JP4369482B2 - 自動車の内燃機関に排ガスの部分流を戻すための方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の内燃機関に排ガスの部分流を戻すための方法に関する。本発明はさらに、このような方法を実施するための装置に関する。

内燃機関に排ガスの部分流を戻すための方法は知られている。ドイツ連邦共和国特許第１９６８０３０５号明細書には、内燃機関に用いられる排ガス再循環システムが記載されている。この排ガス再循環システムでは、内燃機関により生成された排ガスの一部が、内燃機関の排気管路から内燃機関の吸気管路へ再循環される。この場合、排ガス再循環システムは内燃機関の排気管路の背後に再循環管路を有している。この再循環管路はバイパス管路と、クーラ管路とに分岐されており、このクーラ管路にはクーラが組み込まれている。バイパス管路とクーラ管路とはその端部にそれぞれ１つの弁を有しており、これらの弁の背後でバイパス管路とクーラ管路とは再び合流されて単一の管路を形成している。次いで、この管路を介して、排ガスの部分流は再び内燃機関に流入する。しかし、この公知の方法のおいて不都合となるのは、両弁が、排ガス中に存在するパーティキュレートおよび凝縮生成物によって比較的迅速に閉塞してしまうことである。このことは第１には本来の運転に影響を与え、第２に、互いに交互に完全に開放または閉鎖される両弁の制御に影響を与える。これらの弁の制御は電子制御ユニットを介して行われる。この電子制御ユニットにより、低いエンジン温度の運転状態もしくは低いエンジン負荷の運転状態においては排ガスの部分流がバイパス管路を介して行われ、その他の運転状態ではクーラ管路を介して行われるようになる。弁の閉塞によって電子制御ユニットによる制御には不都合な影響が与えられるので、排ガス条件の変動に対して時間遅延された形でしか応答することができなくなる。したがって、本発明の根底を成す課題は、遮断機構として働く弁の閉塞が十分に回避されるような、自動車の内燃機関に排ガスの部分流を戻すための方法を提供することである。さらに、本発明の根底を成す課題は、このような方法を実施するための装置を提供することである。

本発明の根底を成す課題は、排ガスの部分流を、内燃機関の排ガス流出部の背後に配置された部分流管路に通して案内し、その直後に第１の弁と、直接後置されたバイパス管路と、戻り管路とを介して内燃機関に供給するか、または第２の弁と、直接後置されたクーラと、戻し管路とを介して内燃機関に供給し、この場合、第１の弁および第２の弁を排ガス条件に関連して開放または閉鎖し、しかもこのことをセンサによって監視することを特徴とする、自動車の内燃機関に排ガスの部分流を戻すための方法により解決される。第１の弁も第２の弁も、部分流管路とバイパス管路もしくはクーラとの間に並列接続されて位置している。第１の弁および第２の弁は運転中に冷却される。センサにより、排ガス条件に関連して調節され得る第１の弁および第２の弁の運転状態が監視される。この場合、複数の中間位置が可能となるので、第１の弁と第２の弁とに２つの機能を対応させることができる。第１には、第１の弁および第２の弁を介して、排ガスの部分流がバイパス管路に通されるのか、またはクーラに通されるのかが制御される。第２には、第１の弁および第２の弁を用いて、排ガスの部分流の大きさもしくは量を調節することができる。

意想外にも、当該方法では比較的短い運転時間の後に第１の弁および第２の弁における沈積物が回避されることが判った。第１の弁もしくは第２の弁に通して案内された排ガスは相変わらず、第１の弁もしくは第２の弁における焼付きが生じないような高い温度を有している。不都合な凝縮生成物は第１の弁においても第２の弁においても生じない。なぜならば、第１の弁もしくは第２の弁にバイパス管路もしくはクーラがそれぞれ後置されているからである。さらに、第１の弁も第２の弁も比較的長い運転時間にわたってほぼ遅延なしに制御され得るので、排ガス条件の変動に対して比較的迅速に応答することができることも有利である。

本発明の有利な実施態様では、排ガスの部分流が、第１の弁と第２の弁とセンサとを有する弁ユニットに通して案内される。第１の弁と第２の弁とセンサとを１つの弁ユニットにまとめることにより、構成スペースの縮小がもたらされるので有利である。このことは一般に自動車において望まれている。さらに、弁ユニットの使用は事前製作のために適しているので有利である。このことは製造プロセスを促進する。

本発明の別の有利な実施態様では、排ガスの部分流が第２の弁の背後で、液状の冷却媒体を有する、後置されたクーラとして配置されたクーラに通して案内され、この場合、液状の冷却媒体は、後置されたクーラにも、前記弁ユニットにも通して案内される。液状の冷却媒体としては、一般に水混合物が使用される。この場合一般には、弁ユニットと、後置されたクーラとが１つの共通のハウジングを有していて、このハウジングを通じて液状の冷却媒体が、たとえば冷却コイルによって案内されると有利である。こうして、構成スペースが節約され、かつ冷却が最適化されるので有利である。

本発明の根底を成す課題はさらに、上記方法を実施するための装置において、該装置が部分流管路を有しており、該部分流管路が第１の弁と第２の弁とに接続されており、第１の弁がバイパス管路を介して戻し管路に接続されており、第２の弁が、直接後置されたクーラを介して戻し管路に接続されており、第１の弁および第２の弁の制御を排ガス条件に関連して監視するセンサが配置されていることを特徴とする、自動車の内燃機関に排ガスの部分流を戻すための装置により解決される。第１の弁および第２の弁をバイパス管路の手前もしくは直接後置されたクーラの手前に配置することにより、第１の弁および第２の弁における沈積物を回避することができ、しかもこの場合、排ガス条件の変動時でも比較的迅速な制御が保証されるようになるので有利である。

本発明の別の構成では、後置されたクーラとして、液状の冷却媒体を有するクーラが配置されている。こうして、排ガスを比較的迅速に、より低い温度にもたらすことができる。

本発明のさらに別の構成では、第１の弁と第２の弁とセンサとを有する弁ユニットが配置されている。この弁ユニットは構造的な部分ユニットであり、この部分ユニットの配置によって所要の構成スペースを縮小することができるので有利である。

本発明のさらに別の有利な構成では、後置されたクーラが冷却媒体流入部を有しており、前記弁ユニットが冷却媒体流出部を有している。このことは、後置されたクーラも弁ユニットも同一の冷却媒体によって通流され、ひいては同一の冷却媒体によって冷却されることを意味する。このことはやはり構成スペースの縮小につながるので有利である。冷却媒体流入部および冷却媒体流出部は、たとえば管片の形に有利に形成されていてよい。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１は、自動車の内燃機関１に排ガスの部分流を戻すための方法の方法フローチャートを示している。

図１には、自動車の内燃機関１に排ガスの部分流を戻すための方法の方法フローチャートが図示されている。排ガスは内燃機関１から排ガス流出部１ａを介して部分流管路２に流入する。その場合、部分流管路２には、排ガスの部分流しか導入されない。排ガスの残りの量は排気管路１４を介して排気部（図示しない）へ到達する。部分流管路２に導入された排ガスの部分流は部分流管路２のすぐ背後で、第１の弁３と、直接後置されたバイパス管路５と、戻し管路７とを介して内燃機関１に再び供給されるか、または第２の弁４と、直接後置されたクーラ６と、戻し管路７とを介して再び内燃機関１に流入する。排ガスの部分流が第１の弁３とバイパス管路５とを介して案内されるか、または第２の弁４と直接後置されたクーラ６とを介して案内されるのかは、排ガスの条件に関連している。これらのその都度の方法様式はセンサ８によって監視される。このことは、排ガスの条件に応じて第１の弁３か、または第２の弁４が開放または閉鎖されることを意味している。排ガスの低い温度もしくは低いエンジン出力の場合には、排ガスの部分流がバイパス管路５を介して案内され、より高い温度もしくは高いエンジン出力の場合には、直接後置されたクーラ６を介して案内される。戻し管路７は直接にガス流入管路１ｂに開口している。このガス流入管路１ｂは直接に内燃機関１に連通している。ガス流入管路１ｂ内には、付加的に供給管路１２を介して空気が混加されるので、ガス流入管路１ｂを通じて、排ガスの部分流と空気とから成る混合物が内燃機関１に流入する。直接後置されたクーラ６は液状の冷却媒体を有するクーラとして形成されている。このクーラ６は冷却媒体流入部１０を有しており、この冷却媒体流入部１０を通じて冷却媒体が、後置されたクーラ６に流入する。引き続き、液状の冷却媒体は直接後置されたクーラ６を介して、第１の弁３と第２の弁４とセンサ８とを有する弁ユニット９に流入する。この弁ユニット９は冷却媒体流出部１１を有しており、この冷却媒体流出部１１を通じて液状の冷却媒体はこのシステムから搬出される。第１の弁３および第２の弁４の駆動は電動モータ１２を介して行われる。この電動モータ１２はやはり弁ユニット９に配置されている。内燃機関１のための燃料は燃料管路１３を介して内燃機関１に供給される。

自動車の内燃機関に排ガスの部分流を戻すための方法の方法フローチャートである。

Claims (5)

1. 自動車の内燃機関（１）に排ガスの部分流を戻すための方法において、排ガスの部分流を、内燃機関（１）の排ガス流出部（１ａ）の背後に配置された部分流管路（２）に通して案内し、その直後に第１の弁（３）と第２の弁（４）とセンサ（８）とを有する弁ユニット（９）に通して案内し、このときに排ガスの部分流を、第１の弁（３）と、直接後置されたバイパス管路（５）と、戻り管路（７）とを介して内燃機関（１）に供給するか、または第２の弁（４）と、直接後置されたクーラ（６）と、戻し管路（７）とを介して内燃機関（１）に供給し、この場合、第１の弁（３）および第２の弁（４）を排ガス条件に関連して開放または閉鎖し、しかもこのことを１つのセンサ（８）によって監視することを特徴とする、自動車の内燃機関に排ガスの部分流を戻すための方法。
2. 排ガスの部分流を第２の弁（４）の背後で、液状の冷却媒体を有する、後置されたクーラ（６）として配置されたクーラに通して案内し、この場合、液状の冷却媒体を、後置されたクーラ（６）にも、前記弁ユニット（９）にも通して案内する、請求項１記載の方法。
3. 請求項１または２記載の方法を実施するための装置において、該装置が部分流管路（２）を有しており、該部分流管路（２）が第１の弁（３）と第２の弁（４）とに接続されており、第１の弁（３）がバイパス管路（５）を介して戻し管路（７）に接続されており、第２の弁（４）が、直接後置されたクーラ（６）を介して戻し管路（７）に接続されており、第１の弁（３）および第２の弁（４）の制御を排ガス条件に関連して監視する１つのセンサ（８）が配置されており、さらに第１の弁（３）と第２の弁（４）とセンサ（８）とを有する弁ユニット（９）が配置されていることを特徴とする、自動車の内燃機関に排ガスの部分流を戻すための装置。
4. 後置されたクーラ（６）として、液状の冷却媒体を有するクーラが配置されている、請求項３記載の装置。
5. 後置されたクーラ（６）が冷却媒体流入部（１０）を有しており、前記弁ユニット（９）が冷却媒体流出部（１１）を有している、請求項３または４記載の装置。

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