DE102017128716A1 - Air supply device and air supply method for vehicle - Google Patents
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Abstract
Eine Luftzufuhrvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: einen ersten Strömungskanal (60), welcher angeordnet ist, um einen Verbrennungsmotor (30) und einen Turbo-Verdichter (20), der zum Erhalten von Luft, welche von einem Luftfilter (10) geliefert wird, vorgesehen ist, zu verbinden, und welcher verdichtete Luft, die von dem Turbo-Verdichter (20) ausgelassen wird, an den Verbrennungsmotor 30 weiterleitet, einen zweiten Strömungskanal (70), welcher angeordnet ist, um den Luftfilter (10) und einen Luftverdichter (40) zu verbinden, und welcher von dem Luftfilter (10) ausgelassene Luft an den Luftverdichter (40) weiterleitet, einen dritten Strömungskanal (80), welcher den ersten Strömungskanal (60) und den zweiten Strömungskanal (70) miteinander verbindet, und ein Ventil (90), welches an dem dritten Strömungskanal (80) installiert ist, um eine von dem ersten Strömungskanal (60) aus an den zweiten Strömungskanal (70) weiterzuleitende Luftmenge zu steuern. An air supply device for a vehicle according to the present invention may include: a first flow passage (60) arranged to communicate an engine (30) and a turbo-compressor (20) adapted to receive air supplied from an air cleaner (10 is provided to connect, and which compressed air, which is discharged from the turbo-compressor (20), to the internal combustion engine 30, a second flow channel (70) which is arranged to the air filter (10) and connecting an air compressor (40), and which passes air discharged from the air cleaner (10) to the air compressor (40), a third flow passage (80) connecting the first flow passage (60) and the second flow passage (70) , and a valve (90) installed on the third flow passage (80) for communicating an amount of air to be forwarded from the first flow passage (60) to the second flow passage (70) to control.
Description
Querverweis auf verwandte AnmeldungCross-reference to related application
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 30. Juni 2017 eingereichten
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftzufuhrvorrichtung und ein Luftzufuhrverfahren für ein Fahrzeug, welche die Effizienz eines Luftverdichters verbessern.The present invention relates to an air supply apparatus and an air supply method for a vehicle, which improve the efficiency of an air compressor.
Beschreibung der bezogenen TechnikDescription of the related art
In jüngster Zeit weist ein Verbrennungsmotor, welcher in einem Fahrzeug verbaut ist, eine Turboladervorrichtung aufweist, welche mittels Abgas angetrieben wird, um Ansaugluft aufzuladen, um die Ladeeffizienz der Ansaugluft zu verbessern.Recently, an internal combustion engine installed in a vehicle has a turbocharger device that is driven by exhaust gas to charge intake air to improve the charging efficiency of the intake air.
Der Turbolader ist eingerichtet so, dass eine Turbine, die auf einer Auslassrohr-Seite (Abgasrohr-Seite) des Verbrennungsmotors installiert ist, und ein Verdichter, welcher auf einer Einlassrohr-Seite (Ansaugrohr-Seite) des Verbrennungsmotors installiert ist, miteinander mittels einer Rotationswelle verbunden sind. Die Turbine rotiert, wenn das durch einen Betrieb des Verbrennungsmotors erzeugte Abgas, durch sie hindurchströmt, und der Verdichter rotiert gemeinsam mit der Turbine durch eine Rotationskraft der Turbine, um einer Einlassvorrichtung zugeführte Luft aufzuladen.The turbocharger is configured such that a turbine installed on an exhaust pipe side (exhaust pipe side) of the internal combustion engine and a compressor installed on an intake pipe side (intake pipe side) of the internal combustion engine are communicated with each other by means of a rotary shaft are connected. The turbine rotates as the exhaust gas produced by operation of the internal combustion engine flows therethrough, and the compressor rotates together with the turbine by a rotational force of the turbine to charge air supplied to an intake device.
Ein Luftverdichter, welcher im Allgemeinen auf ein Fahrzeug angewendet wird, ist andererseits mit einem Verbrennungsmotor verbunden und wird durch eine Rotation des Verbrennungsmotors angetrieben, um Luft zu verdichten. Die verdichtete Luft wird in einem separaten Lufttank gespeichert und wird an eine Bremse, ein Luftfederungssystem, eine Tür, etc. geliefert und für diese verwendet.An air compressor, which is generally applied to a vehicle, on the other hand, is connected to an internal combustion engine and is driven by rotation of the internal combustion engine to compress air. The compressed air is stored in a separate air tank and is supplied to and used for a brake, air suspension system, door, etc.
Solch ein Luftverdichter weist einen Zylinder und einen Kopf auf und ist dazu eingerichtet, Luft, welche von der Umgebung eingesaugt wird und darin gespeichert wird, mittels einer Kolben-Hin-und-Her-Bewegung des Zylinders zu verdichten. Die verdichtete Luft wird temporär in einem separat angeordneten Lufttank gespeichert und wird an eine passende Vorrichtung, falls erforderlich, geliefert.Such an air compressor has a cylinder and a head, and is configured to compress air, which is sucked from the environment and stored therein, by means of a piston reciprocating movement of the cylinder. The compressed air is temporarily stored in a separately arranged air tank and is delivered to an appropriate device if required.
Der Luftverdichter ist allerdings für die Insassensicherheit bereitgestellt, und es ist folglich erforderlich, dass der Luftverdichter kontinuierlich im Betrieb ist, um den Lufttank auf einem vorbestimmten Druck zu halten. Die zum Betreiben des Luftverdichters verbrauchte Energie ist daher groß.However, the air compressor is provided for occupant safety, and it is therefore required that the air compressor is continuously in operation to keep the air tank at a predetermined pressure. The energy consumed to operate the air compressor is therefore large.
Die vorstehende Beschreibung der Hintergrundtechnik dient lediglich dem Zwecke des Verbesserns des Verständnisses des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und sollte nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Beschreibung zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehört.The foregoing description of the background art is merely for the purpose of improving the understanding of the background of the present invention and should not be construed as an admission or any suggestion that this description belongs to the prior art as already known to those skilled in the art.
Erläuterung der ErfindungExplanation of the invention
Die vorliegende Erfindung wurde vorgeschlagen, um die obigen Probleme zu lösen. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftzufuhrvorrichtung und ein Luftzufuhrverfahren für ein Fahrzeug zu schaffen, welche die Betriebseffizienz eines Luftverdichters erhöhen, indem eine von einem Turboverdichter ausgelassene Luft gesteuert wird, so dass sie teilweise dem Luftverdichter zugeführt wird.The present invention has been proposed to solve the above problems. An aspect of the present invention is to provide an air supply apparatus and an air supply method for a vehicle, which increase the operating efficiency of an air compressor by controlling an air discharged from a turbo-compressor so as to be partially supplied to the air compressor.
Um den obigen Aspekt zu erzielen, kann eine Luftzufuhrvorrichtung für ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug, bspw. ein Personenkraftfahrzeug) gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen: einen ersten Strömungskanal, welcher angeordnet ist, so dass er einen Verbrennungsmotor und einen Turbo-Verdichter (z.B. Verdichter eines (Abgas-)Turbolader), der zum Erhalten von Luft, welche von einem Luftfilter geliefert wird, vorgesehen ist, verbindet, und welcher von dem Turbo-Verdichter ausgelassene, verdichtete Luft an den Verbrennungsmotor weiterleitet, einen zweiten Strömungskanal, welcher angeordnet ist, so dass er den Luftfilter und einen Luftverdichter (z.B. Luftkompressor) verbindet, und welcher von dem Luftfilter ausgelassene Luft an den Luftverdichter weiterleitet, einen dritten Strömungskanal, welcher den ersten Strömungskanal und den zweiten Strömungskanal miteinander verbindet, und ein Ventil, welches an dem dritten Strömungskanal installiert ist, um eine von dem ersten Strömungskanal aus an den zweiten Strömungskanal weiterzuleitende Luftmenge zu steuern.In order to achieve the above aspect, an air supply device for a vehicle (eg, a motor vehicle, eg, a passenger car) according to the present invention may include: a first flow passage arranged to receive an engine and a turbo compressor (eg, compressor an (exhaust) turbocharger) provided for obtaining air supplied from an air cleaner, and which conveys compressed air discharged from the turbo compressor to the engine, has a second flow passage which is arranged so that it connects the air filter and an air compressor (eg air compressor) and which forwards air discharged from the air filter to the air compressor, a third flow channel interconnecting the first flow channel and the second flow channel, and a valve connected to the third flow channel is installed to one of the first Strömu ngskanal from to be forwarded to the second flow channel air flow.
Die Vorrichtung kann ferner eine Steuereinheit aufweisen, welche das Ventil steuert, so dass es basierend auf einem Fahrzeugzustand oder einer Verbrennungsmotorlast ein- oder ausgeschaltet ist/wird.The apparatus may further include a control unit that controls the valve to be on or off based on a vehicle condition or an engine load.
Wenn ein Fahrzeug sich in einem Leerlauf-Zustand befindet, dann steuert die Steuereinheit das Ventil z.B. derart, dass es eingeschaltet ist/wird, so dass Luft durch den dritten Strömungskanal strömt.When a vehicle is in an idle state, the control unit controls the valve e.g. such that it is turned on, so that air flows through the third flow channel.
Wenn die Verbrennungsmotorlast größer als ein Referenzwert ist, dann steuert die Steuereinheit das Ventil z.B. derart, dass das Ventil ausgeschaltet ist/wird.If the engine load is greater than a reference value, then the controller controls the valve eg in such a way that the valve is / is turned off.
Die Vorrichtung kann ferner eine Drosselklappe aufweisen, welche an dem ersten Strömungskanal angeordnet ist, wobei sie zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Punkt, an dem der dritte Strömungskanal mit dem ersten Strömungskanal verbunden ist, angeordnet ist, und welche gemäß einem Fahrpedalbetätigungsbetrag (z.B. Fahrpedalniederdrückwert) arbeitet.The apparatus may further include a throttle valve disposed on the first flow passage, being disposed between the engine and a point where the third flow passage is connected to the first flow passage, and operating in accordance with an accelerator pedal operation amount (eg, accelerator depression value) ,
Um den obigen Aspekt zu erzielen, kann ferner ein Luftzufuhrverfahren für ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug, bspw. ein Personenkraftfahrzeug) gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen die Schritte eines: Prüfens eines Fahrzeugzustands mittels einer Steuereinheit, Vergleichens einer Verbrennungsmotorlast mit einem Referenzwert mittels der Steuereinheit, wenn ein Ergebnis des Prüfens zeigt, dass sich das Fahrzeug nicht in einem Leerlauf-Zustand befindet, und Steuerns des Ventils mittels der Steuereinheit, so dass es ausgeschaltet ist/wird, wenn ein Ergebnis des Vergleichs zeigt, dass die Verbrennungsmotorlast den Referenzwert übersteigt.In order to achieve the above aspect, further, an air supply method for a vehicle (eg, a motor vehicle, for example, a passenger vehicle) according to the present invention may include the steps of: checking a vehicle state by means of a control unit, comparing an engine load with a reference value by means of the control unit; when a result of the check shows that the vehicle is not in an idling state, and controlling the valve by the control unit so that it is turned off when a result of the comparison shows that the engine load exceeds the reference value.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt eines Steuerns des Ventils mittels der Steuereinheit, so dass es eingeschaltet ist/wird, wenn ein Ergebnis des Prüfens zeigt, dass sich das Fahrzeug in einem Leerlauf-Zustand befindet, aufweisen.The method may further include a step of controlling the valve by the control unit to be turned on when a result of the checking indicates that the vehicle is in an idling state.
Wenn ein Ergebnis des Vergleichs zeigt, dass die Verbrennungsmotorlast kleiner oder gleich dem Referenzwert ist, dann führt die Steuereinheit z.B. den Einschalten-Steuerungsschritt durch.If a result of the comparison shows that the engine load is less than or equal to the reference value, then the control unit performs e.g. the turn-on control step.
Gemäß einer Luftzufuhrvorrichtung, welche die oben beschriebene Struktur hat, und einem Luftzufuhrverfahren für ein Fahrzeug, lässt die Vorrichtung überschüssige Luft eines Turbo-Verdichters an einen Luftverdichter unter der Bedingung eines Leerlaufs oder der Bedingung einer niedrigen Verbrennungsmotorlast aus, um eine Arbeitsmenge, welche durch den Luftverdichter geleistet wird, zu verringern und folglich den Kraftstoffverbrauch zu verringern.According to an air supply apparatus having the above-described structure and an air supply method for a vehicle, the apparatus discharges excess air of a turbo compressor to an air compressor under the condition of idling or the condition of a low engine load Air compressor is made to reduce and therefore reduce fuel consumption.
Außerdem wird zur Zeit eines (z.B. schnellen) Wegnehmens (Englisch: „tipout“) des Fußes vom Fahrpedal die Luft, welche rückwärts zu dem hinteren Ende des Turbo-Verdichters strömt, in Richtung zum Luftverdichter ausgelassen, so dass die Luftzufuhrvorrichtung das Auftreten von Lärm, Vibration und einer Fehlfunktion im Turbo-Verdichter verhindern kann.In addition, at the time of (for example, rapid) tip-off of the foot from the accelerator pedal, the air flowing backward to the rear end of the turbo-compressor is exhausted toward the air compressor, so that the air-feeding device experiences the occurrence of noise , Vibration and a malfunction in the turbo-compressor can prevent.
Figurenlistelist of figures
Die obigen und andere Ziele, Eigenschaften und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher verstanden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, wobei:
-
1 eine schematische Ansicht ist, welche eine Luftzufuhrvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und -
2 ein Flussdiagramm ist, welches ein Luftzufuhrverfahren für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
1 is a schematic view illustrating an air supply device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and -
2 FIG. 10 is a flowchart illustrating an air supply method for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG.
Detaillierte Beschreibung der beispielhaften AusführungsformenDetailed Description of the Exemplary Embodiments
Nachstehend wird eine Luftzufuhrvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, an air supply apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Der Verbrennungsmotor
Wenn in diesem Fall die Außenluft in den Verbrennungsmotor
Der Luftfilter
In der vorliegenden Erfindung ist ein Turbolader zwischen dem Luftfilter
Das heißt, dass der Turbolader eingerichtet ist, so dass eine Turbo-Turbine
Die durch den Turbo-Verdichter
Außerdem weist das Fahrzeug separat den Luftverdichter
Der Luftverdichter
Die vorliegende Erfindung ist bereitgestellt, um durch den Turbo-Verdichter
Daher ist der dritte Strömungskanal
Die vorliegende Erfindung kann insbesondere auf einfache Weise auf ein konventionelles Fahrzeug angewendet werden, da die vorliegende Erfindung eine Struktur hat, welche in der Lage ist, einen Kraftstoffverbrauchsverringerungseffekt durch lediglich ein einzelnes Rohr und ein Ventil
Weiter kann die vorliegende Erfindung ferner eine Drosselklappe
Das heißt, dass in einer Fußwegnehm-Situation, bei welcher ein Fahrer/eine Fahrerin seinen/ihren Fuß von einem Fahrpedal (auch Gaspedal genannt) wegnimmt, die Drosselklappe
Die Luftzufuhrvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Steuereinheit (nicht gezeigt) aufweisen, welche das Ventil
Das heißt, dass die Steuereinheit Fahrzeugdaten, wie beispielsweise einen Fahrzeugfahrmodus und eine Verbrennungsmotorlast, erfasst und basierend auf den erfassten Daten steuert, ob das Ventil
Wenn sich ein Fahrzeug insbesondere in einem Leerlauf-Zustand befindet, dann steuert die Steuereinheit das Ventil
Das heißt, dass, wenn sich das Fahrzeug in einem Leerlauf-Zustand befindet, der Verbrennungsmotor
Die bei einem Betrieb des Luftverdichters
Wenn außerdem eine Verbrennungsmotorlast einen Referenzwert übersteigt, dann kann die Steuereinheit das Ventil
Das heißt, dass, da der Verbrennungsmotor
Bei einer Niedrige-Last-Bedingung, bei welcher die Verbrennungsmotorlast des Fahrzeugs nicht hoch ist, erfordert der Verbrennungsmotor
Der Referenzwert ist ein Wert, welcher gesetzt ist, so dass er ein Indikator zum Bestimmen, ob die Verbrennungsmotorlast in einer Hohe-Last-Bedingung oder einer Niedrige-Last-Bedingung liegt, ist, und kann in Abhängigkeit von einem Fahrzeug und einem Gestalter variabel gesetzt sein, und sollte folglich nicht auf einen spezifischen Wert eingeschränkt werden.The reference value is a value that is set to be an indicator for determining whether the engine load is in a high-load condition or a low-load condition, and may be variable depending on a vehicle and a designer be set, and consequently should not be limited to a specific value.
Nachstehend wird ein Luftzufuhrverfahren für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, an air supply method for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Außerdem kann das Verfahren ferner einen Schritt eines Steuerns des Ventils
Wenn ein Ergebnis des Vergleichs zeigt, dass die Verbrennungsmotorlast kleiner oder gleich dem Referenzwert ist (
Gemäß einer Luftzufuhrvorrichtung für ein Fahrzeug, welche die oben beschriebene Struktur hat, lässt die Vorrichtung überschüssige Luft eines Turbo-Verdichters an einen Luftverdichter unter einer Leerlauf-Bedingung oder einer Niedrige-Verbrennungsmotorlast-Bedingung aus, um eine Arbeitsmenge, welche durch den Luftverdichter geleistet wird, zu verringern und folglich den Kraftstoffverbrauch zu verringern.According to an air supply apparatus for a vehicle having the above-described structure, the apparatus discharges excess air of a turbo compressor to an air compressor under an idle condition or a low engine load condition to an amount of work performed by the air compressor To reduce and therefore reduce fuel consumption.
Außerdem wird zur Zeit eines (z.B. schnellen) Wegnehmens (Englisch: „tipout“) des Fußes vom Fahrpedal die Luft, welche rückwärts zu dem hinteren Ende des Turbo-Verdichters strömt, in Richtung zum Luftverdichter ausgelassen. Als ein Ergebnis kann die Luftzufuhrvorrichtung verhindern, dass die rückwärtsströmende Luft mit dem Turbo-Verdichter kollidiert, was Lärm und Vibration verursachen würde, und eine Schaufel beschädigt (z.B. zerbricht).In addition, at the time of (for example, quick tip-off) of the foot from the accelerator pedal, the air flowing backward to the rear end of the turbo-compressor is discharged toward the air compressor. As a result, the air supply device can prevent the backward-flowing air from colliding with the turbo-compressor, causing noise and vibration, and damaging (e.g., breaking) a blade.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre spezifischen Ausführungsformen beschrieben und gezeigt wurde, ist es für einen Fachmann zu verstehen, dass zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen in der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dabei von der technischen Idee der vorliegenden Erfindung, welche durch die nachfolgenden Ansprüche bereitgestellt ist, abzuweichen. Although the present invention has been described and shown with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the technical idea of the present invention which is set forth in the following Claims is made to depart.
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