DE102016219774A1 - System für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

System für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102016219774A1
DE102016219774A1 DE102016219774.6A DE102016219774A DE102016219774A1 DE 102016219774 A1 DE102016219774 A1 DE 102016219774A1 DE 102016219774 A DE102016219774 A DE 102016219774A DE 102016219774 A1 DE102016219774 A1 DE 102016219774A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
supply line
exhaust gas
compressor
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102016219774.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016219774B4 (de
Inventor
Hong Zhang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to DE102016219774.6A priority Critical patent/DE102016219774B4/de
Publication of DE102016219774A1 publication Critical patent/DE102016219774A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016219774B4 publication Critical patent/DE102016219774B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/21—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system with EGR valves located at or near the connection to the intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Ein System (1) für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Brennkraftmaschine (9), einen Kompressor (5) und einen Turbolader (11), welche mittels eines Leitungssystems mit einer Mehrzahl von Zuleitungen (Z1–Z6) zum Führen von Gas mit der Brennkraftmaschine (9) gekoppelt sind. Eine sechste Zuleitung (Z6) koppelt eine zweite Zuleitung (Z2) mit einer fünften Zuleitung (Z5) und bildet dadurch einen Bypass zu dem Kompressor (5) aus. Das System (1) umfasst weiter ein Abgasrückführungsventil (3), das zum Zumessen eines vorgegebenen Anteils von Abgas zur Rückführung zum Kompressor (5) zwischen der fünften Zuleitung (Z5) und dem Kompressor (5) angeordnet ist. Außerdem umfasst das System (1) ein Kompressor-Bypass-Ventil (15), das in der sechsten Zuleitung (Z6) angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, einen vorgegebenen Anteil einer in der zweiten Zuleitung (Z2) befindlichen Ansaugluft in die fünfte Zuleitung (Z5) rückzuführen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
  • Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen in Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Hierdurch ist unter anderem erforderlich, die Brennkraftmaschine nutzbringend anzusteuern, um einen Verbrauch von Kraftstoff und einen Ausstoß von Schadstoffkomponenten gering zu halten.
  • Ein wichtiger Parameter, der sich auf einen Verbrennungsprozess von Brennkraftmaschinen auswirkt, ist die Abgasrückführungsrate, die angibt, wie groß der Anteil des Abgases ist, der der Brennkraftmaschine für einen nachfolgenden Verbrennungsprozess wieder zugeführt wird. Um den Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine nutzbringend zu steuern, ist ein kontrolliertes Zuführen von Abgas und Frischluft in die Brennräume der Brennkraftmaschine erforderlich.
  • Es ist eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein System für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die jeweils dazu geeignet sind, einen zuverlässigen und sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein System für ein Kraftfahrzeug eine Brennkraftmaschine sowie einen Kompressor und einen Turbolader, welche mittels eines Leitungssystems mit einer Mehrzahl von Zuleitungen zum Führen von Gas mit der Brennkraftmaschine gekoppelt sind. Bezogen auf eine strömungstechnische Richtung eines Gases in einem betriebsgemäßen Zustand des Systems ist eine Kopplung wie folgt ausgebildet: Eine erste Zuleitung ist mit dem Kompressor gekoppelt, welcher wiederum mit einer zweiten Zuleitung gekoppelt ist. Die zweite Zuleitung ist weiter mit der Brennkraftmaschine gekoppelt, welche außerdem mit einer dritten Zuleitung gekoppelt ist. Die dritte Zuleitung ist weiter mit dem Turbolader gekoppelt und der Turbolader ist weiter mit einer vierten Zuleitung gekoppelt. Mit der vierten Zuleitung ist eine weitere fünfte Zuleitung gekoppelt, welche wiederum mit dem Kompressor gekoppelt ist. Eine weitere sechste Zuleitung ist einerseits mit der zweiten Zuleitung und andererseits mit der fünften Zuleitung gekoppelt und bildet einen Bypass zu dem Kompressor aus. Das System umfasst weiter ein Abgasrückführungsventil, das zum Zumessen eines vorgegebenen Anteils von Abgas zur Rückführung zum Kompressor ausgebildet und zwischen der fünften Zuleitung und dem Kompressor angeordnet ist. Außerdem umfasst das System ein Kompressor-Bypass-Ventil, das in der sechsten Zuleitung angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, einen vorgegebenen Anteil einer in der zweiten Zuleitung befindlichen Ansaugluft in die fünfte Zuleitung rückzuführen.
  • Mittels des beschriebenen Systems ist ein zuverlässiger und nutzbringender Betrieb eines Kraftfahrzeugs realisierbar, insbesondere dadurch, dass die zweite Zuleitung mittels der sechsten Zuleitung und des Kompressor-Bypass-Ventils kontrolliert entlüftet werden kann. Somit kann auf einfache und kostengünstige Weise eine ungewollte Überhöhung einer Abgasrate in den Zylindern der Brennkraftmaschine vermieden oder reduziert werden und es kann Verbrennungsaussetzern entgegengewirkt werden.
  • Ein kontrolliertes Ablassen vorhandener Ansaugluft in der zweiten Zuleitung ist zum Beispiel nutzbringend, wenn eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs beendet und das Fahrermoment reduziert wird. Das Fahrermoment repräsentiert die vom Fahrer des Kraftfahrzeugs aufgebrachte Kraft zum Beschleunigen des Fahrzeugs. Eine Reduktion des Fahrermoments ist beispielsweise gegeben, wenn der Fahrer sozusagen seinen Fuß vom Gaspedal nimmt. Insbesondere bei niedriger Last ist es nutzbringend, dass die Abgasrate in der Ansaugluft für die Brennkraftmaschine nicht unkontrolliert ansteigt und dadurch die Verbrennungsstabilitätsgrenze überschreitet. Mittels des beschriebenen Systems kann einer solchen Destabilisierung des Verbrennungsprozesses innerhalb der Brennkraftmaschine entgegengewirkt und ein Beitrag für einen zuverlässigen und kraftstoffsparenden Betrieb geleistet werden.
  • Die Ansaugluft in der zweiten Zuleitung wird kontrolliert in den Abgasrückführungspass abgelassen, welcher in dem vorliegenden System mittels der fünften Zuleitung realisiert ist. Die Ansaugluft ist die zur Verbrennung benötigte Luft und weist einen vorgegebenen Anteil an Frischluft und an rückgeführten Abgasen auf. Die anteilige Zusammensetzung wird unter anderem mittels des Abgasrückführungsventils gesteuert. Der Kompressor-Bypass, realisiert durch die sechste Zuleitung, mündet einerseits in der zweiten Zuleitung strömungstechnisch hinter dem Kompressor und andererseits in der fünften Zuleitung strömungstechnisch vor dem Niederdruck Abgasrückführungsventil. Auf diese Weise ermöglicht das System eine nutzbringende Steuerung der für einen Verbrennungsprozess erforderlichen Ansaugluft, welche sich vorteilhaft auf einen Betrieb der Brennkraftmaschine, insbesondere hinsichtlich der Reduktion von Verbrennungsaussetzern, auswirken kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfasst das System eine Drosselklappe, die zum Zumessen von Ansaugluft für die Brennkraftmaschine in der zweiten Zuleitung angeordnet ist. Abhängig von der Stellung der Drosselklappe, kann die in die Brennkraftmaschine einzuführende Ansaugluft kontrolliert werden.
  • Bei einem Schließen der Drosselklappe wird die passierende Ansaugluft reduziert und das Abgasrückführungsventil wird in Abstimmung auf einen vorgegebenen Zielwert für eine geringere externe Abgasrückführungsrate angesteuert. Zusätzlich wird das Kompressor-Bypass-Ventil angesteuert und geöffnet, damit ein vorhandener Gasdruck in der zweiten Zuleitung schnell durch die sechste Zuleitung abgebaut werden kann, indem ein vorgegebener Anteil der in der zweiten Zuleitung befindlichen Ansaugluft in den Niederdruckbereich des Abgasrückführungspasses der fünften Zuleitung eingeleitet wird.
  • Aufgrund des Rückführens der Ansaugluft aus der zweiten Zuleitung durch die sechste Zuleitung in die fünfte Zuleitung kann ein größerer Anteil an Frischluft durch den Kompressor fließen und eine externe Abgasrückführungsrate in der zweiten Zuleitung kann zeitnah auf einen vorgegebenen Zielwert reduziert werden, ohne eine Überhöhung der Abgasrückführungsrate in einem Zylinder der Brennkraftmaschine zu verursachen. Darüber hinaus dient die in den Abgasrückführungspass eingeleitete Luft rückwärts (entgegen der üblichen strömungstechnischen Richtung durch das Leitungssystem) bis zum Anfang des Abgasstrangs zur Reinigung vorhandener Elemente, wie zum Beispiel eines Abgaskühlelements und eines Abgasfilters. Der Sauerstoff der eingeleiteten Luft kann mit Partikeln in dem Abgaskühlelement und in dem Abgasfilter oxidieren und diese wegspülen und somit zu einem Reinigen dieser Komponenten beitragen.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfasst das System einen Katalysator, der in oder an der vierten Zuleitung angeordnet ist und der dazu ausgebildet ist, das Abgas der Brennkraftmaschine nachzubehandeln.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfasst das System einen Abgasrückführungsfilter, der in oder an der fünften Zuleitung angeordnet ist und der dazu ausgebildet ist, den Anteil des rückführenden Abgases zu filtern.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfasst das System ein Abgaskühlelement, das in oder an der fünften Zuleitung angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, den Anteil des rückführenden Abgases zu kühlen.
  • Gemäß einer Weiterbildung umfasst das System eine weitere Zuleitung, die einen vorderen Abschnitt der fünften Zuleitung mit einem hinteren Abschnitt der fünften Zuleitung koppelt und einen Abgasrückführungsbypass zu dem Abgaskühlelement ausbildet, um einen vorgegebenen Anteil von Abgas an dem Abgaskühlelement vorbeizuführen. Ein kontrolliertes Vorbeiführen von Abgas an dem Abgaskühlelement kann nutzbringend sein, um die rückgeführten Abgasanteile nachfolgend wieder zu vermischen und eine gewünschte Temperatur des gesamt rückgeführten Abgases zu erreichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mittels einer Ausführung des zuvor beschriebenen Systems, bei dem in einem Betrieb der Brennkraftmaschine eine Rückführung von Abgas zur Brennkraftmaschine erfolgt, ein Erfassen eines Messsignals, das repräsentativ ist für eine Stellung einer Drosselklappe zum Zumessen von Ansaugluft für die Brennkraftmaschine. Das Verfahren umfasst weiter ein Steuern des Kompressor-Bypass-Ventils in Abhängigkeit des erfassten Messsignals und dadurch Rückführen eines vorgegebenen Anteils von Ansaugluft aus der zweiten Zuleitung durch die sechste Zuleitung in die fünfte Zuleitung des Leitungssystems.
  • Das Verfahren ist insbesondere mittels eines Systems, wie zuvor beschriebenen, durchführbar, sodass sämtliche Eigenschaften und Merkmale des zuvor beschriebenen Systems auch für das Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine offenbart sind und umgekehrt.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Steuern des Kompressor-Bypass-Ventils ein Öffnen des Kompressor-Bypass-Ventils und dadurch Reduzieren des Anteils von Abgas in der zweiten Zuleitung und ein Schließen des Kompressor-Bypass-Ventils, wenn ein vorgegebener Anteil von Abgas und/oder ein vorgegebener Gasdruck der in der zweiten Zuleitung befindlichen Ansaugluft erreicht ist. Der vorgegebene Gasdruck soll beispielsweise einem für den Verbrennungsprozess nutzbringenden Soll-Ladedruck mit vorgegebener Abgasrückführungsrate entsprechen.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Steuern des Kompressor-Bypass-Ventils ein Öffnen des Kompressor-Bypass-Ventils und Rückführen von Ansaugluft aus der zweiten Zuleitung durch die sechste Zuleitung in die fünfte Zuleitung und ein Schließen des Kompressor-Bypass-Ventils, wenn ein Druckausgleich zwischen der zweiten Zuleitung und der fünften Zuleitung erreicht ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines Systems für ein Kraftfahrzeug in einer schematischen Darstellung,
  • 2 ein schematisches Ablaufdiagramm für Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
  • 1 illustriert ein Ausführungsbeispiel eines Systems 1 für ein Kraftfahrzeug in einer schematischen Darstellung. Das System 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 9 sowie einen Kompressor 5 und einen Turbolader 11, welche mittels eines Leitungssystems mit einer Mehrzahl von Zuleitungen Z1–Z6 zum Führen von Gas mit der Brennkraftmaschine 9 gekoppelt sind.
  • Bezogen auf einen betriebsgemäßen Zustand des Systems 1 ist eine strömungstechnische Richtung des zu führenden Gases mit eingezeichneten Pfeilen angedeutet. Eine Kopplung der Komponenten des Systems 1 ist daher wie folgt ausgebildet: Die erste Zuleitung Z1 ist mit dem Kompressor 5 gekoppelt, welcher wiederum mit der zweiten Zuleitung Z2 gekoppelt ist. Die zweite Zuleitung Z2 ist weiter mit der Brennkraftmaschine 9 gekoppelt, welche wiederum mit der dritten Zuleitung Z3 gekoppelt ist. Die dritte Zuleitung Z3 ist weiter mit dem Turbolader 11 gekoppelt und der Turbolader 11 ist weiter mit der vierten Zuleitung Z4 gekoppelt. Mit der vierten Zuleitung Z4 ist weiter die fünfte Zuleitung Z5 gekoppelt, welche wiederum mit dem Kompressor 5 gekoppelt ist.
  • Darüber hinaus ist die sechste Zuleitung Z6 einerseits mit der zweiten Zuleitung Z2 gekoppelt, sodass die Zuleitungen Z2, Z6 einen ersten Kopplungsabschnitt K1 aufweisen. Andererseits ist die sechste Zuleitung Z6 mit der fünften Zuleitung Z5 gekoppelt, sodass die Zuleitungen Z5, Z6 einen zweiten Kopplungsabschnitt K2 aufweisen. Die Zuleitung Z6 bildet somit einen Bypass zu dem Kompressor 5 aus.
  • Das System 1 umfasst weiter ein Abgasrückführungsventil 3, das zum Zumessen eines vorgegebenen Anteils von Abgas zur Rückführung zum Kompressor 5 ausgebildet und zwischen der fünften Zuleitung Z5 und dem Kompressor 5 angeordnet ist. Der zweite Kopplungsabschnitt K2 ist hinsichtlich des rückzuführenden Abgases durch die Zuleitung Z5 strömungstechnisch insbesondere vor dem Abgasrückführungsventil 3 angeordnet beziehungsweise ausgebildet. Außerdem umfasst das System 1 ein Kompressor-Bypass-Ventil 15, das in oder an der sechsten Zuleitung Z6 angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, einen vorgegebenen Anteil einer in der zweiten Zuleitung Z2 befindlichen Ansaugluft in die fünfte Zuleitung Z5 rückzuführen.
  • Die zweite Zuleitung Z2 kann mittels der sechsten Zuleitung Z6 und mittels des Kompressor-Bypass-Ventils 15 kontrolliert entlüftet werden, sodass ein nutzbringendes Steuern der Ansaugluft für die Brennkraftmaschine 9 ermöglicht und ein zuverlässiger Betrieb des Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Das System 1 realisiert eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, um eine ungewollte Überhöhung einer Abgasrate in den Zylindern der Brennkraftmaschine 9 zu vermeiden oder zu reduzieren und Verbrennungsaussetzern entgegenzuwirken.
  • Ein solches kontrolliertes Ablassen vorhandener Ansaugluft in der zweiten Zuleitung Z2 ist zum Beispiel nutzbringend, wenn eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs beendet und das Fahrermoment reduziert wird. Eine Reduktion des Fahrermoments ist beispielsweise gegeben, wenn der Fahrer seinen Fuß vom Gaspedal nimmt. In Abhängigkeit des Beschleunigens und Bremsens wird zum Beispiel die Stellung einer Drosselklappe 7 verändert, welche zum Zumessen von Ansaugluft für die Brennkraftmaschine 9 in oder an der zweiten Zuleitung Z2 angeordnet ist. Bei einem Reduzieren des Fahrermoments und Schließen der Drosselklappe 7 steigt infolgedessen der Gasdruck und die gesamte Abgasrate im Zylinder an. Zum Beispiel stellt sich ein Gasdruck von etwa 2 bar mit einem Abgasanteil von ungefähr 20 % in der zweiten Zuleitung Z2 ein, welche zu einer Überhöhung der Abgasrate und zu Instabilitäten der Verbrennung in der Brennkraftmaschine 9 führen könnten.
  • Mittels des beschriebenen Systems 1 kann einer solchen Destabilisierung des Verbrennungsprozesses innerhalb der Brennkraftmaschine 9 entgegengewirkt und ein Beitrag für einen zuverlässigen und kraftstoffsparenden Betrieb geleistet werden, indem die Ansaugluft in der zweiten Zuleitung Z2 durch die Zuleitung Z6 kontrolliert in den Abgasrückführungspass abgelassen, welcher in dem vorliegenden System 1 mittels der fünften Zuleitung Z5 realisiert ist. Beispielsweise herrscht in der fünften Zuleitung Atmosphärendruck, sodass die Ansaugluft aus der zweiten Zuleitung Z2 mit einem höheren Gasdruck in die fünfte Zuleitung Z5 flüchtet, bis zum Beispiel ein Druckausgleich erreicht ist. Auf diese Weise ermöglicht das System 1 eine nutzbringende Steuerung der für einen Verbrennungsprozess erforderlichen Ansaugluft, welche sich vorteilhaft auf einen Betrieb der Brennkraftmaschine 9, insbesondere hinsichtlich der Reduktion von Verbrennungsaussetzern, auswirken kann.
  • Bei einem Schließen der Drosselklappe 7 wird die passierende Ansaugluft reduziert und das Abgasrückführungsventil 3 wird in Abstimmung auf einen vorgegebenen Zielwert für eine geringere externe Abgasrückführungsrate angesteuert. Zusätzlich wird das Kompressor-Bypass-Ventil 15 angesteuert und geöffnet, damit ein vorhandener Gasdruck in der zweiten Zuleitung Z2 schnell durch die sechste Zuleitung Z6 abgebaut werden kann, indem ein vorgegebener Anteil der in der zweiten Zuleitung Z2 befindlichen Ansaugluft in den Niederdruckbereich des Abgasrückführungspasses der fünften Zuleitung Z5 eingeleitet wird.
  • Aufgrund des Rückführens der Ansaugluft aus der zweiten Zuleitung Z2 durch die sechste Zuleitung Z6 in die fünfte Zuleitung Z5 kann ein größerer Anteil an Frischluft durch den Kompressor 5 fließen und eine externe Abgasrückführungsrate in der zweiten Zuleitung Z2 kann zeitnah auf einen vorgegebenen Zielwert reduziert werden, ohne eine Überhöhung der Abgasrückführungsrate in einem Zylinder der Brennkraftmaschine 9 zu verursachen. Darüber hinaus dient die in den Abgasrückführungspass eingeleitete Luft rückwärts (entgegen der angedeuteten Pfeilrichtung durch das Leitungssystem) bis zum Anfang des Abgasstrangs (zum Beispiel bis zu einer Kopplungsstelle zwischen der vierten und fünften Zuleitung Z4 und Z5) zur Reinigung vorhandener Elemente, wie eines Abgaskühlelements 29 und eines Abgasfilters 27. Der Sauerstoff der eingeleiteten Luft kann mit Partikeln in dem Abgaskühlelement 29 und in dem Abgasfilter 27 oxidieren und diese wegspülen und somit zu einem Reinigen dieser Komponenten beitragen. Das Abgaskühlelement 29 dient dem Kühlen und der Abgasfilter dem Reinigen des rückgeführten Abgases.
  • Außerdem kann das System 1 optional, auch eine weitere Zuleitung Z5B aufweisen, die einen vorderen Abschnitt der fünften Zuleitung Z5 mit einem hinteren Abschnitt der fünften Zuleitung Z5 koppelt und einen Abgasrückführungsbypass zu dem Abgaskühlelement 29 ausbildet, um einen vorgegebenen Anteil von Abgas an dem Abgaskühlelement 29 vorbeizuführen. Ein gezieltes Vorbeiführen von Abgas an dem Abgaskühlelement 29 kann nutzbringend sein, um lediglich einen Anteil des rückführenden Abgases zu kühlen und nachfolgend mit einem ungekühlten Anteil rückgeführten Abgases zu vermischen und so eine gewünschte Temperatur des gesamt rückgeführten Abgases zu erreichen.
  • Darüber hinaus weist das System 1 einen Katalysator 13 an oder in der vierten Zuleitung Z4, eine Eingangsdrosselklappe 23 an oder in der ersten Zuleitung Z1 sowie ein weiteres Kühlelement 25 an oder in der zweiten Zuleitung Z2 auf. Der Katalysator 13 dient der Nachbehandlung des Abgases der Brennkraftmaschine 9. Mittels der Eingangsdrosselklappe 23 kann die einleitende Frischluft dosiert werden und das Kühlelement 25 kann zur weiteren Temperierung der Ansaugluft in der zweiten Zuleitung Z2 beitragen.
  • 2 stellt ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine 9 mittels des Systems 1 dar, bei dem in einem Betrieb der Brennkraftmaschine 9 eine Rückführung von Abgas zur Brennkraftmaschine 9 erfolgt.
  • In einem Schritt S1 des Verfahrens wird zum Beispiel ein Messsignal erfasst, das repräsentativ ist für eine Stellung der Drosselklappe 7 zum Zumessen von Ansaugluft für die Brennkraftmaschine 9.
  • In einem weiteren Schritt S3 des Verfahrens wird das Kompressor-Bypass-Ventil 15 in Abhängigkeit des erfassten Messsignals gesteuert und beispielsweise geöffnet, wenn erfasst wurde, dass sich die Drosselklappe 7 in einer Schließstellung befindet. Auf diese Weise erfolgt ein Rückführen eines vorgegebenen Anteils von Ansaugluft aus der zweiten Zuleitung Z2 durch die sechste Zuleitung Z6 in die fünfte Zuleitung Z5 des Leitungssystems.
  • Infolgedessen wird der Anteil von Abgas in der zweiten Zuleitung Z2 vorgegeben reduziert bis ein gewünschter Gasdruck und/oder vorgegebener Anteil von Abgas in der zweiten Zuleitung Z2 erreicht ist.
  • In einem weiteren Schritt S5 kann daraufhin das Kompressor-Bypass-Ventil 15 geschlossen werden. Darüber hinaus kann ein Steuern des Abgasrückführungsventils 3 auf eine jeweilige Stellung der Drosselklappe 7 und/oder auf das Steuern des Kompressor-Bypass-Ventils 15 abgestimmt sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    System
    3
    Abgasrückführungsventil
    5
    Kompressor
    7
    Drosselklappe
    9
    Brennkraftmaschine
    11
    Turbolader
    13
    Katalysator
    15
    Kompressor-Bypass-Ventil
    21
    Luftfilter
    23
    Eingangsdrosselklappe
    25
    Kühlelement
    27
    Abgasfilter
    29
    Abgaskühlelement
    K1
    erster Kopplungsabschnitt zwischen der zweiten Zuleitung Z2 und der sechsten Zuleitung Z6
    K2
    zweiter Kopplungsabschnitt zwischen der zweiten Zuleitung Z2 und der fünften Zuleitung Z5
    Z(i)
    jeweilige Zuleitung eines Rohrsystems
    S(i)
    jeweiliger Schritt eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine

Claims (9)

  1. System (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: – eine Brennkraftmaschine (9) sowie einen Kompressor (5) und einen Turbolader (11), welche mittels eines Leitungssystems mit einer Mehrzahl von Zuleitungen (Z1–Z6) zum Führen von Gas mit der Brennkraftmaschine (9) gekoppelt sind, wobei bezogen auf eine strömungstechnische Richtung in einem betriebsgemäßen Zustand des Systems (1) eine Kopplung wie folgt ausgebildet ist: erste Zuleitung (Z1) – Kompressor (5) – zweite Zuleitung (Z2) – Brennkraftmaschine (9) – dritte Zuleitung (Z3) – Turbolader (11) – vierte Zuleitung (Z4) – fünfte Zuleitung (Z5) – Kompressor (5), wobei eine sechste Zuleitung (Z6) die zweite Zuleitung (Z2) mit der fünften Zuleitung (Z5) koppelt und einen Bypass zu dem Kompressor (5) ausbildet, – ein Abgasrückführungsventil (3), das zum Zumessen eines vorgegebenen Anteils von Abgas zur Rückführung zum Kompressor (5) zwischen der fünften Zuleitung (Z5) und dem Kompressor (5) angeordnet ist, und – ein Kompressor-Bypass-Ventil (15), das in der sechsten Zuleitung (Z6) angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, einen vorgegebenen Anteil der in der zweiten Zuleitung (Z2) befindlichen Ansaugluft in die fünfte Zuleitung (Z5) rückzuführen.
  2. System (1) nach Anspruch 1, umfassend: eine Drosselklappe (7), die zum Zumessen von Ansaugluft für die Brennkraftmaschine (9) in oder an der zweiten Zuleitung (Z2) angeordnet ist.
  3. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: einen Katalysator (13), der in oder an der vierten Zuleitung (Z4) angeordnet ist und der dazu ausgebildet ist, das Abgas der Brennkraftmaschine (9) nachzubehandeln.
  4. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: einen Abgasrückführungsfilter (27), der in oder an der fünften Zuleitung (Z5) angeordnet ist und der dazu ausgebildet ist, den Anteil des rückführenden Abgases zu filtern.
  5. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: ein Abgaskühlelement (29), das in oder an der fünften Zuleitung (Z5) angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, den Anteil des rückführenden Abgases zu kühlen.
  6. System (1) nach Anspruch 5, umfassend: eine weitere Zuleitung (Z5B), die einen vorderen Abschnitt der fünften Zuleitung (Z5) mit einem hinteren Abschnitt der fünften Zuleitung (Z5) koppelt und einen Abgasrückführungsbypass zu dem Abgaskühlelement (29) ausbildet, um einen vorgegebenen Anteil von Abgas an dem Abgaskühlelement (29) vorbeizuführen.
  7. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (9) mittels eines Systems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem in einem Betrieb der Brennkraftmaschine (9) eine Rückführung von Abgas zur Brennkraftmaschine (9) erfolgt, umfassend: – Erfassen eines Messsignals, das repräsentativ ist für eine Stellung der Drosselklappe (7) zum Zumessen von Ansaugluft für die Brennkraftmaschine (9), und – Steuern des Kompressor-Bypass-Ventils (15) in Abhängigkeit des erfassten Messsignals und dadurch Rückführen eines vorgegebenen Anteils von Ansaugluft aus der zweiten Zuleitung (Z2) durch die sechste Zuleitung (Z6) in die fünfte Zuleitung (Z5).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Steuern des Kompressor-Bypass-Ventils (15) umfasst: – Öffnen des Kompressor-Bypass-Ventils (15) und dadurch Reduzieren des Anteils von Abgas in der zweiten Zuleitung (Z2), und – Schließen des Kompressor-Bypass-Ventils (15) bis ein vorgegebener Anteil von Abgas und/oder ein vorgegebener Gasdruck der in der zweiten Zuleitung (Z2) befindlichen Ansaugluft erreicht ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Steuern des Kompressor-Bypass-Ventils (15) umfasst: – Öffnen des Kompressor-Bypass-Ventils (15) und Rückführen von Ansaugluft aus der zweiten Zuleitung (Z2) durch die sechste Zuleitung (Z6) in die fünfte Zuleitung (Z5), und – Schließen des Kompressor-Bypass-Ventils (15), wenn ein Druckausgleich zwischen der zweiten Zuleitung (Z2) und der fünften Zuleitung (Z5) ausgebildet ist.
DE102016219774.6A 2016-10-12 2016-10-12 System für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug Active DE102016219774B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016219774.6A DE102016219774B4 (de) 2016-10-12 2016-10-12 System für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016219774.6A DE102016219774B4 (de) 2016-10-12 2016-10-12 System für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016219774A1 true DE102016219774A1 (de) 2018-04-12
DE102016219774B4 DE102016219774B4 (de) 2020-12-17

Family

ID=61695694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016219774.6A Active DE102016219774B4 (de) 2016-10-12 2016-10-12 System für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016219774B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019103833A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors sowie Abgasnachbehandlungssystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012206974A1 (de) * 2012-04-26 2013-10-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasrückführungsanlage
US20160084203A1 (en) * 2013-05-08 2016-03-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Supercharged internal combustion engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012206974A1 (de) * 2012-04-26 2013-10-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasrückführungsanlage
US20160084203A1 (en) * 2013-05-08 2016-03-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Supercharged internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019103833A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors sowie Abgasnachbehandlungssystem

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016219774B4 (de) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017124057A1 (de) Verfahren und system zur abgaswärmetauscherdiagnose
DE10340796B4 (de) Fehlererfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102014117230A1 (de) Steuerungsverfahren eines Turboladers
DE102018218665B4 (de) Sekundärlufteinspritzsystem
DE102013108797B4 (de) EGR-Vorrichtung und Eigenschaftsdetektor für ein EGR-Ventil
DE102009014277B4 (de) Vorrichtung zum Betreiben einer Diesel-Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung
DE102007045623A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern einer Abgasrückführung einer Verbrennungskraftmaschine
DE102015120497B4 (de) Vorrichtung zum Herabkühlen einer Fahrzeugeinlasslufttemperatur und Verfahren, welches diese verwendet
DE10341010B4 (de) Fehlererfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP2395224A2 (de) Kraftwagen sowie Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102011017779A1 (de) Verfahren zur Bestimmung des Niederdruck-Abgasrückführungsmassenstroms in dem Luftsystem einer Brennkraftmaschine
DE102014013675B4 (de) Abgasrezirkulations-Regel- bzw. Steuervorrichtung, Motor, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern einer EGR Vorrichtung und Computerprogrammprodukt
DE102004009791A1 (de) Verfahren zur beschleunigten Erwärmung einer Reinigungseinrichtung im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE102010027976A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Zuführstrang zur Zuführung eines Luftgemischs sowie mit einem Abgasstrang
DE102012015259A1 (de) Verfahren zum Behandeln von Abgas und Anordnung einer Abgasanlage an einer Verbrennungskraftmaschine
DE102008057572B4 (de) Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
WO2013178420A1 (de) Abgasrückführvorrichtung für einen verbrennungsmotor
DE102017003285A1 (de) Gasführung für eine Brennkraftmaschine
DE102018104622A1 (de) Verfahren zum Entlüften eines Kraftstofftanksystems einer Brennkraftmaschine basierend auf dem Messsignal eines Lambdasensors
DE102016219774B4 (de) System für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug
DE102010045503B4 (de) Vorrichtung zur Abgasrückführung an einer Brennkraftmaschine mit kombinierter Stauklappe und Bypassventil
DE112019004483T5 (de) Verfahren zur Betriebssteuerung einer Abgasrückführvorrichtung und Abgasrückführvorrichtung
DE102015216730A1 (de) Kraftfahrzeug mit Abgasrückführung
DE102005032666B4 (de) Abgasrückführungssystem
DE102020215376B4 (de) Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE