DE102009019383A1

DE102009019383A1 - Internal combustion engine

Info

Publication number: DE102009019383A1
Application number: DE102009019383A
Authority: DE
Inventors: Joachim Huster
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2009-04-29
Filing date: 2009-04-29
Publication date: 2010-11-11
Also published as: WO2010124784A1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Brennkraftmaschine (1) mit einem ersten Verdichter (2) zur Förderung von Ladeluft, welcher als Teilaggregat eines Abgasturboladers (4) von einer Turbine (3) angetrieben wird, mit einem ersten Hydraulikkreis (5), in welchem eine Hydraulikpumpe (6) zur Förderung von Hydraulikflüssigkeit sowie ein erster Hydraulikmotor (7) zum Antreiben eines Lüfters (8) angeordnet sind, mit einem zweiten Hydraulikkreis (9), welcher aus dem ersten Hydraulikkreis (5) stromab der Hydraulikpumpe (6) abzweigt und in welchem ein zweiter Hydraulikmotor (10) angeordnet ist, mit einem zweiten Verdichter (11) zur parallelen Förderung von Ladeluft, welcher vom zweiten Hydraulikmotor (10) angetrieben wird, und mit einem ersten Stellglied (12), welches in einer ersten Stellung den ersten Hydraulikkreis (5) zur Aktivierung des Lüfters (8) über den ersten Hydraulikmotor (7) freigibt, während der zweite Hydraulikkreis (9) verschlossen ist, und in einer zweiten Stellung den zweiten Hydraulikkreis (9) zur Aktivierung des zweiten Verdichters (11) über den zweiten Hydraulikmotor (10) freigibt, während der erste Hydraulikkreis (5) verschlossen ist. Ferner wird ein entsprechend angepasstes Verfahren vorgeschlagen.An internal combustion engine (1) with a first compressor (2) for conveying charge air, which is driven as a partial unit of an exhaust gas turbocharger (4) by a turbine (3), is proposed with a first hydraulic circuit (5) in which a hydraulic pump (6 ) for conveying hydraulic fluid and a first hydraulic motor (7) for driving a fan (8) are arranged, with a second hydraulic circuit (9) which branches off from the first hydraulic circuit (5) downstream of the hydraulic pump (6) and in which a second Hydraulic motor (10) is arranged, with a second compressor (11) for parallel delivery of charge air, which is driven by the second hydraulic motor (10), and with a first actuator (12) which in a first position, the first hydraulic circuit (5) for activating the fan (8) via the first hydraulic motor (7) releases while the second hydraulic circuit (9) is closed, and in a second position, the second hydraulic ikkreis (9) for activating the second compressor (11) via the second hydraulic motor (10) releases while the first hydraulic circuit (5) is closed. Furthermore, a correspondingly adapted method is proposed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem ersten Verdichter zur Förderung von Ladeluft, welcher als Teilaggregat eines Abgasturboladers von einer Turbine angetrieben wird, mit einem ersten Hydraulikkreis, in welchem eine Hydraulikpumpe zur Förderung von Hydraulikflüssigkeit sowie ein erster Hydraulikmotor zum Antreiben eines Lüfters angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechend angepasstes Verfahren.The The invention relates to an internal combustion engine having a first compressor for the promotion of charge air, which as a sub-unit of a Turbocharger driven by a turbine, with a first Hydraulic circuit in which a hydraulic pump for delivery hydraulic fluid and a first hydraulic motor is arranged for driving a fan. Further concerns the invention is a correspondingly adapted method.

Eine hochaufgeladene Brennkraftmaschine mit großer Drehzahlspreizung zeigt bei einer reinen Turbolaufladung im unteren Bereich des Motorkennfelds, zum Beispiel bei Leerlaufdrehzahl, eine Momentenschwäche. Verursacht wird diese durch das geringe Abgasangebot, welches bewirkt, dass die Turbine und der Verdichter auf niedrigem Drehzahlniveau verharren und daher der Verdichter nur ein niedriges Ladeluft-Druckniveau aufbaut. Diese Momentenschwäche macht sich als deutlich spürbare Reaktionszeit zum Beispiel beim Anfahren oder als Drehzahldrückung der Brennkraftmaschine beim Zuschalten eines Verbrauchers bemerkbar. Eine aus der DE 197 08 721 A1 bekannte Maßnahmen zur Verbesserung des Ansprechverhaltens besteht darin, über einen zweiten Verdichter die Ladeluft vorzuverdichten. Die vorverdichtete Ladeluft wiederum wird dann vor den ersten Verdichter des Abgasturboladers gefördert. Angetrieben wird der zweite Verdichter von einem Elektromotor.A highly supercharged internal combustion engine with a high engine speed spread shows momentary weakness in the case of pure turbocharging in the lower region of the engine map, for example at idling speed. This is caused by the low exhaust gas supply, which causes the turbine and the compressor to remain at a low speed level and therefore the compressor builds up only a low charge air pressure level. This torque weakness is noticeable as a clearly noticeable reaction time, for example when starting or as a speed reduction of the internal combustion engine when connecting a consumer. One from the DE 197 08 721 A1 Known measures for improving the response is to precompress the charge air via a second compressor. The pre-compressed charge air in turn is then conveyed before the first compressor of the exhaust gas turbocharger. The second compressor is driven by an electric motor.

Eine andere Maßnahme zur Verbesserung des Ansprechverhaltens beim Anfahren ist aus der DE 42 12 984 C2 für eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einem hydrostatisches Getriebe bekannt. In einem ersten Hydraulikkreis fördert eine verstellbare Hydraulikpumpe die Hydraulikflüssigkeit zu einem ersten Hydraulikmotor, welcher die Nebenaggregate, zum Beispiel einen Lüfter, antreibt. Stromab des ersten Hydraulikmotors zweigt aus dem ersten Hydraulikkreis ein zweiter Hydraulikkreis ab. Im zweiten Hydraulikkreis ist ein zweiter Hydraulikmotor angeordnet, welcher über ein Planetengetriebe und ein Kupplung mittelbar die Welle des Abgasturboladers antreibt. Beim Anfahren wird die Hydraulikpumpe auf ein höheres Fördervolumen eingestellt, wodurch dann der erste Hydraulikmotor und der zweite Hydraulikmotor seriell von der Hydraulikflüssigkeit durchströmt werden. Das höhere Fördervolumen kann jedoch nur über eine großbauende Hydraulikpumpe bereitgestellt werden. Zudem ist die serielle Durchströmung der beiden Hydraulikmotoren bezüglich der Energiebilanz noch nicht zufriedenstellend.Another measure to improve the response at startup is from the DE 42 12 984 C2 for a supercharged internal combustion engine with a hydrostatic transmission known. In a first hydraulic circuit, an adjustable hydraulic pump delivers the hydraulic fluid to a first hydraulic motor which drives the accessories, for example a fan. Downstream of the first hydraulic motor, a second hydraulic circuit branches off from the first hydraulic circuit. In the second hydraulic circuit, a second hydraulic motor is arranged, which indirectly via a planetary gear and a clutch drives the shaft of the exhaust gas turbocharger. When starting, the hydraulic pump is set to a higher delivery volume, whereby then the first hydraulic motor and the second hydraulic motor are serially flowed through by the hydraulic fluid. However, the higher delivery volume can only be provided via a large hydraulic pump. In addition, the serial flow of the two hydraulic motors with respect to the energy balance is still not satisfactory.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit einem hydrostatischen Getriebe die Energiebilanz zu optimieren.Of the The invention is therefore based on the object, in a charged Internal combustion engine with a hydrostatic transmission the energy balance to optimize.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen dargestellt.Solved The object is achieved by the features of the independent claims. The embodiments are in the respective subclaims shown.

Die erfindungsgemäße Einrichtung umfasst eine Brennkraftmaschine mit einem ersten Verdichter zur Förderung von Ladeluft, welcher als Teilaggregat eines Abgasturboladers von einer Turbine angetrieben wird, einen ersten Hydraulikkreis, in welchem eine Hydraulikpumpe zur Förderung von Hydraulikflüssigkeit sowie ein erster Hydraulikmotor zum Antreiben eines Lüfters angeordnet sind, einen zweiten Hydraulikkreis, welcher aus dem ersten Hydraulikkreis stromab der Hydraulikpumpe abzweigt und in welchem ein zweiter Hydraulikmotor angeordnet ist. Der zweite Hydraulikmotor wiederum dient als Antrieb für einen zweiten Verdichter zur parallelen Förderung von Ladeluft. Ferner umfasst die Einrichtung ein erstes Stellglied, welches in einer ersten Stellung den ersten Hydraulikkreis zur Aktivierung des Lüfters über den ersten Hydraulikmotor freigibt, während der zweite Hydraulikkreis verschlossen ist. In einer zweiten Stellung gibt das erste Stellglied den zweiten Hydraulikkreis zur Aktivierung des zweiten Verdichters über den zweiten Hydraulikmotor frei, während der erste Hydraulikkreis verschlossen ist. Zur Steuerung der Ladeluft ist stromab des ersten und des zweiten Verdichters an einer Zusammenführungsstelle für die Ladeluft ein zweites Stellglied angeordnet.The Device according to the invention comprises an internal combustion engine with a first compressor for conveying charge air, which as a subassembly of an exhaust gas turbocharger from a turbine is driven, a first hydraulic circuit in which a hydraulic pump for the promotion of hydraulic fluid as well arranged first hydraulic motor for driving a fan are, a second hydraulic circuit, which from the first hydraulic circuit branches off downstream of the hydraulic pump and in which a second hydraulic motor is arranged. The second hydraulic motor in turn serves as a drive for a second compressor for parallel conveying of charge air. Furthermore, the device comprises a first actuator, which in a first position the first hydraulic circuit for activation of the fan via the first hydraulic motor releases, while the second hydraulic circuit is closed. In In a second position, the first actuator gives the second hydraulic circuit for activating the second compressor via the second Hydraulic motor free while the first hydraulic circuit is closed is. To control the charge air is downstream of the first and the second compressor at a merger point for the charge air a second actuator arranged.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, dass bei einem Betriebspunkt kleiner Motordrehzahl und kleinem Motormoments, typischerweise im Bereich um die Leerlaufdrehzahl, der zweite Verdichter zur Unterstützung der ersten Verdichters hinzugeschaltet wird, indem das erste Stellglied und das zweite Stellglied in die zweite Stellung umgesteuert werden. Zentraler Gedanke der Erfindung ist es, dass im angegebenen Bereich des Motorkennfelds eine Kühlleistung des Lüfters nicht erforderlich ist und daher die Antriebsenergie für den zweiten Verdichter zur Beschleunigung der Brennkraftmaschine verwendet werden kann. Von Vorteil ist die einfache Ausführung, da ein mechanischer Antrieb über eine Stirnradstufe und Kupplung nicht erforderlich ist. Gegenüber einem elektromotorischen Antrieb baut der zweite Hydraulikmotor kleiner, woraus ein reduzierter Platzbedarf resultiert. Für die Umsetzung der Erfindung wird auf erprobte Großserien-Komponenten mit entsprechendem Preisvorteil zurückgegriffen.The inventive method is that at an operating point of low engine speed and engine torque, typically around the idle speed, the second compressor connected to support the first compressor is, by the first actuator and the second actuator in the second position to be reversed. Central idea of the invention it is that in the specified range of the engine map, a cooling capacity the fan is not required and therefore the drive energy for the second compressor for the acceleration of the internal combustion engine can be used. An advantage is the simple design, because a mechanical drive via a spur gear and Clutch is not required. Opposite an electromotive Drive builds the second hydraulic motor smaller, resulting in a reduced space requirement results. For the implementation of the invention is tested on High-volume components with corresponding price advantage resorted.

In den Figuren ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:In The figures show a preferred embodiment. Show it:

1 eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einem hydrostatischen Getriebe als Blockschaltbild, 1 a supercharged internal combustion engine with a hydrostatic transmission as a block diagram,

2 ein Motorkennfeld und 2 a motor map and

3 einen Programm-Ablaufplan. 3 a program schedule.

Die 1 zeigt eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einem hydrostatischen Getriebe als Blockschaltbild. Die Baugruppen sind: die Brennkraftmaschine 1, ein Abgasturbolader 4, ein erster Hydraulikkreis 5, ein zweiter Hydraulikkreis 9, ein zweiter Verdichter 11 und ein elektronisches Motorsteuergerät 16 (ECU). Im ersten Hydraulikkreis 5 sind eine Hydraulikpumpe 6 zur Förderung der Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratstank 15, ein passives Druckbegrenzungsventil 14, ein erstes Stellglied 12 und ein erster Hydraulikmotor 7 angeordnet. Der erste Hydraulikmotor 7 treibt unmittelbar einen Lüfter 8 an. Stromab der Hydraulikpumpe 6 zweigt aus dem ersten Hydraulikkreis 5 der zweite Hydraulikkreis 9 ab. An der Abzweigstelle ist das erste Stellglied 12 angeordnet. Das erste Stellglied 12 ist typischerweise als elektrisch ansteuerbares 3/2-Ventil ausgeführt. Im zweiten Hydraulikkreis 9 ist ein zweiter Hydraulikmotor 10 angeordnet, welcher unmittelbar den zweiten Verdichter 11 antreibt. Der Abgasturbolader 4 umfasst als Teilaggregate einen ersten Verdichter 2 sowie eine Turbine 3, welche über eine Welle miteinander verbunden sind. Die Funktionalität eines Abgasturboladers wird als bekannt vorausgesetzt. Stromab des ersten Verdichters 2 ist an einer Zusammenführungsstelle für die Ladeluft ein zweites Stellglied 13 angeordnet. Das zweite Stellglied 13 ist ebenfalls als elektrisch ansteuerbares 3/2-Ventil ausgeführt.The 1 shows a supercharged internal combustion engine with a hydrostatic transmission as a block diagram. The assemblies are: the internal combustion engine 1 , an exhaust gas turbocharger 4 , a first hydraulic circuit 5 , a second hydraulic circuit 9 , a second compressor 11 and an electronic engine control unit 16 (ECU). In the first hydraulic circuit 5 are a hydraulic pump 6 for conveying the hydraulic fluid from a storage tank 15 , a passive pressure relief valve 14 , a first actuator 12 and a first hydraulic motor 7 arranged. The first hydraulic motor 7 drives a fan immediately 8th at. Downstream of the hydraulic pump 6 branches off the first hydraulic circuit 5 the second hydraulic circuit 9 from. At the branch point is the first actuator 12 arranged. The first actuator 12 is typically designed as an electrically controllable 3/2 valve. In the second hydraulic circuit 9 is a second hydraulic motor 10 arranged, which directly the second compressor 11 drives. The turbocharger 4 includes as part of aggregates a first compressor 2 as well as a turbine 3 , which are connected to each other via a shaft. The functionality of an exhaust gas turbocharger is assumed to be known. Downstream of the first compressor 2 is a second actuator at a merger point for the charge air 13 arranged. The second actuator 13 is also designed as electrically controllable 3/2 valve.

Die Betriebsweise der Brennkraftmaschine 1 wird durch das elektronische Motorsteuergerät 16 (ECU) festgelegt. Das elektronische Motorsteuergerät 16 beinhaltet die üblichen Bestandteile eines Mikrocomputersystems, beispielsweise einen Mikroprozessor, I/O-Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM). In den Speicherbausteinen sind die für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten in Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Über diese berechnet das elektronische Motorsteuergerät 16 aus den Eingangsgrößen die Ausgangsgrößen. In der 1 sind als Eingangsgrößen dargestellt: eine Motordrehzahl nMOT, ein Motormoment MM, eine Abgasturbolader-Drehzahl nATL und eine Eingangsgröße EIN. Unter der Eingangsgröße EIN sind die weiteren Eingangssignale zusammengefasst, beispielsweise die Öltemperatur oder ein Common-Raildruck. Als Ausgangsgrößen des elektronischen Motorsteuergeräts 16 sind dargestellt: ein Signal S1 zur Ansteuerung des ersten Stellglieds 12, ein Signal S2 zur Ansteuerung des zweiten Stellglieds 13 und ein Signal AUS. Das Signal AUS steht stellvertretend für die weiteren Signale zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 1, zum Beispiel ein Spritzbeginn, Spritzende und ein Ansteuersignal für eine Saugdrossel bei einem Common-Railsystem.The operation of the internal combustion engine 1 is by the electronic engine control unit 16 (ECU). The electronic engine control unit 16 includes the usual components of a microcomputer system, such as a microprocessor, I / O devices, buffers and memory devices (EEPROM, RAM). In the memory modules are those for the operation of the internal combustion engine 1 Relevant operating data in maps / curves applied. This is calculated by the electronic engine control unit 16 from the input variables the output variables. In the 1 are represented as input variables: an engine speed nMOT, an engine torque MM, an exhaust gas turbocharger rotational speed nATL and an input variable ON. The input variable ON summarizes the other input signals, for example the oil temperature or a common rail pressure. As outputs of the electronic engine control unit 16 are shown: a signal S1 for driving the first actuator 12 , a signal S2 for driving the second actuator 13 and a signal OFF. The signal OFF is representative of the other signals for controlling and regulating the internal combustion engine 1 , For example, a start of injection, injection end and a drive signal for a suction throttle in a common rail system.

Die Beschreibung der Funktionalität erfolgt gemeinsam mit der 2, welche ein Motorkennfeld zeigt. Auf der Abszisse ist die Motordrehzahl nMOT und auf der Ordinate das Motormoment MM aufgetragen. Innerhalb des Motorkennfelds sind die Linien gleichen spezifischen Kraftstoffverbrauchs eingezeichnet, welche exemplarisch mit den Bezugszeichen L1 bis L3 bezeichnet sind. Als schraffiertes Rechteck 17 ist im Motorkennfeld ein Betriebsbereich um die Leerlaufdrehzahl nLL und das Leerlauf-Moment MLL dargestellt. Im normalen Fahrbetrieb befindet sich das erste Stellglied 12 und das zweite Stellglied 13 in der ersten Stellung. In der ersten Stellung verschließt das erste Stellglied 12 den zweiten Hydraulikkreis 9 und gibt den ersten Hydraulikkreis 5 frei. Das von der Hydraulikpumpe 6 geförderte Volumen V strömt daher zum ersten Hydraulikmotor 7, welcher den Lüfter 8 antreibt. Nach Durchströmen des ersten Hydraulikmotors 7 fließt die Hydraulikflüssigkeit, Volumen V1, in den Vorratstank zurück. Inder ersten Stellung gibt das zweite Stellglied 13 den Durchgang vom ersten Verdichter 2 zur Brennkraftmaschine 1 frei. Die vom ersten Verdichter 2 geförderte Ladeluft LL1 strömt daher in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1 (LL = LL1). Der Durchgang vom zweiten Verdichter 11 hingegen wird vom zweiten Stellglied 13 abgeschlossen, das heißt, LL2 ist hier Null.The description of the functionality is done together with the 2 , which shows an engine map. The abscissa represents the engine speed nMOT and the ordinate the engine torque MM. Within the engine map, the lines of the same specific fuel consumption are shown, which are designated by the reference numerals L1 to L3 by way of example. As a hatched rectangle 17 is in the engine map, an operating range around the idle speed nLL and the idle torque MLL shown. In normal driving is the first actuator 12 and the second actuator 13 in the first position. In the first position, the first actuator closes 12 the second hydraulic circuit 9 and gives the first hydraulic circuit 5 free. That of the hydraulic pump 6 delivered volume V therefore flows to the first hydraulic motor 7 which the fan 8th drives. After flowing through the first hydraulic motor 7 the hydraulic fluid, volume V1, flows back into the storage tank. In the first position, the second actuator is 13 the passage from the first compressor 2 to the internal combustion engine 1 free. The first compressor 2 funded charge air LL1 therefore flows into the combustion chambers of the internal combustion engine 1 (LL = LL1). The passage from the second compressor 11 on the other hand, it is the second actuator 13 completed, that is, LL2 is zero here.

Liegt der aktuelle Betriebspunkt innerhalb des Bereichs 17 im Motorkennfeld, also bei einer kleinen Motordrehzahl nMOT und bei einem kleinem Motormoment MM, so wird vom elektronischen Motorsteuergerät 16 gleichzeitig das erste Stellglied 12 und das zweite Stellglied 13 in die zweite Stellung umgesteuert. In der zweiten Stellung verschließt das erste Stellglied 12 den Leitungsabschnitt im ersten Hydraulikkreis 5 mit dem ersten Hydraulikmotor 7, das heißt der Volumenstrom V1 ist Null. Gleichzeitig wird der zweite Hydraulikkreis 9 freigegeben. Der Volumenstrom V2 entspricht dem von der Hydraulikpumpe 6 geförderten Volumenstrom V. Mit anderen Worten: Der Lüfter 8 wird also deaktiviert, während der zweite Hydraulikmotor 10 und damit der zweite Verdichter 11 aktiviert werden. In der zweiten Stellung gibt das zweite Stellglied 13 sowohl den Durchgang vom ersten Verdichter 2 zur Brennkraftmaschine 1 als auch den Durchgang vom zweiten Verdichter 11 zur Brennkraftmaschine 1 frei. Bei diesem Betriebspunkt fördern der erste Verdichter 2 die Ladeluft LL1 und fördert der zweite Verdichter 13 parallel die Ladeluft LL2. Das Volumen der Ladeluft LL, welche den Brennräume der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird, entspricht daher der Summe der beiden Einzelströme LL1 und LL2. Zentraler Gedanke der Erfindung ist es also, in einem Betriebsbereich, welcher nur eine geringe Kühlung erfordert, den Lüfter 8 zu deaktivieren und die Antriebsenergie für den zweiten Verdichter 11 zur Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine 1 zu verwenden. Deaktiviert wird diese Funktion, wenn entweder die Motordrehzahl nMOT oder die Abgasturbolader-Drehzahl nATL einen Grenzwert überschreiten. Alternativ kann die Funktion beendet werden, wenn sowohl die Motordrehzahl nMOT als auch die Abgasturbolader-Drehzahl nATL einen Grenzwert überschreiten.Is the current operating point within the range 17 in the engine map, ie at a small engine speed nMOT and at a small engine torque MM, so is the electronic engine control unit 16 at the same time the first actuator 12 and the second actuator 13 reversed to the second position. In the second position, the first actuator closes 12 the line section in the first hydraulic circuit 5 with the first hydraulic motor 7 , that is, the volume flow V1 is zero. At the same time, the second hydraulic circuit 9 Approved. The volume flow V2 corresponds to that of the hydraulic pump 6 delivered volumetric flow V. In other words: the fan 8th is thus deactivated while the second hydraulic motor 10 and thus the second compressor 11 to be activated. In the second position gives the second actuator 13 both the passage from the first compressor 2 to the internal combustion engine 1 as well as the passage from the second compressor 11 to the internal combustion engine 1 free. At this operating point, the first compressor will deliver 2 the charge air LL1 and promotes the second compressor 13 parallel the charge air LL2. The volume of the charge air LL, which is the combustion chambers of the internal combustion engine 1 is supplied, therefore corresponds to the sum of the two individual streams LL1 and LL2. The central idea of the invention is thus, in an operating range which requires only a small cooling, the fan 8th to disable and the drive power for the second compressor 11 to increase the power of the internal combustion engine 1 to use. This function is deactivated if either the engine speed nMOT or the exhaust gas turbocharger speed nATL exceed a limit. Alternatively, the function may be terminated when both the engine speed nMOT and the exhaust gas turbocharger speed nATL exceed a threshold.

In der 3 ist ein Programm-Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Der Programm-Ablaufplan ist als Unterprogramm in der Motorsoftware enthalten. Bei S1 wird geprüft, ob sich der aktuelle Betriebspunkt der Brennkraftmaschine im unteren Bereich des Motorkennfelds befindet. Dies entspricht dem schraffiert dargestellten Bereich 17 in der 2. Ist dies nicht der Fall, Abfrageergebnis S1: nein, so wird das Unterprogramm verlassen. Befindet sich der aktuelle Betriebspunkt im unteren Bereich des Motorkennfelds, so wird bei S2 der Lüfter deaktiviert, indem das erste Stellglied (1: 12) von der ersten Stellung in die zweite Stellung umgesteuert wird. Bei S3 wird der zweite Verdichter (1: 11) aktiviert, indem das elektronische Motorsteuergerät das zweite Stellglied ebenfalls in die zweite Stellung umsteuert. Bei S4 erfolgt also der Parallelbetrieb von erstem Verdichter und zweitem Verdichter. Bei S5 wird geprüft, ob ein Endekriterium vorliegt. Ein Endekriterium liegt dann vor, wenn die Motordrehzahl und/oder die Abgasturbolader-Drehzahl größer als ein Grenzwert sind/ist. Wurde bei S5 kein Endekriterium erkannt, Abfrageergebnis S5: nein, so verzweigt der Programmablauf zurück zu S1. Wurde hingegen ein Endekriterium erkannt, Abfrageergebnis S5: ja, so ist das Unterprogramm beendet.In the 3 a program flowchart of the method according to the invention is shown. The program schedule is included as a subroutine in the engine software. At S1 it is checked whether the current operating point of the internal combustion engine is in the lower part of the engine map. This corresponds to the hatched area 17 in the 2 , If this is not the case, query result S1: no, then the subroutine is exited. If the current operating point is located in the lower region of the engine map, the fan is deactivated at S2 by the first actuator ( 1 : 12 ) is reversed from the first position to the second position. At S3, the second compressor ( 1 : 11 ) is activated by the electronic engine control unit, the second actuator also reverses to the second position. At S4 so the parallel operation of the first compressor and second compressor. At S5 it is checked whether an end criterion exists. An end criterion exists if the engine speed and / or the turbocharger speed are / is greater than a limit value. If no end criterion was detected at S5, query result S5: no, the program flow branches back to S1. If, on the other hand, an end criterion was detected, query result S5: yes, then the subroutine is ended.

11: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
22: erster Verdichterfirst compressor
33: Turbineturbine
44: Abgasturboladerturbocharger
55: erster Hydraulikkreisfirst hydraulic circuit
66: Hydraulikpumpehydraulic pump
77: erster Hydraulikmotorfirst hydraulic motor
88th: LüfterFan
99: zweiter Hydraulikkreissecond hydraulic circuit
1010: zweiter Hydraulikmotorsecond hydraulic motor
1111: zweiter Verdichtersecond compressor
1212: erstes Stellgliedfirst actuator
1313: zweites Stellgliedsecond actuator
1414: Druckbegrenzungsventil (passiv)Pressure relief valve (passive)
1515: Vorratstankstorage tank
1616: elektronisches Motorsteuergerät (ECU)electronic Engine control unit (ECU)
1717: BereichArea

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19708721 A1 [0002] - DE 19708721 A1 [0002]
- DE 4212984 C2 [0003] - DE 4212984 C2 [0003]

Claims

Brennkraftmaschine (1) mit einem ersten Verdichter (2) zur Förderung von Ladeluft, welcher als Teilaggregat eines Abgasturboladers (4) von einer Turbine (3) angetrieben wird, mit einem ersten Hydraulikkreis (5), in welchem eine Hydraulikpumpe (6) zur Förderung von Hydraulikflüssigkeit sowie ein erster Hydraulikmotor (7) zum Antreiben eines Lüfters (8) angeordnet sind, mit einem zweiten Hydraulikkreis (9), welcher aus dem ersten Hydraulikkreis (5) stromab der Hydraulikpumpe (6) abzweigt und in welchem ein zweiter Hydraulikmotor (10) angeordnet ist, mit einem zweiten Verdichter (11) zur parallelen Förderung von Ladeluft, welcher vom zweiten Hydraulikmotor (10) angetrieben wird, und mit einem ersten Stellglied (12), welches in einer ersten Stellung den ersten Hydraulikkreis (5) zur Aktivierung der Lüfters (8) über den ersten Hydraulikmotor (7) freigibt, während der zweite Hydraulikkreis (9) verschlossen ist, und in einer zweiten Stellung den zweiten Hydraulikkreis (9) zur Aktivierung des zweiten Verdichters (11) über den zweiten Hydraulikmotor (10) freigibt, während der erste Hydraulikkreis (5) verschlossen ist.Internal combustion engine ( 1 ) with a first compressor ( 2 ) for the promotion of charge air, which as a sub-unit of an exhaust gas turbocharger ( 4 ) from a turbine ( 3 ) is driven with a first hydraulic circuit ( 5 ), in which a hydraulic pump ( 6 ) for conveying hydraulic fluid and a first hydraulic motor ( 7 ) for driving a fan ( 8th ) are arranged, with a second hydraulic circuit ( 9 ), which from the first hydraulic circuit ( 5 ) downstream of the hydraulic pump ( 6 ) branches off and in which a second hydraulic motor ( 10 ) is arranged with a second compressor ( 11 ) for the parallel delivery of charge air, which from the second hydraulic motor ( 10 ) is driven, and with a first actuator ( 12 ), which in a first position the first hydraulic circuit ( 5 ) to activate the fans ( 8th ) via the first hydraulic motor ( 7 ) while the second hydraulic circuit ( 9 ) is closed, and in a second position, the second hydraulic circuit ( 9 ) for activating the second compressor ( 11 ) via the second hydraulic motor ( 10 ) while the first hydraulic circuit ( 5 ) is closed.

Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des ersten (2) und zweiten Verdichters (11) eine Zusammenführungsstelle für die Ladeluft angeordnet ist und an der Zusammenführungsstelle ein zweites Stellglied (13) zur Steuerung der Ladeluft angeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that downstream of the first ( 2 ) and second compressor ( 11 ) a merger point for the charge air is arranged and at the merge point a second actuator ( 13 ) is arranged to control the charge air.

Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stellglied (13) in einer ersten Stellung für die Ladeluft den Durchgang vom ersten Verdichter (2) zur Brennkraftmaschine (1) freigibt, während der Durchgang vom zweiten Verdichter (11) abgeschlossen ist, und das zweite Stellglied (13) in einer zweiten Stellung für die Ladeluft sowohl den Durchgang vom ersten Verdichter (2) als auch vom zweiten Verdichter (11) zur Brennkraftmaschine (1) freigibt.Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the second actuator ( 13 ) in a first position for the charge air the passage from the first compressor ( 2 ) to the internal combustion engine ( 1 ) while the passage from the second compressor ( 11 ) and the second actuator ( 13 ) in a second position for the charge air both the passage from the first compressor ( 2 ) as well as from the second compressor ( 11 ) to the internal combustion engine ( 1 ) releases.

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betriebspunkt kleiner Motordrehzahl und kleinem Motormoments, der zweite Verdichter (11) zur Unterstützung der ersten Verdichters (2) hinzugeschaltet wird, indem das erste Stellglied (12) und das zweite Stellglied (13) in die zweite Stellung umgesteuert werden.Method for controlling an internal combustion engine with the features according to claim 1, characterized in that at an operating point of low engine speed and low engine torque, the second compressor ( 11 ) to support the first compressor ( 2 ) is activated by the first actuator ( 12 ) and the second actuator ( 13 ) are reversed to the second position.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verdichter (11) wieder abgeschaltet wird, wenn die Motordrehzahl (nMOT) und/oder die Abgasturbolader-Drehzahl (nATL) größer als ein Grenzwert sind/ist, indem das erste Stellglied (12) und das zweite Stellglied (13) in die erste Stellung umgesteuert werden.Method according to claim 4, characterized in that the second compressor ( 11 ) is switched off again when the engine speed (nMOT) and / or the exhaust-gas turbocharger rotational speed (nATL) is greater than a limit value by the first actuator ( 12 ) and the second actuator ( 13 ) are reversed to the first position.