DE102006020596A1 - Secondary air system for internal combustion engine has branching device for coupling pumps to valve lines so secondary flow is distribute to valve lines and flow one from one valve line is choked in other valve line and vice-versa - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Sekundärluftsystem insbesondere für einen Verbrennungsmotor.The The invention relates to a secondary air system in particular for one Combustion engine.
Die Schadstoffemission einer Brennkraftmaschine lässt sich durch katalytische Nachbehandlung mit Hilfe von Abgaskatalysatoren in Verbindung mit einer Lambda-Regelungseinrichtung wirksam verringern. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass neben der Lambdasonde der Lambda-Regelungseinrichtung auch der Abgaskatalysator seine Anspringtemperatur (Light-Off-Temperatur) erreicht hat.The Pollutant emission of an internal combustion engine can be controlled by catalytic After treatment with the help of catalytic converters in conjunction with a Lambda control means effectively reduce. An important prerequisite for this, however, is that in addition to the lambda probe of the lambda control device and the catalytic converter has reached its light-off temperature.
Eine Möglichkeit zur schnellen Aufheizung des Abgaskatalysators besteht darin, Sekundärluft stromabwärts der Auslassventile in den Abgastrakt der Brennkraftmaschine einzublasen. Die Sekundärluft wird von einer Sekundärluftpumpe geliefert und über ein ein Sekundärluftventil enthaltendes Leitungssystem hinter die Auslassventile der Brennkraftmaschine in das Abgas geführt. Die exotherme Reaktion der Sekundärluft mit unverbranntem Kraftstoff im heißen Abgas und dessen weitere Oxidation vor und im Abgaskatalysator führt zu einer beschleunigten Aufheizung des Abgaskatalysators auf seine Betriebstemperatur und damit zu einer Verringerung der Schadstoffemissionen in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine.A possibility for rapid heating of the catalytic converter is secondary air downstream of the Blow exhaust valves into the exhaust tract of the internal combustion engine. The secondary air is from a secondary air pump delivered and over a secondary air valve containing conduit system behind the exhaust valves of the internal combustion engine led into the exhaust. The exothermic reaction of the secondary air with unburned fuel in hot Exhaust gas and its further oxidation before and in the exhaust gas catalyst leads to a accelerated heating of the catalytic converter to its operating temperature and thus to a reduction of pollutant emissions in the Warm-up phase of the internal combustion engine.
Gesetzgeberische Forderungen sehen eine Überwachung des Sekundärluftsystems vor. Insbesondere muss überwacht werden, ob ein Mindestwert für den zugeführten Sekundärluftmassenstrom eingehalten wird.Legislative Demands see a monitoring of the secondary air system in front. In particular, must be monitored be whether a minimum value for the supplied Secondary air mass flow complied with becomes.
Zur Überwachung
des Sekundärluftmassenstroms
ist es aus der
In
der
Aus
der
Aktuelle Gesetzesregelungen schreiben vor, dass die einzelnen Zylinderbänke hinsichtlich der Zuführung eines ausreichenden Sekundärluftmassenstromes separat überprüft werden müssen.current Legislation stipulates that the individual cylinder banks are the feeder a sufficient secondary air mass flow be checked separately have to.
Die
Insbesondere für mit einem Abgasturbolader aufgeladene Verbrennungsmotoren werden derzeit Diagnoseverfahren für das Sekundärluftsystem entwickelt, die auf einer Druckmessung basieren. Dies stellt sich derzeit insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit mindestens zwei Zylinderbänken als besonders aufwändig dar.Especially for with An internal combustion engine charged with an exhaust gas turbocharger are currently diagnostic methods for the Secondary air system developed based on a pressure measurement. This turns out currently especially in internal combustion engines with at least two cylinder banks as extravagant represents.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein diagnostizierbares Sekundärluftsystem anzugeben, das wirtschaftlich herstellbar ist.Of the The invention is based on the object, a diagnosable Secondary air system indicate which is economically producible.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.These The object is solved by the features of the independent claim. advantageous Further developments of the invention are the dependent claims remove.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Sekundärluftsystem insbesondere eines Verbrennungsmotors Ventilleitungen zum Führen eines Sekundärluftstroms und zwei Ventileinrichtungen, insbesondere Sekundärluftventile, die jeweils die – durch die Ventilleitungen geführten – Sekundärluftströme von zumindest einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors trennen oder mit dem Abgasstrang verbinden. Um das Sekundärluftsystem mit Drucksensoren zufrieden stellend, insbesondere aufgelöst nach Ventilleitung und/oder Ventileinrichtung diagnostizieren zu können, ist das Sekundärluftsystem derart ausgeführt, dass ein Sekundärluftstrom von einer Ventilleitung in die andere Ventilleitung und umgekehrt gedrosselt, insbesondere reduziert, gebremst oder verhindert, wird.According to the invention, a secondary air system, in particular of an internal combustion engine, comprises valve lines for guiding a secondary air flow and two valve devices, in particular secondary air valves, which respectively separate the secondary air streams guided by the valve lines from at least one exhaust gas line of an internal combustion engine or connect them to the exhaust gas line. To satisfactorily diagnose the secondary air system with pressure sensors, in particular dissolved according to valve line and / or valve device can, the secondary air system is designed such that a secondary air flow from one valve line into the other valve line and vice versa throttled, in particular reduced, braked or prevented.
Dadurch wird erreicht, dass ein Sekundärluftsystem mit mindestens zwei Ventilleitungen und mindestens zwei Ventileinrichtungen, insbesondere Sekundärluftventilen, durch zwei Drucksensoren aufgelöst nach Ventilleitung und/oder Ventileinrichtung, insbesondere hinsichtlich Leckagen oder Ventilblockaden, diagnostizierbar ist. Der aufwändige Einsatz aufwändiger und fehleranfälliger einzeln aktiv ansteuerbarer Ventileinrichtungen, insbesondere Sekundärluftventile, ist nicht erforderlich. Stattdessen umfassen die Ventileinrichtungen vorzugsweise selbst überdrückende Ventile.Thereby is achieved that a secondary air system with at least two valve lines and at least two valve devices, in particular secondary air valves, resolved by two pressure sensors according to the valve line and / or valve device, in particular with regard to Leaks or valve blockages, diagnosed. The elaborate use more complex and error-prone individually activatable valve devices, in particular secondary air valves, not necessary. Instead, the valve means comprise preferably self-overpressing valves.
Besonders bevorzugt ist ein Sekundärluftsystem mit einer Sekundärluftpumpe zum Erzeugen eines Sekundärluftstroms, mit zwei Ventileinrichtungen zum Zuführen des Sekundärluftstroms in zumindest einen Abgasstrang eines Verbrennungsmotors, mit zwei Ventilleitungen zum Führen des Sekundärluftstroms zu jeweils einer der zwei Ventileinrichtungen, mit zwei Drucksensoreinrichtungen, die jeweils in einer Ventilleitung angeordnet sind, und mit einer Verzweigungseinrichtung zum Koppeln der Sekundärluftpumpe mit den zwei Ventilleitungen derart, dass der von der Sekundärluftpumpe erzeugte Sekundärluftstrom auf die zwei Ventilleitungen aufgeteilt wird, und dass ein Sekundärluftstrom, insbesondere bei aktiver Sekundärluftpumpe, von einer Ventilleitung in die andere Ventilleitung und umgekehrt gedrosselt wird.Especially preferred is a secondary air system with a secondary air pump for generating a secondary air flow, with two valve devices for supplying the secondary air flow in at least one exhaust line of an internal combustion engine, with two Valve lines for guiding of the secondary air flow to each one of the two valve devices, with two pressure sensor devices, each arranged in a valve line, and with a branching device for coupling the secondary air pump with the two valve lines such that of the secondary air pump generated secondary air flow is split on the two valve lines, and that a secondary air flow, especially with active secondary air pump, from one valve line to the other valve line and vice versa is throttled.
Die Verzweigungseinrichtung ist insbesondere derart ausgeführt, dass, insbesondere bei aktiver Sekundärluftpumpe, eine Druckänderung, beispielsweise aufgrund einer Leckage oder einer Ventilblockade, in einer Ventilleitung einen deutlich messbaren Druckunterschied zwischen beiden Ventilleitungen verursacht.The Branching device is in particular designed such that, especially with active secondary air pump, a pressure change, for example due to leakage or valve blockage, in a valve line a clearly measurable pressure difference caused between both valve lines.
Vorteilhafterweise koppelt die Verzweigungseinrichtung eine sekundärluftpumpenseitige Zuleitung und zwei ventileinrichtungsseitige Ventilleitungen miteinander, wobei in die Zuleitung, insbesondere entgegen der Strömungsrichtung, eine Drosselzunge, insbesondere eine Trennzunge oder Trennfläche, ragt, deren Flächennormale vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist. Insbesondere ragt das lose Ende der Drosselzunge, insbesondere entgegen der Strömungsrichtung, in die Zuleitung. Die Drosselzunge ist vorzugsweise derart angeordnet, dass ein Sekundärluftstrom von einer Ventilleitung in die andere Ventilleitung und umgekehrt gedrosselt wird, wohingegen der Sekundärluftstrom von der Sekundärluftpumpe zu den Ventileinrichtungen strömungswiderstandsreduziert, nahezu strömungswiderstandsfrei oder strömungswiderstandsoptimiert auf die Ventilleitungen aufgeteilt wird.advantageously, the branching device couples a secondary air pump side supply line and two valve-side valve lines with each other, wherein in the supply line, in particular against the flow direction, a throttle tongue, in particular a separating tongue or separating surface, projects, their surface normals preferably perpendicular to the flow direction is aligned. In particular, the loose end of the throttle tongue protrudes, especially against the direction of flow, in the supply line. The throttle tongue is preferably arranged such that a secondary airflow throttled from one valve line to the other valve line and vice versa whereas the secondary air flow of the secondary air pump reduced flow resistance to the valve devices, virtually no flow resistance or optimized flow resistance is divided on the valve lines.
Vorzugsweise umfasst das Sekundärluftsystem zwei Ventileinrichtungen zum, insbesondere druckabhängigen, Zuführen des Sekundärluftstroms in jeweils einen Abgasstrang, wobei die Abgasstränge jeweils einer Zylinderbank eines Verbrennungsmotors zugeordnet sind.Preferably includes the secondary air system two valve devices for, in particular pressure-dependent, Respectively of the secondary air flow in in each case an exhaust gas line, wherein the exhaust gas lines each have a cylinder bank associated with an internal combustion engine.
Mit dieser Weiterbildung kann auf wirtschaftliche Art ein Sekundärluftsystem oder ein Verbrennungsmotor geschaffen werden, die die gesetzlich geforderte, bankselektive Sekundärluftdiagnose basierend auf messbaren Unterschieden in einem Nutzsignal, beispielsweise dem Druck oder einer damit korrelierenden Größe, bei Fehlerursachen in nur einer Zylinderbank ermöglichen.With This development can economically a secondary air system or an internal combustion engine that meets the legally required, Bank-selective secondary air diagnosis based on measurable differences in a payload, for example the pressure or a correlated size, with causes of error in only allow a cylinder bank.
Als besonders bevorzugt stellte sich der Einsatz der Erfindung bei einem Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader heraus.When the use of the invention turned out to be particularly preferred Internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger out.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:in the The invention will now be described by way of example with reference to FIG closer to the following figures explains:
Die
in
Das Sekundärluftsystem umfasst eine Sekundärluftpumpe SLP und eine Verzweigungseinrichtung V. Von der Sekundärluftpumpe SLP geförderte Sekundärluft bzw. der entsprechende Sekundärluftstrom wird durch eine Zuleitung ZL von der Sekundärluftpumpe SLP zu der Verzweigungseinrichtung V geführt.The Secondary air system includes a secondary air pump SLP and a branching device V. From the secondary air pump SLP promoted secondary air or the corresponding secondary air flow is supplied through a supply line ZL from the secondary air pump SLP to the branching device V led.
In der Verzweigungseinrichtung V wird die Sekundärluft bzw. der entsprechende Sekundärluftstrom auf zwei Ventilleitungen VL, insbesondere in annähernd gleiche Teile aufgeteilt und die aufgeteilte oder verzweigte Sekundärluft bzw. die entsprechenden Sekundärluftströme über Ventilleitungen VL zu jeweils einer Ventileinrichtung VE (Sekundärluftventil) geführt, die jeweils ein selbst überdrückendes Ventil umfassen. Bei geöffneter Ventileinrichtung VE strömt dann Sekundärluft bzw. die entsprechenden Sekundärluftströme durch das selbst überdrückende Ventil in jeweils einen Abgasstrang AG, welche verschiedenen Zylinderbänken zugeordnet sind. Durch die erste Ventileinrichtung VE strömt Sekundärluft in einen ersten Abgasstrang (links dargestellt), und durch zweite Ventileinrichtung VE strömt Sekundärluft in einen zweiten Abgasstrang (rechts dargestellt)In the branching device V, the secondary air or the corresponding secondary air flow to two valve lines VL, in particular divided into approximately equal parts and the split or branched secondary air or the corresponding secondary air flows via valve lines VL to each valve device VE (secondary air valve) out, each one self-pressurizing valve. When the valve device VE is open, secondary air or the corresponding secondary air streams then flow through the self-pressurizing valve into an exhaust gas line AG, which are assigned to different cylinder banks. By the first valve device VE flows secondary air into a first exhaust gas line (shown on the left), and secondary air flows through a second valve device VE into a second exhaust gas line (shown on the right)
In die Ventilleitungen VL ist zum Messen des Drucks in den Ventilleitungen VL jeweils ein Drucksensor DS integriert.In the valve lines VL is for measuring the pressure in the valve lines VL each a pressure sensor integrated DS.
Durch die in der Verzweigungseinrichtung V angeordnete in die Zuleitung ZL ragende Drosselzunge DZ wird erreicht, dass einerseits der Sekundärluftstrom nahezu widerstandsfrei auf die Ventilleitungen VL aufgeteilt werden kann, und andererseits ein Volumenstrom oder Drucksausgleich von einer Ventilleitung VL in die andere Ventilleitung VL insbesondere bei aktiver Sekundärluftpumpe SLP zumindest gedrosselt wird, so dass eine Leckage oder eine Blockade einer Ventileinrichtung VE in einer Ventilleitung VL auch durch den Drucksensor DS in dieser Ventilleitung VL oder den ermittelten Druckunterschied zwischen den Ventilleitungen VL diagnostiziert und zumindest grob (linke oder rechte Ventilleitung bzw. linke oder rechte Ventileinrichtung) lokalisiert werden kann.By arranged in the branching device V in the supply line ZL projecting throttle DZ is achieved, that on the one hand the secondary air flow be divided almost without resistance on the valve lines VL can, and on the other hand, a flow or pressure equalization of a valve line VL in the other valve line VL in particular with active secondary air pump SLP is at least throttled, leaving a leak or a blockage a valve device VE in a valve line VL also by the pressure sensor DS in this valve line VL or the determined Pressure difference between the valve lines VL diagnosed and at least coarse (left or right valve line or left or right valve device) can be located.
Es ist eine T-förmige Verzweigungseinrichtung V1, eine V-förmige Verzweigungseinrichtung V2, eine U-förmige Verzweigungseinrichtung V3, eine V-förmige Verzweigungseinrichtung V4, bei der die Drosselzunge DZ bis zur Sekundärluftpumpe SLP geführt ist, und eine V-förmige Verzweigungseinrichtung V5 dargestellt, bei der die Drosselzunge DZ in der Sekundärluftpumpe SLP ausgeführt ist und eine Zuleitung zur Verzweigungseinrichtung V5 entfällt oder ebenfalls, insbesondere nicht sichtbar, in der Sekundärluftpumpe SLP ausgeführt ist.It is a T-shaped Branching device V1, a V-shaped branching device V2, a U-shaped Branching device V3, a V-shaped Branching device V4, in which the throttle tongue DZ to the Secondary air pump SLP guided is, and a V-shaped Branching device V5 shown, in which the throttle tongue DZ in the secondary air pump SLP executed and a supply line to the branching device V5 is omitted or also, especially not visible, in the secondary air pump SLP executed is.
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