DE102015109223A1 - Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors (10), der Verbrennungsmotor (10) aufweisend zumindest einen in einer Luftzuführung (11) des Verbrennungsmotors (10) angeordneten Verdichter (20) und eine Niederdruckabgasrückführung (30), wobei durch die Niederdruckabgasrückführung (30) ein Abgas des Verbrennungsmotors (10) aus einer Abgasleitung (15) des Verbrennungsmotors (10) durch eine AGR-Zuleitung (31) vor dem zumindest einen Verdichter (20) in die Luftzuführung (11) zur Bildung eines Frischluft/Abgasgemisches eingeleitet werden kann. Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor (10), aufweisend zumindest einen in einer Luftzuführung (11) des Verbrennungsmotors (10) angeordneten Verdichter (20) und eine Niederdruckabgasrückführung (30), wobei durch die Niederdruckabgasrückführung (30) ein Abgas des Verbrennungsmotors (10) aus einer Abgasleitung (15) des Verbrennungsmotors (10) durch eine AGR-Zuleitung (31) vor dem zumindest einen Verdichter (20) in die Luftzuführung (11) zur Bildung eines Frischluft/Abgasgemisches einleitbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, der Verbrennungsmotor aufweisend zumindest einen in einer Luftzuführung des Verbrennungsmotors angeordneten Verdichter und eine Niederdruckabgasrückführung, wobei durch die Niederdruckabgasrückführung ein Abgas des Verbrennungsmotors aus einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors durch eine AGR-Zuleitung vor dem zumindest einen Verdichter in die Luftzuführung zur Bildung eines Frischluft/Abgasgemisches eingeleitet werden kann. Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor, aufweisend zumindest einen in einer Luftzuführung des Verbrennungsmotors angeordneten Verdichter und eine Niederdruckabgasrückführung, wobei durch die Niederdruckabgasrückführung ein Abgas des Verbrennungsmotors aus einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors durch eine AGR-Zuleitung vor dem zumindest einen Verdichter in die Luftzuführung zur Bildung eines Frischluft/Abgasgemisches einleitbar ist.
  • Bei modernen Verbrennungsmotoren ist es bekannt, eine sogenannte Abgasrückführung (AGR) einzusetzen, um beispielsweise insbesondere einen Schadstoffausstoß des Verbrennungsmotors zu verringern und den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Dabei wird ein Abgas des Verbrennungsmotors der dem Verbrennungsmotor zugeführten Frischluft beigemischt. Insbesondere ein Ausstoß von Stickoxiden kann durch eine derartige Abgasrückführung verringert werden. Eine mögliche Art einer Abgasrückführung stellt dabei eine Niederdruckabgasrückführung dar, die insbesondere bei aufgeladenen Motoren eingesetzt werden kann. Bei einer derartigen Niederdruckabgasrückführung wird Abgas aus einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors vor einem Verdichter, der zum Aufladen des Verbrennungsmotors eingesetzt wird, in eine Luftzuführung des Verbrennungsmotors eingeleitet. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass dadurch der Druck des gebildeten Frischluft/Abgasgemisches durch den Verdichter eingestellt und somit insbesondere verändert werden kann. Dies führt jedoch zu einem großen Volumen der Luftzuführung, in dem sich das Frischluft/Abgasgemisch befindet. Dieses Volumen wird auch als Totvolumen bezeichnet. Insbesondere bei schnellen Lastwechseln, etwa bei einem spontanen Auskuppeln, können dadurch Stabilitätsprobleme bei der Verbrennung im Verbrennungsmotor auftreten. Dies ist darin begründet, da in dem oben beschriebenen Totvolumen ein Frischluft/Abgasgemisch vorhanden ist, dessen Abgasgehalt für einen Betrieb des Verbrennungsmotors bei niedriger Last nicht angepasst, insbesondere zu hoch ist.
  • Um diese Problematik zu beheben ist es im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, ein bereits durch den Verdichter verdichtetes Frischluft/Abgasgemisch durch eine geeignete Leitung direkt in die Abgasleitung des Verbrennungsmotors auszuleiten, siehe beispielsweise US 8,353,275 B2 oder US 8,230,675 B2 . Auch eine Anpassung einer Stärke der Abgasrückführung an die neuen Lastanforderungen an den Verbrennungsmotor ist grundsätzlich bekannt, um diesem Problem zu begegnen, siehe beispielsweise DE 10 2012 203 085 A1 . Als nachteilig bei diesen Lösungen hat sich jedoch herausgestellt, dass in bestimmten Situationen, beispielsweise insbesondere bei besonders großen Lastsprüngen, das Ausleiten des Frischluft/Abgasgemisches nicht schnell genug vorgenommen werden kann. Leistungseinbußen und/oder Stabilitätsprobleme bei der Verbrennung im Verbrennungsmotor können die Folge sein.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors sowie einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die einen Betrieb des Verbrennungsmotors mit einer Niederdruckabgasrückführung auch bei großen Lastsprüngen ohne oder zumindest im Wesentlichen ohne Stabilitätsprobleme und/oder Leistungseinbußen ermöglichen.
  • Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, der Verbrennungsmotor aufweisend zumindest einen in einer Luftzuführung des Verbrennungsmotors angeordneten Verdichter und eine Niederdruckabgasrückführung, wobei durch die Niederdruckabgasrückführung ein Abgas des Verbrennungsmotors aus einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors durch eine AGR-Zuleitung vor dem zumindest einen Verdichter in die Luftzuführung zur Bildung eines Frischluft/Abgasgemisches eingeleitet werden kann. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
    • a) Detektion einer Verringerung einer Lastanforderung an den Verbrennungsmotor,
    • b) Schließen eines AGR-Ventils in der AGR-Zuleitung,
    • c) Öffnen eines Ablassventils in einer Ablassleitung, wobei die Ablassleitung zwischen dem zumindest einen Verdichter und einem Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors mit der Luftzuführung fluidkommunizierend verbunden ist, und
    • d) Betreiben des zumindest einen Verdichters zum Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung.
  • Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren wird ein aufgeladener Verbrennungsmotor mit einer Niederdruckabgasrückführung betrieben. Für die Niederdruckabgasrückführung wird Abgas aus einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors in die Luftzuführung des Verbrennungsmotors eingeleitet. Das Einleiten wird dabei derart vorgenommen, dass das Abgas vor zumindest einem Verdichter des Verbrennungsmotors in die Luftzuführung eingeleitet wird. Dadurch kann erreicht werden, dass durch den zumindest einen Verdichter des Verbrennungsmotors zusammen mit der Frischluft auch das eingeleitete Abgas verdichtet werden kann. Eine Steuerung und/oder Regelung eines Drucks des Frischluft/Abgasgemisches in der Luftzuführung nach dem zumindest einen Verdichter kann dadurch ermöglicht werden. Selbstverständlich kann der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren betriebene Verbrennungsmotor auch mehrere Verdichter aufweisen, die in der Luftzuführung parallel und/oder seriell angeordnet sein können. Dabei ist es ferner möglich, dass auch zwei oder mehr dieser Verdichter zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Die im Folgenden in Verbindung mit einem Verdichter beschriebenen Merkmale und Vorteile können somit selbstverständlich auch bei einer Verwendung von zwei oder mehr Verdichtern erreicht werden. Um eine Einleitung des Abgases in die Frischluftleitung steuern und/oder regeln zu können, ist in einer AGR-Zuleitung ein AGR-Ventil angeordnet. Durch ein Ansteuern des Ventils kann somit die Abgasrückführung ein- bzw. ausgeschaltet werden. Auch eine Steuerung bzw. Regelung einer Menge des zurückgeführten Abgases durch das Ventil ist denkbar. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Detektion einer Verringerung einer Lastanforderung an den Verbrennungsmotor in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie beispielsweise bei einem plötzlichen Auskuppeln auftreten kann, das AGR-Ventil in der AGR-Zuleitung geschlossen wird. Eine Zuführung von Abgas in die Luftzuführung ist ab diesem Zeitpunkt unterbrochen. In Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Ablassventil in einer Ablassleitung geöffnet wird. Die Ablassleitung ist dabei derart fluidkommunizierend mit der Luftzuführung verbunden, dass diese fluidkommunizierende Verbindung zwischen dem zumindest einen Verdichter und dem Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Dadurch ist es in Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, durch ein Betreiben des zumindest einen Verdichters ein aktives Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung vorzunehmen. Durch den Betrieb des zumindest einen Verdichters wird das im Totvolumen vorhandene Frischluft/Abgasgemisch in die Ablassleitung ausgestoßen und somit aus der Luftzuführung entfernt. Dies hat den Vorteil, dass das Frischluft/Abgasgemisch, das durch seinen insbesondere hohen Abgasanteil zu Stabilitätsproblemen in der Verbrennung im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors führen könnte, besonders schnell und effektiv ausgestoßen werden kann. Ein Betrieb des Verbrennungsmotors mit reiner Frischluft bzw. mit Frischluft mit einer geringeren Zumischung an Abgas kann somit schneller erfolgen, wodurch Leistungseinbußen beim Betrieb des Verbrennungsmotors vermieden werden können. Ferner ist ein Verdichter bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor bereits vorhanden. Durch die Benutzung dieser vorhandenen Komponente zum aktiven Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren besonders einfach implementierbar und kann besonders kostengünstig durchgeführt werden. Insgesamt kann somit durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ein besonders störungsfreier Betrieb eines Verbrennungsmotors, insbesondere hinsichtlich von Stabilitätsproblemen und/oder Leistungseinbußen bei plötzlichen Lastwechseln, bereitgestellt werden.
  • Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass als Verdichter ein elektrisch angetriebener und/oder ein mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mechanisch gekoppelter Verdichter verwendet werden. Derartige Verdichter sind besonders einfach ansteuerbar. Insbesondere kann eine Verdichterleistung derartiger Verdichter besonders einfach unabhängig gesteuert werden. Eine Verdichterleistung, die zum Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung erforderlich ist, kann somit besonders einfach bereitgestellt werden.
  • Besonders bevorzugt kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass als Verdichter ein Verdichter eines Abgasturboladers verwendet wird und dass in Schritt d) zum Betreiben des Verdichters ein Bypassventil in einer Bypassleitung an einer Turbine des Abgasturboladers geschlossen wird oder geschlossen gehalten wird. Ein Abgasturbolader weist dabei zumeist eine Turbine auf, die in einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Diese Turbine ist zum Antreiben des Verdichters des Abgasturboladers ausgebildet und mit diesem gekoppelt, üblicherweise mechanisch gekoppelt. An einer Turbine eines Abgasturboladers ist oftmals eine Bypassleitung mit einem Bypassventil angeordnet. Durch eine derartige Bypassleitung kann Abgas an der Turbine des Abgasturboladers vorbeigeleitet werden, um beispielsweise eine Verdichterleistung des Verdichters zu begrenzen. Ein Schließen bzw. Geschlossenhalten des Bypassventils, das oftmals auch als Waste-Gate bezeichnet wird, kann somit dazu verwendet werden, um eine Strömung von Abgas an der Turbine vorbei zu verhindern. Auf diese Weise ist ein besonders guter Antrieb der Turbine durch das Abgas des Verbrennungsmotors erzielbar, da insbesondere das gesamte Abgas des Verbrennungsmotors zum Antreiben der Turbine verwendet werden kann. Dadurch sind folglich auch ein besonders guter Antrieb des Verdichters und dadurch eine besonders hohe Verdichterleistung erzielbar. Ein besonders schneller und effektiver Auswurf des Frischluft/Abgasgemisches aus der Luftzuführung kann dadurch erreicht werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass als Verdichter ein Verdichter eines Abgasturboladers verwendet wird, wobei eine Turbine des Abgasturboladers eine variable Turbinengeometrie aufweist, und dass in Schritt d) die variable Turbinengeometrie der Turbine zum Betreiben des Verdichters eingestellt wird. Wie oben bereits beschrieben, weist ein Abgasturbolader eine Turbine auf, die in einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors angeordnet und zum Antreiben des Verdichters des Abgasturboladers mit diesem gekoppelt, üblicherweise mechanisch gekoppelt ist. Dabei kann die Turbine eine variable Turbinengeometrie aufweisen. Eine variable Turbinengeometrie kann dabei bevorzugt einstellbare Schaufeln, insbesondere einer Laufbeschaufelung, der Turbine umfassen. Dadurch kann insbesondere ermöglicht werden, einen freien Strömungsquerschnitt und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in der Turbine zu verändern. Ein besonders variabler Betrieb der Turbine, der insbesondere besonders gut an eine aktuell vorhandene Leistungsanforderung anpassbar ist, kann somit durch eine Turbine mit variabler Turbinengeometrie bereitgestellt werden. Durch ein Einstellen der variablen Turbinengeometrie kann somit auch ein besonders effektives Betreiben des Verdichters ermöglicht werden. Insbesondere kann es somit durch eine entsprechende Einstellung der variablen Turbinengeometrie selbst bei einer geringen Menge an vorhandenem Abgas ermöglicht werden, einen besonders schnellen und effektiven Auswurf des Frischluft/Abgasgemisches aus der Luftzuführung bereitzustellen.
  • Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Schritte b) und c) gleichzeitig oder zumindest im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden. Durch die Durchführung des Schrittes b) kann erreicht werden, dass kein neues Abgas in die Luftzuführung des Verbrennungsmotors eingeleitet wird. Durch die Durchführung des Schritts c) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann erreicht werden, dass ein Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung begonnen werden kann. Durch eine gleichzeitige oder zumindest im Wesentlichen gleichzeitige Ausführung der Schritte b) und c) kann somit erreicht werden, dass zum einen kein neues Abgas mehr zugeführt und zugleich zum anderen ein Ausstoß des Frischluft/Abgasgemisches sofort begonnen werden kann. Eine besonders schnelle Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch ermöglicht werden.
  • Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt werden, dass nach Schritt a) und vor Schritt d) eine Drosselklappe, die insbesondere in der Luftzuführung im Wesentlichen direkt vor dem Verbrennungsraum angeordnet ist, geschlossen oder zumindest im Wesentlichen geschlossen wird. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass beim aktiven Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch den Verdichter dieses Frischluft/Abgasgemischs in den Verbrennungsraum gelangt. Ein besonders effektives Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches, insbesondere nur durch die Ablassleitung, kann dadurch sichergestellt werden.
  • Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Verfahren derart ausgebildet sein, dass die Ablassleitung mit der Umgebung fluidkommunizierend verbunden ist und dass das Frischluft/Abgasgemisch in Schritt d) direkt in die Umgebung ausgestoßen wird. Dabei kann insbesondere vorteilhaft sein, dass dadurch dem auszustoßenden Frischluft/Abgasgemisch nur ein geringer Gegendruck entgegenwirkt. Eine Anforderung an eine Leistung des Verdichters beim Ausstoßvorgang kann dadurch verringert werden. Ein effektives Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches kann dadurch besonders einfach bereitgestellt werden.
  • Auch kann ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Ablassleitung mit der Abgasleitung fluidkommunizierend verbunden ist und dass das Frischluft/Abgasgemisch in Schritt d) in die Abgasleitung ausgestoßen wird. Dadurch kann insbesondere ermöglicht werden, dass die Abgasleitung zum Ausstoßen auch des Frischluft/Abgasgemisches verwendet wird. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Abgasleitung zum Ausleiten von Abgas ausgelegt ist und dadurch auch zum Ausleiten von Frischluft/Abgasgemischen besonders gut geeignet ist. So können beispielsweise in der Abgasleitung Abgasbehandlungsvorrichtungen, wie beispielsweise Rußpartikelfilter und/oder Katalysatoren, vorhanden sein. Durch ein Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches in die Abgasleitung kann somit ermöglicht werden, derartige Abgasbehandlungsvorrichtungen auch für eine Reinigung des Frischluft/Abgasgemisches zu verwenden.
  • Besonders bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt werden, dass die Ablassleitung ein zwischen zumindest zwei Schaltpositionen schaltbares, insbesondere geregelt schaltbares, Schaltventil aufweist, wobei in einer ersten Schaltposition des Schaltventils das Frischluft/Abgasgemisch in Schritt d) direkt in die Umgebung ausgestoßen wird und in einer zweiten Schaltposition des Schaltventils das Frischluft/Abgasgemisch in Schritt d) in die Abgasleitung ausgestoßen wird. Auf diese Weise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht werden, zwischen einem Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches direkt in die Umgebung und einem Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches über die Abgasleitung in die Umgebung zu wählen. Insbesondere bei einem geregelt schaltbaren Schaltventil kann dieses Umschalten auch in eine Regelung, beispielsweise basierend auf Messwerten von Eigenschaften des Frischluft/Abgasgemisches, integriert werden. So kann beispielsweise bei einem niedrigen Druck des Frischluft/Abgasgemisches das schaltbare Schaltventil in seine erste Schaltposition gebracht werden, um ein Ausstoßen gegen den nur geringen Außendruck der Umgebung vorzunehmen. Andererseits kann das schaltbare Schaltventil in seine zweite Schaltposition gebracht werden, wenn beispielsweise die Verwendung der in der Abgasleitung vorhandenen Abgasbehandlungsvorrichtungen erfolgen soll oder diese insbesondere gesetzlich vorgeschrieben ist. Eine Anpassung eines erfindungsgemäßen Verfahrens an eine Vielzahl von möglichen Anforderungen kann somit erreicht werden.
  • Gemäß einer Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass in Schritt d) das Frischluft/Abgasgemisch in die Abgasleitung mit einem höheren Druck ausgestoßen wird, als der Druck, den das vom Verbrennungsraum kommende Abgas in der Abgasleitung aufweist. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass das Frischluft/Abgasgemisch in der Ablassleitung stets von der Luftzuführung in Richtung der Abgasleitung strömt. Dadurch, dass das Frischluft/Abgasgemisch einen höheren Druck aufweist als das Abgas, kann ein Eindringen von Abgas aus der Abgasleitung in die Ablassleitung verhindert werden. Ein besonders sicheres Ausstoßen von Frischluft/Abgasgemischen in die Abgasleitung kann dadurch ermöglicht werden.
  • Darüber hinaus kann in einer Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ferner vorgesehen sein, dass das Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches in die Abgasleitung in Schritt d) beendet wird, sobald das vom Verbrennungsraum kommende Abgas in der Abgasleitung einen höheren Druck als das Frischluft/Abgasgemisch in der Ablassleitung aufweist. Selbstverständlich können bei einem erfindungsgemäßen Verfahren dabei die dazu nötigen Überwachungen und Regelungen vorgesehen sein. Das Beenden kann dabei beispielsweise ein Schließen des Ablassventils beinhalten. Durch ein derartiges Beenden des Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches kann besonders effektiv sichergestellt werden, dass kein Abgas aus der Abgasleitung in die Ablassleitung eindringt. Ein erfindungsgemäßes Verfahren mit diesem Schritt stellt somit ein besonders sicheres Verfahren dar, das insbesondere ein Eindringen von Abgas aus der Abgasleitung in die Ablassleitung auch dann verhindert, wenn sich die Druckverhältnisse in den Leitungssystemen des Verbrennungsmotors ändern.
  • Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass der Verbrennungsmotor in der Abgasleitung eine Lambdasonde aufweist und dass ein Messsignal der Lambdasonde bei einem Ausstoß des Frischluft/Abgasgemisches in die Abgasleitung entsprechend korrigiert wird. Durch eine derartige Lambdasonde wird zumeist der Restsauerstoffgehalt im Abgas des Verbrennungsmotors gemessen. Um eine besonders sichere und verlässliche Messung durchzuführen, kann eine derartige Lambdasonde dabei in der Abgasleitung bevorzugt nahe dem Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors angeordnet sein. Die Messsignale der Lambdasonde werden dabei zumeist zur Steuerung und/oder Regelung der Verbrennung im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors verwendet. Durch das Ablassen bzw. Abführen des Frischluft/Abgasgemisches in die Abgasleitung kommt es zumeist zu einer Veränderung eben dieses Restsauerstoffgehalts im Abgas. Eine Beeinträchtigung der Messung der Lambdasonde kann die Folge sein, da die Möglichkeit besteht, dass die Lambdasonde nicht mehr nur im reinen Abgas ihre Messung durchführt, sondern auch zumindest teilweise im Frischluft/Abgasgemisch, das durch die Ablassleitung in die Abgasleitung eingeleitet wird. Eine Regelung der Verbrennung im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors auf den reinen Messwert der Lambdasonde kann in diesem Fall fehlerhaft sein. Durch eine entsprechende Korrektur des Messsignals der Lambdasonde bei einem Ausstoß des Frischluft/Abgasgemisches in die Abgasleitung kann somit die Gefahr einer Fehlsteuerung und/oder Fehlregelung der Verbrennung im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors, basierend auf den reinen Messsignalen der Lambdasonde, vermieden werden. Eine gleichbleibende Verbrennung im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors kann somit durch eine derartige Korrektur ermöglicht werden.
  • Darüber hinaus kann besonders bevorzugt bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass zumindest während der Schritte b), c) und/oder d) zur Steuerung und/oder Regelung des Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches Modellrechnungen durchgeführt werden, in denen eine Abgasmasse und/oder ein Abgasanteil zumindest in einem Abschnitt der Luftzuführung berechnet werden. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kann es insbesondere von Vorteil sein, dass das Ablassen des Frischluft/Abgasgemisches aus der Luftzuführung nur solange vorgenommen wird, solange die Menge an Abgas in der Luftzuführung beispielsweise zu hoch für eine stabile Verbrennung im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors ist. Modellrechnungen stellen eine besonders einfache Art und Weise dar, um die Menge an Abgas bzw. einen Abgasanteil im Frischluft/Abgasgemisch in der Luftzuführung zu berechnen. Insbesondere stellen somit Modellrechnungen eine besonders effektive Möglichkeit dar, um beispielsweise den Zeitpunkt zur Beendigung des Ablassens des Frischluft/Abgasgemisches aus der Frischluftzuführung zu bestimmen. Ein besonders effektives und zeitsparendes Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch ermöglicht werden.
  • Auch kann ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass zumindest während der Schritte b), c) und/oder d) für eine Steuerung und/oder Regelung des Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches Messergebnisse eines Abgassensors ausgewertet werden. Durch die Messungen des Abgassensors können Eigenschaften des Frischluft/Abgasgemisches ermittelt werden, insbesondere ohne oder zumindest ohne wesentliche Zeitverzögerung. Als Abgassensoren können dabei beispielsweise bereits im Verbrennungsmotor vorhandene Sensoren und/oder speziell für eine Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Sensoren verwendet werden. Durch eine Auswertung dieser Messergebnisse können somit Informationen über das Frischluft/Abgasgemisch bereitgestellt werden, die eine Steuerung und/oder Regelung des Ausstoßens ermöglichen oder zumindest deutlich verbessern. So kann beispielsweise durch den Abgassensor der Zeitpunkt ermittelt werden, an dem in der Luftzuführung des Verbrennungsmotors kein oder zumindest nur noch wenig Abgas vorhanden ist. Das Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches kann dann beendet werden. Auf diese Weise kann es besonders einfach ermöglicht werden, ein Ausstoßen eines Frischluft/Abgasgemisches besonders effektiv durchzuführen, insbesondere beispielsweise hinsichtlich einer zeitlichen Dauer des Ausstoßens.
  • Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass durch den Abgassensor zumindest eine Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches, insbesondere eine Sauerstoffkonzentration des Frischluft/Abgasgemisches, in der Luftzuführung zwischen dem zumindest einem Verdichter und der Ablassleitung gemessen wird. Durch einen Abgassensor, der in der Luftzuführung des Verbrennungsmotors zwischen dem zumindest einem Verdichter und der Ablassleitung angeordnet ist, kann eine Messung einer Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches noch in der Luftzuführung und damit direkt vor der fluidkommunizierenden Verbindung zwischen der Luftzuführung und der Ablassleitung ermöglicht werden. Eine besonders unmittelbare Messung der Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches, sowohl örtlich als auch zeitlich, kann dadurch ermöglicht werden. Dabei kann insbesondere bevorzugt eine Sauerstoffkonzentration als Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches durch den Abgassensor ermittelt werden. Eine Sauerstoffkonzentration des Frischluft/Abgasgemisches, die im Wesentlichen der Sauerstoffkonzentration der Umgebungsluft entspricht, stellt dabei beispielsweise ein deutliches Anzeichen dafür dar, dass in der Luftzuführung kein Abgas mehr vorhanden ist. Das Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches kann in diesem Fall beendet werden. Das Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches aus der Luftzuführung des Verbrennungsmotors kann dadurch noch effektiver durchgeführt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann eine Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dahingehend ausgebildet sein, dass durch den Abgassensor zumindest eine Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches, insbesondere eine Sauerstoffkonzentration des Frischluft/Abgasgemisches, in der Abgasleitung zwischen der Ablassleitung und der Umgebung gemessen wird. Während eines Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches über die Abgasleitung in die Umgebung bildet dieses Frischluft/Abgasgemisches zumeist wenigstens einen wesentlichen Teil der in der Abgasleitung transportierten Gase. Durch einen Abgassensor, der in der Abgasleitung des Verbrennungsmotors zwischen der Ablassleitung und der Umgebung angeordnet ist, kann somit ebenfalls eine Messung einer Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches während eines Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches über die Abgasleitung in die Umgebung ermöglicht werden. Eine Messung der Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches kann somit insbesondere auch dann ermöglicht werden, wenn eine direkte Messung in der Luftzuführung, beispielsweise bedingt durch fehlenden Bauraum, nicht möglich ist. Durch eine zweifache Messung sowohl in der Luftzuführung als auch in der Abgasleitung kann beispielsweise eine Genauigkeit beim Ermitteln der Eigenschaft erhöht werden. Dabei kann insbesondere bevorzugt eine Sauerstoffkonzentration als Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches durch den Abgassensor ermittelt werden. Eine Sauerstoffkonzentration des Frischluft/Abgasgemisches, die im Wesentlichen der Sauerstoffkonzentration der Umgebungsluft entspricht, stellt dabei beispielsweise ein deutliches Anzeichen dafür dar, dass in der Luftzuführung kein Abgas mehr vorhanden ist. Das Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches kann in diesem Fall beendet werden. Das Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches aus der Luftzuführung des Verbrennungsmotors kann somit auch in dieser Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens effektiver durchgeführt werden.
  • Darüber hinaus kann in einer Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ferner vorgesehen sein, dass als Abgassensor eine Lambdasonde verwendet wird. Insbesondere kann dabei eine Lambdasonde verwendet werden, die bereits im Verbrennungsmotor in der Abgasleitung angeordnet ist. Selbstverständlich kann auch in der Luftzuführung ein Abgassensor angeordnet sein, der als Lambdasonde ausgebildet ist. Durch die Verwendung von Lambdasonden, die insbesondere zum Ermitteln einer Sauerstoffkonzentration ausgebildet sind, kann ein erfindungsgemäßes Verfahren besonders einfach und effektiv durchgeführt werden
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Verbrennungsmotor, aufweisend einen in einer Luftzuführung des Verbrennungsmotors angeordneten Verdichter und eine Niederdruckabgasrückführung, wobei durch die Niederdruckabgasrückführung ein Abgas des Verbrennungsmotors aus einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors durch eine AGR-Zuleitung vor dem Verdichter in die Luftzuführung zur Bildung eines Frischluft/Abgasgemisches einleitbar ist. Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung betreibbar ausgebildet ist. Dementsprechend bringt ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erläutert worden sind. Selbstverständlich kann dabei der Verbrennungsmotor ein aufgeladener Verbrennungsmotor sein.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigt schematisch:
  • 1 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors.
  • 2 eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor 10 gezeigt, der zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Der Verbrennungsmotor 10 weist dabei insbesondere einen Verbrennungsraum 14 auf, der durch eine Luftzuführung 11 mit Frischluft bzw. einem Frischluft/Abgasgemisch befüllt werden kann und dessen Abgas durch eine Abgasleitung 15 in eine Umgebung 50 abgeleitet werden kann. In der Luftzuführung 11 sind zwei Verdichter 20 angeordnet, die seriell zum Verdichten der Frischluft bzw. des Frischluft/Abgasgemisches in der Luftzuführung 11 angeordnet sind. Beim gezeigten Verbrennungsmotor 10 sind dabei die Verdichter 20 jeweils Teil eines Abgasturboladers 21. Selbstverständlich sind auch andere Anzahlen an Verdichtern 20 oder beispielsweise elektrisch oder direkt durch den Verbrennungsmotor 10 angetriebene Verdichter 20 bei einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor 10 denkbar. Die Abgasturbolader 21 weisen dabei ferner jeweils eine Turbine 22 auf, die wiederum seriell in der Abgasleitung 15 des Verbrennungsmotors 10 angeordnet sind. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor 10 eine Niederdruckabgasrückführung 30 auf. Diese Niederdruckabgasrückführung 30 weist dabei insbesondere eine AGR-Zuleitung 31 auf, die fluidkommunizierend sowohl mit der Abgasleitung 15 als auch mit der Luftzuführung 11 des Verbrennungsmotors 10 verbunden ist. Zur Steuerung der Abgasrückführung ist in der AGR-Zuleitung 31 ein AGR-Ventil 32 angeordnet. Durch ein Öffnen bzw. Schließen dieses AGR-Ventils 32 ist dabei insbesondere die Menge an Abgas, die von der Abgasleitung 15 in die Luftzuführung 11 strömt, steuer- bzw. regelbar. Zur Anpassung einer Temperatur des Abgases ist ferner in der AGR-Zuleitung 31 ein AGR-Kühler 33 angeordnet. Deutlich sichtbar ist, dass die Entnahme des Abgases aus der Abgasleitung 15 in die AGR-Zuleitung 31 nach der Turbine 22 erfolgt und dass die Einleitung des Abgases aus der AGR-Zuleitung 31 in die Luftzuführung 11 vor den Verdichtern 20 erfolgt. Dies ist insbesondere die Charakteristik einer Niederdruckabgasrückführung 30. Dadurch ist es möglich, ein Frischluft/Abgasgemisch in der Luftzuführung 11 in den Verdichtern 20 zu verdichten und so dem Verbrennungsraum 14 des Verbrennungsmotors 10 zuzuleiten. Um eine Temperaturerhöhung, die oftmals mit der Verdichtung des Frischluft/Abgasgemisches in den Verdichtern 20 einhergeht, auszugleichen, ist in der Luftzuführung 11 ein Ladeluftkühler 12 angeordnet. Zur Steuerung und Regelung der Menge an Frischluft/Abgasgemisch, die in den Verbrennungsraum 14 des Verbrennungsmotors 10 eingeleitet wird, ist ferner in der Luftzuführung 11 eine Drosselklappe 13 angeordnet. Deutlich sichtbar ist auch, dass sich durch die Einleitung des Abgases durch die AGR-Zuleitung 31 vor den Verdichtern 20 in der Luftzuführung 11 ein großes Totvolumen ergibt, das sich vom Einleitungspunkt der AGR-Zuleitung 31 bis zum Verbrennungsraum 14 erstreckt. Bei einem plötzlichen Lastwechsel des Verbrennungsmotors 10, beispielsweise bedingt durch ein plötzliches Auskuppeln, kann es zu Stabilitätsproblemen bei der Verbrennung im Verbrennungsraum 14 des Verbrennungsmotors kommen. Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor 10 weist daher eine Ablassleitung 40 auf, die sich zwischen der Luftzuführung 11 und der Abgasleitung 15 erstreckt. Insbesondere ist die Verbindung der Luftzuführung 11 und der Ablassleitung 40 im Wesentlichen nahe dem Verbrennungsraum 14 und erfindungswesentlich nach den Verdichtern 20 angeordnet. Dadurch ist es möglich, durch einen Betrieb der Verdichter 20 ein aktives Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung 40 vorzunehmen. Ein besonders schnelles und sicheres Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches aus dem Totvolumen der Luftzuführung 11 ist dadurch ermöglicht. Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren wird dabei bei einer Detektion einer Verringerung einer Lastanforderung an den Verbrennungsmotor 10 das AGR-Ventil 32 in der AGR-Zuleitung 31 geschlossen und ein Ablassventil 41 in der Ablassleitung 40 geöffnet. Durch einen Betrieb der Verdichter 20 ist dann im Anschluss ein aktives und effektives Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung 40 ermöglicht. Bei den dargestellten Verdichtern 20 als Teil eines Abgasturboladers 21 kann es dabei insbesondere von Vorteil sein, ein Bypassventil 24 an einer Bypassleitung 23 an der jeweiligen Turbine 22 zu schließen. Bei einem geöffneten Bypassventil 24 kann Abgas des Verbrennungsmotors 10 an der Turbine 22 vorbeifließen und wird somit nicht zum Antreiben der Turbine 22 und damit zum Antreiben des jeweiligen Verdichters 20 verwendet. Durch ein Schließen des Bypassventils 24 kann somit sichergestellt werden, dass das gesamte Abgas in der Abgasleitung 15 zum Antrieb der Turbine 22 und damit zum Antrieb des mit dieser Turbine 22 verbundenen Verdichters 20 verwendet wird. Auch dadurch kann ein Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung 40 beschleunigt werden. Auch weist der abgebildete Verbrennungsmotor 10 eine Drosselklappe 13 auf, die in der Luftzuführung 11 kurz vor dem Verbrennungsraum 14 angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann eine derartige Drosselklappe 13 dabei bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geschlossen werden, um insbesondere das Volumen, in dem sich das Frischluft/Abgasgemisch befindet, abzuschließen und so wiederum das Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung 40 zu erleichtern. Ferner ist in der Luftzuführung 11 zwischen den Verdichtern 20 und der Ablassleitung 40 ein Abgassensor 17 angeordnet, der insbesondere als Lambdasonde 16 ausgebildet ist. Dadurch kann beispielsweise eine Sauerstoffkonzentration des Frischluft/Abgasgemisches in der Luftzuführung 11 ermittelt werden. Basierend auf diesen Messergebnissen kann auch eine Steuerung und insbesondere eine Regelung eines Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches aus der Luftzuführung 11 während eines erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht werden. Sobald beispielsweise basierend auf den Messergebnissen des Abgassensors 17 ermittelt wird, dass sämtliches oder zumindest im Wesentlichen sämtliches Abgas aus der Luftzuführung 11 in die Ablassleitung 40 ausgestoßen wurde, kann das Ausstoßen beendet werden. Ein besonders effektives Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches aus der Luftzuführung 11 kann dadurch bereitgestellt werden. Auch ist beim abgebildeten Verbrennungsmotor 10 die Ablassleitung 40 mit der Abgasleitung 15 verbunden. Eine Verwendung von bereits in der Abgasleitung 15 vorhandenen Abgasbehandlungsvorrichtungen (nicht mit abgebildet) zur Reinigung und Behandlung des Frischluft/Abgasgemisches kann dadurch vorgenommen werden. Eine Lambdasonde 16, die ebenfalls in der Abgasleitung 15 angeordnet ist, misst während des Betriebs des Verbrennungsmotors 10 den Gehalt an Restsauerstoff im Abgas in der Abgasleitung 15. Durch die Einleitung eines Frischluft/Abgasgemisches in die Abgasleitung 15 kann es gegebenenfalls zu Fehlmessungen der Lambdasonde 16 kommen. Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren kann daher vorgesehen sein, die Messwerte der Lambdasonde 16 bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu korrigieren, um eine Berücksichtigung des eingeleiteten Frischluft/Abgasgemisches in der Abgasleitung 15 zu ermöglichen. Eine besonders effektive und stabile Verbrennung im Verbrennungsraum 14 des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors 10 kann dadurch ermöglicht werden. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, diese im Verbrennungsmotor 10 bereits vorhandene Lambdasonde 16 als Abgassensor 17 im Sinne eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu verwenden. Dadurch kann, alternativ oder zusätzlich zu einer Ermittlung in der Luftzuführung 11, eine Eigenschaft, beispielsweise eine Sauerstoffkonzentration des Frischluft/Abgasgemisches, während eines Ausstoßens in der Abgasleitung 15 ermittelt werden. Insgesamt kann bei einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor 10, der zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, somit ein besonders schnelles und effektives Ausstoßen eines Frischluft/Abgasgemisches durch eine Ablassleitung 40, insbesondere bei spontanen Verminderungen einer Lastanforderung an den Verbrennungsmotor 10 erfolgen. Erfindungswesentlich ist dabei der Betrieb der Verdichter 20 in der Luftzuführung 11, der zum aktiven Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung 40 verwendet wird.
  • 2 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors 10. Dabei ist der abgebildete Verbrennungsmotor 10 ähnlich aufgebaut, wie der in Bezug auf 1 beschriebene Verbrennungsmotor 10, so dass im Folgenden insbesondere auf die Unterschiede der beiden Ausgestaltungsformen der Verbrennungsmotoren 10 eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung des in 1 gezeigten Verbrennungsmotors 10 verwiesen wird. So weist beispielsweise der in 2 abgebildete Verbrennungsmotor 10 einen Abgasturbolader 21 mit nur einer Turbine 22 und einem Verdichter 20 auf. Selbstverständlich ist ein erfindungsgemäßes Verfahren auch mit einem einzelnen Verdichter 20 ausführbar, da bereits durch diesen ein Frischluft/Abgasgemisch effektiv aus der Luftzuführung 11 über die Ablassleitung 40 ausgestoßen werden kann. Ferner weist die Turbine 22 des Abgasturboladers 21 eine variable Turbinengeometrie 25 auf. Durch eine derartige variable Turbinengeometrie 25, die unter anderem einstellbare Schaufeln, insbesondere einer Laufbeschaufelung, der Turbine 22 umfassen kann, kann beispielsweise ein freier Strömungsquerschnitt und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in der Turbine 22 verändert werden. Ein besonders bedarfsangepasstes Antreiben des Verdichters 20, insbesondere auch während eines Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches aus der Luftzuführung 11, kann dadurch ermöglicht werden. Darüber hinaus weist der in 2 abgebildete Verbrennungsmotor 10 ein schaltbares, insbesondere regelbar schaltbares, Schaltventil 42 auf, das in der Ablassleitung 40 angeordnet ist. Durch dieses Schaltventil 42 ist es möglich, zwischen einem Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches direkt in die Umgebung 50 und einem Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches über die Abgasleitung 15 in die Umgebung 50 umzuschalten. Beispielsweise kann bei einem geringen Druck des Frischluft/Abgasgemisches das Schaltventil 42 derart geschaltet sein, dass das Frischluft/Abgasgemisch direkt in die Umgebung 50 ausgestoßen wird, da dort insbesondere nur ein niedriger Gegendruck herrscht. Andererseits kann beispielsweise durch gesetzliche Vorgaben ein Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches direkt in die Umgebung 50 untersagt oder eine Verwendung von Abgasbehandlungsvorrichtungen (nicht mit abgebildet) in der Abgasleitung 15 vorgeschrieben sein. In diesem Fall kann das Schaltventil 42 derart geschaltet sein, dass das Frischluft/Abgasgemisch über die Abgasleitung 15 in die Umgebung 50 ausgestoßen wird. Ein besonders bedarfsangepasstes Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches kann dadurch bereitgestellt werden.
  • Selbstverständlich können, wo technisch möglich, die Merkmale der in den 1 und 2 gezeigten Verbrennungsmotoren 10 kombiniert und/oder ausgetauscht werden.
  • Insbesondere kann beispielsweise auch ein reines Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches direkt in die Umgebung 50 ohne Schaltventil 42 vorgesehen sein. Ferner können auch Turbinen 22, die eine variable Turbinengeometrie 25 aufweisen, eine Bypassleitung 23 aufweisen, insbesondere mit und ohne einem Bypassventil 24, und umgekehrt. Auch sind Abgasturbolader 21 mit mehreren parallel angeordneten Turbinen 22 bzw. Verdichtern 20 möglich.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungsmotor
    11
    Luftzuführung
    12
    Ladeluftkühler
    13
    Drosselklappe
    14
    Verbrennungsraum
    15
    Abgasleitung
    16
    Lambdasonde
    17
    Abgassensor
    20
    Verdichter
    21
    Abgasturbolader
    22
    Turbine
    23
    Bypassleitung
    24
    Bypassventil
    25
    variable Turbinengeometrie
    30
    Niederdruckabgasrückführung
    31
    AGR-Zuleitung
    32
    AGR-Ventil
    33
    AGR-Kühler
    40
    Ablassleitung
    41
    Ablassventil
    42
    Schaltventil
    50
    Umgebung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 8353275 B2 [0003]
    • US 8230675 B2 [0003]
    • DE 102012203085 A1 [0003]

Claims (18)

  1. Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Verbrennungsmotors (10), der Verbrennungsmotor (10) aufweisend zumindest einen in einer Luftzuführung (11) des Verbrennungsmotors (10) angeordneten Verdichter (20) und eine Niederdruckabgasrückführung (30), wobei durch die Niederdruckabgasrückführung (30) ein Abgas des Verbrennungsmotors (10) aus einer Abgasleitung (15) des Verbrennungsmotors (10) durch eine AGR-Zuleitung (31) vor dem zumindest einen Verdichter (20) in die Luftzuführung (11) zur Bildung eines Frischluft/Abgasgemisches eingeleitet werden kann, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Detektion einer Verringerung einer Lastanforderung an den Verbrennungsmotor (10), b) Schließen eines AGR-Ventils (32) in der AGR-Zuleitung (31), c) Öffnen eines Ablassventils (41) in einer Ablassleitung (40), wobei die Ablassleitung (40) zwischen dem zumindest einen Verdichter (20) und einem Verbrennungsraum (14) des Verbrennungsmotors (10) mit der Luftzuführung (11) fluidkommunizierend verbunden ist, und d) Betreiben des zumindest einen Verdichters (20) zum Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches durch die Ablassleitung (40).
  2. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdichter (20) ein elektrisch angetriebener und/oder ein mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors (10) mechanisch gekoppelter Verdichter (20) verwendet werden.
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdichter (20) ein Verdichter (20) eines Abgasturboladers (21) verwendet wird und dass in Schritt d) zum Betreiben des Verdichters (20) ein Bypassventil (24) in einer Bypassleitung (23) an einer Turbine (22) des Abgasturboladers (21) geschlossen wird oder geschlossen gehalten wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdichter (20) ein Verdichter (20) eines Abgasturboladers (21) verwendet wird, wobei eine Turbine (22) des Abgasturboladers (21) eine variable Turbinengeometrie (25) aufweist, und dass in Schritt d) die variable Turbinengeometrie (25) der Turbine (22) zum Betreiben des Verdichters (20) eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) und c) gleichzeitig oder zumindest im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt a) und vor Schritt d) eine Drosselklappe (13), die insbesondere in der Luftzuführung (11) im Wesentlichen direkt vor dem Verbrennungsraum (14) angeordnet ist, geschlossen oder zumindest im Wesentlichen geschlossen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassleitung (40) mit der Umgebung (50) fluidkommunizierend verbunden ist und dass das Frischluft/Abgasgemisch in Schritt d) direkt in die Umgebung (50) ausgestoßen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassleitung (40) mit der Abgasleitung (15) fluidkommunizierend verbunden ist und dass das Frischluft/Abgasgemisch in Schritt d) in die Abgasleitung (15) ausgestoßen wird.
  9. Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassleitung (40) ein zwischen zumindest zwei Schaltpositionen schaltbares, insbesondere geregelt schaltbares, Schaltventil (42) aufweist, wobei in einer ersten Schaltposition des Schaltventils (42) das Frischluft/Abgasgemisch in Schritt d) direkt in die Umgebung (50) ausgestoßen wird und in einer zweiten Schaltposition des Schaltventils (42) das Frischluft/Abgasgemisch in Schritt d) in die Abgasleitung (15) ausgestoßen wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) das Frischluft/Abgasgemisch in die Abgasleitung (15) mit einem höheren Druck ausgestoßen wird, als der Druck, den das vom Verbrennungsraum (14) kommende Abgas in der Abgasleitung (15) aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausstoßen des Frischluft/Abgasgemisches in die Abgasleitung (15) in Schritt d) beendet wird, sobald das vom Verbrennungsraum (14) kommende Abgas in der Abgasleitung (15) einen höheren Druck als das Frischluft/Abgasgemisch in der Ablassleitung (40) aufweist.
  12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (10) in der Abgasleitung (15) eine Lambdasonde (16) aufweist und dass ein Messsignal der Lambdasonde (16) bei einem Ausstoß des Frischluft/Abgasgemisches in die Abgasleitung (15) entsprechend korrigiert wird.
  13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Schritte b), c) und/oder d) zur Steuerung und/oder Regelung des Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches Modellrechnungen durchgeführt werden, in denen eine Abgasmasse und/oder ein Abgasanteil zumindest in einem Abschnitt der Luftzuführung (11) berechnet werden.
  14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Schritte b), c) und/oder d) für eine Steuerung und/oder Regelung des Ausstoßens des Frischluft/Abgasgemisches Messergebnisse eines Abgassensors (17) ausgewertet werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Abgassensor (17) zumindest eine Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches, insbesondere eine Sauerstoffkonzentration des Frischluft/Abgasgemisches, in der Luftzuführung (11) zwischen dem zumindest einem Verdichter (20) und der Ablassleitung (40) gemessen wird.
  16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Abgassensor (17) zumindest eine Eigenschaft des Frischluft/Abgasgemisches, insbesondere eine Sauerstoffkonzentration des Frischluft/Abgasgemisches, in der Abgasleitung (15) zwischen der Ablassleitung (40) und der Umgebung (50) gemessen wird.
  17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Abgassensor (17) eine Lambdasonde (16) verwendet wird.
  18. Verbrennungsmotor (10) aufweisend zumindest einen in einer Luftzuführung (11) des Verbrennungsmotors (10) angeordneten Verdichter (20) und eine Niederdruckabgasrückführung (30), wobei durch die Niederdruckabgasrückführung (30) ein Abgas des Verbrennungsmotors (10) aus einer Abgasleitung (15) des Verbrennungsmotors (10) durch eine AGR-Zuleitung (31) vor dem zumindest einen Verdichter (20) in die Luftzuführung (11) zur Bildung eines Frischluft/Abgasgemisches einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (10) durch ein Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche betreibbar ausgebildet ist.
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