DE102017003285A1 - Gasführung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasführung für wenigstens einen Zylinder (2) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit:wenigstens einer Zufuhrpassage (100) zur Zufuhr von Gas zu dem Zylinder (2);wenigstens einer Abgaspassage (200) zur Abfuhr von Gas aus dem Zylinder (2);wenigstens einer Überbrückung, insbesondere Bypasspassage (300), zur Verbindung der Zufuhrpassage (100) und der Abgaspassage (200), und einem Schaltmittel (6, 10) zum Umschalten der Gasführung in einen Abgasrückführ-Betriebsmodus zur Zufuhr von Gas aus der Abgaspassage (200) durch die Überbrückung (300) in die Zufuhrpassage (100) undin einen Nachluft-Betriebsmodus zur Zufuhr von Gas aus der Zufuhrpassage (100) durch die Überbrückung (300) in die Abgaspassage (200).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasführung für wenigstens einen Zylinder einer Brennkraftmaschine, ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und der Gasführung, ein Verfahren zum wahlweisen Umschalten der Gasführung sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.
  • Aus betriebsinterner Praxis ist einerseits eine sogenannte Abgasrückführung (AGR bzw. „Exhaust Gas Recirculation“, EGR) bekannt, bei der Abgas stromabwärts von Zylindern entnommen und stromaufwärts vor den Zylindern wieder zurückgeführt wird.
  • Gleichermaßen ist aus betriebsinterner Praxis eine sogenannte Nach- oder Sekundärluft bekannt, bei der Verbrennungsluft stromaufwärts vor Zylindern entnommen und stromabwärts von den Zylindern zugeführt wird.
  • Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasführung für eine Brennkraftmaschine zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Gasführung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 13 - 15 stellen ein Kraftfahrzeug mit einer hier beschriebenen Gasführung, ein Verfahren zum wahlweisen Umschalten einer hier beschriebenen Gasführung sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Gasführung für einen oder mehrere, insbesondere alle, Zylinder einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wenigstens eine Zufuhrpassage auf, durch die Gas, insbesondere Frischluft, insbesondere ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit Frischluft, zu dem bzw. den Zylindern zuführbar ist bzw. zugeführt wird bzw. die hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Gasführung wenigstens eine Abgaspassage auf, durch die Gas, insbesondere Abgas, aus dem bzw. den Zylindern abführbar ist bzw. abgeführt wird bzw. die hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Gasführung wenigstens eine Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, insbesondere (Gas)Leitung, zur Verbindung der Zufuhrpassage, insbesondere stromaufwärts vor dem bzw. den Zylinder(n), und der Abgaspassage, insbesondere stromabwärts nach dem bzw. den Zylinder(n), und ein Schaltmittel auf, durch das die Gasführung, insbesondere die Überbrückung, insbesondere die Bypasspassage,
    • - in einen Abgasrückführ-Betriebsmodus, in dem Gas aus der Abgaspassage durch die Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, insbesondere Leitung, in die Zufuhrpassage zu(rück)führbar ist bzw. zu(rück)geführt wird bzw. der hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird, und, insbesondere alternativ bzw. wahlweise, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder eines Abgasreinigungsmittels,
    • - in einen Nachluft-Betriebsmodus, in dem (umgekehrt) Gas aus der Zufuhrpassage durch die Überbrückung, insbesondere die(selbe) Bypasspassage, insbesondere Leitung, in die Abgaspassage zuführbar ist bzw. zugeführt wird bzw. der hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird, umschaltbar ist bzw. umgeschaltet wird bzw. das (Schaltmittel) hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird. In einer Ausführung ist die Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, strömungstechnisch parallel zu dem bzw. den Zylindern angeordnet bzw. ist bzw. wird zur Verbindung der Zufuhrpassage und der Abgaspassage unter Umgehung des bzw. eines oder mehrerer, insbesondere aller, Zylinder der Brennkraftmaschine eingerichtet bzw. verwendet.
  • Somit können in einer Ausführung durch dieselbe Überbrückung, insbesondere dieselbe Bypasspassage, wahlweise, insbesondere je nach Betriebspunkt, in dem Abgasrückführ-Betriebsmodus Abgas aus dem bzw. den Zylindern diesen wieder zugeführt und so in einer Ausführung Schadstoffemissionen und/oder Kraftstoffverbrauch reduziert und in dem Nachluft-Betriebsmodus Frischluft alleine oder zusammen mit Kraftstoff nach dem bzw. den Zylindern zugeführt und so in einer Ausführung Schadstoffe, insbesondere Kohlenwasserstoffe, oxidiert und/oder Restkraftstoff im Abgas verbrannt und so insbesondere ein nachgelagertes Abgasreinigungsmittel rasch(er) erwärmt und so wiederum Schadstoffemissionen, insbesondere beim (Kalt)Start der Brennkraftmaschine, reduziert werden.
  • Durch die Nutzung derselben Überbrückung, insbesondere derselben Bypasspassage, sowohl zur Abgasrückführung als auch zur Nach- bzw. Senkundär(frisch)luftzuführung nach dem bzw. den Zylindern können in einer Ausführung Bauraum, Kosten und/oder Gewicht und so insbesondere wiederum Kraftstoff gespart werden.
  • In einer Ausführung ist die Brennkraftmaschine ein Ottomotor, was eine besonders vorteilhafte Anwendung darstellt. In einer anderen Ausführung ist die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor.
  • In einer Ausführung schaltet das Schaltmittel die Gasführung, insbesondere die Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, insbesondere alternativ bzw. wahlweise, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasreinigungsmittels, in einen Sperr-Betriebsmodus um bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. wird hierzu verwendet, in dem eine Durchströmung der Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, gesperrt ist.
  • Hierdurch können in einer Ausführung Strömungsverluste in und/oder Beanspruchungen der Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, reduziert werden, insbesondere, sofern in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasreinigungsmittels weder eine Abgasrückführung noch eine Nach- bzw. Senkundär(frisch)luftzuführung vorteilhaft bzw. angefordert ist bzw. wird.
  • In einer Ausführung weist das Schaltmittel eine oder mehrere Pumpen auf, durch die Gas in dem Abgasrückführ-Betriebsmodus und/oder in dem Nachluft-Betriebsmodus durch die Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, förderbar ist bzw. gefördert wird bzw. die hierzu eingerichtet ist/sind bzw. verwendet wird/werden.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung in dem Abgasrückführ-Betriebsmodus und/oder in dem Nachluft-Betriebsmodus eine gewünschte Zwangsströmung bzw. (Durch)Strömungsrichtung gegen ein dieser entgegenwirkendes Druckgefälle bzw. auch ohne ein diese (in einem gewünschten Maße) bewirkendes Druckgefälle zwischen Abgas- und Zufuhrpassage realisiert bzw. ein Druckgefälle unterstützt werden.
  • In einer Ausführung ist bzw. wird eine Förderrichtung der Pumpe zum bzw. durch das Umschalten bzw. zwischen Abgasrückführ- und Nachluft-Betriebsmodus umkehrbar bzw. umgekehrt.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung eine wahlweise gegensinnige Durchströmung der Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, realisiert bzw. unterstützt werden.
  • Gleichermaßen kann in einer Ausführung die Pumpe auch nur eine einheitliche bzw. feste Förderrichtung aufweisen. Dann kann in einer Weiterbildung eine gegensinnige Durchströmung der Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, durch entsprechende Mehrwegeventile realisiert bzw. unterstützt werden, beispielsweise wenigstens ein Wegeventil mit unterschiedlichen Durchflusswegen, durch das bzw. die Ein- und/oder Ausgänge der Pumpe wahlweise mit der Zufuhr- oder Abgasspassage verbindbar sind bzw. verbunden werden. Gleichermaßen kann in einer Ausführung die Pumpe auch nur in dem Abgasrückführ-Betriebsmodus oder nur in dem Nachluft-Betriebsmodus wirken und in dem anderen Betriebsmodus passiv bzw. antriebslos sein oder strömungstechnisch überbrückt werden bzw. sein.
  • In einer Ausführung weist das Schaltmittel ein oder mehrere Stellventile, insbesondere zum wahlweisen Öffnen bzw. Sperren der Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, und/oder Ein- und/oder Ausgängen der Pumpe, auf.
  • Zusätzlich oder alternativ weist die Gasführung in einer Ausführung ein oder mehrere, insbesondere gegensinnige und/oder parallele, Rückschlagventile auf.
  • Sowohl durch solche Ventile als auch entsprechend(steuerbar)e Pumpen kann in einer Ausführung eine gewünschte Durchströmung(srichtung) in der Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, realisiert werden.
  • In einer Ausführung weist die Gasführung wenigstens einen Gaskühler auf, der wenigstens in dem Abgasrückführ-Betriebsmodus, insbesondere nicht oder auch in dem Nachluft-Betriebsmodus, durch die Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, strömendes Gas, insbesondere Abgas aus der Abgaspassage, kühlen kann bzw. kühlt bzw. hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
  • Hierdurch können in einer Ausführung Schadstoffemissionen und/oder Kraftstoffverbrauch (weiter) reduziert werden. In einer Weiterbildung ist der Gaskühler stromaufwärts vor einem Eingang der Pumpe bzw. die Pumpe auf der kalten Seite bzw. stromabwärts nach einem Ausgang des Gaskühler s angeordnet, so dass die Pumpe vorteilhaft nur mit gekühltem Abgas beaufschlagt wird.
  • In einer Ausführung weist die Gasführung wenigstens ein Abgasreinigungsmittel, insbesondere einen Katalysator, auf, wobei die Abgaspassage zur Zufuhr von Gas zu dem Abgasreinigungsmittel eingerichtet ist.
  • Hierdurch können in einer Ausführung Schadstoffemissionen und/oder Kraftstoffverbrauch (weiter) reduziert werden.
  • In einer Ausführung weist die Gasführung wenigstens einen Kompressor zur Druckerhöhung in der Zufuhrpassage auf. In einer Weiterbildung ist die Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, stromaufwärts vor dem Kompressor oder stromabwärts nach dem Kompressor mit der Zufuhrpassage verbunden.
  • Zusätzlich oder alternativ weist die Gasführung in einer Ausführung wenigstens eine durch Abgas in der Abgaspassage antreibbare bzw. angetriebene Turbine, insbesondere zum Antreiben des Kompressors, auf. In einer Weiterbildung ist die Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, stromaufwärts vor der Turbine oder stromabwärts nach der Turbine mit der Abgaspassage verbunden.
  • Somit kann in einer Ausführung insbesondere eine sogenannte Hochdruck-Abgasrückführung, bei der Abgas unter höherem Druck vor der Turbine entnommen und nach dem Kompressor zurückgeführt wird, eine sogenannte Niederdruck-Abgasrückführung, bei der Abgas unter niedrigerem Druck nach der Turbine entnommen und vor dem Kompressor zurückgeführt wird, oder auch eine Kombination hieraus realisiert werden, insbesondere mithilfe der wenigstens einen Pumpe.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Gasführung, insbesondere die Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasreinigungsmittels wahlweise in den Abgasrückführ-Betriebsmodus und in den Nachluft-Betriebsmodus umgeschaltet, insbesondere in den Abgasrückführ-Betriebsmodus umgeschaltet, falls ein ein- oder mehrdimensionaler Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasreinigungsmittels, insbesondere eine oder mehrere Temperaturen, ein Verbrennungsluftverhältnis λ von Verbrennungsluft zu Kraftstoff, ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl, in einem Abgasrückführ-Bereich liegt und/oder in den Nachluft-Betriebsmodus umgeschaltet, falls der Betriebsparameter in einem hiervon verschiedenen Nachluft-Bereich liegt. Entsprechend weist in einer Ausführung die Gasführung ein Steuermittel zum wahlweisen Umschalten der Gasführung, insbesondere des Schaltmittels und/oder der Überbrückung, insbesondere Bypasspassage, in den Abgasrückführ-Betriebsmodus und in den Nachluft-Betriebsmodus in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasreinigungsmittels, insbesondere in den Abgasrückführ-Betriebsmodus, falls ein ein- oder mehrdimensionaler Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasreinigungsmittels, insbesondere eine oder mehrere Temperaturen, ein Verbrennungsluftverhältnis λ von Verbrennungsluft zu Kraftstoff, ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl, in einem Abgasrückführ-Bereich liegt und/oder in den Nachluft-Betriebsmodus, falls der Betriebsparameter in einem hiervon verschiedenen Nachluft-Bereich liegt, auf bzw. ist, insbesondere hard- und/oder Software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet.
  • So kann in einer Ausführung das Steuermittel insbesondere bei einem (Kalt)Start der Brennkraftmaschine bzw. kaltem Abgasreinigungsmittel bzw. zu dessen Erwärmung in den Nachluft-Betriebsmodus und/oder in einem Teillastbereich der Brennkraftmaschine (bei warmem Abgasreinigungsmittel) in den Abgasrückführ-Betriebsmodus umschalten.
  • Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangs-signale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere die Gasführung bzw. deren Schaltmittel steuern kann.
  • In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das Steuermittel.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
    • 1 eine Gasführung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
    • 2 ein Verfahren zum Umschalten eines Schaltmittels der Gasführung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
    • 3 eine Gasführung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt eine Gasführung für mehrere Zylinder 2 einer Brennkraftmaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • Die Gasführung weist wenigstens eine Zufuhrpassage 100 zur Zufuhr von Verbrennungsluft zu den Zylindern 2, wenigstens eine Abgaspassage 200 zur Abfuhr von Abgas aus den Zylindern 2, einen Turbolader mit einem Kompressor 1 zur Druckerhöhung in der Zufuhrpassage 100 und einer durch Abgas in der Abgaspassage 200 antreibbaren Turbine 3 zum Antreiben des Kompressors 1 sowie einen Katalysator 4 auf, der auf die Abgaspassage 200 folgt, so dass ihm durch diese Abgas zugeführt wird bzw. die Abgaspassage 200 hierzu eingerichtet ist.
  • Die Gasführung weist weiter wenigstens eine Bypasspassage 300 zur Verbindung der Zufuhrpassage 100 stromaufwärts vor den Zylindern 2 und der Abgaspassage 200 stromabwärts nach den Zylindern 2 und ein Schaltmittel zum Umschalten der Gasführung in einen Abgasrückführ-Betriebsmodus zur Zufuhr von Gas aus der Abgaspassage 200 durch diese Bypasspassage 300 in die Zufuhrpassage 100 und in einen Nachluft-Betriebsmodus zur Zufuhr von Gas aus der Zufuhrpassage 100 durch dieselbe Bypasspassage 300 in die Abgaspassage 200 auf, welches im Ausführungsbeispiel ein Stellventil 6 aufweist, das durch eine ECU 11 gesteuert wird.
  • Das Schaltmittel weist weiter eine Pumpe 10 zum Fördern von Gas durch die Bypasspassage 300 auf, deren Förderrichtung im Ausführungsbeispiel der 1 umkehrbar ist und die ebenfalls durch die ECU 11 gesteuert wird.
  • Stellventil 6 und Pumpe 10 sind durch zwei strömungstechnisch parallele Zweige 401, 402 mit gegensinnig wirkenden Rückschlagventilen 8, 9 verbunden, so dass jeweils nur einer der beiden Zweige 401, 402 durchströmt wird.
  • In dem Zweig 401 ist ein Gaskühler 7 zum Kühlen von Abgas angeordnet.
  • Im Ausführungsbeispiel ist die Bypasspassage 300 stromabwärts nach dem Kompressor 1 mit der Zufuhrpassage 100 und stromaufwärts vor der Turbine 3 mit der Abgaspassage 200 verbunden, wie in 1 durch ausgezogene Linien angedeutet.
  • In einer Abwandlung kann die Bypasspassage 300 auch stromaufwärts vor dem Kompressor 1 mit der Zufuhrpassage 100 und/oder stromabwärts nach der Turbine 3 mit der Abgaspassage 200 verbunden sein, wie in 1 durch gestrichelte Linien angedeutet.
  • Insbesondere kann also eine Hochdruck-Abgasrückführung (ausgezogen in 1) oder eine Niederdruck-Abgasrückführung (gestrichelt in 1) oder eine Kombination aus Hoch- und Niederdruck-Abgasrückführung verwirklicht sein.
  • Die ECU 11 erhält von einem oder mehreren Sensoren Betriebszustände, insbesondere -parameter, der Brennkraftmaschine und/oder des Katalysators 4. Im Ausführungsbeispiel ist exemplarisch ein Katalysatortemperatur- oder Lambdasensor 5 gezeigt, zusätzlich oder alternativ kann insbesondere auch ein MAP-Sensor (Manifold-Absolute-Pressure Sensor) zur Erfassung des Absolutdrucks in der Zufuhrpassage 100 verwendet werden.
  • Die ECU 11 führt ein nachfolgend mit Bezug auf 2 erläutertes Verfahren zum Umschalten des Schaltmittels 6, 10 durch.
  • In einem ersten Schritt S10 prüft sie, ob aufgrund des sensorisch ermittelten Betriebszustands der Brennkraftmaschine und/oder des Katalysators 4 ein Abgasrückführ-Betriebsmodus durchgeführt werden soll. Dies kann beispielsweise in einem Teillastbetrieb bei warmem Katalysator 4 der Fall sein.
  • In diesem Fall (S10: „Y“) schaltet die ECU 11 in einen Abgasrückführ-Betriebsmodus um, in dem sie das Stellventil 6 öffnet und die Pumpe 10 zum Fördern von Abgas aus der Abgaspassage 200 durch die Bypasspassage 300 in die Zufuhrpassage 100 ansteuert (S20).
  • Dies ist in 1 durch ausgezogene Strömungs(richtungs)pfeile angedeutet. Man erkennt, dass Abgas aus der Abgaspassage 200 durch die Bypasspassage 300 und Zweig 401, in dem der Gaskühler 7 das Abgas kühlt, in die Zufuhrpassage 100 strömt. Anschließend führt die ECU 11 bzw. das Verfahren Schritt S10 erneut aus. Falls aufgrund des sensorisch ermittelten Betriebszustands der Brennkraftmaschine und/oder des Katalysators 4 kein Abgasrückführ-Betriebsmodus durchgeführt werden soll (S10: „N“), prüft die ECU 11 in einem Schritt S30, ob aufgrund des sensorisch ermittelten Betriebszustands der Brennkraftmaschine und/oder des Katalysators 4 ein Nachluft-Betriebsmodus durchgeführt werden soll. Dies kann beispielsweise bei einem Start der Brennkraftmaschine bei kaltem Katalysator 4 der Fall sein.
  • In diesem Fall (S30: „Y“) schaltet die ECU 11 in einen Nachluft-Betriebsmodus um, in dem sie das Stellventil 6 öffnet, aber die Pumpe 10 umgekehrt zum Fördern von Verbrennungsluft aus der Zufuhrpassage 100 durch die Bypasspassage 300 in die Abgaspassage 200 ansteuert (S40).
  • Dies ist in 1 durch strich-doppelpunktierte Strömungs(richtungs)doppelpfeile angedeutet. Man erkennt, dass Verbrennungsluft von der Pumpe 10 aus der Zufuhrpassage 100 durch die Bypasspassage 300 und Zweig 402 in die Abgaspassage 200 gefördert wird. Anschließend führt die ECU 11 bzw. das Verfahren Schritt S10 erneut aus.
  • Falls aufgrund des sensorisch ermittelten Betriebszustands der Brennkraftmaschine und/oder des Katalysators 4 auch kein Nachluft-Betriebsmodus durchgeführt werden soll (S10, S30: „N“), schaltet die ECU 11 in einen Sperr-Betriebsmodus um, in dem sie das Stellventil 6 schließt und die Pumpe 10 stillsetzt (S50). Anschließend führt die ECU 11 bzw. das Verfahren Schritt S10 erneut aus.
  • 3 zeigt eine Gasführung für mehrere Zylinder 2 einer Brennkraftmaschine nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Mit der Ausführung der 1 übereinstimmenden Merkmale sind durch identische Bezugszeichen identifiziert, so dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird.
  • In der Ausführung der 3 ist die Förderrichtung und Pumpe 10 fest. Zudem ist das Stellventil 6 ein 4/3-Wegeventil, das drei Schaltstellungen aufweist: in einer in 3 gezeigten ersten Schaltstellung ist ein Eingang des Gaskühler s 7 über die Bypasspassage 300 mit der Abgaspassage 200 verbunden und ein Ausgang somit eine Durchströmung der Pumpe 10 gesperrt. In einer alternativen zweiten Schaltstellung ist der Ausgang der Pumpe 10 mit der Abgaspassage 200 verbunden und der Eingang und somit eine Durchströmung des Gaskühler s 7 gesperrt, in einer alternativen dritten Schaltstellung sind sowohl der Eingang des Gaskühler s 7 als auch der Ausgang der Pumpe 10 gegen die bzw. von der Abgaspassage 200 (ab)gesperrt.
  • Im Abgasrückführ-Betriebsmodus (2: S20) schaltet die ECU 11 das Stellventil 6 in die in 1 gezeigte erste Schaltstellung, während die Pumpe 10 nicht angetrieben wird, so dass Abgas aufgrund der Druckdifferenz aus der Abgaspassage 200 durch die Bypasspassage 300 und den Gaskühler 7 in die Zufuhrpassage 100 strömt.
  • Im Nachluft-Betriebsmodus (2: S40) schaltet die ECU 11 das Stellventil 6 in die zweite Schaltstellung und steuert die Pumpe 10 zum Fördern von Verbrennungsluft aus der Zufuhrpassage 100 durch die Bypasspassage 300 in die Abgaspassage 200 an.
  • Im Sperr-Betriebsmodus (2: S50) schließt die ECU 11 das Stellventil 6 in die dritte Schaltstellung und setzt die Pumpe 10 still.
  • Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
  • So kann beispielsweise statt einer Pumpe mit umkehrbarer Förderrichtung auch eine Pumpe mit feste Förderrichtung sowohl im Abgasrückführ-Betriebsmodus als auch im Nachluft-Betriebsmodus Gas durch die Bypasspassage 300 fördern, indem durch Stellventile ein Ein- und ein Ausgang der Pumpe wahlweise mit der Zufuhrpassage 100 und der Abgaspassage 200 verbunden werden.
  • Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kompressor
    2
    Zylinder
    3
    Turbine
    4
    Katalysator
    5
    Sensor
    6
    Stellventil
    7
    Gaskühler
    8, 9
    Rückschlagventil
    10
    Pumpe
    11
    ECU (Steuermittel)
    100
    Zufuhrpassage
    200
    Abgaspassage
    300
    Bypasspassage
    401, 402
    Zweig

Claims (15)

  1. Gasführung für wenigstens einen Zylinder (2) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit: wenigstens einer Zufuhrpassage (100) zur Zufuhr von Gas zu dem Zylinder (2); wenigstens einer Abgaspassage (200) zur Abfuhr von Gas aus dem Zylinder (2); wenigstens einer Überbrückung, insbesondere Bypasspassage (300), zur Verbindung der Zufuhrpassage (100) und der Abgaspassage (200); und einem Schaltmittel (6, 10) zum Umschalten der Gasführung in einen Abgasrückführ-Betriebsmodus zur Zufuhr von Gas aus der Abgaspassage (200) durch die Überbrückung (300) in die Zufuhrpassage (100) und in einen Nachluft-Betriebsmodus zur Zufuhr von Gas aus der Zufuhrpassage (100) durch die Überbrückung (300) in die Abgaspassage (200).
  2. Gasführung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Schaltmittel (6, 10) zum Umschalten in einen Sperr-Betriebsmodus eingerichtet ist, in dem eine Durchströmung der Überbrückung (300) gesperrt ist.
  3. Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltmittel (6, 10) wenigstens eine Pumpe (10) zum Fördern von Gas durch die Überbrückung (300) in dem Abgasrückführ-Betriebsmodus und/oder dem Nachluft-Betriebsmodus aufweist.
  4. Gasführung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Förderrichtung der Pumpe (10) umkehrbar oder fest ist.
  5. Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltmittel (6, 10) wenigstens ein Stellventil (6) aufweist.
  6. Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Gaskühler (7) zum Kühlen von durch die Überbrückung (300) strömendem Gas wenigstens in dem Abgasrückführ-Betriebsmodus.
  7. Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Abgasreinigungsmittel, insbesondere einem Katalysator (4), wobei die Abgaspassage (200) zur Zufuhr von Gas zu dem Abgasreinigungsmittel (4) eingerichtet ist.
  8. Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einem Kompressor (1) zur Druckerhöhung in der Zufuhrpassage (100).
  9. Gasführung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Überbrückung (300) stromaufwärts vor oder stromabwärts nach dem Kompressor (1) mit der Zufuhrpassage (100) verbunden ist.
  10. Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einer durch Abgas in der Abgaspassage (200) antreibbaren Turbine (3), insbesondere zum Antreiben des Kompressors (1).
  11. Gasführung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Überbrückung (300) stromaufwärts vor oder stromabwärts nach der Turbine (3) mit der Abgaspassage (200) verbunden ist.
  12. Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Steuermittel (11) zum wahlweisen Umschalten der Gasführung in den Abgasrückführ-Betriebsmodus und in den Nachluft-Betriebsmodus in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasreinigungsmittels (4).
  13. Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder (2) und einer Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Zufuhr von Gas zu dem Zylinder (2) und Abfuhr von Gas aus dem Zylinder (2).
  14. Verfahren zum wahlweisen Umschalten einer Gasführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in den Abgasrückführ-Betriebsmodus (S20) und in den Nachluft-Betriebsmodus (S40) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasreinigungsmittels (4).
  15. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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