DE10252153A1 - Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem und Betriebsverfahren hierfür - Google Patents

Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem und Betriebsverfahren hierfür Download PDF

Info

Publication number
DE10252153A1
DE10252153A1 DE10252153A DE10252153A DE10252153A1 DE 10252153 A1 DE10252153 A1 DE 10252153A1 DE 10252153 A DE10252153 A DE 10252153A DE 10252153 A DE10252153 A DE 10252153A DE 10252153 A1 DE10252153 A1 DE 10252153A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
gas
compressor
mass flow
internal combustion
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.)
Withdrawn
Application number
DE10252153A
Other languages
English (en)
Inventor
Thorsten HERGEMÖLLER
Karl-Friedrich Dipl.-Ing. Kirgus
Hans-Georg Dipl.-Ing. Lehmann (FH)
Gerhard Dipl.-Ing. Schlickmann
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE10252153A priority Critical patent/DE10252153A1/de
Priority to PCT/EP2003/011863 priority patent/WO2004044396A1/de
Publication of DE10252153A1 publication Critical patent/DE10252153A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/32—Arrangements for supply of additional air using air pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/22—Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0279—Throttle valve control for intake system with two parallel air flow paths, each controlled by a throttle, e.g. a resilient flap disposed on a throttle
    • 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
    • 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
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit einer Ansaugleitung (2), in der ein Drosselelement (3) angeordnet ist, einem Abgassystem (4) und einem Gasfördersystem mit einer durch einen Luftstrom antreibbaren Turbine (5), an welche eine Turbineneinlassleitung (6) und eine Turbinenauslassleitung (7) angeschlossen sind, einem durch die Turbine (5) antreibbaren Verdichter (8) mit einer Verdichtereinlassleitung (9) und einer Verdichterauslassleitung (10), über welche dem Abgassystem (4) Gas zuführbar ist, einem ersten Stellglied (13), welches stromab der Turbine (5) in der Turbinenauslassleitung (7) angeordnet ist, und einem zweiten Stellglied (14), welches stromab des Verdichters (8) in der Verdichterauslassleitung (10) angeordnet ist, und ein Betriebsverfahren hierzu. Des Weiteren können ein drittes Stellglied (11) stromauf der Turbine (5) in der Turbineneinlassleitung (6) und ein viertes Stellglied (12) stromauf des Verdichters (8) in der Verdichtereinlassleitung (9) angeordnet sein. Die Erfindung dient insbesondere der Verminderung schädlicher Abgasbestandteile während der Start- und Warmlaufphase eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Gasfördersystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Betriebsverfahren hierfür mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.
  • Aus der US-Patentschrift 6,094,909 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Gasfördersystem bekannt. Das Gasfördersystem umfasst eine von einem Gasstrom antreibbare Turbine und einen durch die Turbine angetriebenen Verdichter, der Gas in das Abgassystem fördern kann. Das Gasfördersystem wird in der Startphase der Brennkraftmaschine eingesetzt, um Sekundärluft dem Abgassystem zuzuführen, damit unverbrannte Kraftstoffbestandteile oxidiert werden können. Die freigesetzte Verbrennungswärme dient wiederum der Aufheizung des Abgasreinigungssystems, das hierdurch rascher betriebsfähig ist. Die Turbine wird durch einen Luftstrom angetrieben, der durch ein über einem Drosselelement in der Ansaugleitung vorhandenes Druckgefälle hervorgerufen wird. In der US-Patentschrift 6,094,909 ist in der Turbineneinlassleitung ein Stellglied in der Form eines Ventils oder eines Drosselelements vorgesehen. Weiterhin kann in der Turbinenauslassleitung ein zusätzliches Stellglied in der Form eines Ventils oder eines Drosselelements vorgesehen sein. Mittels der Stellglieder wird die Leistung der Brennkraftmaschine und/oder die Leistung des Gasfördersystems gesteuert. Auf der Verdichterseite sind keine Stellglieder vorgesehen.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine mit einem Gasfördersystem und ein Betriebsverfahren hierfür anzugeben, mit welchen ein emissionsarmer Betrieb der Brennkraftmaschine und ein hohe Ausnutzung des Gasfördersystems ermöglicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine und ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich zu einem ersten Stellglied, welches stromab der Turbine eines Gasfördersystems in der Turbinenauslassleitung angeordnet ist, ein zweites Stellglied stromab des Verdichters des Gasfördersystems in der Verdichterauslassleitung angeordnet ist. Durch das zweite Stellglied lässt sich der Massenstrom über den Verdichter steuern bzw. regeln. Dadurch wird erreicht, dass dem Abgassystem genau die Menge an Sekundärluft bzw. -gas zugeführt werden kann, welche benötigt wird, um unverbrannte Kraftstoffreste nachzuoxidieren. Es können somit schädliche Kohlenwasserstoffemissionen (HC-Emissionen), welche insbesondere in der Startphase auftreten können, vermieden werden. Mittels des zweiten Stellglieds lässt sich der für eine optimale Abgasreaktion chemisch notwendige, vorzugsweise in einem Steuergerät ermittelte bzw. errechnete, Sauerstoffmengenanteil im Verhältnis zur eingespritzten Kraftstoffmenge bzw. -masse durch Abgleichen eines entsprechenden Gasstroms über den Verdichter mit erhöhter Genauigkeit einstellen.
  • Der Begriff „Massenstrom" wird vorliegend der Einfachheit halber umfassend zur Bezeichnung einer mengenindikativen physikalischen Größe gebraucht, wie z.B. für den Massenstrom oder die Menge oder Masse an angesaugtem Gas bzw. dem Abgassystem zugeführtem Gas.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist ein zusätzliches drittes Stellglied stromauf der Turbine in der Turbineneinlassleitung angeordnet. In weitere Ausgestaltung der Erfindung ist ein zusätzliches viertes Stellglied stromauf des Verdichters in der Verdichtereinlassleitung vorgesehen. Durch diese zusätzlichen Stellglieder lassen sich die Massenströme über die Turbine und den Verdichter flexibler und genauer einstellen. Durch die zusätzlichen Stellglieder ergeben sich zusätzliche Freiheitsgrade für die Regelung des Gasfördersystems durch eine üblicherweise vorgesehene Steuereinheit.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Turbine durch einen Teilstrom der von der Brennkraftmaschine über die Ansaugleitung angesaugten Verbrennungsluft antreibbar, wobei der Teilstrom durch ein über dem Drosselelement vorhandenes Druckgefälle hervorgerufen wird. Durch diese Maßnahme können Zusatzaggregate zum Antrieb der Turbine des Gasfördersystems entfallen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den anhand der Zeichnung nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. Die einzige Figur zeigt
    • – eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit einem Gasfördersystem.
  • In der einzigen Figur ist eine Brennkraftmaschine 1 mit zugeordnetem Gasfördersystem, Ansaugsystem und Abgassystem 4 dargestellt. Der Übersichtlichkeit der Darstellung halber sind jeweils nur Teilbereiche der Brennkraftmaschine 1 und des Abgassystems 4 dargestellt. Auch die selbstverständlich vorhandenen Verbindungen zwischen Brennkraftmaschine 1 und Abgassystem 4 sind der Übersichtlichkeit halber in der einzigen Figur nicht dargestellt.
  • Signalleitungen, welche der Erfassung von Messdaten dienen, sind in der einzigen Figur gestrichelt dargestellt (auch „Messleitungen" genannt). Signalleitungen, welche der Übermittlung von Steuersignalen dienen, sind strich-punktiert dargestellt.
  • Die Brennkraftmaschine 1 saugt beim Betrieb Gas, insbesondere Luft, über die Ansaugleitung 2 an und gibt Abgas über das Abgassystem 4 an die Umgebung ab. Es kann ein nicht dargestelltes Abgasrückführsystem vorgesehen sein, welches Abgas in die Ansaugleitung 2 zurückführt. In der Ansaugleitung 2 ist als Stellglied ein Drosselelement 3, insbesondere eine Drosselklappe, zur Steuerung bzw. Regelung des Gasmassenstroms angeordnet. Das Ansaugsystem umfasst die Ansaugleitung 2 und das Drosselelement 3 und ein gegebenenfalls in der Ansaugleitung vorgesehenes Filterelement bzw. Filterelemente 20. Das Abgassystem 4 enthält typischerweise einen nicht dargestellten katalytischen Konverter, auch Katalysator genannt, zur Abgasreinigung.
  • Der Brennkraftmaschine 1 ist ein Gasfördersystem zugeordnet, welches eine Turbine 5 und einen Verdichter 8 umfasst. Unter einem Verdichter 8 werden auch eine Pumpe bzw. ein Kompressor verstanden. Der Verdichter 8 ist über eine nicht näher bezeichnete Antriebswelle von der Turbine 5 antreibbar. An die Turbine 5 ist einlassseitig eine Turbineneinlassleitung 6 und auslassseitig eine Turbinenauslassleitung 7 angeschlossen. Das jeweils andere Ende der Leitungen 6 und 7 ist stromauf bzw. stromab des Drosselelements 3 an die Ansaugleitung 2 angeschlossen. Die Turbineneinlassleitung 6 ist an einer Verbindungsstelle 19 mit der Ansaugleitung 2 verbunden. Die Turbine 5 ist also parallel zum Drosselelement 3 geschaltet.
  • An den Verdichter 8 sind einlassseitig eine Verdichtereinlassleitung 9 und auslassseitig eine Verdichterauslassleitung 10 angeschlossen. Das andere Ende der Verdichtereinlassleitung 9 kann mit der Umgebung und/oder der Ansaugleitung 2 in Verbindung stehen. In der Ansaugleitung 2 ist vorzugsweise ein Filterelement 20 vorgesehen und das andere Ende der Verdichtereinlassleitung 9 ist bevorzugterweise mit diesem Filterelement 20 verbunden. Es kann jedoch auch stromab des Filterelements 20 mit der Ansaugleitung 2 verbunden sein. Das andere Ende der Verdichterauslassleitung 10 ist mit dem Abgassystem 4 verbunden.
  • Der Brennkraftmaschine 1 ist ferner ein nicht näher dargestelltes Einspritzsystem zur Einspritzung von Kraftstoff, entweder direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1 oder in den Eingangsbereich der einzelnen, nicht näher dargestellten Zylinder zugeordnet.
  • Der Brennkraftmaschine 1 ist eine Steuer- und Auswerteeinheit 18 zur Steuerung bzw. Regelung des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 und der der Brennkraftmaschine 1 zugeordneten Systeme, insbesondere des Ansaugsystems und das Gasfördersystems, zugeordnet. Die Steuer- und Auswerteeinheit 18 ist vorzugsweise in einem in einem Fahrzeug üblicherweise vorhandenen Steuergerät integriert. In der Ansaugleitung 2 und im Gasfördersystem 10 sind Sensoren bzw. Messaufnehmer zur Bestimmung der Gasmassenströme vorgesehen. Bei diesen Gasmassensensoren bzw. Massenstromsensoren handelt es sich vorzugsweise um Heißfilm-Messaufnehmer (HFM). In der Ansaugleitung 2 ist ein Massenstromsensor 15 vorzugsweise stromauf der Verbindungsstelle 19 mit der Turbineneinlassleitung 6 und stromab einer nicht näher bezeichneten Verbindungsstelle mit der Verdichtereinlassleitung 9 bzw. eines bevorzugterweise in der Ansaugleitung 2 angeordneten Filterelements 20 vorgesehen. Mit diesem Massenstromsensor 15 wird ein Massenstrom ṁL gemessen.
  • Der Massenstrom ṁL wird an der Verbindungsstelle 19 in einen Massenstrom ṁL1 und in einen Massenstrom ṁL2 aufgeteilt, wobei der Massenstrom ṁL1 über das Drosselelement 3 und der Massenstrom ṁL2 über die Turbine 5 fließt. Der Massenstrom ṁL2 wird vorzugsweise über einen Massenstromsensor 16 ermittelt, welcher bevorzugterweise in der Turbineneinlassleitung 6 angeordnet ist. Der Massenstromsensor 16 könnte auch in der Turbinenauslassleitung 7 angeordnet sein. Ein Massenstrom ṁL3, welcher über den Verdichter 8 fließt, wird vorzugsweise über einen Massenstromsensor 17 ermittelt, welcher bevorzugterweise in der Verdichtereinlassleitung 9 angeordnet ist. Alternativ kann der Massenstromsensor 17 in der Verdichterauslassleitung 10 angeordnet sein.
  • Die Signale bzw. Messwerte der Massenstromsensoren 15, 16, 17 und der Zustand des Drosselelements 3 werden über entsprechende, nicht näher bezeichnete Signalleitungen von der Steuer- und Auswerteeinheit 18 erfasst und ausgewertet. Handelt es sich bei dem Drosselelement 3 um eine Drosselklappe, so ist besagter Zustand durch die Position bzw. die Stellung bzw. den Winkel der Drosselklappe gegeben, welche bzw. welcher durch einen entsprechenden, dem Drosselelement 3 zugeordneten Sensor bzw. Messaufnehmer erfasst werden kann. Als weitere Sensoren können beispielsweise Druck- und Temperatursensoren in der Ansaugleitung 2 und Abgas- und Temperatursensoren im Abgassystem 4 vorgesehen sein. Mittels der Abgassensoren kann die Zusammensetzung des Abgases und somit der Schadstoffanteil ermittelt und bei der Steuerung/Regelung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 mit Gasfördersystem berücksichtigt werden.
  • Für die Steuerung bzw. Regelung des Massenstroms ṁL2 über die Turbine 5 ist ein erstes Stellglied 13 in der Turbinenauslassleitung 7 vorgesehen. Für die Steuerung bzw. Regelung des Massenstroms ṁL3 über den Verdichter 8 ist ein zweites Stellglied 14 in der Verdichterauslassleitung 10 vorgesehen. Durch dieses zweite Stellglied 14 lässt sich der Gasstrom und somit die Sauerstoffmenge, welche dem Abgassystem 4 zugeführt wird, zusätzlich zum Antreiben des Verdichters 8 durch die Turbine 5 justieren bzw. abgleichen. Die dem Abgassystem zugeführte Luft- bzw. Sauerstoffmenge lässt sich somit genauer einstel len und die Bildung von Schadstoffen lässt sich effizienter vermeiden.
  • Zusätzlich ist bevorzugterweise ein drittes Stellglied 11 in der Turbineneinlassleitung 6 stromauf der Turbine 5 angeordnet. Das dritte Stellglied 11 ist vorzugsweise zwischen Turbine 5 und Massenstromsensor 16 angeordnet. Weiterhin ist vorzugsweise ein viertes Stellglied 12 in der Verdichtereinlassleitung 9 stromauf des Verdichters 8 angeordnet. Das vierte Stellglied 12 ist vorzugsweise stromauf des Massenstromsensors 17 angeordnet. Durch die zusätzlichen Stellglieder ist ebenfalls eine genauere und gezieltere Einstellung der Massenströme über die Turbine 5 und den Verdichter 8 möglich. Dies führt ebenfalls zu einer genaueren und somit verbesserten Einstellung der dem Abgassystem zugeführten Luft- bzw. Sauerstoffmenge und somit zu einer verbesserten (Nach-)Oxidation im Abgas befindlicher unverbrannter Kraftstoffanteile und zu einer Vermeidung von Schadstoffen im Abgas.
  • Bei den Stellgliedern 11, 12, 13, 14 handelt es sich vorzugsweise um Ventile. Es kann sich auch um Drosselelemente handeln. Die Stellglieder 11, 12, 13, 14 und das Drosselelement 3 werden über nicht näher bezeichnete Signalleitungen durch die Steuer- und Auswerteeinheit 18 angesteuert. Zusätzlich können nicht dargestellte Messleitungen bzw. Signalleitungen vorgesehen sein, welche der Erfassung eines Zustands bzw. von Zuständen der Stellglieder 11, 12, 13, 14 durch die Steuer- und Auswerteeinheit dienen können. Das Drosselelement 3 und/oder das erste und das zweite Stellglied 13 und 14 werden zur Einstellung des Gasmassenstroms ṁL2 über die Turbine 5 auf einen vorgegebenen Sollwert und/oder zur Einstellung des Gasmassenstroms ṁL3 über den Verdichter 8 auf einen weiteren, vorgegebenen Sollwert entsprechend durch die Steuer- und Auswerteeinheit 18 angesteuert. Zusätzlich können das dritte Stellglied 11 und/oder das vierte Stellglied 12 zur Einstellung des Gasmassenstroms ṁL2 über die Turbine 5 auf den vor gegebenen Sollwert und/oder zur Einstellung des Gasmassenstroms ṁL3 über den Verdichter 8 auf den weiteren vorgegebenen Sollwert durch die Steuer- und Auswerteeinheit 18 angesteuert werden.
  • Die Sollwerte für die Massenströme ṁL2 und ṁL3 sind vorzugsweise abhängig von einer Drehzahl und einer Last der Brennkraftmaschine 1 und können beispielsweise mittels vorzugsweise in der Steuer- und Auswerteeinheit 18 hinterlegter Kennfelder und/oder Modelle ermittelt werden. Drehzahl und Last werden vorzugsweise mittels entsprechender Sensoren bzw. aus entsprechenden Kennfeldern ermittelt.
  • Die Regel-/Steuergrößen bzw. die Ansteuerung für die Stellglieder 11, 12, 13, 14 und/oder das Drosselelement 3 ergeben sich vorzugsweise aus den Sollwerten für die Massenströme ṁL2 und ṁL3, den Istwerten für die Massenströme ṁL, ṁL2, ṁL3 und/oder ṁL1, wobei sich der Wert für den Massenstrom mL 1 aus einer Subtraktion des Werts des Massenstroms ṁL2 von dem Wert des Massenstroms ṁL insbesondere durch die Steuer- und Auswerteeinheit 18 ergibt, und aus dem Zustand/Istwert des Drosselelements 3, wobei die Istwerte bevorzugterweise mittels der Sensoren 15, 16, 17 und/oder einem dem Drosselelement zugeordneten, nicht näher bezeichneten Sensor ermittelt werden, bzw. aus der Differenz zwischen den jeweiligem Sollwerten und den jeweiligen Istwerten.
  • Selbstverständlich kann eine Einstellung der Massenströme ṁL2 und ṁL3 auch durch alleinige Ansteuerung des dritten Stellglieds 11 und/oder des zweiten Stellglieds 14 bzw. des vierten Stellglieds 12 erfolgen.
  • Durch die Regelung bzw. Steuerung der Massenströme ṁL2, ṁL3 und somit ṁL 1 ergeben sich Auswirkungen auf die Einspritzung, den Zündwinkel, den sog. Hochlaufgradienten der Brennkraftmaschine 1, die Abgastemperatur, die Temperaturen der Komponen ten bzw. Bauteile und auf die Abgasemissionen. Die Steuer- und Auswerteeinheit 18 berücksichtigt diese Auswirkungen bevorzugterweise, beispielsweise durch entsprechende Änderung des Zündwinkels und/oder durch Veranlassung einer entsprechenden Beheizung des Abgassystems bzw. des üblicher Weise in diesem vorgesehenen Katalysators.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise beim Startvorgang bzw. während einer Start- bzw. Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 1 eingesetzt. Beginn und Ende der Startphase können in der Steuer- und Auswerteeinheit 18 beispielsweise durch Setzen eines entsprechenden Start-Bits und eines entsprechenden Startende-Bits hinterlegt und durch das erfindungsgemäße Verfahren abrufbar sein. Nach Erreichen eines stabilen und autarken, d.h. von einem ggf. vorgesehenen Starter bzw. Starter/Generator unabhängigen, Motorlaufs der Brennkraftmaschine und nach Erreichen der Anspringtemperatur eines üblicherweise in dem Abgassystem 4 vorgesehenen Katalysators, kann die Startphase als beendet angesehen werden, und die Gaszufuhr zum Abgassystem kann beendet werden. Die Beendigung der Gaszufuhr kann durch entsprechende Ansteuerung von wenigstens einem der Stellglieder 11, 12, 13, 14, beispielsweise dem Stellglied 14, erfolgen, so dass das jeweilige Stellglied einen Zustand einnimmt, durch den die Leitung, in dem es sich befindet, geschlossen wird bzw. ist.
    •

Claims (10)

  1. Brennkraftmaschine (1) mit einer Ansaugleitung (2), in der ein Drosselelement (3) angeordnet ist, einem Abgassystem (4) und einem Gasfördersystem mit – einer durch einen Luftstrom antreibbaren Turbine (5), an welche eine Turbineneinlassleitung (6) und eine Turbinenauslassleitung (7) angeschlossen sind, – einem durch die Turbine (5) antreibbaren Verdichter (8) mit einer Verdichtereinlassleitung (9) und einer Verdichterauslassleitung (10), über welche dem Abgassystem (4) Gas zuführbar ist, und – einem ersten Stellglied (13), welches stromab der Turbine (5) in der Turbinenauslassleitung (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Stellglied (14) stromab des Verdichters (8) in der Verdichterauslassleitung (10) angeordnet ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (5) durch einen Teilstrom (ṁL2) des von der Brennkraftmaschine (1) über die Ansaugleitung (2) angesaugten Gases antreibbar ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ein drittes Stellglied (11) stromauf der Turbine (5) in der Turbineneinlassleitung (6) angeordnet ist und/oder dass ein viertes Stellglied (12) stromauf des Verdichters (8) in der Verdichtereinlassleitung (9) angeordnet ist.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Massenstromsensor (15) in der Ansaugleitung (2) stromauf des Drosselelements (3) vorgesehen ist und/oder dass ein zweiter Massenstromsensor (16) in der Turbineneinlassleitung (6) vorgesehen ist und/oder dass ein dritter Massenstromsensor (17) in der Verdichtereinlassleitung (9) vorgesehen ist.
  5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung der Signale der Massenstromsensoren (15, 16, 17) und zur Ansteuerung der Stellglieder (11, 12, 13, 14) eine Steuer- und Auswerteeinheit (18) vorgesehen ist.
  6. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement (3) und das erste und das zweite Stellglied (13, 14) zur Einstellung eines Gasmassenstroms (ṁL2) über die Turbine (5) auf einen vorgegebenen Sollwert und/oder zur Einstellung eines Gasmassenstroms (ṁL3) über den Verdichter (8) auf einen weiteren, vorgegebenen Sollwert durch eine Steuer- und Auswerteeinheit (18) angesteuert werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Stellglied (11), welches in der Turbineneinlassleitung (6) vorgesehen ist, und/oder ein viertes Stellglied (12), welches in der Verdichtereinlassleitung (9) vorgesehen ist, zusätzlich zur Einstellung des Gasmassenstrom (ṁL2) über die Turbine auf den vorgegebenen Sollwert und/oder zur Einstellung eines Gasmassenstroms (ṁL3) über den Verdichter (8) auf den weiteren vorgegebenen Sollwert durch die Steuer- und Auswertein heit (18) angesteuert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zustand des Drosselelements (3), ein Gasmassenstrom (ṁL1) in der Ansaugleitung (2), ein Gasmassenstrom (ṁL2) in der Turbineneinlassleitung (6) und/oder ein Gasmassenstrom (ṁL3) in der Verdichtereinlassleitung (9) ermittelt und in der Steuer- und Auswerteeinheit (18) ausgewertet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Stellglieder (11, 12, 13, 14) und/oder des Drosselelements (3) in Abhängigkeit von einer Zusammensetzung des Abgases erfolgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung während einer Start- bzw. Warmlaufphase der Brennkraftmaschine erfolgt.
DE10252153A 2002-11-09 2002-11-09 Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem und Betriebsverfahren hierfür Withdrawn DE10252153A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10252153A DE10252153A1 (de) 2002-11-09 2002-11-09 Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem und Betriebsverfahren hierfür
PCT/EP2003/011863 WO2004044396A1 (de) 2002-11-09 2003-10-25 Brennkraftmaschine mit gasfördersystem und betriebsverfahren hierfür

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10252153A DE10252153A1 (de) 2002-11-09 2002-11-09 Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem und Betriebsverfahren hierfür

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10252153A1 true DE10252153A1 (de) 2004-05-19

Family

ID=32115406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10252153A Withdrawn DE10252153A1 (de) 2002-11-09 2002-11-09 Brennkraftmaschine mit Gasfördersystem und Betriebsverfahren hierfür

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10252153A1 (de)
WO (1) WO2004044396A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006001852B3 (de) * 2006-01-13 2007-06-21 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4219267A1 (de) * 1992-06-12 1993-12-16 Pierburg Gmbh System zur Sekundärlufteinblasung für Brennkraftmaschinen
DE19641467A1 (de) * 1996-10-09 1998-04-16 Mann & Hummel Filter Sekundärluftsystem
DE19735318A1 (de) * 1997-08-14 1999-02-18 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Sekundärluftpumpe bei einer Brennkraftmaschine
JPH11200850A (ja) * 1998-01-14 1999-07-27 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の触媒装置
DE10005888A1 (de) * 2000-02-10 2001-08-16 Mann & Hummel Filter Verfahren Vorrichtung zur gleichzeitigen Einstellung eines Ansaugluftstroms für eine Brennkraftmaschine und eines Sekundärluftstroms in die Abgasanlage derselben Brennkraftmaschine
DE10205975A1 (de) * 2002-02-14 2003-08-21 Mann & Hummel Filter Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146986A (en) * 1975-12-25 1979-04-03 Nippon Soken, Inc. Device for supplying secondary air for purifying exhaust gases discharged from internal combustion engine
DE19713676B4 (de) * 1996-04-04 2007-04-19 Mann + Hummel Gmbh Sekundärluftsystem
DE19937781A1 (de) * 1999-08-10 2001-02-15 Mann & Hummel Filter Brennkraftmaschine mit Sekundärlufteinblaßsystem
DE19947498A1 (de) * 1999-10-01 2001-04-05 Mann & Hummel Filter Luftsystem

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4219267A1 (de) * 1992-06-12 1993-12-16 Pierburg Gmbh System zur Sekundärlufteinblasung für Brennkraftmaschinen
DE19641467A1 (de) * 1996-10-09 1998-04-16 Mann & Hummel Filter Sekundärluftsystem
DE19735318A1 (de) * 1997-08-14 1999-02-18 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Sekundärluftpumpe bei einer Brennkraftmaschine
JPH11200850A (ja) * 1998-01-14 1999-07-27 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の触媒装置
DE10005888A1 (de) * 2000-02-10 2001-08-16 Mann & Hummel Filter Verfahren Vorrichtung zur gleichzeitigen Einstellung eines Ansaugluftstroms für eine Brennkraftmaschine und eines Sekundärluftstroms in die Abgasanlage derselben Brennkraftmaschine
DE10205975A1 (de) * 2002-02-14 2003-08-21 Mann & Hummel Filter Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006001852B3 (de) * 2006-01-13 2007-06-21 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004044396A1 (de) 2004-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60000081T2 (de) Steuerungsverfahren für einen Turbolader variabler Geometrie in einem Dieselmotor mit Abgasrückführung
DE102017131256B4 (de) Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Anomaliediagnosesystem für eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE10307132B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007045817B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Motorbetriebs während der Regeneration eines Abgasnachbehandlungssystems
DE10340796B4 (de) Fehlererfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10341010B4 (de) Fehlererfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE4433314C2 (de) Steuerungsverfahren und Vorrichtung für aus Behältern entweichende Stoffe bei Verbrennungskraftmaschinen
DE10136977A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Laders
DE19533333C2 (de) Verfahren zur Steuerung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
WO2009106404A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit abgasturbolader
DE102010000289A1 (de) Abgas-Emissions-Steuerungssystem
WO2012080000A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum durchführen einer nullpunktadaption einer lambdasonde eines verbrennungsmotors
DE102008038445B4 (de) Motorsteuermodul und Verfahren zur Diesel-Transientverbrennungs-Steuerung auf der Basis der Einlass-Kohlendioxidkonzentration
EP0976922B1 (de) Verfahren zur Drehmomenteinstellung
DE10256241A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer eine Abgasrückführung aufweisenden Brennkraftmaschine
DE10327686A1 (de) Brennkraftmaschine
DE4437947C2 (de) Verfahren zur Regelung der Zuführung von wenigstens einem Zusatzfluidstrom in einen Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102007034057A1 (de) Verfahren und Steuervorrichtung zum Bewerten einer Abgassonde
WO2006034916A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine
EP1550797A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Sekundärluftstroms bei einer Verbrennungsmaschine
DE102006009241A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2011076551A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur durchführung einer onboard-diagnose
WO2017178130A1 (de) Verfahren zum betreiben eines einen wastegate-turbolader aufweisenden verbrennungsmotors und verbrennungsmotor
DE102008014069B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP1081361A2 (de) Funktionsüberwachung eines Luftmassenregelsystems

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

8141 Disposal/no request for examination