exhaust gas cooler.
  • the second quotient is a measure of the sooting of the bypass line.
  • the error message is triggered as soon as either the first quotient and / or the second quotient reach a respectively set limit value.
  • the term "reaching" means that a quantity which is initially smaller than a limit value becomes larger in such a way that it matches or even exceeds the limit value. Achieving also means that a size that is initially greater than a threshold will become smaller enough to match or even exceed the threshold.
  • the error message may, for example, be an electronically coded message which can be transmitted via an electrical signal and which is suitable for allowing interaction between an electronic system and a user thereof.
  • the error message from a computer for a user in the form of an image and / or text can be displayed.
  • the error message it is preferable for the error message to be processed by a control unit of the motor vehicle and possibly stored for later analysis. In a workshop, for example, by connecting an analyzer to the motor vehicle, the error message can be read.
  • the error message can be a targeted repair allows, ie z. B. that a too Versottetes component can be exchanged targeted.
  • a continuous comparison of the first quotient or of the second quotient with the corresponding limit value takes place.
  • This is preferably done by a computer software, for example in a control unit of the motor vehicle.
  • a function of a corresponding program preferably performs the comparison using a mathematical model, in particular separately for the exhaust gas cooler and the bypass line.
  • a parameter calculated from the first quotient and the second quotient is proposed here.
  • Such a parameter allows in particular a comparison of the sooting of the exhaust gas cooler and the bypass line to one another.
  • the first quotient is a measure of the sooting of the exhaust gas cooler. This formula is called the "first condition". The smaller the first quotient, the smaller the sooting of the exhaust gas cooler.
  • the first quotient of a new exhaust gas cooler ie, a reference exhaust gas cooler
  • the error message is preferably output.
  • the second quotient is a measure of the sooting of the bypass line. This is called a "second condition".
  • the second quotient for a new bypass line ie for a reference bypass line
  • the sooting of the bypass line can be expected to be much lower than the sooting of the exhaust gas cooler. In particular, it is preferably assumed that the bypass line does not mess up or at least not measurably.
  • the bypass line does not have a cooling tube or the like in which a heat exchange is to take place over a large surface, and which would be particularly susceptible to sooting. Furthermore, it is preferably assumed that other components, in particular the bypass valve, do not spoil. Should the second quotient nevertheless increase significantly, it is probable that there is a different error than the sooting of the bypass line. By appropriate selection of the second limit value, it can thus be achieved that the error message in step e) is triggered only if the component scorching of the bypass line is not diagnosed in an unrealistically high degree (ie, in particular erroneously). A reliable statement about the sooting of the exhaust gas cooler is then preferably considered not possible.
  • step e) is only triggered if both quotients (first quotient and second quotient) respectively reach the intended limit values (first limit value and second limit value). This combination can ensure that an error message is triggered only if both the sooting of the exhaust gas cooler is diagnosed as sufficiently pronounced, but at the same time the measured sooting of the bypass line moves in a realistic setting.
  • the error message is only triggered in step e) if the difference between the first quotient and the second quotient is greater than a third limit value: Q 1 - Q 2 > GW 3 .
  • the third limit being referred to as GW 3 .
  • This difference is an example of a parameter calculated from the first quotient and the second quotient. This difference is therefore a measure of the sooting of the exhaust gas cooler compared to sooting of the bypass line.
  • the comparison of the difference with a third limit value can be used so that no unjustified error message according to step e) is output.
  • the error message in step e) is triggered only if the three conditions are met simultaneously.
  • the various conditions mentioned are considered historically in order to decide whether an error message is issued or not. It is not necessary, for example, that all three conditions mentioned must be fulfilled simultaneously, so that an error message is issued. It is possible that an error message will only be issued if the first condition and the third condition are fulfilled at the same time. It is also possible that is stored in a memory, if the third condition was met once. If the first condition and the second condition are then fulfilled, an error message is output regardless of whether the third condition is currently fulfilled.
  • step a) in step a), the current flow resistance of the exhaust gas cooler from a pressure drop across the Determined exhaust gas cooler and determined in step c) the flow resistance of the bypass line from a pressure drop across the bypass line.
  • the pressure drop ⁇ P EGR valve above the exhaust gas recirculation valve is preferably calculated via the throttle equation, which depends in particular on the mass flow through the exhaust gas recirculation valve and the adjustment of the valve opening.
  • dVol EGR indicates the volume flow of recirculated exhaust gas.
  • the exhaust gas recirculation device has a volumetric flow meter with which the volume flow of the recirculated exhaust gas can be measured.
  • the exhaust gas recirculation device has a mass flow meter with which the mass flow of the recirculated exhaust gas can be measured. This can be used as an alternative to the volume flow for the determination of the flow resistance. However, any other determination of the volume flow is conceivable, for example a calculation or an estimate based on operating data of an internal combustion engine.
  • the reference flow resistance of the exhaust gas cooler and the reference flow resistance of the bypass line are preferably determined experimentally with a non-quenched exhaust gas cooler or a non-tripped bypass line (eg by series of measurements on an engine test bench). Alternatively or additionally, it is preferred that the reference flow resistances be calculated with a computer simulation.
  • the reference flow resistance of the exhaust gas cooler and the reference flow resistance of the bypass line are each defined as a characteristic map as a function of at least one operating point parameter of the internal combustion engine.
  • the reference flow resistance is a theoretical value suitable for carrying out the described method in the present context and may not match a physical flow resistance of the respective component.
  • the reference flow resistance of both the exhaust gas cooler and the bypass line may depend on operating point parameters of the internal combustion engine such as the speed, the power, the exhaust gas temperature, but also on the outside temperature or other factors. In order to make sense, as described, to be able to conclude the sooting of components, such dependencies are preferably taken into account. If, for example, the flow resistance due to an operating state of the internal combustion engine is particularly high, it is preferably not (inaccurately) concluded from this fact that the soot, for example, of the exhaust gas cooler is closed.
  • the reference flow resistance of the exhaust gas cooler and the reference flow resistance of the bypass line are stored in the form of the characteristic map in a memory and / or in a control unit of the motor vehicle.
  • a map is understood to mean the specification of a parameter as a function of at least one operating point parameter.
  • the method further includes the following step: f) changing an adjustment of an exhaust gas recirculation valve taking into account at least the first quotient, so that a change of a mass flow of recirculated exhaust gas is compensated due to an increase of the flow resistance of the exhaust gas cooler.
  • the exhaust gas recirculation valve (often referred to as an EGR valve) is preferably configured to adjust the amount of recirculated exhaust gas.
  • the amount of recirculated exhaust gas can be kept constant despite sooting.
  • the compensation preferably takes place in such a way that the specific value for the first quotient (preferably continuously) is passed to a control unit of the motor vehicle in which the compensating adjustment of the exhaust gas recirculation valve can be initiated by appropriate processing.
  • an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine for a motor vehicle, wherein the exhaust gas recirculation device has at least one exhaust gas cooler and a bypass line and a bypass valve, wherein the bypass valve is adapted to direct an adjustable part of an exhaust gas flow through the bypass line instead of through the exhaust gas cooler, and wherein the exhaust gas recirculation device is arranged to operate in accordance with a method as described.
  • Another aspect of the invention relates to a motor vehicle comprising at least one exhaust gas recirculation device as described.
  • the motor vehicle further comprises an engine control unit, in which program routines are deposited for carrying out the method.
  • the engine control unit is connected to perform the method to components of the exhaust gas recirculation device, in particular to a bypass valve and an exhaust gas recirculation valve and preferably also to pressure gauges for monitoring the flow resistance.
  • Fig. 1 shows a motor vehicle 1 of an internal combustion engine 16 having an intake passage 17 for the intake of air and an exhaust system 18 with at least one exhaust gas treatment component 3.
  • the motor vehicle further comprises an exhaust gas recirculation device 2.
  • an exhaust gas cooler 4 is integrated in the exhaust gas recirculation device 2.
  • a bypass line 5 is arranged in parallel. Via a bypass valve 7, the distribution of an exhaust gas flow through the exhaust gas cooler 4 and the bypass line 5 can be adjusted.
  • a first pressure gauge 8 is arranged in front of the exhaust gas cooler 4 and a second pressure gauge 9 behind it. These two pressure measuring devices 8, 9 are shown here only as an example.
  • the determination of flow resistances can also take place with pressure gauges arranged at other locations or with the aid of models, calculations, etc. Also shown are an exhaust gas recirculation valve 6 and a volumetric flow meter 10. In particular, the volumetric flow meter 10 may also be omitted. A volumetric flow determination can take place, for example, via a model suitable for this purpose, calculations from operating parameters or in a similar way.
  • the connecting lines between the components of the exhaust gas recirculation device 2 and the bypass line 5 are each shown only as dashes.
  • the exhaust gas cooler 4 is shown expanded so that it can be seen how a deposit 11 caused by sooting narrows the cross-section of the exhaust gas cooler 4.
  • Fig. 2 shows the pressure P within the exhaust gas recirculation device 2 Fig. 1 represented in arbitrary units (this is the abbreviation au) as a function along the direction x, which corresponds to the flow direction of the exhaust gas through the exhaust gas recirculation device, also shown in arbitrary units.
  • the pressure initially has the value P 1 measured by the first pressure measuring device 8. Proceeding further to the right, the pressure drops due to a pressure drop across the exhaust gas recirculation valve 6, then remains constant, then to the level of measured by the second pressure gauge 9 value P 2 due to a pressure drop across the exhaust gas cooler 4 and over the bypass line fall.
  • the pressure between the two pressure drops differs as follows: while the pressure in the exhaust gas cooler without sooting 12 is the lowest, the pressure in the gasifier 13 with sooting 13 is greatest. In the bypass line 5, the sooting plays a minor role. Therefore, the pressure in the by-pass bypass pipe 14 is only slightly less than the pressure in the soot-by-15 bypass pipe.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose und Korrektur einer Bauteilversottung einer Abgasrückführungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug. Das Verfahren ist für eine Diagnose und Korrektur einer Bauteilversottung der Abgasrückführungseinrichtung geeignet.
  • Es ist bekannt, von Verbrennungskraftmaschinen emittiertes Abgas zur Reduktion von Stickoxidemissionen rückzuführen. Das bedeutet, dass ein Teil des Abgases über eine Abgasrückführungseinrichtung erneut den Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. Dabei ist es ebenfalls bekannt, das rückgeführte Abgas zu kühlen. Dies ermöglicht insbesondere eine dichtere Beladung der Verbrennungskraftmaschine und erhöht die Leistung bzw. reduziert den durch die Abgasrückführung erzeugten Leistungsverlust. Zum Zweck der Kühlung werden üblicherweise Kühlvorrichtungen in die Abgasrückführungseinrichtung integriert. Es kommt allerdings regelmäßig vor, dass die Abgasrückführungseinrichtung und insbesondere die Kühlvorrichtungen darin versotten. Dabei meint versotten, dass Ablagerungen aus dem Abgas in der Abgasrückführungseinrichtung oder in der Kühlvorrichtung gebildet werden. Die Kühlvorrichtung oder die Abgasrückführungseinrichtung können dadurch sogar verstopfen. Durch eine daraus resultierende Reduzierung des Querschnitts kann ein Massenstrom an rückgeführtem Abgas ungewollt und unkontrolliert reduziert werden. Dies kann den Effekt der Abgasrückführung reduzieren und/oder zu weiteren Leistungsverlusten führen. Die gewünschte Reduktion von Stickoxidemissionen findet ebenfalls nicht mehr statt. Um solche Effekte zu erkennen, sollte eine Versottung einer Abgasrückführungseinrichtung und insbesondere eine Versottung von Kühlvorrichtungen in Abgasrückführungseinrichtungen erkannt werden. Insbesondere aufgrund gesetzlicher Vorgaben ist eine Diagnose einer derartigen Reduzierung des rückgeführten Massenstroms vorteilhaft.
  • Aus der DE 10 2007 050 299 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ein Fluid in einer ersten Stellung eines Bypassventils durch eine erste Fluidleitung und in einer zweiten Stellung des Bypassventils durch eine zweite Fluidleitung geleitet wird.
  • Aus der EP 2 009 267 A2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Massenstroms einer Abgasrückführung bekannt. Aus der DE 10 2008 041 804 A1 ist ein Verfahren zur Diagnose einer Abgasrückführungsanordnung eines Verbrennungsmotors bekannt. Aus der DE 10 2014 222 529 A1 sind ein Verfahren und ein System zum Bestimmen der Verschmutzung des Abgasrückführungskühlers bekannt.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten technischen Probleme zu lösen bzw. zumindest zu lindern. Es soll insbesondere ein Verfahren zur Diagnose und Korrektur einer Bauteilversottung einer Abgasrückführungseinrichtung vorgestellt werden, mit dem besonders gut eine Versottung innerhalb der Abgasrückführungseinrichtung diagnostiziert und ausgeglichen werden kann.
  • Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Diagnose und Korrektur einer Bauteilversottung einer Abgasrückführungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, wobei die Abgasrückführungseinrichtung zumindest einen Abgaskühler und eine Bypassleitung sowie ein Bypassventil aufweist, wobei das Bypassventil dazu eingerichtet ist, eine Abgasströmung zumindest teilweise durch den Abgaskühler oder durch die Bypassleitung zu lenken, und wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    1. a) Ermitteln eines aktuellen Strömungswiderstandes des Abgaskühlers,
    2. b) Ermitteln eines ersten Quotienten aus dem in Schritt a) ermittelten aktuellen Strömungswiderstand des Abgaskühlers und einem Referenzströmungswiderstand des Abgaskühlers, wobei der erste Quotient ein Maß für die Versottung des Abgaskühlers ist,
    3. c) Ermitteln eines aktuellen Strömungswiderstandes der Bypassleitung,
    4. d) Ermitteln eines zweiten Quotienten aus dem in Schritt c) ermittelten aktuellen Strömungswiderstand der Bypassleitung und einem Referenzströmungswiderstand der Bypassleitung, wobei der zweite Quotient ein Maß für die Versottung der Bypassleitung ist,
    5. e) Auslösen einer Fehlermeldung, wenn mindestens einer der folgenden Parameter einen Grenzwert erreicht:
      • der erste Quotient,
      • der zweite Quotient, oder
      • ein aus dem ersten Quotienten und dem zweiten Quotienten berechneter Parameter; und
    6. f) Verändern einer Einstellung eines Abgasrückführungsventils unter Berücksichtigung zumindest des ersten Quotienten, so dass eine Veränderung eines Massenstroms von rückgeführtem Abgas aufgrund einer Erhöhung des Strömungswiderstandes des Abgaskühlers ausgeglichen wird.
  • Die Verbrennungskraftmaschine kann insbesondere für ein Kraftfahrzeug geeignet sein. Die Verbrennungskraftmaschine weist vorzugsweise Brennräume auf, in denen Kraftstoff mit Luft verbrannt werden kann. Nach der Verbrennung kann Abgas über eine Abgasanlage abgeführt werden. Die Abgasanlage weist vorzugsweise mindestens eine Abgasbehandlungskomponente auf, z. B. einen Katalysator und/oder einen Partikelfilter zur Abgasreinigung. Die Abgasrückführungseinrichtung verbindet eine Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine mit einer Ansaugleitung der Verbrennungskraftmaschine und ist dazu eingerichtet, Abgas zielgerichtet zur Ansaugleitung der Verbrennungskraftmaschine rückzuführen
  • Die Abgasbehandlungseinrichtung weist bevorzugt einen Abgasturbolader auf. Ein Turbolader hat üblicherweise eine Turbine, die mit einer Abgasströmung in der Abgasbehandlungseinrichtung angetrieben wird. Mit dieser Turbine wird ein Verdichter in dem Ansaugbereich angetrieben. Diese Turbine verdichtet die der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Luft. In dem Fall kann man unterscheiden zwischen Hochdruckabgasrückführung und Niederdruckabgasrückführung. Bei der Hochdruckabgasrückführung wird üblicherweise das Abgas stromaufwärts des Turboladers abgezweigt und im Ansaugbereich stromabwärts des Turboladers der verdichteten Luft zugeführt. Bei der Niederdruckabgasrückführung wird Abgas stromabwärts des Turboladers abgezweigt und stromaufwärts des Turboladers der noch nicht verdichteten Luft zugeführt. Es sind auch Mischformen und Kombinationen von Hochdruckabgasrückführung und Niederdruckabgasrückführung bekannt. Bei solchen Mischformen ist die Abgasrückführungseinrichtung verzweigt und kann ggf. wahlweise stromaufwärts und/oder stromabwärts des Turboladers mit der Ansaugleitung bzw. der Abgasbehandlungseinrichtung verbunden werden. Das hier beschriebene Verfahren findet vorzugsweise bei einer Hochdruckabgasrückführung Anwendung, es kann aber auch für eine Niederdruckabgasrückführung oder eine Mischform eingesetzt werden.
  • Zur besonders effizienten Beladung der Verbrennungskraftmaschine mit Luft wird vorzugsweise das rückgeführte Abgas über einen Abgaskühler gekühlt. Zur Regulierung des Ausmaßes, mit dem gekühlt wird, existiert bevorzugt auch eine Bypassleitung. Vorzugsweise kann das über die Abgasrückführungseinrichtung rückgeführte Abgas den Abgaskühler und parallel die Bypassleitung durchströmen, wobei nur in dem Abgaskühler eine Kühlwirkung eintritt und das rückgeführte Abgas die Bypassleitung ungekühlt passiert. Die Aufteilung der Strömung auf den Abgaskühler und die Bypassleitung kann über das Bypassventil geregelt werden. Dabei kann das Bypassventil bevorzugt stufenlos eingestellt werden, so dass jede Verteilung der Abgasströmung auf den Abgaskühler und die Bypassleitung möglich ist. Alternativ ist es bevorzugt, dass das Bypassventil nur genau zwei Stellungen hat: eine erste Stellung, in der die gesamte Abgasströmung durch den Abgaskühler geleitet wird und eine zweite Stellung, in der die gesamte Abgasströmung durch die Bypassleitung geleitet wird. Die Bezeichnung "parallele Durchströmung" ist hier insbesondere zeitlich zu verstehen. Der Abgaskühler und die Bypassleitung sind insbesondere gleichzeitig durchströmbar.
  • Die Schritte a) bis e) werden bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen. In Schritt a) erfolgt das Ermitteln des aktuellen Strömungswiderstands des Abgaskühlers vorzugsweise durch Vergleich von an zumindest zwei verschiedenen Punkten des Abgaskühlers (vorzugsweise insbesondere einem am Anfang und einem am Ende des Abgaskühlers) aufgenommenen Messwerten. Bei den Messwerten kann es sich bspw. um Druckmesswerte, Massenstrommesswerte oder ähnliche Messwerte handeln. Aus diesen Messwerten wird vorzugsweise über ein mathematisches Modell ein Wert für den aktuellen Strömungswiderstand berechnet. Für Schritt c) gilt Entsprechendes für den aktuellen Strömungswiderstand der Bypassleitung, der vorzugsweise ermittelt wird durch Vergleich von an zumindest zwei verschiedenen Punkten der Bypassleitung (vorzugsweise insbesondere einem am Anfang und einem am Ende der Bypassleitung) aufgenommenen Messwerten. Vorzugsweise wird für Schritt a) und Schritt c) die gleiche Art von Messwert verwendet (z.B. in beiden Fällen Druckmesswerte).
  • Das Aufnehmen der für die Schritte a) und c) benötigten Messwerte erfolgt vorzugsweise über an den jeweiligen Stellen angeordnete Druckmessgeräte, bspw. Drucksensoren. Für die Durchführung von Schritt a) (Ermittlung des Strömungswiderstandes des Abgaskühlers) fließt vorzugsweise die gesamte Abgasströmung durch den Abgaskühler. Dazu wird das Bypassventil so eingestellt, dass die gesamte Abgasströmung durch den Abgaskühler strömt.
  • Für die Durchführung von Schritt c) (Ermittlung des Strömungswiderstandes der Bypassleitung) fließt vorzugsweise die gesamte Abgasströmung durch die Bypassleitung. Dazu wird das Bypassventil so eingestellt, dass die gesamte Abgasströmung durch die Bypassleitung strömt.
  • In Schritt b) wird der erste Quotient (Q 1) gebildet aus dem aktuellen Strömungswiderstand des Abgaskühlers (resFlowAGRK ) geteilt durch den Referenzströmungswiderstand des Abgaskühlers (resFlowAGRK REF ): Q 1 = resFlo w AGRK resFlo w AGRK REF .
    Figure imgb0001
  • In Schritt d) wird der zweite Quotient (Q 2) gebildet aus dem aktuellen Strömungswiderstand der Bypassleitung (resFlowBypass ) geteilt durch den Referenzströmungswiderstand der Bypassleitung (resFlowBypass REF ): Q 2 = resFlo w Bypass resFlo w Bypass REF .
    Figure imgb0002
  • Der erste Quotient ist ein Maß für die Versottung des Abgaskühlers. Der zweite Quotient ist ein Maß für die Versottung der Bypassleitung.
  • Verändert sich einer oder verändern sich beide dieser Größen in einem Maß, dass ein zuvor bestimmtes Höchstmaß an Versottung überschritten wird, kann dies an einer Versottung der entsprechenden Komponente (Abgaskühler oder Bypassleitung) liegen. Daher ist es vorteilhaft, wenn gemäß Schritt e) die Fehlermeldung ausgelöst wird, sobald entweder der erste Quotient und/oder der zweite Quotient einen jeweils gesetzten Grenzwert erreichen. Je nachdem wie der erste Quotient und der zweite Quotient gebildet werden kann unter dem Begriff "Erreichen" etwas Unterschiedliches verstanden werden. Der Begriff "Erreichen" meint beispielsweise, dass eine Größe, die zunächst kleiner als ein Grenzwert ist, derart größer wird, dass sie mit dem Grenzwert übereinstimmt bzw. sogar diesen übertrifft. Erreichen meint außerdem, dass eine Größe, die zunächst größer als ein Grenzwert ist, derart kleiner wird, dass sie mit dem Grenzwert übereinstimmt bzw. diesen sogar untertrifft.
  • Bei der Fehlermeldung kann es sich bspw. um eine elektronisch kodierte Meldung handeln, die über ein elektrisches Signal übertragen werden kann und die dazu geeignet ist, eine Interaktion zwischen einem elektronischen System und einem Nutzer desselben zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Fehlermeldung von einem Computer für einen Nutzer in Form eines Bildes und/oder Textes dargestellt werden. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Fehlermeldung von einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs verarbeitet und ggf. für spätere Analysen gespeichert wird. In einer Werkstatt kann beispielsweise durch Anschließen eines Analysegeräts an das Kraftfahrzeug die Fehlermeldung ausgelesen werden. Durch die Fehlermeldung kann eine gezielte Reparatur ermöglicht werden, das heißt z. B., dass ein zu stark versottetes Bauteil gezielt ausgetauscht werden kann.
  • Vorzugsweise findet für Schritt e) ein kontinuierlicher Vergleich des ersten Quotienten bzw. des zweiten Quotienten mit dem entsprechenden Grenzwert statt. Dies geschieht vorzugsweise durch eine Computersoftware, beispielsweise in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs. Eine Funktion eines entsprechenden Programms führt vorzugsweise den Vergleich unter Verwendung eines mathematischen Modells durch, insbesondere getrennt für den Abgaskühler und die Bypassleitung.
  • Als weitere Größe, welche im Rahmen von Schritt e) mit einem Grenzwert verglichen wird, wird hier ein aus dem ersten Quotienten und dem zweiten Quotienten berechneter Parameter vorgeschlagen. Ein solcher Parameter ermöglicht insbesondere einen Vergleich der Versottung vom Abgaskühler und der Bypassleitung zueinander. Für den Vergleich eines solchen berechneten Parameters mit einem Grenzwert und die Kriterien wann ein solcher berechneter Parameter einen Grenzwert "erreicht", gelten die weiter oben im Zusammenhang mit dem ersten Quotienten und dem zweiten Quotienten gegebenen Erläuterungen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt e) die Fehlermeldung nur ausgelöst, wenn der erste Quotient größer als ein erster Grenzwert ist: Q 1 = resFlo w AGRK resFlo w AGRK REF > GW 1 ,
    Figure imgb0003
     wobei der erste Grenzwert mit GW 1 bezeichnet wurde. Der erste Quotient ist ein Maß für die Versottung des Abgaskühlers. Diese Formel wird als "erste Bedingung" bezeichnet. Je kleiner der erste Quotient ist, umso kleiner ist die Versottung des Abgaskühlers. Vorzugsweise ist der erste Quotient an einem neuen Abgaskühler (d.h. bei einem Referenzabgaskühler) genau 1. Sobald eine Versottung des Abgaskühlers eintritt, ist mit einem Anstieg des ersten Quotienten zu rechnen. Wird ein Wert des ersten Quotienten erreicht, der einem nicht mehr akzeptablen Versottungsgrad des Abgaskühlers entspricht (dies ist vorzugsweise der erste Grenzwert), wird vorzugsweise die Fehlermeldung ausgegeben.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt e) die Fehlermeldung nur ausgelöst, wenn der zweite Quotient kleiner als ein zweiter Grenzwert ist: Q 2 = resFlo w Bypass resFlo w Bypass REF < GW 2 ,
    Figure imgb0004
     wobei der zweite Grenzwert mit GW 2 bezeichnet wurde. Der zweite Quotient ist ein Maß für die Versottung der Bypassleitung. Dies wird als "zweite Bedingung" bezeichnet. Vorzugsweise ist der zweite Quotient bei einer neuen Bypassleitung (d.h. bei einer Referenzbypassleitung) genau 1. Konstruktionsbedingt kann die Versottung der Bypassleitung als sehr viel geringer als die Versottung des Abgaskühlers erwartet werden. Insbesondere wird vorzugsweise angenommen, dass die Bypassleitung nicht oder zumindest nicht messbar versottet. Die Bypassleitung weist kein Kühlrohr oder ähnliches auf, in dem über eine große Oberfläche ein Wärmeaustausch stattfinden soll, und das besonders anfällig für eine Versottung wäre. Weiterhin wird vorzugsweise angenommen, dass weitere Bauteile, insbesondere das Bypassventil, nicht versotten. Sollte der zweite Quotient dennoch signifikant ansteigen, ist es wahrscheinlich, dass ein anderer Fehler vorliegt als die Versottung der Bypassleitung. Durch entsprechende Wahl des zweiten Grenzwerts kann damit erreicht werden, dass die Fehlermeldung in Schritt e) nur ausgelöst wird, wenn die Bauteilversottung der Bypassleitung nicht in unrealistisch hohem Maße (d.h. insbesondere fälschlicherweise) diagnostiziert wird. Eine verlässliche Aussage über die Versottung des Abgaskühlers wird dann vorzugsweise als nicht möglich betrachtet.
  • Es ist bevorzugt, dass die Fehlermeldung in Schritt e) nur ausgelöst wird, wenn beide Quotienten (erster Quotient und zweiter Quotient) jeweils die vorgesehenen Grenzwerte (erster Grenzwert und zweiter Grenzwert) erreichen. Durch diese Kombination kann sichergestellt werden, dass eine Fehlermeldung nur ausgelöst wird, wenn sowohl die Versottung des Abgaskühlers als hinreichend stark ausgeprägt diagnostiziert wird, gleichzeitig aber die gemessene Versottung der Bypassleitung sich in einem realistischen Rahmen bewegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt e) die Fehlermeldung nur ausgelöst, wenn die Differenz des ersten Quotienten und des zweiten Quotienten größer als ein dritter Grenzwert ist: Q 1 − Q 2 > GW 3 ,
    Figure imgb0005
     wobei der dritte Grenzwert als GW 3 bezeichnet wurde. Dies wird als "dritte Bedingung" bezeichnet. Diese Differenz ist ein Beispiel für einen aus dem ersten Quotienten und dem zweiten Quotienten berechneten Parameter. Diese Differenz ist folglich ein Maß für die Versottung des Abgaskühlers im Vergleich zur Versottung der Bypassleitung. Der Vergleich der Differenz mit einem dritten Grenzwert kann dazu genutzt werden, dass keine ungerechtfertigte Fehlermeldung gemäß Schritt e) ausgegeben wird. Vorzugsweise wird die Fehlermeldung in Schritt e) nur ausgelöst, wenn die drei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind.
  • Außerdem ist möglich, dass die verschiedenen genannten Bedingungen historisch betrachtet werden, um zu entscheiden, ob eine Fehlermeldung ausgegeben wird, oder nicht. Es ist beispielsweise nicht notwendig, dass alle drei genannten Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein müssen, damit eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Es ist möglich, dass eine Fehlermeldung nur ausgegeben wird, wenn die erste Bedingung und die dritte Bedingung gleichzeitig erfüllt sind. Außerdem ist möglich, dass in einem Speicher abgelegt wird, ob die dritte Bedingung einmal erfüllt war. Wenn dann die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind, wird unabhängig davon, ob die dritte Bedingung aktuell erfüllt ist, eine Fehlermeldung ausgegeben.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt a) der aktuelle Strömungswiderstand des Abgaskühlers aus einem Druckabfall über dem Abgaskühler ermittelt und in Schritt c) der Strömungswiderstand der Bypassleitung aus einem Druckabfall über der Bypassleitung ermittelt.
  • Der Druckabfall über dem Abgaskühler (ΔPAGRK ) wird vorzugsweise berechnet aus einem am Anfang des Abgaskühlers gemessenen ersten Druck P 1 und einem am Ende des Abgaskühlers gemessenen zweiten Drucks P 2 und einem Druckabfall ΔPAGR-Ventil über dem Abgasrückführungsventil: ΔP AGRK = P 1 − P 2 − ΔP AGR − Ventil .
    Figure imgb0006
  • Der Druckabfall ΔPAGR-Ventil über dem Abgasrückführungsventil wird vorzugsweise über die Drosselgleichung berechnet, welche insbesondere von dem Massenstrom durch das Abgasrückführungsventil und der Einstellung der Ventilöffnung abhängt. Der Strömungswiderstand des Abgaskühlers ist dann definiert als: resFlo w AGRK = ΔP AGRK dVo l EGR ,
    Figure imgb0007
     wobei dVolEGR den Volumenstrom des rückgeführten Abgases angibt. Vorzugsweise weist die Abgasrückführungseinrichtung ein Volumenstrommessgerät auf, mit dem der Volumenstrom des rückgeführten Abgases gemessen werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Abgasrückführungseinrichtung ein Massenstrommessgerät aufweist, mit dem der Massenstrom des rückgeführten Abgases gemessen werden kann. Dieser kann als Alternative des Volumenstroms für die Bestimmung des Strömungswiderstandes verwendet werden. Es ist aber auch jede andere Ermittlung des Volumenstroms denkbar, beispielsweise eine Berechnung oder eine Schätzung basierend auf Betriebsdaten einer Verbrennungskraftmaschine.
  • Analog für die Berechnung des Strömungswiderstandes des Abgaskühlers gilt für den Strömungswiderstand der Bypassleitung, dass dieser mit dem Druckabfall über der Bypassleitung (ΔPBypass ) bestimmt werden kann: resFlo w Bypass = ΔP Bypass dVo l EGR .
    Figure imgb0008
  • Der Referenzströmungswiderstand des Abgaskühlers und der Referenzströmungswiderstand der Bypassleitung werden vorzugsweise mit einem nicht versotteten Abgaskühler bzw. einer nicht versotteten Bypassleitung experimentell ermittelt (z.B. durch Messreihen an einem Motorenprüfstand). Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Referenzströmungswiderstände mit einer Computersimulation berechnet werden. Für den Referenzströmungswiderstand gilt analog zu Gleichungen (7) und (8): resFlo w AGRK REF = ΔP AGRK REF dVo l EGR ,
    Figure imgb0009
     resFlo w Bypass REF = ΔP Bypass REF dVo l EGR
    Figure imgb0010
     wobei ΔPAGRK REF der Druckabfall über dem Abgaskühler ohne Versottung und ΔPBYPASS REF der Druckabfall über der Bypassleitung ohne Versottung ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sind der Referenzströmungswiderstand des Abgaskühlers und der Referenzströmungswiderstand der Bypassleitung jeweils als Kennfeld in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine definiert.
  • Der Referenzströmungswiderstand ist ein theoretischer Wert, der für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens im vorliegenden Kontext geeignet ist und gegebenenfalls nicht mit einem physikalischen Strömungswiderstand der jeweiligen Komponente übereinstimmt. Der Referenzströmungswiderstand sowohl des Abgaskühlers als auch der Bypassleitung kann von Betriebspunktparametern der Verbrennungskraftmaschine wie bspw. der Drehzahl, der Leistung, der Abgastemperatur, aber auch von der Außentemperatur oder weiteren Faktoren abhängen. Um sinnvoll, wie beschrieben, auf die Versottung von Bauteilen schließen zu können, werden vorzugsweise derartige Abhängigkeiten berücksichtigt. Ist bspw. der Strömungswiderstand aufgrund eines Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine besonders hoch, wird vorzugsweise aus dieser Tatsache nicht (fälschlicherweise) auf die Versottung beispielsweise des Abgaskühlers geschlossen.
  • Vorzugsweise sind der Referenzströmungswiderstand des Abgaskühlers und der Referenzströmungswiderstand der Bypassleitung in Form des Kennfelds in einem Speicher und/oder in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs gespeichert. Unter einem Kennfeld wird dabei die Angabe eines Parameters in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebspunktparameter verstanden.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin den folgenden Schritt:
    f) Verändern einer Einstellung eines Abgasrückführungsventils unter Berücksichtigung zumindest des ersten Quotienten, so dass eine Veränderung eines Massenstroms von rückgeführtem Abgas aufgrund einer Erhöhung des Strömungswiderstandes des Abgaskühlers ausgeglichen wird.
  • Das Abgasrückführungsventil (oft auch als AGR-Ventil bezeichnet) ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Menge an rückgeführtem Abgas einzustellen. Durch Schritt f) kann die Menge an rückgeführtem Abgas trotz Versottung konstant gehalten werden. Dadurch kann der vorteilhafte Effekt der Abgasrückführung unabhängig von der Versottung von Bauteilen erzielt werden. Der Ausgleich findet vorzugsweise derart statt, dass der bestimmte Wert für den ersten Quotienten (vorzugsweise kontinuierlich) an ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs geleitet wird, in dem durch entsprechende Verarbeitung die ausgleichende Einstellung des Abgasrückführungsventils initiiert werden kann.
  • Hier auch beschrieben werden soll eine Abgasrückführungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei die Abgasrückführungseinrichtung zumindest einen Abgaskühler und eine Bypassleitung sowie ein Bypassventil aufweist, wobei das Bypassventil dazu eingerichtet ist, einen einstellbaren Teil einer Abgasströmung anstatt durch den Abgaskühler durch die Bypassleitung zu lenken, und wobei die Abgasrückführungseinrichtung eingerichtet ist zum Betreib gemäß einem Verfahren wie beschrieben.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest eine Abgasrückführungseinrichtung wie beschrieben.
  • Bevorzugt umfasst das Kraftfahrzeug weiterhin ein Motorsteuergerät, in welchem Programmroutinen zur Durchführung des Verfahrens hinterlegt sind. Das Motorsteuergerät ist zur Durchführung des Verfahrens an Komponenten der Abgasrückführungseinrichtung angeschlossen, insbesondere an ein Bypassventil und ein Abgasrückführungsventil und bevorzugt auch an Druckmessgeräte zur Überwachung des Strömungswiderstandes.
  • Die weiter vorne beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens sind auf die beschriebene Abgasrückführungseinrichtung und das beschriebene Kraftfahrzeug anwendbar und übertragbar.
  • Die Erfindung und das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasrückführungseinrichtung,
    Fig. 2:
    einen Verlauf des Drucks entlang der Abgasrückführungseinrichtung aus Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 einer Verbrennungskraftmaschine 16 aufweisend eine Ansaugleitung 17 zum Ansaugen von Luft und einer Abgasanlage 18 mit mindestens einer Abgasbehandlungskomponente 3. Das Kraftfahrzeug weist weiter eine Abgasrückführungseinrichtung 2 auf. In der Abgasrückführungseinrichtung 2 ist ein Abgaskühler 4 integriert. Parallel dazu ist eine Bypassleitung 5 angeordnet. Über ein Bypassventil 7 kann die Verteilung einer Abgasströmung durch den Abgaskühler 4 und die Bypassleitung 5 eingestellt werden. Zum bestimmen von Strömungswiderständen ist ein erstes Druckmessgerät 8 vor dem Abgaskühler 4 und ein zweites Druckmessgerät 9 dahinter angeordnet. Diese beiden Druckmessgeräte 8, 9 sind hier nur beispielhaft gezeigt. Die Bestimmung von Strömungswiderständen kann ggf. auch mit an anderen Orten angeordneten Druckmessgeräten oder mit Hilfe von Modellen, Berechnungen etc. erfolgen. Weiterhin eingezeichnet sind ein Abgasrückführungsventil 6 und ein Volumenstrommessgerät 10. Insbesondere das Volumenstrommessgerät 10 kann auch entfallen. Eine Volumenstromermittlung kann beispielsweise über ein hierfür geeignetes Modell, Berechnungen aus Betriebsparametern oder auf Ähnlichem Wege erfolgen. Zur besseren Darstellbarkeit sind die Verbindungsleitungen zwischen den Komponenten der Abgasrückführungseinrichtung 2 und die Bypassleitung 5 jeweils nur als Striche dargestellt. Der Abgaskühler 4 ist hingegen ausgedehnt dargestellt, so dass zu erkennen ist, wie eine durch Versottung entstandene Ablagerung 11 den Querschnitt des Abgaskühlers 4 verengt.
  • Fig. 2 zeigt den Druck P innerhalb der Abgasrückführungseinrichtung 2 aus Fig. 1 dargestellt in beliebigen Einheiten (dafür steht die Abkürzung a.u.) als Funktion entlang der Richtung x, welche der Strömungsrichtung des Abgases durch die Abgasrückführungseinrichtung entspricht, ebenfalls in beliebigen Einheiten dargestellt. Beginnend auf der linken Seite des Diagramms weist der Druck zunächst den vom ersten Druckmessgerät 8 gemessenen Wert P 1 auf. Davon ausgehend weiter nach rechts fortschreitend fällt der Druck aufgrund eines Druckabfalls über dem Abgasrückführungsventil 6, bleibt dann konstant, um anschließend aufgrund eines Druckabfalls über dem Abgaskühler 4 bzw. über der Bypassleitung 5 auf das Niveau des von dem zweiten Druckmessgerät 9 gemessenen Werts P 2 zu fallen. Wie zu erkennen ist, unterscheidet sich der Druck zwischen den beiden Druckabfällen folgendermaßen: während der Druck im Abgaskühler ohne Versottung 12 am geringsten ist, ist der Druck im Abgaskühler mit Versottung 13 am größten. Bei der Bypassleitung 5 spielt die Versottung eine geringere Rolle. Daher ist der Druck in der Bypassleitung ohne Versottung 14 nur geringfügig kleiner als der Druck in der Bypassleitung mit Versottung 15.
    • Bezugszeichenliste
    1. 1 Kraftfahrzeug
    2. 2 Abgasrückführungseinrichtung
    3. 3 Abgasbehandlungskomponente
    4. 4 Abgaskühler
    5. 5 Bypassleitung
    6. 6 Abgasrückführungsventil
    7. 7 Bypassventil
    8. 8 erstes Druckmessgerät
    9. 9 zweites Druckmessgerät
    10. 10 Volumenstrommessgerät
    11. 11 Ablagerung
    12. 12 Druck im Abgaskühler ohne Versottung
    13. 13 Druck im Abgaskühler mit Versottung
    14. 14 Druck in der Bypassleitung ohne Versottung
    15. 15 Druck in der Bypassleitung mit Versottung
    16. 16 Verbrennungskraftmaschine
    17. 17 Ansaugleitung
    18. 18 Abgasanlage

Claims (8)

  1. Verfahren zur Diagnose und Korrektur einer Bauteilversottung einer Abgasrückführungseinrichtung (2) für eine Verbrennungskraftmaschine (16) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei die Abgasrückführungseinrichtung (2) zumindest einen Abgaskühler (4) und eine Bypassleitung (5) sowie ein Bypassventil (7) aufweist, wobei das Bypassventil (7) dazu eingerichtet ist, eine Abgasströmung zumindest teilweise durch den Abgaskühler (4) oder durch die Bypassleitung (5) zu lenken, und wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    a) Ermitteln eines aktuellen Strömungswiderstandes des Abgaskühlers (4),
    b) Ermitteln eines ersten Quotienten aus dem in Schritt a) ermittelten aktuellen Strömungswiderstand des Abgaskühlers (4) und einem Referenzströmungswiderstand des Abgaskühlers (4), wobei der erste Quotient ein Maß für die Versottung des Abgaskühlers (4) ist,
    c) Ermitteln eines aktuellen Strömungswiderstandes der Bypassleitung (5),
    d) Ermitteln eines zweiten Quotienten aus dem in Schritt c) ermittelten aktuellen Strömungswiderstand der Bypassleitung (5) und einem Referenzströmungswiderstand der Bypassleitung (5), wobei der zweite Quotient ein Maß für die Versottung der Bypassleitung (5) ist,
    e) Auslösen einer Fehlermeldung, wenn mindestens einer der folgenden Parameter einen Grenzwert erreicht:
    - der erste Quotient,
    - der zweite Quotient, oder
    - ein aus dem ersten Quotienten und dem zweiten Quotienten berechneter Parameter; und
    f) Verändern einer Einstellung eines Abgasrückführungsventils (6) unter Berücksichtigung zumindest des ersten Quotienten, so dass eine Veränderung eines Massenstroms von rückgeführtem Abgas aufgrund einer Erhöhung des Strömungswiderstandes des Abgaskühlers (4) ausgeglichen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt e) die Fehlermeldung nur ausgelöst wird, wenn der erste Quotient größer als ein erster Grenzwert ist.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Schritt e) die Fehlermeldung nur ausgelöst wird, wenn der zweite Quotient kleiner als ein zweiter Grenzwert ist.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Schritt e) die Fehlermeldung nur ausgelöst wird, wenn die Differenz des ersten Quotienten und des zweiten Quotienten größer als ein dritter Grenzwert ist.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Schritt a) der aktuelle Strömungswiderstand des Abgaskühlers (4) aus einem Druckabfall über dem Abgaskühler (4) ermittelt wird, und wobei in Schritt c) der aktuelle Strömungswiderstand der Bypassleitung (5) aus einem Druckabfall über der Bypassleitung (5) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Referenzströmungswiderstand des Abgaskühlers (4) und der Referenzströmungswiderstand der Bypassleitung (5) jeweils als Kennfeld in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine (16) definiert sind.
  7. Abgasrückführungseinrichtung (2) für eine Verbrennungskraftmaschine (16) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei die Abgasrückführungseinrichtung (2) zumindest einen Abgaskühler (4) und eine Bypassleitung (5) sowie ein Bypassventil (7) aufweist, wobei das Bypassventil (7) dazu eingerichtet ist, einen einstellbaren Teil einer Abgasströmung anstatt durch den Abgaskühler (4) durch die Bypassleitung (5) zu lenken, und wobei die Abgasrückführungseinrichtung (2) ein Steuergerät beinhaltet, welches alle Schritte gemäß einem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchführt.
  8. Kraftfahrzeug (1) umfassend zumindest eine Abgasrückführungseinrichtung (2) nach Anspruch 7.
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