DE102014218822A1 - Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Ein EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine (1) hat einen EGR-Kanal (17), um zu ermöglichen, dass ein Teil eines aus einer Brennkammer (16) ausgelassenen Abgases als ein EGR-Gas zu der Brennkammer (16) zurückkehrt, und ein EGR-Ventil (18) zum Regulieren einer Strömung des EGR-Gases in dem EGR-Kanal (17). Dieser Kanal hat einen Einlass (17b), der mit einem Abgaskanal (5) stromabwärts von einer Turbine (9) verbunden ist, und einen Auslass (17a), der mit einem Einlasskanal stromaufwärts von einem Verdichter (8) verbunden ist. In dem Einlasskanal ist ein Einlassumgehungskanal (41) vorgesehen, um einen stromaufwärtigen Abschnitt und einen stromabwärtigen Teil von dem Verdichter (8) zu verbinden. Ein ABV (42) ist in dem Kanal (41) vorgesehen. Um das in dem ABV (42) verbliebene EGR-Gas zu beseitigen, ist ein Ende des Restgasbeseitigungskanals (91) mit dem Einlasskanal stromabwärts von einem Drosselventil (21) verbunden, und das andere Ende desselben Kanals ist mit dem ABV (42) verbunden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine, das in einer mit einem Turbolader ausgestatteten Kraftmaschine versehen ist und dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass ein Teil des von der Kraftmaschine zu einem Abgaskanal ausgelassenen Abgases als ein Abgasrückführungsgas in einen Einlasskanal strömt, damit es zu der Kraftmaschine zurückkehrt.
  • Üblicherweise ist eine Kraftmaschine bekannt, die mit einem Turbolader ausgestattet und mit einem Abgasrückführungsgerät (EGR-Gerät) versehen ist. Die JP 2012 229679 A offenbart eine Kraftmaschine, die mit einem Turbolader der vorstehend beschriebenen Art versehen ist, und die mit einem EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf in der Kraftmaschine versehen ist. Dieser Turbolader hat eine Turbine, die in einem Abgaskanal vorgesehen ist, und einen Verdichter, der in einem Einlasskanal vorgesehen ist und durch die Turbine angetrieben wird. Dieses EGR-Gerät ist mit einem EGR-Kanal zwischen dem Abgaskanal stromabwärts von der Turbine und dem Einlasskanal stromaufwärts von dem Verdichter sowie einem EGR-Ventil in dem EGR-Kanal versehen. Dieses EGR-Gerät ist dazu konfiguriert, eine strenge Anforderung zum Reduzieren von NOx zu erfüllen und je nach Bedarf eine rückkehrende Menge des EGR-Gases durch Schließen des EGR-Ventils zu begrenzen, um eine Korrosion aufgrund von Kondenswasser zu verhindern, dass in dem EGR-Kanal erzeugt wird.
  • Wenn hierbei eine Druckdifferenz zwischen einem Einlass und einem Auslass des Verdichters übermäßig ansteigt, wird eine Luftströmung aufgrund von Lamellenflächen des Verdichters instabil, was zu einer Wellenbildung führt, die eine selbsterregte Schwingung der Luftströmung verursachen kann. Um eine derartige Wellenbildung zu verhindern, ist daher ein Einlassumgehungskanal vorgesehen, um eine Umgehung zwischen dem stromaufwärtigen Teil des Einlasskanals von dem Verdichter und dem stromabwärtigen Teil des Einlasskanals von dem Verdichter vorzusehen, und ein Einlassumgehungsventil ist in diesem Umgehungskanal vorgesehen, um es je nach Bedarf zu öffnen. Dies kann die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des Verdichters reduzieren, wodurch ermöglicht wird, dass das Auftreten der Wellenbildung verhindert wird. Eine mit einem Turbolader ausgestattete Kraftmaschine einschließlich des vorstehend beschriebenen Einlassumgehungskanals und des Einlassumgehungsventils kann außerdem mit einem EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf versehen sein.
  • Ein Beispiel des Einlassumgehungsventils der vorstehend beschriebenen Art ist in der JP 2013 83339 A offenbart. Dieses Einlassumgehungsventil hat eine bewegbare Einheit mit einem Ventilelement, um einen Ventilsitz zu öffnen und zu schließen, der zwischen einem Einströmkanal und einem Ausströmkanal des Einlassumgehungskanals an einer Seite eines Ausströmkanals vorgesehen ist, und einem elastischen Element zum Vorspannen der bewegbaren Einheit in einer Schließrichtung, eine elektromagnetische Vorrichtung zum Bewegen der bewegbaren Einheit in einer Öffnungsrichtung durch eine elektromagnetische Kraft entgegen der Vorspannkraft des elastischen Elements, ein drucksensitives Element, das zwischen einem Element an einer festen Seite der elektromagnetischen Vorrichtung und der bewegbaren Einheit vorgesehen ist, um eine Druckausgleichskammer zu definieren, die von dem Ausströmkanal getrennt ist, und einen Druckeinführungskanal, der in der bewegbaren Einheit ausgebildet ist, um eine Verbindung zwischen dem Einströmkanal und der Druckausgleichskammer bereitzustellen. Bei diesem Einlassumgehungsventil sind in einem geschlossenen Ventilzustand, bei dem das Ventilelement an dem Ventilsitz sitzt, der Luftdruck, der an der Seite des Einströmkanals des Ventilelements aufgebracht wird, und der Luftdruck im Gleichgewicht, der an der Seite der Druckausgleichskammer aufgebracht wird. In dem Druckeinführungskanal ist ein Dynamikdruckreduzierelement vorgesehen, um einen dynamischen Druck der Luft zu reduzieren, der auf die Druckausgleichskammer wirkt. Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration reduziert das in dem Druckeinführungskanal vorgesehene Dynamikdruckreduzierelement den dynamischen Druck der Luft, der zur Zeit eines Starts der Ventilöffnung auf die Druckausgleichskammer wirkt. Dies kann eine Ventilöffnungszeit verkürzen und ein Ventilöffnungsansprechverhalten verbessern.
  • Als eine Technik, die bei einer mit einem Turbolader ausgestatteten Kraftmaschine vorgesehen ist, gibt es andererseits ein Leckgasrückführungsgerät zum Rückführen eines in der Kraftmaschine erzeugten Leckgases zu der Kraftmaschine durch einen Einlasskanal. Die vorstehend beschriebene Art dieser Technik ist zum Beispiel in der JP 2009 299645 A und der JP 2012 215155 A offenbart. Die 20 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines Kraftmaschinensystems einschließlich des Leckgasrückführungsgerätes, das in der JP 2012 215155 A offenbart ist. In diesem Kraftmaschinensystem ist ein Einlassanschluss 2 der Kraftmaschine 1 mit einem Einlasskanal 3 verbunden, und ein Auslassanschluss 4 ist mit einem Abgaskanal 5 verbunden. Eine Luftreinigungsvorrichtung 6 ist an einem Einlass des Einlasskanals 3 vorgesehen, und ein Turbolader 7 ist zwischen dem Einlasskanal 3 stromabwärts von der Luftreinigungsvorrichtung 6 und dem Abgaskanal 5 vorgesehen.
  • Der Turbolader 7 ist dazu eingerichtet, eine Turbine 9 durch ein Abgas zu drehen, das in dem Abgaskanal 5 strömt, wodurch sich ein Verdichter 8 über eine Drehwelle 10 einstückig dreht, um den Druck der Einlassluft in dem Einlasskanal 3 zu erhöhen. In einem Abgasumgehungskanal 11, der in dem Abgaskanal 5 zum Umgehen der Turbine 9 vorgesehen ist, ist ein Überdruckventil 12 vorgesehen, dessen Öffnungsgrad durch einen Aktuator 19 eingestellt wird. Wenn ein in dem Abgasumgehungskanal 11 strömendes Abgas durch dieses Ventil 12 reguliert wird, wird eine Drehzahl des Verdichters 8 und außerdem der Turbine 9 eingestellt, um den Turboladedruck des Turboladers 7 einzustellen. Ein Zwischenkühler 13 ist in dem Einlasskanal 3 vorgesehen. Ein Ausgleichsbehälter 3a ist in dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Zwischenkühler 13 vorgesehen, und ein Drosselventil 21 ist in dem Einlasskanal 3 stromaufwärts von dem Ausgleichsbehälter 3a platziert.
  • Ein Einlassumgehungskanal 41 ist für eine Umgehung zwischen einem stromaufwärtigen Teil des Einlasskanals 3 von dem Verdichter 8 und einem stromabwärtigen Teil des Einlasskanals 3 von dem Verdichter 8 vorgesehen. In diesem Einlassumgehungskanal 41 ist eine Einspritzvorrichtung 37 vorgesehen, um einen Unterdruck durch die Luft zu erzeugen, die in dem Kanal 41 strömt. Die 21 zeigt eine Querschnittsansicht einer schematischen Konfiguration der Einspritzvorrichtung 37. Diese Einspritzvorrichtung 37 ist dazu konfiguriert, dass die durch eine Düse 37a injizierte Luft, die an einer Lufteinlassseite vorgesehen ist, einen Unterdruck in einer Entspannungskammer 37c erzeugt, die zwischen einem an einer Luftauslassseite vorgesehenen Diffusor 37b und der Düse 37a angeordnet ist. Wenn der Luftdruck durch den Verdichter 8 erhöht wird, tritt insbesondere eine Druckdifferenz zwischen dem stromaufwärtigen Abschnitt und dem stromabwärtigen Teil des Einlasskanals 3 hinsichtlich des Verdichters 8 auf, wodurch eine Druckdifferenz zwischen der Düse 37a und dem Diffusor 37b erzeugt wird. Diese Druckdifferenz bewirkt, dass die Luft aus der Düse 37a zu dem Diffusor 37b injiziert wird, wodurch der Unterdruck in der Entspannungskammer 37c erzeugt wird.
  • Wie dies in der 20 gezeigt ist, ist die Entspannungskammer 37c der Einspritzvorrichtung 37 (siehe 21) mit einem Auslass eines ersten Leckgasrückführungskanals 38 verbunden, der während des Betriebs (während des Turboladevorgangs) des Turboladers 7 verwendet wird. Ein Einlass des ersten Leckgasrückführungskanals 38 ist mit einer Kopfabdeckung 1b der Kraftmaschine 1 verbunden. Dieser Kanal 38 ist dazu eingerichtet, zu ermöglichen, dass das von einer Brennkammer 16 der Kraftmaschine 1 in ein Kurbelgehäuse 1c austretende Leckgas zu der Brennkammer 16 durch die Kopfabdeckung 1b und den Einlasskanal 3 zurückkehrt. In der Kopfabdeckung 1b und dem Kurbelgehäuse 1c wird jeweils Leckgas akkumuliert. Wenn während des Turboladevorgangs ein Unterdruck in der Einspritzvorrichtung 37 erzeugt wird, wirkt dementsprechend dieser erzeugte Unterdruck an der Innenseite der Kopfabdeckung 1b durch den ersten Leckgasrückführungskanal 38. Somit wird das Leckgas veranlasst, von der Kopfabdeckung 1b in den Rückführungskanal 38 zu strömen, und dann zu dem Einlasskanal 3 stromaufwärts von dem Verdichter 8 über die Einspritzvorrichtung 37 und den Einlassumgehungskanal 41 zu strömen. Das Leckgas, das in dem Einlasskanal 3 strömt, kehrt zu der Brennkammer 16 unter anderem über den Verdichter 8 und den Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Verdichter 8 zurück.
  • Andererseits ist ein Einlass eines zweiten Leckgasrückführungskanals 39 mit der Kopfabdeckung 1b verbunden, um zu ermöglichen, dass das aus der Brennkammer 16 austretende Leckgas erneut zu der Brennkammer 16 zurückkehrt. Ein Auslass des zweiten Leckgasrückführungskanals 39 ist mit dem Ausgleichsbehälter 3a verbunden. Des Weiteren ist die Kopfabdeckung 1b mit einem PCV-Ventil 40 an dem Einlass des zweiten Leckgasrückführungskanals 39 versehen. Wenn im Nicht-Turboladebetrieb der Unterdruck in dem Ausgleichsbehälter 3a erzeugt wird, wirkt dementsprechend dieser Unterdruck auf die Kopfabdeckung 1b durch den zweiten Leckgasrückführungskanal 39. Somit wird das Leckgas veranlasst, von der Kopfabdeckung 1b in den Rückführungskanal 39 zu strömen, und dann zu dem Ausgleichsbehälter 3a zu strömen, um zu der Brennkammer 16 zurückzukehren. Das PCV-Ventil 40 ist dazu eingerichtet, eine Durchsatzrate des Leckgases einzustellen, das von der Kopfabdeckung 1b zu dem zweiten Leckgasrückführungskanal 39 einzuführen ist.
  • Um Frischluft in die Kopfabdeckung 1b und das Kurbelgehäuse 1c einzuführen, ist ein Frischlufteinführungskanal 46 zwischen der Kopfabdeckung 1b und dem Einlasskanal 3 vorgesehen. Darüber hinaus ist in dem ersten Leckgasrückführungskanal 38 ein Rückschlagventil 47 vorgesehen, um eine Strömung des Gases in einer Richtung zu blockieren, die jener Richtung entgegengesetzt ist, in der eine Strömung des Leckgases möglich ist.
  • Hierbei ist außerdem denkbar, dass das Kraftmaschinensystem einschließlich des Turboladers 7 und der Leckgasrückführungsvorrichtung, das in der 20 gezeigt ist, außerdem mit einem EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf versehen ist. Dieses EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf hat einen EGR-Kanal 17, der sich zwischen dem Abgaskanal 5 stromabwärts von der Turbine 9 und dem Einlasskanal 3 stromaufwärts von dem Verdichter 8 befindet, und ein EGR-Ventil 18, das in dem EGR-Kanal 17 vorgesehen ist, wie dies durch eine Zweipunktstrichlinie in der 20 gezeigt ist.
  • Währenddessen wird bei einem mit einem Turbolader ausgestatteten Kraftmaschinensystem einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf angenommen, dass ein Einlassumgehungsventil in einem Einlassumgehungskanal vorgesehen ist, wie dies in der JP 2013 83339 A offenbart ist. Wenn in diesem Fall das EGR-Ventil geöffnet wird, damit das EGR-Gas aus dem EGR-Kanal zu dem Einlasskanal strömen kann, ändert sich der Druck in dem Auslass des Verdichters von einem niedrigen Druck zu einem hohen Druck. Diese Druckänderung kann eine Strömung des EGR-Gases zu der Druckausgleichskammer des Einlassumgehungsventils veranlassen, wobei es dort verbleibt. Wenn derartiges verbliebenes bzw. restliches EGR-Gas gekühlt wird, zum Beispiel nach einem Stopp der Kraftmaschine, wird Kondenswasser aufgrund von Wasser oder Feuchtigkeit erzeugt, die in dem EGR-Gas enthalten ist. Dieses Kondenswasser kann eine Korrosion eines Antriebsteils des Einlassumgehungsventils verursachen, oder es kann gefrieren, wodurch ein Klemmen des Antriebsteils verursacht wird. Diese Situationen können normale Betriebe des Einlassumgehungsventils unterbinden.
  • Falls das EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf in dem mit einem Turbolader ausgestatteten Kraftmaschinensystem vorgesehen ist, wie dies in der JP 2012 215155 A offenbart ist, wird das aus dem EGR-Kanal 17 zu dem Einlasskanal 3 strömende EGR-Gas auch in den Einlassumgehungskanal 41 und die Einspritzvorrichtung 37 strömen, wenn das EGR-Ventil 18 während des Turboladevorgangs geöffnet wird. Wenn dementsprechend das EGR-Gas in der Einspritzvorrichtung 37 verbleibt oder akkumuliert wird, und dieses restliche EGR-Gas während eines Stopps der Kraftmaschine 1 gekühlt wird, kann Kondenswasser sogar in der Einspritzvorrichtung 37 erzeugt werden. Falls dieses Kondenswasser gefriert, kann das gefrorene Kondenswasser den Betrieb der Einspritzvorrichtung 37 beeinträchtigen oder eine Fehlfunktion der Einspritzvorrichtung 37 verursachen. Falls die Einspritzvorrichtung 37 mit einem Mechanismus zum Regulieren einer Durchsatzrate des Leckgases versehen ist, kann dieser Reguliermechanismus durch das Kondenswasser korrodieren und somit zerstört werden.
  • Wenn darüber hinaus bei dem vorstehend beschriebenen EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf das EGR-Ventil aus einem geöffneten Zustand geschlossen wird, kann das EGR-Gas in dem EGR-Kanal stromabwärts von dem EGR-Ventil verbleiben oder akkumuliert werden. Dieses verbleibende bzw. restliche EGR-Gas kann eine Erzeugung des Kondenswassers wie in dem vorstehend beschriebenen Fall verursachen, oder das Kondenswasser kann in einem Strömungskanal des EGR-Ventils verbleiben, wodurch ähnliche Defekte wie vorstehend beschrieben verursacht werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Umstände geschaffen, und es ist die Aufgabe, ein Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine vorzusehen, um zu ermöglichen, dass die Erzeugung des Kondenswassers aufgrund eines verbleibenden bzw. restlichen Abgasrückführungsgases in einem spezifischen Teil verhindert wird, in oder durch das Abgasrückführungsgas hinein oder hindurch strömt.
  • Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, sieht ein Aspekt der Erfindung ein Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine vor, wobei das Gerät Folgendes aufweist: einen Turbolader, der zwischen einem Einlasskanal und einem Abgaskanal der Kraftmaschine vorgesehen und dazu konfiguriert ist, einen Druck der Einlassluft in dem Einlasskanal zu erhöhen, wobei der Turbolader einen in dem Einlasskanal platzierten Verdichter, eine in dem Abgaskanal platzierte Turbine und eine Drehwelle aufweist, die den Verdichter und die Turbine so verbindet, dass sich diese einstückig drehen; einen Abgasrückführungskanal, der dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass ein Teil des aus einer Brennkammer der Kraftmaschine zu einem Abgaskanal ausgelassenen Abgases als ein Abgasrückführungsgas zu dem Einlasskanal strömt, um zu der Brennkammer zurückzukehren, wobei der Abgasrückführungskanal einen Einlass, der mit dem Abgaskanal stromabwärts von der Turbine verbunden ist, und einen Auslass hat, der mit dem Einlasskanal stromaufwärts von dem Verdichter verbunden ist; ein Abgasrückführungsventil zum Regulieren einer Strömung des Abgasrückführungsgases in dem Abgasrückführungskanal; und eine Restgasbeseitigungseinrichtung, die dazu konfiguriert ist, ein Abgasrückführungsgas zu beseitigen, das in einem spezifischen Teil verblieben ist, der in der Kraftmaschine oder dem Abgasrückführungsgerät enthalten ist, wobei der spezifische Teil ein Bereich ist, in oder durch den das Abgasrückführungsgas hinein oder hindurch strömt. Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Erzeugung des Kondenswassers aufgrund des restlichen Abgasrückführungsgases in einem spezifischen Teil zu verhindern, in oder durch das Abgasrückführungsgas hinein oder hindurch strömt.
  • 1 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf bei einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration eines ABV bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Verarbeitungseinzelheiten einer Spülsteuerung (einer Restgasbeseitigungssteuerung) bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Verarbeitungseinzelheiten einer Spülsteuerung (einer Restbeseitigungssteuerung) bei einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 5 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf bei einem dritten Ausführungsbeispiel;
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration eines ABV bei dem dritten Ausführungsbeispiel;
  • 7 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf bei einem vierten Ausführungsbeispiel;
  • 8 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration eines ABV bei dem vierten Ausführungsbeispiel;
  • 9 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Steuereinzelheiten eines VSV bei dem vierten Ausführungsbeispiel;
  • 10 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf bei einem fünften Ausführungsbeispiel;
  • 11 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf bei einem sechsten (siebten) Ausführungsbeispiel;
  • 12 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Steuereinzelheiten einer Druckpumpe bei dem sechsten Ausführungsbeispiel;
  • 13 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf bei einem achten Ausführungsbeispiel;
  • 14 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration eines ABV bei dem achten Ausführungsbeispiel;
  • 15 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Steuereinzelheiten eines ABV bei dem achten Ausführungsbeispiel;
  • 16 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Steuereinzelheiten eines ABV bei einem neunten Ausführungsbeispiel;
  • 17 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf und eines Leckgasrückführungsgerätes bei einem zehnten Ausführungsbeispiel;
  • 18 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf und eines Leckgasrückführungsgerätes bei einem elften Ausführungsbeispiel;
  • 19 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf und eines Leckgasrückführungsgerätes bei einem zwölften Ausführungsbeispiel;
  • 20 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines Leckgasrückführungsgerätes gemäß einem herkömmlichen Stand der Technik; und
  • 21 zeigt eine Querschnittsansicht einer schematischen Konfiguration einer Einspritzvorrichtung bei dem herkömmlichen Stand der Technik.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • <Erstes Ausführungsbeispiel>
  • Eine detaillierte Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Abgasrückführungsgerätes mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bereitgestellt.
  • Die 1 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines Abgasrückführungsgerätes mit Niederdruckkreislauf (ein EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf) bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel. Dieses Kraftmaschinensystem hat eine Kolbenkraftmaschine 1. Ein Einlassanschluss 2 der Kraftmaschine 1 ist mit einem Einlasskanal 3 verbunden, und ein Auslassanschluss 4 der Kraftmaschine 1 ist mit einem Abgaskanal 5 verbunden. Eine Luftreinigungsvorrichtung 6 ist an einem Einlass des Einlasskanals 3 vorgesehen. Ein Turbolader 7 ist zwischen dem Einlasskanal 3 stromabwärts von der Luftreinigungsvorrichtung 6 und dem Abgaskanal 5 vorgesehen, um den Druck der Einlassluft in dem Einlasskanal 3 zu erhöhen.
  • Der Turbolader 7 hat einen Verdichter 8, der in dem Einlasskanal 3 platziert ist, eine Turbine 9, die in dem Abgaskanal 5 platziert ist, und eine Drehwelle 10, die den Verdichter 8 und die Turbine 9 so verbindet, dass diese zusammen drehbar sind. Der Turbolader 7 ist dazu konfiguriert, die Turbine 9 durch ein Abgas zu drehen, das in dem Abgaskanal 5 strömt, und den Verdichter 8 durch die Drehwelle 10 einstückig zu drehen, um den Druck der Einlassluft in dem Einlasskanal 3 zu erhöhen, d. h., um einen Turboladevorgang durchzuführen.
  • In dem Abgaskanal 5 ist angrenzend an dem Turbolader 7 ein Abgasumgehungskanal 11 zum Umgehen der Turbine 9 vorgesehen. Dieser Umgehungskanal 11 ist intern mit einem Überdruckventil 12 versehen. Wenn das in dem Abgasumgehungskanal 11 strömende Abgas durch das Überdruckventil 12 reguliert wird, wird die Durchsatzrate des Abgases eingestellt, das der Turbine 9 zuzuführen ist, wodurch die Drehzahlen der Turbine 9 und des Verdichters 8 eingestellt werden, um den Ladedruck durch den Turbolader 7 zu steuern.
  • In dem Einlasskanal 3 angrenzend an dem Turbolader 7 ist ein Einlassumgehungskanal 41 vorgesehen, um eine Umgehung zwischen einem stromaufwärtigen Teil des Kanals 3 von dem Verdichter 8 und einem stromabwärtigen Teil des Kanals 3 von dem Verdichter 8 bereitzustellen. In diesem Einlassumgehungskanal 41 ist ein Einlassumgehungsventil (nachfolgend als ”ABV” bezeichnet) 42 vorgesehen, um den Kanal 41 zu öffnen und zu schließen. Wenn eine Menge der Einlassluft, die in dem Einlassumgehungskanal 41 strömen darf, durch das ABV 42 reguliert wird, wird eine Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des Verdichters 8 reduziert, wodurch eine Wellenbildung verhindert wird. Das ABV 42 ist mit einem zweiten Ende des Restgasbeseitigungskanals 43 verbunden, der mit dem Inneren des ABV 42 in Verbindung ist, um das EGR-Gas auszulassen (zu beseitigen), das in dem ABV 42 verblieben ist. Ein erstes Ende von diesem Restgasbeseitigungskanal 43 ist mit dem Einlasskanal 3 stromaufwärts von dem Verdichter 8 und stromaufwärts von einem Auslass 17a des EGR-Kanals 17 verbunden.
  • In dem Einlasskanal 3 ist ein Zwischenkühler 13 zwischen dem Verdichter 8 und der Kraftmaschine 1 platziert. Dieser Zwischenkühler 13 dient zum Kühlen der Luft, deren Druck durch den Verdichter 8 erhöht wurde, auf eine angemessene Temperatur. Ein Ausgleichsbehälter 3a ist in dem Einlasskanal 3 vorgesehen und befindet sich zwischen dem Zwischenkühler 13 und der Kraftmaschine 1. Eine elektronische Drosselvorrichtung 14, die ein elektrisch betätigtes Drosselventil ist, ist in dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Zwischenkühler 13 und stromaufwärts von dem Ausgleichsbehälter 3a platziert. Die elektronische Drosselvorrichtung 14 hat ein klappenförmiges Drosselventil 21, das in dem Einlasskanal 3 platziert ist, einen Gleichstrommotor 22, um das Drosselventil 21 zum öffnen und zum Schließen anzutreiben, und einen Drosselsensor 23, um einen Öffnungsgrad (einen Drosselöffnungsgrad) TA des Drosselventils 21 zu erfassen. Die elektronische Drosselvorrichtung 14 ist so konfiguriert, dass das Drosselventil 21 durch den Gleichstrommotor 22 angetrieben wird, damit es als Reaktion auf eine Betätigung eines Beschleunigungspedals 26 durch einen Fahrer geöffnet und geschlossen wird, um den Öffnungsgrad des Drosselventils 21 einzustellen. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entspricht die elektronische Drosselvorrichtung 14 einem Beispiel eines Einlassmengenregulierventils der Erfindung. In dem Abgaskanal 5 stromabwärts von der Turbine 9 ist ein katalytischer Wandler 15 als ein Abgaskatalysator vorgesehen, um Abgas zu reinigen.
  • In der Kraftmaschine 1 ist (sind) eine Einspritzvorrichtung (Einspritzvorrichtungen) 25 vorgesehen, um Kraftstoff zu der Brennkammer 16 einzuspritzen und zuzuführen. Diese Einspritzvorrichtung 25 wird mit einem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) versorgt. In der Kraftmaschine 1 ist eine Zündkerze 29 für jeden Zylinder vorgesehen. Jede Zündkerze 29 zündet als Reaktion auf eine hohe elektrische Spannung, die von einer Zündvorrichtung 30 abgegeben wird. Eine Zündsteuerzeit für jede Zündkerze 29 wird durch eine Abgabesteuerzeit der hohen elektrischen Spannung von der Zündvorrichtung 30 bestimmt. Die Zündkerzen 29 und die Zündvorrichtung 30 bilden eine Zündeinrichtung.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die Kraftmaschine 1 mit einem EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf versehen. Dieses EGR-Gerät hat einen Abgasrückführungskanal (EGR-Kanal) 17, der es ermöglicht, dass ein Teil des aus der Brennkammer 16 der Kraftmaschine 1 zu dem Abgaskanal 5 ausgelassenen Abgases als ein EGR-Gas in den Einlasskanal 3 strömt und zu der Brennkammer 16 zurückkehrt, und ein Abgasrückführungsventil (EGR-Ventil) 18, das in dem EGR-Kanal 17 platziert ist, um eine EGR-Durchsatzrate in dem EGR-Kanal 17 zu regulieren. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist der EGR-Kanal 17 so vorgesehen, dass er sich zwischen dem Abgaskanal 5 stromabwärts von dem katalytischen Wandler 15 und dem Einlasskanal 3 stromaufwärts von dem Verdichter 8 erstreckt. Insbesondere ist ein Einlass 17b des EGR-Kanals 17 mit dem Abgaskanal 5 stromabwärts von der Turbine 9 und dem katalytischen Wandler 15 verbunden, und ein Auslass 17a des EGR-Kanals 17 ist mit dem Einlasskanal 3 stromaufwärts von dem Verdichter 8 verbunden. In dem EGR-Kanal 17 ist ein Zwischenkühler 20 vorgesehen, um das in dem EGR-Kanal 17 strömende EGR-Gas zu kühlen. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel befindet sich das EGR-Ventil 18 in dem EGR-Kanal 17 stromabwärts von dem EGR-Kühler 20.
  • Wie dies in der 1 gezeigt ist, ist das EGR-Ventil 18 als ein Tellerventil konfiguriert, und es ist ein motorbetriebenes Ventil. Insbesondere ist das EGR-Ventil 18 mit einem Ventilelement 32 versehen, das durch einen Motor 31 anzutreiben ist. Das Ventilelement 32 hat eine ungefähr konische Form, und es ist dazu konfiguriert, dass es an einen Ventilsitz 33 gesetzt wird, der in dem EGR-Kanal 17 vorgesehen ist. Der Motor 31 hat eine Abgabewelle 34, die so eingerichtet ist, dass sie sich in einer geraden Linie hin und her bewegt (Hubbewegung). Das Ventilelement 32 ist an einem voreilenden Ende der Abgabewelle 34 befestigt. Diese Abgabewelle 34 ist durch ein Lager 35 in einem Gehäuse gestützt, das den EGR-Kanal 17 definiert. Die Hubbewegung der Abgabewelle 34 des Motors 31 wird durchgeführt, um den Öffnungsgrad des Ventilelements 32 hinsichtlich des Ventilsitzes 33 einzustellen. Die Abgabewelle 34 des EGR-Ventils 18 ist so vorgesehen, dass sie eine Hubbewegung über einen vorbestimmten Hub zwischen einer vollständig geschlossenen Position, an der das Ventilelement 32 an dem Ventilsitz 33 sitzt, und einer vollständig geöffneten Position bewirken kann, an der das Ventilelement 32 mit dem Lager 35 in Kontakt ist. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist ein Öffnungsflächeninhalt des Ventilsitzes 33 größer als im herkömmlichen Falle festgelegt, um hohe EGR-Raten zu erzielen. Dementsprechend ist das Ventilelement 32 ebenfalls mit einer großen Größe ausgelegt.
  • Gemäß dem EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf, das gemäß der vorstehenden Beschreibung konfiguriert ist, wird während eines Betriebs der Kraftmaschine 1 und während eines Turboladebetriebs des Turboladers 7 ein Unterdruck in dem Einlasskanal 3 stromaufwärts von dem Verdichter 8 erzeugt. Dabei wird das EGR-Ventil 18 geöffnet, wodurch ermöglicht wird, dass ein Teil des aus der Brennkammer 16 zu dem Abgaskanal 5 ausgelassenen Abgases als ein EGR-Gas zu dem Einlasskanal 3 stromaufwärts von dem Verdichter 8 durch den EGR-Kanal 17 strömt, und des Weiteren in den Verdichter 8 und den Einlasskanal 3 strömt, um dann zu der Brennkammer 16 zurückzukehren.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist jeweils unter anderem zum Ausführen einer Kraftstoffeinspritzsteuerung, einer Zündzeitgebungssteuerung, einer Einlassmengensteuerung, einer EGR-Steuerung und einer Turboladesteuerung gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1 eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50 dazu konfiguriert, die Einspritzvorrichtungen 25, die Zündvorrichtung 30, den Gleichstrommotor 22 der elektronischen Drosselvorrichtung 14 und den Motor 31 des EGR-Ventils 18 und des ABV 42 gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1 zu steuern. Die ECU 50 hat eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), verschiedene Speicher, die unter anderem ein vorbestimmtes Steuerprogramm im Voraus speichern, und die unter anderem Berechnungsergebnisse der CPU vorübergehend speichern, und eine externe Eingabeschaltung und eine externe Abgabeschaltung, die mit jedem davon verbunden sind. Mit der externen Abgabeschaltung sind die Zündvorrichtung 30, die Einspritzvorrichtungen 25, der Gleichstrommotor 22, der Motor 31 und das ABV 42 verbunden. Mit der externen Eingabeschaltung sind der Drosselsensor 23 und verschiedene Sensoren 27 und 51–55 verbunden, die einem Beispiel einer Betriebszustandserfassungseinrichtung entsprechen, um den Betriebszustand der Kraftmaschine 1 zu erfassen und um verschiedene Kraftmaschinensignale zu der externen Eingabeschaltung zu übertragen.
  • Hierbei beinhalten die verschiedenen Sensoren den Beschleunigungsvorrichtungssensor 27, den Einlassdrucksensor 51, den Drehzahlsensor 52, den Wassertemperatursensor 53, die Luftdurchsatzmessvorrichtung 54 und den Luft-/Kraftstoff-Verhältnissensor 55 sowie den Drosselsensor 23. Der Beschleunigungsvorrichtungssensor 27 erfasst einen Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrad ACC, der ein Betätigungsbetrag des Beschleunigungspedals 26 ist. Der Einlassdrucksensor 51 erfasst einen Einlassdruck PM in dem Ausgleichsbehälter 3a stromabwärts von dem Drosselventil 21. Der Drehzahlsensor 52 erfasst den Drehwinkel (Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 1a der Kraftmaschine 1, und er erfasst außerdem Änderungen des Kurbelwinkels als die Drehzahl (Kraftmaschinendrehzahl) NE der Kraftmaschine 1. Der Wassertemperatursensor 53 erfasst die Kühlwassertemperatur THW der Kraftmaschine 1. Die Luftdurchsatzmessvorrichtung 54 ist in dem Einlasskanal 3 direkt stromabwärts von der Luftreinigungsvorrichtung 6 platziert und erfasst eine Strömungsmenge Ga der Einlassluft, die in dem Einlasskanal 3 strömt. Der Luft-/Kraftstoff-Verhältnissensor 55 ist in dem Abgaskanal 5 direkt stromaufwärts von dem katalytischen Wandler 15 platziert, um ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis A/F in dem Abgas zu erfassen.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die ECU 50 dazu konfiguriert, das EGR-Ventil 18 im gesamten Betriebsbereich der Kraftmaschine 1 zu steuern, um die EGR gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1 zu steuern. Normalerweise ist die ECU 50 auch dazu betreibbar, das EGR-Ventil 18 auf der Grundlage eines Betriebszustands zum öffnen zu steuern, der während eines Beschleunigungsbetriebs oder eines stationären Betriebs der Kraftmaschine 1 erfasst wird, und das EGR-Ventil 18 während eines Stopps der Kraftmaschine 1, während eines Leerlaufbetriebs oder während eines Verzögerungsbetriebs zum vollständigen Schließen zu steuern.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die ECU 50 dazu eingerichtet, die elektronische Drosselvorrichtung 14 auf der Grundlage eines Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrads ACC zu steuern, um die Kraftmaschine 1 als Reaktion auf die Forderungen eines Fahrers anzutreiben. Die ECU 50 ist des Weiteren dazu eingerichtet, die elektronische Drosselvorrichtung 14 auf der Grundlage des Beschleunigungsvorrichtungsöffnungsgrads ACC während eines Beschleunigungsbetriebs oder eines stationären Betriebs der Kraftmaschine 1 zum öffnen zu steuern, und die elektronische Drosselvorrichtung 14 während eines Stopps oder eines Verzögerungsbetriebs der Kraftmaschine 1 zum Schließen zu steuern. Dementsprechend wird das Drosselventil 21 während eines Beschleunigungsbetriebs oder eines stationären Betriebs der Kraftmaschine 1 geöffnet, und es wird während eines Stopps oder eines Verzögerungsbetriebs der Kraftmaschine 1 vollständig geschlossen.
  • Als nächstes wird die Konfiguration des ABV 42 im Einzelnen beschrieben. Die 2 zeigt eine Querschnittsansicht der Konfiguration des ABV 42 bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel. Wie dies in der 2 gezeigt ist, ist das ABV 42 in einer Einfassung 61 des Turboladers 7 platziert. Das ABV 42 ist in einer vertikalen Orientierung installiert, so dass eine Öffnungs-/Schließrichtung eines Ventilelements 62, das später beschrieben wird, einer vertikalen Richtung (einer Oben-Unten-Richtung) entspricht. In der Einfassung 61 ist ein Einlassumgehungskanal 41 ausgebildet. Dieser Einlassumgehungskanal 41 hat einen Einströmkanal 63 und einen Ausströmkanal 64. Ein Ventilsitz 65 ist zwischen dem Einströmkanal 63 und dem Ausströmkanal 64 ausgebildet. In der Einfassung 61 ist über dem Ventilsitz 65 ein Montageloch 66 an einer Position ausgebildet, die konzentrisch zu dem Ventilsitz 65 ist. Dieses Montageloch 66 hat einen Innendurchmesser, der größer ist als ein Innendurchmesser des Ventilsitzes 65.
  • Das ABV 42 hat eine elektromagnetische Vorrichtung 67 entsprechend einem Beispiel einer Antriebseinrichtung der Erfindung. Die elektromagnetische Vorrichtung 67 besteht unter anderem aus einem Gehäuse 68, einer Spule 69, einem festen Kern 70, einer Endplatte 71. Das Gehäuse 68 ist mit einer zylindrischen Form mit einer geschlossenen Oberseite ausgebildet. Die Spule 69 ist um einen Spulenkörper 72 gewickelt und in das Gehäuse 68 gesetzt. Der feste Kern 70 ist mit einer zylindrischen Form ausgebildet und in einem hohlen Teil des Spulenkörpers 72 platziert. Die Endplatte 71 ist mit einer runden Scheibenform ausgebildet und konzentrisch unter dem Spulenträger 72 vorgesehen. Das Gehäuse 68, der feste Kern 70 und die Endplatte 71, die als ein Stator dienen, sind jeweils aus einem magnetischen Material wie zum Beispiel Eisen geschaffen, wodurch sie einen festen magnetischen Kreis bilden. An einem unteren Ende des Gehäuses 68 ist ein Montageflansch 68a so ausgebildet, dass er radial nach außen vorsteht. Im Inneren des Montageflansches 68a ist ein innerer Flansch 68b ausgebildet. Der Umfangsteil der Endplatte 71 wird zwischen dem inneren Flansch 68b und dem Spulenträger 72 gehalten.
  • An einem unteren Ende des festen Kerns 70 ist ein Führungsstab 73 konzentrisch angebracht, der nach unten vorsteht. An dem Führungsstab 73 ist ein säulenartiger, bewegbarer Kern 74 so angebracht, dass er sich durch eine Führungsbuchse 75 nach oben und nach unten hin und her bewegen kann, die aus einem Kunststoff geschaffen ist. Der bewegbare Kern 74 ist in dem hohlen Teil der Endplatte 71 mit einem Spiel im Eingriff. Der bewegbare Kern 74 besteht aus einem magnetischen Material wie zum Beispiel Eisen. Die Führungsbuchse 75 ist an dem bewegbaren Kern 75 durch eine Presspassung oder dergleichen befestigt. Zwischen der Führungsbuchse 75 und dem festen Kern 70 ist eine Schraubenfeder 76 angeordnet, die an dem Führungsstab 73 gewickelt ist. Die Schraubenfeder 76 entspricht einem Beispiel eines elastischen Elementes, das den bewegbaren Kern 74 in einer Richtung vorspannt, in der der bewegbare Kern 74 von dem festen Kern 70 getrennt wird, d. h. in einer nach unten gerichteten Richtung.
  • Während die Spule 69 der elektromagnetischen Vorrichtung 67 nicht erregt wird, wird der bewegbare Kern 75 durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 76 in jener Richtung gedrückt, in der er von dem festen Kern 70 getrennt wird, d. h. in der nach unten gerichteten Richtung. Wenn die Spule 69 der elektromagnetischen Vorrichtung 67 erregt wird, wird der bewegbare Kern 74 durch die elektromagnetische Kraft zu dem festen Kern 70 angezogen oder bewegt, d. h. gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 76 nach oben.
  • Der bewegbare Kern 74 ist an seinem unteren Ende mit einem zylindrischen Montageteil 74a ausgebildet, das einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als jener des Hauptteils des Kerns 74. An diesem zylindrischen Teil 74a sind eine runde, scheibenförmige Stopperplatte 77, eine ringartige Membran 78, ein umgedreht becherförmiges, zylindrisches Element 79 und ein Stopperring 89 wiederum konzentrisch im Eingriff und durch Verstemmen oder Verformen des gesamten Umfangs des unteren Endes des zylindrischen Teils 74a befestigt. Der Außenumfangsteil der Stopperplatte 77 gelangt mit der Endplatte 71 im Zusammenhang mit einer Aufwärtsbewegung des bewegbaren Kerns 74 in Kontakt, um eine weitere nach oben gerichtete Bewegung des Kerns 74 zu unterbinden. Die Membran 78 besteht aus einem gummiartigen, elastischen Material, das aus Kunststoff geschaffen ist. Der Innenumfangsteil der Membran 78 ist zwischen der Stopperplatte 77 und dem zylindrischen Element 79 eingeklemmt.
  • Unter einer unteren Fläche des inneren Flansches 68b des Gehäuses 68 ist eine ringartige Membranführung 81, die aus Kunststoff besteht, konzentrisch an den Flansch 68 gekoppelt. Der Außenumfangsteil der Membran 78 ist zwischen dem inneren Flansch 68b und der Membranführung 81 geklemmt. Dementsprechend ist eine Druckausgleichskammer 82 zwischen jedem Element an der festen Seite der elektromagnetischen Vorrichtung 67 und dem bewegbaren Kern 74 ausgebildet und hermetisch abgegrenzt.
  • Der bewegbare Kern 74 ist mit vielen Querlöchern 74b ausgebildet, die jeweils über der Stopperplatte 77 so angeordnet sind, dass sie sich in gleichmäßigen Intervallen in einer Umfangsrichtung radial erstrecken. Die Querlöcher 74b sorgen für eine Verbindung zwischen einem hohlen Teil 74c des bewegbaren Kerns 74 und der Druckausgleichskammer 82. Ein gesamter Öffnungsflächeninhalt der Löcher 74b ist so festgelegt, dass er ungefähr gleich einem Öffnungsflächeninhalt des hohlen Teils 74c des Kerns 74 ist. Der innere Raum 79a des zylindrischen Elements 79 und des hohlen Teils 74c und die Querlöcher 74b des bewegbaren Kerns 74 bilden einen fortlaufenden Druckeinführungskanal 83.
  • An einem unteren Ende des zylindrischen Elements 79 ist eine Abschirmplatte 84 vorgesehen, die aus einem Kunststoff geschaffen ist. Diese Abschirmplatte 84 ist mit einer runden Scheibenform ausgebildet. Die Abschirmplatte 84 ist konzentrisch an ihrer unteren Fläche mit einem ringartigen, vorstehenden Ventilteil 84a ausgebildet. Die Abschirmplatte 84 ist des Weiteren mit vielen Lüftungslöchern 84b ausgebildet, die sich jeweils durch die Platte 84 in deren Dickenrichtung in gleichmäßigen Intervallen in einer Umfangsrichtung erstrecken. Jedes Lüftungsloch 84b hat eine runde Form und ist an einer radial inneren Seite des Ventilteils 84a platziert. Ein gesamter Öffnungsflächeninhalt der Lüftungslöcher 84b ist so festgelegt, dass er ungefähr gleich dem Öffnungsflächeninhalt des hohlen Teils 74c des bewegbaren Kerns 74 ist. Ein Teil der Abschirmplatte 84 außer den Lüftungslöchern 84b bildet einen Druckaufnahmewandabschnitt, der den Luftdruck aufnehmen soll, der daran an der radial inneren Seite des Ventilteils 84a wirkt.
  • Die Abschirmplatte 84 ist in einem unteren, offenen Ende des zylindrischen Elements 79 eingepasst, um das offene Ende zu schließen. Die Abschirmplatte 84 ist konzentrisch befestigt und ortsfest in der Oben-Unten-Richtung hinsichtlich des zylindrischen Elements 79 positioniert. Der verstemmte Abschnitt des zylindrischen Elements 79 wird als ein verstemmter Teil bezeichnet. Der Druckaufnahmewandteil der Abschirmplatte 84 ist in einer derartigen Positionsbeziehung platziert, dass er sich mit dem hohlen Teil 74c des bewegbaren Kerns 74 in einer Draufsicht überlappt, wenn der bewegbare Kern 74 in einer axialen Richtung betrachtet wird. Die Lüftungslöcher 84b der Abschirmplatte 84 sind in einer derartigen Positionsbeziehung platziert, dass sie sich nicht mit dem hohlen Teil 74c des bewegbaren Kerns 74 in einer Draufsicht überlappen, wenn der bewegbare Kern 74 in der axialen Richtung betrachtet wird. Die Abschirmplatte 84 mit dem Ventilteil 84a und das zylindrische Element 79 bilden das Ventilelement 62. Der bewegbare Kern 74, die Stopperplatte 77, der Innenumfangsteil der Membran 78, der Stopperring 80, das Ventilelement 62 und anderes bilden eine bewegbare Einheit 85, die sich in einer Oben-Unten-Richtung hin und her bewegen kann. Das Gehäuse 68, die Spule 69, der feste Kern 70, die Endplatte 71, der Führungsstab 73, der Außenumfangsteil der Membran 78 bilden ein Element 86 an der festen Seite.
  • Das ABV 42 ist an der Einfassung 61 platziert. Genauer gesagt ist das Gehäuse 68 an der Einfassung 61 so platziert, dass es konzentrisch zu dem Montageloch 66 angeordnet ist und das Montageloch 66 schließt. Der Montageflansch 68a des Gehäuses 68 ist an der Einfassung 61 durch Befestigungstechniken oder andere Techniken befestigt. Das zylindrische Element 79 ist so platziert, dass es sich von dem Montageloch 66 der Einfassung 61 in den Ausströmkanal 64 erstreckt. Der Ventilteil 84a der Abschirmplatte 84 ist über dem Ventilsitz 65 positioniert. Ein abdichtender O-Ring 87 ist zwischen der Einfassung 61 und dem Montageflansch 68a vorgesehen.
  • Eine Entweichkammer 88 ist im Inneren des festen Kerns 70 in Zusammenwirkung mit einem oberen Ende des bewegbaren Kerns 74 gebildet, um eine Oben-Unten-Bewegung des Kerns 74 zu ermöglichen. Ein Verbindungskanal 89 ist in dem festen Kern 70 und dem Gehäuse 68 so ausgebildet, dass die Entweichkammer 88 mit der Außenseite in Verbindung ist. Dieser Verbindungskanal 89 erstreckt sich so, dass er mit der Druckausgleichskammer 82 über die Entweichkammer 88 und einen Spalt zwischen dem bewegbaren Kern 74 und der Endplatte 71 in Verbindung ist. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entspricht die Druckausgleichskammer 82 einem Beispiel eines spezifischen Teils der Erfindung. Das EGR-Gas strömt durch oder in diese Druckausgleichskammer 82 zusammen mit einer Einlassluft, die in den Einlassumgehungskanal 41 strömt. Wenn hierbei der Turbolader 7 zusammen mit der Kraftmaschine 1 gestoppt wird, kann das EGR-Gas in der Druckausgleichskammer 82 verbleiben. Der Verbindungskanal 82 ist so ausgebildet, dass er das verbleibende EGR-Gas in der Druckausgleichkammer 82 zu der Außenseite des Gehäuses 68 auslässt. An dem oberen Abschnitt des Gehäuses 68 ist eine Rohrfügestelle 90 entsprechend einem Ausgang des Verbindungskanals 89 befestigt. Diese Rohrfügestelle 90 ist mit dem zweiten Ende des vorstehend beschriebenen Restgasbeseitigungskanals 43 verbunden. In der Rohrfügestelle 90 ist ein Rückschlagventil 44 einschließlich eines Reed-Ventils vorgesehen. Dieses Rückschlagventil 44 ist dazu konfiguriert, eine Luftströmung aus dem Verbindungskanal 89 zu dem Restgasbeseitigungskanal 43 zu blockieren und eine Luftströmung in einer entgegengesetzten Richtung davon zuzulassen.
  • Als nächstes werden Betriebe des ABV 42 beschrieben. Während einer Nicht-Erregung (Nicht-Bestromung) der elektromagnetischen Vorrichtung 67 wird die bewegbare Einheit 85 einschließlich des bewegbaren Kerns 74 durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 76 in jener Richtung vorgespannt, in der sie von dem festen Kern 70 getrennt wird. Dementsprechend wird der Ventilteil 84a der Abschirmplatte 84 des Ventilelements 62 dazu veranlasst, sich an dem Ventilsitz 65 zu setzen, wodurch ein geschlossener Ventilzustand eingerichtet wird. Andererseits wird während der Erregung (Bestromung) der elektromagnetischen Vorrichtung 67 die bewegbare Einheit 85 durch die elektromagnetische Kraft in einer Öffnungsrichtung gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 76 bewegt. Somit wird der Ventilteil 84a von dem Ventilsitz 65 getrennt, wodurch ein geöffneter Ventilzustand eingerichtet wird.
  • In dem geschlossenen Ventilzustand des ABV 42 partitioniert bzw. trennt die Membran 78 die Druckausgleichskammer 82 in Entsprechung mit dem Ausströmkanal 64. Der Einströmkanal 63 wirkt auf die Druckausgleichskammer 82 durch die Lüftungslöcher 84b der Abschirmplatte 84 und den Druckeinführungskanal 83. Dementsprechend ist der Luftdruck im Gleichgewicht, der hinter und vor dem Ventilelement 62 aufgebracht wird, d. h. an der Seite des Einströmkanals 63 und der Seite der Druckausgleichskammer 82. Dies reduziert die Vorspannkraft der Schraubenfeder 76 und die elektromagnetische Kraft der elektromagnetischen Vorrichtung 67.
  • Während dessen trifft während der Öffnung des ABV 42 insbesondere bei dem Start der Ventilöffnung der größte Teil der Hochdruckluft, die aus dem Einströmkanal 63 durch den hohlen Teil des Ventilsitzes 65 zu dem Ausströmkanal 64 strömt, auf den Druckaufnahmewandteil der Abschirmplatte 84. Dementsprechend strömt der größte Teil der Luft in den Ausströmkanal 64, wohingegen ein Teil der Luft in die Druckausgleichskammer 82 durch die Lüftungslöcher 84b der Abschirmplatte 84 und den Druckeinführungskanal 83 strömt. Dabei ist ein dynamischer Druck der Luft, der auf die Druckausgleichskammer 82 durch die Lüftungslöcher 84b der Abschirmplatte 84 wirkt, kleiner als der dynamische Druck der Luft, der auf die Druckausgleichskammer 82 durch den hohlen Teil 74c des bewegbaren Kerns 74 wirkt, falls die Abschirmplatte 84 nicht vorgesehen ist. Somit kann das gegenwärtige Ausführungsbeispiel den dynamischen Luftdruck reduzieren, der beim Start der Ventilöffnung auf die Druckausgleichskammer 82 wirkt. Verglichen mit dem herkömmlichen Stand der Technik ist es daher einfach, den Luftdruck in der Druckausgleichskammer 82 zu verringern, um dadurch eine kürzere Ventilöffnungszeit zu erreichen, die nach dem Start bis zu dem Ende der Ventilöffnung erforderlich ist. Der Innenraum des Ventilelements 62, das aus dem zylindrischen Element 79 und der Abschirmplatte 84 besteht, hat einen Kanalquerschnittsflächeninhalt, der größer ist als der Öffnungsflächeninhalt (Strömungskanalflächeninhalt) des hohlen Teils 74 des bewegbaren Kerns 74 und der Lüftungslöcher 84b der Abschirmplatte 84. Dieser Innenraum dient somit als eine Pufferkammer (die gleich dem Innenraum 79a des zylindrischen Elements 79 ist), um den dynamischen Luftdruck abzuschwächen, der an der Druckausgleichskammer 82 wirkt. Die Pufferkammer entspricht einem einlassseitigen Kanal des Druckeinführungskanals 83.
  • Hierbei kann bei dem ABV 42 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels das in die Druckausgleichskammer 82 strömende EGR-Gas in der Druckausgleichskammer 82 verbleiben. Wenn das in dem ABV 42 verbleibende EGR-Gas gekühlt wird, wie zum Beispiel nach einem Stopp der Kraftmaschine 1, wird das Kondenswasser aufgrund von Feuchtigkeit oder Wasser erzeugt, die/das in dem EGR-Gas enthalten ist, was normale Betriebe des ABV 42 unterbinden kann. Um bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Erzeugung des Kondenswassers aufgrund des in dem ABV 42 verbleibenden EGR-Gases insbesondere in der Druckausgleichskammer 82 zu verhindern, ist die ECU 50 dazu betreibbar, die folgende Spülsteuerung (Restgasbeseitigungssteuerung) auszuführen.
  • Die 3 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Verarbeitungseinzelheiten dieser Spülsteuerung (Restgasbeseitigungssteuerung). Wenn die Verarbeitung zu dieser Routine schreitet, bestimmt die ECU 50 bei einem Schritt 100, ob die EGR von EIN nach AUS geschaltet wurde oder nicht. Falls bei dem Schritt 100 eine negative Bestimmung (NEIN) erhalten wird, kehrt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu dem Schritt 100 zurück. Falls bei dem Schritt 100 eine positive Bestimmung (JA) erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 110.
  • Bei dem Schritt 110 bestimmt die ECU 50, ob ein Betriebszustand der Kraftmaschine 1 in einem Nicht-Turboladebereich ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 110 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 230. Falls bei dem Schritt 110 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 120.
  • Bei dem Schritt 230 setzt die ECU 50 einen Spülbeendigungsbestimmungsmerker XABVOC auf ”0” zurück. Dieser Merker XABVOC wird auf ”1” gesetzt, wenn ein Spülen der Druckausgleichskammer 82 beendet ist, indem restliches EGR-Gas aus der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 beseitigt ist, während er auf ”0” zurückgesetzt wird, wenn das Spülen nicht beendet ist.
  • Bei dem Schritt 240 setzt die ECU 50 einen ABV-Öffnungssteuermerke XABVO auf ”0” zurück. Dieser Merker XABVO wird auf ”1” gesetzt, wenn das ABV 42 geöffnet ist, während er auf ”0” zurückgesetzt wird, wenn das ABV 42 geschlossen ist.
  • Bei einem Schritt 250 setzt die ECU 50 die Anzahl ABVOC der ABV-Spülbetriebe, die später beschrieben werden, auf ”0” zurück. Bei einem Schritt 260 steuert die ECU 50 das ABV 42 zum Schließen, und dann kehrt sie mit der Verarbeitung zu dem Schritt 100 zurück.
  • Bei dem Schritt 120 bestimmt die ECU 50 andererseits, ob der Spülbeendigungsbestimmungsmerker XABVOX auf ”0” gesetzt ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 120 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu dem Schritt 240 und führt nacheinander die Verarbeitungen der Schritte 250 und 260 aus. Falls bei dem Schritt 120 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einen Schritt 130.
  • Bei dem Schritt 130 bestimmt die ECU 50, ob der ABV-Öffnungssteuermerke XABVO auf ”0” gesetzt ist oder nicht.
  • Falls bei dem Schritt 130 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 170. Falls bei dem Schritt 130 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 140.
  • Bei dem Schritt 140 steuert die ECU 50 das ABV 42 zum öffnen. Bei einem Schritt 150 wartet die ECU 50 auf das Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach dem öffnen des Ventils, und dann springt sie mit der Verarbeitung zu einem Schritt 160. Bei dem Schritt 160 setzt die ECU 50 den ABV-Öffnungssteuermerker XABVO auf ”1”, und dann kehrt sie mit der Verarbeitung zu dem Schritt 100 zurück.
  • Bei einem Schritt 170 steuert die ECU 50 andererseits das ABV 42 zum Schließen. Bei einem Schritt 180 wartet die ECU 50 auf das Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach dem Schließen des Ventils, und dann springt sie mit der Verarbeitung zu einem Schritt 190. Bei dem Schritt 190 berechnet die ECU 50 die gegenwärtige Anzahl ABVOC(i) der ABV-Spülbetriebe durch Addieren von ”1” zu der vorherigen Anzahl ABVOC(i – 1) der ABV-Spülbetriebe.
  • Bei einem Schritt 200 bestimmt die ECU 50, ob die Anzahl ABVOC der ABV-Spülbetriebe größer als ein vorbestimmter Wert C1 ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 200 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 210. Falls bei dem Schritt 200 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 220.
  • Bei dem Schritt 210 wird angegeben, dass das Spülen beendet ist, und somit setzt die ECU 50 den Spülbeendigungsbestimmungsmerker XABVOC auf ”1”, und sie kehrt mit der Verarbeitung zu dem Schritt 100 zurück.
  • Bei einem Schritt 220 wird angegeben, dass das ABV 42 geschlossen ist, und somit setzt die ECU 50 den ABV-Öffnungssteuermerker XABVO auf ”0” zurück, und sie kehrt mit der Verarbeitung zu dem Schritt 100 zurück.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entsprechen der Verbindungskanal 89, die Rohrfügestelle 90 und der Restgasbeseitigungskanal 43 einem Beispiel einer Restgasbeseitigungseinrichtung der Erfindung. Gemäß der vorstehend beschriebenen Steuerung wiederholt die ECU 50 abwechselnd ein öffnen und Schließen des ABV 42 in einer vorbestimmten Anzahl, wenn die EGR von EIN auf AUS geschaltet wird und der Betriebszustand der Kraftmaschine 1 in dem Nicht-Turboladebereich ist.
  • Gemäß dem EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, wie es vorstehend beschrieben ist, hat das ABV 42 die Druckausgleichskammer 82 als den spezifischen Teil, in oder durch das EGR-Gas hinein oder hindurch strömt, und der Verbindungskanal 89, die Rohrfügestelle 90 und der Restgasbeseitigungskanal 43 sind als die Restgasbeseitigungseinrichtung vorgesehen, um EGR-Gas zu beseitigen, das in der Druckausgleichskammer 82 verblieben ist. Dementsprechend kann das EGR-Gas zuverlässig beseitigt werden, das in der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 verblieben ist. Dies ermöglicht es, das Verbleiben oder das Akkumulieren des EGR-Gases in der Druckausgleichskammer 82 zum Beispiel nach einem Stopp der Kraftmaschine 1 zu verhindern und die Erzeugung des Kondenswassers aufgrund von Feuchtigkeit oder Wasser in dem EGR-Gas auch dann zu verhindern, wenn das ABV 42 gekühlt wird. Insbesondere kann dies die Erzeugung von Kondenswasser aufgrund von restlichem EGR-Gas in der Druckauslasskammer 82 verhindern, in oder durch die das EGR-Gas hinein oder hindurch strömt. Folglich ist es möglich, das Auftreten von Korrosion des Antriebsteils (unter anderem der elektromagnetischen Vorrichtung 67) in dem ABV 42 durch kondensiertes Wasser zu verhindern oder das Klemmen des Antriebsteils aufgrund des gefrorenen Kondenswassers zu verhindern, wodurch eine Störung bei den normalen Betrieben des ABV 42 vermieden wird.
  • Wenn bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das ABV 42 aus dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand geschaltet wird, wird das Rückschlagventil 44 geöffnet, wodurch Luft in die Druckauslasskammer 82 von der Außenseite des Restgasbeseitigungskanals 43 gesaugt wird. Diese Luft reduziert die Konzentration des EGR-Gases, das in der Druckausgleichskammer 82 verblieben ist. Wenn danach das ABV 42 aus dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand geschaltet wird, wird das Rückschlagventil 44 geschlossen, wodurch das EGR-Gas mit der reduzierten Konzentration in der Druckausgleichskammer 82 zu dem Einströmkanal 63 ausgelassen wird. Durch Wiederholen der vorstehend beschriebenen Betriebe kann die Konzentration des in 82 verbleibenden EGR-Gases auf einen vorbestimmten Wert oder weniger reduziert werden. Auch wenn hierbei das restliche EGR-Gas nicht vollständig aus der Druckausgleichskammer 82 eliminiert (beseitigt) wird, tritt kein Problem auf, da das Kondenswasser auch dann nicht erzeugt wird, wenn das ABV 42 nach einem Stopp der Kraftmaschine 1 gekühlt wird, solange die Konzentration des restlichen EGR-Gases gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
  • <Zweites Ausführungsbeispiel>
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Bei jedem der Ausführungsbeispiele, die nachfolgend beschrieben werden, werden ähnliche oder identische Teile zum ersten Ausführungsbeispiel nicht wiederholt beschrieben, und es werden hauptsächlich deren Unterschiede beschrieben.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in den Verarbeitungseinzelheiten der Spülsteuerung (Restgasbeseitigungssteuerung). Die 4 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Verarbeitungseinzelheiten der Spülsteuerung (Restgasbeseitigungssteuerung). Dieses Flussdiagramm unterscheidet sich von dem Flussdiagramm in der 3 darin, dass der Schritt 100 zu einem Schritt 101 geändert wurde, und die Schritte 110 und 230 wurden weggelassen.
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Bedingung zum Ermöglichen des Spülens (die Bedingung zum Beseitigen des restlichen EGR-Gases) durch die EGR-Unterbrechung und durch den Nicht-Turboladevorgang definiert. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird andererseits diese Bedingung zum Ermöglichen des Spülens (die Bedingung zum Beseitigen von restlichem EGR-Gas) durch den Kraftmaschinenstopp definiert.
  • Wenn insbesondere bei dem Schritt 101 ein Zündschlüssel (IG) von EIN nach AUS geschaltet wird, wird das Spülen durchgeführt (das restliche EGR-Gas wird beseitigt).
  • Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist es zusätzlich zu den Betrieben und Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels möglich, das in der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 verbleibende EGR-Gas aus der Druckausgleichskammer 82 zu beseitigen, nachdem die Kraftmaschine 1 gestoppt wurde, und zwar ungeachtet des Fahrzustands eines Fahrzeugs. Somit wird der Betrieb der Kraftmaschine 1 nicht beeinträchtigt.
  • <Drittes Ausführungsbeispiel>
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Die 5 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Das Benzinkraftmaschinensystem von diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Benzinkraftmaschinensystem in der 1 darin, dass ein Restgasbeseitigungskanal 91 anstelle des Restgasbeseitigungskanals 43 vorgesehen ist. Insbesondere ist die in dem ABV 42 vorgesehene Rohrfügestelle 90 mit einem zweiten Ende 91b des Restgasbeseitigungskanals 91 verbunden und damit in Verbindung. Ein erstes Ende 91a desselben Kanals 91 ist mit dem Einlasskanal 3 stromabwärts von der elektronischen Drosselvorrichtung 14 verbunden und damit in Verbindung.
  • Die 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration des ABV bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Das ABV 42 in der 6 unterscheidet sich von dem ABV 42 in der 2 darin, dass anstelle des Rückschlagventils 44 ein Rückschlagventil 92 vorgesehen ist. Dieses Rückschlagventil 92 ist an einer Auslassfläche des Verbindungskanals 89 des Gehäuses 68 angebracht und dazu konfiguriert, eine Gasströmung aus dem Verbindungskanal 89 zu dem Restgasbeseitigungskanal 91 zu ermöglichen, aber eine Gasströmung von dem Restgasbeseitigungskanal 91 zu dem Verbindungskanal 89 zu blockieren. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entsprechen der Verbindungskanal 89, die Rohrfügestelle 90 und der Restgasbeseitigungskanal 91 einem Beispiel der Restgasbeseitigungseinrichtung der Erfindung.
  • Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wirkt der Unterdruck, der in dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Drosselventil 21 während des Betriebs der Kraftmaschine 1 erzeugt wird, unter anderem auf die Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 durch den Restgasbeseitigungskanal 91. Das in der Druckausgleichskammer 82 verbliebene EGR-Gas wird unter anderem zu dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Drosselventil 21 durch den Restgasbeseitigungskanal 91 gesaugt und somit aus der Kammer 82 beseitigt. Dies kann die Erzeugung von Kondenswasser aufgrund des restlichen EGR-Gases in der Druckausgleichskammer 82 verhindern, in oder durch das EGR-Gas hinein oder hindurch strömt. Darüber hinaus kann der Unterdruck in dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Drosselventil 21 zum Beseitigen des restlichen EGR-Gases in der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 genutzt werden und somit das restliche EGR-Gas zu dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Drosselventil 21 auslassen.
  • Da gemäß dem Ausführungsbeispiel die EGR in einem geringen Lastbereich der Kraftmaschine (Leerlauf, Verzögerung) unterbrochen ist, wird Frischluft zu dem Einströmkanal 63 und dem Ausströmkanal 64 zugeführt. Diese Frischluft wird zum Strömen in die Druckausgleichskammer 82 durch die Lüftungslöcher 84b veranlasst, wodurch die Druckausgleichskammer 82 gespült wird. Anders gesagt wird das in der Druckausgleichskammer 82 verbleibende EGR-Gas zu dem Ausgleichsbehälter 3a durch den Verbindungskanal 89, das Rückschlagventil 92, die Rohrfügestelle 90 und den Restgasbeseitigungskanal 91 beseitigt (ausgelassen). Dabei läuft die Kraftmaschine 1 unter geringer Last und das Drosselventil 21 ist geschlossen, und somit ist der Ausgleichsbehälter 3a in einem Zustand eines Unterdrucks. Dieser Unterdruck wirkt zum Ansaugen des EGR-Gases, das in der Druckausgleichskammer 82 verblieben ist, und zum Auslassen (Beseitigen) des Gases dort heraus. Während andererseits der Ausgleichsbehälter 3a in einem Zustand eines normalen Drucks ist, wird das Rückschlagventil 92 geschlossen gehalten, so dass das EGR-Gas, das zu dem Ausgleichsbehälter 3a ausgelassen wird, aus dem Restgasbeseitigungskanal 91 nicht zu dem Verbindungskanal 89 zurückkehren darf. Durch Wiederholen der vorstehend beschriebenen Betriebe kann die Konzentration des EGR-Gases, das in der Druckausgleichskammer 82 verblieben ist, auf einen vorbestimmten Wert oder weniger reduziert werden. Auch wenn das restliche EGR-Gas nicht vollständig aus der Druckausgleichskammer 82 beseitigt wird, tritt kein Problem auf. Dies ist dadurch begründet, dass das restliche EGR-Gas kein Kondenswasser erzeugt, solange die Konzentration gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert, auch wenn die Kraftmaschine 1 gestoppt ist und das Einlassumgehungsventil 42 gekühlt wird.
  • Während einer Verzögerung der Kraftmaschine 1 kann bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel der Unterdruck in dem Einlasskanal 3 zu der Entweichkammer 88 des ABV 42 unter anderem durch den Restgasbeseitigungskanal 91 eingeführt werden. Dies kann das Ansprechverhalten des ABV 42 bei einem Betrieb aus dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand verbessern.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ermöglicht das Rückschlagventil 92 eine Gasströmung aus der Druckausgleichskammer 82 zu dem Restgasbeseitigungskanal 91, aber es blockiert eine Rückströmung des Gases aus dem Restgasbeseitigungskanal 91 zu der Druckausgleichskammer 82 zum Beispiel während eines Turboladevorgangs der Kraftmaschine 1. Dies kann die Druckausgleichskammer 82 vor der Rückströmung des Gases zum Beispiel während des Turboladevorgangs der Kraftmaschine 1 schützen.
  • <Viertes Ausführungsbeispiel>
  • Ein viertes Ausführungsbeispiel eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Die 7 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf bei dem vierten Ausführungsbeispiel. Dieses Benzinkraftmaschinensystem unterscheidet sich von dem Benzinkraftmaschinensystem der 5 darin, dass ein Begrenzer 93 und ein VSV 94, das als ein Öffnungs- und Schließventil dient, in dem Restgasbeseitigungskanal 91 vorgesehen sind. Das VSV 94 ist ein elektromagnetisches Ventil, das durch die ECU 50 zum Öffnen und zum Schließen gesteuert wird. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entspricht die ECU 50 einem Beispiel einer Öffnungs- und Schließsteuereinrichtung der Erfindung. Die 8 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration des ABV 42 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels. Das ABV 42 der 8 unterscheidet sich von dem ABV 42 der 2 und 6 darin, dass die Rückschlagventile 44 und 92 nicht vorgesehen sind.
  • Die 9 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Steuereinzelheiten des VSV 94. Die ECU 50 bestimmt bei einem Schritt 300, ob die EGR aus ist oder nicht (ob die EGR unterbrochen ist oder nicht). Falls bei dem Schritt 300 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 310. Falls bei dem Schritt 300 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 350.
  • Bei dem Schritt 350 setzt die ECU 50 einen VSV-EIN-Merker XVSVON auf ”0” zurück. Danach steuert die ECU 50 bei einem Schritt 360 das VSV 94 zum Ausschalten, und dann kehrt sie mit der Verarbeitung zu dem Schritt 300 zurück.
  • Bei einem Schritt 310 bestimmt die ECU 50 andererseits, ob der VSV-EIN-Merker XVSVON auf ”0” gesetzt ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 310 NEIN erhalten wird, springt die ECU mit der Verarbeitung zu einem Schritt 360. Falls bei dem Schritt 310 JA erhalten wird, springt die ECU mit der Verarbeitung zu einem Schritt 320.
  • Bei dem Schritt 320 steuert die ECU 50 das VSV 94 zum Einschalten. Danach wartet die ECU 50 auf ein Verstreichen einer vorbestimmten Zeit bei einem Schritt 330, sie legt den VSV-EIN-Merker XVSVON bei einem Schritt 340 auf ”1”, und dann kehrt sie mit der Verarbeitung zu dem Schritt 300 zurück.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Steuerung treibt die ECU 50 das VSV 94 durch die EIN-Steuerung nur unter der Bedingung an, dass die EGR unterbrochen ist (die EGR ist ausgeschaltet), um dadurch das VSV 94 zu öffnen. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann daher zusätzlich zu den Betrieben und Wirkungen des dritten Ausführungsbeispiels eine Spülbedingung zum Beseitigen des restlichen EGR-Gases aus der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 zum Spülen der Kammer 82 auf die EGR-Unterbrechungsbedingung beschränkt werden, bei der das EGR-Ventil 18 geschlossen ist. Dies kann die Menge des restlichen EGR-Gases reduzieren, das zu dem Ausgleichsbehälter 3a strömt. Dies soll vermeiden, dass ein EGR-Gas, das feine Abgaspartikel enthält, in den Ausgleichsbehälter 3a eintritt.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird eine Menge des Gases, das durch den Restgasbeseitigungskanal 91 strömen darf, durch den Begrenzer 93 auf einen kleinen Wert begrenzt. Dies kann das Auslassen einer übermäßigen Menge der Einlassluft, die ein EGR-Gas enthält, aus der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 zu dem Einlasskanal 3 verhindern, zu dem die Einlassluft ausgelassen wird.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird das VSV 94 durch die ECU 50 zum Öffnen gesteuert, wenn das EGR-Ventil 18 geschlossen ist, wodurch eine Gasströmung aus der Druckausgleichskammer 82 zu dem Restgasbeseitigungskanal 91 ermöglicht wird. Andererseits wird das VSV 94 durch die ECU 50 zum Schließen gesteuert, wenn das EGR-Ventil 18 geöffnet ist, wodurch eine Rückströmung des Gases aus dem Restgasbeseitigungskanal 91 zu der Druckausgleichskammer 82 blockiert wird. Somit kann die Druckausgleichskammer 82 von der Rückströmung des Gases zum Beispiel während des Turboladebetriebs der Kraftmaschine 1 geschützt werden.
  • <Fünftes Ausführungsbeispiel>
  • Ein fünftes Ausführungsbeispiel eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Die 10 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Gerätes mit Niederdruckkreislauf bei dem fünften Ausführungsbeispiel. Dieses Benzinkraftmaschinensystem unterscheidet sich von dem Benzinkraftmaschinensystem der 7 nur darin, dass der Begrenzer 93 in dem Restgasbeseitigungskanal 91 vorgesehen ist und das VSV 94 weggelassen wurde.
  • Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird während eines Verzögerungsbetriebs und eines Leerlaufbetriebs der Kraftmaschine 1 die Gasmenge, die unter anderem aus dem ABV 42 zu dem Einlasskanal 3 durch den Restgasbeseitigungskanal 91 strömt, hauptsächlich durch die Größe eines Zwischenraumes oder eines Spalts eines Gleitteils (zwischen der Endplatte 71 und dem bewegbaren Kern 74) in dem ABV 42 beeinflusst. Falls dieser Zwischenraum des Gleitteils aufgrund von Änderungen wegen einer Herstellungstoleranz des jeweiligen ABV 42 oder aufgrund einer Verschleißalterung groß wird, können einige Defekte auftreten, zum Beispiel wird die Verzögerung der Kraftmaschine 1 verschlechtert oder die Kraftmaschinendrehzahl während des Leerlaufs steigt an. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist der Begrenzer 93 in dem Restgasbeseitigungskanal 91 vorgesehen, wodurch eine Strömung einer übermäßigen Gasmenge in den Ausgleichsbehälter 3a durch den Restgasbeseitigungskanal 91 verhindert werden kann. Zusätzlich kann das gegenwärtige Ausführungsbeispiel auch dieselben Betriebe und Wirkungen wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel erreichen.
  • <Sechstes Ausführungsbeispiel>
  • Ein sechstes Ausführungsbeispiel eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Die 11 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf des sechsten Ausführungsbeispiels. Dieses Benzinkraftmaschinensystem unterscheidet sich von dem Benzinkraftmaschinensystem der 1 darin, dass ein Restgasbeseitigungskanal 95 anstelle des Restgasbeseitigungskanals 43 vorgesehen ist, und dass des Weiteren eine Druckpumpe 96 in dem Restgasbeseitigungskanal 95 vorgesehen ist. Insbesondere ist die Rohrfügestelle 90, die in dem ABV 42 vorgesehen ist, mit einem zweiten Ende 95b des Restgasbeseitigungskanals 95 verbunden. Ein erstes Ende 95a des Restgasbeseitigungskanals 95 ist mit einem Auslassausgang der Druckpumpe 96 verbunden. Die Druckpumpe 96 ist eine elektrisch betriebene Pumpe, und sie wird unter der Steuerung der ECU 50 angetrieben. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entspricht die ECU 50 einem Beispiel einer Druckpumpensteuereinrichtung zum Steuern der Druckpumpe 96. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entsprechen der Restgasbeseitigungskanal 95, die Druckpumpe 96 und die ECU 50 einem Beispiel der Restgasbeseitigungseinrichtung der Erfindung.
  • Die 12 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Steuereinzelheiten der Druckpumpe 96. Die ECU 50 bestimmt bei einem Schritt 400, ob die EGR ausgeschaltet (die EGR ist unterbrochen) ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 400 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 410. Falls bei dem Schritt 400 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 450.
  • Bei dem Schritt 450 setzt die ECU 50 einen Pumpen-EIN-Merker XPUMPON auf ”0” zurück. Bei einem Schritt 460 steuert die ECU 50 dann die Druckpumpe 96 zum Ausschalten, und dann kehrt sie mit der Verarbeitung zu dem Schritt 400 zurück. Bei dem Schritt 410 bestimmt die ECU 50 andererseits, ob der Pumpen-EIN-Merker XPUMPON auf ”0” gesetzt ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 410 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 460. Falls bei dem Schritt 410 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 420.
  • Bei dem Schritt 420 steuert die ECU 50 die Druckpumpe 96 zum Einschalten. Die ECU 50 wartet auf ein Verstreichen einer vorbestimmten Zeit bei einem Schritt 430, und dann setzt sie den Pumpen-EIN-Merker XPUMPON bei einem Schritt 440 auf ”1”, und dann kehrt sie mit der Verarbeitung zu dem Schritt 400 zurück.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Steuerung treibt die ECU 50 die Druckpumpe 96 durch die EIN-Steuerung nur unter jener Bedingung an, dass das EGR-Ventil 18 geschlossen ist, d. h. die EGR ist unterbrochen (die EGR ist ausgeschaltet), um verdichtete Luft zu dem Restgasbeseitigungskanal 95 zuzuführen. Wenn gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die verdichtete Luft zu der Druckausgleichskammer 82 zugeführt wird, in oder durch der ein EGR-Gas hinein oder hindurch strömt, wird das restliche EGR-Gas aus der Druckausgleichskammer 82 heraus gedrückt. Dies kann die Erzeugung von Kondenswasser aufgrund des restlichen EGR-Gases in der Druckausgleichskammer 82 verhindern. Darüber hinaus kann die verdichtete Luft unter anderem direkt zu der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 durch den Restgasbeseitigungskanal 95 zugeführt werden. Dementsprechend kann das in der Druckausgleichskammer 82 verbliebende EGR-Gas durch einen Druck zu dem Einströmkanal 63 und anderem durch die Querlöcher 74b, den hohlen Teil 74c, den Innenraum 79a des zylindrischen Elements 79 und die Entlüftungslöcher 84b der Abschirmplatte 84 heraus gedrückt werden, und somit kann sie zuverlässig aus der Druckausgleichskammer 82 beseitigt werden.
  • Somit kann die Druckausgleichskammer 82 zuverlässig gespült werden. Wenn die Druckpumpe 96 mit einer beliebigen Zeitgebung betrieben wird, kann das in der Druckausgleichskammer 82 verbliebene EGR-Gas in einer beliebigen Zeitgebung beseitigt werden.
  • <Siebtes Ausführungsbeispiel>
  • Ein siebtes Ausführungsbeispiel eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Das Benzinkraftmaschinensystem des siebten Ausführungsbeispiels, das in der 11 gezeigt ist, unterscheidet sich von jenem des sechsten Ausführungsbeispiels darin, dass eine Unterdruckpumpe 97 anstelle der Druckpumpe 96 in dem Restgasbeseitigungskanal 95 vorgesehen ist. Die Steuereinzelheiten der Unterdruckpumpe 97 entsprechen dem Flussdiagramm in der 12. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entspricht die ECU 50 einem Beispiel einer Unterdruckpumpensteuereinrichtung zum Steuern der Unterdruckpumpe 97. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel entsprechen der Restgasbeseitigungskanal 95, die Unterdruckpumpe 97 und die ECU 50 einem Beispiel einer Restgasbeseitigungseinrichtung der Erfindung.
  • Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel treibt die ECU 50 die Unterdruckpumpe durch die EIN-Steuerung nur dann an, wenn das EGR-Ventil 18 geschlossen ist, wenn nämlich die EGR unterbrochen ist (die EGR ausgeschaltet ist), um einen Unterdruck zu dem Restgasbeseitigungskanal 95 zuzuführen. Wenn dementsprechend bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel der Unterdruck zu der Druckausgleichskammer 82 zugeführt wird, in oder durch die das EGR-Gas hinein oder hindurch strömt, wird das restliche EGR-Gas aus der Druckausgleichskammer 82 heraus gesaugt. Dies kann die Erzeugung von Kondenswasser aufgrund des restlichen EGR-Gases in der Druckausgleichskammer 82 verhindern. Darüber hinaus wirkt der Unterdruck unter anderem an der Druckausgleichskammer 82 durch den Restgasbeseitigungskanal 95, wodurch das EGR-Gas, das in der Druckausgleichskammer 82 verblieben ist, dazu veranlasst wird, aus der Druckausgleichskammer 82 unter anderem durch den Restgasbeseitigungskanal 95 heraus gesaugt zu werden. Somit kann die Druckausgleichskammer 82 zuverlässig gespült werden. Wenn dementsprechend die Unterdruckpumpe 97 in einer beliebigen Zeitgebung betrieben wird, kann das in der Druckausgleichskammer 82 verbliebende EGR-Gas in einer beliebigen Zeitgebung beseitigt werden.
  • <Achtes Ausführungsbeispiel>
  • Ein achtes Ausführungsbeispiel eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Die 13 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf des achten Ausführungsbeispiels. Dieses Benzinkraftmaschinensystem unterscheidet sich von dem Benzinkraftmaschinensystem der 1 darin, dass ein Restgasbeseitigungskanal 43 in dem ABV 42 nicht vorgesehen ist. Die 14 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration des ABV 42 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels. Dieses ABV 42 unterscheidet sich von dem ABV 42 in der 2 darin, dass der Verbindungskanal 89, die Rohrfügestelle 90 und das Rückschlagventil 44 nicht vorgesehen sind.
  • Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist durch die Steuereinzelheiten des ABV 42 gekennzeichnet. Insbesondere wenn das ABV 42 aus dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand betätigt wird, wird die bewegbare Einheit 85 nach oben bewegt, was die Luft in der Entweichkammer 88 veranlasst, durch den Spalt zwischen dem Außenumfang der bewegbaren Einheit 85 und der Endplatte 71 zu der Druckausgleichskammer 82 bewegt zu werden. Dementsprechend wird das in der Druckausgleichskammer 82 verbliebene EGR-Gas zu dem Einlassumgehungskanal 41 durch die Lüftungslöcher 84b der Abschirmplatte 84 ausgelassen.
  • Wenn danach das ABV 42 aus dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand versetzt wird, wird die bewegbare Einheit 85 nach unten bewegt, was die Frischluft in dem Einlassumgehungskanal 41 veranlasst, in die Druckausgleichskammer 82 zu strömen. Darüber hinaus bewegt sich die in der Druckausgleichskammer 82 strömende Luft zu der Entweichkammer 88 durch den Spalt zwischen dem Außenumfang des bewegbaren Elements 85 und der Endplatte 71. Dies veranlasst die Frischluft, in die Entweichkammer 88 und die Druckauslasskammer 82 zu strömen. Die Konzentration des EGR-Gases, das in der Entweichkammer 88 und der Druckausgleichskammer 82 verblieben ist, wird somit verringert.
  • Durch Wiederholen der vorstehend beschriebenen Öffnungs- und Schließbetriebe des ABV 42 kann die Konzentration des in der Druckausgleichskammer 82 verbliebenen EGR-Gases reduziert werden. Auch wenn das EGR-Gas nicht vollständig eliminiert wird, tritt kein Problem auf, da das EGR-Gas kein Kondenswasser erzeugt, auch wenn die Kraftmaschine 1 gestoppt ist und das ABV 42 gekühlt wird, solange die Konzentration des EGR-Gases auf einen vorbestimmten Wert oder weniger reduziert ist.
  • Das Wiederholen der Öffnungs- und Schließbetriebe des ABV 42 kann die Konzentration des in der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 verbliebenen EGR-Gases reduzieren. Falls jedoch das ABV 42 den Öffnungs- und Schließbetrieben mit derselben Anzahl in einem beliebigen Fall ausgesetzt wird, kann die Lebensdauer des ABV 42 verkürzt werden. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird daher die Konzentration des in der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 verbliebenen EGR-Gases geschätzt. Falls geschätzt wird, dass die Konzentration hoch ist, wird die Anzahl zum Wiederholen der Öffnungs- und Schließbetriebe des ABV 42 so groß wie möglich festgelegt. Falls geschätzt wird, dass die Konzentration niedrig ist, wird die Anzahl zum Wiederholen der Öffnungs- und Schließbetriebe des ABV 42 klein festgelegt.
  • Die 15 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel von Steuereinzelheiten des ABV 42. Die ECU 50 bestimmt bei einem Schritt 500, ob die EGR ausgeschaltet ist (die EGR ist unterbrochen) oder nicht. Falls bei dem Schritt 500 NEIN erhalten wird, kehrt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu dem Schritt 510 zurück. Falls bei dem Schritt 500 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 580.
  • Bei dem Schritt 580 bestimmt die ECU 50, ob der Betriebszustand der Kraftmaschine 1 in einem Nicht-Turboladebereich ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 580 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 710. Falls bei dem Schritt 580 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 590.
  • Bei dem Schritt 710 setzt die ECU 50 einen Spülbeendigungsbestimmungsmerker XABVOC auf ”0” zurück. Dieser Merker XABVOC wird auf ”1” gesetzt, wenn das Spülen der Druckausgleichskammer 82 durch Beseitigen des restlichen EGR-Gases aus der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 beendet ist, während er auf ”0” zurückgesetzt wird, wenn das Spülen nicht beendet ist.
  • Bei einem Schritt 720 setzt die ECU 50 den ABV-Öffnungssteuermerker XABVO auf ”0” zurück. Dieser Merker XABVO wird auf ”1” gesetzt, wenn das ABV 42 geöffnet ist, während er auf ”0” zurückgesetzt wird, wenn das ABV 42 geschlossen ist.
  • Bei einem Schritt 730 setzt die ECU 50 die Anzahl ABVOC der Spülbetriebe, die später beschrieben werden, auf ”0” zurück. Bei einem Schritt 740 steuert die ECU 50 das ABV 42 zum Schließen, und sie kehrt mit der Verarbeitung zu dem Schritt 500 zurück.
  • Bei einem Schritt 590 bestimmt die ECU 50 andererseits, ob der Spülbeendigungsbestimmungsmerker XABVOC auf ”0” gesetzt ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 590 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 700. Falls bei dem Schritt 590 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 600.
  • Bei dem Schritt 700 setzt die ECU 50 einen Turboladerbestimmungsmerker XPMP auf ”0” zurück, und dann springt sie mit der Verarbeitung zu einem Schritt 720. Dieser Merker XPMP wird auf ”1” gesetzt, wenn der Turboladevorgang durchgeführt wird, während er auf ”0” zurückgesetzt wird, wenn der Turboladevorgang nicht durchgeführt wird.
  • Bei dem Schritt 600 bestimmt die ECU 50, ob der ABV-Öffnungssteuermerker XABVO auf ”0” gesetzt ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 600 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 640. Falls bei dem Schritt 600 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 610.
  • Bei dem Schritt 610 steuert die ECU 50 das ABV 42 zum öffnen. Bei einem Schritt 620 wartet die ECU 50 nachfolgend auf ein Verstreichen einer vorbestimmten Zeit As nach der Ventilöffnung, und dann springt sie mit der Verarbeitung zu einem Schritt 630. Bei dem Schritt 630 setzt die ECU 50 den ABV-Öffnungssteuermerker XABVO auf ”1”, und dann kehrt sie mit der Verarbeitung zu dem Schritt 500 zurück.
  • Bei einem Schritt 640 steuert die ECU 50 andererseits das ABV 42 zum Schließen. Bei dem Schritt 650 wartet die ECU 50 auf ein Verstreichen einer vorbestimmten Zeit Bs nach der Ventilschließung, und sie springt mit der Verarbeitung zu einem Schritt 660. Bei dem Schritt 660 berechnet die ECU 50 die gegenwärtige Anzahl ABVOC(i) der ABV-Spülbetriebe durch Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes β von der vorherigen Anzahl ABVOC(i – 1) der ABV-Spülbetriebe.
  • Bei einem Schritt 670 bestimmt die ECU 50, ob die Anzahl ABVOC der ABV-Spülbetriebe gleich oder kleiner als ”0” ist. Falls bei dem Schritt 670 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 690. Falls bei dem Schritt 670 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 680.
  • Bei dem Schritt 690 wird angegeben, dass das Spülen beendet ist, die ECU 50 setzt den Spülbeendigungsbestimmungsmerker XABVO auf ”1”, und sie kehrt mit der Verarbeitung zu dem Schritt 500 zurück.
  • Bei dem Schritt 680 wird angegeben, dass das ABV 42 geschlossen ist, die ECU 50 setzt den ABV-Öffnungssteuermerker XABVO auf ”0” zurück, und sie kehrt mit der Verarbeitung zu dem Schritt 500 zurück.
  • Bei einem Schritt 510 bestimmt die ECU 50 andererseits, ob der Betriebszustand der Kraftmaschine 1 in einem Turboladebereich ist oder nicht, das heißt, ob der Turboladevorgang durchgeführt wird oder nicht. Falls bei dem Schritt 510 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 511. Falls bei dem Schritt 510 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 520.
  • Bei dem Schritt 511 wird angegeben, dass der Betriebszustand der Kraftmaschine 1 nicht in dem Turboladebereich ist, die ECU 50 setzt den Turboladebestimmungsmerker XPMP auf ”0” zurück, und dann kehrt sie mit der Verarbeitung zu dem Schritt 500 zurück.
  • Bei einem Schritt 520 setzt die ECU 50 den Spülbeendigungsbestimmungsmerker XABVOC auf ”0” zurück.
  • Bei einem Schritt 530 bestimmt die ECU 50, ob der Turboladebestimmungsmerker XPMP auf ”0” gesetzt ist oder nicht. Falls bei dem Schritt 530 NEIN erhalten wird, kehrt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu dem Schritt 500 zurück. Falls bei dem Schritt 530 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 540.
  • Bei dem Schritt 540 berechnet die ECU 50 die gegenwärtige Anzahl ABVOC(i) der ABV-Spülbetriebe durch Addieren eines vorbestimmten Werts α zu der vorherigen Anzahl ABVOC(i – 1) der ABV-Spülbetriebe.
  • Bei einem Schritt 550 bestimmt die ECU 50 daraufhin, ob die Anzahl ABVOC(i) der ABV-Spülbetriebe kleiner ist als ein vorbestimmter Wert E oder nicht. Falls bei dem Schritt 550 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 560. Falls bei dem Schritt 550 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 570.
  • Bei dem Schritt 560 subtrahiert die ECU 50 den vorbestimmten Wert E von der Anzahl ABVOC(i) der ABV-Spülbetriebe, und dann springt sie mit der Verarbeitung zu einem Schritt 570.
  • Bei dem Schritt 570 nach dem Schritt 550 oder 560 wird angegeben, dass der Betriebszustand der Kraftmaschine 1 in dem Turboladebereich ist, die ECU 50 setzt den Turboladebestimmungsmerker XPMP auf ”1”, und sie kehrt mit der Verarbeitung zu dem Schritt 500 zurück.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Steuerung wird die Anzahl zum öffnen und Schließen des ABV 42 zum Spülen der Druckausgleichskammer 82 erhöht, und zwar als die Anzahl der Prozessbedingungen, bei der aus dem Nicht-Turboladebereich zu der Turboladebedingung gewechselt wird. Wenn somit die Konzentration des in der Druckausgleichskammer 82 verbliebenen EGR-Gases hoch geschätzt wird, wird die Anzahl ABVOC der ABV-Spülbetriebe erhöht, so dass die Konzentration des in der Druckausgleichskammer 82 verbliebenen EGR-Gases effizient reduziert werden kann. Zusätzlich wird das ABV 42 keinen überflüssigen Öffnungs- und Schließbetrieben ausgesetzt, und somit kann die Haltbarkeit des ABV 42 verbessert werden.
  • Wenn bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das ABV 42 aus dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand versetzt wird, um die bewegbare Einheit 85 nach oben zu bewegen, muss die bewegbare Einheit 85 so langsam wie möglich bewegt werden. Falls die Bewegungsgeschwindigkeit der bewegbaren Einheit 85 groß ist, wird die Luft in der Entweichkammer 88 nur verdichtet, aber sie strömt nicht durch den Spalt um den Außenumfang der bewegbaren Einheit 85 in die Druckausgleichskammer 82 hinein.
  • Es ist daher erforderlich, die elektrische Leistung, die auf die Spule 69 aufgebracht wird, auf einen Betrag einer elektrischen Leistung nahe einem minimalen Betrag festzulegen, bei dem die bewegbare Einheit 85 bewegbar ist, um die Saugleistung der Spule 69 zu reduzieren. Zu diesem Zweck kann der Betrag der elektrischen Leistung durch eine elektrische Spannungssteuerung oder eine elektrische Stromsteuerung gesteuert werden.
  • <Neuntes Ausführungsbeispiel>
  • Ein neuntes Ausführungsbeispiel eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Das neunte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem achten Ausführungsbeispiel in den Steuereinzelheiten des ABV 42. Die 16 zeigt ein Flussdiagramm von einem Beispiel der Steuereinzelheiten des ABV 42 des neunten Ausführungsbeispiels. Dieses Flussdiagramm unterscheidet sich von dem Flussdiagramm in der 15 darin, dass Schritte 800 und 810 zwischen Schritten 650, 660 und 670 zusätzlich vorgesehen sind.
  • Insbesondere wird bei dem Flussdiagramm der 16 bei einem Schritt 800 nach dem Schritt 650 bestimmt, ob die Kraftmaschine 1 betrieben wird oder nicht. Falls bei dem Schritt 800 JA erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 660. Falls bei dem Schritt 800 NEIN erhalten wird, springt die ECU 50 mit der Verarbeitung zu einem Schritt 810.
  • Bei dem Schritt 810 berechnet die ECU 50 die gegenwärtige Anzahl ABVOC(i) der ABV-Spülbetriebe durch Subtrahieren eines vorbestimmten Werts γ von der vorherigen Anzahl ABVOC(i – 1) der ABV-Spülbetriebe. Die ECU 50 springt dann mit der Verarbeitung zu einem Schritt 670. Wenn hierbei das ABV 42 geöffnet und geschlossen wird, während die EGR-Unterbrechung und der Kraftmaschinenstopp gleichzeitig durchgeführt werden, verringert sich die Konzentration des in der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 verbleibenden EGR-Gases. Somit ist der vorbestimmte Wert γ ein Wert zum Reduzieren der Anzahl ABVOC der ABV-Spülbetriebe durch die erforderliche Anzahl. Die vorstehend beschriebenen, vorbestimmten Werte β und γ haben eine Beziehung, die durch ”β > γ” ausgedrückt wird. Dies ist dadurch begründet, dass die Frischluft nicht zur Seite des Einströmkanals 63 in dem ABV 42 während des Stopps der Kraftmaschine 1 strömt, so dass die Menge des EGR-Gases, die aus der Druckausgleichskammer 82 des ABV 42 beseitigt werden kann, klein ist, wenn die Öffnungs- und Schließbetriebe des ABV 42 durchgeführt werden, während die EGR-Unterbrechung und der Kraftmaschinenbetrieb gleichzeitig durchgeführt werden. Während des Kraftmaschinenstopps muss daher die Anzahl ABVOC der ABV-Spülbetriebe vergrößert werden.
  • <Zehntes Ausführungsbeispiel>
  • Ein zehntes Ausführungsbeispiel eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigt das EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf, das in die mit dem Turbolader 7 ausgestattete Kraftmaschine 1 zu montieren ist, bei der die Druckausgleichskammer 82 des ABV 42, das in dem Einlassumgehungskanal 41 vorgesehen ist, als der spezifische Teil angenommen wird, wobei die Restgasbeseitigungseinrichtung dazu vorgesehen ist, das EGR-Gas zu beseitigen, das in der relevanten Druckausgleichskammer 82 verblieben ist.
  • Andererseits zeigt das zehnte Ausführungsbeispiel ein EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf, das in einem mit dem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystem vorzusehen ist, bei dem das in den 20 und 21 gezeigte Leckgasrückführungsgerät vorgesehen ist, das als herkömmlicher Stand der Technik beschrieben ist. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird die Restgasbeseitigungseinrichtung zum Beseitigen des in der Einspritzvorrichtung 37 verbleibenden EGR-Gases unter der Annahme beschrieben, dass das Innere der in dem Einlassumgehungskanal 41 vorgesehenen Einspritzvorrichtung 37 der spezifische Teil ist.
  • Die 17 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf und eines Leckgasrückführungsgeräts bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden ähnliche oder identische Teile zu jenem der 20 mit denselben Bezugszeichen versehen, und deren Beschreibung wird weggelassen. Die folgende Beschreibung fokussiert sich auf die Unterschiede zu jener der 20. Bei dem in der 17 gezeigten Kraftmaschinensystem hat die Restgasbeseitigungseinrichtung einen Restgasbeseitigungskanal 91, um zu ermöglichen, dass das in der Einspritzvorrichtung 37 verbleibende EGR-Gas heraus strömt. Ein erstes Ende 91a des Restgasbeseitigungskanals 91 ist mit dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Drosselventil 21 verbunden, und ein zweites Ende 91b des Restgasbeseitigungskanals 91 ist mit dem Einlassumgehungskanal 41 nahe der Einspritzvorrichtung 37 verbunden. In dem Restgasbeseitigungskanal 91 ist ein Begrenzer 93 vorgesehen, um eine Durchsatzrate des Gases, das in dem Kanal 91 strömen darf, auf eine kleine Rate zu begrenzen. Um das in der Einspritzvorrichtung 37 verbleibende EGR-Gas zu beseitigen, wird der Unterdruck in dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Drosselventil 21 erzeugt, damit er an dem Einlassumgehungskanal 41 durch den Restgasbeseitigungskanal 91 wirkt.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel darf dementsprechend während des Betriebs der Kraftmaschine 1 und während des Turboladevorgangs das EGR-Gas zusammen mit der Einlassluft in den Einlassumgehungskanal 41 und die Einspritzvorrichtung 37 strömen. Danach kann das EGR-Gas in der Einspritzvorrichtung 37 verbleiben. Hierbei wird gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel während eines Betriebs der Kraftmaschine 1 unter geringer Last, für den der Turbolader 7 nicht betrieben wird, der Unterdruck in dem Einlasskanal 3 stromabwärts von dem Drosselventil 21 erzeugt. Dieser Unterdruck wirkt auf den Einlassumgehungskanal 41 durch den Restgasbeseitigungskanal 91, wodurch das in der Einspritzvorrichtung 37 verbliebene EGR-Gas veranlasst wird, in den Einlasskanal 3 durch den Restgasbeseitigungskanal 91 gesaugt und dann beseitigt zu werden. Dabei strömt Frischluft in die Einspritzvorrichtung 37, wodurch das Innere der Einspritzvorrichtung 37 gespült wird, um das EGR-Gas zu beseitigen, das im Inneren der in dem Einlassumgehungskanal 41 vorgesehenen Einspritzvorrichtung 37 verblieben ist, das als der spezifische Teil angenommen wird. Es ist des Weiteren möglich, eine Erzeugung von Kondenswasser aufgrund des restlichen EGR-Gases in der Einspritzvorrichtung 37 zu verhindern, in der das EGR-Gas strömt.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verbleibt nur eine kleine Menge des EGR-Gases in der Einspritzvorrichtung 37, und das Drosselventil 83 ist in dem Restgasbeseitigungskanal 91 vorgesehen, so dass die Durchsatzrate des in dem Restgasbeseitigungskanals 91 strömenden Gases auf eine kleine Rate begrenzt wird. Dies kann ein übermäßiges Auslassen der Einlassluft (Frischluft), die EGR-Gas enthält, von der Innenseite der Einspritzvorrichtung 37 zu dem Einlasskanal 3 verhindern, der eine Auslassadresse ist. Betriebsänderungen der Kraftmaschine 1 können daher unterdrückt werden.
  • <Elftes Ausführungsbeispiel>
  • Ein elftes Ausführungsbeispiel eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Die 18 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf und eines Leckgasrückführungsgeräts bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel. Bei dem EGR-Gerät mit Niederdruckkreislauf kann nach einem Stopp der Kraftmaschine 1 das EGR-Gas sogar in dem EGR-Kanal 17 stromabwärts von dem EGR-Ventil 18 in dem geschlossenen Zustand verbleiben. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist daher zusätzlich zu der Konfiguration des zehnten Ausführungsbeispiels des Weiteren eine Restgasbeseitigungseinrichtung vorgesehen, um das in einem Teil des EGR-Kanals 17 stromabwärts von dem EGR-Ventil 18 verbleibendes EGR-Gas zu beseitigen, wobei der Teil als der spezifische Teil angenommen wird. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verzweigt der Restgasbeseitigungskanal 91 stromaufwärts von dem Begrenzer 93 in einen ersten Zweigkanal 91A, dessen zweites Ende 91b mit dem Einlassumgehungskanal 41 in Verbindung ist, und einen zweiten Zweigkanal 91B, dessen zweites Ende 91C mit dem EGR-Kanal 17 stromabwärts von dem EGR-Ventil 18 in Verbindung ist. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist ein Rückschlagventil 98 in dem Restgasbeseitigungskanal 91 stromabwärts von dem Begrenzer 93 vorgesehen. Dieses Rückschlagventil 98 ist dazu betreibbar, eine Gasströmung zu dem Einlasskanal 3 zu erlauben und eine entgegengesetzte Strömung zu blockieren. Diesbezüglich unterscheidet sich das gegenwärtige Ausführungsbeispiel in der Konfiguration von dem zehnten Ausführungsbeispiel.
  • Das elfte Ausführungsbeispiel kann daher die folgenden Betriebe und Wirkungen zusätzlich zu den Betrieben und Wirkungen des zehnten Ausführungsbeispiels vorsehen. Insbesondere wirkt der in dem Einlasskanal 3 erzeugte Unterdruck auf den EGR-Kanal 17 stromabwärts von dem EGR-Ventil 18 durch den Restgasbeseitigungskanal 91 und den zweiten Zweigkanal 91B, wodurch das in dem EGR-Kanal 17 verbleibende EGR-Gas veranlasst wird, in den Einlasskanal 3 durch den zweiten Zweigkanal 91B und den Restgasbeseitigungskanal 91 angesaugt und beseitigt zu werden. Gleichzeitig darf Frischluft in den relevanten Teil des EGR-Kanals 17 strömen, wodurch der relevante Teil des EGR-Kanals 17 gespült wird. Somit kann das EGR-Gas daraus beseitigt werden, das in dem spezifischen Teil verblieben ist, d. h. in dem stromabwärtigen Teil des EGR-Kanals 17 von dem EGR-Ventil 18. Es ist des Weiteren möglich, die Erzeugung von Kondenswasser aufgrund von restlichem EGR-Gas in dem EGR-Kanal 17 (der stromabwärtige Teil des Kanals 17 von dem EGR-Ventil 18) zu verhindern, in dem das EGR-Gas strömt.
  • Da bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das Rückschlagventil 98 in dem Restgasbeseitigungskanal 91 vorgesehen ist, wird eine Rückströmung des Gases von dem Einlasskanal 3 zu dem Restgasbeseitigungskanal 91 während des Turboladebetriebs blockiert, für den der Turbolader 7 betrieben wird. Dies kann den EGR-Kanal 17 entsprechend dem spezifischen Teil zum Beispiel während des Turboladevorgangs der Kraftmaschine 1 schützen und dadurch eine angemessene Funktion des EGR-Kanals 17 gewährleisten.
  • <Zwölftes Ausführungsbeispiel>
  • Ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß der Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Die 19 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht eines mit einem Turbolader ausgestatteten Benzinkraftmaschinensystems einschließlich eines EGR-Geräts mit Niederdruckkreislauf und eines Leckgasrückführungsgeräts bei dem zwölften Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel verzweigt der Restgasbeseitigungskanal 91 hinter einem Punkt zwischen dem Rückschlagventil 98 und dem Begrenzer 93 in zwei Zweikanäle; ein erster Zweigkanal 91A, dessen zweites Ende 91b mit dem Einlassumgehungskanal 41 in Verbindung ist, und ein zweiter Zweigkanal 91B, dessen zweites Ende 91c mit dem EGR-Kanal 17 stromabwärts von dem EGR-Ventil 18 in Verbindung ist. Ein Begrenzer 99 ist in dem zweiten Zweigkanal 91B vorgesehen. Diesbezüglich unterscheidet sich das gegenwärtige Ausführungsbeispiel in der Konfiguration von dem elften Ausführungsbeispiel.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann das gegenwärtige Ausführungsbeispiel die folgenden Betriebe und Wirkungen zusätzlich zu den Betrieben und Wirkungen bei dem elften Ausführungsbeispiel vorsehen. Insbesondere verbleibt bei dem zwölften Ausführungsbeispiel lediglich eine geringe Menge des EGR-Gases in dem EGR-Kanal 17 stromabwärts von dem EGR-Ventil 18, und der Begrenzer 99 ist in dem zweiten Zweigkanal 91B des Restgasbeseitigungskanals 91 vorgesehen, so dass eine Menge des Gases, die in dem Zweigkanal 91B strömen darf, durch den Begrenzer 99 auf einen kleinen Wert begrenzt ist. Dies kann ein übermäßiges Auslassen von Einlassluft (Frischluft), die restliches EGR-Gas enthält, aus dem spezifischen Teil, d. h. aus dem EGR-Kanal 17, zu dem Einlasskanal 3 verhindern. Betriebsänderungen der Kraftmaschine 1 können somit unterdrückt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die jeweiligen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne dass ihre wesentlichen Merkmale fallen gelassen werden.
  • Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ist dazu konfiguriert, ein EGR-Gas zu beseitigen, das in dem spezifischen Teil verbleibt, der durch die Druckausgleichskammer 82 des ABV, das Innere der Einspritzvorrichtung 37 oder den EGR-Kanal 17 definiert ist. Der spezifische Teil ist nicht darauf beschränkt, und er kann durch einen beliebigen Teil definiert sein, in oder durch das EGR-Gas hinein oder hindurch strömt. Zum Beispiel kann das Innere des Zwischenkühlers 13, der in dem Einlasskanal 3 vorgesehen ist, als der spezifische Teil angenommen werden.
  • Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist das VSV 94 als ein Öffnungs- und Schließventil in dem Restgasbeseitigungskanal 91 vorgesehen, und es wird zum Öffnen und zum Schließen gesteuert. Als eine Alternative kann in jedem von dem zehnten bis zwölften Ausführungsbeispiel ein VSV in dem Restgasbeseitigungskanal 91 vorgesehen sein und zum öffnen und zum Schließen gesteuert werden.
  • Bei jedem des elften und des zwölften Ausführungsbeispiels ist das mit einem Turbolader ausgestattete Benzinkraftmaschinensystem einschließlich des Leckgasrückführungsgeräts dazu konfiguriert, ein EGR-Gas zu beseitigen, das in den spezifischen Teilen verblieben ist, d. h. in dem Inneren der Einspritzvorrichtung 37 und in dem EGR-Kanal 17 stromabwärts von dem EGR-Ventil 18. Als eine Alternative kann vorgesehen sein, das EGR-Gas zu beseitigen, das nur in einem EGR-Kanal stromabwärts von einem EGR-Ventil als ein spezifischer Teil verbleibt.
  • Die vorliegende Erfindung ist als ein Abgasrückführungsgerät zum Beispiel für eine Benzinkraftmaschine und eine Dieselkraftmaschine anwendbar, die mit einem Turbolader ausgestattet sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftmaschine
    3
    Einlasskanal
    3a
    Ausgleichsbehälter
    5
    Abgaskanal
    7
    Turbolader
    8
    Verdichter
    9
    Turbine
    10
    Drehwelle
    14
    elektronische Drosselvorrichtung
    16
    Brennkammer
    17
    EGR-Kanal
    17a
    Auslass
    17b
    Einlass
    18
    EGR-Ventil
    21
    Drosselventil
    37
    Einspritzvorrichtung
    38
    erster Leckgasrückführungskanal
    41
    Einlassumgehungskanal
    41a
    Auslass
    42
    ABV
    43
    Restgasbeseitigungskanal
    44
    Rückschlagventil
    50
    ECU
    62
    Ventilelement
    65
    Ventilsitz
    67
    elektromagnetische Vorrichtung
    82
    Druckausgleichskammer
    83
    Druckeinführungskanal
    85
    bewegbares Element
    89
    Verbindungskanal
    90
    Rohrfügestelle
    91
    Restgasbeseitigungskanal
    91A
    Zweigkanal
    91B
    Zweigkanal
    91a
    erstes Ende
    91b
    zweites Ende
    91c
    zweites Ende
    92
    Rückschlagventil
    93
    Drosselventil
    94
    VSV
    95
    Restgasbeseitigungskanal
    95a
    erstes Ende
    95b
    zweites Ende
    96
    Druckpumpe
    97
    Unterdruckpumpe
    98
    Rückschlagventil
    99
    Drosselventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2012229679 A [0002]
    • JP 201383339 A [0004, 0012]
    • JP 2009299645 A [0005]
    • JP 2012215155 A [0005, 0005, 0013]

Claims (10)

  1. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine (1), wobei das Gerät Folgendes aufweist: einen Turbolader (7), der zwischen einem Einlasskanal (3) und einem Abgaskanal (5) der Kraftmaschine (1) vorgesehen und dazu konfiguriert ist, einen Druck einer Einlassluft in dem Einlasskanal (3) zu erhöhen, wobei der Turbolader (7) einen Verdichter (8), der in dem Einlasskanal (3) platziert ist, eine Turbine (9), die in dem Abgaskanal (3) platziert ist, und eine Drehwelle (10) aufweist, die den Verdichter (8) und die Turbine (9) so verbindet, dass diese einstückig drehbar sind; einen Abgasrückführungskanal (17), der dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass ein Teil eines aus einer Brennkammer (16) der Kraftmaschine (1) zu dem Abgaskanal (5) ausgelassenen Abgases als ein Abgasrückführungsgas zu dem Einlasskanal (3) strömt, um zu der Brennkammer (1) zurückzukehren, wobei der Abgasrückführungskanal (17) einen Einlass (17b), der mit dem Abgaskanal (5) stromabwärts von der Turbine (9) verbunden ist, und einen Auslass (17a) hat, der mit dem Einlasskanal (3) stromaufwärts von dem Verdichter (8) verbunden ist; ein Abgasrückführungsventil (18) zum Regulieren einer Strömung des Abgasrückführungsgases in dem Abgasrückführungskanal (17); und eine Restgasbeseitigungseinrichtung (43, 50, 89, 90, 91, 95, 96, 97), die dazu konfiguriert ist, das Abgasrückführungsgas zu beseitigen, das in einem spezifischen Teil (17; 37, 82) verblieben ist, der in der Kraftmaschine oder dem Abgasrückführungsgerät enthalten ist, wobei der spezifische Teil ein Bereich ist, in oder durch das Abgasrückführungsgas hinein oder hindurch strömen kann.
  2. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei das Gerät des Weiteren ein Einlassmengenregulierventil (14) aufweist, das in dem Einlasskanal (3) zum Regulieren einer Menge der Einlassluft vorgesehen ist, die in dem Einlasskanal (3) strömen darf, die Restgasbeseitigungseinrichtung (91) einen Restgasbeseitigungskanal (91) aufweist, um zu ermöglichen, dass das in dem spezifischen Teil (17, 37, 82) verbleibende Abgasrückführungsgas heraus strömt, der Restgasbeseitigungskanal (91) ein erstes Ende (91a), das mit dem Einlasskanal (3) stromabwärts von dem Einlassmengenregulierventil (41) verbunden ist, und ein zweites Ende (91b) hat, das an oder nahe dem spezifischen Teil (17, 37, 82) angeschlossen ist, und das Gerät dazu konfiguriert ist, einen Unterdruck, der in dem Einlasskanal (3) stromabwärts von dem Einlassmengenregulierventil (14) erzeugt wird, an dem spezifischen Teil (17, 37, 82) durch den Restgasbeseitigungskanal (91) wirken zu lassen, um das in dem spezifischen Teil (17, 37, 82) verbleibende Abgasrückführungsgas zu beseitigen.
  3. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Restgasbeseitigungseinrichtung (50; 95; 96) einen Restgasbeseitigungskanal (95), um zu bewirken, dass das in dem spezifischen Teil (82) verbleibende Abgasrückführungsgas heraus strömt, eine Druckpumpe (96), die in dem Restgasbeseitigungskanal (95) vorgesehen ist, und eine Druckpumpensteuereinrichtung (50) aufweist, um die Druckpumpe (96) zu steuern, der Restgasbeseitigungskanal (95) ein erstes Ende (95a), das mit der Druckpumpe (96) verbunden ist, und ein zweites Ende (95b) hat, das an oder nahe dem spezifischen Teil (82) angeschlossen ist, und die Druckpumpensteuereinrichtung (50) dazu konfiguriert ist, die Druckpumpe (96) zum Herausdrücken des Abgasrückführungsgases, das in dem spezifischen Teil (82) verblieben ist, mittels Druckbeaufschlagung anzutreiben, wenn das Abgasrückführungsventil (18) geschlossen ist.
  4. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Restgasbeseitigungseinrichtung (50; 95; 97) einen Restgasbeseitigungskanal (95), um zu bewirken, dass das in dem spezifischen Teil (82) verbleibende Abgasrückführungsgas heraus strömt, eine Unterdruckpumpe (97), die in dem Restgasbeseitigungskanal (95) vorgesehen ist, und eine Unterdruckpumpensteuereinrichtung (50) aufweist, um die Unterdruckpumpe (97) zu steuern, der Restgasbeseitigungskanal (95) ein erstes Ende (95a), das mit der Unterdruckpumpe (97) verbunden ist, und ein zweites Ende (95b) hat, das an oder nahe dem spezifischen Teil (82) angeschlossen ist, und die Unterdruckpumpensteuereinrichtung (50) dazu konfiguriert ist, die Unterdruckpumpe (97) zum Ansaugen des in dem spezifischen Teil (82) verbleibenden Abgasrückführungsgases mittels Unterdruck anzutreiben, wenn das Abgasrückführungsventil (18) geschlossen ist.
  5. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, des Weiteren mit: einem Einlassumgehungskanal (41), um eine Umgehung zwischen einem stromaufwärtigen Teil des Einlasskanals (3) von dem Verdichter (8) und einem stromabwärtigen Teil des Einlasskanals (3) von dem Verdichter (8) vorzusehen; und einem Einlassumgehungsventil (42), das in dem Einlassumgehungskanal (41) vorgesehen ist, um den Einlassumgehungskanal (41) zu öffnen und zu schließen, wobei das Einlassumgehungsventil (42) Folgendes aufweist: einen Ventilsitz (65), der über dem Einlassumgehungskanal (41) vorgesehen ist, eine bewegbare Einheit (85), die ein Ventilelement (62) hat, das dazu vorgesehen ist, an den Ventilsitz (65) gesetzt zu werden, eine Antriebseinrichtung (67) zum Antreiben der bewegbaren Einheit (85), eine Druckausgleichskammer (82), die zwischen der Antriebseinrichtung (67) und der bewegbaren Einheit (85) vorgesehen und partitioniert ist, und einen Druckeinführungskanal (83), der in der bewegbaren Einheit (85) ausgebildet ist, um eine Verbindung zwischen dem Einlassumgehungskanal (41) und der Druckausgleichskammer (82) zu ermöglichen, und wobei der spezifische Teil die Druckausgleichskammer (82) ist und das zweite Ende (91b, 95b) des Restgasbeseitigungskanals (43, 91, 95) mit der Druckausgleichskammer (82) verbunden ist.
  6. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, des Weiteren mit: einem Einlassumgehungskanal (41), um eine Umgehung zwischen einem stromaufwärtigen Teil des Einlasskanals (3) von dem Verdichter (8) und einem stromabwärtigen Teil des Einlasskanals (3) von dem Verdichter (8) vorzusehen; einer Einspritzvorrichtung (37), die in dem Einlassumgehungskanal (41) vorgesehen ist, um einen Unterdruck in dem Einlassumgehungskanal (41) zu erzeugen; einem Leckgasrückführungskanal (38), um zu ermöglichen, dass ein in der Kraftmaschine (1) erzeugtes Leckgas in den Einlasskanal (3) während eines Betriebs des Turboladers (7) strömt, wobei der Leckgasrückführungskanal (38) einen Auslass hat, der mit dem Einlassumgehungskanal (41) durch die Einspritzvorrichtung (37) verbunden ist, wobei der spezifische Teil einem Inneren der Einspritzvorrichtung (37) entspricht und das zweite Ende (91b) des Restgasbeseitigungskanals (91) an oder nahe der Einspritzvorrichtung (37) angeschlossen ist.
  7. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der spezifische Teil dem Abgasrückführungskanal (17) stromabwärts von dem Abgasrückführungsventil (18) entspricht und das zweite Ende (91c) des Restgasbeseitigungskanals (91, 91B) mit dem Abgasrückführungskanal (17) stromabwärts von dem Abgasrückführungsventil (18) verbunden ist.
  8. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, des Weiteren mit einem Begrenzer (93, 99) in dem Abgasrückführungskanal (91, 91B).
  9. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, des Weiteren mit einem Rückschlagventil (92, 98) in dem Restgasbeseitigungskanal (91), wobei das Rückschlagventil (92, 98) dazu konfiguriert ist, eine Gasströmung aus dem spezifischen Teil (37, 82) zu dem Restgasbeseitigungskanal (91) zu ermöglichen und eine Gasströmung aus dem Restgasbeseitigungskanal (91) zu dem spezifischen Teil (37, 82) zu blockieren.
  10. Abgasrückführungsgerät mit Niederdruckkreislauf für eine Kraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, des Weiteren mit: einem Öffnungs- und Schließventil (94) zum öffnen und Schließen des Restgasbeseitigungskanals (91); und einer Ventilöffnungs- und Schließsteuereinrichtung (50) zum Steuern des Öffnungs- und Schließventils (94), wobei die Ventilöffnungs- und Schließsteuereinrichtung (50) dazu konfiguriert ist, das Öffnungs- und Schließventil (94) zum öffnen zu steuern, wenn das Abgasrückführungsventil (18) geschlossen ist, und dazu konfiguriert ist, das Öffnungs- und Schließventil (94) zum Schließen zu steuern, wenn das Abgasrückführungsventil (18) geöffnet ist.
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