DE102010045893A1 - Motor vehicle internal-combustion engine device, has control unit provided for adjusting distribution unit, which is provided to supply exhaust gas flow into exhaust gas recirculation unit in operating condition - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle internal combustion engine device according to the preamble of claim 1.
Aus der
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung zur Abgasrückführung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine bereitzustellen, mit der bei unterschiedlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine eine Abgasrückführung ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen, aber mit zusätzlichen Möglichkeiten bei der Auslegung der Abgasturbine, welche in bestimmten Betriebspunkten in einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs oder einer Verringerung der Stickoxidemissionen resultieren kann, möglich ist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a motor vehicle internal combustion engine apparatus for exhaust gas recirculation of a supercharged internal combustion engine, with the exhaust gas at various operating conditions of the internal combustion engine without complex additional measures, but with additional options in the design of the exhaust gas turbine, which in certain operating points in an improvement of fuel consumption or A reduction of nitrogen oxide emissions may result is possible. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung mit einer Abgasturbineneinheit, die dazu vorgesehen ist, von einem Abgasstroms einer Zylindervorrichtung angetrieben zu werden, mit einer Abgasrückführungseinheit, die dazu vorgesehen ist, den aus der Zylindervorrichtung kommenden Abgasstroms in die Zylindervorrichtung zurückzuführen, und mit einer Verteilereinheit, die dazu vorgesehen ist, den Abgasstrom auf die Abgasturbineneinheit und die Abgasrückführungseinheit zu verteilen.The invention is based on a motor vehicle internal combustion engine device having an exhaust gas turbine unit which is intended to be driven by an exhaust gas flow of a cylinder device, with an exhaust gas recirculation unit which is provided for returning the exhaust gas flow coming from the cylinder device into the cylinder device, and with a distributor unit, which is intended to distribute the exhaust gas flow to the exhaust gas turbine unit and the exhaust gas recirculation unit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung eine Steuereinheit zur Einstellung der Verteilereinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand den Abgasstrom ausschließlich in die Abgasrückführungseinheit zu leiten. Dadurch kann die Effizienz der Abgasrückführungseinheit und der Abgasturbineneinheit vorteilhaft verbessert werden. Dadurch kann insbesondere auch ein Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine verbessert werden. Unter einer „Steuereinheit” soll dabei insbesondere eine Einheit aus einer Öffnungszeiten vorgebenden Steuer- und/oder Regeleinheit und einer elektronisch angesteuerten Aktuatoreinheit oder auch eine rein mechanisch, die Öffnungszeit vorgebende Aktuatoreinheit verstanden werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter einer „mechanischen Aktuatoreinheit, die Öffnungszeiten vorgibt” soll dabei insbesondere eine Aktuatoreinheit verstanden werden, bei der die Öffnungszeiten mechanisch vorgegeben sind, wie beispielsweise eine Aktuatoreinheit, die durch eine Rotationsbewegung eines Nockens die Verteilereinheit betätigt. Die Öffnungszeit ist bei einer solchen Ausgestaltung durch eine geometrische Form und eine Rotationsgeschwindigkeit des Nockens vorgegeben. Unter „ausschließlich” soll weiter insbesondere verstanden werden, dass in wenigstens einem Betriebszustand die Abgasturbineneinheit von dem von der Zylindervorrichtung kommenden Abgasstrom entkoppelt ist, während zeitgleich die Abgasrückführungseinheit an den Abgasstrom angebunden ist. Unter „ausschließlich” soll insbesondere nicht verstanden werden, dass lediglich die Abgasrückführungseinheit an den Abgasstrom angebunden ist. Grundsätzlich ist es möglich, dass, während der Abgasstrom ausschließlich in die Abgasrückführungseinheit geleitet wird, ein marginaler Abgasstrom durch ein unvollständiges Schließen der Verteilereinheit oder andere ungewollte Effekte der Abgasstrom minimal aufgeteilt wird. Grundsätzlich können weitere Einheiten, insbesondere Einheiten, die unabhängig von der Abgasturbineneinheit und der Abgasrückführungseinheit sind, zeitgleich an den Abgasstrom angebunden sein.It is proposed that the motor vehicle internal combustion engine device has a control unit for adjusting the distributor unit, which is intended to guide the exhaust gas flow exclusively into the exhaust gas recirculation unit in at least one operating state. Thereby, the efficiency of the exhaust gas recirculation unit and the exhaust gas turbine unit can be advantageously improved. As a result, in particular a fuel consumption of the internal combustion engine can be improved. A "control unit" should be understood to mean, in particular, a unit consisting of a control and / or regulating unit which predetermines opening times and an electronically actuated actuator unit or also an actuator unit which predetermines the opening time purely mechanically. A "control and / or regulating unit" is to be understood in particular as a unit having at least one control unit. A "control unit" is to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In principle, the control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system. A "mechanical actuator unit that defines opening times" should be understood to mean, in particular, an actuator unit in which the opening times are mechanically predetermined, such as, for example, an actuator unit which actuates the distributor unit by a rotational movement of a cam. The opening time is given in such an embodiment by a geometric shape and a rotational speed of the cam. In particular, "exclusively" should be understood to mean that in at least one operating state, the exhaust gas turbine unit is decoupled from the exhaust gas flow coming from the cylinder device, while at the same time the exhaust gas recirculation unit is connected to the exhaust gas flow. In particular, "exclusively" is not to be understood as meaning that only the exhaust gas recirculation unit is connected to the exhaust gas flow. In principle, it is possible that, while the exhaust gas flow is conducted exclusively into the exhaust gas recirculation unit, a marginal exhaust gas flow is minimally divided by an incomplete closing of the distributor unit or other unwanted effects of the exhaust gas flow. In principle, further units, in particular units which are independent of the exhaust gas turbine unit and the exhaust gas recirculation unit, can be connected to the exhaust gas flow at the same time.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Verteilereinheit eine der Zylindervorrichtung nachgeschaltete Schalteinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Abgasstrom wahlweise der Abgasturbineneinheit oder der Abgasrückführungseinheit zuzuführen. Dadurch kann insbesondere eine Verteilereinheit bereitgestellt werden. Unter einer „Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit mit einem Eingang und zwei Ausgängen verstanden werden. Dabei kann die Schalteinheit als eine Ventileinheit oder als eine Schalteinheit mit einer Klappe, die durch eine Bewegung einen entsprechenden Strömungsweg freigibt, ausgebildet sein. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.It is further proposed that the distributor unit has a switching unit connected downstream of the cylinder device, which is provided to supply the exhaust gas flow optionally to the exhaust gas turbine unit or to the exhaust gas recirculation unit. As a result, in particular, a distributor unit can be provided. A "switching unit" is to be understood in particular as a switching unit having an input and two outputs. In this case, the switching unit may be formed as a valve unit or as a switching unit with a flap which releases a corresponding flow path by a movement. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit wenigstens ein Betriebsprogramm aufweist, das dazu vorgesehen ist, in einer ersten Phase den Abgasstrom ausschließlich in die Abgasturbineneinheit und in einer zweiten Phase ausschließlich in die Abgasrückführungseinheit zu leiten. Dadurch kann die Verteilereinheit insbesondere einfach gesteuert werden. Dabei sollen unter einer „ersten Phase” und einer „zweiten Phase” insbesondere zwei zeitlich aufeinanderfolgende Phasen verstanden werden. Dabei ist es auch denkbar, dass zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase zumindest eine weitere Phase angeordnet ist. Die Benennung der ersten und der zweiten Phase soll hierbei keine Abfolge der Phasen festlegt werden, sie dient ausschließlich der Unterscheidung der beiden Phasen.It is further proposed that the control unit has at least one operating program which is intended to be used in a first phase To direct exhaust gas flow exclusively in the exhaust gas turbine unit and in a second phase exclusively in the exhaust gas recirculation unit. As a result, the distributor unit can be easily controlled in particular. In this context, a "first phase" and a "second phase" should be understood as meaning, in particular, two temporally successive phases. It is also conceivable that at least one further phase is arranged between the first phase and the second phase. The designation of the first and the second phase is hereby no sequence of phases are defined, it serves only to distinguish the two phases.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, two embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Dabei zeigen:Showing:
Zur Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine weist die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung eine Abgasturbineneinheit
Zur Rückführung eines Abgasstroms weist die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung eine Abgasrückführungseinheit
Zur Aufteilung des Abgasstroms weist die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung eine Verteilereinheit
Zur Einstellung der Verteilereinheit
Jede der Nockenwellen umfasst dabei jeweils einen Nocken, der das entsprechende Einlassventil
Die Nocken der Nockenwelle sind in Bezug auf eine Phasenlage gegeneinander versetzt. Die Öffnungszeiten des Einlassventils
Während eines Ausstoßtakts der Brennkraftmaschine öffnet die Aktuatorvorrichtung
Die Nockenwellen können grundsätzlich jeweils mittels einer Nockenwelleneinstelleinheit in ihrer Phase verstellbar sein. Durch die Verstellung der Phase der einzelnen Nockenwellen können zumindest die Öffnungszeiten des Auslassventils
Weiter kann die Steuer- und Regeleinheit
Alternativ können die Nockenwelle für das Auslassventil
Grundsätzlich ist auch denkbar, dass die Aktuatorvorrichtung
Die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung weist zusätzlich zu der dargestellten eine weitere, nicht näher dargestellte Zylindervorrichtung auf. Die Zylindervorrichtung weist ein Einlassventil und ein Auslassventil auf. Die zweite Zylindervorrichtung ist verteilereinheitsfrei ausgebildet. Ein Abgasstrom aus der zweiten Zylindervorrichtung strömt über einen einzelnen Abgastrakt ausschließlich in die Abgasturbineneinheit. Die zweite Zylindervorrichtung weist keine Verbindung zu der Abgasrückführungseinheit auf. Die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung kann grundsätzlich auch weitere Zylindervorrichtungen aufweisen, die eine Verteilereinheit aufweisen oder verteilereinheitsfrei ausgebildet sind. Grundsätzlich kann auch jede der Zylindereinheiten mit einer Verteilereinheit ausgebildet sein.The motor vehicle internal combustion engine device has, in addition to the illustrated, a further, not shown, cylinder device. The cylinder device has an intake valve and an exhaust valve. The second cylinder device is designed distributor unit free. One Exhaust gas flow from the second cylinder device flows exclusively into the exhaust turbine unit via a single exhaust tract. The second cylinder device has no connection to the exhaust gas recirculation unit. In principle, the motor vehicle internal combustion engine device can also have further cylinder devices which have a distributor unit or are designed to be distributor-unit-free. In principle, each of the cylinder units can also be designed with a distributor unit.
In der
Die
Zur Aufteilung des Abgasstroms weist die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung eine Verteilereinheit
Zur Einstellung der Verteilereinheit
Die Steuereinheit
Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Steuer- und Regeleinheit
Die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung weist zusätzlich zu der dargestellten eine weitere, nicht näher dargestellte Zylindervorrichtung auf. Die Zylindervorrichtung weist ein Einlassventil und ein Auslassventil auf. Das Auslassventil der zweiten Zylindervorrichtung ist mittels eines einzelnen Abgastrakts lediglich mit der Abgasturbineneinheit verbunden. Der Zylindervorrichtung ist keine Verteilereinheit nachgeschaltete. Ein Abgasstrom aus der zweiten Zylindervorrichtung strömt über den einzelnen Abgastrakt ausschließlich in die Abgasturbineneinheit. Die zweite Zylindervorrichtung ist von der Abgasrückführungseinheit getrennt. Die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung kann weitere Zylindervorrichtungen aufweisen, die eine Verteilereinheit aufweisen oder von der Abgasrückführungseinheit getrennt sind. Grundsätzlich kann auch jede der Zylindereinheiten mit einer Verteilereinheit ausgebildet sein.The motor vehicle internal combustion engine device has, in addition to the illustrated, a further, not shown, cylinder device. The cylinder device has an intake valve and an exhaust valve. The exhaust valve of the second cylinder device is connected to the exhaust gas turbine unit only by means of a single exhaust tract. The cylinder device is not a distributor unit downstream. An exhaust gas stream from the second cylinder device exclusively flows into the exhaust-gas turbine unit via the individual exhaust-gas tract. The second cylinder device is separated from the exhaust gas recirculation unit. The automotive internal combustion engine device may include other cylinder devices that include a distributor unit or are separate from the exhaust gas recirculation unit. In principle, each of the cylinder units can also be designed with a distributor unit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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