DE19924920B4

DE19924920B4 - Device and method for exhaust gas recirculation on internal combustion engines

Info

Publication number: DE19924920B4
Application number: DE19924920A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Pott; Kurt Weidmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2019-06-01
Also published as: DE19924920A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgasrückführung an Verbrennungskraftmaschinen mit einer die Abgasseite der Verbrennungskraftmaschine mit der Ansaugseite der Verbrennungskraftmaschine verbindenden kühlbaren Abgasverbindung und ein Verfahren zur Abgasrückführung bei Verbrennungskraftmaschinen, wobei Abgas von einer Abgasseite zu einer Ansaugseite der Verbrennungskraftmaschine geführt wird. Es ist vorgesehen, daß der Verbindung (16) eine regelbare Kühleinrichtung (24) für das Abgas zugeordnet ist.The invention relates to a device for exhaust gas recirculation in internal combustion engines with a the exhaust gas side of the internal combustion engine with the intake side of the internal combustion engine connectable cooling exhaust gas connection and a method for exhaust gas recirculation in internal combustion engines, wherein exhaust gas is fed from an exhaust side to an intake side of the internal combustion engine. It is envisaged that the connection (16) is associated with a controllable cooling device (24) for the exhaust gas.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgasrückführung an Verbrennungskraftmaschinen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen und ein Verfahren zur Abgasrückführung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 6 genannten Merkmalen.The invention relates to a device for exhaust gas recirculation of internal combustion engines with the features mentioned in the preamble of claim 1 and a method for exhaust gas recirculation with the features mentioned in the preamble of claim 6.

Es ist bekannt, an Verbrennungskraftmaschinen eine Abgasrückführung vorzunehmen. Hierbei wird über eine Verbindung von der Abgasseite der Verbrennungskraftmaschine eine Teilmenge des Abgases der Ansaugseite der Verbrennungskraftmaschine zugeführt und der Ansaugluft zugemischt. Ziel einer derartigen Abgasrückführung ist eine Reduzierung des Schadstoffausstosses der Verbrennungskraftmaschine. Dies wird erreicht, da durch das Zumischen von Abgas der Sauerstoffanteil an der Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine reduziert ist, so daß sich einerseits niedrigere Verbrennungstemperaturen einstellen, und andererseits ein für die Bildung von Schadstoffen, beispielsweise Stickoxiden, zur Verfügung stehender Sauerstoffanteil in der Verbrennungsluft reduziert ist.It is known to make an exhaust gas recirculation on internal combustion engines. In this case, a subset of the exhaust gas of the intake side of the internal combustion engine is supplied via a compound of the exhaust side of the internal combustion engine and admixed with the intake air. The aim of such exhaust gas recirculation is to reduce the pollutant emissions of the internal combustion engine. This is achieved because the proportion of oxygen in the combustion air of the internal combustion engine is reduced by the admixture of exhaust gas, so that on the one hand set lower combustion temperatures, and on the other hand, for the formation of pollutants, such as nitrogen oxides, available oxygen content in the combustion air is reduced.

Um den Effekt dieser Abgasrückführung zu erhöhen, ist bekannt, das rückgeführte Abgas zu kühlen. Hierdurch wird erreicht, daß das gegenüber der Ansaugluft um 50 K bis 400 K heißere Abgas auf einen bestimmten Temperaturwert gekühlt und zu der Verbrennungsluft zugemischt wird. Aufgrund thermischer Gesetzmäßigkeiten ist mit der Kühlung eine Volumenreduzierung des Abgases verbunden, so daß es zu einer Dichteerhöhung kommt. Somit kann gegenüber einem ungekühlten Abgas bei gleichem Volumen eine höhere Abgasmasse zugeführt werden. Durch die Abkühlung des Abgases ist jedoch nachteilig, daß kondensierbare Bestandteile des Abgases innerhalb der Verbindung zwischen der Abgasseite und der Ansaugseite kondensieren können und dann zu unkontrollierten Ablagerungen führen können. Diese Ablagerungen können sich während des bestimmungsgemäßen Einsatzes der Verbrennungskraftmaschine unkontrolliert lösen und werden dann somit schwallartig dem Verbrennungsprozeß zugeführt. Hierdurch kommt es zu einem unkontrollierten Anstieg einer Schadstoffemission der Verbrennungskraftmaschine.In order to increase the effect of this exhaust gas recirculation, it is known to cool the recirculated exhaust gas. This ensures that compared to the intake air by 50 K to 400 K hotter exhaust gas cooled to a certain temperature and mixed into the combustion air. Due to thermal laws a volume reduction of the exhaust gas is connected to the cooling, so that there is a density increase. Thus, compared to an uncooled exhaust gas at the same volume, a higher exhaust gas mass can be supplied. By cooling the exhaust gas is disadvantageous, however, that condensable components of the exhaust gas can condense within the connection between the exhaust side and the suction side and then can lead to uncontrolled deposits. These deposits can dissolve uncontrollably during the intended use of the internal combustion engine and are then supplied to the combustion process gushing. This leads to an uncontrolled increase in pollutant emissions of the internal combustion engine.

Aus der US 5,732,688 A1 ist eine Vorrichtung zur Temperaturregelung von zurückzuführendem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Um ein zu starkes Abkühlen des Abgases zu vermeiden und die Abgastemperatur zu regeln, ist hierbei vorgesehen, daß die Wärmeaustauschfähigkeit der Vorrichtung variiert werden kann, wobei allerdings eine Vermischung von ungekühltem Abgas mit gekühltem Abgas bewusst vermieden wird.From the US 5,732,688 A1 a device for controlling the temperature of zurückzuführendem exhaust gas of an internal combustion engine is known. In order to avoid excessive cooling of the exhaust gas and to regulate the exhaust gas temperature, it is provided here that the heat exchange capability of the device can be varied, although a mixing of uncooled exhaust gas with cooled exhaust gas is deliberately avoided.

Ferner ist aus der DE 197 31 129 A1 ein Verfahren zum zylinder-selektiven Fett-Verstellen bei einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung bekannt. Hierbei wird zurückzuführendes Abgas aus dem Gesamtabgasstrom entnommen und über eine erste Rückführleitung ungeregelt gekühlt der Ansaugluft gesamt oder zylinder-selektiv zugeführt. Zusätzlich wird in einer zweiten Rückführleitung Abgas eines selektierten Zylinders der Ansaugluft gesamt oder zylinder-selektiv zugeführt, wobei beide Rückführleitungen stromabwärts einer Sammeldrosselklappe und stromaufwärts jeweiliger zylinder-selektiven Einzeldrosselklappen in ein Ansaugrohr der Brennkraftmaschine einmünden.Furthermore, from the DE 197 31 129 A1 a method for cylinder-selective grease adjustment in an internal combustion engine with an exhaust gas recirculation known. In this case, exhaust gas to be recirculated is taken from the total exhaust gas flow and cooled in an unregulated manner via a first return line to the intake air as a whole or cylinder-selectively supplied. In addition, in a second return line exhaust gas of a selected cylinder of the intake air is supplied total or cylinder-selectively, wherein both return lines downstream of a collecting throttle and upstream of respective cylinder-selective individual throttle valves open into an intake pipe of the internal combustion engine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abgasrückführung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der eine optimale Schadstoffemission von Verbrennungskraftmaschinen durch Abgasrückführung erzielbar ist. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, mit dem eine optimierte Abgasrückführung erfolgen kann.The invention has for its object to provide a device for exhaust gas recirculation of the generic type, with the optimal emission of pollutants from internal combustion engines by exhaust gas recirculation can be achieved. Furthermore, the invention has for its object to provide a method of the generic type, with which an optimized exhaust gas recirculation can be done.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß der Verbindung zwischen der Abgasseite und der Ansaugseite für die Rückführung des Abgases eine regelbare Kühleinrichtung für das Abgas zugeordnet ist, ist vorteilhaft möglich, den Temperaturgradienten des Abgases gezielt zu beeinflussen, so daß entsprechend einem vorgebbaren Rückführungsbedarf des Abgases an die Verbrennungskraftmaschine wahlweise unterschiedliche Abgastemperaturen für das rückgeführte Abgas eingestellt werden können. So läßt sich insbesondere das Kondensieren von kondensierbaren Bestandteilen des Abgases innerhalb der Verbindung von der Abgasseite zur Ansaugseite verhindern, zumindest erheblich reduzieren. Bei einem erhöhten Abgasbedarf an der Ansaugseite kann beispielsweise eine erhöhte Kühlung des Abgases eingestellt werden, da durch den höheren Volumenstrom sich eine höhere Durchströmungsgeschwindigkeit des abgekühlten Abgases ergibt, so daß kondensierte Bestandteile sich nicht ablagern können, sondern dem Verbrennungsprozeß gleich zugeführt werden.According to the invention this object is achieved by a device having the features mentioned in claim 1. Characterized in that the connection between the exhaust side and the suction side for the return of the exhaust gas is associated with a controllable cooling device for the exhaust gas is advantageously possible to influence the temperature gradient of the exhaust gas specifically, so that according to a predetermined return requirement of the exhaust gas to the internal combustion engine optionally different Exhaust gas temperatures for the recirculated exhaust gas can be adjusted. Thus, in particular the condensation of condensable constituents of the exhaust gas within the connection from the exhaust gas side to the suction side can be prevented, at least considerably reduced. With an increased demand for exhaust gas on the intake side, for example, an increased cooling of the exhaust gas can be adjusted because the higher volume flow results in a higher flow rate of the cooled exhaust gas, so that condensed components can not deposit, but are fed to the combustion process equal.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Verbindung zwischen der Abgasseite und der Ansaugseite zwei separate Verbindungsleitungen umfaßt, von denen einer ersten Verbindungsleitung die Kühleinrichtung zugeordnet ist und eine zweite Verbindungsleitung ungekühlt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung läßt sich vorteilhaft erreichen, daß entsprechend einer wahlweisen Ansteuerung eines freien Durchlaßquerschnitts der ersten und/oder zweiten Verbindungsleitung stufenlos zwischen der Zuführung von gekühlter und ungekühlter Abluft der Temperaturgradient eingestellt werden kann. Insbesondere, wenn bevorzugt vorgesehen ist, daß die Kühleinrichtung der ersten Verbindungsleitung regelbar ist, läßt sich eine sehr feinfühlige Einstellung eines optimalen Temperaturgradienten des der Ansaugseite zugeführten Abgases einstellen.Furthermore, the invention provides that the connection between the exhaust side and the intake side comprises two separate connecting lines, of which a first connecting line is associated with the cooling device and a second connecting line is uncooled. By such a configuration can be advantageously achieved that are set according to an optional activation of a free passage cross-section of the first and / or second connecting line continuously between the supply of cooled and uncooled exhaust air of the temperature gradient can. In particular, if it is preferably provided that the cooling device of the first connecting line can be regulated, a very sensitive adjustment of an optimum temperature gradient of the exhaust gas supplied to the suction side can be set.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe ferner durch ein Verfahren mit den im Anspruch 6 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß das Abgas während der Rückführung von der Abgasseite zur Ansaugseite in Abhängigkeit wenigstens eines Betriebsparameters der Verbrennungskraftmaschine geregelt gekühlt wird, läßt sich sehr vorteilhaft eine Temperatur des rückgeführten Abgases auf das momentane Betriebsverhalten der Verbrennungskraftmaschine abstimmen. Insbesondere, wenn in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine Kennfeldkühlung des rückgeführten Abgases erfolgt, läßt sich durch Abfrage der Kennfeldlinien entsprechend wenigstens einem Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine, bevorzugterweise jedoch mehrerer Betriebsparameter, eine auf unterschiedliche Betriebsbedingungen abgestimmte Kühlung des Abgases erzielen. So kann sehr genau bei Änderungen einzelner Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine – während weitere Betriebsparameter konstant bleiben können – eine optimierte Kühlung des Abgases erfolgen.According to the invention the object is further achieved by a method having the features mentioned in claim 6. Characterized in that the exhaust gas is cooled controlled during the return from the exhaust side to the suction side in dependence of at least one operating parameter of the internal combustion engine, can be very advantageous to tune a temperature of the recirculated exhaust gas to the current operating behavior of the internal combustion engine. In particular, when a map cooling of the recirculated exhaust gas takes place in a preferred embodiment of the invention, can be obtained by polling the map lines corresponding to at least one operating parameter of the internal combustion engine, but preferably several operating parameters, tailored to different operating conditions cooling the exhaust gas. So can be done very accurately with changes in individual operating parameters of the internal combustion engine - while other operating parameters can remain constant - optimized cooling of the exhaust gas.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail in an embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 schematisch eine Abgasrückführung einer Verbrennungskraftmaschine und 1 schematically an exhaust gas recirculation of an internal combustion engine and

2 ein Blockschaltbild einer Ansteuerung der Abgasrückführung. 2 a block diagram of a control of exhaust gas recirculation.

1 zeigt schematisch eine insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung zur Abgasrückführung an einer Verbrennungskraftmaschine 12. Hierbei ist ein Abgaskanal 14 über eine Verbindung 16 mit einem Ansaugkanal 18 verbunden. Die Verbindung 16 besteht aus einer ersten Verbindungsleitung 20 und einer zweiten, parallel zur ersten Verbindungsleitung 20 angeordnet Verbindungsleitung 22. In die erste Verbindungsleitung 20 ist eine Kühleinrichtung 24 eingebunden, die mit einem Kühlmittelvorlauf 26 und einem Kühlmittelrücklauf 28 verbunden ist. Im Kühlmittelvorlauf 26 ist ein Drosselventil 30 angeordnet, mit dem eine Kühlmittelzufuhr zur Kühleinrichtung 24 geregelt werden kann. 1 schematically shows a total with 10 designated device for exhaust gas recirculation on an internal combustion engine 12 , Here is an exhaust duct 14 over a connection 16 with a suction channel 18 connected. The connection 16 consists of a first connecting line 20 and a second, parallel to the first connection line 20 arranged connection line 22 , In the first connection line 20 is a cooling device 24 involved with a coolant flow 26 and a coolant return 28 connected is. In the coolant flow 26 is a throttle valve 30 arranged, with which a coolant supply to the cooling device 24 can be regulated.

In die erste Verbindungsleitung 20 ist eine Drosselventil 32 und in die zweite Verbindungsleitung 22 ein Drosselventil 34 eingebunden.In the first connection line 20 is a throttle valve 32 and into the second connection line 22 a throttle valve 34 involved.

Eine abgasseitige Mündung 36 der zweiten Verbindungsleitung 22 liegt stromaufwärts zu einer abgasseitigen Mündung 38 der ersten Verbindungsleitung 20. Eine ansaugseitige Mündung 40 der zweiten Verbindungsleitung 22 ist stromabwärts zu einer Mündung 42 der ersten Verbindungsleitung 20 angeordnet. Nach einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch vorgesehen sein, daß die abgasseitige Mündung 38 der ersten Verbindungsleitung 20 stromaufwärts zu der Mündung 36 angeordnet ist und/oder die ansaugseitige Mündung 42 der ersten Verbindungsleitung 20 stromabwärts zu der Mündung 40 der zweiten Verbindungsleitung 22 angeordnet ist.An exhaust gas outlet 36 the second connection line 22 lies upstream of an exhaust gas outlet 38 the first connection line 20 , A suction-side mouth 40 the second connection line 22 is downstream to an estuary 42 the first connection line 20 arranged. According to another embodiment, not shown, it can also be provided that the exhaust-side mouth 38 the first connection line 20 upstream to the mouth 36 is arranged and / or the suction-side mouth 42 the first connection line 20 downstream to the mouth 40 the second connection line 22 is arranged.

Der Ansaugkanal 18 kann zusätzlich eine erste Drosselklappe 44 besitzen, die stromaufwärts zu der Mündung 42 angeordnet ist. Eine zweite Drosselklappe 46 kann innerhalb des Ansaugkanals 18 zwischen den Mündungen 42 und 40 angeordnet werden.The intake channel 18 Can additionally a first throttle 44 own the upstream to the estuary 42 is arranged. A second throttle 46 can be inside the intake duct 18 between the mouths 42 and 40 to be ordered.

Auf der Abgasseite der Verbrennungskraftmaschine 12 kann ferner ein hier angedeuteter Abgasturbolader 48 vorgesehen sein. In den Abgaskanal 14 können ferner weitere, hier nicht dargestellte Katalysatoren angeordnet sein, die entweder vor, zwischen beziehungsweise nach den Mündungen 36 und 38 der Verbindungsleitungen 20 und 22 angeordnet sein können. Bei der Verbrennungskraftmaschine 12 kann es sich um eine selbstzündende (Dieselmotor) oder eine fremdzündende (Ottomotor) Verbrennungskraftmaschine handeln.On the exhaust side of the internal combustion engine 12 can also be an here indicated exhaust gas turbocharger 48 be provided. In the exhaust duct 14 Furthermore, further, not shown here catalysts can be arranged, either before, between or after the mouths 36 and 38 the connecting lines 20 and 22 can be arranged. In the internal combustion engine 12 it may be a self-igniting (diesel engine) or a spark igniting (gasoline engine) internal combustion engine.

Der Vorrichtung 10 ist ferner ein hier angedeutetes elektronisches Steuergerät 50 zugeordnet, das beispielsweise in das Motorsteuergerät integriert sein kann. Das Steuergerät 50 ist über lediglich angedeutete elektrische Verbindungsleitungen 52 mit den Drosselventilen 30, 32 und 34 sowie den Drosselklappen 44 und 46 verbunden. Ferner ist das Steuergerät 50 mit im einzelnen nicht dargestellten Sensoren verbunden, mittels denen beispielsweise eine Kühlmittelvorlauftemperatur, eine Kühlmittelrücklauftemperatur, eine Abgastemperatur, ein Kühlmitteltemperatur der Verbrennungskraftmaschine, eine Sauglufttemperatur, ein Ladedruck, eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, eine Kraftstoffeinspritzmenge der Verbrennungskraftmaschine und dergleichen als Betriebsparameter erfaßbar sind.The device 10 is also an indicated here electronic control unit 50 assigned, which may be integrated, for example, in the engine control unit. The control unit 50 is about only indicated electrical connection lines 52 with the throttle valves 30 . 32 and 34 as well as the throttle valves 44 and 46 connected. Further, the controller 50 connected with sensors, not shown in detail, by means of which, for example, a coolant flow temperature, a coolant return temperature, an exhaust gas temperature, a coolant temperature of the internal combustion engine, a suction air temperature, a boost pressure, a speed of the internal combustion engine, a fuel injection quantity of the internal combustion engine and the like as operating parameters can be detected.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung 10 zeigt folgende Funktion:
Während des bestimmungsgemäßen Einsatzes der Verbrennungskraftmaschine 12 wird über den Ansaugkanal 18 Verbrennungsluft aus der Umgebung – üblicherweise über eine Filteranordnung – angesaugt. Durch Einspritzen von Kraftstoff wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch erzeugt, das in der Verbrennungskraftmaschine 12 in bekannter Weise verbrannt wird. Die hierbei entstehenden Abgase werden über den Abgaskanal 14 abgeführt. Die Abgase werden üblicherweise über wenigstens einen Katalysator und gegebenenfalls über den in 1 angedeuteten Abgasturbolader 48 geführt. Aufbau und Funktion der Verbrennungskraftmaschine 12, des Abgastürboladers 48 und gegebenenfalls vorgesehener Katalysatoren sollen im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht näher betrachtet werden.In the 1 illustrated device 10 shows the following function:
During the intended use of the internal combustion engine 12 gets over the intake duct 18 Combustion air from the environment - Usually via a filter assembly - sucked. By injecting fuel, a fuel-air mixture is generated in the internal combustion engine 12 is burned in a known manner. The resulting exhaust gases are via the exhaust duct 14 dissipated. The exhaust gases are usually via at least one catalyst and optionally via the in 1 indicated exhaust gas turbocharger 48 guided. Structure and function of the internal combustion engine 12 , the exhaust door bolster 48 and optionally provided catalysts should not be considered in the context of the present description.

Durch die Verbindung 16 ist eine Abgasrückführung zur Ansaugseite der Verbrennungskraftmaschinen 12 möglich. Über die erste Verbindungsleitung 20 ist hierbei ein erster Teilvolumenstrom des Abgases und über die Verbindungsleitung 22 ein zweiter Teilvolumenstrom des Abgases der Ansaugseite zuführbar. Der über die Verbindungsleitung 20 geführte Teilvolumenstrom kann über die Kühleinrichtung 24 gekühlt werden. Das Abgas besitzt im Abgaskanal 14 üblicherweise eine Temperatur von 150°C bis 750°C. Entsprechend einer eingestellten Kühlleistung der Kühleinrichtung 24 kann das Abgas gegebenenfalls bis auf Umgebungstemperatur gekühlt werden. Durch Ansteuerung der Drosselventile 30, 32 und 34 beziehungsweise der Drosselklappen 44 und 46 kann einerseits eine Menge des rückzuführenden Abgases und andererseits eine Temperatur des rückgeführten Abgases stufenlos zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert eingestellt werden. Durch eine derartige stufenlose Einstellung kann die Abgasrückführung sowohl in ihrer rückgeführten Masse als auch in ihrer Temperatur optimal auf den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 12 eingestellt werden. Insbesondere kann über die getrennte Zuführung von ungekühltem Abgas über die zweite Verbindungsleitung 22 und gekühltem Abgas über die erste Verbindungsleitung 20 ein sehr genau definiertes Zumischen von unterschiedlichen Mengen gekühltem beziehungsweise ungekühltem Abgas zu der Verbrennungsluft auf der Ansaugseite der Verbrennungskraftmaschine 12 erfolgen.Through the connection 16 is an exhaust gas recirculation to the intake side of the internal combustion engines 12 possible. About the first connection line 20 Here is a first partial volume flow of the exhaust gas and via the connecting line 22 a second partial volume flow of the exhaust gas of the suction side can be fed. The over the connecting line 20 Guided partial flow can through the cooling device 24 be cooled. The exhaust gas has in the exhaust passage 14 usually a temperature of 150 ° C to 750 ° C. In accordance with a set cooling capacity of the cooling device 24 If necessary, the exhaust gas can be cooled to ambient temperature. By controlling the throttle valves 30 . 32 and 34 or the throttle valve 44 and 46 On the one hand, an amount of the exhaust gas to be recirculated and, on the other hand, a temperature of the recirculated exhaust gas can be adjusted continuously between a minimum value and a maximum value. As a result of such a stepless adjustment, the exhaust gas recirculation, both in its recirculated mass and in its temperature, can be optimally adapted to the operation of the internal combustion engine 12 be set. In particular, via the separate supply of uncooled exhaust gas via the second connecting line 22 and cooled exhaust gas via the first connection line 20 a very well-defined mixing of different amounts of cooled or uncooled exhaust gas to the combustion air on the intake side of the internal combustion engine 12 respectively.

Durch Ansteuerung des Drosselventils 30 kann die Zufuhr eines Kühlmittels über den Kühlmittelvorlauf 26 zur Kühleinrichtung 24 eingestellt werden. Als Kühlmittel kann beispielsweise das Kühlmittel der Verbrennungskraftmaschine 12, Wasser, Luft, Öl, eine Wasser-Öl-Emulsion oder dergleichen eingesetzt werden. Die über die Kühleinrichtung 24 abgeführte Wärmemenge kann beispielsweise über einen Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine 12 oder einen separaten Kühlkreislauf abgeführt werden.By controlling the throttle valve 30 may be the supply of a coolant via the coolant flow 26 to the cooling device 24 be set. As a coolant, for example, the coolant of the internal combustion engine 12 , Water, air, oil, a water-oil emulsion or the like. The about the cooling device 24 dissipated amount of heat, for example, via a cooling circuit of the internal combustion engine 12 or a separate cooling circuit are discharged.

Dies kann entweder direkt oder über einen zwischengeschalteten Wärmetauscher erfolgen.This can be done either directly or via an intermediate heat exchanger.

Durch das Drosselventil 32 kann die Menge des gekühlten Abgases variiert werden, das dem Ansaugkanal 18 zugeführt wird. Über das Drosselventil 34 kann die Menge des ungekühlten Abgases variiert werden. Gleichzeitig kann ferner über die Drosselklappe 44 die Menge des gekühlten und/oder ungekühlten Abgases an der gesamten Verbrennungsluft eingestellt werden. Je nach Öffnungsgrad der Drosselklappe 44 ergibt sich ein Verhältnis von Frischluft zu zugeführtem Abgas, wobei – wie bereits erwähnt – dieses Abgas durch Öffnen der Drosselventile 32 und/oder 34 in Teilvolumenströmen bereitgestellt werden kann, die entweder gekühlt oder nicht gekühlt sind. Der gekühlte Teilvolumenstrom kann in seiner Temperatur durch Ansteuerung des Drosselventils 30 variiert werden. Durch die lediglich optional – oder ausschließlich – vorgesehene weitere Drosselklappe 46 zwischen den Mündungen 40 und 42, läßt sich ebenfalls auf das Mischungsverhältnis von ungekühltem und gekühltem Abgas einerseits und das Mischungsverhältnis von Frischluft zu Abgas andererseits Einfluß nehmen. Je nach Stellung der Drosselklappe 46 wird ein freier Durchlaßquerschnitt für die Frischluft und gegebenenfalls der Frischluft zugemischtem gekühlten Abgas eingestellt, während das Zumischen des ungekühlten Abgases nach der Drosselklappe 46 durch Einstellung des Drosselventils 34 erfolgt. Es wird deutlich, daß sich durch Ansteuerung der Drosselklappen 44 beziehungsweise 46 und der Drosselventile 30, 32, 34 eine Vielzahl unterschiedlicher Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Menge und der Temperatur des der Frischluft zugeführten Abgases ergeben.Through the throttle valve 32 the amount of cooled exhaust gas can be varied, that of the intake duct 18 is supplied. About the throttle valve 34 The amount of uncooled exhaust gas can be varied. At the same time can also via the throttle 44 the amount of cooled and / or uncooled exhaust gas is adjusted to the total combustion air. Depending on the degree of opening of the throttle valve 44 results in a ratio of fresh air to supplied exhaust gas, wherein - as already mentioned - this exhaust gas by opening the throttle valves 32 and or 34 can be provided in partial flow rates that are either cooled or not cooled. The cooled partial volume flow can be in its temperature by controlling the throttle valve 30 be varied. By only optional - or exclusively - provided further throttle 46 between the mouths 40 and 42 , Can also influence the mixing ratio of uncooled and cooled exhaust gas on the one hand and the mixing ratio of fresh air to exhaust gas on the other hand influence. Depending on the position of the throttle 46 a free passage cross-section is set for the fresh air and possibly the fresh air mixed cooled exhaust gas while admixing the uncooled exhaust gas to the throttle 46 by adjusting the throttle valve 34 he follows. It becomes clear that by controlling the throttle 44 respectively 46 and the throttle valves 30 . 32 . 34 a variety of different possible variations in terms of the amount and the temperature of the fresh air supplied exhaust gas result.

Anhand des in 2 gezeigten Blockschaltbildes wird die Ansteuerung der Vorrichtung 10 zur Einstellung einer definierten wählbaren Menge an Abgas mit einer definierten wählbaren Temperatur in Abhängigkeit von Betriebsparametem der Verbrennungskraftmaschine 12 verdeutlicht.Based on the in 2 shown block diagram is the control of the device 10 for setting a defined selectable amount of exhaust gas with a defined selectable temperature as a function of operating parameters of the internal combustion engine 12 clarified.

Die Ansteuerung der Vorrichtung 10 wird im wesentlichen durch das Steuergerät 50 realisiert, das die benötigten Informationen über nicht dargestellte Sensoren erhält, diese Informationen mit abgespeicherten Algorithmen verarbeitet und an die Aktoren, das heißt die Drosselventile 30, 32, 34 beziehungsweise die Drosselklappen 44 und 46, entsprechende Steuersignale ausgibt.The control of the device 10 is essentially by the controller 50 realized that receives the required information via sensors not shown, this information processed with stored algorithms and to the actuators, that is, the throttle valves 30 . 32 . 34 or the throttle valves 44 and 46 , outputs appropriate control signals.

Als Ausgangsinformation wird von einer Drehzahl 54 und einer Kraftstoffeinspritzmenge 56 über Kennlinien 58 ein Ausgangswert 60 für die Ansteuerung der Aktoren bereitgestellt. Dieser Ausgangswert 60 wird über eine Reihe von Korrekturpunkten 62 geführt, so daß ein korrigierter Ausgangswert 64 zur Verfügung steht. Dieser korrigierte Ausgangswert 64 wird auf einem Regler 66, vorzugsweise einen Proportionalregler (PT1-Funktion), zugeführt, der einen Endwert 68 zur Ansteuerung der Aktoren bereitstellt. Anhand dieser Regelstrecke wird deutlich, daß der Endwert 68 zur Ansteuerung der Aktoren und damit der Menge der Frischluft und des Abgases beziehungsweise der Temperatur des Abgases der Verbrennungsluft zunächst abhängig ist von der Drehzahl 54 und der Kraftstoffeinspritzmenge 56 der Verbrennungskraftmaschine 12.As output information is from a speed 54 and a fuel injection amount 56 about characteristics 58 an initial value 60 provided for the actuation of the actuators. This initial value 60 will have a number of correction points 62 guided, so that a corrected output value 64 is available. This corrected output value 64 is on a controller 66 , preferably a proportional controller (PT1 function), supplied, which has a final value 68 provides for the actuation of the actuators. On the basis of this controlled system it becomes clear that the final value 68 to control the actuators and thus the amount of fresh air and the exhaust gas or the temperature of the exhaust gas combustion air is initially dependent on the speed 54 and the fuel injection amount 56 the internal combustion engine 12 ,

Über die Korrekturpunkte 62 kann auf weitere Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine Rücksicht genommen werden. So ist beispielsweise eine Abgastemperatur 70 nach der Verbrennungskraftmaschine über eine Kennlinie 72 in einen Korrekturwert 74 umsetzbar. Ferner ist eine Kühlmitteltemperatur 76 über eine Kennlinie 78 in einen Korrekturwert 80 umsetzbar. Ein Umgebungsluftdruck 82 ist über eine Kennlinie 84 in einen Korrekturwert 86 umsetzbar. Eine Sauglufttemperatur 88 ist über eine Kennlinie 90 in einen Korrekturwert 92 umsetzbar. Über eine Kennlinie 94 ist ein Korrekturwert 96 bereitstellbar, der aus einem Korrekturregister 98 entnehmbar ist. Durch das Korrekturregister 98 kann abhängig von einer Fahrgeschwindigkeitsänderung des Kraftfahrzeuges beziehungsweise einer Fahrgeschwindigkeitsgeber(Pedal)-Anderung eine Dynamikkorrektur erfolgen. Aus einem Ladedruck 100 wird über eine Kennlinie 102 ein Korrekturwert 104 bereitgestellt. Schließlich ist aus einer Kühlmittelvorlauftemperatur 106 und einer Kühlmittelrücklauftemperatur 108 der Kühleinrichtung 24 über Kennlinien 110 ein Korrekturwert 112 bereitstellbar. Die Korrekturwerte 74 und/oder 80 und/oder 86 und/oder 92 und/oder 96 und/oder 104 und/oder 112 können den Ausgangswert 60 additiv oder multiplikativ beeinflussen.About the correction points 62 can be taken to further operating parameters of the internal combustion engine consideration. For example, an exhaust gas temperature 70 after the internal combustion engine via a characteristic curve 72 in a correction value 74 implemented. Further, a coolant temperature 76 over a characteristic 78 in a correction value 80 implemented. An ambient air pressure 82 is over a characteristic 84 in a correction value 86 implemented. A suction air temperature 88 is over a characteristic 90 in a correction value 92 implemented. About a characteristic 94 is a correction value 96 providable from a correction register 98 is removable. Through the correction register 98 can take place depending on a driving speed change of the motor vehicle or a vehicle speed sensor (pedal) change a dynamic correction. From a boost pressure 100 is over a characteristic 102 a correction value 104 provided. Finally, from a coolant flow temperature 106 and a coolant return temperature 108 the cooling device 24 about characteristics 110 a correction value 112 mountable. The correction values 74 and or 80 and or 86 and or 92 and or 96 and or 104 and or 112 can change the initial value 60 additively or multiplicatively influence.

Durch die in 2 verdeutlichte Kennfeldansteuerung zum Ermitteln der Endwerte 68 für die Ansteuerung der Vorrichtung 10 kann auf unterschiedlichste Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 12 beziehungsweise eines, die Verbrennungskraftmaschine 12 besitzenden Kraftfahrzeuges abgestimmt werden. Die Abgasrückführung, insbesondere die Abgasrückführung von gekühltem Abgas, kann auf diese Art und Weise optimiert werden, so daß ein Schadstoffausstoß der Verbrennungskraftmaschine 12 minimiert ist.By the in 2 clarified map control for determining the end values 68 for the control of the device 10 can be used on different operating conditions of the internal combustion engine 12 or one, the internal combustion engine 12 owning motor vehicle are tuned. The exhaust gas recirculation, in particular the exhaust gas recirculation of cooled exhaust gas, can be optimized in this way, so that a pollutant emissions of the internal combustion engine 12 is minimized.

Claims

Device for exhaust gas recirculation on internal combustion engines ( 12 ) with an exhaust side of the internal combustion engine ( 12 ) with the intake side of the internal combustion engine ( 12 ) connecting coolable exhaust gas connection ( 16 ), which is a first connection line ( 20 ) with a cooling device ( 24 ) and an uncooled second connection line ( 22 ), characterized in that the cooling device ( 24 ), the first connection line ( 20 ) on the intake side of the internal combustion engine ( 12 ) upstream of the second connection line ( 22 ) and in an intake duct ( 18 ) in front of the mouth ( 42 ) of the first connection line ( 20 ) a first throttle valve ( 44 ) and between the estuaries ( 42 . 44 ) of the first connection line ( 20 ) and the second connection line ( 22 ) a second throttle ( 46 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1, characterized in that in a coolant flow ( 26 ) of the cooling device ( 24 ) a throttle valve ( 30 ) is involved.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first connecting line ( 20 ) and / or the second connection line ( 22 ) a throttle valve ( 32 . 34 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second connecting line ( 22 ) on the exhaust side of the internal combustion engine ( 12 ) upstream of the first connection line ( 20 ) opens.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mouths ( 36 . 38 ) of the connecting lines ( 20 . 22 ) in the exhaust duct ( 14 ) in front of an exhaust gas turbocharger ( 48 ) are arranged.

Method for operating a device for exhaust gas recirculation in internal combustion engines ( 12 ) according to any one of claims 1-5, characterized in that the exhaust gas is controlled controlled during the return to the suction side in response to at least one operating parameter of the internal combustion engine.

Method according to Claim 6, characterized in that the engine speed and / or the fuel injection quantity and / or the exhaust gas temperature and / or the coolant temperature of the engine and / or the ambient air pressure and / or the temperature of the intake fresh air and / or are used as operating parameters for the cooling control the speed of change of the pedal signal and / or the boost pressure and / or the coolant temperature in the forward and / or reverse of the EGR cooler are used.

A method according to claim 6, characterized in that a total volume flow of the recirculated exhaust gas from a first uncooled partial volume flow and a second cooled partial volume flow is composed.

A method according to claim 8, characterized in that the size of the partial volume flows of the cooled exhaust gas and / or the uncooled exhaust gas is controlled.

A method according to claim 6, characterized in that a cooling capacity of the cooling device for cooling the cooled partial volume flow is regulated.