WO2017102426A1 - Fahrzeug mit einer zweiflutigen abgasanlage - Google Patents

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WO2017102426A1
WO2017102426A1 PCT/EP2016/079848 EP2016079848W WO2017102426A1 WO 2017102426 A1 WO2017102426 A1 WO 2017102426A1 EP 2016079848 W EP2016079848 W EP 2016079848W WO 2017102426 A1 WO2017102426 A1 WO 2017102426A1
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Mustafa Idikurt
Matthias Klietz
Gerd Schuster
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle having a dual-flow exhaust system according to the preamble of claim 1.
  • German Patent Application DE 102 31 056 A1 of J. Ebers Georgcher GmbH & Co. KG discloses a vehicle having a V-type engine which has left and right cylinder banks.
  • the two cylinder banks are each assigned an exhaust manifold. Exhaust outlets of the two exhaust manifolds open into a pre-silencer. From the pre-silencer leads a left and a right exhaust line in a rear area of the vehicle, where the exhaust gas exits into the environment.
  • the exhaust strands are formed differently in terms of their damping effect and their flow resistance, i. one exhaust system has a greater flow resistance than the other exhaust system.
  • the exhaust system described in DE 102 31 056 A1 also has an electronically controllable flap arrangement, it being provided that the exhaust gas in a lower speed range of the engine exclusively or predominantly by one of the two exhaust lines, in an average speed range exclusively or predominantly by the other the two exhaust lines and is passed in parallel in an upper speed range through both exhaust lines.
  • Exhaust systems which conduct the total exhaust gas flow over several exhaust strands to the vehicle rear, require comparatively much space, since the individual components of the exhaust strands (front and rear muffler, etc.) for thermal reasons sufficiently far from other components of the vehicle must be spaced or thermally insulated accordingly.
  • the object of the present invention is to provide a vehicle with a multi-flow, in particular with a double-flow exhaust system, which is suitable for vehicles in which there are limited installation space conditions in the underbody area (eg in the case of electrified vehicles or hybrid vehicles), the exhaust system should be acoustically as inconspicuous as possible at low engine power or low speeds or standing situations.
  • the starting point of the invention is a vehicle with an internal combustion engine (eg gasoline engine or diesel engine) and an exhaust system having at least a first exhaust line with at least one first exhaust outlet opening into the environment and at least one second exhaust line Has at least a second opening into the environment exhaust outlet.
  • an internal combustion engine eg gasoline engine or diesel engine
  • an exhaust system having at least a first exhaust line with at least one first exhaust outlet opening into the environment and at least one second exhaust line Has at least a second opening into the environment exhaust outlet.
  • a core idea of the invention is that, viewed in the direction of travel of the vehicle, the at least one second exhaust gas outlet is located in front of the at least one first exhaust gas outlet. In contrast to the initially mentioned DE 102 31 056 A1, therefore, not both exhaust strands extend rearwardly into the rear region of the vehicle.
  • the first exhaust outlet is located in a rear half of the vehicle (rear area of the vehicle) and the second exhaust outlet is located in a front half of the vehicle.
  • the first exhaust gas outlet - as is the case with most conventional vehicles - is located behind a rear axle of the vehicle.
  • the second exhaust outlet in front of an end wall of the vehicle d. H. in front of the passenger compartment of the vehicle.
  • the internal combustion engine can be arranged, similar to the case in most conventional vehicles.
  • the second exhaust outlet may be located in a side area of the front end and may be e.g. Open laterally into the environment in front of the left or right front wheel. In principle, the second exhaust outlet could also open laterally into the environment behind one of the two front wheels.
  • the first exhaust line has a first exhaust pipe and the second exhaust line has a second exhaust pipe (and in each case optionally further components, such as a catalyst, particle filter, etc.), wherein provision may be made can that the flow cross-section or the "diameter" of the first exhaust pipe is smaller than the flow cross-section or the "diameter” of the second exhaust pipe. Accordingly, less installation space is required for the first "exhaust pipe leading backwards" than for the second exhaust pipe extending in the front of the vehicle.
  • Such an exhaust system concept is particularly suitable for vehicles in which only relatively little installation space is available in the underbody area, in particular in the area of a center tunnel of the vehicle body.
  • the ratio between the flow cross section of the first exhaust pipe and the flow cross section of the second exhaust pipe is in a range between 5% and 50%, in particular in a range between 10% and 20%.
  • the flow cross-section of the first exhaust pipe is thus significantly smaller than the flow cross section of the second exhaust pipe and claimed accordingly less space.
  • the internal combustion engine of the vehicle has at least one exhaust manifold which concentrates the exhaust of individual cylinders of the internal combustion engine at an exhaust manifold outlet into a total exhaust gas flow
  • An exhaust system further includes an "exhaust manifold" ("exhaust manifold" for short).
  • the exhaust branch again has an exhaust gas inlet for the total exhaust gas flow coming from the internal combustion engine or from the at least one exhaust manifold of the internal combustion engine, as well as a first exhaust gas outlet connected to the first exhaust gas line, and a second exhaust gas outlet to which the second exhaust gas line is connected.
  • a catalyst and / or a particle filter may be arranged in a region between the exhaust manifold outlet of the at least one exhaust manifold and the exhaust gas inlet of the exhaust branch.
  • a particle filter is arranged downstream of the catalytic converter in the flow direction of the exhaust gas.
  • a "central pre-silencer” is provided, which can also be arranged in the exhaust system section between the internal combustion engine and the exhaust gas inlet of the exhaust manifold. The exhaust gas coming from the internal combustion engine thus already flows silenced into the exhaust manifold.
  • the exhaust gas coming from the internal combustion engine flows essentially sound-attenuated into the exhaust branch, that is, in the exhaust manifold. H. in that no central pre-silencer is arranged in the exhaust gas turbine section located between the internal combustion engine and the exhaust branch, but a first or second pre-silencer is arranged in the first exhaust gas line and in the second exhaust gas line.
  • a first or second end muffler can be arranged in each case in the first exhaust gas line and the second exhaust gas line.
  • the second and the first exhaust gas line can be selectively switched on or off.
  • switching device can be provided which can assume three different operating states. Accordingly, depending on the currently set operating state of the switching device, either the entire exhaust gas flow coming from the internal combustion engine (total exhaust gas flow) is optional
  • the exhaust gas is primarily or exclusively passed through the first exhaust line to the rear and exits in the area of the rear carriage in the environment. This has the advantage that at low load, so in the state or at low speeds, the exhaust stream is discharged to the rear into the environment and can not get into the passenger compartment through a possibly open side window of the vehicle or the air conditioning intake.
  • the exhaust gas can be conducted into the environment primarily or exclusively via the second exhaust gas line in the area of the front car. It can thus be provided that at high powers or high speeds of the vehicle, the second exhaust system "switch” or that "switched” at high power to the second exhaust system Rarely enter the vehicle or via the A / C intake in the passenger compartment.
  • a switching device can be provided which can only assume two different operating states, the total exhaust gas flow being dependent on the set operating state
  • a first partial exhaust gas flow is conducted via the first exhaust gas line and a second partial exhaust gas flow is conducted via the second exhaust gas line into the environment (second operating state).
  • a first partial exhaust gas flow is conducted via the first exhaust gas line and a second partial exhaust gas flow is conducted via the second exhaust gas line into the environment (second operating state).
  • at least one partial volume flow of the total exhaust gas flow is always conducted into the environment via the first exhaust gas line.
  • the second front exhaust line Due to the comparatively short overall length of the second front exhaust line, although this may be slightly more perceptible acoustically than the first rear exhaust line, it can be achieved by appropriate control of the switching device in situations where the noise caused by the exhaust system should be as low as possible (eg in stationary situations of the vehicle or at low speeds), the exhaust gas primarily or exclusively via the acoustically much less noticeable first exhaust line in the direction of the rear of the vehicle in the In this way, the acoustic perceptibility of the exhaust system can be limited to a minimum, especially in hybrid vehicles, whereby the vehicle for the driver especially as an "electrified vehicle" is experienceable.
  • the switching device has at least one switching element, the z. B. may be formed by an electrically controllable flap.
  • the at least one switching element may e.g. disposed in the exhaust manifold and, e.g. be designed as in stages or continuously adjustable switchover.
  • a "changeover flap" is understood to mean a switching device, the actuation of which increases the flow cross section of the one exhaust gas line and at the same time reduces the flow cross section of the other exhaust gas line.
  • the switching device in each of the two exhaust gas lines each having a switching element, wherein the two switching elements are independently controlled or actuated.
  • Such integrated in the sub strands switching elements can be formed, for example, as sliding doors with continuous adjustment.
  • an electronic control system is provided, which controls the switching device.
  • the switching device switches the switching device in a certain operating condition.
  • the operating condition of the vehicle eg depending on the speed of the vehicle and / or the current position of the vehicle (within closed areas / outside closed areas, etc.) and / or by means of a noise sensor in the passenger compartment of the vehicle or on the body of the vehicle measured noise level
  • the switching device is in an operating state in which the total exhaust gas flow is completely or predominantly (eg more than 50%, 60%, 70%, 80%, 90%) via the first exhaust gas line at the rear "into the environment when the power output from the engine and / or the speed of the vehicle is within a predetermined low power range or within a predetermined low speed range (eg V ⁇ 60 km / h).
  • the total exhaust gas flow is completely or predominantly (eg more than 50%, 60%, 70%, 80%, 90%) via the first exhaust gas line at the rear "into the environment when the power output from the engine and / or the speed of the vehicle is within a predetermined low power range or within a predetermined low speed range (eg V ⁇ 60 km / h).
  • the exhaust system according to the invention is particularly suitable for hybrid vehicles, in which in the region of the rear axle provided for generating vehicle propulsion electric drive machine is arranged.
  • hybrid vehicle concepts In such hybrid vehicle concepts is in the underbody area of the vehicle usually very little space available, in which a voluminous exhaust system could be arranged.
  • the exhaust system concept according to the invention, in which the "backwards" leading exhaust pipe is relatively small dimensions, is therefore particularly suitable for such vehicle concepts.
  • the invention can also be used in other vehicle concepts.
  • a so-called “range extender” small internal combustion engine driving a generator for power generation
  • an electric machine in the front of the vehicle, wherein in the underbody area of the vehicle, i. below the passenger compartment a (large) electrical energy storage is arranged.
  • the first exhaust gas system or at least one subsection of the first exhaust gas system is arranged in a central longitudinal region located below a passenger compartment of the vehicle. In most vehicles, this central longitudinal region is designed as a so-called "center tunnel.” However, an arrangement of the first exhaust gas line or a subsection thereof in a central longitudinal region of the underbody space of the vehicle is not absolutely necessary.
  • the first exhaust gas system or a partial section of the first exhaust gas system may also be arranged eccentrically or laterally offset with respect to a central longitudinal axis of the vehicle extending in the vehicle longitudinal direction.
  • the first exhaust line or a portion of the first exhaust line laterally adjacent to one of the two Schweiler (body area extending below the doors of the vehicle in the vehicle longitudinal direction) may be arranged, the rocker the first exhaust line or a portion of the first exhaust line from the outside hidden or covered.
  • the sills are designed as hollow profiles, the first exhaust gas line or a partial section of the first exhaust gas line can also be arranged within the sill profile.
  • the vehicle is an electrified vehicle or a hybrid vehicle
  • electrical energy storage units are arranged in an area to the left and an area to the right of the subsection of the first exhaust line or the center tunnel below the passenger compartment. Since the flow cross-section of the first exhaust gas line is comparatively small, the thermal load of any high-voltage components arranged in this area is correspondingly low.
  • the first exhaust system or a subsection of the first exhaust system may be arranged laterally next to the electrical energy store, in particular in a region between the latter electrical energy storage housing and the left and right sills.
  • the first exhaust gas line or a partial section of the first exhaust gas line can be arranged, for example, in the (vertical) region in which the electrical energy store is also arranged.
  • the first exhaust gas line or a subsection of the first exhaust gas line extends between two energy storage parts (right part and left part) in the direction of the vehicle rear.
  • the first exhaust system or a subsection of the first exhaust system could also be arranged above or below the electric energy storage, which has the advantage that the energy storage can be easily implemented as a one-piece eg cuboid housing. If the word "at least" is dispensed with in the preceding description in connection with the first exhaust gas line and / or the first exhaust gas outlet and / or the second exhaust gas line and / or the second exhaust gas outlet, this is not to be understood as limiting also more than a first exhaust gas line and / or first exhaust gas outlet and / or second exhaust gas line and / or second exhaust gas outlet may be provided.
  • Figure 1 shows a first exemplary embodiment according to the invention
  • FIG. 3 shows a second embodiment according to the invention
  • Figure 4 shows a section through the vehicle in the underbody area (similar
  • FIG. 2 shows a variant of the embodiment of Figure 3, but with laterally extending exhaust pipe
  • FIG. 6 shows a variant of the embodiment of Figure 1, but with laterally extending exhaust pipe
  • FIG 8 shows a section through a vehicle in the underfloor region, in which the exhaust pipe is arranged above the electrical energy storage.
  • FIG. 1 shows a vehicle 1 which can be driven by an internal combustion engine 2.
  • An exhaust manifold not shown, merges the exhaust gases discharged from individual cylinders of the internal combustion engine 2 into a total exhaust gas flow.
  • the total exhaust stream is then first passed through a catalyst 3, which may be a controlled three-way catalyst, in the flow direction of the total exhaust stream downstream of the catalyst 3, a particulate filter 4 is arranged. If the internal combustion engine 2 is a gasoline engine, the particle filter 4 is an Otto particle filter. In the flow direction after the particle filter 4, a pre-silencer 5 is arranged.
  • exhaust branch 6 which has an exhaust gas inlet 6a, a first exhaust gas outlet 6b and a second exhaust gas outlet 6c, is arranged downstream of the pre-silencer 5. Via the exhaust gas inlet 6a, the total exhaust gas flow coming from the preselector damper 5 flows into the exhaust gas branch 6. In the exhaust branch 6, the total exhaust gas flow to a first exhaust line 7 and a second exhaust line 8 can be divided.
  • an electronically controllable switching device may be provided in the exhaust branch 6 or at the two exhaust gas outlets 6b, 6c, the z. B. is formed by one or more switchable flaps or other electronically controllable switching elements and a flow distribution on the two exhaust gas lines 7, 8 allows.
  • the first exhaust gas line 7 has a first exhaust pipe 9, which extends from the first exhaust gas outlet 6b of the first exhaust gas branch 6 in a central longitudinal region of the underbody region of the vehicle to the rear in the direction of the vehicle rear, where a first rear muffler 10 is arranged. After flowing through the first Einschaltdämpfers 10, the exhaust gas flowing through the first exhaust line 7 flows through a first exhaust gas outlet 11 at the rear of the vehicle into the environment.
  • exhaust gas flows via a second exhaust pipe 12 into a second muffler 13, which is arranged in a front end region of the vehicle. From the second muffler 13 coming exhaust gas flows through a second exhaust outlet 14 laterally ahead of a left front wheel of the vehicle not shown here in the environment.
  • the vehicle is a left-hand drive vehicle, it is advantageous if the second exhaust outlet 14 on the left side of the vehicle, d. H. In the case of a right-hand drive vehicle, it is advantageous if the second exhaust gas outlet on the right side of the vehicle flows into the surroundings.
  • the first exhaust pipe 9, ie the exhaust pipe leading to the rear of the vehicle, has a smaller one Flow cross-section or a smaller diameter than the second exhaust pipe 12, which leads to the in the front of the vehicle, ie to the front of an end wall 15 arranged exhaust gas outlet 14.
  • the volume flow distribution can take place depending on the operating state. For example, it can be provided that at low power levels of the internal combustion engine 2 or at low engine speeds and / or low vehicle speeds, the entire exhaust gas volume flow emitted by the internal combustion engine 2 or a majority of the engine air flow is discharged via the first exhaust gas line 7 into the environment and that at higher engine power and / or higher engine speeds and / or higher vehicle speeds of the second exhaust line 8 "switched" is or possibly even the entire exhaust gas volume flow is then discharged via the second exhaust line 8 to the environment.
  • the exhaust system arrangement shown in Figure 1 is particularly advantageous in electrified vehicles or hybrid vehicles, in which below the passenger compartment, an electrical energy storage (eg., High-voltage storage 16) is ordered.
  • an electrical energy storage eg., High-voltage storage 16
  • Figure 2 shows a section along the section line A-A shown in Figure 1 in the underbody area of the vehicle.
  • a high-voltage accumulator 16 housed left and right of the first exhaust pipe 9 extending through a central tunnel 17.
  • 7 individual memory modules which in turn each composed of a plurality of electrically interconnected memory cells, may be arranged on both sides of the center tunnel. Since the first exhaust pipe 9 compared to the second exhaust pipe 12 has a comparatively small cross-section or diameter, the space requirement is correspondingly low, which has the advantage that for the storage of memory cells or memory modules of the high-voltage memory 16 correspondingly more space is available ,
  • the total exhaust gas flow is preferably passed through the first exhaust pipe 9 only at low engine power or combustion engine speeds or vehicle speeds. Accordingly, the heat dissipation via the first exhaust pipe 9 and thus the heat input into the high-voltage accumulator 16 is correspondingly low.
  • a heat insulation is provided between the first exhaust pipe 9 and the high-voltage accumulator 16, for example. B. in the form of a heat shield, a thermally insulating exhaust pipe jacket 9a o. ⁇ .
  • FIG. 3 shows a variant of the exemplary embodiment of FIG. 1.
  • the catalyst 3 is shown and the particulate filter 4.
  • the total exhaust gas flow coming from the internal combustion engine 2 therefore essentially flows into the exhaust branch 6 at sound attenuation and is distributed there via the first exhaust gas outlet 6b and the second exhaust gas outlet 6c to the two exhaust gas strands 7, 8, wherein the two exhaust gas strands 7 8, in each case a first or second pretensioning damper 5a, 5b is arranged, otherwise the arrangement of FIG. 3 corresponds to that of FIG.
  • FIG. 4 shows a section through the vehicle in the underbody region (similar to FIG. 2), but with illustrated side limbs 18a, 18b, which form part of the vehicle body.
  • the two isschweiler 18 a, 18 b cover from the side at least a portion of the height of the electrical Energy storage 16 and thus offer at least some protection against damage in a side crash of the vehicle.
  • Figure 5 shows a variant of the embodiment of Figure 3, but with laterally extending exhaust pipe.
  • the exhaust pipe 9 extends here in a region between the right side of a housing of the electrical energy store 16 and the right-hand doors of the vehicle or the sills located below the doors. Viewed in the vertical direction (i.e., perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 5), the exhaust pipe 9 can be arranged essentially in the same "height" as the electrical energy store 16 or above or also below the electrical energy store 16.
  • FIG. 7 shows a cross section through the underbody region of a hybrid vehicle in which the exhaust pipe 9 is arranged laterally, as is the case in the variants shown in FIGS. 5 and 6.
  • the electrical energy storage 16 In the middle region of the underbody region of the electrical energy storage 16 is arranged. "Right next to" the electrical energy storage 16, that is, between a right housing wall of the electric energy storage 16 and the right Soschweiler 18b extending in the vehicle longitudinal direction exhaust pipe 9 is arranged, which is covered with a thermal insulation 9a.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment in which an electrical energy store 16 is arranged in the underbody area of the vehicle. Analogously to FIG. 7, the latter is partly covered by the two sills 18a, 18b. In contrast to the previous embodiments runs the exhaust pipe 9 here above the electrical energy storage in the vehicle longitudinal direction. As an alternative to the arrangement of the exhaust pipe in the center of the vehicle shown in FIG. 8, the exhaust pipe could, in principle, also be arranged laterally offset with respect to the vehicle center.

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Abstract

Fahrzeug (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer Abgasanlage, die einen ersten Abgasstrang (7) mit einem ersten in die Umgebung mündenden Abgasauslass (11) und einen zweiten mit Abgasstrang (8) mit einem zweiten in die Umgebung mündenden Abgasauslass (14) aufweist, wobei, in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (1) betrachtet, der zweite Abgasauslass (14) sich vorderhalb des ersten Abgasauslasses (11) befindet.

Description

Fahrzeug mit einer zweiflutiaen Aboasanlaae
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer zweiflutigen Abgasanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Klassische Abgasanlagen verlaufen im Unterbodenbereich eines Pkws von einem im Vorderwagen angeordneten Verbrennungsmotor kommend nach hinten und münden üblicherweise im Heckschürzenbereich über ein Endrohr in die Umgebung.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 102 31 056 A1 der J. Eberspächer GmbH & Co. KG ist ein Fahrzeug mit einem V-Motor bekannt, der eine linke und eine rechte Zylinderbank aufweist. Den beiden Zylinderbänken ist jeweils ein Abgaskrümmer zugeordnet. Abgasauslässe der beiden Abgaskrümmer münden in einen Vorschalldämpfer. Von dem Vorschalldämpfer führt ein linker und ein rechter Abgasstrang in einen Heckbereich des Fahrzeugs, wo das Abgas in die Umgebung austritt. Die Abgasstränge sind hinsichtlich ihrer Dämpfungswirkung bzw. ihres Strömungswiderstands unterschiedlich ausgebildet sind, d.h. der eine Abgasstrang weist einen größeren Strömungswiderstand auf als der andere Abgasstrang.
Die in der DE 102 31 056 A1 beschriebene Abgasanlage weist ferner eine elektronisch ansteuerbare Klappenanordnung auf, wobei vorgesehen ist, dass das Abgas in einem unteren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors ausschließlich oder vorwiegend durch einen der beiden Abgasstränge, in einem mittleren Drehzahl bereich ausschließlich oder vorwiegend durch den anderen der beiden Abgasstränge und in einem oberen Drehzahlbereich parallel durch beide Abgasstränge geleitet wird.
Abgasanlagen, welche den Gesamtabgasstrom über mehrere Abgasstränge zum Fahrzeugheck leiten, beanspruchen vergleichsweise viel Bauraum, da die einzelnen Komponenten der Abgasstränge (Vor- und Nachschalldämpfer etc.) aus thermischen Gründen hinreichend weit von anderen Komponenten des Fahrzeugs beabstandet bzw. entsprechend thermisch isoliert sein müssen.
Dies gilt insbesondere bei (hoch-)eiektrifizierten Fahrzeugen, bei denen der Bauraum im Mitteltunnelbereich für die Integration von Hochvoltspeicherkomponenten genutzt werden soll. Der thermische Eintrag der Abgasanlage in benachbart angeordnete Hochvoltspeicherkomponenten ist besonders unerwünscht und bildet u.U. ein Ausschlusskriterium für die Anordnung eines Hochvoltspeichers im Bereich des Mitteltunnels.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer mehrflutigen, insbesondere mit einer zweiflutigen Abgasanlage zu schaffen, die für Fahrzeuge geeignet ist, bei denen im Unterbodenbereich beengte Bauraumverhältnisse bestehen (z. B. bei elektrifizierten Fahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen), wobei die Abgasanlage bei geringen Motorleistungen bzw. niedrigen Geschwindigkeiten oder Standsituationen akustisch möglichst unauffällig sein soll.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (z.B. Ottomotor oder Dieselmotor) und einer Abgasanlage, die mindestens einen ersten Abgasstrang mit mindestens einem ersten in die Umgebung mündenden Abgasauslass und mindestens einen zweiten Abgasstrang mit mindestens einem zweiten in die Umgebung mündenden Abgasauslass aufweist.
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass, in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet, der mindestens eine zweite Abgasauslass sich vorderhalb des mindestens einen ersten Abgasauslasses befindet. Im Unterschied zu der eingangs genannten DE 102 31 056 A1 erstrecken sich also gerade nicht beide Abgasstränge nach hinten in den Heckbereich des Fahrzeugs.
Vielmehr kann vorgesehen sein, dass, in einer Seitenansicht des Fahrzeugs betrachtet, der erste Abgasauslass sich in einer hinteren Fahrzeughälfte (Hinterwagenbereich des Fahrzeugs) und der zweite Abgasauslass sich in einer vorderen Fahrzeughälfte befindet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich der erste Abgasauslass - ähnlich wie dies bei den meisten herkömmlichen Fahrzeugen der Fall ist - hinterhalb einer Hinterachse des Fahrzeugs befindet.
Demgegenüber kann der zweite Abgasauslass vorderhalb einer Stirnwand des Fahrzeugs, d. h. vorderhalb Fahrgastraums des Fahrzeugs, angeordnet sein. In diesem Bereich, d. h. vorderhalb der Stirnwand des Fahrzeugs, kann auch der Verbrennungsmotor angeordnet sein, ähnlich wie dies bei den meisten herkömmlichen Fahrzeugen der Fall ist.
Der zweite Abgasauslass kann in einem Seitenbereich des Vorderwagens angeordnet sein und z.B. vorderhalb des linken oder des rechten Vorderrads seitlich in die Umgebung münden. Prinzipiell könnte der zweite Abgasauslass aber auch hinterhalb eines der beiden Vorderräder seitlich in die Umgebung münden.
Der erste Abgasstrang weist ein erstes Abgasrohr und der zweite Abgasstrang weist ein zweites Abgasrohr (und jeweils gegebenenfalls weitere Komponenten, wie z. B. einen Katalysatoren, Partikelfilter etc.) auf, wobei vorgesehen sein kann, dass der Strömungsquerschnitt bzw. der „Durchmesser" des ersten Abgasrohrs kleiner als der Strömungsquerschnitt bzw. der„Durchmesser" des zweiten Abgasrohrs ist. Dementsprechend wird für das erste, „nach hinten führende Abgasrohr" weniger Bauraum benötigt, als für das zweite, vorne im Fahrzeug verlaufende Abgasrohr.
Ein derartiges Abgasanlagenkonzept ist insbesondere für Fahrzeuge geeignet, bei denen im Unterbodenbereich, insbesondere im Bereich eines Mitteltunnels der Fahrzeugkarosserie, nur relativ wenig Bauraum zur Verfügung steht.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis zwischen dem Strömungsquerschnitt des ersten Abgasrohrs und dem Strömungsquerschnitt des zweiten Abgasrohrs in einem Bereich zwischen 5% und 50%, insbesondere in einem Bereich zwischen 10% und 20%, liegt. Der Strömungsquerschnitt des ersten Abgasrohrs ist somit signifikant kleiner als der Strömungsquerschnitt des zweiten Abgasrohrs und beansprucht dementsprechend weniger Bauraum.
Der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs weist mindestens einen Abgaskrümmer auf, welcher das Abgas einzelner Zylinder des Verbrennungsmotors an einem Abgaskrümmerauslass zu einem Gesamtabgasstrom bündelt
Eine Abgasanlage gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner eine „Abgasverzweigungseinrichtung" (kurz „Abgasverzweigung") auf. Die Abgasverzweigung wiederum weist einen Abgaseinlass für den vom Verbrennungsmotor bzw. von dem mindestens einen Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors kommenden Gesamtabgasstrom auf, sowie einen ersten Abgasauslass, an den erste Abgasstrang angeschlossen ist, und einen zweiten Abgasauslass, an den der zweite Abgasstrang angeschlossen ist.
In einem Bereich zwischen dem Abgaskrümmerauslass des mindestens einen Abgaskrümmers und dem Abgaseinlass der Abgasverzweigung können ein Katalysator und/oder ein Partikelfilter (je nach Art des Verbrennungsmotors Ottopartikelfilter oder Dieselpartikelfilter), angeordnet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Partikelfilter in Strömungsrichtung des Abgases nach dem Katalysator angeordnet ist.
Bei einer ersten Variante der Erfindung ist ein „zentraler Vorschalldämpfer vorgesehen, der ebenfalls im Abgasanlagenabschnitt zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Abgaseinlass der Abgasverzweigung angeordnet sein kann. Das vom Verbrennungsmotor kommende Abgas strömt also bereits schallgedämpft in die Abgasverzweigung ein.
Alternativ dazu kann vorgesehen, dass das vom Verbrennungsmotor kommende Abgas im wesentlichen schallungedämpft in die Abgasverzweigung strömt, d. h. dass in dem zwischen dem Verbrennungsmotor und der Abgasverzweigung befindlichen Abgasanalagenabschnitt kein zentraler Vorschalldämpfer angeordnet ist, sondern im ersten Abgasstrang und im zweiten Abgasstrang ein erster bzw. zweiter Vorschalldämpfer angeordnet ist.
Bei beiden Varianten kann ferner in dem ersten Abgasstrang und dem zweiten Abgasstrang jeweils ein erster bzw. zweiter Endschalldämpfer angeordnet sein.
Vorzugsweise kann der zweite bzw. der erste Abgasstrang kann selektiv zu- oder abgeschaltet werden. Hierfür kann Schalteinrichtung vorgesehen sein, die drei verschiedene Betriebszustände einnehmen kann. Demnach wird in Abhängigkeit von dem aktuell eingestellten Betriebszustand der Schalteinrichtung entweder der gesamte vom Verbrennungsmotor kommende Abgasstrom (Gesamtabgasstrom) wahlweise
• ausschließlich über den ersten, „hinteren" Abgasstrang in die Umgebung geleitet (1. Betriebszustand) bzw.
• ausschließlich über den zweiten, „vorderen" Abgasstrang (2.
Betriebszustand) oder
• „gesplittet", d.h. ein erster Teilabgasstrom des Gesamtabgasstroms wird über den ersten Abgasstrang und der übrige (zweite) Teilabgasstrom des Gesamtabgasstroms wird über den zweiten Abgasstrang in die Umgebung geleitet (3. Betriebszustand).
Im Betrieb des Fahrzeugs kann vorgesehen sein, dass bei niedrigen Leistungen des Verbrennungsmotors und den damit einhergehenden niedrigen Abgasmassenströmen das Abgas primär oder ausschließlich über den ersten Abgasstrang nach hinten geleitet wird und im Bereich des Hinterwagens in die Umgebung austritt. Dies hat den Vorteil, dass bei wenig Last, also im Stand bzw. bei niedrigen Geschwindigkeiten der Abgasstrom nach hinten in die Umgebung abgeführt wird und keinesfalls durch ein eventuell geöffnetes Seitenfenster des Fahrzeugs oder über die Klimaanlagenansaugung in den Fahrgastraum gelangen kann.
Bei hohen Leistungen des Verbrennungsmotors und den damit einhergehenden höheren Abgasmassenströmen kann das Abgas primär oder ausschließlich über den zweiten Abgasstrang im Bereich des Vorderwagens in die Umgebung geleitet werden. Es kann also vorgesehen sein, dass bei hohen Leistungen bzw. hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs der zweite Abgasstrang „hinzugeschalter oder dass bei hohen Leistungen auf den zweiten Abgasstrang „umgeschaltet" wird. Durch die Strömungsverhältnisse bei größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten wird ausgeschlossen, dass Abgas durch ein eventuell geöffnetes Seltenfenster des Fahrzeugs oder über die Klimaanlagenansaugung in den Fahrgastraum gelangen kann.
Alternativ zu der o.g. ersten Variante kann eine Schalteinrichtung vorgesehen sein, die lediglich zwei verschiedene Betriebszustände einnehmen kann, wobei in Abhängigkeit von dem eingestellten Betriebszustand der Gesamtabgasstrom
• entweder über den ersten Abgasstrang in die Umgebung geleitet wird (1.
Betriebszustand) oder
• ein erster Teilabgasstrom über den ersten Abgasstrang und ein zweiter Teilabgasstrom über den zweiten Abgasstrang in die Umgebung geleitet wird (2. Betriebszustand). Im Unterschied zu der ersten Variante wird bei der zweiten Variante also stets zumindest ein Teilvolumenstrom des Gesamtabgasstroms über den ersten Abgasstrang in die Umgebung geleitet.
Die erfindungsgemäße zweiflutige Abgasanlage kommt insbesondere für .elektrifizierte Fahrzeuge" in Betracht. Aufgrund der vergleichsweise kurzen Baulänge des zweiten, vorderen Abgasstrangs mag dieser zwar akustisch etwas stärker wahrnehmbar sein als der erste, hintere Abgasstrang. Durch entsprechende Ansteuerung der Schaiteinrichtung kann aber erreicht werden, dass in Situationen, in denen die von der Abgasanlage verursachten Geräusche möglichst gering sein sollen (z.B. in Standsituationen des Fahrzeugs oder bei niedrigen Geschwindigkeiten), das Abgas primär oder ausschließlich über den akustisch deutlich weniger wahrnehmbaren ersten Abgasstrang nach hinten in Richtung des Hecks des Fahrzeugs in die Umgebung geleitet wird. Auf diese Weise kann insbesondere bei Hybridfahrzeugen die akustische Wahrnehmbarkeit der Abgasanlage auf ein Minimum begrenzt werden, wodurch das Fahrzeug für den Fahrer besonders als„elektrifiziertes Fahrzeug" erlebbar wird.
Die Schalteinrichtung weist hierzu mindestens ein Schaltorgan auf, das z. B. durch eine elektrisch ansteuerbare Klappe gebildet sein kann. Das mindestens eine Schaltorgan kann z.B. in bzw. an der Abgasverzweigung angeordnet und z.B. als in Stufen oder stufenlos verstellbare Umschaltklappe ausgebildet sein. Unter einer„Umschaltklappe" wird eine Schalteinrichtung verstanden, durch deren Betätigung der Strömungsquerschnitt des einen Abgasstrangs vergrößert und gleichzeitig der Strömungsquerschnitt des anderen Abgasstrangs verringert wird.
Alternativ oder ergänzend dazu kann die Schalteinrichtung in jedem der beiden Abgasstränge jeweils ein Schaltorgan aufweisen, wobei die beiden Schaltorgane unabhängig voneinander ansteuerbar bzw. betätigbar sind. Derartige in die Teilstränge integrierte Schaltorgane können z.B. als Schiebeklappen mit stufenloser Verstellmöglichkeit ausgebildet sein.
Zur Steuerung der Schalteinrichtung ist eine Steuerelektronik vorgesehen, welche
• in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors (z. B. in Abhängigkeit von der aktuellen Motorleistung, der Motordrehzahl o. ä.) und/oder
• in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeugs (z. B. in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der aktuellen Position des Fahrzeugs (innerhalb geschlossener Ortschafen/außerhalb geschlossener Ortschaften etc.) und/oder eines mittels eines Geräuschsensors in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs oder an der Karosserie des Fahrzeugs gemessenen Geräuschpegels) die Schalteinrichtung in einem bestimmten Betriebszustand schaltet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung sich in einem Betriebszustand befindet, in dem der Gesamtabgasstrom vollständig oder überwiegend (z. B. zu mehr als 50%. 60%, 70%, 80%, 90%) über den ersten Abgasstrang„nach hinten" in die Umgebung geleitet wird, wenn sich die vom Verbrennungsmotor abgegebene Leistung und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem vorgegebenen niedrigen Leistungsbereich bzw. in einem vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeitsbereich (z. B. V < 60 km/h) befindet.
Wie bereits erwähnt, ist die erfindungsgemäße Abgasanlage insbesondere für Hybridfahrzeuge geeignet, bei denen im Bereich der Hinterachse eine zur Erzeugung von Fahrzeugvortrieb vorgesehene elektrische Antriebsmaschine angeordnet ist. Bei derartigen Hybridfahrzeugkonzepten steht im Unterboden bereich des Fahrzeugs in der Regel besonders wenig Bauraum zur Verfügung, in dem eine voluminöse Abgasanlage angeordnet werden könnte. Das erfindungsgemäße Abgasanlagenkonzept, bei dem das „nach hinten" führende Abgasrohr relativ klein dimensioniert ist, ist für solche Fahrzeugkonzepte daher besonders geeignet.
Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei anderen Fahrzeugkonzepten eingesetzt werden. Zu denken ist beispielsweise an ein Fahrzeugkonzept, bei dem ein sogenannter„Range Extender" („kleiner" Verbrennungsmotor, welcher einen zur Stromerzeugung vorgesehenen Generator antreibt) zusammen mit einer elektrischen Maschine im Vorderwagenbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei im Unterbodenbereich des Fahrzeugs, d.h. unterhalb der Fahrgastzelle ein (großer) elektrischer Energiespeicher angeordnet ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Abgasstrang bzw. zumindest ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs in einem unterhalb eines Fahrgastraums des Fahrzeugs befindlichen Mittellängsbereich angeordnet ist. Bei den meisten Fahrzeugen ist dieser Mittellängsbereich als so genannter„Mitteltunnel" ausgebildet. Eine Anordnung des ersten Abgasstrangs bzw. eines Teilabschnitts desselben in einem Mittellängsbereich des Unterboden raums des Fahrzeugs ist aber nicht zwingend erforderlich.
Der erste Abgasstrang bzw. ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs kann - in Bezug auf eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Mittellängsachse des Fahrzeugs - auch außermittig bzw. seitlich versetzt angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Abgasstrang bzw. ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs seitlich neben einem der beiden Schweiler (Karosseriebereich, der sich unterhalb der Türen des Fahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt) angeordnet sein, wobei der Schweller den ersten Abgasstrang bzw. einen Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs von außen her verdeckt bzw. überdeckt. Sofern die Schweller als Hohlprofile ausgebildet sind, kann der erste Abgasstrang bzw. ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs auch innerhalb des Schwellerprofils angeordnet sein. Sofern es sich bei dem Fahrzeug um ein elektrifiziertes Fahrzeug bzw. ein Hybridfahrzeug handelt, kann vorgesehen sein, dass in einem Bereich links und einem Bereich rechts des Teilabschnitts des ersten Abgasstrangs bzw. des Mitteltunnels unterhalb des Fahrgastraums elektrische Energiespeichereinheiten angeordnet sind. Da der Strömungsquerschnitt des ersten Abgasstrangs vergleichsweise gering ist, ist auch die thermische Belastung eventueller in diesem Bereich angeordneter Hochvoltkomponenten entsprechend gering. Alternativ dazu kann, wie oben bereits erwähnt, auch bei einem Hybridfahrzeug, bei dem im Mittelbereich des Unterbodenbereichs ein elektrischer Energiespeicher angeordnet ist, der erste Abgasstrang bzw. ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs seitlich neben dem elektrischen Energiespeicher angeordnet sein, insbesondere in einem Bereich zwischen dem elektrischen Energiespeichergehäuse und dem linken bzw. rechten Schweller.
Hinsichtlich der vertikalen Ausrichtung des ersten Abgasstrangs bzw. eines Teilabschnitts des ersten Abgasstrangs gibt es ebenfalls mehrere Möglichkeiten.
Der erste Abgasstrang bzw. ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs kann beispielsweise in dem (vertikalen) Bereich angeordnet sein, in dem auch der elektrische Energiespeicher angeordnet ist. Bei einer mittigen Anordnung des ersten Abgasstrangs bzw. eines Teilabschnitts des ersten Abgasstrangs kann vorgesehen sein, dass sich der erste Abgasstrangs bzw. eines Teilabschnitts des ersten Abgasstrangs zwischen zwei Energiespeicherteilen (rechter Teil und linker Teil) in Richtung Fahrzeugheck erstreckt.
Alternativ dazu könnte der erste Abgasstrang bzw. ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs auch oberhalb oder unterhalb des elektrischen Energiespeichers angeordnet sein, was den Vorteil hat, dass der Energiespeicher problemlos als einteiliges z.B. quaderartiges Gehäuse ausgeführt sein kann. Wenn In der vorgegangenen Beschreibung im Zusammenhang mit dem ersten Abgasstrang und/oder dem ersten Abgasauslass und/oder dem zweiten Abgasstrang und/oder dem zweiten Abgasauslass auf das Wort„mindestens" verzichtet wird, so ist dies nicht einschränkend zu verstehen, sondern so, dass auch mehr als ein erster Abgasstrang und/oder erster Abgasauslass und/oder zweiter Abgasstrang und/oder zweiter Abgasauslass vorgesehen sein kann.
Die oben verwendete Formulierung„Abgasanlage mit mindestens einem ersten Abgasstrang" bzw. „mindestens einem ersten in die Umgebung mündenden Abgasauslass" ist also so zu verstehen, dass bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung Abgas prinzipiell auch über zwei oder über mehr als zwei„erste Abgasstränge" bzw.„erste Abgasauslässe" in die Umgebung geleitet werden könnte. Entsprechend dem o.g. Kerngedanken der Erfindung befänden sich dann der zweite Abgasauslass vorderhaib der der beiden ersten Abgasauslässe bzw. vorderhalb der mehr als ersten Abgasauslässe, in analoger Weise können auch zwei oder mehr als zwei zweite Abgasstränge und/oder zwei oder mehr als zwei zweite Abgasauslässe vorgesehen sein. Die Erfindung ist also ausdrücklich nicht auf genau einen ersten Abgasauslass und genau einen zweiten Abgasauslass beschränkt.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel gemäß der Erfindung;
Figur 2 einen Schnitt durch das Fahrzeug im Unterbodenbereich
entlang der Schnittlinie A-A,
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung,
Figur 4 einen Schnitt durch das Fahrzeug im Unterbodenbereich (ähnlich
Figur 2) jedoch mit dargestellten Seitenschwellern, Figur 5 eine Variante des Ausführungsbeispiels der Figur 3, jedoch mit seitlich verlaufendem Abgasrohr,
Figur 6 eine Variante des Ausführungsbeispiels der Figur 1 , jedoch mit seitlich verlaufendem Abgasrohr,
Figur 7 einen Schnitt durch das Fahrzeug im Unterbodenbereich bei einer
Anordnung des Abgasrohrs wie in Figur 5 bzw. 6, und
Figur 8 einen Schnitt durch ein Fahrzeug im Unterbodenbereich, bei dem das Abgasrohr oberhalb des elektrischen Energiespeichers angeordnet ist.
Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 1 , welches von einem Verbrennungsmotor 2 antreibbar ist. Ein nicht näher dargestellter Abgaskrümmer führt die von einzelnen Zylindern des Verbrennungsmotors 2 ausgestoßenen Abgase zu einem Gesamtabgasstrom zusammen.
Der Gesamtabgasstrom wird dann zunächst durch einen Katalysator 3 geleitet, bei dem es sich um einen geregelten Dreiwegekatalysator handeln kann, in Strömungsrichtung des Gesamtabgasstroms nach dem Katalysator 3 ist ein Partikelfilter 4 angeordnet. Sofern es sich bei dem Verbrennungsmotor 2 um einen Ottomotor handelt, ist der Partikelfilter 4 ein Ottopartikelfilter. In Strömungsrichtung nach dem Partikelfilter 4 ist ein Vorschalldämpfer 5 angeordnet.
Stromabwärts des Vorschalldämpfers 5 ist eine „Abgasverzweigung 6" angeordnet, die einen Abgaseinlass 6a, einen ersten Abgasauslass 6b und einen zweiten Abgasauslass 6c aufweist. Über den Abgaseinlass 6a strömt der vom Vorschaildämpfer 5 kommende Gesamtabgasstrom in die Abgasverzweigung 6. In der Abgasverzweigung 6 kann der Gesamtabgasstrom auf einen ersten Abgasstrang 7 und einen zweiten Abgasstrang 8 aufgeteilt werden. Hierzu kann in der Abgasverzweigung 6 bzw. an den beiden Abgasauslässen 6b, 6c eine elektronisch steuerbare Schalteinrichtung vorgesehen sein, die z. B. durch eine oder mehrere schaltbare Klappen oder andere elektronisch steuerbare Schaltorgane gebildet ist und eine Volumenstromaufteilung auf die beiden Abgasstränge 7, 8 ermöglicht.
Der erste Abgasstrang 7 weist ein erstes Abgasrohr 9 auf, das sich von dem ersten Abgasauslass 6b der ersten Abgasverzweigung 6 in einem Mittellängsbereich des Unterbodenbereichs des Fahrzeugs nach hinten in Richtung Fahrzeugheck erstreckt, wo ein erster Endschalldämpfer 10 angeordnet ist. Nach Durchströmen des ersten Einschaltdämpfers 10 mündet das den ersten Abgasstrang 7 durchströmende Abgas über einen ersten Abgasauslass 11 am Fahrzeugheck in die Umgebung.
Vom zweiten Abgasauslass 6c der Abgasverzweigung 6 strömt Abgas über ein zweites Abgasrohr 12 in einen zweiten Endschalldämpfer 13, der in einem Vorderwagen bereich des Fahrzeugs angeordnet ist. Vom zweiten Endschalldämpfers 13 kommendes Abgas strömt über einen zweiten Abgasauslass 14 seitlich vorderhalb eines hier nicht näher dargestellten linken Vorderrads des Fahrzeugs in die Umgebung.
Sofern es sich bei dem Fahrzeug um ein Linkslenkerfahrzeug handelt, ist es von Vorteil, wenn der zweite Abgasauslass 14 auf der linken Seite des Fahrzeugs, d. h. auf der„Gegenverkehrseite" in die Umgebung strömt. Bei einem Rechtslenkerfahrzeug ist es von Vorteil, wenn der zweite Abgasauslass auf der rechten Fahrzeugseite in die Umgebung strömt.
Wie In Figur 1 bereits angedeutet, weist das erste Abgasrohr 9, d. h. dasjenige Abgasrohr, welches zum Fahrzeugheck führt, einen geringeren Strömungsquerschnitt bzw. einen geringeren Durchmesser auf, als das zweite Abgasrohr 12, welches zu dem im Vorderwagenbereich, d. h. zu dem vorderhalb einer Stirnwand 15 angeordneten Abgasauslass 14 führt.
Mittels der oben bereits erwähnten, in Figur 1 aber nicht näher dargestellten Schalteinrichtung kann die Volumenstromaufteilung betriebszustandsabhängig erfolgen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei niedrigen Leistungen des Verbrennungsmotors 2 bzw. bei niedrigen Verbrennungsmotordrehzahlen und/oder niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten der gesamte vom Verbrennungsmotor 2 abgegebene Abgasvolumenstrom oder ein Großteil des vom Verbrennungsmotor abgegebenen Vo!umenstrom über den ersten Abgasstrang 7 in die Umgebung abgeführt wird und dass bei höheren Verbrennungsmotorleistungen und/oder höheren Verbrennungsmotordrehzahlen und/oder höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten der zweite Abgasstrang 8 „zugeschaltet" wird oder evtl. sogar der gesamte Abgasvolumenstrom dann über den zweiten Abgasstrang 8 an die Umgebung abgegeben wird.
Die in Figur 1 gezeigte Abgasanlagenanordnung ist insbesondere bei elektrifizierten Fahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen von Vorteil, bei denen unterhalb des Fahrgastraums ein elektrischer Energiespeicher (z. B. Hochvoltspeicher 16) geordnet ist.
Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der in Figur 1 gezeigten Schnittlinie A-A im Unterbodenbereich des Fahrzeugs. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist im Unterbodenbereich des Fahrzeugs auf beiden Seiten, d. h. links und rechts des sich durch einen Mitteltunnel 17 erstreckenden ersten Abgasrohrs 9 ein Hochvoltspeicher 16 untergebracht.
Beispielsweise können auf beiden Seiten des Mitteltunnels 7 einzelne Speichermodule, die sich wiederum jeweils aus mehreren elektrisch miteinander verschalteten Speicherzellen zusammensetzen, angeordnet sein. Da das erste Abgasrohr 9 im Vergleich zu dem zweiten Abgasrohr 12 einen vergleichsweisen kleinen Querschnitt bzw. Durchmesser aufweist, ist der Platzbedarf entsprechend gering, was den Vorteil hat, dass für die Unterbringung von Speicherzellen bzw. Speichermodulen des Hochvoltspeichers 16 entsprechend mehr Platz zur Verfügung steht.
Wie bereits erwähnt, wird durch das erste Abgasrohr 9 vorzugsweise nur bei geringen Verbrennungsmotorleistungen bzw. Verbrennungsmotordrehzahlen bzw. Fahrzeuggeschwindigkeiten der Gesamtabgasstrom durchgeleitet. Dementsprechend gering ist die Wärmeabgabe über das erste Abgasrohr 9 und somit der Wärmeeintrag in den Hochvoltspeicher 16. Vorzugsweise ist zwischen dem ersten Abgasrohr 9 und dem Hochvoltspeicher 16 eine Wärmeisolierung angebracht, z. B. in Form eines Wärmeschutzbleches, einer thermisch isolierenden Abgasrohrummantelung 9a o. ä.
Figur 3 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels der Figur 1. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist hier kein „zentraler Vorschalldämpfer" vorgesehen. Zwischen dem hier nicht näher dargestellten Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors 2 und dem Abgaseinlass 6a der Abgasverzweigung 6 sind hier lediglich der Katalysator 3 und der Partikelfilter 4 angeordnet. Der vom Verbrennungsmotor 2 kommende Gesamtabgasstrom strömt also im Wesentlichen schallungedämpft in die Abgasverzweigung 6 ein und verteilt sich dort über den ersten Abgasauslass 6b und den zweiten Abgasauslass 6c auf die beiden Abgasstränge 7, 8, wobei in den beiden Abgassträngen 7, 8 jeweils ein erster bzw. zweiter Vorschalidämpfer 5a, 5b angeordnet ist. Im Übrigen entspricht die Anordnung der Figur 3 der der Figur 1.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch das Fahrzeug im Unterbodenbereich (ähnlich Figur 2) jedoch mit dargestellten Seitenschweilern 18a, 18b, die einen Teil der Fahrzeugkarosserie bilden. Die beiden Seitenschweiler 18a, 18b überdecken von der Seite her zumindest einen Teil der Höhe des elektrischen Energiespeichers 16 und bieten bei einem Seitencrash des Fahrzeugs somit zumindest einen gewissen Schutz vor Beschädigung.
Figur 5 eine Variante des Ausführungsbeispiels der Figur 3, jedoch mit seitlich verlaufendem Abgasrohr. Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, erstreckt sich das Abgasrohr 9 hier in einem Bereich zwischen der rechten Seite eines Gehäuses des elektrischen Energiespeichers 16 und den rechten Türen des Fahrzeugs bzw. den unterhalb der Türen befindlichen Schwellern. In vertikaler Richtung (d.h. senkrecht zur Zeichenebene der Figur 5) betrachtet kann das Abgasrohr 9 im Wesentlichen in derselben„Höhe" wie der elektrische Energiespeicher 16 angeordnet sein oder oberhalb oder auch unterhalb des elektrischen Energiespeichers 16.
Die in Figur 5 dargestellte seitliche Anordnung des Abgasrohrs 9 ist selbstverständlich auch bei der in Figur 1 dargestellten Abgasanlage möglich. Dies ist vollständigkeitshalber in Figur 6 dargestellt. Hinsichtlich der vertikalen Anordnungsmöglichkeiten des Abgasrohrs 9 gilt das oben im Zusammenhang mit Figur 5 Gesagte.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch den Unterbodenbereich eines Hybridfahrzeugs, bei dem das Abgasrohr 9 seitlich angeordnet ist, wie dies bei den in den Figuren 5 und 6 gezeigten Varianten der Fall ist. Im Mittelbereich des Unterbodenbereichs ist der elektrische Energiespeicher 16 angeordnet. „Rechts neben" dem elektrischen Energiespeicher 16, d.h. zwischen einer rechten Gehäusewandung des elektrischen Energiespeichers 16 und dem rechten Seitenschweiler 18b ist das in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Abgasrohr 9 angeordnet, das mit einer Wärmeisolierung 9a ummantelt ist.
Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem im Unterbodenbereich des Fahrzeugs ein elektrischer Energiespeicher 16 angeordnet ist. Analog wie bei Figur 7 ist dieser seitlich teilweise von den beiden Schweller 18a, 18b überdeckt. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen verläuft das Abgasrohr 9 hier oberhalb des elektrischen Energiespeichers in Fahrzeuglängsrichtung. Alternativ zu der in Figur 8 gezeigten Anordnung des Abgasrohrs in der Fahrzeugmitte könnte das Abgasrohr prinzipiell auch seitlich versetzt in Bezug auf die Fahrzeugmitte angeordnet sein.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug (1 ) mit
- einem Verbrennungsmotor (2) und
- einer Abgasanlage, die mindestens einen ersten Abgasstrang (7) mit mindestens einem in die Umgebung mündenden ersten Abgasausiass (11 ) und mindestens einen zweiten Abgasstrang (8) mit mindestens einem in die Umgebung mündenden zweiten Abgasausiass (14) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass, in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (1 ) betrachtet, der mindestens eine zweite Abgasausiass (14) sich vorderhalb des mindestens einen ersten Abgasauslasses (11 ) befindet.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass, in einer Seitenansicht des Fahrzeugs (1 ) betrachtet, der erste Abgasausiass (11 ) sich in einer hinteren Fahrzeughälfte und der zweite Abgasausiass (14) sich in einer vorderen Fahrzeughälfte befindet.
3. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Abgasausiass (11 ) hinterhalb einer Hinterachse des Fahrzeugs (1 ) befindet.
4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Abgasausiass (14) vorderhalb einer Stirnwand (15) des Fahrzeugs (1) befindet.
5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbrennungsmotor vorderhalb der Stirnwand des Fahrzeugs befindet.
6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgasstrang (7) ein erstes Abgasrohr (9) und der zweite Abgasstrang (8) ein zweites Abgasrohr (12) aufweist, wobei der Strömungsquerschnitt des ersten Abgasrohrs (9) kleiner als der Strömungsquerschnitt des zweiten Abgasrohrs (12) ist.
7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Strömungsquerschnitt des ersten Abgasrohrs (9) und des zweiten Abgasrohrs (12) in einem Bereich zwischen 5% und 50%, insbesondere in einem Bereich zwischen 10% und 20%, liegt.
8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (2) einen Abgaskrümmer aufweist, welcher das Abgas einzelner Zylinder des Verbrennungsmotors (2) an einem Abgaskrümmerausiass zu einem Gesamtabgasstrom bündelt.
9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasverzweigung (6) vorgesehen ist, die
- einen Abgaseinlass (6a) für den Gesamtabgasstrom,
- einen ersten Abgasauslass (6b) für den ersten Abgasstrang (7) und
- einen zweiten Abgasauslass (6c) für den zweiten Abgasstrang aufweist.
10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abgaskrümmerausiass und dem Abgaseinlass (6a) der Abgasverzweigung (6) ein Vorschalldämpfer (5) angeordnet ist.
11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abgaskrümmerausiass und dem Abgaseinlass (6a) der Abgasverzweigung (6) ein Katalysator (3) angeordnet ist.
12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abgaskrümmerausiass und dem Abgaseinlass (6a) der Abgasverzweigung (6) ein Partikelfilter, (4) insbesondere ein Ottopartikelfilter, angeordnet ist.
13. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter in Strömungsrichtung des Abgases nach dem Katalysator (3) angeordnet ist.
14. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschalldämpfer (5) in Strömungsrichtung des Abgases nach dem Partikelfilter (4) angeordnet ist.
15. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abgaskrümmerauslass kommende Gesamtabgasstrom schallungedämpft in die Abgasverzweigung (6) strömt.
16. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgasstrang (7) einen ersten Endschalldämpfer (10) und/oder der zweite Abgasstrang (8) einen zweiten Endschalldämpfer (13) aufweist.
17. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Abgasauslass (6a) der Abgasverzweigung (6) und dem ersten Endschalldämpfer (10) ein erster Vorschalldämpfer (5a) angeordnet ist.
18. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Abgasauslass (6c) der Abgasverzweigung (6) dem zweiten Endschalldämpfer (13) ein zweiter Vorschalldämpfer (5b) angeordnet ist.
19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die drei verschiedene Betriebszustände einnehmen kann, wobei Betriebszustand
- in einem ersten Betriebszustand der Gesamtabgasstrom ausschließlich über den ersten Abgasstrang (7) in die Umgebung strömt,
- in einem zweiten ersten Betriebszustand der Gesamtabgasstrom ausschließlich über den zweiten Abgasstrang (8) in die Umgebung strömt und
- in einem dritten Betriebszustand ein erster Teilabgasstrom über den ersten Abgasstrang 7) und ein zweiter Teilabgasstrom über den zweiten Abgasstrang (8) in die Umgebung strömt.
20. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die zwei verschiedene Betriebszustände einnehmen kann, wobei
- in einem ersten Betriebszustand der Gesamtabgasstrom über den ersten Abgasstrang (7) in die Umgebung strömt und
- in einem zweiten Betriebszustand ein erster Teilabgasstrom über den ersten Abgasstrang (7) und ein zweiter Teilabgasstrom über den zweiten Abgasstrang (8) in die Umgebung strömt.
21. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung mindestens ein Schaltorgan aufweist.
22. Fahrzeug nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schaltorgan in bzw. an der Abgasverzweigung (6) angeordnet ist.
23. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (6) ein Schaltorgan aufweist, das in dem ersten Abgasstrang (8) angeordnet ist und/oder ein Schaltorgan, das in dem zweiten Abgasstrang (7) angeordnet ist.
24. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan bzw. die Schaitorgane jeweils durch eine Schaltklappe gebildet sind.
25. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit des Betriebszustands des Verbrennungsmotors (2) und/oder des Betriebszustands des Fahrzeugs einen Betriebszustand der Schalteinrichtung einstellt.
26. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schalteinrichtung in einem Betriebszustand befindet, in dem der Gesamtabgasstrom vollständig oder überwiegend über den ersten Abgasstrang (7) geleitet wird, wenn sich die vom Verbrennungsmotor (2) abgegebene Leistung und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem vorgegebenen niedrigen Leistungs- oder Geschwindigkeitsbereich befindet.
27. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist.
28. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Erzeugung von Fahrzeugvortrieb vorgesehene elektrische Antriebsmaschine im Bereich der Hinterachse des Fahrzeugs angeordnet ist.
29. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs (7) in einem unterhalb eines Fahrgastraums des Fahrzeugs befindlichen Mittellängsbereich oder einem unterhalb des Fahrgastraums des Fahrzeugs befindlichen Mitteltunnelbereich des Fahrzeugs erstreckt.
30. Fahrzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich links und einem Bereich rechts des Teilabschnitts des ersten Abgasstrangs (7) unterhalb eines Fahrgastraums elektrische Energiespeichereinheiten (16) angeordnet sind.
31. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs (7) in einem unterhalb eines Fahrgastraums des Fahrzeugs befindlichen Bereich des Fahrzeugs angeordnet ist, der seitlich versetzt in Bezug auf eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Mittellängsachse des Fahrzeugs ist.
32. Fahrzeug nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs (7) zwischen einem Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers (16) und einem Seitenschweiler (18a, 18b) der Fahrzeugkarosserie in Fahrzeug längsrichtung erstreckt.
33. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilabschnitt des ersten Abgasstrangs (7) in einer Vertikalrichtung des Fahrzeugs betrachtet
• In einem Bereich angeordnet ist, in dem ein elektrischer Energiespeicher (16) angeordnet ist oder
• oberhalb eines elektrischen Energiespeichers (16) oder
• unterhalb eines elektrischen Energiespeichers (16).
34. Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Aufteilung eines Gesamtabgasstroms auf einen ersten und einen zweiten Abgasstrang (7, 8) eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Gesamtabgasstroms in Abhängigkeit von - der aktuellen Antriebsleistung des Verbrennungsmotors und/oder
- der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder
- der örtlichen Position des Fahrzeugs und/oder
- eines akustischen Signals, welches in der Fahrgastzelle oder außerhalb der Fahrgastzelle oder an der Fahrgastzelle der Karosserie des gemessen wird.
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