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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Offenbarung ist auf ein Lufteinlasssystem und genauer
auf ein Lufteinlasssystem mit einem Rückführkreis
gerichtet.
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Hintergrund
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Turboladersysteme
erhöhen die Leistung und den Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren durch
Zuführen von Einlassfluid bei einem höheren Druck
als atmosphärischen Druck zu dem Motor. Herkömmliche
Turboladersysteme weisen eine durch Abgasenergie von dem Motor angetriebene
Turbine und einen durch die Turbine angetriebenen Verdichter auf.
Der Verdichter beaufschlagt Fluid mit Druck, das zuvor bei oder
nahe bei atmosphärischem Druck war, für den Weg
durch ein Drosselventil und einen Nachkühler und in einen
Motoreinlassverteiler.
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Verschiedene
Probleme sind bei den früher bekannten Turboladerkonfigurationen
aufgetreten. Beispielsweise benötigen Turbolader im Allgemeinen etwas
Zeit, um eine Geschwindigkeit zu erreichen und einen erhöhten
Druck zu liefern, wenn eine erhöhte Leistungsnachfrage
an das System gestellt wird. Dies ist allgemein die Folge der Drehträgheitskraft
des Turboladers. Daher tritt, wenn der Motor unter Übergangsbedingungen
läuft, die eine schnelle Leistungssteigerung erfordern,
eine Verzögerungsperiode auf, während der Turbolader
beschleunigt, die die gewünschte sofortige Leistungssteigerung verhindert.
Dies gilt auch, wenn der Motor unter Bedingungen läuft,
die eine schnelle Leistungs- und Druckabnahme erfordern.
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Eine
Lösung, die zum Reduzieren einer solchen Verzögerung
entwickelt wurde, ist das Halten einer Reserve druckbeaufschlagter
Luft („Aufladung”) stromaufwärts des
Drosselventils. Diese Reserve druckbeaufschlagter Luft kann abgebaut
werden, wenn Nachfragen nach gesteigerter Leistung eine schnelle
Steigerung des Einlassluftdrucks erfordern. Ein Rückführkreis
für verdichtete Luft wird oft bei der oben erwähnten
Lösung zum Verhindern realisiert, dass die Reserveluft
einen gewünschten Grenzwert übersteigt, oberhalb
dessen der Reservedruck die Leistung des Motors nachteilig beeinflussen
oder sogar zu einem Motorschaden führen kann.
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Ein
Beispiel eines Rückführkreises für verdichtete
Luft kann in dem
US-Patent Nr.
6,318,085 (dem '085-Patent) gefunden werden, das
Torna
et al. am 20. November 2001 erteilt wurde. Der in dem '085-Patent
offenbarte Rückführkreis für verdichtete Luft
ist fluidmäßig mit einem Lufteinlass eines Verdichters
verbunden. Zusätzlich ist der Rückführkreis mit
einem Motoreinlassdurchlass stromabwärts des Verdichters
fluidmäßig verbunden. Der Motoreinlassdurchlass
weist ein Drosselventil zum Steuern des Luftstroms in den Motor
auf. Außerdem regelt ein innerhalb des Rückführkreises
befindliches Rückführventil den verdichteten Luftstrom
zurück zu dem Einlass des Verdichters. Ein stromabwärts
des Drosselventils befindlicher Sensor erfasst den Druck der in den
Motor gelangenden Luft, während ein anderer Sensor, der
zu dem Drosselventil gehört, die Position des Drosselventils
erfasst. Das Rückführventil wird basierend auf
dem Druck der in den Motor gelangenden Luft und der Position des
Drosselventils zum Halten des Drucks der in den Motor bei einem
gewünschten Druck gelangenden Luft betätigt.
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Obwohl
das in dem '085-Patent offenbarte System einen Rückführkreis
für verdichtete Luft verwendet, kann sein Einfluss auf
die Übergangsantwort des Turboladers begrenzt sein. Insbesondere
erfasst das '085-System nicht den Aufladungsdruck stromaufwärts
des Drosselventils. Dies kann ermöglichen, dass der tatsächliche
Aufladungsdruck niedriger als ein gewünschter Aufladungsdruck
wird. Falls der Druck zu niedrig wird, kann es nicht genügend
Reserve an druckbeaufschlagter Luft zum Erfüllen der Nachfragen
einer auf den Motor wirkenden erhöhten Last geben.
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Das
offenbarte System ist auf das Überwinden eines oder mehrerer
der oben geschilderten Probleme gerichtet.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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In
einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Lufteinlasssystem
für ein Leistungssystem gerichtet. Das Lufteinlasssystem
weist einen zum Verdichten von in einen Motor geleiteter Luft funktionsfähigen
Verdichter auf. Zusätzlich weist das Lufteinlasssystem
ein zwischen dem Verdichter und dem Motor angeordnetes Drosselventil
auf, wobei das Drosselventil zum wahlweisen Begrenzen des verdichteten
Luftstroms in den Motor gestaltet ist. Das Lufteinlasssystem weist
auch ein zwischen dem Verdichter und dem Drosselventil angeordnetes Rückführventil
auf, wobei das Rückführventil zum wahlweisen Abzweigen
eines Teils des verdichteten Luftstroms ausgebildet ist. Außerdem
weist das Lufteinlasssystem eine zum Betätigen des Rückführventils
als Antwort auf einen Druckunterschied zwischen der Luft stromaufwärts
des Drosselventils und der Luft stromabwärts des Drosselventils
ausgebildete Steuerung auf.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zum
Halten eines Druckunterschieds zwischen der Luft stromaufwärts
und stromabwärts eines Drosselventils angegeben. Das Verfahren
umfasst Verdichten eines Luftstroms. Zusätzlich umfasst
das Verfahren Erfassen eines ersten Parameters, der einen Luftdruck
stromaufwärts des Drosselventils angibt. Das Verfahren umfasst
auch Erfassen eines zweiten Parameters, der einen Luftdruck stromabwärts
des Drosselventils angibt. Das Verfahren umfasst ferner wahlweises
Abzweigen wenigstens eines Teils der verdichteten Luft als Antwort
auf einen Unterschied zwischen dem Luftdruck stromaufwärts
des Drosselventils und dem Luftdruck stromabwärts des Drosselventils.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung eines beispielhaften offenbarten Leistungssystems, und
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2 ist
ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes offenbartes Verfahren zum
Betreiben eines Rückführkreises des Leistungssystems
der 1 zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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1 stellt
ein beispielhaftes offenbartes Leistungssystem 5 mit mehreren
Bauteilen dar, die zum Erzeugen einer Leistungsabgabe zusammenwirken.
Das Leistungssystem 5 kann einen Motor 10 mit
einem Motorblock 12 aufweisen, der mehrere Zylinder 14,
einen innerhalb jedes Zylinders 14 verschiebbar angeordneten
Kolben (nicht gezeigt) und einen zu jedem Zylinder 14 gehörenden
Zylinderkopf (nicht gezeigt) definiert. Man beachte, dass der Motor 10 zusätzliche
oder andere Bauteile aufweisen kann, wie beispielsweise einen zu
jedem Zylinderkopf gehörenden Ventilmechanismus, eine oder
mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen und andere im Stand der Technik
bekannte Bauteile. Zum Zwecke dieser Offenbarung ist der Motor 10 als
ein Gasmotor gezeigt und beschrieben. Fachleute werden jedoch erkennen,
dass der Motor 10 jede andere Art von Verbrennungsmotor
darstellen kann, wie beispielsweise einen Benzin- oder Dieselmotor.
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Der
Kolben, der Zylinderkopf und der Zylinder 14 können
eine Verbrennungskammer 16 ausbilden. Bei der dargestellten
Ausführungsform weist der Motor 10 sechs Verbrennungskammern 16 auf.
Jedoch ist zu beachten, dass der Motor 10 eine größere oder
geringere Anzahl an Verbrennungskammern 16 aufweisen kann
und dass die Verbrennungskammern 16 in einer „Reihen”-Konfiguration,
einer „V”-Konfiguration oder jeder anderen geeigneten
Konfiguration angeordnet sein können.
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Wie
auch in 1 gezeigt ist, kann das Leistungssystem 5 mehrere
Systeme aufweisen, die die Erzeugung der Leistungsausgabe ermöglichen.
Insbesondere kann das Leistungssystem 5 ein Lufteinlasssystem 18 und
ein Abgassystem 20 aufweisen. Man beachte, dass der Motor 10 zusätzliche
Systeme aufweisen kann, wie beispielsweise ein Kraftstoffsystem,
ein Schmiersystem, ein Getriebesystem, ein Kühlsystem und
andere im Stand der Technik bekannte Motorsysteme.
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Das
Lufteinlasssystem 18 kann aufgeladene Luft in die Verbrennungskammern 16 des
Motors 10 einlassen. Zusätzlich kann das Lufteinlasssystem 18 einen
Verdichter 22 in Fluidkommunikation mit einer oder mehreren
Einlassöffnungen 24 des Zylinderkopfs, ein Rückführsystem 26,
ein Drosselventil 28, einen Luftkühler 30 und
ein Steuerungssystem 32 aufweisen. Man beachte, dass zusätzliche
und/oder andere Bauteile innerhalb des Lufteinlasssystems 18 enthalten
sein können, wie beispielsweise ein Luftreiniger oder ein
anderes im Stand der Technik bekanntes Mittel zum Einlassen aufgeladener
Luft in die Verbrennungskammern 16.
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Der
Verdichter 22 kann über einen Einlass 34 Umgebungsluft
aufnehmen und die aufgenommene Luft auf ein vorbestimmtes Druckniveau
verdichten. Zusätzlich kann der Verdichter 22 die
verdichtete Luft über eine Fluidleitung 36 zu
den Einlassöffnungen 24 leiten. Außerdem
kann der Verdichter 22 einen Verdichter mit fester Geometrie,
einen Verdichter mit variabler Geometrie oder jede andere Art von
im Stand der Technik bekannten Verdichter darstellen. Man beachte,
dass mehrer Verdichter 22 alternativ in dem Lufteinlasssystem 18 enthalten
und in Reihe oder parallel angeordnet sein können, falls
gewünscht.
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Das
Rückführsystem 26 kann die stromabwärts
des Verdichters 22 und stromaufwärts des Drosselventils 28 befindliche
Luft durch Zurückführen eines Teils der verdichteten
Luft zurück zu dem Einlass 34 bei einem gewünschten
Druck halten. Das Rückführsystem 30 kann
ein Rückführventil 38aufweisen, das über
eine Fluidleitung 40 mit der Fluidleitung 36 an
einer Stelle stromabwärts des Verdichters 22 und
stromaufwärts des Drosselventils 28 fluidmäßig
verbunden ist. Zusätzlich kann das Rückführventil 38 über
eine Fluidleitung 42 mit dem Einlass 34 fluidmäßig
verbunden sein. Das Rückführventil 38 kann zum
Steuern der Menge der den Verbrennungskammern 16 zugeführten,
verdichteten Luft einstellbar sein. Insbesondere kann das Rückführventil 38 von einer
Stromblockierungsposition in Richtung zu einer Stromdurchlassposition
einstellbar sein. Die Stromblockierungsposition kann im Wesentlichen
die gesamte verdichtete Luft aus dem Kompressor 22 leiten,
dass sie in Richtung zu dem Motor 10 fließt, und kann
Widerstand gegen eine Federvorspannung in Richtung zu der Stromdurchlassposition
liefern. Die Stromdurchlassposition kann bewirken, dass ein Teil der
verdichteten Luft von dem Verdichter 22 über die Fluidleitungen 40 und 42 aus
dem Motor 10 an der Stelle stromabwärts des Verdichters 22 zu
der Stelle stromaufwärts des Verdichters 22 abgezweigt
wird. Das Rückführventil 38 kann ein
Schmetterlingsventilelement, ein Schieberventilelement, ein Klappenventilelement,
ein Rückschlagventielement, ein Membranventilelement, ein
Absperrventilelement, ein Wechselventilelement, ein Kugelventilelement, ein
Ringkolbenventil oder jede andere Art von im Stand der Technik bekanntem
Ventilelement sein. Zusätzlich kann das Rückführventil 38 elektrisch,
hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden.
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Das
Drosselventil 28 kann sich innerhalb der Fluidleitung 36 zwischen
dem Verdichter 22 und den Einlassöffnungen 24 zum
Steuern der den Verbrennungskammern 16 zugeführten
Luftmenge befinden. Die Stelle des Drosselventils 28 kann
jede geeignete Position innerhalb der Fluidleitung sein, wie beispielsweise
vor oder nach einem Luftkühler 30. Zusätzlich
kann das Drosselventil von einer Strömungsdurchlassposition,
die einen Widerstand gegen die Federvorspannung liefert, in Richtung
zu einer Strömungsbegrenzungsposition einstellbar sein.
Wenn es in der Strömungsdurchlassposition ist, kann Luft im
Wesentlichen unbegrenzt in den Motor 10 geleitet werden.
Der Ausdruck begrenzt soll für die Zwecke dieser Offenbarung
als wenigstens teilweise gegenüber dem Fluidstrom blockiert
verstanden werden. Man beachte auch, dass das Drosselventil 28 den Fluidstrom
vollständig blockieren kann, wenn es in der Strömungsbegrenzungsposition
ist. Das Drosselventil 28 kann ein Schmetterlingsventilelement,
ein Schieberventilelement, ein Klappenventilelement, ein Rückschlagventilelement,
ein Membranventilelement, ein Absperrventilelement, ein Wechselventilelement,
ein Kugelventilelement, ein Ringkolbenventilelement oder jede andere
Art von im Stand der Technik bekanntem Ventilelement sein. Zusätzlich
kann das Drosselventil 28 elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch
betätigt werden.
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Der
Luftkühler 30 kann einen Luft-zu-Luft-Wärmetauscher
oder einen Luft-zu-Flüssigkeit-Wärmetauscher in
Fluidkommunikation mit der Fluidleitung 36 darstellen.
Der Luftkühler 30 kann zum Übertragen
von Wärme auf die oder von der durch die Verdichter 22 verdichteten
Luft, bevor die verdichtete Luft in die Verbrennungskammern 16 des Motors
gelangt, ausgebildet sein. Zusätzlich kann der Luftkühler 30 einen
Röhrenwärmetauscher, einen Plattenwärmetauscher
oder jede andere Art von im Stand der Technik bekanntem Wärmetauscher
aufweisen. Man beachte, dass der Luftkühler 30 weggelassen
werden kann, falls gewünscht.
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Das
Steuerungssystem 32 kann zum Bewirken eines Betriebs des
Rückführventils 38 als Antwort auf ein
oder mehrere Eingangssignale ausgebildet sein. Insbesondere kann
das Steuerungssystem 32 einen stromaufwärts des
Drosselventils 28 positionierten Drucksensor 44,
einen stromabwärts des Drosselventils 28 positionierten
Drucksensor 46 und eine Steuerung 46 zum Betätigen
des Rückführventils 38 als Antwort auf
von den Drucksensoren 44 und 46 empfangenen Signalen
aufweisen.
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Der
Drucksensor 44 kann eine Erfassungseinrichtung darstellen,
die zum Erfassen eines Parameters ausgebildet ist, der einen Luftdruck stromaufwärts
des Drosselventils 28 angibt. Zusätzlich kann der
Sensor 44 ein Signal erzeugen, das den Luftdruck angibt,
und das Signal über eine Kommunikationsleitung 50 an
die Steuerung 48 weiterleiten. Man beachte, dass der Drucksensor 44 an
jeder Stelle zwischen dem Verdichter und dem Drosselventil 28 in Fluidkommunikation
mit der Fluidleitung 36 sein kann. Man beachte ferner,
dass der Drucksensor 44 jede Art von Erfassungseinrichtung
sein kann, die zum Erfassen eines Parameters geeignet ist, der den Luftdruck
stromaufwärts des Drosselventils 28 angibt.
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Der
Drucksensor 46 kann eine Erfassungseinrichtung darstellen,
die zum Erfassen eines Parameters ausgebildet ist, der einen Luftdruck
stromabwärts des Drosselventils 28 angibt. Zusätzlich
kann der Sensor 46 ein Signal erzeugen, das den Luftdruck
angibt, und das Signal über eine Kommunikationsleitung 52 an
die Steuerung 48 weiterleiten. Man beachte, dass der Drucksensor 46 an
jeder Stelle zwischen dem Drosselventil 28 und den Verbrennungskammern 16 in
Fluidkommunikation mit der Fluidleitung 36 stehen kann.
Man beachte ferner, dass der Drucksensor jede Art von Erfassungseinrichtung
sein kann, die zum Erfassen eines Parameters geeignet ist, der den
Luftdruck stromabwärts des Drosselventils 28 angibt.
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Die
Steuerung 48 kann das Rückführventil 38 über
eine Kommunikationsleitung 54 als Antwort auf von den Drucksensoren 44 und 46 empfangene Signale
betätigen. Die Betätigung des Rückführventils 38 kann
bewirken, dass der Druckunterschied zwischen der Luft stromaufwärts
und stromabwärts des Drosselventils 28 bei einem
gewünschten Druck oder innerhalb eines gewünschten
Bereichs gehalten wird. Beispielsweise kann es gewünscht
sein, die Luft stromaufwärts des Drosselventils 28 bei
einem Druck zu halten, der ungefähr 15% höher
als der der Luft stromabwärts des Drosselventils 28 ist.
Falls der Druckunterschied die gewünschten 15% übersteigt, kann
die Steuerung 48 das Rückführventil 38 zum
Erhöhen der Luftmenge, die durch das Rückführsystem 26 geleitet
wird betätigen, wodurch der Luftdruck stromaufwärts des
Drosselventils 28 verringert wird und schließlich
der Druckunterschied verringert wird. Die Steuerung 48 kann
auch das Rückführventil 28 zum Erhöhen
der Luftmenge, die durch das Rückführsystem 26 geleitet
wird, betätigen, um den Druckunterschied bei dem gewünschten
Niveau zu halten, wenn der Luftdruck stromabwärts des Drosselventils 28 abnimmt.
Im Gegensatz dazu, falls der Druckunterschied unter die gewünschten
15% fällt, kann die Steuerung 48 das Rückführventil 38 zum
Verringern der Luftmenge, die durch das Rückführsystem 26 geleitet
wird, betätigen, wodurch der Luftdruck stromaufwärts
des Drosselventils 28 erhöht wird und schließlich
der Druckunterschied erhöht wird. Die Steuerung 48 kann
auch das Rückführventil 28 zum Verringern
der Luftmenge, die durch das Rückführsystem 26 geleitet
wird, betätigen, um den Druckunterschied bei dem gewünschten
Niveau zu halten, wenn der Luftdruck stromabwärts des Drosselventils 28 ansteigt.
Man beachte, dass die Drucksensoren 44 und 46 weggelassen
werden können, falls gewünscht. Bei einer solchen
Ausführungsform kann die Steuerung 48 Signale
von anderen Sensoren (nicht gezeigt) empfangen, die zum Erfassen
verschiedener Parameter in Bezug auf den Betrieb des Motors 10 und
zum Vergleichen solcher Signale mit verschiedenen Karten, Algorithmen,
Diagrammen und/oder Kurven ausgebildet sind, um den Luftdruck stromaufwärts
und stromabwärts des Drosselventils 28 zu bestimmen.
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Die
Steuerung 48 kann jede Form einnehmen, wie beispielsweise
ein computerbasiertes System, ein mikroprozessorbasiertes System,
eine Mikrosteuerung oder jede andere geeignete Art von Steuerkreis
oder -system. Zusätzlich kann die Steuerung 48 verschiedene
Bauteile zum Ablauf von Softwareanwendungen aufweisen, die zum Regeln
des Rückführventils 38 gestaltet sind.
Beispielsweise kann die Steuerung 48 eine zentrale Prozessoreinheit
(CPU), einen Arbeitsspeicher (RAM), Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Elemente
usw. aufweisen. Man beachte, dass die Steuerung 48 Teil
jedes anderen Steuerungssystems, das zu dem Motor 10 gehört, sein
kann, falls gewünscht.
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Das
Abgassystem 20 kann Abgas aus dem Motor 10 leiten.
Beispielsweise kann das Abgassystem 20 eine zum Aufnehmen
von Abgas aus dem Motor 10 verbundene Turbine 58 aufweisen.
Man beachte, dass das Abgassystem 20 zusätzliche und/oder
andere Bauteile aufweisen kann, wie beispielsweise Emissionssteuereinrichtungen,
wie beispielsweise Partikelfilter, NOx-Absorber oder andere Katalysatoreinrichtungen,
Dämpfereinrichtungen oder andere im Stand der Technik bekannte
Mittel zum Leiten von Abgas aus dem Motor 10.
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Die
Turbine 58 kann zum Antreiben des Verdichters 22 verbunden
sein. Insbesondere wenn sich die den Motor 10 verlassenden
heißen Abgase gegen die Schaufeln (nicht gezeigt) der Turbine 58 ausdehnen,
kann sich die Turbine 58 drehen und den Verdichter 22 antreiben.
Man beachte, dass mehr als eine Turbine 58 alternativ innerhalb
des Abgassystems 20 enthalten sein kann und parallel oder
in Reihe angeordnet sein kann, falls gewünscht. Man beachte
auch, dass die Turbine 58 weggelassen werden kann und der
Kompressor 22 durch den Motor 10 mechanisch, hydraulisch
oder in jeder anderen im Stand der Technik bekannten Weise angetrieben werden
kann, falls gewünscht.
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2,
die in dem folgenden Abschnitt erläutert wird, stellt den
Betrieb des Rückführsystems 26 dar. Insbesondere
stellt 2 ein beispielhaftes Verfahren zum Halten des
Druckunterschieds zwischen der Luft stromaufwärts und stromabwärts
des Drosselventils 28 bei einem gewünschten Niveau
oder innerhalb eines gewünschten Bereichs dar.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Das
offenbarte Rückführsystem kann in jedem Leistungssystem
verwendet werden, bei dem eine verbesserte Turboladerübergangslastantwort gewünscht
ist. Insbesondere gibt das offenbarte System einen einfachen, zuverlässigen
Weg zum Halten einer Reserve an aufgeladener Luft bei einem gewünschten
Druck für eine schnelle Turboladerantwort auf Übergangslasten
an. Der Betrieb des Rückführsystems 20 wird
nun erläutert.
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Umgebungsluft
kann über den Verdichter 22 in das Lufteinlasssystem 18 eingesaugt
werden, wo sie auf ein vorbestimmtes Niveau druckbeaufschlagt wird,
bevor sie in die Verbrennungskammer 16 des Motors 10 gelangt.
Kraftstoff kann mit der druckbeaufschlagten Luft vor oder nach einem
Eindringen in die Verbrennungskammer 16 gemischt werden.
Diese Kraftstoff-Luft-Mischung kann dann durch den Motor 10 zum
Erzeugen mechanischer Arbeit und eines Abgasstroms verbrannt werden.
Der Abgasstrom kann aus dem Motor 10 zu der Turbine 58 geleitet werden,
wo die Ausdehnung der heißen Abgase bewirken kann, dass
sich die Turbine 58 dreht, wodurch der verbundene Verdichter 22 zum
Verdichten der Einlassluft gedreht wird. Nachdem er die Turbine 58 verlässt,
kann der Abgasstrom zu der Umgebung geleitet werden.
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Wie
in dem Ablaufplan der 2 dargestellt ist, kann die
Steuerung 48 ein Signal von dem Drucksensor 44 empfangen,
das einen Luftdruck stromaufwärts des Drosselventils 28 anzeigt,
und kann ein Signal von dem Drucksensor 46 empfangen, das
einen Luftdruck stromabwärts des Drosselventils 28 angibt (Schritt 100).
Man beachte, dass die Drucksensoren 44 und 46 aus
dem Lufteinlasssystem 18 weggelassen werden können
und dass die Steuerung 48 Signale von verschiedenen Sensoren
(nicht gezeigt) in Bezug auf die Betriebe des Motors 10 empfangen kann.
Bei einer solchen Ausführungsform kann die Steuerung 48 zum
Bestimmen des Luftdrucks stromaufwärts und stromabwärts
des Drosselventils die empfangenen Signale mit Algorithmen, Karten,
Diagrammen und/oder Kurven vergleichen. Nach dem Empfang der Drucksignale
kann die Steuerung 48 die Drucksignale vergleichen und
einen Druckunterschied zwischen der Luft stromaufwärts
und der Luft stromabwärts des Drosselventils 28 berechnen (Schritt 102).
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Nach
dem Berechnen des Druckunterschieds kann die Steuerung 48 bestimmen,
ob der berechnete Druckunterschied oberhalb eines ersten Grenzwerts
des Druckunterschieds ist (Schritt 104). Der erste Grenzwert
des Druckunterschieds kann ein vorher festgelegter Druckunterschied
sein, wie beispielsweise etwa 15,5%. Alternativ ist zu beachten, dass
der Druckunterschiedgrenzwert dynamisch sein kann und vom Betrieb
des Motors 10 abhängen kann, falls gewünscht.
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Falls
die Steuerung 48 bestimmt, dass der berechnete Druckunterschied
oberhalb des ersten Grenzwerts des Druckunterschieds ist (Schritt 104: Ja),
kann die Steuerung 48 das Rückführventil 38 zum
Erhöhen der Luftmenge betätigen, die über
das Rückführsystem 26 zurück
zu dem Kompressor 22 abgezweigt wird (Schritt 106).
Nach dem Erhöhen der Luftmenge, die zurück zu
dem Verdichter 22 abgezweigt wird, kann der Schritt 100 wiederholt
werden (d. h. die Steuerung 48 empfängt ein Signal
von dem Drucksensor 44, das einen Luftdruck stromaufwärts
des Drosselventils 28 angibt, und kann ein Signal von dem
Drucksensor 26 empfangen, das einen Luftdruck stromabwärts
des Drosselventils 28 angibt).
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Falls
die Steuerung 48 bestimmt, dass der berechnete Druckunterschied
nicht oberhalb des ersten Grenzwerts des Druckunterschieds ist (Schritt 104:
Nein), kann die Steuerung 48 bestimmen, ob der berechnete
Druckunterschied unterhalb eines zweiten Grenzwerts des Druckunterschieds
ist (Schritt 108). Der zweite Grenzwert des Druckunterschieds kann
ein vorher festgelegter Druckunterschied sein, wie beispielsweise
ungefähr 15%. Alternativ ist zu beachten, dass der Druckunterschiedgrenzwert
dynamisch sein kann und von dem Betrieb des Motors abhängt,
falls gewünscht. Es ist ferner zu beachten, dass sowohl
der erste als auch der zweite Grenzwert im Wesentlichen der gleiche
sein können.
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Falls
die Steuerung 48 bestimmt, dass der berechnete Druckunterschied
unterhalb des zweiten Grenzwerts des Druckunterschieds ist (Schritt 108: Ja),
kann die Steuerung 48 das Rückführventil 38 zum
Verringern der Luftmenge betätigen, die über das
Rückführsystem 26 zurück zu
dem Verdichter 22 abgezweigt wird (Schritt 110).
Nach dem Verringern der Luftmenge, die zurück zu dem Verdichter 22 abgezweigt
wird, oder falls die Steuerung 48 bestimmt, dass der berechnete
Druckunterschied nicht unterhalb des zweiten Grenzwerts des Druckunterschieds ist
(Schritt 108: Nein), kann der Schritt 100 wiederholt werden
(d. h. die Steuerung 48 kann ein Signal von dem Drucksensor 44 empfangen,
das einen Luftdruck stromaufwärts des Drosselventils 28 angibt, und
kann ein Signal von dem Drucksensor 46 empfangen, das einen
Luftdruck stromaufwärts des Drosselventils 28 angibt).
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Durch
Regeln des Druckunterschieds zwischen der Luft stromaufwärts
und stromabwärts des Drosselventils kann die Antwort des
Turboladers auf Übergangslasten verbessert werden. Insbesondere da
der Luftdruck stromaufwärts und stromabwärts des
Drosselventils direkt gemessen werden können, kann eine
Reserve an aufgeladener Luft bei einem Druck gehalten werden, der
eine schnelle Antwort auf Übergangslasten erlaubt.
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Fachleute
werden erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Variationen
an dem offenbarten System gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang
der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen werden
Fachleute angesichts der hierin offenbarten Beschreibung erkennen.
Die Beschreibung und die Beispiele sollen als lediglich beispielhaft
betrachtet werden, wobei der wahre Schutzumfang durch die folgenden
Ansprüche und ihre Äquivalente angegeben ist.
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Zusammenfassung
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LUFTEINLASSSYSTEM MIT RÜCKFÜHRKREIS
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Ein
Lufteinlasssystem (18) für ein Leistungssystem
(5) wird angegeben, das einen Verdichter (22)
aufweist, der zum Verdichten von in einen Motor (10) geleiteter
Luft funktionsfähig ist. Zusätzlich weist das
Lufteinlasssystem ein Drosselventil (28) auf, das zwischen
dem Verdichter und dem Motor angeordnet ist, wobei das Drosselventil
zum wahlweisen Begrenzen des verdichteten Luftstroms in den Motor ausgebildet
ist. Das Lufteinlasssystem weist auch ein Rückführventil
(38) auf, das zwischen dem Verdichter und dem Drosselventil
angeordnet ist, wobei das Rückführventil zum wahlweisen
Abzweigen eines Teils des verdichteten Luftstroms von dem Motor
weg ausgebildet ist. Außerdem weist das Lufteinlasssystem
eine Steuerung (48) auf, die zum Betätigen des Rückführventils
als Antwort auf einen Druckunterschied zwischen Luft stromaufwärts
des Drosselventils und Luft stromabwärts des Drosselventils
ausgebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Torna et al.
am 20. November 2001 [0005]
