DE10258402A1 - Kondensationssteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung von AGR - Google Patents

Kondensationssteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung von AGR

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DE10258402A1
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Phillip Rimnac
Ravishankar Ramamurthy
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Detroit Diesel Corp
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Abstract

Ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungskraftmotors, um die Bildung eines AGR-Kondensats zu verringern oder zu eliminieren, überwachen die derzeitigen Umgebungs- und Betriebszustände, um festzustellen, ob die Zustände günstig für eine Kondensation der AGR-Gase sind, und steuern den Motor entsprechend, um eine Kondensation zu vermeiden, vorzugsweise durch Erhöhung der Ansaugluftverteilertemperatur. Die Ansaugluftverteilertemperatur kann durch Umleiten eines Teils des oder des ganzen AGR-Flusses erhöht werden, so dass der AGR-Kühler umgangen wird. Alternativ oder in Kombination kann ein Teil der oder die gesamte Ladeluft umgeleitet werden, um den Ladeluftkühler zu umgehen, und/oder vom Auslass des Kompressors des Turboladers zum Einlass umgeleitet werden, wodurch wirksam die Ansauglufttemperatur erhöht wird, was in einem entsprechenden Anstieg der Ansaugluftverteilertemperatur resultiert. Für eine Kondensation günstige Zustände können in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und -last, der Umgebungstemperatur, des Verteilerdruckes, der Soll- oder tatsächlichen AGR-Flussrate und dem Soll- oder tatsächlichen Luft/Treibstoff-Verhältnis bestimmt werden.

Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Verringerung oder Vermeidung der Kondensation, wie sie bei einer Abgasrezirkulation (exhaust gas recirculation; AGR) einer Verbrennungskraftmaschine auftritt.
  • 2. Technischer Hintergrund
  • Für die Handhabung der Ladeluft und der Turboaufladung wurde eine Vielzahl von Strategien entwickelt, um die Abgasrezirkulation (AGR) voranzutreiben und zu steuern, und um die Emissionen bei Lastwägen, Kraftfahrzeugen und bei stationären Motoren, wie sie in Kraftwerken verwendet werden, zu verringern. Ein Ansatz verwendet einen Turbolader mit variabler Geometrie (VGT) zusammen mit einem AGR-Schaltkreis, um das gewünschte Verhältnis der AGR-Rate und des Luft-Treibstoff-Verhältnisses sowohl im Transienten- als auch im Stationärbetrieb zu erreichen. Bei dieser Anordnung beinhaltet der AGR-Schaltkreis im Allgemeinen ein modulierendes (proportionales) oder An/Aus AGR-Ventil, einen AGR-Kühler und eine AGR-Raten-Messvorrichtung mit geeigneten Leitungen oder integralen Durchlässen, um das Abgas unter geeigneten Betriebsbedingungen zum Motoreinlass zu führen. Die Steuerung der AGR-Strömung wird durch eine elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit; ECU) durchgeführt. Die ECU kann eine Rückkopplungs-Regelung des AGR-Flusses einsetzen, die von der Messung der AGR-Rate abhängt. Die ECU kann außerdem dem VGT und/oder das AGR-Ventil in Abhängigkeit eines Eingangssignals von der Raten-Messvorrichtung steuern, um die AGR-Strömung zu regulieren.
  • Das rezirkulierte oder rückgeführte Abgas wirkt als ein Verdünnungsmittel für die Ladeluft und wird dazu verwendet, die Spitzenverbrennungstemperatur abzusenken und die NOx-Bildung zu verringern. Dies verringert jedoch auch den volumetrischen Wirkungsgrad des Motors. Dies führt zu einem niedrigeren (fetteren) Luft/Treibstoff-Verhältnis im Vergleich zu einem Nicht-AGR-Motor, da das rückgeführte Abgas aufgrund des während des vorangegangenen Verbrennungsprozesses verbrauchten Sauerstoffs einen geringeren Sauerstoffgehalt aufweist als die Ladeluft. Damit ein AGR-Motor das gleiche Luft/Treibstoff-Verhältnis wie ein Nicht-AGR-Motor unter den gleichen Betriebsbedingungen beibehält, ist im Allgemeinen eine erhöhte Turboaufladung notwendig, was wiederum einen Anstieg des Staudruckes nötig macht, um das rückgeführte bzw. rezirkulierte Abgas anzutreiben.
  • Wie oben beschrieben wurde, steigt die NOx-Bildung mit ansteigender Spitzenverbrennungstemperatur an. Als solches ist die NOx-Bildung direkt mit der Ansaugluftverteiler- Temperatur (Intake Manifold Temperature; IMT) verknüpft, welche die Temperatur der komprimierten Ansaugluft stromab des Ladeluftkühlers und der AGR-Gase darstellt. Der AGR-Kühler wird dazu verwendet, die Abgase vor dem Mischen mit der Ladeluft zu kühlen, um insgesamt die IMT abzusenken und die Bildung von NOx zu verringern. Unter bestimmten Betriebs- und Umgebungsbedingungen kann jedoch der AGR-Kühler die Temperatur des rückgeführten Abgases übermäßig absenken, was in einem säurehaltigen Niederschlag bzw. einer säurehaltigen Kondensation resultiert, die zu einem vorzeitigen Verschleiß verschiedener Bauteile einschließlich des Ansaugluftverteilers und der Zylinderlaufbuchse sowie des Zylindersatzes führt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung sieht ein System und ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine vor, um die Bildung eines AGR-Kondensats zu verringern oder zu vermeiden. Ein repräsentatives System und ein repräsentatives Verfahren überwachen bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die derzeitigen Umgebungs- und Betriebsbedingungen bzw. -zustände, um zu bestimmen, ob die Bedingungen für eine Kondensation der AGR-Gase günstig sind. Wenn diese Bedingungen entdeckt werden, wird der Motor bzw. die Maschine entsprechend gesteuert, um eine Kondensation zu vermeiden. Vorzugsweise wird der Motor gesteuert, die Temperatur des Ansaugluftverteilers zu erhöhen, um die Kondensation zu verringern oder zu eliminieren. Bei einer Ausführungsform wird die Temperatur des Ansaugluftverteilers erhöht, indem der ganze AGR-Fluss oder ein Teil davon umgeleitet wird, um den AGR-Kühler zu umgehen, so dass die durchschnittliche AGR-Gastemperatur steigt und ein Anstieg der Temperatur des Ansaugluftverteilers bewirkt wird. Alternativ oder in Kombination kann ein Teil der oder die ganze Ladeluft umgeleitet werden, um den Ladeluftkühler zu umgehen, oder vom Auslass des Turbolader-Verdichters zum Einlass umgeleitet werden, was die Ansauglufttemperatur wirksam erhöht und in einem entsprechenden Anstieg der Temperatur des Ansaugluftverteilers resultiert.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine, um die Bildung der AGR-Kondensation zu verringern, das Bestimmen derzeitiger Umgebungsbedingungen, das Bestimmen derzeitiger Betriebsparameter des Motors, das Bestimmen eines Taupunktes basierend auf den derzeitigen Umgebungsbedingungen und den Betriebsbedingungen des Motors, das Vergleichen der Temperatur des Ansaugluftverteilers mit dem Taupunkt und das Steuern des Motors, um eine Kondensation zu vermeiden, wenn die Temperatur des Ansaugluftverteilers sich innerhalb eines bestimmten Bereichs des Taupunktes befindet. Das Steuern des Motors, um eine Kondensation zu vermeiden, kann das Umleiten eines Teils des oder des ganzen AGR-Gases und/oder der Ladeluft beinhalten, um jeweils entsprechend einen AGR-Kühler und einen Ladeluftkühler zu umgehen.
  • Die vorliegende Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. Beispielsweise verringert oder eliminiert die vorliegende Erfindung die Bildung einer Kondensation innerhalb des Ansaugsystems, so dass verschiedene Motorkomponenten nicht dem korrodierenden Kondensat, wie es bei der Verwendung von AGR auftritt, ausgesetzt sind. Die vorliegende Erfindung benötigt keinen Feuchtigkeitssensor, um die Umgebungsfeuchte zu erfassen und die Kondensation zu vermeiden, und kann daher eine kostengünstigere und weniger komplexe Strategie zur Vermeidung einer AGR-Kondensation als einige Ansätze aus dem Stand der Technik bieten.
  • Dadurch, dass die obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu weiteren Merkmalen und Vorteilen verwirklicht werden, beinhaltet ein System zur Bereitstellung einer Abgasrezirkulation bei einer Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylindern und Selbst- bzw. Kompressionszündung ein AGR-Ventil in Verbindung mit einer Abgasseite des Motors, um wahlweise einen Teil des Abgases durch einen AGR- Kreis zu einer Ansaug- bzw. Einlassseite des Motors umzuleiten. Innerhalb des AGR- Kreises ist ein AGR-Kühler angeordnet, um die AGR-Strömung zu kühlen. Bei einer Ausführungsform ist ein Umgebungsventil (Bypass-Ventil) stromab des AGR-Ventils und stromauf des AGR-Kühlers angeordnet, um selektiv bzw. wahlweise zumindest einen Teil des rückgeführten bzw. rezirkulierten Abgases in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der Umgebung und des Motors um den AGR-Kühler zu leiten und die Kondensation des zurückgeführten Abgases zu verringern oder zu vermeiden bzw. zu eliminieren. Das System kann außerdem ein Lageluftkühler-Umgehungsventil beinhalten, das allein oder in Kombination mit dem AGR-Umgehungsventil verwendet wird, um selektiv einen Teil der oder die ganze Ladeluft vom Turbolader so zu leiten, dass sie den Ladeluftkühler umgeht, bevor sie mit der AGR-Strömung gemischt wird, um die Kondensation in dem Ansaugluftverteiler zu verringern oder zu vermeiden.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein computerlesbares Speichenmedium mit gespeicherten Anweisungen, die durch einen Computer ausführbar sind, um eine Verbrennungskraftmaschine zu steuern. Die Anweisungen umfassen Anweisungen zur Erfassung derzeitiger Betriebsbedingungen des Motors und der Umgebung, die günstig für eine Bildung der Kondensation sind, und zur Steuerung des AGR-Umgehungsventils und/oder des Ladeluftkühler-Umgehungsventils, um die Temperatur des Ansaugluftverteilers zu erhöhen und eine Kondensation des AGR-Gases zu vermeiden.
  • Aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Ausführungsform der Erfindung werden verschiedene Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung in Verbindung < mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, in dem ein System oder ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungskraftmotors dargestellt ist, um eine AGR- Kondensation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu vermeiden;
  • Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, in dem ein repräsentativer AGR-Kreis für eine Kompressionsverbrennungsmaschine mit einer AGR-Kühlerumgehung und einer Ladeluftkühler-Umgehung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
  • Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Funktion eines Systems oder eines Verfahrens zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine dargestellt ist, um eine AGR-Kondensation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
    • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
  • Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, in dem die Funktion eines Systems oder eines Verfahrens zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine dargestellt, ist, um gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine AGR-Kondensation zu vermeiden. Das System 10 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine mit Selbst- bzw. Kompressionszündung und mehreren Zylindern, wie beispielsweise einen Dieselmotor 12, der, abhängig von der speziellen Verwendung, in einem Fahrzeug 14 eingebaut sein kann. Bei einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 14 eine Zugmaschine 16 und einen Hänger 18. Der Dieselmotor 12 ist in der Zugmaschine 16 eingebaut und über Schnittstellen mit verschiedenen Sensoren und Aktoren, die sich am Motor 12, an der Zugmaschine 16 und am Hänger 18 befinden, mittels Motor- und Fahrzeug- Kabelbäumen verbunden, wie genauer weiter unten beschrieben wird. In anderen Anwendungen kann der Motor 12 dazu eingesetzt sein, Industrie- oder Bau-Ausrüstungen zu betätigen, oder, bei stationären Anwendungen, zum Antrieb von Generatoren, Kompressoren und/oder Pumpen und Ähnlichem.
  • Ein elektronisches Motorsteuerungsmodul (Engine Control Module; ECM) 20 empfängt Signale, die von den Motorsensoren 22 und den Fahrzeugsensoren 24 erzeugt werden, und verarbeitet die Signale, um den Motor und alle Fahrzeugaktoren, wie beispielsweise Treibstoffeinspritzeinrichtungen 26, anzusteuern. Die ECM 20 umfasst vorzugsweise ein computerlesbares Speichermedium, das allgemein durch das Bezugszeichen 28 angezeigt ist, um Daten zu speichern, die durch einen Computer zur Steuerung eines Motors 12 ausführbare Anweisungen darstellen. Das computerlesbare Speichermedium 28 kann außerdem eine Kalibrationsinformation zusätzlich zu Betriebsvariablen, -parametern und Ähnlichen umfassen. Bei einer Ausführungsform umfasst das computerlesbare Speichermedium 28 einen Speicher mit Lese- und Schreibzugriff (Random Access Memory; RAM) 30 zusätzlich zu verschiedenen nichtflüchtigen Speichern, wie beispielsweise einem Speicher nur mit Lesezugriff (Read Only Memory; ROM) 32 und Haltespeicher oder nichtflüchtigen Speicher (Keep Alive Memory; KAM) 34. Das computerlesbare Speichermedium 28 ist über einen standardmäßigen Steuerungs/Adressenbus mit einem Mikroprozessor 38 und Eingangs-/Ausgangs-(Input/Output; I/O)-Schaltkreisen 36 verbunden. Wie von einem Durchschnittsfachmann erkannt wird, kann das computerlesbare Speichermedium 28 verschiedene Formen von körperlichen Vorrichtungen zur zeitweisen und/oder dauerhaften Speicherung der Daten umfassen, welche monolithische, magnetische, optische und kombinierte Vorrichtungen beinhalten. Beispielsweise kann das computerlesbare Speichermedium 28 unter Verwendung eines oder mehrerer physikalischer Vorrichtungen, wie beispielsweise ein DRAM, ein PROMS, EPROMS, EEPROMS, Flash-Speicher und Ähnlichen implementiert sein. In Abhängigkeit von der speziellen Anwendung kann das computerlesbare Speichermedium 28 auch Disketten, CD-ROMS und Ähnliches umfassen.
  • Bei einer typischen Anwendung verarbeitet die ECM 20 Eingangssignale von den Motorsensoren 22 und den Fahrzeugsensoren/-Schaltern 24, indem Anweisungen ausgeführt werden, die im computerlesbaren Speichermedium 28 gespeichert sind, um entsprechende Ausgangssignale zur Steuerung des Motors 12 zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Motorsensoren 22 einen Zeitgeber-Referenzsensor (Timing Reference Sensor; TRS) 40, welcher eine Anzeige der Position der Kurbelwelle vorsieht und zur Bestimmung der Motordrehzahl verwendet werden kann. Ein Öldrucksensor (Oil Pressure Sensor; OPS) 42 und ein Öltemperatursensor (Oil Temperature Sensor; OTS) 44 werden dazu verwendet, jeweils den Druck und die Temperatur des Motoröls zu überwachen.
  • Ein Lufttemperatursensor (Air Temperature Sensor; ALS) 46 wird dazu verwendet, eine Anzeige der derzeitigen Ansaug- oder Umgebungslufttemperatur zu erzeugen. Ein Turboladesensor (Turbo Boost Sensor; TBS) 48 wird dazu verwendet, eine Anzeige des Ladedrucks eines Turboladers zu erzeugen, welcher vorzugsweise ein Turbolader mit einer variablen Geometrie oder einer variablen Düse ist, wie unten genauer beschrieben wird. Wie ein Durchschnittsfachmann weiß, kann der TBS 48 auch dazu verwendet werden, eine Anzeige des Drucks im Ansaugluftverteiler zu erzeugen. Ein Kühlmitteltemperatursensor (Coolant Temperature Sensor; CTS) 50 wird dazu verwendet, eine Anzeige der Kühlmitteltemperatur zu erzeugen. In Abhängigkeit von der speziellen Ausgestaltung und Anwendung des Motors können verschiedene zusätzliche Sensoren umfasst sein. Beispielsweise umfassen Motoren, die eine Abgasrückführung bzw. -rezirkulation (Exhaust Gas Recirculation; EGR oder AGR) gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden, vorzugsweise einen AGR-Temperatursensor (EGR Temperature Sensor; ETS) 51 und einen EGR-Strömungssensor (EGR Flow Sensor; EFS) 53. Der EFS 53 ist vorzugsweise ein Sensor, der eine Temperaturdifferenz zweier beheizter Elemente erfasst, um den Massenfluss des AGR durch den AGR-Kreis zu bestimmen. Die beheizten Elemente sehen vorzugsweise eine pyritische Reinigung vor, indem sie auf eine Temperatur geheizt werden, um die Ansammlung von Ruß zu verringern oder zu vermeiden. Alternativ kann ein ΔP-Sensor verwendet werden, um die AGR-Durchflussmenge zu bestimmen, wie in der US-Anmeldung Serial No. 09/641,256, die am 16. August 2000 vom Anmelder der vorliegenden Erfindung angemeldet wurde, beschrieben ist, wobei die Offenbarung dieser Druckschrift hiermit in ihrer Gesamtheit durch Inbezugnahme aufgenommen ist.
  • Anwendungen, die ein Common-Rail-Treibstoffsystem verwenden, können einen entsprechenden Treibstoff-Drucksensor (Corresponding Fuel Pressure Sensor; OF PS) 52 umfassen. Ähnlich kann ein Zwischenkühler-Kühlmitteldrucksensor (Intercooler Coolant Pressure Sensor; ICPS) 54 und -Temperatursensor (ICTS) 56 vorgesehen sein, um den Druck und die Temperatur des Zwischenkühler-Kühlmittels zu erfassen. Der Motor 12 umfasst außerdem vorzugsweise einen Treibstofftemperatursensor (Fuel Ternperature Sensor; FTS) 58 und einen Synchronisierungs-Referenzsensor (SRS) 60. Der SRS 60 stellt eine Anzeige des speziellen Zylinders in der Zündreihenfolge des Motors 12 bereit. Dieser Sensor kann verwendet werden, um die Steuerung einer Anordnung aus mehreren Motoren, wie sie beispielsweise bei stationären Generatoranwendungen eingesetzt wird, zu koordinieren und zu synchronisieren. Ein AGR-Kühler (Fig. 2) und ein entsprechender Temperatursensor kann außerdem vorgesehen sein, um das zurückgeführte Abgas vor dem Einleiten in den Motoreinlass zu kühlen.
  • Der Motor 12 kann außerdem einen Ölpegelsensor (Oil Level Sensor; OLS) 62 umfassen, um verschiedene Motorschutzmerkmale, die einen niedrigen Ölpegel betreffen, bereitzustellen. Ein Treibstoffverstopfungssensor (Fuel Restriction Sensor; FRS) 64 kann verwendet werden, um einen Treibstofffilter zu überwachen und eine Warnung zu vorbeugenden Wartungszwecken zu erzeugen. Ein Treibstoffdrucksensor (Fuel Pressure Sensor; FPS) 68 bietet eine Anzeige des Treibstoffdruckes, um vor einem drohenden Leistungsverlust und einer Motorauftankung zu warnen. Entsprechend kann ein Kurbelgehäuse-Drucksensor (Crank Case Pressure Sensor; CPS) 66 eine Anzeige eines Kurbelgehäusedruckes bereitstellen, der für verschiedene Motorschutzmerkmale verwendet werden kann, indem ein plötzlicher Anstieg des Kurbelgehäusedruckes erfasst wird, der eine Fehlfunktion des Motors anzeigt.
  • Das System 10 umfasst vorzugsweise verschiedene Fahrzeugsensoren/-Schallter 24, um die Betriebsparameter des Fahrzeugs und Eingaben des Fahrers zu überwachen, die zur Steuerung des Fahrzeugs 14 und des Motors 12 verwendet werden. Beispielsweise können die Fahrzeugsensoren/-Schalter 24 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (Vehicle Speed Sensor; VSS) umfassen, der eine Anzeige der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit bereitstellt. Ein Kühlmittelpegelsensor (Coolant Level Sensor; CLS) 72 überwacht den Pegel des Motorkühlmittels in einem Fahrzeugkühler. Die Schalter, die zur Auswahl einer Betriebsart des Motors oder anderweitig zur Steuerung des Betriebs des Motors 12 oder des Fahrzeugs 14 verwendet werden, können einen Motorbremsenwahlschalter 74, der vorzugsweise eine niedrige, mittlere, hohe und ausgeschaltete Stellung aufweist, Geschwindigkeitsregelschalter 76, 78 und 80, einen Diagnoseschalter 82 und verschiedene optionale, digitale und/oder analoge Schalter 84 umfassen. Die ECM 20 empfängt auch Signale, die einem Gaspedal oder Fußpedal 86, einer Kupplung 88 und einer Bremse 90 zugeordnet sind. Das ECM 20 kann außerdem die Stellung eines Schlüsselschalters 82 und eine Systemspannung, die durch eine Fahrzeugbatterie 84 bereitgestellt wird, überwachen.
  • Das ECM 20 kann mit verschiedenen Fahrzeugausgabeeinrichtungen, wie beispielsweise Statusanzeigen/-Lichtern 86, analogen Displays 98, digitalen Displays 100 und verschiedenen analogen/digitalen Anzeigen 102 verbunden sein. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet das ECM 20 eine Datenverbindung 104 gemäß einem Industriestandard, um verschiedene Status- und/oder Steuernachrichten zu senden, die die Motordrehzahl, die Stellung des Gaspedals, die Fahrzeuggeschwindigkeit und Ähnliches umfassen. Vorzugsweise entspricht die Datenverbindung 104 der SAE J 1939 und der SAE J 1587, um verschiedene Service-, Diagnose- und Steuerinformationen anderen Motorsystemen, Subsystemen und verbundenen Einrichtungen, wie beispielsweise dem Display 100, bereitzustellen. Vorzugsweise umfasst das ECM 20 eine Steuerlogik, um derzeitige Motor- und Umgebungsbetriebszustände oder -bedingungen zu bestimmen und Zustände zu erfassen, die für eine AGR-Kondensation günstig sind, und steuert das ECM 20 den Motor entsprechend, um eine AGR- Kondensation zu vermeiden. Wie genauer unten beschrieben wird, überwacht das ECM 20 vorzugsweise die Motordrehzahl und -last, Umgebungstemperatur, die AGR- Strömung und -Temperatur, den Turbolade- und/oder Verteilerdruck und das Luft/Treibstoffverhältnis, um einen Schwellenwert zur Aktivierung von Kondensationsvermeidungsstrategien zu bestimmen, die das selektive Umleiten zumindest eines Teils der AGR-Strömung um den AGR-Kühler umfassen, um die Ansaugluftverteilertemperatur zu erhöhen und die Kondensation des zurückgeführten Abgases zu verringern oder zu eliminieren. Auf ähnliche Weise kann zumindest ein Teil der Ladeluft selektiv um den Ladeluftkühler herumgeleitet werden.
  • Ein Servicewerkzeug 106 kann periodisch über die Datenverbindung 104 angeschlossen werden, um ausgewählte, im ECM 20 gespeicherte Parameter zu programmieren und/oder Diagnoseinformationen vom ECM 20 zu empfangen. Auf ähnliche Weise kann ein Computer 108 mit geeigneter Software und Hardware über die Datenverbindung 104 verbunden sein, um Information an das ECM 20 zu übertragen und verschiedene Informationen bezüglich des Betriebs des Motors 12 und/oder des Fahrzeugs 14 zu empfangen.
  • Fig. 20 zeigt ein Blockdiagramm, in dem ein repräsentatives AGR-System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem ECM mit einer Steuerlogik zur Steuerung des Betriebs des AGR-Kreises, um die Kondensation zu verringern oder zu eliminieren, dargestellt ist. Der Motor 120 umfasst einen Ansaugluftverteiler 122, einen Abgasverteiler 124 und ein Abgasrezirkulations-(AGR)System, das allgemein mit dem Bezugszeichen 126 versehen ist. Ein Motorsteuermodul (ECM) 128 umfasst gespeicherte Daten, die Anweisungen und Kalibrationsinformationen zur Steuerung des Motors 120 darstellen. Das ECM 128 kommuniziert mit verschiedenen Sensoren und Aktoren, einschließlich den AGR-Sensoren, wie beispielsweise dem AGR- Strömungssensor 130 und dem AGR-Temperatursensor 132. Das ECM 128 steuert das AGR-System 126 über Aktoren, wie beispielsweise einem AGR-Ventil 134, einem AGR- Kühler-Umgehungsventil (BPVEGR) 136 und optional einem oder mehrere Ladeluftkühler- Umgehungsventile (BPVCAC) 138, 140. Zusätzlich steuert das ECM 128 bevorzugt einen Turbolader mit variabler Düse oder variabler Geometrie (VGT) 142 und überwacht einen zugeordneten Turbogeschwindigkeitssensor 144 und einen Turboladesensor, wie er mit Bezug auf die Fig. 1 beschrieben ist.
  • Das EGR-System 126 umfasst vorzugsweise einen AGR-Kühler 150, der mit dem Motorkühlkreis, allgemein bezeichnet durch das Bezugszeichen 152, verbunden ist. Der AGR-Kühler 150 ist vorzugsweise ein Vollströmungskühler, der in Reihe mit dem Motorkühlsystem geschaltet ist, d. h. der AGR-Kühler 150 empfängt die gesamte Kühlmittelströmung des Motors 122, obwohl andere Anordnungen und Bauformen von AGR- Kühlem verwendet werden können, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Der AGR-Kühler 150 kann direkt mit einer entsprechenden Wasser- oder Kühlmittel-Pumpe 154 verbunden sein, oder, in Abhängigkeit von der speziellen Verwendung, an einem unterschiedlichen Ort im Motorkühlkreis angeordnet sein. Zusätzlich ist der AGR-Kühler 150 vorzugsweise ein Zweizugkühler mit einem ersten Zug 156 und einem zweiten Zug 158 für das rezirkulierte Abgas, das durch den Kern hindurchgeht.
  • Das EGR-Kühler-Umgehungsventil (BPVEGR) 136 kann selektiv durch das ECM 128 betätigt werden, um die Temperatur der AGR-Strömung zu steuern, indem keine, ein Teil der oder die gesamte Strömung um den AGR-Kühler 150 in Abhängigkeit von den derzeitigen Umgebungs- und Motorbetriebsbedingungen herumgeleitet wird, wie mit Bezug auf die Fig. 3 dargestellt und beschrieben ist. Das Ventil 136 kann ein Solenoidbetätigtes An/Aus-Ventil sein, so dass ein Teil der oder die ganze AGR-Strömung den AGR-Kühler 150 bei Betriebs- und Umgebungsbedingungen, die eine Kondensation fördern, umgehen werden. Obwohl ein modulierendes Umgehungsventil in einigen Anwendungen sinnvoll sein kann, ist es nicht notwendig, da eine Modulation des AGR-Ventils 134 zur Steuerung des gesamten AGR-Flusses verwendet werden kann. Ähnlich können ein oder mehr Ladeluft-Umgehungsventile (BPVCAC) 138, 140 vorgesehen sein, um selektiv die Ladelufttemperatur und folglich die Ansaugluftverteilertemperatur zu erhöhen. Wie dargestellt ist, leitet das Ladeluftumgehungsventil 140 selektiv keine, einen Teil der oder die gesamte Ladeluft um den Ladeluftkühler 174 herum. Alternativ, oder in Kombination, leitet das Umgehungsventil 140 keine, einen Teil der oder die gesamte Ladeluft vom Ausgang des Turboladekompressors 170 zum Einlass, um die Temperatur der Ansaugluft zu erhöhen. Vorzugsweise betätigt das ECM 128 die Ventile 136und/oder 138 und/oder 140, um in Abhängigkeit von den derzeitigen Umgebungs- und Betriebsbedingungen die EGR-Temperatur zu steuern und um eine Kondensation des zurückgeführten bzw. rezirkulierten Abgases im AGR-Kreis und im Ansaugluftverteiler zu verringern oder zu eliminieren. Wie unten beschrieben wird, kann die Steuerstrategie die Umgebungstemperatur, die relative Feuchte, die Temperatur und den Druck des Ansaugluftverteilers, das Luft/Treibstoff-Verhältnis und die %-AGR verwenden, um zu bestimmen, wann das AGR 134 und eines oder mehrere Umgehungsventile 136,138, 140 zu steuern sind, um die Kondensation zu verringern oder zu eliminieren.
  • Im Betrieb steuert das ECM 128 das AGR-System 126 und den VGT 142 in Abhängigkeit von den derzeitigen Umgebungs- und Betriebsbedingungen und von Kalibrationsinformationen, um das zurückgeführte Abgas über einen Mischer 162, der vorzugsweise eine Leitungsverbindung ist, mit der Ladeluft zu mischen. Die vereinigte Ladeluft und das rezirkulierte Abgas werden dann über den Ansaugluftverteiler 122 dem Motor 120 bereitgestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Motor 120 eine Verbrennungskraftmaschine mit sechs Zylindern und Kompressionszündung (Selbstzündung). Das ECM 128 umfasst eine Kontrolllogik, um die derzeitigen Umgebungsbetriebsbedingungen zu überwachen, wie beispielsweise die Temperatur und optional die Feuchte, sowie Motorsteuerparameter und Betriebsbedingungen, um das AGR-System 126 zu steuern. Während des Betriebs des Motors 120 wird die Ladeluft durch den Kompressorabschnitt 170 des VGT 142 geleitet, der durch den Turbinenabschnitt 172 von den heißen Abgasen angetrieben wird. Die komprimierte Luft strömt durch den Ladeluftkühler 174, der vorzugsweise ein Luft-Luft-Kühler ist und durch Staudruckluft 176 gekühlt wird. Die Ladeluft geht durch den Kühler 174 zum Mischer 162, der vorzugsweise eine Leitungsverbindung ist, wo sie mit rezirkuliertem Abgas in Abhängigkeit von den derzeitigen Motorbetriebsbedingungen vereinigt wird. Das Abgas, das den Motor 120 durch den Abgasverteiler 124 verlässt, geht durch das AGR-Ventil 134, wo ein Teil des Abgases selektiv durch den AGR-Kühler 150 abgeleitet werden kann. Das Umgehungsventil 136 wird selektiv betätigt, um einen Teil (kein, etwas oder alles) des abgeleiteten Abgases um den Kühler 150 herumzuleiten, und um die Temperatur des rezirkulierten Abgases anzupassen. Die AGR-Gase strömen am AGR-Strömungssensor 130 und -Temperatursensor 132 vorbei zum Mischventil 162, wo sie mit der komprimierten Ladeluft vereinigt werden. Die restlichen Abgase, die nicht durch das AGR- Ventil 134 umgeleitet werden, gehen durch den Turbinenabschnitt 172 des /GT 142und den Schalldämpfer bzw. Auspufftopf 180, bevor sie in die Atmosphäre ausgestoßen werden. Der AGR-Kühler 150 kühlt das aufgeheizte Abgas unter Verwendung des Motorkühlmittelkreises 144. Das Motorkühlmittel wird wiederum über den Kühlventilator 184 und den Radiator 186 gekühlt.
  • Wie oben beschrieben wurde, können ein oder mehrere Umgehungsventile der Ansaugseite des Motors 120 stromauf des Ladeluftkühlers (CAC) 174 hinzugefügt werden, um selektiv einen Teil der, die gesamte oder keine Ladeluft vom Kompressorabschnitt 170 des VGT 142 abzuleiten. Die Ladeluftkühler (Charge Air Cooler; CAC)- Umgehungsventile (bzw. das Ladeluftkühler-Umgehungsventil) werden selektiv ähnlich wie das AGR-Umgehungsventil 136 bei Umgebungs- und Betriebsbedingungen betätigt, welche eine Kondensation im Ansaugluftverteiler fördern können, wie mit Bezug auf die Fig. 3 beschrieben und dargestellt ist. Diese Strategie kann auf einer gemessenen, geschätzten oder vorausgesagten Temperatur der Ladeluft oder der vereinigten Ladeluft nach dem Mischen mit der AGR-Strömung im Mischer 162 basieren.
  • Ein Blockdiagramm, das die Funktion einer Ausführungsform eines Systems oder eines Verfahrens zur Steuerung eines Motors zur Vermeidung einer AGR-Kondensation gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, ist in Fig. 3 gezeigt. Wie durch einen Durchschnittsfachmann erkannt wird, stellt das Blockdiagramm der Fig. 3 eine Steuerlogik dar, die durch Hardware, Software oder durch eine Kombination von Hardware und Software implementiert oder ausgeführt werden kann. Die verschiedenen Funktionen werden vorzugsweise durch einen programmierten Mikroprozessor ausgeführt, wie er beispielsweise in der DDEC-Steuereinheit beinhaltet ist, die von der Detroit Diesel Corporation, Detroit, Michigan, hergestellt wird. Natürlich kann die Steuerung des Motors/Fahrzeugs eine oder mehrere Funktionen umfassen, die durch festgeschaltete elektrische, elektronische oder integrierte Schaltkreise implementiert werden. Wie des Weiteren von einem Durchschnittsfachmann erkannt wird, kann die Steuerlogik unter Verwendung einer beliebigen aus einer Anzahl von bekannten Programmier- und Verfahrenstechniken oder -strategien implementiert werden und ist nicht auf die Reihenfolge oder Sequenzen beschränkt, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Beispielsweise wird typischerweise bei Echtzeit-Steueranwendungen wie beispielsweise der Steuerung eines Motors oder eines Fahrzeugs, eine Interrupt- oder Ereignis-getriebene Verarbeitung anstelle einer rein sequenziellen Strategie, wie sie dargestellt ist, verwendet. Ähnlich können Parallel- Verarbeitungs-, Multi-Tasking- oder Multi-Threaded-Systeme und Verfahren angewandt werden, um die Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Die Erfindung ist unabhängig von der speziellen Programmiersprache, dem Betriebssystem, dem Prozessor oder den Schaltkreisen, die verwendet werden, um die dargestellte Steuerlogik zu entwickeln und/oder zu implementieren. Ähnlich können, in Abhängigkeit von der speziellen Programmiersprache und Verarbeitungsstrategie, verschiedene Funktionen in der dargestellten Reihenfolge, im Wesentlichen gleichzeitig oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge ausgeführt werden, solange die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Die dargestellten Funktionen können abgeändert, oder in einigen Fällen weggelassen werden, ohne dass vom Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die dargestellte Steuerlogik in erster Linie durch Software implementiert und in einem computerlesbaren Speichermedium in der ECM gespeichert. Wie ein Durchschnittsfachmann erkennt, können verschiedene Steuerparameter, Anweisungen und Kalibrationsinformationen, die im ECM gespeichert sind, selektiv durch den Fahrzeughalter/-Bediener abgeändert werden, während andere Informationen auf autorisiertes Service- oder Fabrikpersonal beschränkt sind. Das computerlesbare Speichermedium kann auch verwendet werden, um Betriebsinformationen des Motors/Fahrzeugs für die Fahrzeughalter/Betreiber und diagnostische Informationen für Wartungs-/Servicepersonal zu speichern. Obwohl dies nicht ausdrücklich dargestellt ist, können verschiedene Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Verarbeitung wiederholt ausgeführt werden.
  • Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, werden die derzeitigen Umgebungs- oder Umweltbedingungen bestimmt oder überwacht, wie durch den Block 200 dargestellt ist. In Abhängigkeit von der speziellen Anwendung können die Umgebungsbedingungen unter Verwendung geeigneter Sensoren bestimmt, geschätzt oder gefolgert werden. Vorzugsweise umfasst der Block 200 zumindest eine Bestimmung der Umgebungslufttemperatur, wie durch den Block 202 dargestellt ist. Außerdem kann die relative Feuchte, wie durch den Block 204 dargestellt ist, unter Verwendung eines Sensors, wie er durch den Block 206 dargestellt ist, bestimmt oder auf einen vorbestimmten Wert festgelegt werden, wie durch den Block 208 dargestellt ist. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung, anstatt einen Feuchtesensor zu benötigen, einen festen hohen Wert für die relative Feuchte verwenden, wie beispielsweise 100%, was eine sehr konservative Kalibration darstellt. Dies bietet den größten Schutz oder die größte Fehlerspanne für einen Betrieb ohne Bildung einer AGR-Kondensation im Ansaugluftverteiler. Natürlich können niedrigere gespeicherte Feuchtewerte dazu verwendet werden, um zu bestimmen, ob der AGR-Kühler und/oder der Ladeluftkühler umgangen werden sollen, obwohl niedrigere Werte mit größerer Wahrscheinlichkeit bei bestimmten Umgebungs- und Betriebsbedingungen in einer teilweisen Kondensation resultieren.
  • Die derzeitigen Motorbetriebsbedingungen werden überwacht oder gemessen, wie durch den Block 210 dargestellt ist. Dies kann das Feststellen der Temperatur des Ansaugluftverteilers 212, der Motordrehzahl und -last 214, des Drucks des Ansaugluftverteilers 216, den AGR-Fluss 218 und das Luft/Treibstoff-Verhältnis 220 umfassen. Der AGR-Fluss bzw. die AGR-Strömung 218 und das Luft/Treibstoff-Verhältnis 220 können in Abhängigkeit von zeitplanmäßigen Werten oder in Abhängigkeit von tatsächlich erfassten Werten je nach der speziellen Anwendung bestimmt werden. Die derzeitigen Umgebungs- und Betriebsbedingungen, die jeweils in den Blöcken 200 und 210 bestimmt wurden, werden dann verwendet, um festzustellen, ob die Bedingungen günstig für eine AGR-Kondensation in Ansaugluftverteilern sind, wie durch den Block 222 dargestellt ist. Bei einer Ausführungsform wird ein Taupunkt der vereinigten AGR- und Ladeluft-Mischung in Abhängigkeit von den derzeitigen Umgebungs- und Motorbetriebsbedingungen bestimmt, wie durch den Block 224 dargestellt ist. Die Temperatur des Ansaugluftverteilers wird dann mit dem Taupunkt (oder einem anderen entsprechenden Schwellenwert) verglichen, um festzustellen, ob die Bedingungen günstig für eine Kondensation sind, d. h. ob die Temperatur des Ansaugluftverteilers innerhalb eines vorbestimmten (kalibrierbaren und/oder anpassbaren) Bereich des Taupunkts liegt, wie durch den Block 226 dargestellt ist. Dann wird der Motor gesteuert, um die Bildung der Kondensation zu verringern/zu vermeiden, wie durch den Block 228 dargestellt ist. Vorzugsweise umfasst die Steuerung des Motors die Änderung der Ladeluftströmung, wie dies durch den Block 230 dargestellt ist, und/oder die Änderung der AGR-Strömung, wie dies durch den Block 232 dargestellt ist. Andere Verfahren zur Erhöhung der Temperatur des Ansaugluftverteilers können im Einklang mit der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden. Bei der beispielhaften Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, kann die AGR-Strömung unter Verwendung eines entsprechenden Umgehungsventils abgeändert werden, um keine, einen Teil der oder die ganze AGR- Strömung um den AGR-Kühler herumzuleiten. Ähnlich kann die Ladeluftströmung umgeleitet werden, um ihre Temperatur zu erhöhen.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die keinen Feuchtesensor benötigt, umfasst das ECM zumindest eine gespeicherte Tabelle, die mit Schwellenwerten der Temperatur des Ansaugluftverteilers für verschiedene Umgebungs- und Betriebsbedingungen gefüllt ist, um nicht tatsächlich einen Taupunkt der Mischung aus AGR und Ladeluft zu berechnen oder zu bestimmen. Auf diese zuvor gespeicherten Werte wird dann in Abhängigkeit von beispielsweise der derzeitigen Umgebungstemperatur, Motordrehzahl und Motorlast zugegriffen oder sie werden ausgelesen. Der Temperaturschwellenwert wird mit der derzeitigen Temperatur des Ansaugluftverteilers verglichen, wobei die AGR-Strömung und/oder die Ladeluftströmung modifiziert wird, wenn die derzeitige Temperatur des Ansaugluftverteilers unter den Schwellenwert fällt. Die AGR- Strömung und/oder Ladeluftströmung werden vorzugsweise abgeändert, um ihre Temperatur zu erhöhen und um in einer erhöhten Temperatur des Ansaugluftverteilers zu resultieren, so dass das AGR-Kondensat innerhalb des Ansaugluftverteilers reduziert oder eliminiert ist. Bei einer Ausführungsform wird die AGR-Strömung so modifiziert, dass ein Teil der oder die ganze AGR-Strömung den entsprechenden AGR-Kühler umgeht. Alternativ oder in Kombination kann die Ladeluftströmung so modifiziert werden, dass ein Teil der oder die ganze Ladeluftströmung den Ladeluftkühler umgeht. Ein Durchschnittsfachmann wird alternative Verfahren zur Abänderung der AGR-Strömung und/oder der Ladeluftströmung erkennen, um die Temperatur des Ansaugluftverteilers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu erhöhen. Beispielsweise kann ein Teil der Ladeluft stromauf des Ladeluftkühlers zum Einlass des Kompressors des Turboladers umgeleitet werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, sieht die vorliegende Erfindung ein System und Verfahren zur Reduzierung oder Eliminierung eines AGR-Kondensats im Ansaugluftverteiler einer Verbrennungskraftmaschine vor. Zwar wurden Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben, doch ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Begriffe beschreibend und nicht beschränkend, und es ist selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass vom Geist und Umfang der Erfindung abgewichen wird.

Claims (33)

1. Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit einem AGR-Kreis, um eine Kondensation von AGR-Gasen in einem Ansaugluftverteiler zu verringern oder zu eliminieren, wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen der derzeitigen Umgebungsbedingungen;
Bestimmen der derzeitigen Betriebsbedingungen der Maschine einschließlich zumindest einer Temperatur des Ansaugluftverteilers;
Bestimmen eines Taupunktes in Abhängigkeit von den derzeitigen Umgebungsbedingungen und Betriebsbedingungen der Maschine;
Vergleichen der Temperatur des Ansaugluftverteilers mit dem Taupunkt;
Steuern der Maschine, um eine Kondensation zu vermeiden, wenn die Temperatur des Ansaugluftverteilers innerhalb eines bestimmten Bereichs des Taupunktes liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Bestimmung der derzeitigen Umgebungsbedingungen das Bestimmen der Umgebungslufttemperatur und - feuchte umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens der derzeitigen Betriebsbedingungen der Maschine das Bestimmen der Maschinendrehzahl, des Turboladedrucks, des AGR-Flusses und des Luft/Treibstoff-Verhältnisses umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns der Maschine das Erhöhen der Temperatur des Ansaugluftverteilers umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns der Maschine das Umleiten zumindest eines Teils des AGR-Flusses umfasst, um einen AGR-Kühler zu umgehen.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns der Maschine das Umleiten zumindest eines Teils der Ladeluft umfasst, um einen Ladeluftkühler zu umgehen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens des Taupunktes das Bestimmen des Taupunktes in Abhängigkeit von der derzeitigen Umgebungstemperatur und eines vorbestimmten gespeicherten Wertes für die Feuchte umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der bestimmte Bereich des Taupunktes einen anpassbaren Bereich umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der bestimmte Bereich des Taupunktes in Abhängigkeit vom derzeitigen Betriebszustand der Maschine bestimmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der derzeitige Betriebszustand der Maschine die Maschinendrehzahl und -last beinhaltet.
11. erfahren zur Steuerung eines selbstzündenden Verbrennungskraftmotors mit mehreren Zylindern und mit einem AGR-Kreis umfassend einen AGR-Kühler und einen Ladeluftkreis umfassend einen Ladeluftkühler, wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen der derzeitigen Umgebungstemperatur;
Bestimmen der derzeitigen Motordrehzahl;
Bestimmen der derzeitigen Motorlast;
Bestimmen des derzeitigen Druckes und der derzeitigen Temperatur des Ansaugluftverteilers;
Bestimmen des AGR-Flusses;
Bestimmen des Luft/Treibstoff-Verhältnisses;
Bestimmen eines Schwellenwertes, der repräsentativ für eine mögliche Bildung einer AGR-Kondensation ist, in Abhängigkeit von der derzeitigen Umgebungstemperatur, der Motordrehzahl, der Motorlast, des Ansaugluftverteilerdruckes, des AGR-Flusses und des Luft/Treibstoff-Verhältnisses;
Vergleichen der derzeitigen Ansaugluftverteilertemperatur mit dem Schwellenwert; und
Umleiten zumindest eines Teils der AGR- oder Ladeluft um jeweils den AGR- Kühler oder den Ladeluftkühler, wenn die derzeitige Ansaugluftverteilertemperatur den Schwellenwert überschreitet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bestimmens eines Schwellenwerts des Weiteren das Bestimmen des Schwellenwerts in Abhängigkeit von einem vorbestimmten festen Wert für die relative Feuchte umfasst.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bestimmen des Ansaugluftverteilerdruckes das Bestimmen des Turboladedruckes umfasst.
14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Umleitens das Umleiten sowohl des AGR-Flusses als auch des Ladeluft-Flusses um jeweils den AGR-Kühler und den Ladeluftkühler umfasst.
15. Verfahren zur Steuerung einer kompressionszündenden Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit einem AGR-Kreis beinhaltend einen AGR- Kühler zur Kühlung von AGR-Gasen und einen Ladeluftkreis beinhaltend einen Ladeluftkühler, wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen der derzeitigen Umgebungstemperatur, Motordrehzahl, Motorlast und Ansaugluftverteilertemperatur;
Abrufen eines zuvor gespeicherten Ansaugluftverteilertemperatur-Schwellenwerts in Abhängigkeit von der derzeitigen Umgebungstemperatur, Motordrehzahl und Motorlast;
Vergleichen der derzeitigen Ansaugluftverteilertemperatur mit dem abgerufenen Ansaugluftverteilertemperatur-Schwellenwert; und
Ändern des AGR-Flusses oder des Ladeluftflusses in Abhängigkeit davon, ob die derzeitige Ansaugluftverteilertemperatur kleiner als der Schwellenwert ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Abänderns das Erhöhen der Temperatur des AGR-Flusses oder des Ladeluftflusses umfasst, um die Ansaugluftverteilertemperatur zu erhöhen.
17. Computerlesbares Speichermedium mit gespeicherten Daten, die von einem Computer ausführbare Anweisungen darstellen, um eine Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylindern und mit einem AGR-Kreis zu steuern, so dass eine Bildung der Kondensation von AGR-Gasen reduziert oder eliminiert wird, wobei das computerlesbare Speichermedium umfasst:
Anweisungen zum Bestimmen derzeitiger Umgebungsbedingungen;
Anweisungen zum Bestimmen derzeitiger Betriebszustände der Maschine einschließlich zumindest einer Temperatur des Ansaugluftverteilers;
Anweisungen zum Bestimmen eines Taupunktes in Abhängigkeit von der derzeitigen Umgebungsbedingungen und den Betriebszuständen der Maschine;
Anweisungen zum Vergleichen der Temperatur des Ansaugluftverteilers mit dem Taupunkt; und
Instruktionen zum Steuern der Maschine, um eine Kondensation zu vermeiden, wenn die Temperatur des Ansaugluftverteilers innerhalb eines bestimmten Bereichs des Taupunktes liegt.
18. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Anweisungen zum Bestimmen der derzeitigen Umgebungsbedingungen Anweisungen zum Bestimmen der Umgebungslufttemperatur und -feuchte umfassen.
19. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Anweisungen zum Bestimmen der derzeitigen Betriebszustände der Maschine Anweisungen zum Bestimmen der Motordrehzahl, des Turboladedruckes, des AGR-Flusses und des Luft/Treibstoff-Verhältnisses umfassen.
20. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Anweisungen zum Steuern der Maschine Anweisungen zum Erhöhen der Temperatur des Ansaugluftverteilers umfassen.
21. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Instruktionen zum Steuern der Maschine Instruktionen zum Umleiten zumindest eines Teils des AGR-Flusses umfassen, um einen AGR-Kühler zu umgehen.
22. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Anweisungen zum Steuern der Maschine Anweisungen zum Umleiten zumindest eines Teils der Ladeluft umfassen, um einen Ladeluftkühler zu umgehen.
23. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Anweisungen zum Bestimmen eines Taupunktes Anweisungen zum Bestimmen des Taupunktes in Abhängigkeit von der derzeitigen Umgebungstemperatur und einem vorbestimmten abgespeicherten Wert für die Feuchte umfassen.
24. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei der bestimmte Bereich des Taupunktes einen einstellbaren Bereich umfasst.
25. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei der bestimmte Bereich des Tauens in Abhängigkeit von der derzeitigen Betriebszuständen des Motors bestimmt wird.
26. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 25, wobei die derzeitigen Betriebszustände des Motors die Motordrehzahl und -last umfassen.
27. System zur Verringerung oder Eliminierung einer ARG-Kondensation in einem Ansaugluftverteiler eines Verbrennungskraftmotors mit einem AGR-Kreis zur Rezirkulation von Abgas, das mit Ladeluft stromauf des Ansaugluftverteilers vereinigt werden soll, wobei die Maschine einen Ladeluftkreis mit einem Turbolader mit einem Kompressor zur Komprimierung von Ansaugluft aufweist, und mit einem Ladeluftkühler, der stromab des Kompressors des Turboladers angeordnet ist, wobei das System umfasst:
ein Umgehungsventil, das in einem Ladeluftkreis stromauf des Ladeluftkühlers und stromab des Kompressors des Turboladers angeordnet ist, wobei das Umgehungsventil selektiv zumindest einen Teil der Ladeluft als Antwort auf ein Befehlssignal umleitet, um die Ladelufttemperatur vor einer Vereinigung mit dem rezirkulierten Abgas zu erhöhen; und
eine Steuereinrichtung in Verbindung mit dem Umgehungsventil, wobei die Steuereinrichtung die derzeitigen Umgebungs- und Motorbetriebszustände überwacht und das Befehlssignal ausgibt, wenn die derzeitigen Umgebungs- und Motorbetriebszustände günstig für eine Kondensation sind.
28. System nach Anspruch 27, wobei der AGR-Kreis einen AGR-Kühler zur Kühlung von rezirkuliertem Abgas vor der Vereinigung der Ladeluft umfasst, und wobei das System des Weiteren umfasst:
ein Umgehungsventil, das in dem AGR-Kreis stromauf des ARG-Kühlers angeordnet ist, um selektiv zumindest einen Teil des rezirkulierten Abgases als Antwort auf ein Befehlssignal von der Steuereinrichtung umzuleiten, um die Temperatur des rezirkulierten Abgases vor der Vereinigung mit der Ladeluft zu erhöhen.
29. System nach Anspruch 27, wobei das Umgehungsventil selektiv einen Teil der Ladeluft vom Kompressor des Turboladers zu einem Einlass des Kompressors des Turboladers umleitet.
30. System nach Anspruch 27, wobei die Steuereinrichtung einen zuvor gespeicherten Schwellenwert unter Verwendung der derzeitigen Motordrehzahl, -last und der Umgebungstemperatur abruft und den Schwellenwert mit der derzeitigen Temperatur des Ansaugluftverteilers vergleicht, um festzustellen, ob die Bedingungen für eine Kondensation günstig sind.
31. System nach Anspruch 27, wobei die Steuereinrichtung einen Taupunkt für das vereinigte zirkulierte Abgas und die Ladeluft berechnet und den Taupunkt mit der derzeitigen Temperatur des Ansaugluftverteilers vergleicht, um zu bestimmen, ob die Bedingungen für eine Kondensation günstig sind.
32. System zur Verringerung oder Eliminierung einer AGR-Kondensation innerhalb eines Ansaugluftverteilers einer Verbrennungskraftmaschine mit einem AGR-Kreis zur Rezirkulierung von Abgas, das mit einer Ladeluft stromauf des Ansaugluftverteilers vereinigt werden soll, wobei die Maschine einen Ladeluftkreis mit einem Turbolader mit einem Kompressor zur Komprimierung von Ansaugluft und mit einem Ladeluftkühler aufweist, der stromab vom Kompressor des Turboladers angeordnet ist, wobei das System umfasst:
Mittel zur selektiven Erhöhung der Ladelufttemperatur vor der Vereinigung der Ladeluft mit dem rezirkulierten Abgas als Antwort auf ein Befehlssignal; und
eine Steuereinrichtung in Verbindung mit dem Mittel zur selektiven Erhöhung der Ladelufttemperatur, wobei die Steuereinrichtung die derzeitigen Umgebungs- und Maschinenbetriebszustände überwacht und das Befehlssignal erzeugt, wenn die derzeitigen Umgebungs- und Maschinenbetriebszustände günstig für eine Kondensation sind.
33. System nach Anspruch 32, das des Weiteren umfasst:
Mittel zur selektiven Erhöhung der Temperatur des rezirkulierten Abgases als Antwort auf ein Befehlssignal, wobei das Mittel zur selektiven Erhöhung der Temperatur in Verbindung mit der Steuereinrichtung steht.
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