DE102017129023A1 - Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Jin Ha Kim
Seung Jae KANG
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Eine Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug kann aufweisen: einen Ansaugdurchgang (110), welcher derart ausgebildet ist, dass ein Strömungsrohr (112) für eine Strömung von Ansaugluft in einen ersten und einen zweiten Teildurchgang (114, 116) aufgeteilt ist, wobei der erste und der zweite Teildurchgang (114, 116) mit derselben Brennkammer in Verbindung stehen, ein variables Ventil (160), welches in dem ersten Teildurchgang (114) bereitgestellt ist, um einen Öffnungsgrad des ersten Teildurchgangs (114) gemäß einem Drehwinkel eines mit einer Zentralwelle des variablen Ventils (160) verbundenen Motors (140) einzustellen, und ein Betriebsventil (170), welches in dem zweiten Teildurchgang (116) bereitgestellt ist, um den zweiten Teildurchgang (116) durch eine AN/AUS-Steuerung zu öffnen oder zu schließen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Vorrichtung zum Steuern von in einen Verbrennungsmotor eingeführter Ansaugluft.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein Verbrennungsmotor kann mit einer Mehrzahl von Brennkammern und einem Durchgang für einströmende Ansaugluft zu jeder der Brennkammern bereitgestellt sein. Der Durchgang kann mit einem Ventil bereitgestellt sein, welches eine Strömungsrate von Ansaugluft durch Einstellen eines Strömungsquerschnittsbereichs für Ansaugluft steuert.
  • Eine Menge von in jede Brennkammer des Verbrennungsmotors eingeführter Ansaugluft kann gemäß der Fahrbedingung eines Fahrzeugs gesteuert werden, in welchem Fall, die Menge von Ansaugluft durch das Ventil eingestellt werden kann. Das Einstellen einer geeigneten Strömung von in die Brennkammer eingeführter Ansaugluft für jede Fahrbedingung ist ein wichtiger Gesichtspunkt für das Fahrzeug.
  • Die vorangehenden Ausführungen sind lediglich dazu beabsichtigt, das Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung zu verbessern und sind nicht dazu vorgesehen, anzudeuten, dass die vorliegende Erfindung von dem dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik erfasst ist.
  • Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbarten Informationen dienen lediglich einem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Anerkenntnis oder als irgendeine Form von Hinweis aufgefasst werden, dass diese Informationen den dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bilden.
  • Kurze Zusammenfassung
  • Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf eine Bereitstellung einer Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gerichtet, welche dazu eingerichtet ist, eine einfache Struktur aufzuweisen und gleichzeitig eine Strömung von Ansaugluft gemäß dem Modus bzw. Fahrmodus eines Fahrzeugs zu steuern.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug aufweisen: einen Ansaugdurchgang, welcher derart ausgebildet ist, dass ein Strömungsrohr für eine Strömung von Ansaugluft in einen ersten und einen zweiten Teildurchgang aufgeteilt ist, wobei der erste und der zweite Teildurchgang mit derselben Brennkammer in Verbindung stehen, ein variables Ventil, welches in dem ersten Teildurchgang bereitgestellt ist, um einen Öffnungsgrad des ersten Teildurchgangs einzustellen, und ein Betriebsventil, welches in dem zweiten Teildurchgang bereitgestellt ist, um den zweiten Teildurchgang durch eine AN/AUS-Steuerung zu öffnen oder zu schließen.
  • Der Öffnungsgrad des ersten Teildurchgangs wird durch einen Drehwinkel eines Motors, etwa eines Elektromotors, bestimmt, welcher mit einer Zentralwelle des variablen Ventils verbunden ist.
  • Die Luftansaugsteuerungsvorrichtung kann ferner aufweisen: eine Steuerungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, den Drehwinkel des Motors gemäß einem Fahrmodus eines Fahrzeugs zu steuern (z.B. zu regeln), um einen Drehwinkel des variablen Ventils einzustellen, und das Betriebsventil in einer AN/AUS-Weise zu steuern.
  • Das Betriebsventil kann ein Unterdruckventil sein.
  • Der erste Teildurchgang kann eine Füllöffnung sein, welche mit der Brennkammer in Verbindung steht, und der zweite Teildurchgang kann eine Verwirbelungsöffnung sein, welche mit einem exzentrischen Punkt in der Brennkammer in Verbindung steht, um eine Verwirbelung in der Brennkammer zu induzieren.
  • Die Steuerungseinheit kann dazu eingerichtet sein, in einem zu einer typischen Fahrbedingung des Fahrzeugs korrespondierenden Normalmodus den Drehwinkel des Motors zu steuern, um einen Öffnungsgrad des variablen Ventils einzustellen, und kann bewirken, dass der zweite Teildurchgang in einem offenen Zustand verbleibt.
  • Die Steuerungseinheit kann dazu eingerichtet sein, den Drehwinkel des Motors des variablen Ventils zu steuern (z.B. zu regeln), um den ersten Teildurchgang zu schließen, und kann den zweiten Teildurchgang in einem Regenerationsmodus einer an einem Auslassdurchgang bereitgestellten Stickoxidfalle-(LNT=Lean NOx Trap)-Vorrichtung schließen.
  • Der erste Teildurchgang kann eine Verwirbelungsöffnung sein, welche mit einem exzentrischen Punkt in der Brennkammer in Verbindung steht, um eine Verwirbelung in der Brennkammer zu induzieren, und der zweite Teildurchgang kann eine Füllöffnung sein, welche mit der Brennkammer in Verbindung steht.
  • Die Steuerungseinheit kann dazu eingerichtet sein, in einem Regenerationsmodus einer Dieselpartikelfilter-(DPF)-Vorrichtung, welche an einem Auslassdurchgang bereitgestellt ist, den Drehwinkel des Motors zu steuern (z.B. zu regeln), um einen Öffnungsgrad des variablen Ventils einzustellen, und kann bewirken, dass der zweite Teildurchgang in einem offenen Zustand gehalten wird.
  • Die Steuerungseinheit kann dazu eingerichtet sein, den Drehwinkel des Motors des variablen Ventils zu steuern (z.B. zu regeln), um den ersten Teildurchgang zu schließen, und kann den zweiten Teildurchgang in einem Regenerationsmodus einer LNT-Vorrichtung, welche an einem Auslassdurchgang bereitgestellt ist, schließen.
  • Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, kann die die vorangehende Struktur aufweisende Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug eine einfache Struktur aufweisen und gleichzeitig eine Strömung von Ansaugluft steuern, indem die Mehrzahl von Ventilen gemäß dem Modus, etwa dem Fahrmodus, des Fahrzeugs gesteuert wird.
  • Es ist insbesondere möglich, da das variable Ventil durch den Motor betrieben wird und das Betriebsventil unter Verwendung des Unterdrucks der Ansaugvorrichtung in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuerbar ist, einen Leistungsverbrauch und eine Volumenpackung aufgrund einer Anwendung auf eine große Anzahl von Motoren zu verringern.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen andere Merkmale und Vorteile auf, welche ersichtlich werden aus oder detaillierter dargelegt werden in den beigefügten, hier aufgenommenen Zeichnungen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Darstellung, welche ein Ansaugsystem und ein Auslasssystem veranschaulicht, welche mit einer Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt sind,
    • 2 ist eine Ansicht, welche einen Ansaugdurchgang veranschaulicht, an welchem die Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist,
    • 3 ist eine Ansicht, welche einen Bezugszustand einer Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
    • 4 ist eine Ansicht, welche einen Zustand in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welchem ein variables Ventil geschlossen und ein Betriebsventil abgeschaltet ist,
    • 5 ist eine Ansicht, welche einen Zustand in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welchem das variable Ventil geschlossen und das Betriebsventil eingeschaltet ist,
    • 6 ist ein Schaubild, welches in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Änderung eines Öffnungsgrads eines variablen Ventils und eines Betriebsventils in Abhängigkeit des Fahrzeugmodus veranschaulicht,
    • 7 ist eine Ansicht, welche einen Bezugszustand einer Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
    • 8 ist eine Ansicht, welche einen Zustand in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welchem ein variables Ventil geschlossen und ein Betriebsventil abgeschaltet ist,
    • 9 ist eine Ansicht, welche einen Zustand in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welchem das variable Ventil geschlossen und das Betriebsventil eingeschaltet ist, und
    • 10 ist ein Schaubild, welches in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Änderung eines Öffnungsgrads eines variablen Ventils und eines Betriebsventils in Abhängigkeit des Fahrzeugmodus veranschaulicht.
  • Es sollte verständlich sein, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern dass sie eine gewissermaßen vereinfachte Darstellung zahlreicher Merkmale darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die speziellen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden, hier offenbarten Erfindung, einschließlich beispielsweise spezieller Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt werden.
  • In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Bezug wird nun im Detail auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) genommen, von welcher/welchen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und nachfolgend beschrieben sind. Während die Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird/werden, wird es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung(en) ist/sind im Gegenteil dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern ebenso zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche vom Wesen und Umfang der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung umfasst sein können.
  • Eine Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
  • 1 ist eine Darstellung, welche ein Ansaugsystem und ein Auslasssystem veranschaulicht, welche mit einer Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt sind. 2 ist eine Ansicht, welche einen Ansaugdurchgang veranschaulicht, an welchem die Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist.
  • Bezugnehmend auf 1 und 2 kann die Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweisen: einen Ansaugdurchgang 110, in welchem ein Strömungsrohr 112 für die Strömung von Ansaugluft in einen ersten und einen zweiten Teildurchgang 114 und 116 aufgeteilt ist, wobei der erste und der zweite Teildurchgang 114 und 116 mit derselben Brennkammer in Verbindung stehen, ein variables Ventil 160, welches in dem ersten Teildurchgang 114 bereitgestellt ist, um den Öffnungsgrad des ersten Teildurchgangs 114 einzustellen, und ein Betriebsventil 170, welches in dem zweiten Teildurchgang 116 bereitgestellt ist, um den zweiten Teildurchgang 116 durch eine AN/AUS-Steuerung zu öffnen oder zu schließen.
  • Der Öffnungsgrad des ersten Teildurchgangs 114 wird durch einen Drehwinkel eines Motors 140 bestimmt, welcher mit einer Zentralwelle des variablen Ventils 160 verbunden ist.
  • Der Ansaugdurchgang 110 ist derart eingerichtet, dass das Strömungsrohr 112 für die Strömung von Ansaugluft in eine Mehrzahl von Teildurchgängen aufgeteilt ist, das heißt in den ersten und den zweiten Teildurchgang 114 und 116, wobei die Teildurchgänge mit derselben Brennkammer in Verbindung stehen.
  • Der Ansaugdurchgang 110 ist ein Strömungspfad, in welchem Ansaugluft in Richtung eines Verbrennungsmotors 50 strömt. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Ansaugdurchgang 110 mit dem Strömungsrohr 112 bereitgestellt, welches einen Raum bzw. Innenraum darin aufweist, wobei das Strömungsrohr 112 in den ersten Teildurchgang 114 und den zweiten Teildurchgang 116 an einer stromabwärtigen Seite desselben in Bezug auf die Strömung der Ansaugluft aufgeteilt ist.
  • Das Strömungsrohr 112 kann auf zahlreiche Arten aufgeteilt sein. Beispielsweise kann das Strömungsrohr 112 verzweigt sein, um eine Mehrzahl von Leitungen zu bilden, oder das Strömungsrohr 112 kann eine Trennwand aufweisen, welche sich darin in Längsrichtung erstreckt, während die rohrförmige Außenwand des Strömungsrohrs 112 unverändert gelassen wird, um den ersten und den zweiten Teildurchgang 114 und 116 darin zu bilden.
  • 1 und 2 veranschaulichen schematisch, dass das Strömungsrohr 112 in eine Mehrzahl von Leitungen 118 verzweigt ist, um die Teildurchgänge 114 und 116 zu bilden. 1 und 2 veranschaulichen eine beispielhafte Ausführungsform des Ansaugdurchgangs 110, in welchem das Strömungsrohr 112 in die zwei Teildurchgänge 114 und 116 an der stromabwärtigen Seite desselben aufgeteilt ist.
  • Der Verbrennungsmotor 50 weist eine Mehrzahl von darin gebildeten Brennkammern auf, und die Teildurchgänge 114 und 116 stehen mit den zu diesen korrespondierenden Brennkammern in Verbindung. Das bedeutet, dass Ansaugluft, welche durch den Teildurchgang 114 hindurchströmt, und dass Ansaugluft, welche durch den Teildurchgang 116 hindurchströmt, letztlich in den betreffenden Brennkammern miteinander vermischt werden.
  • 3 ist eine Ansicht, welche einen Bezugszustand einer Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 4 ist eine Ansicht, welche einen Zustand in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welchem ein variables Ventil geschlossen ist und ein Betriebsventil abgeschaltet ist. 5 ist eine Ansicht, welche einen Zustand in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welchem das variable Ventil geschlossen und das Betriebsventil eingeschaltet ist.
  • Bezugnehmend auf 3, 4 und 5 ist in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein variables Ventil 160 in einem ersten Teildurchgang 114 bereitgestellt, um den Öffnungsgrad des ersten Teildurchgangs 114 gemäß dem Drehwinkel eines Motors 140 einzustellen, welcher mit der Zentralwelle des variablen Ventils 160 verbunden ist.
  • In den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen wird das variable Ventil 160 verwendet, um eine Verwirbelung von Ansaugluft zu bilden, welche in eine Brennkammer eingeführt wird. Das bedeutet, dass der erste und der zweite Teildurchgang 114 und 116 mit derselben Brennkammer in Verbindung stehen, wobei, wenn der Öffnungsgrad des ersten Teildurchgangs 114, welcher das variable Ventil 160 darin aufweist, „0“ (Null) ist (der erste Teildurchgang 114 ist vollständig geschlossen), so dass die Strömung von Ansaugluft blockiert ist, lediglich durch den zweiten Teildurchgang 116 hindurchströmende Ansaugluft in die Brennkammer eingeführt wird. In dem vorliegenden Fall strömt die in die Brennkammer eingeführte Ansaugluft im Vergleich zu dem Fall, dass beide Teildurchgänge 114 und 116 offen sind, ungleichmäßig in die Brennkammer.
  • Beispielsweise strömt, wenn sowohl die durch den ersten Teildurchgang 114 hindurchströmende Ansaugluft als auch die durch den zweiten Teildurchgang 116 hindurchströmende Ansaugluft in die Brennkammer eingeführt werden, die Ansaugluft gleichmäßig in die Brennkammer. Jedoch ist, wenn der erste Teildurchgang 114 durch das variable Ventil 160 verschlossen ist, so dass Ansaugluft lediglich durch den zweiten Teildurchgang 116 in die Brennkammer eingeführt wird, die Strömung der Ansaugluft nicht gleichmäßig, sondern ist in der Brennkammer einseitig bzw. ungleichmäßig. Dementsprechend ist das in dem ersten Teildurchgang 114 bereitgestellte Ventil als das variable Ventil 160 definiert, da eine Verwirbelung durch die bevorzugte Strömung der Ansaugluft gebildet wird. Darüber hinaus ist der erste Teildurchgang 114 als eine Füllöffnung definiert, welche mit der Brennkammer in Verbindung steht, und der zweite Teildurchgang 116 ist als eine Verwirbelungsöffnung definiert, welche mit einem exzentrischen Punkt in der Brennkammer in Verbindung steht, um eine Verwirbelung in der Brennkammer zu induzieren.
  • Ein Betriebsventil 170 ist in dem zweiten Teildurchgang 116 bereitgestellt, um den zweiten Teildurchgang 116 durch eine AN/AUS-Steuerung zu öffnen oder zu schließen.
  • Das Betriebsventil 170 wird zusammen mit dem variablen Ventil 160 betrieben und schließt beide Teildurchgänge 114 und 116, um eine Menge von in die Brennkammer eingeführter Ansaugluft zu blockieren.
  • Das Betriebsventil 170 wird insbesondere nicht durch einen Aktuator betätigt, welcher einen Motor aufweist, sondern wird als Antwort auf das Steuerungssignal einer Steuerungseinheit 150 ein- bzw. ausgeschaltet. Daher ist das Betriebsventil 170 dahingehend vorteilhaft, als dass es die Kosten und das Gewicht von Teilen verringert, indem der Einsatz einer großen Anzahl von Motoren verhindert wird.
  • In dem Fall, in welchem das variable Ventil 160 und das Betriebsventil 170 bereitgestellt sind, besteht kein Bedarf nach einem Luftsteuerungsventil (ACV=air control valve) in dem Strömungsrohr 112, um eine Menge von in die Brennkammer eingeführter Ansaugluft zu blockieren.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug ferner eine Steuerungseinheit 150 aufweisen, welche den Drehwinkel des Motors 140 gemäß dem Fahrmodus des Fahrzeugs steuert (z.B. regelt), um den Drehwinkel des variablen Ventils 160 einzustellen, und steuert das Betriebsventil 170 in einer AN/AUS-Weise.
  • Das bedeutet, dass die Steuerungseinheit 150 den Öffnungsgrad des variablen Ventils 160 gemäß der Fahrbedingung des Fahrzeugs einstellen kann, die in die Brennkammer eingeführte Ansaugluftmenge durch die AN/AUS-Steuerung des Betriebsventils 170 einstellen kann oder die in der Brennkammer zu bildende Verwirbelung bewirken kann.
  • Das Betriebsventil 170 kann hier ein Unterdruckventil sein.
  • Das Unterdruckventil wird typischerweise in einer AN/AUS-Weise durch den Betrieb einer Membran in Abhängigkeit davon, ob ein Unterdruck darin gebildet ist oder nicht, betrieben. In dem vorliegenden Fall kann in dem Unterdruckventil ein Unterdruck unter Verwendung einer herkömmlichen, in dem Fahrzeug montierten Vorrichtung erzeugt werden, welche eine Luftpumpe oder einen Ausgleichstank aufweist. Dementsprechend ist das Betriebsventil 170 effektiv im Hinblick auf Gewicht, Volumen und Kosten des Fahrzeugs, da das Betriebsventil 170 in einer AN/AUS-Weise ohne einen separaten Aktuator steuerbar ist.
  • Genauer gesagt steuert die Steuerungseinheit 150 in den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen in einem zu der typischen Fahrbedingung des Fahrzeugs korrespondierenden Normalmodus den Drehwinkel des Motors 140, um den Öffnungsgrad des variablen Ventils 160 einzustellen, und bewirkt durch die AUS-Steuerung des Betriebsventils 170, dass der zweite Teildurchgang 116 in einem offenen Zustand verbleibt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Steuerung der Vorrichtung in einem Normalmodus derart, dass die Strömung der Ansaugluft gemäß dem Fahrmodus des Fahrzeugs gesteuert wird, ohne dass eine DPF-Vorrichtung 104 oder eine LNT-Vorrichtung 102, welche an einem Auslassdurchgang 70 des Fahrzeugs bereitgestellt sind, regeneriert werden. Die Steuerung eines Öffnungsgrads des variablen Ventils in einer Vorrichtung in einem Normalmodus kann derart eingestellt werden, dass ein gewisser Grad an Verwirbelung erzeugt wird, welcher in dem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs erforderlich ist.
  • In dem vorliegenden Fall, kann die Steuerungseinheit 150, wie in 3 veranschaulicht, bewirken, dass Ansaugluft in die Brennkammer gleichmäßig strömt, indem der Betrieb von sowohl dem variablen Ventil 160 als auch dem Betriebsventil 170 angehalten wird bzw. indem beide Teildurchgänge geöffnet werden.
  • Darüber hinaus kann die Steuerungseinheit 150, wie in 4 veranschaulicht, den ersten Teildurchgang 114 durch Drehen des variablen Ventils 160 schließen und den zweiten Teildurchgang 116 öffnen, indem das Betriebsventil 170 derart gesteuert wird, dass es in einem AUS-Zustand verbleibt, wodurch eine vollständige Verbrennung durch Bilden von Verwirbelungen in der Brennkammer erzielt wird.
  • Das bedeutet, dass die Steuerungseinheit 150 bewirken kann, dass das Betriebsventil 170 in einem AUS-Zustand verbleibt, um eine Verbrennungseffizienz von Kraftstoff in der Brennkammer unter einer typischen Fahrbedingung des Fahrzeugs zu erhöhen, und den Öffnungsgrad des variablen Ventils 160 einstellen kann, um die Bildung eines Verwirbelungsgrads zu begünstigen, welcher in der Brennkammer erforderlich ist.
  • Der zweite Teildurchgang 116 ist hier offen, wenn das Betriebsventil 170 abgeschaltet ist, und der zweite Teildurchgang 116 ist geschlossen, wenn das Betriebsventil 170 eingeschaltet ist.
  • In den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen steuert die Steuerungseinheit 150 in dem Regenerationsmodus der an dem Auslassdurchgang 70 bereitgestellten LNT-Vorrichtung 102 den Drehwinkel des Motors 140, um das variable Ventil 160 zu schließen, und schließt den zweiten Teildurchgang 116 durch die AN-Steuerung des Betriebsventils 170.
  • Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf eine Bereitstellung der LNT-Vorrichtung 102 an dem Auslassdurchgang 70 gerichtet, um schädliche Substanzen aus den Abgasen zu entfernen. Die LNT-Vorrichtung 102 wird hauptsächlich dazu verwendet, einen Stickoxidanteil infolge einer unvollständigen Verbrennung in den Abgasen zu verringern.
  • Der Regenerationsmodus der LNT-Vorrichtung 102 wird in der Steuerungseinheit 150 eingestellt und es ist erforderlich, eine Ansaugluftmenge in dem Regenerationsmodus der LNT-Vorrichtung 102 zu verringern. Dies kann ebenso einen Effekt einer Verringerung eines Stickoxidanteils aus einer unvollständigen Verbrennung in dem Abgas in dem Regenerationsprozess der LNT-Vorrichtung 102 haben.
  • Um eine Menge von Ansaugluft in dem Regenerationsmodus der LNT-Vorrichtung 102 zu verringern, schließt die Steuerungseinheit 150, wie in 5 veranschaulicht, den ersten Teildurchgang 114 durch Ändern des Öffnungsgrads des variablen Ventils 160 und schließt den zweiten Teildurchgang 116 durch die AN-Steuerung des Betriebsventils 170.
  • 6 ist ein Schaubild, welches eine Änderung eines Öffnungsgrads bzw. einer Ventilstellung des variablen Ventils und des Betriebsventils in Abhängigkeit des Fahrzeugmodus in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Bezugnehmend auf 6 verändert sich der Öffnungsgrad des Verwirbelungssteuerungsventils (SCV), wenn sich das variable Ventil in Abhängigkeit des Drehwinkels des Motors ändert, und des Unterdruckventils, wenn das Betriebsventil in Abhängigkeit der Steuerung einer gesonderten Steuerungseinheit ein- oder abgeschaltet wird.
  • Der offene Zustand, in welchem die Ventilstellung (valve duty) bzw. der Öffnungsgrad des variablen Ventils und des Betriebsventils 0% sind, ist hier als ein Referenzzustand definiert.
  • Wenn sich das Fahrzeug in dem Normalmodus befindet, stellt die Steuerungseinheit die Ventilstellung des variablen Ventils derart ein, dass Ansaugluft in die Brennkammer strömt, indem eine Verwirbelungsbildung in der Brennkammer eingestellt wird.
  • In dem Fall, in welchem sich das Fahrzeug in dem LNT-Regenerationsmodus befindet, erhöht die Steuerungseinheit den Schließgrad des variablen Ventils und steuert das Betriebsventil derart, dass dieses eingeschaltet ist, so dass eine LNT-Regeneration sanft durchgeführt werden kann, indem die Einführung von Ansaugluft in die Brennkammer blockiert wird.
  • 7 ist eine Ansicht, welche einen Bezugszustand einer Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 8 ist eine Ansicht, welche einen Zustand in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welchem ein variables Ventil geschlossen ist und ein Betriebsventil abgeschaltet ist. 9 ist eine Ansicht, welche einen Zustand in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welchem das variable Ventil geschlossen ist und das Betriebsventil eingeschaltet ist.
  • Bezugnehmend auf die 7 bis 9 ist in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein erster Teildurchgang 114 eine Verwirbelungsöffnung, welche mit einem exzentrischen Punkt in einer Brennkammer in Verbindung steht, um eine Verwirbelung in der Brennkammer zu induzieren, und ist ein zweiter Teildurchgang 116 eine Füllöffnung, welche mit der Brennkammer in Verbindung steht.
  • Das bedeutet, dass in den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen ein variables Ventil 160 den Öffnungsgrad des ersten Teildurchgangs 114 als die Verwirbelungsöffnung durch den Betrieb eines Motors einstellt, und dass ein Betriebsventil 170 dazu eingerichtet ist, den zweiten Teildurchgang 116 als die Füllöffnung durch eine AN/AUS-Steuerung zu öffnen oder schließen.
  • In den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen steuert eine Steuerungseinheit 150, wie in 8 veranschaulicht, in dem Regenerationsmodus der an dem Auslassdurchgang bereitgestellten DPF-Vorrichtung 104 den Drehwinkel eines Motors 140, um den Öffnungsgrad des variablen Ventils 160 einzustellen, und steuert das Betriebsventil 170, um abgeschaltet zu werden, so dass der zweite Teildurchgang 116 in einem offenen Zustand gehalten wird.
  • Die an dem Auslassdurchgang 70 bereitgestellte DPF-Vorrichtung 104 ist eine Vorrichtung, welche in den Abgasen des Fahrzeugs enthaltene schädliche Substanzen, Kohlenstoffsubstanzen oder Feinstaub (PM) aus einer unvollständigen Verbrennung entfernt.
  • Obwohl die DPF-Vorrichtung 104 auf unterschiedliche Weisen betrieben werden kann, verwendet die DPF-Vorrichtung 104 gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Regenerationsverfahren zum Sammeln von Feinstaub (PM) im Abgas und zum Entfernen von Feinstaub (PM) durch Verbrennen, wenn die Menge des gesammelten Feinstaubs gleich einer oder größer als eine Grenzmenge ist.
  • In dem Regenerationsmodus der DPF-Vorrichtung 104 schließt die Steuerungseinheit 150 den ersten Teildurchgang 114 als die Verwirbelungsöffnung durch Verringern des Öffnungsgrads des variablen Ventils 160 und öffnet den zweiten Teildurchgang 116 als die Füllöffnung durch die AUS-Steuerung des Betriebsventils 170, um eine Ansaugluftmenge zu verringern und um eine Verbrennung von Substanzen (beispielsweise von nicht verbranntem Kraftstoff) in dem Abgas zu erhöhen, so dass eine Verbrennung in der DPF-Vorrichtung 104 durchgeführt werden kann.
  • Darüber hinaus kann in den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen die Steuerungseinheit 150, wie in 9 veranschaulicht, in dem Regenerationsmodus der an dem Auslassdurchgang bereitgestellten LNT-Vorrichtung 102 den ersten Teildurchgang 114 durch Steuern des Drehwinkels des Motors 140 schließen, um das variable Ventil 160 zu schließen, und kann den zweiten Teildurchgang 116 durch die AN-Steuerung des Betriebsventils 170 schließen.
  • 10 ist ein Schaubild, welches eine Änderung eines Öffnungsgrads bzw. einer Ventilstellung des variablen Ventils und des Betriebsventils in Abhängigkeit des Fahrzeugmodus in der Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Bezugnehmend auf 10 wird der Öffnungsgrad des Luftsteuerungsventils (ACV) als das variable Ventil in Abhängigkeit des Drehwinkels des Motors verändert und das Unterdruckventil als Betriebsventil wird in Abhängigkeit einer Steuerung einer gesonderten Steuerungseinheit ein- oder ausgeschaltet.
  • Der offene Zustand, in welchem der Schließgrad sowohl des variablen Ventils als auch des Betriebsventils 0% beträgt, ist hier als Referenzzustand definiert.
  • Wenn sich das Fahrzeug im DPF-Regenerationsmodus befindet, stellt die Steuerungseinheit die Ventilstellung des variablen Ventils ein, um eine in die Brennkammer eingeführte Luftmenge derart zu steuern, dass keine Verwirbelungen in der Brennkammer gebildet werden.
  • In dem Fall, in welchem sich das Fahrzeug in dem LNT-Regenerationsmodus befindet, erhöht die Steuerungseinheit den Schließgrad des variablen Ventils und steuert das Betriebsventil, um eingeschaltet zu sein, so dass eine LNT-Regeneration sanft durchgeführt werden kann, indem die Einführung von Ansaugluft in die Brennkammer blockiert wird.
  • Gemäß der die vorangehende Struktur aufweisenden Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, kann sie eine einfache Struktur aufweisen und gleichzeitig die Ansaugluftströmung durch Steuern der Mehrzahl von Ventilen gemäß dem Fahrzeugmodus einstellen bzw. steuern.
  • Da das variable Ventil von dem Motor betrieben wird und das Betriebsventil unter Verwendung des Unterdrucks der Ansaugvorrichtung in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuerbar ist, ist es möglich, einen Leistungsverbrauch zu verringern und ein Volumen aufgrund eines Einsatzes einer großen Anzahl von Motoren zu verringern.
  • Zur Vereinfachung der Erklärung und für eine akkurate Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer/obere/oberes“, „unterer/untere/unteres“, „innen-“, „außen-“, „oben“, „unten“, „ober-“, „unter-“, „nach oben“, „nach unten“, „vorder-“, „hinter-“, „rück-“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „intern“, „extern“, „innerer/innere/inneres“, „äußerer/äußere/äußeres“, „nach vorne“ und „nach hinten“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen durch Bezugnahme auf die Positionen derartiger Merkmale zu beschreiben, wie sie in den Figuren gezeigt sind.
  • Die vorangehende Beschreibung spezieller beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie ist nicht dazu vorgesehen, abschließend zu sein oder die Erfindung auf die genauen offenbarten Ausführungsformen zu beschränken, wobei offensichtlich zahlreiche Abwandlungen und Variationen im Lichte der obigen Lehren möglich sind. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu beschreiben, um andere Fachleute in die Lage zu versetzen, zahlreiche beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenso wie zahlreiche Alternativen und Abwandlungen davon zu verwirklichen und zu benutzen. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.

Claims (10)

  1. Luftansaugsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Ansaugdurchgang (110), welcher ein Strömungsrohr (112) aufweist, wobei das Strömungsrohr (112) für eine Strömung von Ansaugluft in einen ersten Teildurchgang (114) und einen zweiten Teildurchgang (116) aufgeteilt ist und der erste sowie der zweite Teildurchgang (114, 116) mit einer selben Brennkammer in Verbindung stehen, ein variables Ventil (160), welches in dem ersten Teildurchgang (114) bereitgestellt ist, um einen Öffnungsbetrag des ersten Teildurchgangs (114) einzustellen, und ein Betriebsventil (170), welches in dem zweiten Teildurchgang (116) bereitgestellt ist, um den zweiten Teildurchgang (116) durch eine AN/AUS-Steuerung zu öffnen oder zu schließen.
  2. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Öffnungsbetrag des ersten Teildurchgangs (114) durch einen Drehwinkel eines mit einer Zentralwelle des variablen Ventils (160) verbundenen Motors (140) bestimmt wird.
  3. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend eine Steuerungseinheit (150), welche dazu eingerichtet ist, den Drehwinkel des Motors (140) gemäß einem Fahrmodus des Fahrzeugs zu steuern, um einen Drehwinkel des variablen Ventils (160) einzustellen, und das Betriebsventil (170) in einer AN/AUS-Weise zu steuern.
  4. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Betriebsventil (170) ein Unterdruckventil ist.
  5. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Teildurchgang (114) eine Füllöffnung ist, welche mit der Brennkammer in Verbindung steht, und der zweite Teildurchgang (116) eine Verwirbelungsöffnung ist, welche mit einem exzentrischen Punkt in der Brennkammer in Verbindung steht, um eine Verwirbelung in der Brennkammer zu induzieren.
  6. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 und 5, wobei die Steuerungseinheit (150) dazu eingerichtet ist, in einem Normalmodus, welcher zu einer normalen Fahrbedingung des Fahrzeugs korrespondiert, den Drehwinkel des Motors (140) zu steuern, um einen Öffnungsbetrag des variablen Ventils (160) einzustellen, und den zweiten Teildurchgang (116) in einem offenen Zustand zu halten.
  7. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Steuerungseinheit (150) dazu eingerichtet ist, in einem Regenerationsmodus einer an einem Auslassdurchgang (70) bereitgestellten Stickoxidfalle-(LNT)-Vorrichtung (102) den Drehwinkel des Motors (140) des variablen Ventils (160) zu steuern, um den ersten Teildurchgang (114) zu schließen, und den zweiten Teildurchgang (116) zu schließen.
  8. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Teildurchgang (114) eine Verwirbelungsöffnung ist, welche mit einem exzentrischen Punkt in der Brennkammer in Verbindung steht, um eine Verwirbelung in der Brennkammer zu induzieren, und der zweite Teildurchgang (116) eine Füllöffnung ist, welche mit der Brennkammer in Verbindung steht.
  9. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 und 8, wobei die Steuerungseinheit (150) dazu eingerichtet ist, in einem Regenerationsmodus einer an einem Auslassdurchgang (70) bereitgestellten Dieselpartikelfilter-(DPF)-Vorrichtung (104) den Drehwinkel des Motors (140) zu steuern, um einen Öffnungsbetrag des variablen Ventils (160) einzustellen, und zu bewirken, dass der zweite Teildurchgang (116) in einem offenen Zustand gehalten wird.
  10. Luftansaugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 und nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Steuerungseinheit (150) dazu eingerichtet ist, in einem Regenerationsmodus einer an einem Auslassdurchgang (70) bereitgestellten Stickoxidfalle-(LNT)-Vorrichtung (102) den Drehwinkel des Motors (140) des variablen Ventils (160) zu steuern, um den ersten Teildurchgang (114) zu schließen, und den zweiten Teildurchgang (160) zu schließen.
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