DE102012218042B4

DE102012218042B4 - Motoranordnung mit Fluidsteuerung für Ladedruckmechanismus

Info

Publication number: DE102012218042B4
Application number: DE102012218042.7A
Authority: DE
Inventors: William C. Deneszczuk; Mary T. Lapres-Bilbrey; Michael Simon; Nieyuan Hai
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2032-10-03
Also published as: CN103032155B; DE102012218042A1; US8959911B2; US20130086903A1; CN103032155A

Abstract

Antriebsstranganordnung, mit:einem Verbrennungsmotor (20);einem Ladedruckmechanismus (34) in Wirkverbindung mit einer Luftquelle und dem Verbrennungsmotor (20);einem Fluidzufuhrmechanismus (46), der einen ersten Speicher (50) in Wirkverbindung mit einer Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid vom Verbrennungsmotor (20) und dem Ladedruckmechanismus (34) enthält, wobei der erste Speicher (50) während eines Motorbetriebs unter Druck gesetztes Fluid vom Verbrennungsmotor (20) empfängt und das unter Druck gesetzte Fluid während eines Ausschaltzustandes des Verbrennungsmotors (20) an den Ladedruckmechanismus (34) liefert;einem ersten Steuerungsventil (52) in Wirkverbindung mit dem ersten Speicher (50) und dem Ladedruckmechanismus (34), wobei das erste Steuerungsventil (52) während eines Motorbetriebs den ersten Speicher (50) von einer Wirkverbindung mit dem Ladedruckmechanismus (34) trennt und während des Ausschaltzustands des Verbrennungsmotors (20) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Speicher (50) und dem Ladedruckmechanismus (34) schafft;wobei das erste Steuerungsventil (52) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Speicher (50) und dem Ladedruckmechanismus (34) bei einem Neustart des Verbrennungsmotors (20) liefert;wobei der Fluidzufuhrmechanismus (46) mit einem Motorschmiersystem (48) in Wirkverbindung steht und das unter Druck gesetzte Fluid Motoröl vom Motorschmiersystem (48) umfasst, wobei das erste Steuerungsventil (52) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Speicher (50) und einer Lagerregion (80) des Ladedruckmechanismus (34) schafft, um für eine Lagerschmierung beim Neustart des Verbrennungsmotors (20) zu sorgen; undwobei der Fluidzufuhrmechanismus (46) einen zweiten Speicher (64) in Wirkverbindung mit Öl von der Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid enthält und in einem Abschaltzustand des Verbrennungsmotors (20) Öl an die Lagerregion (80) des Ladedruckmechanismus (34) liefert, um für eine Kühlung an der Lagerregion (80) beim Abschalten des Verbrennungsmotors (20) zu sorgen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsstranganordnung mit einer Fluidsteuerung für einen Ladedruckmechanismus.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren können ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern verbrennen und dadurch ein Antriebsdrehmoment erzeugen. Ein Motor kann einen Turbolader enthalten, um einen komprimierten Luftstrom an den Motor zu liefern. Öl kann an eine Lagerregion des Turboladers zur Schmierung und Kühlung während eines Motorbetriebs geliefert werden.
Herkömmliche Antriebsstranganordnungen mit Fluidsteuerungen für einen Ladedruckmechanismus sind aus den Druckschriften US 2008 / 0 283 337 A1 und US 5 014 820 A bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von der in der US 2008 / 0 283 337 A1 beschriebenen Antriebsstranganordnungen die Aufgabe zu Grunde, beim Neustart des Verbrennungsmotors für eine ordnungsgemäße Lagerschmierung der Lagerregion des Ladedruckmechanismus zu sorgen, wobei zusätzlich eine ordnungsgemäße Kühlung der Lagerregion beim Abschalten des Verbrennungsmotors sichergestellt werden soll.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einer Antriebsstranganordnung gelöst, die sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierhin gelieferten Beschreibung ersichtlich werden. Die Beschreibung und spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen nur der Veranschaulichung.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur Veranschaulichungszwecken.

1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Fahrzeuganordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
2 ist eine schematische Veranschaulichung des Ladedruckmechanismus und einer Fluidzuführung von der Motoranordnung von 1.

Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen durchwegs entsprechende Teile in den verschiedenen Zeichnungsansichten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun ausführlicher mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung ist in ihrer Art nur beispielhaft.
Beispielhafte Ausführungsformen werden geliefert, so dass diese Offenbarung umfassend ist und dem Fachmann den Umfang vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Details werden als Beispiele spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren dargelegt, um ein umfassendes Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu liefern. Der Fachmann erkennt, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein können. In einigen beispielhaften Ausführungsformen werden gut bekannte Prozesse, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Wenn auf ein Element oder eine Schicht als „auf“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder Schicht verwiesen wird, kann es oder sie direkt auf dem anderem Element oder der Schicht sein, damit in Eingriff stehen, verbunden oder gekoppelt sein, oder dazwischenliegende Elemente oder Schichten können vorhanden sein. Wenn im Gegensatz dazu auf ein Element als „direkt auf“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder Schicht verwiesen wird, können keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Worte, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollen in gleicher Weise (zum Beispiel „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „benachbart“ gegenüber „direkt benachbart“ etc.) interpretiert werden. Wie hierin verwendet beinhaltet der Ausdruck „und/oder“ sämtliche Kombinationen eines oder mehrerer der zugeordneten aufgelisteten Punkte.
Obgleich die Ausdrücke erster, zweiter, dritter etc. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Ausdrücke beschränkt sein. Diese Ausdrücke können nur verwendet werden, um ein Element, eine Komponente, eine Region, eine Schicht oder einen Abschnitt von einer anderen Region, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Ausdrücke wie zum Beispiel „erster“, „zweiter“ und andere numerische Ausdrücke, wenn sie hierin verwendet werden, implizieren keine Sequenz oder Reihenfolge, außer wenn dies durch den Zusammenhang klar angezeigt ist. Daher könnten ein erstes Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt, die im Folgenden diskutiert werden, als zweites Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
In 1 ist ein Hybridfahrzeug 10 schematisch veranschaulicht und kann eine Motoranordnung 12, eine Hybrid-Leistungsanordnung 14, ein Getriebe 16 und eine durch das Getriebe 16 angetriebene Antriebsachse 18 enthalten. Die Motoranordnung 12 kann einen Verbrennungsmotor 20 enthalten, der Zylinder 22 definiert, welche Kolben 24 beherbergen, die mit einer Kurbelwelle 26 und einem Einlasssystem 28 in Eingriff stehen. Obgleich der Verbrennungsmotor 20 als eine Motorausführung mit vier Zylindern veranschaulicht ist, versteht es sich, dass die vorliegenden Lehren auf eine beliebige Anzahl von Kolben-Zylinder-Anordnungen und eine Vielzahl von Hubkolbenmotorausführungen Anwendung finden, einschließlich, nicht aber darauf beschränkt, V-Motoren, Reihenmotoren und horizontal gegenüberliegende Motoren, sowie Ausführungen mit oben liegender Nockenwelle und Nockenwelle im Motorblock.
Das Einlasssystem 28 kann Luft (A) den Zylindern 22 zuführen und kann einen Einlasskrümmer 32 in Verbindung mit den Zylindern 22 und einen Ladedruckmechanismus 34 in Verbindung mit der Luftquelle (A) und dem Einlasskrümmer 32 einschließen, um über den Einlasskrümmer 32 einen unter Druck gesetzten Luftstrom an die Zylinder 22 zu liefern. Ein Drosselsteuerventil 36 kann zwischen dem Ladedruckmechanismus 34 und dem Einlasskrümmer 32 gelegen sein, um einen Luftstrom zum Einlasskrümmer 32 zu steuern. Obgleich in Verbindung mit einem Benzinmotor beschrieben versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung auf Dieselmotoren gleichermaßen Anwendung findet.
Die Motoranordnung 12 kann das Getriebe 16 über eine Kopplungsvorrichtung 38 antreiben, die mit der Kurbelwelle 26 und dem Getriebe 16 in Eingriff steht. Gemäß einem nicht beschränkenden Beispiel kann die Kopplungsvorrichtung 38 eine Reibkupplung oder einen Drehmomentwandler enthalten. Die Hybrid-Leistungsanordnung 14 kann einen Motor 40 in Verbindung mit einer wiederaufladbaren Batterie 42 enthalten. In dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel ist der Motor 40 über einen Riemen 44 mit der Kurbelwelle 26 gekoppelt.
In einem ersten Betriebsmodus kann eine Verbrennung innerhalb der Zylinder 22 eine Rotation der Kurbelwelle 26 treiben, um das Fahrzeug 10 anzutreiben. Die Kurbelwelle 26 kann zusätzlich eine Rotation des Motors 40 treiben, um während des ersten Modus die Batterie 42 zu laden. In einem zweiten Modus kann der Verbrennungsmotor 20 außer Betrieb sein (das heißt keine Verbrennung innerhalb der Zylinder 22), und der Motor 40 kann von der Batterie 42 angetrieben werden und eine Rotation der Kurbelwelle 26 treiben. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf Hybridanordnungen beschränkt ist, bei denen die Kurbelwelle 26 von einem Motor eines Hybridsystems angetrieben wird, und auf jedes Hybridantriebssystem gleichermaßen Anwendung findet. Das Fahrzeug 10 kann auch in einem Stopp-Start-Modus betrieben werden, in welchem der Verbrennungsmotor 20 während eines Fahrzeugstopps vorübergehend abgeschaltet wird, während das Fahrzeug noch in Betrieb ist (zum Beispiel vorübergehende Stopps im Verkehr).
Die Motoranordnung 12 kann einen mit dem Ladedruckmechanismus 34 verbundenen Fluidzufuhrmechanismus 46 enthalten. In dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel ist der Ladedruckmechanismus 34 als ein Turbolader veranschaulicht, der durch Abgas (E) angetrieben wird, und der Fluidzufuhrmechanismus 46 sorgt während Übergängen des Verbrennungsmotors 20 zwischen An- und Aus-Zuständen für Schmierung und/oder Kühlung. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf einen Turbolader enthaltende Ladedruckmechanismen beschränkt ist und auf eine Vielzahl alternativer Anordnungen, die, nicht aber darauf beschränkt, Auflader enthalten, gleichermaßen Anwendung findet.
Der Fluidzufuhrmechanismus 46 kann mit einer Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid von der Motoranordnung 12 in Wirkverbindung stehen. In dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel wird die Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid durch ein Motorschmiersystem 48 bereitgestellt und enthält Motoröl. Der Fluidzufuhrmechanismus 46 kann einen ersten Speicher 50, ein erstes Steuerungsventil 52, einen ersten Stromweg 54, einen zweiten Stromweg 56, ein erstes Rückschlagventil 58, ein zweites Rückschlagventil 60, eine erste Drosselblende 62, einen zweiten Speicher 64, ein zweites Steuerungsventil 66, einen dritten Stromweg 68, einen vierten Stromweg 70, ein drittes Rückschlagventil 72, ein viertes Rückschlagventil 74, eine zweite Drosselblende 76 und ein fünftes Rückschlagventil 78 enthalten.
Das Motorschmiersystem 48 kann während eines Betriebs des Verbrennungsmotors 20 Öl an den Ladedruckmechanismus 34 liefern. Konkreter kann das Motorschmiersystem 48 mit einer Lagerregion 80 des Ladedruckmechanismus 34 in Wirkverbindung stehen. Das Öl kann die Lagerregion 80 schmieren und kühlen. Der erste Stromweg 54 kann unter Druck gesetztes Öl an den ersten Speicher 50 liefern, und der zweite Stromweg 56 kann Öl vom ersten Speicher 50 an den Ladedruckmechanismus 34 liefern. Der zweite Stromweg 56 kann in paralleler Stromanordnung zum ersten Stromweg 54 stehen. Zum Beispiel können der erste und zweite Stromweg 54, 56 parallele Stromwege zwischen der Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid und dem ersten Speicher 50 bilden.
Das erste Rückschlagventil 58 kann einen Fluidstrom zum ersten Speicher erlauben und einen Fluidstrom vom ersten Speicher 50 durch den ersten Stromweg 54 zum Ladedruckmechanismus 34 sperren. Die erste Drosselblende 62 kann im ersten Stromweg 54 gelegen sein und einen Strom zum ersten Speicher 50 dosieren. Das erste Steuerungsventil 52 kann im zweiten Stromweg 56 gelegen sein und eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Speicher 50 und dem Ladedruckmechanismus 34 durch den zweiten Stromweg 56 steuern. Das erste Steuerungsventil 52 kann ein solenoidbetätigtes Ventil sein, das zwischen offenen und geschlossenen Stellungen selektiv verrückbar ist. Das zweite Rückschlagventil 60 kann im zweiten Stromweg 56 gelegen sein und einen Rückstrom zum ersten Speicher 50 verhindern.
Der dritte Stromweg 68 kann unter Druck gesetztes Öl an den zweiten Speicher 64 liefern, und der vierte Stromweg 70 kann Öl vom zweiten Speicher 64 an den Ladedruckmechanismus 34 liefern. Der vierte Stromweg 70 kann in paralleler Stromanordnung zum dritten Stromweg 68 stehen. Zum Beispiel können der dritte und vierte Stromweg 68, 70 parallele Stromwege zwischen der Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid und dem zweiten Speicher 64 bilden.
Das dritte Rückschlagventil 72 kann einen Fluidstrom zum zweiten Speicher 64 erlauben und einen Fluidstrom vom zweiten Speicher 64 durch den dritten Stromweg 68 zum Ladedruckmechanismus 34 sperren. Die zweite Drosselblende 76 kann im dritten Stromweg 68 gelegen sein und einen Strom zum zweiten Speicher 64 dosieren. Das zweite Steuerungsventil 66 kann im vierten Stromweg 70 gelegen sein und eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Speicher 64 und dem Ladedruckmechanismus 34 durch den vierten Stromweg 70 steuern. Das zweite Steuerungsventil 66 kann ein solenoidbetätigtes Ventil sein, das zwischen offenen und geschlossenen Stellungen selektiv verschiebbar ist. Das vierte Rückschlagventil 74 kann im vierten Stromweg 70 gelegen sein und einen Rückstrom zum zweiten Speicher 64 verhindern. Das fünfte Rückschlagventil 78 kann zwischen der Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid und dem Fluidzufuhrmechanismus 46 gelegen sein und ein Rückstrom von dem Fluidzufuhrmechanismus 46 zur Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid verhindern.
Während eines Betriebs des Verbrennungsmotors 20 können das erste und zweite Steuerungsventil 52, 66 jeweils geschlossen sein. Unter Druck gesetztes Öl kann über den ersten Stromweg 54 an den ersten Speicher 50 und über den dritten Stromweg 68 an den zweiten Speicher 64 geliefert werden. Das Öl kann innerhalb des ersten und zweiten Speichers 50, 64 bis zu einem vorbestimmten Betriebszustand des Fahrzeugs gespeichert werden. Der erste und zweite Speicher 50, 64 können während Übergängen in den und aus dem Stopp-Start-Modus Öl an die Lagerregion 80 des Ladedruckmechanismus 64 liefern.
Gemäß einem nicht beschränkenden Beispiel kann, wenn der Verbrennungsmotor 20 zu Beginn des Start-Stopp-Modus vorübergehend abgeschaltet wird, das zweite Steuerungsventil 66 zur offenen Stellung verrückt werden, um für eine Kühlung an der Lagerregion 80 des Ladedruckmechanismus 34 zu sorgen. Das erste Steuerungsventil 52 kann in der geschlossenen Stellung bleiben, wenn der Verbrennungsmotor 20 abgeschaltet ist. Während eines Neustarts des Verbrennungsmotors 20, wie zum Beispiel eines Übergangs aus dem Start-Stopp-Modus in einen Betrieb des Verbrennungsmotors 20, kann das zweite Steuerungsventil 66 in der geschlossenen Stellung sein, und das erste Steuerungsventil 52 kann zur offenen Stellung verrückt werden, um beim Neustart des Verbrennungsmotors 20 für eine Schmierung an der Lagerregion 80 des Ladedruckmechanismus 34 zu sorgen.

Claims

Antriebsstranganordnung, mit: einem Verbrennungsmotor (20); einem Ladedruckmechanismus (34) in Wirkverbindung mit einer Luftquelle und dem Verbrennungsmotor (20); einem Fluidzufuhrmechanismus (46), der einen ersten Speicher (50) in Wirkverbindung mit einer Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid vom Verbrennungsmotor (20) und dem Ladedruckmechanismus (34) enthält, wobei der erste Speicher (50) während eines Motorbetriebs unter Druck gesetztes Fluid vom Verbrennungsmotor (20) empfängt und das unter Druck gesetzte Fluid während eines Ausschaltzustandes des Verbrennungsmotors (20) an den Ladedruckmechanismus (34) liefert; einem ersten Steuerungsventil (52) in Wirkverbindung mit dem ersten Speicher (50) und dem Ladedruckmechanismus (34), wobei das erste Steuerungsventil (52) während eines Motorbetriebs den ersten Speicher (50) von einer Wirkverbindung mit dem Ladedruckmechanismus (34) trennt und während des Ausschaltzustands des Verbrennungsmotors (20) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Speicher (50) und dem Ladedruckmechanismus (34) schafft; wobei das erste Steuerungsventil (52) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Speicher (50) und dem Ladedruckmechanismus (34) bei einem Neustart des Verbrennungsmotors (20) liefert; wobei der Fluidzufuhrmechanismus (46) mit einem Motorschmiersystem (48) in Wirkverbindung steht und das unter Druck gesetzte Fluid Motoröl vom Motorschmiersystem (48) umfasst, wobei das erste Steuerungsventil (52) eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Speicher (50) und einer Lagerregion (80) des Ladedruckmechanismus (34) schafft, um für eine Lagerschmierung beim Neustart des Verbrennungsmotors (20) zu sorgen; und wobei der Fluidzufuhrmechanismus (46) einen zweiten Speicher (64) in Wirkverbindung mit Öl von der Zuführung (O) für unter Druck gesetztes Fluid enthält und in einem Abschaltzustand des Verbrennungsmotors (20) Öl an die Lagerregion (80) des Ladedruckmechanismus (34) liefert, um für eine Kühlung an der Lagerregion (80) beim Abschalten des Verbrennungsmotors (20) zu sorgen.