用於機動車的驅動系統的製作方法
2023-04-29 02:33:46 2
用於機動車的驅動系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於機動車的驅動系統（10），具有：內燃機（12）；空氣及廢氣裝置（14），所述空氣及廢氣裝置具有至少一個節流閥（34、34』）；廢氣再循環裝置（18），所述廢氣再循環裝置在兩個連接位置（38、74）處與所述空氣及廢氣裝置（14）在流體技術方面連接；和測量裝置（20、20』），所述測量裝置構造用於，檢測大氣壓力、檢測所述空氣及廢氣裝置（14）內部的測量位置（98、98』）處的氣體壓力，並且根據所述氣體壓力和大氣壓力求取壓力差，其中所述測量位置（98、98』）在流體技術方面布置在所述節流閥（34、34』）和所述內燃機（12）之間並且在所述連接位置（38、74）之一的區域內。
【專利說明】用於機動車的驅動系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於機動車的驅動系統，所述驅動系統具有:內燃機；空氣及廢氣裝置，所述空氣及廢氣裝置具有至少一個節流閥；廢氣再循環裝置，所述廢氣再循環裝置在兩個連接位置處與所述空氣及廢氣裝置在流體技術方面連接；和測量裝置，所述測量裝置構造用於，檢測大氣壓力、檢測所述空氣及廢氣裝置內部的測量位置處的氣體壓力，並且根據所述氣體壓力和大氣壓力求取壓力差，其中所述測量位置在流體技術方面布置在所述節流閥和所述內燃機之間並且在所述連接位置之一的區域內。
[0002]此外本發明涉及一種用於運行機動車的驅動系統的方法，所述驅動系統具有:內燃機；空氣及廢氣裝置，所述空氣及廢氣裝置具有節流；廢氣再循環裝置，所述廢氣再循環裝置在兩個連接位置處與所述空氣及廢氣裝置在流體技術方面連接，所述方法具有以下步驟:
-檢測大氣壓力；
-檢測所述空氣及廢氣裝置內部的氣體壓力，其中檢測在流體技術方面在所述節流閥和所述內燃機之間並且在所述連接位置之一的區域內的氣體壓力；並且-根據所述氣體壓力和所述大氣壓力求取壓力差。
【背景技術】
[0003]在用於機動車的具有內燃機的驅動系統的領域中，設置廢氣再循環裝置是眾所周知的。所述廢氣再循環裝置用於減少排放。所述廢氣再循環裝置的最優調節主要為了實現法律規定的排放值。
[0004]廢氣再循環裝置在連接位置處從驅動系統的空氣及廢氣裝置中提取廢氣。所述連接位置因此構造為提取位置並且在流體技術方面位於內燃機之後。廢氣被導引穿過廢氣再循環裝置中的冷卻裝置並且在那冷卻。此外廢氣再循環裝置還具有再循環節流閥，所述再循環節流閥能夠控制廢氣再循環裝置中的廢氣的質量流。為了調節質量流要求取壓力差，所述壓力差通過節流閥產生。根據所述壓力差能夠確定質量流並且通過調整節流閥匹配質量流。
[0005]已知兩種廢氣再循環裝置，即在空氣及廢氣裝置的低壓區域內的廢氣再循環裝置和在空氣及廢氣裝置的高壓區域內的廢氣再循環裝置。
[0006]如果驅動系統不具有渦輪增壓機，則整個空氣及廢氣裝置通常構造為低壓區域。如果驅動系統具有渦輪增壓機，則所述渦輪增壓機限定了高壓區域和低壓區域。高壓區域是空氣及廢氣裝置的通過渦輪增壓機的作用壓縮空氣或廢氣的區域。低壓區域則存在於空氣及廢氣裝置的位於渦輪增壓機之外的部分。
[0007]當今，在具有渦輪增壓機的驅動系統中也並聯使用所述兩種廢氣再循環裝置。
[0008]對廢氣再循環裝置而言在高壓區域中，能夠非常簡單並且精確地求取壓力差，因為會出現大的壓力差，所述大壓力差能夠簡單地由傳感器檢測到。
[0009]對廢氣再循環裝置而言在低壓區域中，壓力差微小，從而使得檢測壓力差變得困難。在此精確地檢測壓力差是必要的，因為所述廢氣再循環裝置中的質量流對壓力差的變化反應非常敏感。
[0010]在此已知所述壓力差通過適當的壓力差傳感器來測量。為此在再循環節流閥之前提取位置的區域中第一測量位置處檢測廢氣壓力。此外在再循環節流閥之後廢氣再循環裝置內部的區域中第二測量位置處檢測另一廢氣壓力。壓力差傳感器自動求取壓力差，其方式為相對彼此測量所述兩個壓力。為此壓力差傳感器具有適當的傳感裝置。所述傳感裝置基於所述相對的檢測具有這種可能性，即良好地利用其測量範圍。此外還存在這種可能性，即在質量流為零時能夠實施偏置適應(Offsetadapt ion)。
[0011]然而不利的是，在測量位置處由於熱廢氣會存在非常高的溫度，這會造成傳感裝置的損壞。在此，為了保護壓力差傳感器，需要在提取位置的區域中進行耗費的配管(Verrohrung)，所述配管會保護所述傳感裝置不受熱影響的損害。
【發明內容】
[0012]本發明的任務在於，提供用於檢測廢氣再循環裝置中的壓力差的替代的解決方案，所述方案實現了對壓力差的經濟的檢測並且同時保持了測量質量。
[0013]該任務將通過最開始所述類型的驅動系統和方法解決。
[0014]本發明所基於的認知在於，低壓區域中廢氣再循環裝置中的壓力差基本上取決於大氣壓力以及節流閥與內燃機之間的氣體壓力。因此能夠測量所述兩個壓力之間的相對壓力，由此有利地最優利用所述測量裝置的測量範圍。不需要測量絕對壓力。因此保證了高測量精度。
[0015]大氣壓力能夠直接在馬達腔室檢測。例如通過測量裝置的「敞開的」接頭。在此有利的是，對於大氣壓力而言不需要空氣及廢氣裝置內部的測量位置，並且由此能夠省去現有技術中帶有配管的相應的測量位置。這實現了經濟地檢測壓力差。
[0016]此外氣體壓力在一測量位置處得以測量，所述測量位置在熱學方面不是臨界的，因為所述測量位置僅導引相對冷的氣體。換言之，在所述測量位置存在相對低的溫度，從而避免了由於熱作用而引起對測量裝置的損壞。所述方法又使得能夠省去耗費的配管，從而進一步降低了構造耗費。因此使得對壓力差的檢測更加經濟。
[0017]內燃機既可考慮柴油機又可考慮汽油機。
[0018]空氣及廢氣裝置具有兩部分，即空氣輸送部和廢氣排出部。所述空氣輸送部將新鮮空氣從周圍環境引導到內燃機。廢氣再循環裝置的連接位置之一構造為輸送位置，所述輸送位置布置在空氣輸送部中。在所述輸送位置處，再循環的廢氣與新鮮空氣混合。隨後所述混合物被繼續導引到內燃機處。
[0019]廢氣排出部將廢氣從內燃機排放到周圍環境並且在此一般具有像微塵濾清器和/或催化淨化器以及消音器一樣的清潔元件。廢氣再循環裝置的連接位置之一構造為提取位置，所述提取位置布置在廢氣排出部中。在所述提取位置處，提取廢氣並且通過廢氣再循環裝置引導到輸送位置處。
[0020]按照特別優選的實施方式，節流閥是新鮮空氣節流閥並且所述連接位置之一構造為輸送位置，所述輸送位置布置在新鮮空氣節流閥和內燃機之間。
[0021]在所述實施方式中，測量位置和節流閥在流體技術方面在空氣輸送部中布置在內燃機之前。在此，在測量位置的區域內得到壓力平衡，所述壓力平衡通過調整節流閥並且通過廢氣再循環裝置的壓力實現。
[0022]此外在空氣輸送部中能夠採用空氣濾清器。則空氣輸送部中的壓力還會被所述空氣濾清器的未知狀態(例如雪覆蓋的情況)影響。
[0023]這種布置的優點是，測量位置布置在通過新鮮空氣持續冷的冷卻區域中。由此降低了輸送的廢氣的熱量，從而特別好地保護測量裝置不受熱影響。
[0024]同時由於平衡檢測廢氣再循環裝置(在再循環節流閥之後)中的氣體壓力。提取位置的壓力基本上相應於大氣壓力，從而使得在此所述壓力差是用於廢氣再循環裝置中的壓力差的量度。
[0025]按照另一種優選的實施方式，測量位置布置在新鮮空氣節流閥和輸送位置之間。
[0026]在所述實施方式中，測量位置在流體技術方面布置在輸送位置之前。這樣有利的是，測量位置布置在特別冷卻了的區域內，所述區域主要流過新鮮空氣。由此防止了，來自輸送位置的廢氣所造成的對新鮮空氣的加熱會影響測量裝置。
[0027]按照另一種實施方式，節流閥是廢氣節流閥，並且連接位置之一構造為提取位置，所述提取位置布置在廢氣節流閥和內燃機之間。
[0028]在所述實施方式中，所述測量位置和所述節流閥在流體技術方面在內燃機之後布置在廢氣再循環裝置中。在此在測量位置的區域中得到壓力平衡，所述壓力平衡由節流閥的位置並通過內燃機的壓力實現。
[0029]與現有技術相比，這種布置的優點在於，測量位置布置在冷的區域內。
[0030]同時由於平衡檢測廢氣再循環裝置(在再循環節流閥之前)的氣體壓力。輸送位置的壓力基本上相應於大氣壓力，從而使得在此所述壓力差是用於廢氣再循環裝置中的壓力
差的量度。
[0031]按照另一種實施方式，測量位置布置在廢氣節流閥和提取位置之間。
[0032]在所述實施方式中，測量位置在流體技術方面布置在提取位置之後。這樣有利的是，廢氣能夠繼續冷卻直到測量位置，由此進一步減少了對測量裝置的熱影響。
[0033]按照一種特別優選的實施方式，空氣及廢氣裝置具有渦流增壓機，其中連接位置布置在低壓區域內。
[0034]在這種實施方式中，驅動系統具有帶有渦輪機和壓縮機的渦輪增壓機。正如最開始提到的，渦輪增壓機限定了空氣及廢氣裝置中的高壓區域和低壓區域。高壓區域沿流動方向布置在壓縮機和渦輪機之間。低壓區域沿流動方向布置在壓縮機之前並且布置在渦輪機之後。
[0035]因此廢氣再循環裝置繞著渦輪增壓機環繞導引，因為連接位置布置在低壓區域中。渦輪增壓機的使用使得來自渦輪機的廢氣特別熱並且同時廢氣再循環裝置中的壓力差特別小。測量位置的預設的布置方式在此使得特別大地保護了測量裝置不受熱的影響，其中同時尤其避免了耗費大的配管。由此通過本發明得到特別高的經濟性。
[0036]按照另一種實施方式，驅動系統具有控制及分析單元，所述控制及分析單元構造用於根據壓力差調節廢氣再循環裝置中的廢氣的質量流。
[0037]在所述實施方式中，根據壓力差調節廢氣再循環裝置中的質量流。為此在測量裝置中求取壓力差。在此測量裝置能夠直接求取壓力差並且傳送給控制及分析單元。在其他的實施方式中，控制及分析單元能夠是測量裝置的一部分。在此能夠通過適當的傳感器求取用於氣體壓力和大氣壓力的單個絕對壓力並且傳送給控制及分析單元。所述控制及分析單元根據絕對壓力通過減法確定壓力差。
[0038]此外所述控制及分析單元與再循環節流閥共同作用。再循環節流閥布置在廢氣再循環裝置中並因此用作調整環節。
[0039]在此有利的是，所述控制及分析單元、再循環節流閥和測量裝置形成用於再循環的廢氣的質量流調節器，使用所述質量流調節器能夠非常經濟並且實現了非常高的調節質量。
[0040]按照另一種實施方式，測量裝置是壓力差傳感器。
[0041]在所述實施方式中，採用壓力差傳感器作為測量裝置。所述壓力差傳感器直接求取壓力差，從而最優地利用壓力差傳感器的測量範圍。因此避免了測量絕對壓力。
[0042]在此有利的是，通過利用測量範圍相比測量絕對壓力提高了測量精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]圖1示意地示出了根據本發明的具有內燃機的驅動系統。
【具體實施方式】
[0044]在圖1中通過附圖標記10從整體上標明了機動車的驅動系統。驅動系統10具有內燃機12、空氣及廢氣裝置14以及高壓廢氣再循環裝置16和低壓區域內的廢氣再循環裝置18。此外所述驅動系統10還具有壓力差傳感器20和控制及分析單元22。
[0045]所述空氣及廢氣裝置14具有空氣輸送部24，通過所述空氣輸送部吸入新鮮空氣
26。新鮮空氣26經由吸入管道28引導至空氣濾清器30。新鮮空氣26從空氣濾清器30通過管路32流至新鮮空氣節流閥34。從新鮮空氣節流閥34出來，新鮮空氣26流向另一管路36，所述管路具有輸送位置38。所述輸送位置38是廢氣再循環裝置18進入到空氣輸送裝置24的入口。廢氣從輸送位置38出來流入到管路36中。
[0046]空氣輸送裝置24經由所述管路36在流體技術方面與渦輪增壓機40連接。所述渦流增壓機40具有壓縮機42和渦輪機44。為了傳遞扭矩，所述壓縮機42和渦輪機44通過在此未示出的軸彼此耦接。所述壓縮機40從管路36提取並壓縮新鮮空氣/廢氣混合物。所述壓縮的新鮮空氣/廢氣混合物經由管路46引導至內燃機12處。
[0047]在所述管路46內部布置了高壓輸送位置48。所述高壓輸送位置48是高壓廢氣再循環裝置16進入到管路46中的入口。其他廢氣從高壓輸送位置48出來流入到管路46中。
[0048]所述內燃機12在點火後經由管路50將廢氣排出至渦輪44。所述管路50具有高壓提取位置52。高壓廢氣再循環裝置16從高壓提取位置52延伸到高壓輸送位置48。所述高壓廢氣再循環裝置經由管路56從高壓提取位置52提取廢氣。管路56通入到冷卻裝置58中，所述冷卻裝置冷卻廢氣。廢氣從冷卻裝置58出來經由管路60流過高壓再循環節流閥62。在所述高壓再循環節流閥62中限制了廢氣的質量流並且經由管路64繼續引導至高壓輸送位置48。
[0049]所述廢氣從高壓提取位置52出來經由管路50繼續導引至渦輪機44。所述渦輪機44降低了廢氣的壓力並且由此驅動壓縮機32。減壓了的廢氣從渦輪機44出來經由管路68繼續引導至微塵濾清器70。所述微塵濾清器70清潔所述廢氣。清潔過的廢氣經由另一管路72流至提取位置74。廢氣再循環裝置18從提取位置74延伸到輸送位置38。所述廢氣再循環裝置經由管路78從提取位置74提取廢氣。所述管路78通入到冷卻裝置80中，所述冷卻裝置冷卻廢氣。廢氣從冷卻裝置80出來經由管路82流過再循環節流閥84。在所述再循環節流閥84中限制了廢氣的質量流並且經由管路86繼續引導至輸送位置38。
[0050]所述管路72從提取位置74繼續延伸至消音器90。廢氣從消音器90出來通過廢氣排出口 92排出，這在此以塊箭頭94的形式示出。
[0051 ] 壓力差傳感器20經由測量管路96在測量位置98與空氣輸送裝置24連接，以便檢測管路36中的氣體壓力。因此測量位置98在流體技術方面布置在輸送位置38之前。此外壓力差傳感器20還具有第二測量管路100，所述第二測量管路朝向大氣壓力敞開。
[0052]壓力的測量藉助壓力差傳感器20內部的相應的傳感器實現，其中所述傳感器直接檢測相關的壓力、也就是壓力差。因此，所述壓力差直接由測量位置98處的氣體壓力和大氣壓力得到。
[0053]所述壓力差傳感器20經由信號管路102與控制及分析單元22在信號技術方面連接。所述控制及分析單元22接收到這樣的壓力差的數值。所述控制及分析單元根據所述數值調整再循環節流閥84的位置，從而形成質量流調節器。以這種方式能夠調節廢氣再循環裝置18內部的廢氣質量流。
[0054]在圖1中以虛線的形式示出了另一種實施方式。所述虛線示出的元件替代了相應的實線示出的元件。
[0055]在所述實施方式中，廢氣節流閥34』設置在管路72中。為了確定壓力差，在測量位置98』處通過壓力差傳感器20』經由測量管路96』檢測管路72中的氣體壓力，所述測量位置98』布置在提取位置74和廢氣節流閥34』之間。此外壓力差傳感器20』還具有另一測量管路100』，所述測量管路朝向大氣壓力敞開。
[0056]所述壓力差傳感器20』經由信號管路102』與控制及分析單元22』在信號技術方面連接。所述控制及分析單元22』接收到這樣的壓力差的數值。所述控制及分析單元根據所述數值調節再循環節流閥84的位置，從而形成質量流調節器。以這種方式能夠調節廢氣再循環裝置18內部的廢氣質量流。
[0057]測量位置98和98』的布置實現了驅動系統10、尤其是空氣及廢氣裝置14的整體構造簡單化，尤其是，能夠省去昂貴的配管。同時保持測量精度。這在具有構造優勢的情況下還實現了經濟且高精度地調節質量流。
【權利要求】
1.用於機動車的驅動系統(10)，具有:內燃機(12);空氣及廢氣裝置(14)，所述空氣及廢氣裝置具有至少一個節流閥(34、34』)；廢氣再循環裝置(18)，所述廢氣再循環裝置在兩個連接位置(38、74)處與所述空氣及廢氣裝置(14)在流體技術方面連接；和測量裝置(20、20』)，所述測量裝置構造用於，檢測大氣壓力、檢測所述空氣及廢氣裝置(14)內部的測量位置(98、98』)處的氣體壓力，並且根據所述氣體壓力和大氣壓力求取壓力差，其中所述測量位置(98、98』)在流體技術方面布置在所述節流閥(34、34』)和所述內燃機(12)之間並且在所述連接位置(38、74 )之一的區域內。
2.按權利要求1所述的驅動系統(10)，其特徵在於，所述節流閥(34)是新鮮空氣節流閥(34)並且所述連接位置之一(38)構造為輸送位置(38)，所述輸送位置布置在所述新鮮空氣節流閥(34 )和所述內燃機(12 )之間。
3.按權利要求2所述的驅動系統(10)，其特徵在於，所述測量位置(98)布置在所述新鮮空氣節流閥(34)和所述輸送位置(38)之間。
4.按權利要求1至3中任一項所述的驅動系統(10)，其特徵在於，所述節流閥(34』)是廢氣節流閥(34』)並且所述連接位置之一(74)構造為提取位置(74)，所述提取位置布置在所述廢氣節流閥(34』)和所述內燃機(12)之間。
5.按權利要求4所述的驅動系統(10)，其特徵在於，所述測量位置(98』)布置在所述廢氣節流閥(34』)和所述提取位置(74)之間。
6.按權利要求1至5中任一項所述的驅動系統(10)，其特徵在於，所述空氣及廢氣裝置(14)具有渦輪增壓機(40)，其中所述連接位置(38、74)布置在低壓區域中。
7.按權利要求1至6中任一項所述的驅動系統(10)，其特徵在於控制及分析單元(22、22』)，所述控制及分析單元構造用於，根據所述壓力差調節所述廢氣再循環裝置(18)中的廢氣的質量流。
8.按權利要求1至7中任一項所述的驅動系統(10)，其特徵在於，所述測量裝置(20、20，)是壓力差傳感器(20、20，)。
9.用於運行機動車的驅動系統(10)的方法，所述驅動系統具有:內燃機(12);空氣及廢氣裝置(14)，所述空氣及廢氣裝置具有節流閥(34、34』 );廢氣再循環裝置(18)，所述廢氣再循環裝置在兩個連接位置(38、74)處與所述空氣及廢氣裝置(14)在流體技術方面連接，所述方法具有以下步驟: -檢測大氣壓力； -檢測所述空氣及廢氣裝置(14)內部的氣體壓力，其中檢測在流體技術方面在所述節流閥(34、34』)和所述內燃機(12)之間並且在所述連接位置(38、74)之一的區域內的氣體壓力；並且 -根據所述氣體壓力和所述大氣壓力求取壓力差。
【文檔編號】F02M25/07GK103443427SQ201280017210
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年2月28日 優先權日:2011年4月5日
【發明者】W.布盧門德勒, T.布萊勒 申請人:羅伯特·博世有限公司