DE102008023806A1 - Exhaust gas system for internal combustion engine of motor vehicle, has control device to control switching elements based on temperature of thermo-electric generator and/or internal-combustion engine and/or exhaust gas pressure in system - Google Patents

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Stefan Rüth
Gunter Schröter
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Abstract

The system has an exhaust gas channel (2) with two partial-exhaust gas channels (2.1, 2.2), where the channel (2.1) is thermally coupled with a thermo-electric generator (3). Controllable switching elements (4, 4.1, 4.2) e.g. exhaust flaps, are present in the channel (2) to control an exhaust gas stream such that the stream flows exclusively or proportionately through the channels (2.1, 2.2). A control device (6) controls the elements based on a temperature of the generator and/or an exhaust gas pressure prevailing in the system and/or a temperature of an internal-combustion engine (BKM). An independent claim is also included for a method for operating an exhaust gas system for an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgassystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Abgassystems.The The invention relates to an exhaust system according to the preamble of claim 1 and a method for operating such Exhaust system.

Unter einem thermoelektrischen Generator (abgekürzt auch als TEG bezeichnet) wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung verstanden, die nach dem Wirkprinzip des so genannten „Seebeck-Effekts” Wärmeenergie in elektrische Energie umwandelt (diese Energieumwandlung entsteht dadurch, dass zwei Punkte eines elektrischen Leiters unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt werden, wodurch eine elektrische Spannung zwischen diesen beiden Punkten erzeugt wird).Under a thermoelectric generator (also abbreviated as TEG) is understood within the meaning of the invention means the effect of the so-called "Seebeck effect" heat energy converted into electrical energy (this energy conversion arises in that two points of an electrical conductor are different Temperatures are exposed, creating a voltage is generated between these two points).

Aus der US 2005/0268598 A1 ist bereits ein Kraftfahrzeug bekannt, welches in seinem Abgasstrang, in Strömungsrichtung gesehen vor einer Katalysatoreinrichtung zur Reinigung des Abgases, einen so genannten thermoelektrischen Generator (TEG) aufweist. Dabei ist der Abgaskanal zwischen dem Auslass der Brennkraftmaschine und dem Katalysator bereichsweise zweikanalig mit zwei parallel verlaufenden Teil-Abgaskanälen ausgebildet, wobei in einem der beiden Teil-Abgaskanäle der TEG eingebunden ist. An der stromaufwärts angeordneten Verzweigungsstelle des Abgaskanals in die beiden Teil-Abgaskanäle ist ein steuerbares Schaltelement zur Lenkung des Abgasstroms (in den einen oder in den anderen Teil-Abgaskanal) vorgesehen. Dabei wird das Schaltelement über eine Steuereinheit derart angesteuert, dass während einer Warmlaufphase der Brennkraftmaschine, in der der Katalysator eine vorbestimmte Temperatur noch nicht erreicht hat, der gesamte Abgasstrom über den Teil-Abgaskanal ohne TEG (den so genannten Bypass) geleitet wird, und erst wenn die vorbestimmte Katalysatortemperatur erreicht ist, der Abgasstrom durch den anderen, den TEG aufweisenden Teil-Abgaskanal geführt wird. Ziel dieser Anordnung ist es, während Betriebsphasen, in denen der Katalysator Temperaturen ausgesetzt ist, bei denen er Schaden nehmen könnte, überschüssige Wärme abzuführen um den Katalysator vor Zerstörung zu schützen und gleichzeitig wertvolle elektrische Energie zu erzeugen.From the US 2005/0268598 A1 For example, a motor vehicle is already known which has a so-called thermoelectric generator (TEG) in its exhaust gas line, viewed in the flow direction in front of a catalytic converter device for purifying the exhaust gas. In this case, the exhaust gas channel between the outlet of the internal combustion engine and the catalyst is partially formed with two channels with two parallel partial exhaust ducts, being integrated in one of the two partial exhaust ducts of the TEG. At the upstream branching point of the exhaust passage in the two partial exhaust ducts, a controllable switching element for steering the exhaust gas flow is provided (in one or the other part exhaust passage). In this case, the switching element is controlled by a control unit such that during a warm-up phase of the internal combustion engine, in which the catalyst has not reached a predetermined temperature, the entire exhaust gas flow over the partial exhaust duct without TEG (the so-called bypass) is passed, and only when the predetermined catalyst temperature is reached, the exhaust stream is passed through the other part exhaust passage having the TEG. The aim of this arrangement is to dissipate excess heat during periods of operation in which the catalyst is exposed to temperatures at which it may be damaged, in order to protect the catalyst from destruction and at the same time generate valuable electrical energy.

Darüber hinaus sind zahlreiche Dokumente bekannt, in denen der Aufbau und die Wirkungsweise eines eingangs erwähnten TEG beschrieben sind. Stellvertretend seien an dieser Stelle die bislang unveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen genannt: DE 10 2007 063 168 , DE 10 2007 063 172 , DE 10 2007 063 173 , DE 10 2007 063 196 , auf deren Inhalt bezüglich eines möglichen Aufbaus eines TEG vollinhaltlich Bezug genommen wird.In addition, numerous documents are known in which the structure and operation of a TEG mentioned above are described. Representatives may be mentioned at this point the previously unpublished German patent applications: DE 10 2007 063 168 . DE 10 2007 063 172 . DE 10 2007 063 173 . DE 10 2007 063 196 , whose contents are referred to in full with regard to a possible structure of a TEG.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Abgassystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs anzugeben, durch dass der energetische Wirkungsgrad des Kraftfahrzeugs erheblich verbessert wird.Of the Invention is based on the object, a generic Exhaust system for an internal combustion engine of a motor vehicle indicate that the energy efficiency of the motor vehicle is significantly improved.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, bei einem Abgassystem für eine Brennkraftmaschine, welches zumindest bereichsweise zweikanalig ausgeführt ist, wobei die beiden Teilabgaskanäle stromabwärts in einem gemeinsamen Abgaskanalabschnitt zusammengeführt sind, und bei dem in einem der beiden Teil-Abgaskanäle ein Energiewandlungsmittel (im Folgenden als thermoelektrischer Generator bzw. TEG bezeichnet) implementiert ist, und bei dem über mindestens ein im Abgaskanal angeordnetes Schaltelement der Abgasstrom derart gesteuert werden kann, dass er ausschließlich durch einen der beiden oder aufgeteilt durch beide Teil-Abgaskanäle strömt, über eine Steuereinrichtung zur Steuerung des mindestens einen Schaltelements, das mindestens eine Schaltelement in Abhängigkeit von der Temperatur des TEG und/oder in Abhängigkeit von dem im Abgassystem an einer vorbestimmten Position vorliegenden Abgasgegendruck und/oder in Abhängigkeit von der Temperatur der Antriebsmaschine (insbesondere Brennkraftmaschine) anzusteuern. Es versteht sich von selbst, dass anstelle der vorstehenden benannten Größen (in deren Abhängigkeit eine Steuerung des mindestens einen Schaltelements erfolgt) stellvertretend auch jeweils eine mit dieser Größe korrelierende Größe herangezogen werden kann. Ferner ist denkbar, alternativ zu den vorstehend beschriebenen Größen eine Ansteuerung des Schaltelements in Abhängigkeit von Fahrzeugumgebungsbedingungen – insbesondere in Abhängigkeit von der Außen- bzw. Umgebungstemperatur und/oder dem Umgebungsdruck oder dergleichen – vorzunehmen.According to the invention the problem is solved by the entirety of the features of claim 1, while in the dependent claims preferred developments the invention are given. According to the invention it is proposed in an exhaust system for an internal combustion engine, which at least partially executed two channels is, with the two Teilabgaskanäle downstream merged in a common exhaust duct section are, and in one of the two partial exhaust ducts an energy conversion agent (hereinafter referred to as thermoelectric Generator or TEG called) is implemented, and in which over at least a arranged in the exhaust passage switching element of the exhaust stream such It can be controlled exclusively by a the two or split by both partial exhaust ducts flows through a control device for control of the at least one switching element, the at least one switching element depending on the temperature of the TEG and / or in Dependence on that in the exhaust system at a predetermined Position present exhaust back pressure and / or as a function of the temperature of the engine (in particular internal combustion engine) head for. It goes without saying that instead of the above named quantities (in their dependency a control of the at least one switching element takes place) representatively also one each correlating with this size Size can be used. It is also conceivable alternatively to the sizes described above a control of the switching element in dependence of Vehicle environment conditions - especially depending from the outside or ambient temperature and / or the ambient pressure or the like - make.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der TEG in das Abgassystem eines Kraftfahrzeugs eingebunden, in dem die so genannte Warmseite (erster Punkt, des zwischen zwei Punkten unterschiedlicher Temperatur angeordneten, nach dem Seebeck-Effekt arbeitenden Energiewandlungsmittel/TEG) des TEG mit einer Abgas führenden Leitung des Abgasstrangs Wärme leitend verbunden wird. Die Kaltseite (zweiter Punkt) des TEG kann beispielsweise mit einer eine Kühlflüssigkeit führenden Kühlmittelleitung des Motorkühlsystems des Kraftfahrzeugs thermisch gekoppelt sein. In einer besonders einfachen Ausführungsform des TEG wird eine Mehrzahl von Thermoelementmodulen um einen Abgaskanalabschnitt des entsprechenden Teil-Abgaskanals herum angeordnet. In einer Weiterbildung kann die thermisch wirksame Oberfläche des TEG vergrößert werden, indem der Abgaskanal bereichsweise nach innen berippt ist (also z. B. rippenförmige Elemente des Abgaskanals oder der Thermoelemente in das innere des Teil-Abgaskanalabschnittes hinein angeordnet sind).In a particularly preferred embodiment of the invention, the TEG is integrated into the exhaust system of a motor vehicle, in which the so-called warm side (first point, arranged between two points of different temperature, working according to the Seebeck effect energy conversion agent / TEG) of the TEG with an exhaust leading line of the exhaust gas heat is conductively connected. The cold side (second point) of the TEG can be thermally coupled, for example, with a coolant line leading to a coolant line of the engine cooling system of the motor vehicle. In a particularly simple embodiment of the TEG, a plurality of thermocouple modules are disposed around an exhaust passage portion of the corresponding sub-exhaust passage. In a further development, the thermally active surface of the TEG can be increased by the exhaust duct is partially ribbed inwards (al so z. B. rib-shaped elements of the exhaust passage or the thermocouples are arranged in the interior of the partial exhaust gas duct section).

Mit Vorteil sind zur Steuerung des Abgasstroms insgesamt zwei Schaltelemente vorgesehen, wobei in jedem der beiden Teil-Abgaskanäle ein Schaltelement angeordnet sein kann. Bevorzugt ist das Schaltelement, welches in dem Teil-Abgaskanal anzuordnen ist, der den TEG aufweist, in Strömungsrichtung gesehen hinter dem TEG angeordnet.With Advantage are for controlling the exhaust gas flow a total of two switching elements provided, wherein in each of the two partial exhaust ducts a switching element can be arranged. Preferably, the switching element, which is to be arranged in the partial exhaust duct having the TEG, As seen in the flow direction behind the TEG arranged.

Die Steuereinrichtung zur Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements ist insbesondere derart ausgebildet, dass in jedem Fall eine Unterbrechung des Abgasstroms durch vollständige Schließstellung des mindestens einen Schaltelements verhindert wird. In der bevorzugten Ausführungsform mit je einem Schaltelement pro Teil-Abgaskanal muss durch die Steuereinrichtung demnach sichergestellt werden, dass zu keinem Betriebszeitpunkt beide Schaltelemente in eine vollständig geschlossene Position überführt werden.The Control device for controlling the at least one switching element is in particular designed such that in each case an interruption the exhaust flow through full closed position the at least one switching element is prevented. In the preferred Embodiment with one switching element per partial exhaust duct must be ensured by the controller accordingly that at no time of operation, both switching elements in a complete closed position to be transferred.

Die Betriebsstrategie, die über die entsprechende Ansteuerung der Schaltelemente realisiert werden soll und über die eine signifikante Erhöhung des Wirkungsgrades eines per Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs erreicht werden soll, ist auf eine Maximierung der Konvertierung von thermischer Energie aus dem Abgasstrang in elektrische Energie ausgerichtet. Gleichzeitig muss stets die Betriebssicherheit des Kraftfahrzeugs und des TEG sichergestellt sein.The Operating strategy, via the appropriate control the switching elements should be realized and on the a significant increase in the efficiency of a per Internal combustion engine driven motor vehicle can be achieved is to maximize the conversion of thermal Energy from the exhaust system aligned in electrical energy. At the same time always the reliability of the motor vehicle and the TEG.

Über ein insbesondere versuchstechnisch ermitteltes Kennfeld, in dem für eine bestimmte Brennkraftmaschine eines bestimmten Kraftfahrzeugs, die Last über der Drehzahl der Brennkraftmaschine für verschiedene stationäre Betriebszustände abgebildet ist, und in dem jedem Last-Drehzahlzustand über das Kennfeld ein bestimmter Schaltelementzustand zugeordnet ist, wird das mindestens eine Schaltelement zur Lenkung des Abgasstroms entsprechend eingestellt. Hierdurch wird eine Art Vorsteuerung des mindestens einen Schaltelements (Abgasklappe(n)) in Abhängigkeit von dem jeweils eingestellten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine gewährleistet. Diese Vorsteuerung eignet sich bevorzugt für einen dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine, in dem eine vorbestimmte „Warmlauftemperatur” (insbesondere ein Durchschnittswert der Temperatur von Brennkraftmaschine oder TEG – oder einer hiermit korrelierenden Größe (wie Abgastemperatur o. d.). bereits erreicht ist – mit Vorteil eine Temperatur bei der der TEG seinen besten Wirkungsgrad erreicht hat. Dies hat zur Folge, dass über die Kennfeld-Vorsteuerung der Abgasklappen, ausgehend von einem kalten Betriebszustand des TEG und einer noch betriebswarmen bzw. eine bestimmte Restwärme aufweisenden Brennkraftmaschine die mindestens eine Abgasklappe nicht optimal eingestellt werden kann. Um den TEG auch bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur) und Fahrzeug- bzw. TEG-Betriebsparametern in einem optimalen Temperaturbereich betreiben zu können, ist ein Reglermodul (z. B. PID-Regler) vorgesehen, über welches insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur des TEG und/oder der Temperatur der Antriebsmaschine (bzw. einer hiermit korrelierenden Größe) die Abgasklappen erforderlichenfalls anders als von der Vorsteuerung vorgesehen eingestellt werden können. Beispielsweise würde, ausgehend von einem kalten Betriebszustand des TEG und noch nicht abgekühlter Brennkraftmaschine (und damit mit einer erhöhten Temperatur des Abgases) aufgrund der Kennfeld-Vorsteuerung über den Abgaskanal mit TEG weniger Abgas geführt werden (um diesen lt. Kennfeld nicht gefährlich zu erhitzen) als dies aufgrund des tatsächlichen thermischen Gesamtzustands (wärmeres Abgas aufgrund nicht ausgekühlter Brennkraftmaschine) möglich wäre. Über das Reglermodul können die Abgasklappen abweichend hiervon eingestellt werden, so dass aufgrund der Information, dass der TEG die im Vorsteuerkennfeld zugrunde gelegte Temperatur noch nicht erreicht hat, der Abgasstrom im Teil-Abgaskanal mit TEG durch abweichende Ansteuerung der Abgasklappen erhöht und so die Effizienz in der Warmlaufphase erhöht werden kann.about a particular experimentally determined map in the for a particular internal combustion engine of a particular Motor vehicle, the load over the speed of the internal combustion engine mapped for various stationary operating states and in each load speed state via the map is assigned a particular switching element state, the at least a switching element for steering the exhaust stream adjusted accordingly. As a result, a kind of precontrol of the at least one switching element (exhaust flap (s)) depending on the respective set operating point ensures the internal combustion engine. This feedforward control is preferably suitable for dynamic operation of Internal combustion engine in which a predetermined "warm-up temperature" (in particular an average of the temperature of the internal combustion engine or TEG - or a correlated size (such as exhaust gas temperature o. d.). already reached - with Advantage a temperature at the TEG its best efficiency has reached. This has the consequence that on the map feedforward control the exhaust valves, starting from a cold operating condition of TEG and a still warm or a certain residual heat having the internal combustion engine, the at least one exhaust flap can not be set optimally. To the TEG also with different Ambient conditions (pressure, temperature) and vehicle or TEG operating parameters operate in an optimal temperature range, a controller module (eg PID controller) is provided via which in particular depending on the temperature of the TEG and / or the temperature of the prime mover (or a hereby correlating size) the exhaust flaps if necessary can be set differently than provided by the pilot control. For example, starting from a cold operating condition of the TEG and not yet cooled internal combustion engine (and thus with an increased temperature of the exhaust gas) due the map pilot control via the exhaust duct with TEG less Exhaust gas are led (around this lt. Kennfeld not dangerous to heat) than this due to the actual overall thermal state (warmer exhaust due to not cooled internal combustion engine) it is possible. About the controller module can the exhaust valves are set deviating from this, so that based on the information that the TEG the in the pilot control map underlying temperature has not yet reached, the exhaust stream in the partial exhaust duct with TEG by deviating control of the exhaust flaps increases and thus increases the efficiency in the warm-up phase can be.

Zur Abgasgegendruck abhängigen Steuerung der mindestens einen Abgasklappe ist die Steuereinrichtung mit einem Steuermodul zur Abgasgegendruckbegrenzung ausgeführt, wodurch verhindert wird, dass über die Klappeneinstellung durch das Reglermodul in bestimmten Fahrsituationen (wie z. B. in der Aufheizphase des TEG) ein zu hoher Abgasmassenstrom durch den Teil-Abgaskanal mit TEG geführt und dadurch ein zu hoher Abgasgegendruck eingestellt wird. Durch die abgasgegendruckabhängige Steuerung des mindestens einen Schaltelements wird die Einstellung eines zu hohen Abgasgegendrucks (welcher wiederum einen schlechteren Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zur Folge hätte) wirksam verhindert. Die abgasgegendruckabhängige Steuerung des mindestens einen Schaltelements ist insbesondere sinnvoll, für den Fall, dass der Teil-Abgaskanal im Bereich der TEG-Anordnung eine vorstehend beschriebene Innenberippung aufweist. Durch diese Innenberippung wird zwar eine verbesserte Wärmeübertragung in den TEG gewährleistet, andererseits entsteht bei höheren Lasten nachteiliger Weise ein erhöhter Abgasgegendruck. Um diesen Abgasgegendruck bei höheren Lasten vermeiden zu können, kann die Steuereinheit zur Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements derart ausgebildet sein, dass die Ansteuerung in Abhängigkeit vom sich einstellenden Abgasgegendruck erfolgt. Dabei kann der Abgasgegendruck modellbasiert oder messtechnisch ermittelt werden.For control of the at least one exhaust gas flap dependent on the exhaust gas back pressure, the control device is designed with a control module for exhaust gas backpressure limiting, whereby an excessively high mass flow of exhaust gas through the control module in certain driving situations (such as during the heating phase of the TEG) is prevented Part exhaust duct with TEG out and thereby a high exhaust back pressure is set. Due to the exhaust gas back pressure-dependent control of the at least one switching element, the setting of an excessively high exhaust backpressure (which in turn would result in a poorer efficiency of the internal combustion engine) is effectively prevented. The exhaust gas back pressure-dependent control of the at least one switching element is particularly useful in the event that the partial exhaust duct in the region of the TEG arrangement has a Innenberippung described above. Although this inner ribbing ensures improved heat transfer into the TEG, on the other hand, at higher loads, an increased exhaust gas counterpressure is disadvantageously produced. In order to avoid this exhaust back pressure at higher loads, the control unit for controlling the at least one switching element may be designed such that the control takes place in dependence on the adjusting exhaust back pressure. In this case, the exhaust back pressure modellba be determined or metrologically determined.

Durch die temperaturabhängige Steuerung des mindestens einen Schaltelements, bei der die Steuerung in Abhängigkeit von der Temperatur der Antriebsmaschine oder einer hiermit korrelierenden Größe erfolgt, wird wirksam eine Überhitzung der Antriebsmaschine verhindert.By the temperature-dependent control of at least one Switching element, in which the control in dependence of the temperature of the prime mover or a correlated therewith size takes place, effectively overheating the prime mover prevented.

Im Rahmen der temperaturabhängigen Steuerung des mindestens einen Schaltelements, bei der die Steuerung in Abhängigkeit von der Temperatur des TEG oder einer hiermit korrelierenden Größe erfolgt, wird wirksam ein thermischer Schutz des TEG erreicht.in the Frame of temperature-dependent control of at least a switching element in which the control in dependence from the temperature of the TEG or a variable correlated therewith takes place, a thermal protection of the TEG is effectively achieved.

Ergänzt werden kann die vorgestellte Betriebsstrategie durch ein vorausschauendes Element, indem die Steuerung des mindestens einen Schaltelements zusätzlich in Abhängigkeit von Fahrzeugumgebungsbedingungen erfolgt. Insbesondere seien hier angeführt, die Nutzung von Navigationsdaten und Verkehrsinformationen. Hierdurch soll wirksam verhindert werden, dass der TEG in bestimmten Betriebsphasen zu stark abkühlt.Added can the presented operating strategy by a forward-looking Element, by the control of the at least one switching element additionally depending on vehicle environment conditions he follows. In particular, be mentioned here, the use of navigation data and traffic information. This should be effective prevents the TEG in certain operating phases too cools strongly.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird zusätzlich zur Ansteuerung der Schaltelemente zur Lenkung des Abgasstroms auch die Kühlmittelpumpe (Wasserpumpe) des Kühlsystems der Antriebsmaschine gesteuert. Dabei wird die Kühlleistung für die Antriebsmaschine bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt und gleichzeitig der Warmlauf des TEG beschleunigt bzw. das Auskühlen des TEG bei niedriger Motorlast verlangsamt. Hierfür wird die Kühlmittelpumpe in Abhängigkeit von der Temperatur des TEG (oder in Abhängigkeit von der Temperatur des TEG und in Abhängigkeit von der Temperatur der Antriebsmaschine) gesteuert. Alternativ hierzu kann anstelle der Koppelung des TEG über seine Kaltseite an den Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeugs auch ein separater autarker Kühlkreislauf für die Kaltseite des TEG vorgesehen sein und entsprechend die Steuerung durch Ansteuerung einer zusätzlichen Wasserpumpe erfolgen.In Another embodiment of the invention is additionally for controlling the switching elements for steering the exhaust gas flow also the coolant pump (water pump) of the cooling system the drive machine controlled. This is the cooling power available for the drive machine as needed while accelerating the warm-up of the TEG slowing down the cooling of the TEG at low engine load. For this purpose, the coolant pump in dependence from the temperature of the TEG (or depending on the Temperature of the TEG and depending on the temperature the prime mover) controlled. Alternatively, instead of the coupling of the TEG via its cold side to the coolant circuit of the motor vehicle and a separate self-sufficient cooling circuit be provided for the cold side of the TEG and accordingly the control by controlling an additional water pump respectively.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:One Embodiment of the invention is in the drawing and will be described in more detail below. It demonstrate:

1: ein Abgassystem gemäß der Erfindung nebst angekoppelter Brennkraftmaschine und angekoppeltem elektrischen Bordnetz in schematischer Darstellung, und 1 : An exhaust system according to the invention together with coupled internal combustion engine and coupled electrical system in a schematic representation, and

2: die Steuereinrichtung zur Steuerung des mindestens einen, den Abgasstrom lenkenden Schaltelements, in schematischer Darstellung. 2 The control device for controlling the at least one, the exhaust gas flow directing switching element, in a schematic representation.

1 zeigt in einer schematischen Gesamtdarstellung ein Abgassystem gemäß der Erfindung nebst verschiedener Peripherie wie Antriebsmaschine BKM und Bordnetz BN. Das Abgassystem umfasst einen Abgasstrang A mit einem Abgaskanal 2 der zumindest bereichsweise – zwischen einer ersten Abgaskanalstelle AKS_1 und einer, von der ersten Abgaskanalstelle AKS_1 stromabwärts beabstandeten, zweiten Abgaskanalstelle AKS_2 – zwei parallel verlaufende Teil-Abgaskanäle 2.1, 2.2 aufweist. Dabei ist der eine Teil-Abgaskanal 2.1 mit Mitteln 3 zur Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie (im Folgenden auch als thermoelektrischer Generator oder TEG bezeichnet) thermisch gekoppelt, während der andere Teil-Abgaskanal 2.2 als Bypass zur gesteuerten Umgehung des TEG fungiert. Im Abgaskanal 2 ist zumindest ein steuerbares Schaltelement 4; 4.1, 4.2 zur Lenkung des Abgasstroms vorhanden – im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist hingegen jeder Teil-Abgaskanal 2.1, 2.2 ein eigenes Schaltelement 4.1, 4.2 auf. Durch das mindestens eine, über eine Steuereinrichtung 6 ansteuerbare Schaltelement 4; 4.1, 4.2 (im Folgenden auch als Abgasklappe bezeichnet) wird der Abgasstrom einer Brennkraftmaschine BKM entweder ausschließlich durch den ersten Teil-Abgaskanal 2.1, ausschließlich durch den zweiten Teil-Abgaskanal 2.2 oder anteilig durch beide Teil-Abgaskanäle 2.1, 2.2 gelenkt. Der Abgasstrang A ist im Wesentlichen in drei Teilbereiche aufgeteilt, wobei in einem ersten Teilbereich A1, der lediglich einkanalig ausgebildet ist, eine Katalysatoreinrichtung Kat zur Reinigung des Abgases angeordnet ist. Der zweite, sich hieran anschließende Teilbereich A2 des Abgasstrangs A ist durch die beiden zwischen den Abgaskanalstellen AKS_1 und AKS_2 parallel verlaufenden Teil-Abgaskanäle 2.1 und 2.2 gebildet. Der letzte Teilbereich A3 des Abgasstrangs A ist vorliegend wiederum einkanalig ausgebildet und umfasst zwei hintereinander geschaltete Schalldämpfereinrichtungen SD1, SD2. Der Abgasstrang A kann abweichend von dem beschriebenen Aufbau auch beliebig anders aufgebaut sein. Wesentlich ist lediglich, dass der Abgaskanal in einem Teilbereich zweikanalig ausgeführt und stromabwärts wieder zusammengeführt ist (AKS_2). Der Abgaskanal A kann zweikanalig aus den Auslässen der Brennkraftmaschine BKM bis zur besagten Zusammenführung ausgebildet sein. Der Abgaskanal A kann aus den Auslässen der Brennkraftmaschine BKM – wie dargestellt – auch einkanalig herausgeführt sein, um sich anschließend, bis zur besagten stromabwärtigen Zusammenführung (AKS_2), zweikanalig auszubilden. Auch nach der stromabwärtigen Zusammenführung kann der Abgaskanal A beliebig ausgebildet (ein- oder mehrflutig) ausgebildet sein. 1 shows a schematic overall view of an exhaust system according to the invention along with various peripherals such as prime mover BKM and wiring system BN. The exhaust system includes an exhaust line A with an exhaust passage 2 the at least partially - between a first exhaust passage AKS_1 and one, from the first exhaust passage AKS_1 downstream spaced second exhaust passage AKS_2 - two parallel partial exhaust ducts 2.1 . 2.2 having. It is a partial exhaust duct 2.1 with funds 3 for the conversion of thermal energy into electrical energy (hereinafter also referred to as thermoelectric generator or TEG) thermally coupled, while the other partial exhaust duct 2.2 acts as a bypass for the controlled evasion of the TEG. In the exhaust duct 2 is at least one controllable switching element 4 ; 4.1 . 4.2 for steering the exhaust gas flow present - in the present embodiment, however, each partial exhaust duct 2.1 . 2.2 a separate switching element 4.1 . 4.2 on. By the at least one, via a control device 6 controllable switching element 4 ; 4.1 . 4.2 (hereinafter also referred to as exhaust flap) is the exhaust gas flow of an internal combustion engine BKM either exclusively through the first part of the exhaust duct 2.1 , exclusively through the second partial exhaust duct 2.2 or proportionately through both partial exhaust ducts 2.1 . 2.2 directed. The exhaust line A is substantially divided into three subregions, wherein in a first portion A1, which is formed only a single channel, a catalyst device is arranged Kat for purifying the exhaust gas. The second, adjoining subarea A2 of the exhaust line A is through the two between the exhaust duct AKS_1 and AKS_2 parallel partial exhaust channels 2.1 and 2.2 educated. In the present case, the last subarea A3 of the exhaust line A is once again of a single-channel design and comprises two silencer devices SD1, SD2 connected in series. The exhaust line A may deviate from the structure described also be constructed differently. All that is essential is that the exhaust gas duct is dual-channeled in one subarea and brought back together downstream (AKS_2). The exhaust duct A may be formed from the outlets of the internal combustion engine BKM to said merge two channels. The exhaust duct A can be led out of the outlets of the internal combustion engine BKM - as shown - also one-channel, in order then to form two channels until the said downstream merge (AKS_2). Even after the downstream merging of the exhaust duct A can be formed arbitrarily formed (single or multi-flow).

Der TEG ist in das Abgassystem A eingebunden, in dem die so genannte Warmseite des TEG mit einer Abgas führenden Leitung des Abgasstrangs A (hier: Teil-Abgasstrang 2.1) und die Kaltseite des TEG mit einer eine Kühlflüssigkeit führenden Kühlmittelleitung 8 (gestrichelt dargestellt) des Kühlsystems KS der Brennkraftmaschine BKM thermisch gekoppelt ist. Das Kühlsystem KS ist in herkömmlicher Weise aufgebaut und umfasst eine Kühlmittelpumpe P sowie eine Kühleranordnung K.The TEG is integrated into the exhaust system A, in which the so-called warm side of the TEG with a exhaust gas leading line of the exhaust line A (here: partial exhaust system 2.1 ) and the cold side of the TEG with a cooling liquid leading cooling Central line 8th (shown in dashed lines) of the cooling system KS of the internal combustion engine BKM is thermally coupled. The cooling system KS is constructed in a conventional manner and comprises a coolant pump P and a radiator arrangement K.

Elektrisch ist der TEG über eine Gleichspannungskoppeleinrichtung 10 in Form eines DC-DC-Wandlers in das Bordnetz BN des Kraftfahrzeugs eingekoppelt (alternativ ist auch die Einkopplung über eine einfache Diode denkbar). Das Bordnetz BN umfasst beispielsweise eine zumindest generatorisch arbeitende elektrische Maschine EM, eine elektrische Energiespeichereinrichtung in Form einer Bordnetzbatterie Batt, einer Kondensatoreinrichtung oder dergleichen sowie elektrische Verbraucher V. Mit Vorteil ist die elektrische Maschine EM als so genannter Kurbelwellenstartergenerator ausgebildet, über den die Brennkraftmaschine BKM bei motorischem Betrieb der elektrischen Maschine EM gestartet werden kann, und über den in Brems- oder Schubbetriebsphasen elektrische Energie zur Einspeisung in Batterie Batt und/oder in das Bordnetz BN generiert werden kann. Auch kann die elektrische Maschine EM für einen zumindest zeitweise vorgesehenen elektrischen oder hybriden Antrieb des Kraftfahrzeugs ausgelegt sein.Electrically, the TEG is via a DC voltage coupling device 10 in the form of a DC-DC converter in the electrical system BN of the motor vehicle coupled (alternatively, the coupling via a simple diode is conceivable). The on-board network BN comprises, for example, an electric machine EM operating at least as a generator, an electrical energy storage device in the form of an on-board battery Batt, a capacitor device or the like, and electrical consumers V. The electric machine EM is advantageously designed as a so-called crankshaft starter generator via which the internal combustion engine BKM is included motor operation of the electric machine EM can be started, and over which in braking or coasting phases of electrical energy for feeding into battery Batt and / or in the electrical system BN can be generated. The electric machine EM can also be designed for an electric or hybrid drive of the motor vehicle provided at least temporarily.

Die Wirkungsweise des TEG kann durch die Ansteuerung der mindestens einen Abgasklappe 4; 4.1, 4.2 (entweder eine zentrale Abgasklappe 4 in der ersten Abgaskanalstelle AKS_1 – oder wie dargestellt, in jedem Abgas-Teilkanal 2.1, 2.2 jeweils eine Abgasklappe 4.1, 4.2) gemäß einer in der Steuereinrichtung 6 hinterlegten Betriebsstrategie derart optimiert werden, dass durchaus ein nennenswerter Vorteil im Hinblick auf die CO2 Bilanz des Kraftfahrzeugs erzielt werden kann. Die Steuereinrichtung 6 ist vorzugsweise an ein Bus-Steuersystem wie CAN in die Steuerungsstruktur des Kraftfahrzeugs eingebunden. Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 6 bzw. die der hierin abgelegten Betriebsstrategie wird im Folgenden anhand von 2 näher erläutert.The operation of the TEG can by controlling the at least one exhaust flap 4 ; 4.1 . 4.2 (either a central exhaust flap 4 in the first exhaust gas passage AKS_1 - or as shown, in each exhaust gas subchannel 2.1 . 2.2 one exhaust flap each 4.1 . 4.2 ) according to one in the control device 6 deposited operating strategy can be optimized so that quite a significant advantage in terms of the CO2 balance of the motor vehicle can be achieved. The control device 6 is preferably integrated into a bus control system such as CAN in the control structure of the motor vehicle. The operation of the controller 6 or the operating strategy stored therein will be described below with reference to FIG 2 explained in more detail.

2 zeigt in schematischer Darstellung die Funktionalität der Steuereinrichtung 6 bzw. die hierdurch umgesetzte Betriebsstrategie. Die Steuereinrichtung 6 erhält eingangsseitig über verschiedene Sensoren als auch über weitere Steuereinrichtungen innerhalb des Kraftfahrzeugverbunds eine Vielzahl von Informationen (Fahrzeugbetriebs- und Fahrzeugumgebungsparametern PB, PU). Insbesondere umfassen diese Informationen: Informationen die den Zustand des TEG (TEG-Temperatur TTEG, Abgasgegendruck im Teil-Abgaskanal 2.1, Druck und Temperatur im angekoppelten Kühlmittelsystem, ...) beschreiben, Informationen die den Zustand der Brennkraftmaschine BKM (BKM-Temperatur, Motordrehzahl, Motormoment, ...) beschreiben und Informationen die den Zustand der Fahrzeugumgebung (Navigationsdaten, Verkehrsinformationen, ...) beschreiben. In die Steuereinrichtung 6 werden somit zumindest Informationen über den Zustand des TEG als auch Informationen aus dem weiteren Informationsverbund des Kraftfahrzeugs (wie Informationen aus der zentralen Motorsteuerung oder dergleichen) eingelesen. In der Steuereinrichtung 6 sind zumindest vier (Teil-)Steuermodule Mod_1, Mod_2, Mod_3, Mod_4 abgebildet, wobei in einem ersten Steuermodul Mod_1 ein Kennfeld zur Vorsteuerung der beiden Abgasklappen 4.1, 4.2 in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine BKM, in einem zweiten Steuermodul Mod_2 eine allgemeine Reglerstruktur zur Modifizierung der vorgesteuerten Klappenstellung bei instationärem Betrieb des Kraftfahrzeugs, in einem dritten Steuermodul Mod_3 ein Kennfeld zur Steuerung der Abgasklappen 4.1, 4.2 in Abhängigkeit von dem in Abgassystem herrschenden Abgasgegendruck pAbgas und in einem vierten Steuermodul Mod_4 eine Notlauffunktion der Abgasklappen 4.1, 4.2 zur Sicherstellung eines sicheren Betriebs hinterlegt ist. 2 shows a schematic representation of the functionality of the control device 6 or the operating strategy implemented thereby. The control device 6 receives input side via various sensors as well as other control devices within the motor vehicle network a variety of information (vehicle operating and Fahrzeugumgebungsparametern P B , P U ). In particular, this information includes: information indicating the state of the TEG (TEG temperature T TEG , exhaust back pressure in the partial exhaust duct 2.1 , Pressure and temperature in the coupled coolant system, ...) describe information describing the state of the internal combustion engine BKM (BKM temperature, engine speed, engine torque, ...) and information describing the state of the vehicle environment (navigation data, traffic information, ... ). In the control device 6 Thus, at least information about the state of the TEG as well as information from the further information network of the motor vehicle (such as information from the central engine control or the like) read. In the control device 6 At least four (sub) control modules Mod_1, Mod_2, Mod_3, Mod_4 are shown, wherein in a first control module Mod_1 a map for pilot control of the two exhaust valves 4.1 . 4.2 as a function of the operating point of the internal combustion engine BKM, in a second control module Mod_2 a general controller structure for modifying the pilot operated flap position at unsteady operation of the motor vehicle, in a third control module Mod_3 a map for controlling the exhaust valves 4.1 . 4.2 as a function of the exhaust gas back pressure prevailing in the exhaust system p exhaust gas and in a fourth control module Mod_4 an emergency operation of the exhaust valves 4.1 . 4.2 to ensure safe operation.

Für den Betrieb des Abgassystems A bzw. des darin angeordneten thermoelektrischen Generators TEG erfolgt über das erste Steuermodul Mod_1 eine Vorsteuerung der Abgasklappen, in dem anhand des hinterlegten Kennfeldes KF1 in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter (vorzugsweise in Abhängigkeit von mindestens zwei Betriebsparametern) wie Abgasmassenstrom, Abgastemperatur, Last M und/oder Drehzahl n der Brennkraftmaschine BKM eine Klappenposition ermittelt wird. Da das Vorsteuerkennfeld auf versuchstechnisch ermittelten Werten bei stationären Umgebungsbedingungen der Brennkraftmaschine basiert, ist die über die Vorsteuerung gefundene Klappenpostion für den Betrieb der Brennkraftmaschine bei instationären Umgebungsbedingungen (Umgebungstemperatur, Umgebungsdruck, o. d.) nur bedingt geeignet. Um den TEG auch im instationären Betrieb stets im optimalen Temperaturbereich (Temperaturbereich mit bestem Wirkungsgrad) betreiben zu können, wird die vorgesteuerte Klappenposition durch das Steuermodul Mod_2 falls erforderlich modifiziert. Durch die im dritten Steuermodul Mod_3 abgebildete Abgasgegendruckbegrenzung wird verhindert, dass der über das Steuermodul Mod_2 abgebildete Regler in bestimmten Situationen – wie z. B. in der Aufheizphase des TEG – einen zu hohen Abgasmassenstrom durch den TEG und somit einen zu hohen Abgasgegendruck einstellt. Durch die über das vierte Steuermodul Mod_4 abgebildete Notlauffunktionalität wird sicher gestellt, dass ein gleichzeitiges Schließen beider Abgasklappen – und somit ein komplettes Verschließen der Abgasanlage – vermieden wird. Hierfür werden die beiden Abgasklappen steuerungstechnisch funktional zwangsgekoppelt.For the operation of the exhaust system A and the thermoelectric arranged therein Generator TEG via the first control module Mod_1 a Pilot control of the exhaust valves, in the basis of the stored map KF1 as a function of at least one operating parameter (preferably depending on at least two operating parameters) such as exhaust gas mass flow, exhaust gas temperature, load M and / or speed n the internal combustion engine BKM a flap position is determined. Since the pilot control map on experimentally determined values at stationary ambient conditions of the internal combustion engine is based on the pilot control found flap position for the operation of the internal combustion engine at transient Ambient conditions (ambient temperature, ambient pressure, or similar) only partially suitable. To the TEG also in the transient Operation always in the optimum temperature range (temperature range with the best efficiency), the pilot operated damper position by the control module Mod_2 if required modified. By the in the third control module Mod_3 mapped Exhaust backpressure limitation prevents the over the control module Mod_2 mapped knobs in certain situations - such as z. B. in the heating phase of the TEG - an excessive exhaust gas mass flow adjusted by the TEG and thus a high exhaust back pressure. By the illustrated via the fourth control module Mod_4 runflat functionality will ensure that a simultaneous closing Both exhaust valves - and thus a complete closure the exhaust system - is avoided. For this will be the two exhaust flaps positively functionally coupled control technology.

Durch ein nicht dargestelltes weiteres Steuermodul könnte die beschriebene Betriebsstrategie dahingehend erweitert werden, dass durch Berücksichtigung von Navigations- und/oder Verkehrsinformationen die Ansteuerung der Abgasklappen und damit die „Regelung” des TEG derart erfolgt, dass ein zu starkes Abkühlen des TEG – insbesondere durch vorübergehende Hochlastphasen in denen der Teil-Abgaskanal 2.1 mit TEG verschlossen ist oder in vorübergehenden Entlastungsphasen wie Ampelstopp (ggf. mit abgeschalteter Brennkraftmaschine) – verhindert wird.By a not shown further tax ermodul the described operating strategy could be extended to the effect that by controlling navigation and / or traffic information, the control of the exhaust valves and thus the "control" of the TEG is such that excessive cooling of the TEG - especially by temporary high load phases in which the part -Abgaskanal 2.1 is closed with TEG or in temporary relief phases such as traffic light stop (possibly with the internal combustion engine switched off) - is prevented.

Darüber hinaus kann die Betriebsstrategie dahingehend erweitert werden, dass auch die elektrische Kühlmittelpumpe P derart angesteuert wird, dass eine Aufwärmehase des TEG möglichst schnell und effizient erfolgt und eine schnelle Auskühlung des TEG möglichst vermieden wird. Beispielsweise kann in der Warmlaufphase des TEG der Kühlmittelstrom möglichst gering gehalten werden, um ein Ableiten der durch den Abgasstrom in den TEG aufwändig eingebrachten Wärmeenergie möglichst zu vermeiden. Umgekehrt kann bei einer erreichten oberen Grenztemperatur des TEG über eine Beschleunigung des Kühlmittelflusses schnell überflüssige Wärme vom TEG abgeführt werden.About that In addition, the operational strategy can be extended to that the electric coolant pump P is driven in such a way is that a warm-up of the TEG possible done quickly and efficiently and a quick cooling of the TEG is avoided as far as possible. For example, in the Warm-up phase of the TEG the coolant flow as possible be kept low to drain the through the exhaust stream in the TEG consuming introduced heat energy avoid as much as possible. Conversely, when achieved upper limit temperature of the TEG via an acceleration the coolant flow quickly superfluous Heat dissipated by the TEG.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 2005/0268598 A1 [0003] US 2005/0268598 A1 [0003]
  • - DE 102007063168 [0004] - DE 102007063168 [0004]
  • - DE 102007063172 [0004] - DE 102007063172 [0004]
  • - DE 102007063173 [0004] - DE 102007063173 [0004]
  • - DE 102007063196 [0004] - DE 102007063196 [0004]

Claims (8)

Abgassystem für eine Brennkraftmaschine (BKM), umfassend – einen Abgaskanal (2), der zwei parallel verlaufende Teil-Abgaskanäle (2.1, 2.2) aufweist, wobei die Teilabgaskanäle (2.1, 2.2) stromabwärts in einem gemeinsamen Abgaskanalabschnitt zusammengeführt sind, – wobei einer der Teil-Abgaskanäle (2.1) mit Mitteln (3) zur Umwandlung von Wärmeenergie in eine andere Energieform thermisch gekoppelt ist, – und wobei im Abgaskanal (2) zumindest ein steuerbares Schaltelement (4; 4.1, 4.2) zur Lenkung des Abgasstromes vorhanden ist, derart, dass in Abhängigkeit von der Schaltstellung des mindestens einen Schaltelements (4; 4.1, 4.2) der Abgasstrom ausschließlich durch den ersten Teil-Abgaskanal (2.1), ausschließlich durch den zweiten Teil-Abgaskanal (2.2) oder anteilig durch beide Teil-Abgaskanäle (2.1, 2.2) strömt, und – eine Steuereinrichtung (6) zur Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements (4; 4.1, 4.2), dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuereinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass die Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements (4; 4.1, 4.2) in Abhängigkeit – von der Temperatur (TTEG) der Mittel (3) zur Umwandlung von Wärmeenergie – und/oder in Abhängigkeit von einem im Abgassystem (A) vorherrschenden Abgasgegendruck (pAbgas) – und/oder in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine (BKM) erfolgt.Exhaust system for an internal combustion engine (BKM), comprising - an exhaust duct ( 2 ), the two parallel partial exhaust ducts ( 2.1 . 2.2 ), wherein the partial exhaust gas channels ( 2.1 . 2.2 ) are merged downstream in a common exhaust gas passage section, - wherein one of the partial exhaust gas passages ( 2.1 ) with means ( 3 ) is thermally coupled to the conversion of heat energy into another form of energy, - and wherein in the exhaust gas channel ( 2 ) at least one controllable switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) is present for steering the exhaust gas flow, such that in dependence on the switching position of the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) the exhaust gas flow exclusively through the first partial exhaust gas channel ( 2.1 ), exclusively through the second partial exhaust gas channel ( 2.2 ) or proportionally through both partial exhaust gas channels ( 2.1 . 2.2 ), and - a control device ( 6 ) for controlling the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ), characterized in that - the control device ( 6 ) is designed such that the activation of the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) depending on the temperature (T TEG ) of the means ( 3 ) for the conversion of heat energy - and / or depending on a prevailing in the exhaust system (A) exhaust back pressure (p exhaust ) - and / or in dependence on the temperature of the internal combustion engine (BKM). Abgassystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Teil-Abgaskanäle (2.1, 2.2) ein steuerbares Schaltelement (4.1, 4.2) aufweist.Exhaust system according to claim 1, characterized in that each of the two partial exhaust ducts ( 2.1 . 2.2 ) a controllable switching element ( 4.1 . 4.2 ) having. Abgassystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass die Schließstellung des bzw. der Schaltelemente (4.1, 4.2), derart, dass der Abgaskanal (2) gänzlich verschlossen und somit der Gesamtabgasstrom unterbrochen wird, verhindert wird.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 6 ) is formed such that the closed position of the or the switching elements ( 4.1 . 4.2 ), such that the exhaust duct ( 2 ) is completely closed and thus the total exhaust gas flow is interrupted, is prevented. Abgassystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass die Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements (4; 4.1, 4.2) in Abhängigkeit von Daten eines Navigations- oder Satellitensystems und/oder in Abhängigkeit von Verkehrsinformationen erfolgt.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 6 ) is designed such that the activation of the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) depending on data of a navigation or satellite system and / or depending on traffic information. Abgassystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass eine Vorsteuerung des mindestens einen Schaltelements (4; 4.1, 4.2) in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebspunkt der Antriebsmaschine erfolgt.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 6 ) is designed such that a pilot control of the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) takes place in dependence on the current operating point of the drive machine. Abgassystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Mittel (3) zur Umwandlung von Wärmeenergie in thermischer Wirkverbindung mit einem eine steuerbare Kühlmittelpumpe (P) aufweisenden Kühlkreislauf (KS) zur Kühlung der Antriebsmaschine stehen.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that - the means ( 3 ) for the conversion of heat energy in thermal operative connection with a controllable coolant pump (P) having cooling circuit (KS) for cooling the prime mover are. Abgassystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuereinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass – während einer Betriebsphase, – während der die Mittel (3) zur Umwandlung der Wärmeenergie eine vorbestimmte Temperatur noch nicht erreicht haben, – und während der das zumindest eine Schaltelement (4; 4.1, 4.2) derart angesteuert wird, dass zumindest ein Teil des Abgasstroms – vorzugsweise der gesamte Abgasstrom – durch den die Mittel (3) zur Umwandlung der Wärmeenergie aufweisen Teil-Abgaskanal (2.1) geführt wird, – die Kühlmittelpumpe (P) in Abhängigkeit von der Temperatur (TTEG) der Mittel (3) zur Umwandlung von Wärmeenergie angesteuert wird.Exhaust system according to claim 6, characterized in that - the control device ( 6 ) is designed such that - during an operating phase, - during which the means ( 3 ) have not yet reached a predetermined temperature for the conversion of the heat energy, - and during which the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) is controlled such that at least a portion of the exhaust gas stream - preferably the entire exhaust stream - through which the means ( 3 ) for converting the heat energy have partial exhaust duct ( 2.1 ), - the coolant pump (P) as a function of the temperature (T TEG ) of the means ( 3 ) is driven to convert thermal energy. Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems für eine Brennkraftmaschine (BKM), wobei das Abgassystem umfasst: – einen Abgaskanal (2), der zwei parallel verlaufende Teil-Abgaskanäle (2.1, 2.2) aufweist, wobei die Teilabgaskanäle (2.1, 2.2) stromabwärts in einem gemeinsamen Abgaskanalabschnitt zusammengeführt sind, – wobei einer der Teil-Abgaskanäle (2.1) Mittel (3) zur Umwandlung von Wärmeenergie in eine andere Energieform aufweist, – und wobei im Abgaskanal (2) zumindest ein steuerbares Schaltelement (4; 4.1, 4.2) zur Lenkung des Abgasstromes vorhanden ist, derart, dass in Abhängigkeit von der Schaltstellung des mindestens einen Schaltelements (4; 4.1, 4.2) der Abgasstrom ausschließlich durch den ersten Teil-Abgaskanal (2.1), ausschließlich durch den zweiten Teil-Abgaskanal (2.2) oder anteilig durch beide Teil-Abgaskanäle (2.1, 2.2) strömt, und – eine Steuereinrichtung (6) zur Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements (4; 4.1, 4.2), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte – die Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements (4; 4.1, 4.2) in Abhängigkeit – von der Temperatur (TTEG) der Mittel (3) zur Umwandlung von Wärmeenergie – und/oder in Abhängigkeit von einem im Abgassystem (A) vorherrschenden Abgasgegendruck (pAbgas) – und/oder in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine (BKM).Method for operating an exhaust system for an internal combustion engine (BKM), the exhaust system comprising: an exhaust duct ( 2 ), the two parallel partial exhaust ducts ( 2.1 . 2.2 ), wherein the partial exhaust gas channels ( 2.1 . 2.2 ) are merged downstream in a common exhaust gas passage section, - wherein one of the partial exhaust gas passages ( 2.1 ) Medium ( 3 ) for the conversion of heat energy into another form of energy, - and wherein in the exhaust duct ( 2 ) at least one controllable switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) is present for steering the exhaust gas flow, such that in dependence on the switching position of the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) the exhaust gas flow exclusively through the first partial exhaust gas channel ( 2.1 ), exclusively through the second partial exhaust gas channel ( 2.2 ) or proportionally through both partial exhaust gas channels ( 2.1 . 2.2 ), and - a control device ( 6 ) for controlling the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ), characterized by the following method steps - the activation of the at least one switching element ( 4 ; 4.1 . 4.2 ) depending on the temperature (T TEG ) of the means ( 3 ) for the conversion of heat energy - and / or as a function of a prevailing in the exhaust system (A) exhaust back pressure (p exhaust ) - and / or in dependence on the temperature of the internal combustion engine (BKM).
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010055131A1 (en) 2010-12-18 2012-06-21 GM Global Technology Operations LLC Method for determining a flap position of an exhaust gas heat exchanger
DE102011001653A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelectric arrangement
DE102011111471A1 (en) 2011-08-23 2013-02-28 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Exhaust system of an internal combustion engine with means for heat recovery, and method for operating the same
DE102012207372A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh Electrical circuit device for supplying of electrical energy from thermoelectric generator into battery in on-board electrical system of motor car, has common intermediate energy storage unit provided for step-down and step-up converters
US8955314B2 (en) 2012-03-08 2015-02-17 Ford Global Technologies, Llc Thermoelectric device for oil temperature control
DE102016215053A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motor vehicle with an extinguishing device and method for extinguishing a vehicle fire
DE102010019424B4 (en) 2009-05-08 2019-05-29 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Controlling an exhaust gas bypass valve for a thermoelectric generator

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0681639A (en) * 1992-09-02 1994-03-22 Mitsubishi Motors Corp Engine exhaust heat recovery system
JPH1141959A (en) * 1997-07-17 1999-02-12 Kubota Corp Thermoelectric power generating system
US20050268598A1 (en) 2004-06-04 2005-12-08 Jihui Yang Thermoelectric catalytic converter temperature control
US7100369B2 (en) * 2003-05-06 2006-09-05 Denso Corporation Thermoelectric generating device
EP1811646A1 (en) * 2004-10-27 2007-07-25 Hino Motors, Ltd. Thermoelectric generation device
GB2443506A (en) * 2006-10-30 2008-05-07 Ford Global Tech Llc Hybrid propulsion system having thermoelectric device
DE102007063173A1 (en) 2007-12-19 2009-06-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelectrical generator for use in exhaust gas system of e.g. discontinuously operated combustion device, of motor vehicle, has fluid accumulator tapered in direction from inlet cross section to outlet cross section
DE102007063172A1 (en) 2007-12-19 2009-07-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelectric generator, has fluid guiding device provided for guiding partial flow of heat-emitting fluid, where partial flow of fluid is supplyable to channel section by by-passing of another channel section
DE102007063168A1 (en) 2007-12-19 2009-07-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelectric module for thermoelectric generator to produce electrical energy, has insulating layer sections that are separated from one another, where insulating layer electrically insulates electric guide elements from heat source
DE102007063196A1 (en) 2007-12-19 2009-07-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelectric generator, has connecting device comprising strapping element that sectionally encloses stack axis, where compressive force exerts on stack axis and is approximately aligned parallel to stack axis

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0681639A (en) * 1992-09-02 1994-03-22 Mitsubishi Motors Corp Engine exhaust heat recovery system
JPH1141959A (en) * 1997-07-17 1999-02-12 Kubota Corp Thermoelectric power generating system
US7100369B2 (en) * 2003-05-06 2006-09-05 Denso Corporation Thermoelectric generating device
US20050268598A1 (en) 2004-06-04 2005-12-08 Jihui Yang Thermoelectric catalytic converter temperature control
EP1811646A1 (en) * 2004-10-27 2007-07-25 Hino Motors, Ltd. Thermoelectric generation device
GB2443506A (en) * 2006-10-30 2008-05-07 Ford Global Tech Llc Hybrid propulsion system having thermoelectric device
DE102007063173A1 (en) 2007-12-19 2009-06-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelectrical generator for use in exhaust gas system of e.g. discontinuously operated combustion device, of motor vehicle, has fluid accumulator tapered in direction from inlet cross section to outlet cross section
DE102007063172A1 (en) 2007-12-19 2009-07-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelectric generator, has fluid guiding device provided for guiding partial flow of heat-emitting fluid, where partial flow of fluid is supplyable to channel section by by-passing of another channel section
DE102007063168A1 (en) 2007-12-19 2009-07-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelectric module for thermoelectric generator to produce electrical energy, has insulating layer sections that are separated from one another, where insulating layer electrically insulates electric guide elements from heat source
DE102007063196A1 (en) 2007-12-19 2009-07-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermoelectric generator, has connecting device comprising strapping element that sectionally encloses stack axis, where compressive force exerts on stack axis and is approximately aligned parallel to stack axis

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010019424B4 (en) 2009-05-08 2019-05-29 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Controlling an exhaust gas bypass valve for a thermoelectric generator
DE102010055131A1 (en) 2010-12-18 2012-06-21 GM Global Technology Operations LLC Method for determining a flap position of an exhaust gas heat exchanger
CN103493230B (en) * 2011-03-30 2016-08-10 欧-弗莱克斯科技有限公司 Thermoelectric device
CN103493230A (en) * 2011-03-30 2014-01-01 欧-弗莱克斯科技有限公司 Thermo-electric arrangement
US8952235B2 (en) 2011-03-30 2015-02-10 O-Flexx Technologies Gmbh Thermo-electric arrangement
WO2012130568A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 O-Flexx Technologies Gmbh Thermo-electric arrangement
DE102011001653A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelectric arrangement
DE102011111471A1 (en) 2011-08-23 2013-02-28 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Exhaust system of an internal combustion engine with means for heat recovery, and method for operating the same
US9097153B2 (en) 2011-08-23 2015-08-04 GM Global Technology Operations LLC Combustion engine exhaust system with device for heat recovery, and method for operating such an exhaust system
US8955314B2 (en) 2012-03-08 2015-02-17 Ford Global Technologies, Llc Thermoelectric device for oil temperature control
DE102012207372A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh Electrical circuit device for supplying of electrical energy from thermoelectric generator into battery in on-board electrical system of motor car, has common intermediate energy storage unit provided for step-down and step-up converters
DE102012207372B4 (en) * 2012-05-03 2016-11-17 Leoni Bordnetz-Systeme Gmbh Circuit arrangement and method for feeding energy into an energy store
DE102016215053A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motor vehicle with an extinguishing device and method for extinguishing a vehicle fire

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