DE102014007943A1

DE102014007943A1 - Reduzieren einer Kondensation in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Abgasrückführsystem

Info

Publication number: DE102014007943A1
Application number: DE102014007943.0A
Authority: DE
Inventors: Lutz Kilian Cloos
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-05-24
Filing date: 2014-05-24
Publication date: 2015-11-26
Also published as: CN105089827A; US20150337746A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren einer Kondensation in einer Brennkraftmaschine (1–8) eines Kraftfahrzeugs, die ein Abgasrückführsystem (7, 8) zum Rückführen von Abgas der Brennkraftmaschine (1–8) aufweist, mit den Schritten: – Ermitteln (S40, S50) eines Wertes (xA) eines Feuchtigkeitsparameters (x); und – Steuern (S80) der Abgasrückführung in Abhängigkeit von diesem Wert (xA).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren einer Kondensation in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Abgasrückführsystem sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit der Vorrichtung und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.
Abgas aus einer Brennkraftmaschine enthält zum einen Wasser, mit dem Frischluft, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird, bereits beladen ist. Durch die Verbrennung von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine wird das Abgas zusätzlich mit Wasser beladen.
Wird das mit dem Wasser beladene Abgas durch ein Abgasrückführsystem teilweise rückgeführt und mit Frischluft zu einem Gemisch vermischt, das der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt wird, kann es zu einer unerwünschten Kondensation dieses Wassers kommen, insbesondere an einem von dem Gemisch durchströmten Ladeluftkühler eines Abgasturboladers, da dort die Temperatur des Gemisches besonders niedrig ist.
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 7, 13 und 14 stellen eine Vorrichtung und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug mit der Vorrichtung unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Reduzieren einer Kondensation in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, die ein Abgasrückführsystem zum Rückführen von Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, die Schritte:

– Ermitteln eines Wertes eines Feuchtigkeitsparameters; und
– Steuern der Abgasrückführung in Abhängigkeit von diesem Wert.

Unter einem Steuern wird vorliegend zur kompakteren Darstellung insbesondere auch ein Regeln verstanden. Der Wert kann insbesondere ein aktueller, während des Betriebs der Brennkraftmaschine ermittelter Wert sein. Gleichermaßen kann der Wert, wie nachfolgend näher erläutert, auch vorab, insbesondere auf Basis eines Modells einer Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine, ermittelt, insbesondere abgeschätzt werden.
Durch die Steuerung, insbesondere Regelung, der Abgasrückführung in Abhängigkeit von einem Wert eines Feuchtigkeitsparameters kann in einer Ausführung eine unerwünschte Kondensation von Wasser in der Brennkraftmaschine reduziert, insbesondere vermieden, werden. So kann beispielsweise in einer einfachen Ausführung eine Abgasrückführung reduziert, insbesondere unterbrochen, werden, wenn der Wert einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, proportional zu dem Wert reduziert werden oder dergleichen. In einer Ausführung wird entsprechend die Abgasrückführung in Abhängigkeit von dem Wert des Feuchtigkeitsparameters derart bzw. so gesteuert, insbesondere geregelt, dass eine unerwünschte Kondensation von Wasser in der Brennkraftmaschine reduziert, insbesondere vermieden wird.
In einer Ausführung hängt der Feuchtigkeitsparameter von einer spezifischen Feuchte bzw. Feuchtigkeit ab, die das Verhältnis einer Masse von Wasser, die sich in einer Masse feuchten Fluids befindet, zu der Masse feuchten Fluids angibt, insbesondere kann der Feuchtigkeitsparameter eine solche spezifische Feuchte bzw. Feuchtigkeit sein. Vorteilhafterweise ist ein solcher Feuchtigkeitsparameter unabhängig von einem Massenstrom. In einer anderen Ausführung kann der Feuchtigkeitsparameter beispielsweise auch die absolute Feuchte bzw. Feuchtigkeit bzw. die Masse von Wasser, die sich in einer Masse feuchten Fluids befindet, oder dergleichen angeben.
In einer Ausführung umfasst das Verfahren die Schritte:

– Ermitteln eines ersten Wertes des Feuchtigkeitsparameters für das Abgas bzw. des Abgases;
– Ermitteln eines zweiten Wertes des Feuchtigkeitsparameters für ein Gemisch bzw. eines Gemischs aus Frischluft und rückgeführtem Abgas zur Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine; und
– Steuern der Abgasrückführung in Abhängigkeit von diesem ersten und zweiten Wert.

Das Steuern, insbesondere Regeln, der Abgasrückführung in Abhängigkeit von einem zweiten Wert des Feuchtigkeitsparameters des Gemischs erlaubt in einer Ausführung, eine Kondensation von Wasser in dem bzw. aus dem Gemisch zu reduzieren. Der zweite Wert kann insbesondere ein Wert sein, bei dem keine Kondensation auftritt. Er kann insbesondere in nachfolgend näher erläuterter Weise ermittelt werden.
Das Steuern, insbesondere Regeln, der Abgasrückführung in Abhängigkeit von einem ersten Wert des Feuchtigkeitsparameters des Abgases erlaubt in einer Ausführung eine einfache Bestimmung des ersten Wertes, insbesondere durch Messen in einer Abgasleitung von einem Auslass einer Brennkammer der Brennkraftmaschine zu dem Abgasrückführsystem oder in einer Abgasleitung des Abgasrückführsystems zu einer Frischluftleitung der Brennkraftmaschine, oder durch eine nachfolgend erläuterte Abschätzung.
In einer Ausführung wird die Abgasrückführung in Abhängigkeit von einem Quotienten zwischen dem zweiten Wert des Feuchtigkeitsparameters des Gemischs und dem ersten Wert des Feuchtigkeitsparameters des Abgases gesteuert, insbesondere geregelt. So kann beispielsweise in einer einfachen Ausführung eine Abgasrückführung proportional zu diesem Quotienten reduziert werden.
In einer Ausführung umfasst das Verfahren den Schritt, einen dritten Wert des Feuchtigkeitsparameters für zugeführte Frischluft bzw. von zugeführter Frischluft zu ermitteln. Dazu werden in einer Weiterbildung die Temperatur T_L, der Druck p_L und die relativer Feuchte φ_L der Frischluft gemessen und der Sättigungsdampfdruck der Frischluft p_s,L berechnet, insbesondere gemäß der Magnus-Formel
mit dem dritten Wert bzw. Sättigungsdampfdruck zugeführter Frischluft p_s,L in hPa und der Konstanten K₁, die zwischen 0,6 und 0,62 hPa liegt, insbesondere 0,6112 hPa beträgt, der Konstanten K₂, die zwischen 17 und 18 liegt, insbesondere 17,62 beträgt, und der Konstanten K₃, die zwischen 240°C und 245°C liegt, insbesondere 243,12°C beträgt, wobei die Temperatur T₁ der Frischluft in °C ist.
Hieraus kann in einer Ausführung vorteilhaft der dritte Wert des Feuchtigkeitsparameters, insbesondere also eine spezifische Feuchte zugeführter Frischluft, ermittelt werden, insbesondere gemäß der Formel
mit dem dritten Wert bzw. der spezifischen Feuchte zugeführter Frischluft x_L, der relativen Feuchte bzw. dem Sättigungsverhältnis φ_L der Frischluft und der Konstanten K₄, die zwischen 600 und 640 liegt, insbesondere 622 beträgt, wobei die spezifische Feuchte und die relative Feuchte bzw. das Sättigungsverhältnis zwischen 0 und 1 liegen. Hierdurch kann vorteilhaft die Beladung von Abgas bzw. Gemisch durch Wasser aus der Frischluft bei dem Vergleich zwischen zweitem und erstem Wert des Feuchtigkeitsparameters berücksichtigt bzw. eliminiert werden.
In einer Ausführung umfasst das Verfahren die Schritte:

– Messen von Temperatur T_G und Druck p_G des Gemischs aus Frischluft und rückgeführtem Abgas zur Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine, insbesondere an einer kühlen Stelle der Brennkraftmaschine, insbesondere einem Ladeluftkühler eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine, insbesondere vor, an oder nach einem Ausgang des Ladeluftkühlers; und
– Ermitteln des zweiten Werts des Feuchtigkeitsparameters des Gemischs in Abhängigkeit von Temperatur und Druck des Gemischs und dem dritten Wert, insbesondere gemäß der Formel
mit dem zweiten Wert x_G, der Konstanten K₄, die zwischen 600 und 640 liegt, insbesondere 622 beträgt, der Konstanten K₅, die zwischen 0,8 und 1,0 liegt, insbesondere 1,0 beträgt, dem dritten Wert x_L und dem Sättigungsdampfdruck des Gemischs p_s,G. Dieser wird in einer Ausführung gemäß der Magnus-Formel berechnet:
mit dem Sättigungsdampfdruck des Gemischs p_s,G in hPa und der Konstanten K₁, die zwischen 0,6 und 0,62 hPa liegt, insbesondere 0,6112 hPa beträgt, der Konstanten K₂, die zwischen 17 und 18 liegt, insbesondere 17,62 beträgt, und der Konstanten K₃, die zwischen 240°C und 245°C liegt, insbesondere 243,12°C beträgt, wobei die Temperatur T_G des Gemischs in °C ist.

In einer Ausführung umfasst das Verfahren die Schritte:

– Messen oder Abschätzen, insbesondere auf Basis eines Modells der Verbrennung bzw. einer Verbrennungsrechnung, von einem vierten Wert des Feuchtigkeitsparameters für das Abgas bzw. des Abgases; und
– Ermitteln des ersten Wertes in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen diesem vierten Wert und dem dritten Wert.

In einer anderen Ausführung umfasst das Verfahren stattdessen den Schritt:

– Abschätzen des ersten Wertes, insbesondere auf Basis eines Modells der Verbrennung bzw. einer Verbrennungsrechnung.

Wie vorstehend erläutert, kann hierdurch die Beladung mit Wasser durch die Frischluft berücksichtigt bzw. eliminiert werden. Entsprechend hängt in einer Ausführung der vierte Wert des Feuchtigkeitsparameters des Abgases von der Masse an Wasser im Abgas ab bzw. gibt diese an, wohingegen der erste Wert des Feuchtigkeitsparameters des Abgases nur von der durch die Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine eingetragenen Masse an Wasser abhängt bzw. diese angibt. Entsprechend addieren sich in einer Ausführung der dritte Wert des Feuchtigkeitsparameters, der die von der Frischluft eingetragenen Masse an Wasser angibt, und der erste Wert des Feuchtigkeitsparameters des Abgases, der die durch die Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine eingetragenen Masse an Wasser angibt, zu dem vierten Wert des Feuchtigkeitsparameters, der die Summe dieser Massen angibt: x_E = x_L + x_A
Der vierte Wert des Feuchtigkeitsparameters des Abgases kann in einer Ausführung gemessen werden, insbesondere in einer Abgasleitung des Abgasrückführsystems. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft der vierte Wert zuverlässig und/oder präzise ermittelt werden.
In einer anderen Ausführung wird der erste Wert x_L oder der vierte Wert x_E des Feuchtigkeitsparameters des Abgases, insbesondere auf Basis eines theoretischen Modells der Verbrennung bzw. durch eine Verbrennungsrechnung, abgeschätzt, insbesondere unter Zugrundelegung des stöchiometrischen Luftbedarfsemäß der Formel
für den ersten Wert bzw.
für den vierten Wert mit dem Molgewicht M_W = 18 von Wasser, dem Molgewicht M_L zwischen 28 und 29,5, insbesondere gleich 28,84 von Frischluft, dem Molgewicht M_K des Kraftstoffs, insbesondere M_K = 12·C + H + 16·O (6) und den Molzahlen H von Wasser, C von Kohlenstoff und 0 von Sauerstoff des Kraftstoffs. Für einen üblichen Kraftstoff kann die Molzahl H von Wasser beispielsweise zwischen 200 und 250 liegen, insbesondere gleich 215 sein, die Molzahl C von Kohlenstoff zwischen 100 und 150 liegen, insbesondere gleich 116 sein, und die Molzahl O von Sauerstoff zwischen 0 und 10 liegen, insbesondere gleich 2 sein.
In einer Ausführung umfasst das Verfahren die Schritte:

– Ermitteln einer zulässigen Größe der Abgasrückführung in Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten Wert des Feuchtigkeitsparameters, insbesondere einem Quotienten zwischen dem zweiten Wert des Feuchtigkeitsparameters des Gemischs und dem ersten Wert des Feuchtigkeitsparameters des Abgases, insbesondere proportional zu diesem Quotienten, insbesondere gemäß der Formel
– Vorgeben einer Soll-Größe der Abgasrückführung in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, insbesondere einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder einem Ladedruck eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine;
– Limitieren dieser Soll-Größe mit der zulässigen Größe; und
– Steuern der Abgasrückführung in Abhängigkeit von dieser limitierten Größe.

Man erkennt, dass in obiger Gleichung (7) der erste Wert x_A als Differenz zwischen dem vierten x_E und dritten Wert x_L des Feuchtigkeitsparameters ermittelt wird. Dies gestattet die einheitliche Behandlung von gemessenen und abgeschätzten Werten.
Die zulässige Größe und die Soll-Größe der Abgasrückführung hängen in einer Ausführung von einem Massen- oder Volumenstrom rückgeführten Abgases, insbesondere relativ zu einem Gesamtmassen- bzw. -volumenstrom von Abgas aus der Brennkraftmaschine ab, insbesondere können sie dieses Verhältnis, die sogenannte AGR-Rate, angeben. In einer Ausführung kann so vorteilhaft eine bestehende Abgasrückführregelung mit einer AGR-Rate als Regelgröße weiterverwendet werden. Gleichermaßen können die zulässige Größe und die Soll-Größe der Abgasrückführung auch von einer Stellgröße eines Stellglieds, insbesondere der Ventilstellung eines Stellventils des Abgasrückführsystems, abhängen, insbesondere diese angeben. In einer Ausführung kann so vorteilhaft direkt eine Stellgröße ermittelt und zum Steuern verwendet werden.
Ein Limitieren der Soll-Größe mit der zulässigen Größe umfasst in einer Ausführung das Vorgeben der Soll-Größe EGR_s als mit der zulässigen Größe limitierte Größe EGR, wenn bzw. solange die Soll-Größe die zulässige Größe nicht übersteigt, und ein Vorgeben der zulässigen Größe EGR_z als mit der zulässigen Größe limitierte Größe EGR, wenn bzw. solange zulässigen Größe die Soll-Größe übersteigt:
In einer Ausführung wird die Soll-Größe, insbesondere in an sich bekannter Weise, auf Basis eines vorgegebenen Kennfeldes vorgegeben. Hierdurch kann in einer Ausführung eine optimal an einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepasste Abgasrückführung vorgegeben werden.
Nach einem Aspekt der vorliegenden ist eine Vorrichtung zum Steuern einer Abgasrückführung durch ein Abgasrückführsystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Sie weist in einer Ausführung entsprechend ein Mittel zum Ermitteln eines Wertes eines Feuchtigkeitsparameters, ein Stellmittel, insbesondere ein Stellventil oder dergleichen, zum Steuern der Abgasrückführung, und ein Mittel zum Steuern des Stellmittels in Abhängigkeit von dem Wert des Feuchtigkeitsparameters auf.
In einer Ausführung weist die Vorrichtung ein Mittel zum Ermitteln des ersten Wertes des Feuchtigkeitsparameters des Abgases und ein Mittel zum Ermitteln des zweiten Wertes des Feuchtigkeitsparameters des Gemischs aus Frischluft und rückgeführtem Abgas zur Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine auf, wobei das Mittel zum Steuern des Stellmittels zum Steuern des Stellmittels in Abhängigkeit von diesem ersten und zweiten Wert eingerichtet ist.
In einer Ausführung weist die Vorrichtung ein Mittel zum Ermitteln des dritten Wertes des Feuchtigkeitsparameters von zugeführter Frischluft auf, insbesondere in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und relativer Feuchte der Frischluft. Entsprechend weist die Vorrichtung in einer Ausführung Mittel zum Messen von Temperatur, Druck und relativer Feuchte der Frischluft auf.
In einer Ausführung weist die Vorrichtung ein Mittel zum Messen von Temperatur und Druck des Gemischs, insbesondere an einem Ladeluftkühler eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine, auf, wobei das Mittel zum Ermitteln des zweiten Wertes des Gemischs dazu eingerichtet ist, den zweiten Wert in Abhängigkeit von Temperatur und Druck des Gemischs und dem dritten Wert zu ermitteln.
In einer Ausführung weist die Vorrichtung ein Mittel zum Messen oder Abschätzen des vierten Wertes des Feuchtigkeitsparameters des Abgases auf, wobei das Mittel zum Ermitteln des ersten Wertes dazu eingerichtet ist, den ersten Wert in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen diesem vierten Wert und dem dritten Wert zu ermitteln. In einer anderen Ausführung ist das Mittel zum Ermitteln des ersten Wertes dazu eingerichtet, den ersten Wert abzuschätzen, insbesondere, ohne dass die Vorrichtung ein Mittel zum Abschätzen eines vierten Wertes des Feuchtigkeitsparameters des Abgases aufweist.
In einer Ausführung weist die Vorrichtung ein Mittel zum Ermitteln einer zulässigen Größe der Abgasrückführung in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Wert des Feuchtigkeitsparameters, ein Mittel zum Vorgeben einer Soll-Größe der Abgasrückführung in Abhängigkeit von wenigstens einem Mittel zu einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, insbesondere einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder einem Ladedruck eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine, und ein Mittel zum Limitieren dieser Soll-Größe mit der zulässigen Größe auf, wobei das Mittel zum Steuern des Stellmittels dazu eingerichtet ist, das Stellmittel in Abhängigkeit von dieser limitierten Größe zu steuern.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere die Abgasrückführung steuern, insbesondere regeln kann.
Die Brennkraftmaschine ist in einer Ausführung ein Otto- oder Dieselmotor, insbesondere mit einem Abgasturbolader, insbesondere mit einem Ladeluftkühler. Das Abgasrückführsystem ist in einer Ausführung ein sogenanntes Niederdruck-Abgasrückführsystem mit einer Abgasleitung, die eine Abgaspassage stromabwärts nach einem Brennraum, insbesondere nach einer Turbine eines Abgasturboladers, der Brennkraftmaschine, mit einer Frischluftpassage stromaufwärts vor dem Brennraum, insbesondere vor einem Kompressor des Abgasturboladers, verbindet.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1 eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Abgasrückführsystem und einer Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
2 ein Verfahren nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Abgasrückführsystem und einer Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Die Brennkraftmaschine weist eine Frischluftpassage 1 zum Ansaugen von Umgebungs- als Frischluft, einen Kompressor 2 eines Abgasturboladers stromabwärts nach der Frischluftpassage 1, einen Ladeluftkühler 3 des Abgasturboladers stromabwärts nach dem Kompressor 2, einen Brennraum 4, eine Turbine 5 des Abgasturboladers stromabwärts nach dem Brennraum 4 sowie eine Abgaspassage 6 stromabwärts nach der Turbine 5 auf.
Das Abgasrückführsystem weist eine Abgasleitung 7 auf, die die Abgaspassage 6 stromabwärts nach der Turbine 5 des Abgasturboladers mit der Frischluftpassage 1 stromaufwärts vor dem Kompressor 2 des Abgasturboladers verbindet. In der Abgasleitung 7 ist ein Stellventil 8 angeordnet, welches von einer elektronischen Kontrolleinheit („Electronic Control Unit” ECU) 9 des Kraftfahrzeugs angesteuert wird, um eine Abgasrückführung von Abgas aus der Abgaspassage 6 in die Frischluftpassage 1 steuert.
Die Kontrolleinheit 9 ist signaltechnisch mit einem Sensormittel 10 zum Messen der Temperatur T_L, des Druckes p_L und der relativen Feuchte φ_L von Frischluft in der Frischluftpassage 1 sowie einem weiteren Sensormittel 11 zum Messen der Temperatur T_G und des Druckes p_G von Gemisch von Frischluft und rückgeführtem Abgas an einem Ausgang des Ladeluftkühlers 3 verbunden.
2 zeigt den Ablauf eines Verfahrens nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, das von der Vorrichtung 8–11 ausgeführt wird:
In einem Schritt S10 werden durch das Sensormittel 10 die Temperatur T_L, der Druck p_L und die relative Feuchte φ_L von Frischluft in der Frischluftpassage 1 sowie durch das weitere Sensormittel 11 die Temperatur T_G und der Druck p_G von Gemisch aus Frischluft und rückgeführtem Abgas an einem Ausgang des Ladeluftkühlers 3 gemessen und an die ECU 9 übermittelt.
Diese ermittelt in einem Schritt S20 zunächst aus der gemessenen Temperatur T_L gemäß obiger Gleichung (1) den Sättigungsdampfdruck zugeführter Frischluft p_s,L und hieraus und dem gemessenen Druck p_L und der gemessenen relativen Feuchte φ_L gemäß obiger Gleichung (2) die spezifische Feuchte zugeführter Frischluft x_L als dritten Wert eines Feuchtigkeitsparameters, der im Ausführungsbeispiel die spezifische Feuchte bzw. Feuchtigkeit
ist mit der Masse m_W des Wassers, die sich in einer bestimmten Masse m_F feuchten Fluids befindet und zwischen 0 und 1 liegt, wobei für trockenes Fluid x = 0 und für luftfreies Fluid bzw. flüssiges Wasser x = 1 ist.
In einem Schritt S30 ermittelt die ECU 9 zunächst aus der gemessenen Temperatur T_G gemäß obiger Gleichung (4) den Sättigungsdampfdruck des Gemischs p_s,G und hieraus und dem gemessenen Druck p_G gemäß obiger Gleichung (3) einen zweiten Wert x_G des Feuchtigkeitsparameters x des Gemischs aus Frischluft und rückgeführtem Abgas am Ausgang des Ladeluftkühlers 3.
In einem Schritt S40 ermittelt die ECU 9 aus einer Verbrennungsrechnung gemäß obiger Gleichungen (5'), (6) einen vierten Wert x_E des Feuchtigkeitsparameters des Abgases. Alternativ kann dieser auch durch das weitere Sensormittel 11 gemessen werden. Alternativ ermittelt die ECU 9 in Schritt S40 aus einer Verbrennungsrechnung gemäß obiger Gleichungen (5), (6) direkt einen ersten Wert x_A des Feuchtigkeitsparameters des Abgases.
In einem Schritt S50 ermittelt die ECU 9 eine zulässige Größe EGR_z der Abgasrückführung, insbesondere eine zulässige AGR-Rate, die ein Verhältnis von rückgeführtem Abgas zu Abgas aus der Brennkraftmaschine angibt, gemäß obiger Gleichung (7). Wie vorstehend erläutert, wird dabei durch Subtraktion des dritten Wertes x_L von dem vierten Wert x_E der erste Wert x_A ermittelt. Wenn in Schritt S40 bereits der erste Wert x_A des Feuchtigkeitsparameters des Abgases ermittelt wurde, kann in Schritt S50 gemäß obiger Gleichung (7) entsprechend die Subtraktion von x_L entfallen.
In einem Schritt S60 gibt die ECU 9 auf Basis eines Kennfeldes in an sich bekannter Weise eine Soll-Größe der Abgasrückführung in Form einer Soll-AGR-Rate EGR_s vor. Diese limitiert die ECU 9 in einem Schritt S70 mit der in Schritt S50 ermittelten zulässigen Größe EGR_z gemäß obiger Gleichung (8) und steuern in einem Schritt S80 das Stellventil 8 derart an, dass die Abgasrückführung diese limitierte AGR-Rate EGR aufweist.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. So können beispielsweise einige der oben genannten Schritte in anderer Reihenfolge, insbesondere auch parallel zueinander und/oder vorab bzw. vor Betrieb des Kraftfahrzeugs ausgeführt werden. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

1	Frischluftpassage
2	Kompressor
3	Ladeluftkühler
4	Brennraum
5	Turbine
6	Abgaspassage
7	Abgasleitung
8	Stellventil
9	ECU
10	Sensormittel
11	weiteres Sensormittel

Claims

Verfahren zum Reduzieren einer Kondensation in einer Brennkraftmaschine (1–8) eines Kraftfahrzeugs, die ein Abgasrückführsystem (7, 8) zum Rückführen von Abgas der Brennkraftmaschine (1–8) aufweist, mit den Schritten: Ermitteln (S40) eines Wertes (x_A) eines Feuchtigkeitsparameters (x); und Steuern (S80) der Abgasrückführung in Abhängigkeit von diesem Wert (x_A).
Verfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: Ermitteln (S40) eines ersten Wertes (x_A) des Feuchtigkeitsparameters (x) für das Abgas; Ermitteln (S30) eines zweiten Wertes (x_G) des Feuchtigkeitsparameters (x) für ein Gemisch aus Frischluft und rückgeführtem Abgas zur Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine (1–8); und Steuern (S80) der Abgasrückführung in Abhängigkeit von diesem ersten (x_A) und zweiten Wert (x_G).
Verfahren nach Anspruch 2, mit dem Schritt: Ermitteln (S20) eines dritten Wertes (x_L) des Feuchtigkeitsparameters für zugeführte Frischluft, insbesondere in Abhängigkeit von Temperatur (T_L), Druck (p_L) und relativer Feuchte (φ_L) der Frischluft.
Verfahren nach Anspruch 3, mit den Schritten: Messen (S10) von Temperatur (T_G) und Druck (p_G) des Gemischs, insbesondere an einem Ladeluftkühler (3) eines Abgasturboladers (2, 3, 5) der Brennkraftmaschine (1–8); und Ermitteln (S30) des zweiten Wertes (x_G) in Abhängigkeit von Temperatur (T_G) und Druck (p_G) des Gemischs und dem dritten Wert (x_L).
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, mit den Schritten: Messen oder Abschätzen (S40) eines vierten Wertes (x_E) des Feuchtigkeitsparameters (x) für das Abgas und Ermitteln (S50) des ersten Wertes (x_A) in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen diesem vierten Wert (x_E) und dem dritten Wert (x_L); oder Abschätzen (S40) des ersten Wertes (x_A).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, mit den Schritten: Ermitteln (S50) einer zulässigen Größe (EGR_z) der Abgasrückführung in Abhängigkeit von dem ersten (x_A) und dem zulässigen zweiten Wert (x_G) des Feuchtigkeitsparameters (x); Vorgeben (S60) einer Soll-Größe (EGR_s) der Abgasrückführung in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, insbesondere einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder einem Ladedruck eines Abgasturboladers (2, 5) der Brennkraftmaschine (1–8); Limitieren (S70) dieser Soll-Größe (EGR_s) mit der zulässigen Größe (EGR_z); und Steuern (S80) der Abgasrückführung in Abhängigkeit von dieser limitierten Größe (EGR).
Vorrichtung (8–11) zum Steuern einer Abgasrückführung durch ein Abgasrückführsystem (7, 8) einer Brennkraftmaschine (1–8) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Mittel (9–11) zum Ermitteln eines Wertes (x_A) eines Feuchtigkeitsparameters (x); einem Stellmittel (8) zum Steuern der Abgasrückführung; und einem Mittel (9) zum Steuern des Stellmittels (8) in Abhängigkeit von dem Wert (x_A).
Vorrichtung nach Anspruch 7, mit: einem Mittel (9–11) zum Ermitteln eines ersten Wertes (x_A) des Feuchtigkeitsparameters (x) für das Abgas; und einem Mittel (9–10) zum Ermitteln eines zweiten Wertes (x_G) des Feuchtigkeitsparameters (x) für ein Gemisch aus Frischluft und rückgeführtem Abgas zur Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine (1–8); wobei das Mittel (9) zum Steuern des Stellmittels (8) in Abhängigkeit von diesem ersten (x_A) und zweiten Wert (x_G) eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, mit: einem Mittel (9, 10) zum Ermitteln eines dritten Wertes (x_L) des Feuchtigkeitsparameters (x) für zugeführte Frischluft, insbesondere in Abhängigkeit von Temperatur (T_L), Druck (p_L) und relativer Feuchte (φ_L) der Frischluft.
Vorrichtung nach Anspruch 9, mit: einem Mittel (10) zum Messen von Temperatur (T_G) und Druck (p_G) des Gemischs, insbesondere an einem Ladeluftkühler (3) eines Abgasturboladers (2, 3, 5) der Brennkraftmaschine (1–8); wobei das Mittel (9) zum Ermitteln des zweiten Wertes (x_G) des Gemischs dazu eingerichtet ist, den zweiten Wert (x_G) in Abhängigkeit von Temperatur (T_G) und Druck (p_G) des Gemischs und dem dritten Wert (x_L) zu ermitteln.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Vorrichtung ein Mittel (9, 11) zum Messen oder Abschätzen eines vierten Wertes (x_E) des Feuchtigkeitsparameters (x) für das Abgas aufweist und das Mittel (9) zum Ermitteln des ersten Wertes (x_A) dazu eingerichtet ist, den ersten Wert (x_A) in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen diesem vierten Wert (x_E) und dem dritten Wert (x_L) zu ermitteln; oder wobei das Mittel (9) zum Ermitteln des ersten Wertes (x_A) dazu eingerichtet ist, den ersten Wert (x_A) abzuschätzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, mit: einem Mittel (9) zum Ermitteln einer zulässigen Größe (EGR_z) der Abgasrückführung in Abhängigkeit von dem ersten (x_A) und dem zweiten Wert (x_G) des Feuchtigkeitsparameters (x); einem Mittel (9) zum Vorgeben einer Soll-Größe (EGR_s) der Abgasrückführung in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (1–6), insbesondere einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder einem Ladedruck eines Abgasturboladers (2, 3, 5) der Brennkraftmaschine (1–6); und einem Mittel (9) zum Limitieren dieser Soll-Größe (EGR_s) mit der zulässigen Größe (EGR_z); wobei das Mittel (9) zum Steuern des Stellmittels (8) dazu eingerichtet ist, das Stellmittel (8) in Abhängigkeit von dieser limitierten Größe (EGR) zu steuern.
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Brennkraftmaschine (1–8) mit einem Abgasrückführsystem (7, 8), das eine Vorrichtung (8–11) nach einem der Ansprüche 8 bis 12 aufweist.
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.