CN103443427A

CN103443427A - 用于机动车的驱动系统

Info

Publication number: CN103443427A
Application number: CN2012800172100A
Authority: CN
Inventors: W.布卢门德勒; T.布莱勒
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: DE102011006756B4; KR20140023920A; US20140150761A1; CN103443427B; DE102011006756A1; WO2012136412A1

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的驱动系统（10），具有：内燃机（12）；空气及废气装置（14），所述空气及废气装置具有至少一个节流阀（34、34’）；废气再循环装置（18），所述废气再循环装置在两个连接位置（38、74）处与所述空气及废气装置（14）在流体技术方面连接；和测量装置（20、20’），所述测量装置构造用于，检测大气压力、检测所述空气及废气装置（14）内部的测量位置（98、98’）处的气体压力，并且根据所述气体压力和大气压力求取压力差，其中所述测量位置（98、98’）在流体技术方面布置在所述节流阀（34、34’）和所述内燃机（12）之间并且在所述连接位置（38、74）之一的区域内。

Description

用于机动车的驱动系统

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的驱动系统，所述驱动系统具有：内燃机；空气及废气装置，所述空气及废气装置具有至少一个节流阀；废气再循环装置，所述废气再循环装置在两个连接位置处与所述空气及废气装置在流体技术方面连接；和测量装置，所述测量装置构造用于，检测大气压力、检测所述空气及废气装置内部的测量位置处的气体压力，并且根据所述气体压力和大气压力求取压力差，其中所述测量位置在流体技术方面布置在所述节流阀和所述内燃机之间并且在所述连接位置之一的区域内。

此外本发明涉及一种用于运行机动车的驱动系统的方法，所述驱动系统具有：内燃机；空气及废气装置，所述空气及废气装置具有节流；废气再循环装置，所述废气再循环装置在两个连接位置处与所述空气及废气装置在流体技术方面连接，所述方法具有以下步骤：

- 检测大气压力；

- 检测所述空气及废气装置内部的气体压力，其中检测在流体技术方面在所述节流阀和所述内燃机之间并且在所述连接位置之一的区域内的气体压力；并且

- 根据所述气体压力和所述大气压力求取压力差。

背景技术

在用于机动车的具有内燃机的驱动系统的领域中，设置废气再循环装置是众所周知的。所述废气再循环装置用于减少排放。所述废气再循环装置的最优调节主要为了实现法律规定的排放值。

废气再循环装置在连接位置处从驱动系统的空气及废气装置中提取废气。所述连接位置因此构造为提取位置并且在流体技术方面位于内燃机之后。废气被导引穿过废气再循环装置中的冷却装置并且在那冷却。此外废气再循环装置还具有再循环节流阀，所述再循环节流阀能够控制废气再循环装置中的废气的质量流。为了调节质量流要求取压力差，所述压力差通过节流阀产生。根据所述压力差能够确定质量流并且通过调整节流阀匹配质量流。

已知两种废气再循环装置，即在空气及废气装置的低压区域内的废气再循环装置和在空气及废气装置的高压区域内的废气再循环装置。

如果驱动系统不具有涡轮增压机，则整个空气及废气装置通常构造为低压区域。如果驱动系统具有涡轮增压机，则所述涡轮增压机限定了高压区域和低压区域。高压区域是空气及废气装置的通过涡轮增压机的作用压缩空气或废气的区域。低压区域则存在于空气及废气装置的位于涡轮增压机之外的部分。

当今，在具有涡轮增压机的驱动系统中也并联使用所述两种废气再循环装置。

对废气再循环装置而言在高压区域中，能够非常简单并且精确地求取压力差，因为会出现大的压力差，所述大压力差能够简单地由传感器检测到。

对废气再循环装置而言在低压区域中，压力差微小，从而使得检测压力差变得困难。在此精确地检测压力差是必要的，因为所述废气再循环装置中的质量流对压力差的变化反应非常敏感。

在此已知所述压力差通过适当的压力差传感器来测量。为此在再循环节流阀之前提取位置的区域中第一测量位置处检测废气压力。此外在再循环节流阀之后废气再循环装置内部的区域中第二测量位置处检测另一废气压力。压力差传感器自动求取压力差，其方式为相对彼此测量所述两个压力。为此压力差传感器具有适当的传感装置。所述传感装置基于所述相对的检测具有这种可能性，即良好地利用其测量范围。此外还存在这种可能性，即在质量流为零时能够实施偏置适应（Offsetadaption）。

然而不利的是，在测量位置处由于热废气会存在非常高的温度，这会造成传感装置的损坏。在此，为了保护压力差传感器，需要在提取位置的区域中进行耗费的配管（Verrohrung），所述配管会保护所述传感装置不受热影响的损害。

发明内容

本发明的任务在于，提供用于检测废气再循环装置中的压力差的替代的解决方案，所述方案实现了对压力差的经济的检测并且同时保持了测量质量。

该任务将通过最开始所述类型的驱动系统和方法解决。

本发明所基于的认知在于，低压区域中废气再循环装置中的压力差基本上取决于大气压力以及节流阀与内燃机之间的气体压力。因此能够测量所述两个压力之间的相对压力，由此有利地最优利用所述测量装置的测量范围。不需要测量绝对压力。因此保证了高测量精度。

大气压力能够直接在马达腔室检测。例如通过测量装置的“敞开的”接头。在此有利的是，对于大气压力而言不需要空气及废气装置内部的测量位置，并且由此能够省去现有技术中带有配管的相应的测量位置。这实现了经济地检测压力差。

此外气体压力在一测量位置处得以测量，所述测量位置在热学方面不是临界的，因为所述测量位置仅导引相对冷的气体。换言之，在所述测量位置存在相对低的温度，从而避免了由于热作用而引起对测量装置的损坏。所述方法又使得能够省去耗费的配管，从而进一步降低了构造耗费。因此使得对压力差的检测更加经济。

内燃机既可考虑柴油机又可考虑汽油机。

空气及废气装置具有两部分，即空气输送部和废气排出部。所述空气输送部将新鲜空气从周围环境引导到内燃机。废气再循环装置的连接位置之一构造为输送位置，所述输送位置布置在空气输送部中。在所述输送位置处，再循环的废气与新鲜空气混合。随后所述混合物被继续导引到内燃机处。

废气排出部将废气从内燃机排放到周围环境并且在此一般具有像微尘滤清器和/或催化净化器以及消音器一样的清洁元件。废气再循环装置的连接位置之一构造为提取位置，所述提取位置布置在废气排出部中。在所述提取位置处，提取废气并且通过废气再循环装置引导到输送位置处。

按照特别优选的实施方式，节流阀是新鲜空气节流阀并且所述连接位置之一构造为输送位置，所述输送位置布置在新鲜空气节流阀和内燃机之间。

在所述实施方式中，测量位置和节流阀在流体技术方面在空气输送部中布置在内燃机之前。在此，在测量位置的区域内得到压力平衡，所述压力平衡通过调整节流阀并且通过废气再循环装置的压力实现。

此外在空气输送部中能够采用空气滤清器。则空气输送部中的压力还会被所述空气滤清器的未知状态（例如雪覆盖的情况）影响。

这种布置的优点是，测量位置布置在通过新鲜空气持续冷的冷却区域中。由此降低了输送的废气的热量，从而特别好地保护测量装置不受热影响。

同时由于平衡检测废气再循环装置（在再循环节流阀之后）中的气体压力。提取位置的压力基本上相应于大气压力，从而使得在此所述压力差是用于废气再循环装置中的压力差的量度。

按照另一种优选的实施方式，测量位置布置在新鲜空气节流阀和输送位置之间。

在所述实施方式中，测量位置在流体技术方面布置在输送位置之前。这样有利的是，测量位置布置在特别冷却了的区域内，所述区域主要流过新鲜空气。由此防止了，来自输送位置的废气所造成的对新鲜空气的加热会影响测量装置。

按照另一种实施方式，节流阀是废气节流阀，并且连接位置之一构造为提取位置，所述提取位置布置在废气节流阀和内燃机之间。

在所述实施方式中，所述测量位置和所述节流阀在流体技术方面在内燃机之后布置在废气再循环装置中。在此在测量位置的区域中得到压力平衡，所述压力平衡由节流阀的位置并通过内燃机的压力实现。

与现有技术相比，这种布置的优点在于，测量位置布置在冷的区域内。

同时由于平衡检测废气再循环装置（在再循环节流阀之前）的气体压力。输送位置的压力基本上相应于大气压力，从而使得在此所述压力差是用于废气再循环装置中的压力差的量度。

按照另一种实施方式，测量位置布置在废气节流阀和提取位置之间。

在所述实施方式中，测量位置在流体技术方面布置在提取位置之后。这样有利的是，废气能够继续冷却直到测量位置，由此进一步减少了对测量装置的热影响。

按照一种特别优选的实施方式，空气及废气装置具有涡流增压机，其中连接位置布置在低压区域内。

在这种实施方式中，驱动系统具有带有涡轮机和压缩机的涡轮增压机。正如最开始提到的，涡轮增压机限定了空气及废气装置中的高压区域和低压区域。高压区域沿流动方向布置在压缩机和涡轮机之间。低压区域沿流动方向布置在压缩机之前并且布置在涡轮机之后。

因此废气再循环装置绕着涡轮增压机环绕导引，因为连接位置布置在低压区域中。涡轮增压机的使用使得来自涡轮机的废气特别热并且同时废气再循环装置中的压力差特别小。测量位置的预设的布置方式在此使得特别大地保护了测量装置不受热的影响，其中同时尤其避免了耗费大的配管。由此通过本发明得到特别高的经济性。

按照另一种实施方式，驱动系统具有控制及分析单元，所述控制及分析单元构造用于根据压力差调节废气再循环装置中的废气的质量流。

在所述实施方式中，根据压力差调节废气再循环装置中的质量流。为此在测量装置中求取压力差。在此测量装置能够直接求取压力差并且传送给控制及分析单元。在其他的实施方式中，控制及分析单元能够是测量装置的一部分。在此能够通过适当的传感器求取用于气体压力和大气压力的单个绝对压力并且传送给控制及分析单元。所述控制及分析单元根据绝对压力通过减法确定压力差。

此外所述控制及分析单元与再循环节流阀共同作用。再循环节流阀布置在废气再循环装置中并因此用作调整环节。

在此有利的是，所述控制及分析单元、再循环节流阀和测量装置形成用于再循环的废气的质量流调节器，使用所述质量流调节器能够非常经济并且实现了非常高的调节质量。

按照另一种实施方式，测量装置是压力差传感器。

在所述实施方式中，采用压力差传感器作为测量装置。所述压力差传感器直接求取压力差，从而最优地利用压力差传感器的测量范围。因此避免了测量绝对压力。

在此有利的是，通过利用测量范围相比测量绝对压力提高了测量精度。

附图说明

图1示意地示出了根据本发明的具有内燃机的驱动系统。

具体实施方式

在图1中通过附图标记10从整体上标明了机动车的驱动系统。驱动系统10具有内燃机12、空气及废气装置14以及高压废气再循环装置16和低压区域内的废气再循环装置18。此外所述驱动系统10还具有压力差传感器20和控制及分析单元22。

所述空气及废气装置14具有空气输送部24，通过所述空气输送部吸入新鲜空气26。新鲜空气26经由吸入管道28引导至空气滤清器30。新鲜空气26从空气滤清器30通过管路32流至新鲜空气节流阀34。从新鲜空气节流阀34出来，新鲜空气26流向另一管路36，所述管路具有输送位置38。所述输送位置38是废气再循环装置18进入到空气输送装置24的入口。废气从输送位置38出来流入到管路36中。

空气输送装置24经由所述管路36在流体技术方面与涡轮增压机40连接。所述涡流增压机40具有压缩机42和涡轮机44。为了传递扭矩，所述压缩机42和涡轮机44通过在此未示出的轴彼此耦接。所述压缩机40从管路36提取并压缩新鲜空气/废气混合物。所述压缩的新鲜空气/废气混合物经由管路46引导至内燃机12处。

在所述管路46内部布置了高压输送位置48。所述高压输送位置48是高压废气再循环装置16进入到管路46中的入口。其他废气从高压输送位置48出来流入到管路46中。

所述内燃机12在点火后经由管路50将废气排出至涡轮44。所述管路50具有高压提取位置52。高压废气再循环装置16从高压提取位置52延伸到高压输送位置48。所述高压废气再循环装置经由管路56从高压提取位置52提取废气。管路56通入到冷却装置58中，所述冷却装置冷却废气。废气从冷却装置58出来经由管路60流过高压再循环节流阀62。在所述高压再循环节流阀62中限制了废气的质量流并且经由管路64继续引导至高压输送位置48。

所述废气从高压提取位置52出来经由管路50继续导引至涡轮机44。所述涡轮机44降低了废气的压力并且由此驱动压缩机32。减压了的废气从涡轮机44出来经由管路68继续引导至微尘滤清器70。所述微尘滤清器70清洁所述废气。清洁过的废气经由另一管路72流至提取位置74。废气再循环装置18从提取位置74延伸到输送位置38。所述废气再循环装置经由管路78从提取位置74提取废气。所述管路78通入到冷却装置80中，所述冷却装置冷却废气。废气从冷却装置80出来经由管路82流过再循环节流阀84。在所述再循环节流阀84中限制了废气的质量流并且经由管路86继续引导至输送位置38。

所述管路72从提取位置74继续延伸至消音器90。废气从消音器90出来通过废气排出口92排出，这在此以块箭头94的形式示出。

压力差传感器20经由测量管路96在测量位置98与空气输送装置24连接，以便检测管路36中的气体压力。因此测量位置98在流体技术方面布置在输送位置38之前。此外压力差传感器20还具有第二测量管路100，所述第二测量管路朝向大气压力敞开。

压力的测量借助压力差传感器20内部的相应的传感器实现，其中所述传感器直接检测相关的压力、也就是压力差。因此，所述压力差直接由测量位置98处的气体压力和大气压力得到。

所述压力差传感器20经由信号管路102与控制及分析单元22在信号技术方面连接。所述控制及分析单元22接收到这样的压力差的数值。所述控制及分析单元根据所述数值调整再循环节流阀84的位置，从而形成质量流调节器。以这种方式能够调节废气再循环装置18内部的废气质量流。

在图1中以虚线的形式示出了另一种实施方式。所述虚线示出的元件替代了相应的实线示出的元件。

在所述实施方式中，废气节流阀34’设置在管路72中。为了确定压力差，在测量位置98’处通过压力差传感器20’经由测量管路96’检测管路72中的气体压力，所述测量位置98’布置在提取位置74和废气节流阀34’之间。此外压力差传感器20’还具有另一测量管路100’，所述测量管路朝向大气压力敞开。

所述压力差传感器20’经由信号管路102’与控制及分析单元22’在信号技术方面连接。所述控制及分析单元22’接收到这样的压力差的数值。所述控制及分析单元根据所述数值调节再循环节流阀84的位置，从而形成质量流调节器。以这种方式能够调节废气再循环装置18内部的废气质量流。

测量位置98和98’的布置实现了驱动系统10、尤其是空气及废气装置14的整体构造简单化，尤其是，能够省去昂贵的配管。同时保持测量精度。这在具有构造优势的情况下还实现了经济且高精度地调节质量流。

Claims

1. 用于机动车的驱动系统（10），具有：内燃机（12）；空气及废气装置（14），所述空气及废气装置具有至少一个节流阀（34、34’）；废气再循环装置（18），所述废气再循环装置在两个连接位置（38、74）处与所述空气及废气装置（14）在流体技术方面连接；和测量装置（20、20’），所述测量装置构造用于，检测大气压力、检测所述空气及废气装置（14）内部的测量位置（98、98’）处的气体压力，并且根据所述气体压力和大气压力求取压力差，其中所述测量位置（98、98’）在流体技术方面布置在所述节流阀（34、34’）和所述内燃机（12）之间并且在所述连接位置（38、74）之一的区域内。

2. 按权利要求1所述的驱动系统（10），其特征在于，所述节流阀（34）是新鲜空气节流阀（34）并且所述连接位置之一（38）构造为输送位置（38），所述输送位置布置在所述新鲜空气节流阀（34）和所述内燃机（12）之间。

3. 按权利要求2所述的驱动系统（10），其特征在于，所述测量位置（98）布置在所述新鲜空气节流阀（34）和所述输送位置（38）之间。

4. 按权利要求1至3中任一项所述的驱动系统（10），其特征在于，所述节流阀（34’）是废气节流阀（34’）并且所述连接位置之一（74）构造为提取位置（74），所述提取位置布置在所述废气节流阀（34’）和所述内燃机（12）之间。

5. 按权利要求4所述的驱动系统（10），其特征在于，所述测量位置（98’）布置在所述废气节流阀（34’）和所述提取位置（74）之间。

6. 按权利要求1至5中任一项所述的驱动系统（10），其特征在于，所述空气及废气装置（14）具有涡轮增压机（40），其中所述连接位置（38、74）布置在低压区域中。

7. 按权利要求1至6中任一项所述的驱动系统（10），其特征在于控制及分析单元（22、22’），所述控制及分析单元构造用于，根据所述压力差调节所述废气再循环装置（18）中的废气的质量流。

8. 按权利要求1至7中任一项所述的驱动系统（10），其特征在于，所述测量装置（20、20’）是压力差传感器（20、20’）。

9. 用于运行机动车的驱动系统（10）的方法，所述驱动系统具有：内燃机（12）；空气及废气装置（14），所述空气及废气装置具有节流阀（34、34’）；废气再循环装置（18），所述废气再循环装置在两个连接位置（38、74）处与所述空气及废气装置（14）在流体技术方面连接，所述方法具有以下步骤：

- 检测大气压力；

- 检测所述空气及废气装置（14）内部的气体压力，其中检测在流体技术方面在所述节流阀（34、34’）和所述内燃机（12）之间并且在所述连接位置（38、74）之一的区域内的气体压力；并且

- 根据所述气体压力和所述大气压力求取压力差。