DE102024002153B3

DE102024002153B3 - Internal combustion engine for a motor vehicle, method for operating such an internal combustion engine and motor vehicle

Info

Publication number: DE102024002153B3
Application number: DE102024002153.1A
Authority: DE
Inventors: Maroje Matana; Nils Brinkert
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2024-07-03
Filing date: 2024-07-03
Publication date: 2025-10-23
Anticipated expiration: 2044-07-04
Also published as: WO2026008662A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit einem von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt (18) und einem im Ansaugtrakt (18) angeordneten Verdichter (24) zum Verdichten der den Ansaugtrakt (18) durchströmenden Luft. Der Verdichter (24) ist Bestandteil eines Abgasturboladers (22), wobei dem Verdichter (24) eine elektrische Maschine (50) zugeordnet ist. Eine Schubumlufteinrichtung (42) weist eine Schubumluftleitung (44) auf, mittels welcher zumindest ein Teil der den Ansaugtrakt (18) durchströmenden Luft an einer stromab des Verdichters (24) angeordnete Abzweigstelle (A2) aus dem Ansaugtrakt (18) abzweigbar und an einer stromauf des Verdichters (24) angeordneten Einleitstelle (E2) in den Ansaugtrakt (18) einleitbar ist und ein in der Schubumluftleitung (44) angeordnetes Schubumluftventil (48). Mittels einer in dem Ansaugtrakt (18) stromauf des wenigstens einen Brennraums (16) und stromab der Abzweigstelle (A2) angeordneten Drosselklappe (46) ist eine Menge der in den wenigstens einen Brennraum (16) einzuleitenden Luft einstellbar. Die Verbrennungskraftmaschine (10) ist gezielt in einem Erwärmungsbetrieb betreibbar, in welchem ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) unterbleibt, die Drosselklappe (46) geschlossen ist, das Schubumluftventil (48) vollständig geöffnet ist und die elektrische Maschine (50) den Verdichter (24) antreibt, wodurch der Verdichter (24) Luft fördert, die mittels des Erwärmungsbetriebs gezielt auf eine Temperatur von zumindest im Wesentlichen 160 Grad erwärmbar ist. The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, comprising an intake tract (18) through which air can flow, and a compressor (24) arranged in the intake tract (18) for compressing the air flowing through the intake tract (18). The compressor (24) is a component of an exhaust gas turbocharger (22), wherein an electric machine (50) is assigned to the compressor (24). A recirculation device (42) has a recirculation line (44), by means of which at least a portion of the air flowing through the intake tract (18) can be branched off from the intake tract (18) at a branch point (A2) arranged downstream of the compressor (24) and introduced into the intake tract (18) at an inlet point (E2) arranged upstream of the compressor (24), and a recirculation valve (48) arranged in the recirculation line (44). By means of a throttle valve (46) arranged in the intake tract (18) upstream of the at least one combustion chamber (16) and downstream of the branch point (A2), the amount of air to be introduced into the at least one combustion chamber (16) can be adjusted. The internal combustion engine (10) can be selectively operated in a heating mode in which fired operation of the internal combustion engine (10) is omitted, the throttle valve (46) is closed, the diverter valve (48) is fully open, and the electric machine (50) drives the compressor (24), whereby the compressor (24) delivers air that can be selectively heated to a temperature of at least substantially 160 degrees by means of the heating mode.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 2. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating such an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 2. The invention also relates to a motor vehicle with such an internal combustion engine.

Der DE 10 2022 001 621 A1 ist eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen, mit einem von Verbrennungsluft durchströmbaren Ansaugtrakt, mittels welchem die Verbrennungsluft in Brennräume der Verbrennungskraftmaschine einleitbar ist.The DE 10 2022 001 621 A1 An internal combustion engine for a motor vehicle is known, having an intake tract through which combustion air can flow, by means of which the combustion air can be introduced into the combustion chambers of the internal combustion engine.

Die DE 10 2017 200 800 A1 offenbart eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit einem von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt, mittels welchem die Luft in wenigstens einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine einleitbar ist. Im Ansaugtrakt ist ein Verdichter zum Verdichten der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft angeordnet, wobei der Verdichter Bestandteil eines Abgasturboladers ist. Eine Schubumlufteinrichtung weist eine Schubumluftleitung auf, mittels welcher zumindest ein Teil der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft an einer stromab des Verdichters angeordnete Abzweigstelle aus dem Ansaugtrakt abzweigbar und an einer stromauf des Verdichters angeordneten Einleitstelle in den Ansaugtrakt einleitbar ist. In der Schubumluftleitung ist ein Schubumluftventil angeordnet, mittels welchem eine Menge der die Schubumluftleitung durchströmenden Luft einstellbar ist. Im Ansaugtrakt ist stromauf des wenigstens einen Brennraums und stromab der Abzweigstelle eine Drosselklappe angeordnet, mittels welcher eine Menge der in den wenigstens einen Brennraum einzuleitenden Luft einstellbar ist. Dem Verdichter ist eine elektrische Maschine zugeordnet ist, mittels welcher der Verdichter antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist in einem Erwärmungsbetrieb betreibbar, in welchem ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine unterbleibt, die Drosselklappe geschlossen ist, das Schubumluftventil vollständig geöffnet ist und die elektrische Maschine den Verdichter antreibt, wodurch der Verdichter Luft fördert, die mittels des Erwärmungsbetriebs erwärmbar ist und in einem Kreislauf zirkuliert. Der Kreislauf umfasst einen von der Einleitstelle zu der Abzweigstelle erstreckenden Längenbereich des Ansaugtrakts, in dessen Längenbereich der Verdichter angeordnet ist und die sich von der Abzweigstelle zu der Einleitstelle erstreckende Schubumluftleitung. Die Einleitstelle ist stromab eines in dem Ansaugtrakt angeordneten Luftfilters angeordnet.The DE 10 2017 200 800 A1 discloses an internal combustion engine for a motor vehicle with an intake tract through which air can flow, by means of which the air can be introduced into at least one combustion chamber of the internal combustion engine. A compressor for compressing the air flowing through the intake tract is arranged in the intake tract, wherein the compressor is a component of an exhaust gas turbocharger. A recirculation device has a recirculation line, by means of which at least a portion of the air flowing through the intake tract can be branched off from the intake tract at a branching point arranged downstream of the compressor and introduced into the intake tract at an inlet point arranged upstream of the compressor. A recirculation valve is arranged in the recirculation line, by means of which a quantity of air flowing through the recirculation line can be adjusted. A throttle valve is arranged in the intake tract upstream of the at least one combustion chamber and downstream of the branching point, by means of which a quantity of air to be introduced into the at least one combustion chamber can be adjusted. An electric machine is assigned to the compressor, by means of which the compressor can be driven. The internal combustion engine can be operated in a heating mode in which fired operation of the internal combustion engine is omitted, the throttle valve is closed, the bypass valve is fully open, and the electric machine drives the compressor, whereby the compressor delivers air that can be heated by means of the heating mode and circulates in a circuit. The circuit comprises a length of the intake tract extending from the inlet point to the branch point, in the length of which the compressor is arranged, and the bypass line extending from the branch point to the inlet point. The inlet point is arranged downstream of an air filter arranged in the intake tract.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, sodass eine übermäßige Kondensatbildung vermieden werden kann.The object of the present invention is to provide an internal combustion engine for a motor vehicle, a method for operating such an internal combustion engine and a motor vehicle with such an internal combustion engine, so that excessive condensate formation can be avoided.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an internal combustion engine having the features of patent claim 1, by a method having the features of patent claim 2, and by a motor vehicle having the features of patent claim 5. Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnete Verbrennungskraftmaschine für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als ein Hubkolbenmotor, das heißt als eine Hubkolbenmaschine, ausgebildet.A first aspect of the invention relates to an internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine or combustion engine, for a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle. This means that the motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has the internal combustion engine in its fully manufactured state and can be driven by the internal combustion engine. The internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating piston engine, i.e., as a reciprocating piston machine.

Die Verbrennungskraftmaschine weist einen Ansaugtrakt auf, welcher auch als Einlasstrakt bezeichnet wird und von Luft, die auch als Verbrennungsluft bezeichnet wird, durchströmbar ist. Mittels des Ansaugtrakts kann die den Ansaugtrakt durchströmende Luft in wenigstens einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingeleitet werden. Dies bedeutet, dass die Verbrennungskraftmaschine den wenigstens einen Brennraum aufweist, in welchem während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ablaufen. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt, wodurch beispielsweise ein den Brennraum teilweise begrenzender Kolben der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Der Kolben ist beispielsweise, insbesondere über ein Pleuel, gelenkig mit einer beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt, die über ihre Abtriebswelle Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Durch Antreiben des Kolbens wird die Abtriebswelle angetrieben, mittels welcher das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann.The internal combustion engine has an intake tract, also referred to as the inlet tract, through which air, also referred to as combustion air, can flow. By means of the intake tract, the air flowing through the intake tract can be introduced into at least one combustion chamber of the internal combustion engine. This means that the internal combustion engine has at least one combustion chamber in which combustion processes take place during fired operation of the internal combustion engine. During each combustion process, a fuel-air mixture, also simply referred to as a mixture, is burned, whereby, for example, a piston of the internal combustion engine that partially delimits the combustion chamber is driven. The piston is coupled in an articulated manner, for example, in particular via a connecting rod, to an output shaft of the internal combustion engine, designed for example as a crankshaft, which can provide drive torque for driving the motor vehicle via its output shaft. By driving the piston, the output shaft is driven, by means of which the motor vehicle can be driven.

Die Verbrennungskraftmaschine weist auch einen in dem Ansaugtrakt angeordneten Verdichter auf, mittels welchem die den Ansaugtrakt durchströmende Luft verdichtet werden kann. Insbesondere weist der Verdichter ein in dem Ansaugtrakt angeordnetes Verdichterrad auf, mittels welchem durch Antreiben des Verdichterrads die den Ansaugtrakt durchströmende Luft verdichtet werden kann.The internal combustion engine also has a compressor arranged in the intake tract, by means of which the air flowing through the intake tract can be compressed. In particular The compressor has a compressor wheel arranged in the intake tract, by means of which the air flowing through the intake tract can be compressed by driving the compressor wheel.

Die Verbrennungskraftmaschine weist auch eine Schubumlufteinrichtung auf, welche auch als Schubumluftsystem bezeichnet wird. Die Schubumlufteinrichtung weist eine Schubumluftleitung auf, mittels welcher zumindest ein Teil der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft an einer Abzweigstelle aus dem Ansaugtrakt abzweigbar ist. Die aus dem Ansaugtrakt abgezweigte und in die Schubumluftleitung eingeleitete Luft kann die Schubumluftleitung durchströmen und mittels der Schubumluftleitung zu einer Einleitstelle geführt werden, an welcher die die Schubumluftleitung durchströmende Luft in den Ansaugtrakt einleitbar ist. In Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft ist die Abzweigstelle stromab des Verdichters, das heißt stromab des Verdichterrads, angeordnet. In Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft ist die Einleitstelle stromauf des Verdichters, das heißt stromauf des Verdichterrads, angeordnet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Schubumluftleitung an der Abzweigstelle und an der Einleitstelle fluidisch mit dem Ansaugtrakt verbunden ist.The internal combustion engine also has a bypass air device, which is also referred to as a bypass air system. The bypass air device has a bypass air line, by means of which at least a portion of the air flowing through the intake tract can be branched off from the intake tract at a branching point. The air branched off from the intake tract and introduced into the bypass air line can flow through the bypass air line and be guided by the bypass air line to an inlet point at which the air flowing through the bypass air line can be introduced into the intake tract. In the flow direction of the air flowing through the intake tract, the branching point is arranged downstream of the compressor, i.e. downstream of the compressor wheel. In the flow direction of the air flowing through the intake tract, the inlet point is arranged upstream of the compressor, i.e. upstream of the compressor wheel. In particular, it is provided that the bypass air line is fluidically connected to the intake tract at the branching point and at the inlet point.

Die Schubumlufteinrichtung weist außerdem ein in der Schubumluftleitung angeordnetes Schubumluftventil auf, mittels welchem eine Menge der die Schubumluftleitung durchströmenden Luft einstellbar ist. Beispielsweise kann das Schubumluftventil zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellt werden. In der Schließstellung ist beispielsweise mittels des Schubumluftventils die Schubumluftleitung, insbesondere vollständig, fluidisch versperrt, sodass keine Luft die Schubumluftleitung durchströmen kann. In der Offenstellung gibt das Schubumluftventil die Schubumluftleitung frei, welche dadurch von Luft durchströmbar ist. Die Offenstellung des Schubumluftventils wird auch als erste Offenstellung bezeichnet, und die Schließstellung des Schubumluftventils wird auch als erste Schließstellung bezeichnet.The overrun air device also has a overrun air valve arranged in the overrun air line, by means of which a quantity of air flowing through the overrun air line can be adjusted. For example, the overrun air valve can be adjusted between a closed position and at least one open position. In the closed position, for example, the overrun air line is fluidically blocked, in particular completely, by means of the overrun air valve, so that no air can flow through the overrun air line. In the open position, the overrun air valve releases the overrun air line, which can then be flowed through by air. The open position of the overrun air valve is also referred to as the first open position, and the closed position of the overrun air valve is also referred to as the first closed position.

Beispielsweise ist das Schubumluftventil ein elektrisch betreibbares Ventil, mithin ein elektrisches Ventil. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Schubumluftventil elektrisch, das heißt durch Versorgen des Schubumluftventils mit elektrischer Energie zwischen der Schließstellung und der Offenstellung umgeschaltet werden kann. Insbesondere kann beispielsweise das Schubumluftventil durch, insbesondere elektrisches, Ansteuern des Schubumluftventils zwischen der Schließstellung und der Offenstellung verstellt werden.For example, the diverter valve is an electrically operated valve, i.e., an electric valve. This means, for example, that the diverter valve can be switched between the closed and open positions electrically, i.e., by supplying the diverter valve with electrical energy. In particular, the diverter valve can be adjusted between the closed and open positions, for example, by controlling the diverter valve, in particular electrically.

Die Verbrennungskraftmaschine weist außerdem eine Drosselklappe auf, welche in Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft stromauf des wenigstens einen Brennraums, insbesondere stromauf aller Brennräume der Verbrennungskraftmaschine, und stromab der Abzweigstelle angeordnet ist. Mittels der Drosselklappe kann eine Menge der in den wenigstens einen Brennraum einzuleitenden Luft eingestellt werden. Beispielsweise kann die Drosselklappe zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verstellt werden. In der zweiten Stellung gibt beispielsweise die Drosselklappe den Ansaugtrakt gegenüber der ersten Stellung weiter frei, sodass umgekehrt betrachtet die Drosselklappe in der ersten Stellung den Ansaugtrakt gegenüber der zweiten Stellung stärker fluidisch versperrt. Beispielsweise ist die erste Stellung eine zweite Offenstellung der Drosselklappe, die beispielsweise in ihrer zweiten Offenstellung den Ansaugtrakt, insbesondere vollständig, fluidisch versperrt. Ferner ist es denkbar, dass die erste Stellung der Drosselklappe eine zweite Offenstellung der Drosselklappe ist, die in ihrer zweiten Offenstellung den Ansaugtrakt für eine den Ansaugtrakt durchströmende Strömung der Luft freigibt, jedoch weniger stark als in der zweiten Stellung. Die zweite Stellung der Drosselklappe ist beispielsweise eine dritte Offenstellung der Drosselklappe, die beispielsweise in ihrer dritten Offenstellung den Ansaugtrakt für eine den Ansaugtrakt durchströmende Strömung der Luft freigibt, und zwar stärker als in der ersten Stellung. Mit anderen Worten begrenzt beispielsweise die Drosselklappe in der ersten Stellung einen gegenüber null größeren, von der Luft durchströmbaren, ersten Strömungsquerschnitt zumindest teilweise und/oder direkt, und beispielsweise begrenzt die Drosselklappe in der zweiten Stellung einen gegenüber null größeren und von Luft durchströmbaren, zweiten Strömungsquerschnitt, insbesondere direkt und/oder zumindest teilweise, wobei der zweite Strömungsquerschnitt größer als der erste Strömungsquerschnitt ist.The internal combustion engine also has a throttle valve, which is arranged upstream of the at least one combustion chamber, in particular upstream of all combustion chambers of the internal combustion engine, and downstream of the branching point in the flow direction of the air flowing through the intake tract. The throttle valve can be used to adjust the amount of air to be introduced into the at least one combustion chamber. For example, the throttle valve can be adjusted between a first position and a second position. In the second position, for example, the throttle valve opens the intake tract further than in the first position, so that, conversely, the throttle valve in the first position fluidically blocks the intake tract more than in the second position. For example, the first position is a second open position of the throttle valve, which, for example, in its second open position fluidically blocks the intake tract, in particular completely. Furthermore, it is conceivable that the first position of the throttle valve is a second open position of the throttle valve, which in its second open position opens the intake tract for a flow of air flowing through the intake tract, but less strongly than in the second position. The second position of the throttle valve is, for example, a third open position of the throttle valve, which, for example, in its third open position, opens the intake tract for a flow of air through the intake tract, more so than in the first position. In other words, for example, in the first position the throttle valve at least partially and/or directly delimits a first flow cross-section that is larger than zero and through which air can flow, and for example, in the second position the throttle valve delimits a second flow cross-section that is larger than zero and through which air can flow, in particular directly and/or at least partially, wherein the second flow cross-section is larger than the first flow cross-section.

Um nun eine unerwünschte, übermäßige Kondensatbildung in dem Ansaugtrakt vermeiden zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass dem Verdichter, insbesondere dem Verdichterrad, eine elektrische Maschine zugeordnet ist, mittels welchem der Verdichter, insbesondere das Verdichterrad, antreibbar ist. Hierfür ist die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem der Verdichter, mithin das Verdichterrad, antreibbar ist oder angetrieben wird. Um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb zu betreiben, ist oder wird die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgbar oder versorgt.In order to prevent undesirable, excessive condensate formation in the intake tract, the invention provides that the compressor, in particular the compressor wheel, is assigned an electric machine by means of which the compressor, in particular the compressor wheel, can be driven. For this purpose, the electric machine can be operated in motor mode and thus as an electric motor, by means of which the compressor, and thus the compressor wheel, can be driven or is driven. In order to operate the electric machine in motor mode, the electric machine can be supplied or is supplied with electrical energy.

Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine gezielt in einem Erwärmungsbetrieb betreibbar ist. Dies bedeutet, dass der Erwärmungsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine kein zufälliges, das heißt kein zufällig auftretendes Ereignis ist, sondern der Erwärmungsbetrieb kann durch Betreiben der Verbrennungskraftmaschine gezielt herbeigeführt werden, um die Verbrennungskraftmaschine in dem Erwärmungsbetrieb zu betreiben. In dem Erwärmungsbetrieb unterbleibt ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine. Dies bedeutet, dass in dem Erwärmungsbetrieb keine Verbrennungsvorgänge in dem wenigstens einen Brennraum, insbesondere in der Verbrennungskraftmaschine insgesamt, ablaufen. Wieder mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in allen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine keine Verbrennungsvorgänge ablaufen. In dem Erwärmungsbetrieb ist die Drosselklappe, insbesondere vollständig, geschlossen, sodass sich die Drosselklappe vorzugsweise in der zuvor genannten, ersten Stellung befindet. In dem Erwärmungsbetrieb ist das Schubumluftventil geöffnet, sodass sich das Schubumluftventil in der ersten Offenstellung befindet. In dem Erwärmungsbetrieb treibt die elektrische Maschine den Verdichter, das heißt das Verdichterrad, an, wodurch der Verdichter, das heißt das Verdichterrad, in dem Erwärmungsbetrieb Luft fördert, die mittels des Erwärmungsbetriebs gezielt erwärmbar ist und in dem Erwärmungsbetrieb in einem Kreislauf zirkuliert, welcher einen sich, insbesondere durchgängig und somit unterbrechungsfrei, von der Einleitstelle zu der Abzweigstelle erstreckenden Längenbereich des Ansaugtrakts, in dessen Längenbereich der Verdichter angeordnet ist, und die sich von der Abzweigstelle zu der Einleitstelle erstreckende Schubumluftleitung umfasst. Somit strömt die in dem Erwärmungsbetrieb mittels des Verdichters geförderte Luft in dem Kreislauf und dabei von der Einleitstelle über oder durch den Verdichter zu der Abzweigstelle und von der Abzweigstelle durch die Schubumluftleitung hindurch und wieder zu der Einleitstelle. Durch dieses Zirkulieren der Luft wird die Luft gezielt erwärmt, wodurch zumindest ein zumindest den Kreislauf umfassender Teilbereich des Ansaugtrakts gezielt erwärmbar ist oder erwärmt wird. Furthermore, the invention provides that the internal combustion engine can be operated in a targeted heating mode. This means that the heating mode of the combustion combustion engine is not a random, i.e., not a randomly occurring event, but the warm-up operation can be brought about deliberately by operating the internal combustion engine in order to operate the internal combustion engine in the warm-up operation. In the warm-up operation, there is no fired operation of the internal combustion engine. This means that in the warm-up operation, no combustion processes take place in the at least one combustion chamber, in particular in the internal combustion engine as a whole. In other words, it is preferably provided that no combustion processes take place in any of the combustion chambers of the internal combustion engine. In the warm-up operation, the throttle valve is closed, in particular completely, so that the throttle valve is preferably in the aforementioned first position. In the warm-up operation, the diverter valve is open, so that the diverter valve is in the first open position. In heating mode, the electric machine drives the compressor, i.e. the compressor wheel, whereby the compressor, i.e. the compressor wheel, delivers air in heating mode, which can be specifically heated by means of the heating mode and circulates in heating mode in a circuit which comprises a longitudinal section of the intake tract extending, in particular continuously and thus without interruption, from the inlet point to the branch point, in the longitudinal section of which the compressor is arranged, and the recirculation air line extending from the branch point to the inlet point. Thus, the air delivered by the compressor in heating mode flows in the circuit and from the inlet point over or through the compressor to the branch point and from the branch point through the recirculation air line and back to the inlet point. Through this circulation of the air, the air is specifically heated, whereby at least a partial section of the intake tract comprising at least the circuit can be specifically heated or is heated.

Dadurch kann eine Entstehung einer übermäßigen Menge von Kondensat in dem Teilbereich des Ansaugtrakts vermieden werden, sodass auch durch das Kondensat grundsätzlich bewirkbare, unerwünschte Effekte vorteilhaft vermieden werden können. Insbesondere ist es durch den Erwärmungsbetrieb möglich, die in dem Erwärmungsbetrieb mittels des Verdichters geförderte Luft auf zumindest im Wesentlichen 160 Grad insbesondere in wenigen Sekunden zu erwärmen, wodurch zumindest der genannte Teilbereich des Ansaugtrakts insbesondere auf zumindest im Wesentlichen 160 Grad erwärmt werden kann. Dadurch kann eine übermäßige Kondensatbildung in dem Teilbereich des Ansaugtrakts vermieden werden.This prevents the formation of an excessive amount of condensate in the partial area of the intake tract, so that undesirable effects that can generally be caused by the condensate can also be advantageously avoided. In particular, the heating mode makes it possible to heat the air conveyed by the compressor during heating mode to at least substantially 160 degrees Celsius, particularly within a few seconds, whereby at least the aforementioned partial area of the intake tract can be heated to at least substantially 160 degrees Celsius. This prevents excessive condensate formation in the partial area of the intake tract.

Mit anderen Worten ausgedrückt ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine dazu ausgebildet ist, in dem Erwärmungsbetrieb betrieben zu werden. Hierfür weist beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine eine auch als Motorsteuerung oder Steuergerät bezeichnete, elektronische Recheneinrichtung auf, mittels welcher beispielsweise eine auch als Motorsoftware bezeichnete Software ausführbar oder ausgeführt wird, wobei der Erwärmungsbetrieb in die Motorsoftware implementiert ist, sodass durch Ausführen der Motorsoftware die Verbrennungskraftmaschine in dem Erwärmungsbetrieb betreibbar ist oder betrieben wird. Beispielsweise ist die Motorsoftware in einem insbesondere elektrischen oder elektronischen Datenspeicher des Steuergeräts gespeichert.In other words, the invention provides that the internal combustion engine is designed to be operated in the warm-up mode. For this purpose, the internal combustion engine has, for example, an electronic computing device, also referred to as an engine controller or control unit, by means of which, for example, software, also referred to as engine software, can be executed or is executed. The warm-up mode is implemented in the engine software, so that by executing the engine software, the internal combustion engine can be operated or is operated in the warm-up mode. For example, the engine software is stored in a data memory, in particular an electrical or electronic one, of the control unit.

Die mittels des Verdichters verdichtete Luft wird auch als Ladeluft bezeichnet. Somit ist die mittels der Schubumluftleitung an der Abzweigstelle aus dem Ansaugtrakt abzweigbare und an der Einleitstelle wieder in den Ansaugtrakt einleitbare Luft zumindest ein Teil der Ladeluft. Ferner gehört somit beispielsweise zumindest ein sich von dem Verdichter bis zu der Abzweigstelle erstreckender Bereich des Ansaugtrakts sowie gegebenenfalls die Schubumluftleitung zu einer sogenannten Ladeluftstrecke der Verbrennungskraftmaschine, sodass der genannte Bereich des Ansaugtrakts und die Schubumluftleitung beispielsweise zumindest einen Teil der Ladeluftstrecke bilden. Somit umfasst der Kreislauf zumindest den Teil der Ladeluftstrecke. Da durch das Zirkulieren der in dem Erwärmungsbetrieb mittels des Verdichters geförderten Luft die in dem Erwärmungsbetrieb mittels des Verdichters geförderte Luft und somit der Kreislauf und zumindest der Teilbereich des Ansaugtrakts erwärmt werden können, kann zumindest der genannte Teil der Ladeluftstrecke erwärmt werden, sodass zumindest in dem Teil der Ladeluftstrecke eine übermäßige Kondensatbildung vermieden werden kann.The air compressed by the compressor is also referred to as charge air. Thus, the air that can be branched off from the intake tract at the branch point by means of the bypass air line and reintroduced into the intake tract at the inlet point is at least a portion of the charge air. Furthermore, at least a portion of the intake tract extending from the compressor to the branch point, as well as possibly the bypass air line, belong to a so-called charge air path of the internal combustion engine, so that the aforementioned portion of the intake tract and the bypass air line form, for example, at least a portion of the charge air path. The circuit thus comprises at least that portion of the charge air path. Since the circulation of the air conveyed by the compressor in heating mode can heat the air conveyed by the compressor in heating mode, and thus the circuit and at least that portion of the intake tract, at least that portion of the charge air path can be heated, so that excessive condensate formation can be avoided at least in that portion of the charge air path.

Die Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass eine übermäßige Kondensatbildung, das heißt eine übermäßige Menge von sich in dem Ansaugtrakt und dabei in der Ladeluftstrecke bildendem Kondensat zu unerwünschten Effekten führen kann. Beispielsweise kann das Kondensat einfrieren und somit gefrorene Partikel, insbesondere Eispartikel, bilden, die den Verdichter, insbesondere das Verdichterrad, beschädigen können. Die Erfindung ermöglicht es somit, eine übermäßige Bildung von gefrorenen Partikeln, die den Verdichter beschädigen könnten, zu vermeiden, sodass der Verdichter besonders gut geschützt werden kann.The invention is based in particular on the finding that excessive condensate formation, i.e., an excessive amount of condensate forming in the intake tract and, in turn, in the charge air path, can lead to undesirable effects. For example, the condensate can freeze and thus form frozen particles, particularly ice particles, which can damage the compressor, especially the compressor wheel. The invention thus makes it possible to prevent excessive formation of frozen particles that could damage the compressor, so that the compressor can be particularly well protected.

Um zumindest den Teilbereich des Ansaugtrakts besonders vorteilhaft erwärmen und somit eine übermäßige Kondensatbildung besonders gut vermeiden zu können, ist es bei der Erfindung vorgesehen, dass in dem Erwärmungsbetrieb das Schubumluftventil vollständig, das heißt so weit wie möglich, geöffnet ist. Dies bedeutet, dass vorzugsweise das Schubumluftventil in dem Erwärmungsbetrieb die Schubumluftleitung maximal freigibt.In order to heat at least part of the intake tract particularly advantageously and thus to avoid excessive condensate formation particularly well, the invention provides Ensure that the diverter valve is fully open, i.e., as wide as possible, during warm-up operation. This means that the diverter valve preferably opens the diverter line to its maximum during warm-up operation.

Die Erfindung zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass die Einleitstelle stromab eines in dem Ansaugtrakt angeordneten Luftfilters angeordnet ist, wodurch die Luft und in der Folge zumindest der Teilbereich des Ansaugtrakts besonders effizient und effektiv erwärmt werden können.The invention is further characterized in that the inlet point is arranged downstream of an air filter arranged in the intake tract, whereby the air and consequently at least the partial area of the intake tract can be heated particularly efficiently and effectively.

Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Verdichter Bestandteil eines Abgasturboladers ist, welcher eine in einem Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnete und von den Abgastrakt durchströmendem Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbare Turbine aufweist, mittels welcher der Verdichter antreibbar ist. Dadurch kann der Erwärmungsbetrieb auf besonders einfache, effektive und effiziente Weise realisiert werden.Finally, the invention provides that the compressor is a component of an exhaust gas turbocharger, which has a turbine arranged in an exhaust tract of the internal combustion engine and driven by the exhaust gas of the internal combustion engine flowing through the exhaust tract, by means of which the compressor can be driven. This allows the heating operation to be implemented in a particularly simple, effective, and efficient manner.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Bei dem Verfahren weist die Verbrennungskraftmaschine einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt auf, mittels welchem die Luft in wenigstens einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine einleitbar ist. Bei dem Verfahren weist die Verbrennungskraftmaschine einen im Ansaugtrakt angeordneten Verdichter zum Verdichten der den Ansaugtrakt durchströmende Luft auf. Bei dem Verfahren weist die Verbrennungskraftmaschine außerdem eine Schubumlufteinrichtung auf, welche eine Schubumluftleitung aufweist, mittels welcher zumindest ein Teil der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft an einer stromab des Verdichters angeordneten Abzweigstelle aus dem Ansaugtrakt abzweigbar und an einer stromauf des Verdichters angeordneten Einleitstelle in den Ansaugtrakt einleitbar ist. Die Schubumlufteinrichtung weist außerdem ein in der Schubumluftleitung angeordnetes Schubumluftventil auf, mittels welchem eine Menge der die Schubumluftleitung durchströmenden Luft einstellbar ist. Bei dem Verfahren weist die Verbrennungskraftmaschine eine in dem Ansaugtrakt stromauf des wenigstens einen Brennraums und stromab der Abzweigstelle angeordnete Drosselklappe auf, mittels welcher eine Menge der in den wenigstens einen Brennraum einzuleitenden Luft einstellbar ist.A second aspect of the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular an internal combustion engine according to the first aspect of the invention. In the method, the internal combustion engine has an intake tract through which air can flow, by means of which the air can be introduced into at least one combustion chamber of the internal combustion engine. In the method, the internal combustion engine has a compressor arranged in the intake tract for compressing the air flowing through the intake tract. In the method, the internal combustion engine also has a recirculation device which has a recirculation line, by means of which at least a portion of the air flowing through the intake tract can be branched off from the intake tract at a branch point arranged downstream of the compressor and introduced into the intake tract at an inlet point arranged upstream of the compressor. The recirculation device also has a recirculation valve arranged in the recirculation line, by means of which a quantity of air flowing through the recirculation line can be adjusted. In the method, the internal combustion engine has a throttle valve arranged in the intake tract upstream of the at least one combustion chamber and downstream of the branching point, by means of which a quantity of air to be introduced into the at least one combustion chamber can be adjusted.

Um nun eine übermäßige Kondensatbildung in dem Ansaugtrakt vorteilhaft vermeiden zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass dem Verdichter eine elektrische Maschine zugeordnet ist, mittels welcher der Verdichter antreibbar ist. Des Weiteren ist es bei dem Verfahren erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine gezielt in einem Erwärmungsbetrieb betrieben wird, in welchem ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, das heißt insbesondere in allen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine, unterbleibt, die Drosselklappe vollständig geschlossen ist, das Schubumluftventil geöffnet ist und die elektrische Maschine den Verdichter antreibt, wodurch der Verdichter Luft fördert, die mittels des Erwärmungsbetriebs gezielt erwärmt wird und in dem Erwärmungsbetrieb in einem Kreislauf zirkuliert, welcher einen sich von der Einleitstelle zu der Abzweigstelle insbesondere durchgängig und somit unterbrechungsfrei erstreckenden Längenbereich des Ansaugtrakts, in dessen Längenbereich der Verdichter angeordnet ist, und die sich von der Abzweigstelle zu der Einleitstelle insbesondere unterbrechungsfrei erstreckende Schubumluftleitung umfasst. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.In order to advantageously prevent excessive condensate formation in the intake tract, the second aspect of the invention provides for the compressor to be assigned an electric machine by means of which the compressor can be driven. Furthermore, the method according to the invention provides for the internal combustion engine to be deliberately operated in a heating mode in which fired operation of the internal combustion engine, that is to say in particular in all combustion chambers of the internal combustion engine, is avoided, the throttle valve is fully closed, the diverter valve is open, and the electric machine drives the compressor, whereby the compressor delivers air that is deliberately heated by means of the heating mode and circulates in the heating mode in a circuit that comprises a longitudinal region of the intake tract extending from the inlet point to the branch point, in particular continuously and thus without interruption, in the longitudinal region of which the compressor is arranged, and the diverter line extending from the branch point to the inlet point, in particular without interruption. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.

Unter dem Merkmal, dass die Drosselklappe in dem Erwärmungsbetrieb vollständig geschlossen ist, ist zu verstehen, dass sich die Drosselklappe in ihrer maximalen Schließstellung befindet, das heißt dass die Drosselklappe den Ansaugtrakt fluidisch vollständig versperrt oder den mittels der Drosselklappe kleinstmöglich einstellbaren, von Luft durchströmbaren und gegebenenfalls gegenüber null größeren Strömungsquerschnitt einstellt.The feature that the throttle valve is completely closed in the heating operation means that the throttle valve is in its maximum closed position, i.e. that the throttle valve completely blocks the intake tract fluidically or sets the smallest possible flow cross-section that can be adjusted by means of the throttle valve, through which air can flow and, if necessary, larger than zero.

Um eine übermäßige Kondensatbildung in dem Ansaugtrakt besonders vorteilhaft vermeiden zu können, ist es bei einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung vorgesehen, dass während des Verfahrens ein durch die Verbrennungskraftmaschine bewirktes Antreiben des Kraftfahrzeugs unterbleibt.In order to be able to particularly advantageously avoid excessive condensate formation in the intake tract, it is provided in an embodiment of the second aspect of the invention that driving of the motor vehicle by the internal combustion engine is avoided during the method.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Kraftfahrzeug während des Verfahrens stillsteht, wodurch eine übermäßige Kondensatbildung besonders vorteilhaft vermieden werden kann.Finally, it has proven particularly advantageous if the motor vehicle is stationary during the process, which can particularly advantageously prevent excessive condensate formation.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A third aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, and preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, which has at least one internal combustion engine according to the first aspect of the invention and can be driven by means of the internal combustion engine. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect and the second aspect of the invention are described as advantages and advantageous embodiments. of the third aspect of the invention and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features, and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the single figure, can be used not only in the respective combinations specified, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei die Verbrennungskraftmaschine gezielt in einem Erwärmungsbetrieb betreibbar ist, mittels welchem Luft und somit zumindest ein Teilbereich eines Ansaugtrakts der Verbrennungskraftmaschine gezielt erwärmbar sind.The drawing shows in the only figure a schematic representation of an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the internal combustion engine can be operated in a targeted heating mode, by means of which air and thus at least a partial area of an intake tract of the internal combustion engine can be specifically heated.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine 10 eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar ist.The only figure shows a schematic representation of an internal combustion engine 10 of a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle, which can be driven by means of the internal combustion engine 10.

Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen Motorblock 12 auf, welcher als Zylinderblock ausgebildet ist. Der Motorblock 12 bildet mehrere Zylinder 14 der Verbrennungskraftmaschine 10. Der jeweilige Zylinder 14 begrenzt einen jeweiligen Brennraum 16 der Verbrennungskraftmaschine 10, in deren Brennräumen 16 während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine die Verbrennungsvorgänge ablaufen. Der jeweilige Brennraum 16 ist durch den jeweiligen Zylinder 14 und durch einen jeweilige, translatorisch bewegbar in dem jeweiligen Zylinder 14 angeordneten Kolben jeweils teilweise begrenzt. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt, wodurch der jeweilige Kolben angetrieben wird. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt 18 auf, in welchem ein in der Fig. besonders schematisch dargestellter Luftfilter 20 angeordnet ist. Mittels des Luftfilters 20 kann die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft gefiltert werden. Mittels des Ansaugtrakts 18 kann die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft zu den und in die Brennräume 16 der Verbrennungskraftmaschine 10 geleitet werden.The internal combustion engine 10 has an engine block 12, which is designed as a cylinder block. The engine block 12 forms a plurality of cylinders 14 of the internal combustion engine 10. Each cylinder 14 defines a respective combustion chamber 16 of the internal combustion engine 10, in whose combustion chambers 16 the combustion processes take place during fired operation of the internal combustion engine. The respective combustion chamber 16 is partially defined by the respective cylinder 14 and by a respective piston arranged in the respective cylinder 14 for translational movement. During each combustion process, a fuel-air mixture is combusted, thereby driving the respective piston. The internal combustion engine 10 has an intake tract 18 through which air can flow, in which an air filter 20, shown particularly schematically in the figure, is arranged. The air flowing through the intake tract 18 can be filtered by means of the air filter 20. By means of the intake tract 18, the air flowing through the intake tract 18 can be guided to and into the combustion chambers 16 of the internal combustion engine 10.

Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen Abgasturbolader 22 auf, welcher einen in dem Ansaugtrakt 18 angeordneten Verdichter 24 mit einem in dem Ansaugtrakt 18 angeordneten Verdichterrad 26 aufweist. Mittels des Verdichters 24, das heißt mittels des Verdichterrads 26, kann durch Antreiben des Verdichters 24, das heißt durch Antreiben des Verdichterrads 26, die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft verdichtet werden. Die mittels des Verdichters 24 verdichtete Luft wird auch als Ladeluft bezeichnet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen Abgastrakt 28 auf, welcher von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 durchströmbar ist. Das Abgas stammt aus den Brennräumen 16 und resultiert aus den Verbrennungsvorgängen. Dabei weist der Abgasturbolader 22 eine in dem Abgastrakt 28 angeordnete Turbine 30 mit einem in dem Abgastrakt 28 angeordneten Turbinenrad 32 auf. Das Turbinenrad 32 und somit die Turbine 30 sind von dem den Abgastrakt 28 durchströmenden Abgas antreibbar. Insbesondere über eine Welle 35 des Abgasturboladers 22 können das Verdichterrad 26 und somit der Verdichter 24 von dem Turbinenrad 32, das heißt von der Turbine 30, angetrieben werden.The internal combustion engine 10 has an exhaust gas turbocharger 22, which has a compressor 24 arranged in the intake tract 18 and a compressor wheel 26 arranged in the intake tract 18. By means of the compressor 24, i.e., by means of the compressor wheel 26, the air flowing through the intake tract 18 can be compressed by driving the compressor 24, i.e., by driving the compressor wheel 26. The air compressed by the compressor 24 is also referred to as charge air. The internal combustion engine 10 has an exhaust tract 28, through which exhaust gas from the internal combustion engine 10 can flow. The exhaust gas originates from the combustion chambers 16 and results from the combustion processes. The exhaust gas turbocharger 22 has a turbine 30 arranged in the exhaust tract 28 and has a turbine wheel 32 arranged in the exhaust tract 28. The turbine wheel 32 and thus the turbine 30 can be driven by the exhaust gas flowing through the exhaust tract 28. In particular, via a shaft 35 of the exhaust turbocharger 22, the compressor wheel 26 and thus the compressor 24 can be driven by the turbine wheel 32, i.e., by the turbine 30.

Der Turbine 30 ist eine Umgehungseinrichtung 34 zugeordnet, welche eine Umgehungsleitung 36 aufweist. Die Umgehungsleitung 36 wird auch als Waste-Gate-Leitung bezeichnet. Die Umgehungseinrichtung 34 weist ein in der Umgehungsleitung 36 angeordnetes Umgehungsventil 38 auf. Mittels der Umgehungsleitung 36 kann zumindest ein Teil des den Abgastrakt 28 durchströmenden Abgases an einer ersten Abzweigstelle A1 aus dem Abgastrakt 28 abgezweigt und in die Umgehungsleitung 36 eingeleitet werden. Das aus dem Abgastrakt 28 abgezweigte und in die Umgehungsleitung 36 eingeleitete Abgas kann mittels der Umgehungsleitung 36 zu einer ersten Einleitstelle E1 geführt und an der ersten Einleitstelle E1 wieder in den Abgastrakt 28 eingeleitet werden. Mittels des Umgehungsventils 38, welches auch als Waste-Gate oder Waste-Gate-Ventil bezeichnet wird, kann eine Menge des die Umgehungsleitung 36 durchströmenden Abgases eingestellt werden. Es ist erkennbar, dass in Strömungsrichtung des den Abgastrakt 28 durchströmenden Abgases die Abzweigstelle A1 stromab der, insbesondere aller, Brennräume 16 der Verbrennungskraftmaschine 10 und stromauf des Turbinenrads 32, das heißt stromauf der Turbine 30, angeordnet ist. In Strömungsrichtung des den Abgastrakt 28 durchströmenden Abgases ist die erste Einleitstelle E1 stromab des Turbinenrads 32, das heißt stromab der Turbine 30, angeordnet.The turbine 30 is assigned a bypass device 34, which has a bypass line 36. The bypass line 36 is also referred to as a wastegate line. The bypass device 34 has a bypass valve 38 arranged in the bypass line 36. By means of the bypass line 36, at least a portion of the exhaust gas flowing through the exhaust tract 28 can be branched off from the exhaust tract 28 at a first branching point A1 and introduced into the bypass line 36. The exhaust gas branched off from the exhaust tract 28 and introduced into the bypass line 36 can be guided by means of the bypass line 36 to a first inlet point E1 and reintroduced into the exhaust tract 28 at the first inlet point E1. By means of the bypass valve 38, which is also referred to as a wastegate or wastegate valve, the amount of exhaust gas flowing through the bypass line 36 can be adjusted. It can be seen that, in the flow direction of the exhaust gas flowing through the exhaust tract 28, the branch point A1 is arranged downstream of the, in particular all, combustion chambers 16 of the internal combustion engine 10 and upstream of the turbine wheel 32, i.e., upstream of the turbine 30. In the flow direction of the exhaust gas flowing through the exhaust tract 28, the first inlet point E1 is arranged downstream of the turbine wheel 32, i.e., downstream of the turbine 30.

Das Turbinenrad 32, das Verdichterrad 26 und die Welle 35 sind beispielsweise Bestandteile eines Laufzeugs des Abgasturboladers 22, dessen Laufzeug auch als Rotor bezeichnet wird. Das Laufzeug ist drehbar an einem in der Fig. besonders schematisch dargestellten Lagergehäuse 40 des Abgasturboladers 22 gelagert. Beispielsweise weist der Verdichter 24 ein Verdichtergehäuse auf, in welchem das Verdichterrad 26 insbesondere drehbar angeordnet ist. Somit ist das Verdichtergehäuse von der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden Luft durchströmbar.The turbine wheel 32, the compressor wheel 26, and the shaft 35 are, for example, components of a rotor of the exhaust gas turbocharger 22, the rotor of which is also referred to as a rotor. The rotor is rotatably mounted on a bearing housing 40 of the exhaust gas turbocharger 22, shown particularly schematically in the figure. For example, the compressor 24 has a compressor housing in which The compressor wheel 26 is arranged, in particular, rotatably. Thus, the compressor housing can be permeated by the air flowing through the intake tract 18.

Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist auch eine Schubumlufteinrichtung 42 auf, welche eine Schubumluftleitung 44 aufweist. Mittels der Schubumluftleitung 44 kann zumindest ein Teil der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden und insbesondere mittels des Verdichterrads 26 verdichteten Luft an einer zweiten Abzweigstelle A2 aus dem Ansaugtrakt 18 abgezweigt und an einer zweiten Einleitstelle E2 wieder in den Ansaugtrakt 18 eingeleitet werden. Hierfür ist beispielsweise die Schubumluftleitung 44 an der Abzweigstelle A2 und an der Einleitstelle E2 fluidisch mit dem Ansaugtrakt 18 verbunden. Dementsprechend ist beispielsweise die Umgehungsleitung 36 an der Abzweigstelle A1 und an der Einleitstelle E1 fluidisch mit dem Abgastrakt 28 verbunden.The internal combustion engine 10 also has a recirculation device 42, which has a recirculation line 44. By means of the recirculation line 44, at least a portion of the air flowing through the intake tract 18 and compressed in particular by the compressor wheel 26 can be branched off from the intake tract 18 at a second branch point A2 and reintroduced into the intake tract 18 at a second inlet point E2. For this purpose, for example, the recirculation line 44 is fluidically connected to the intake tract 18 at the branch point A2 and at the inlet point E2. Accordingly, for example, the bypass line 36 is fluidically connected to the exhaust tract 28 at the branch point A1 and at the inlet point E1.

In Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden Luft ist die Einleitstelle E2 stromauf des Verdichters 24, das heißt stromauf des Verdichterrads 26, und stromab des Luftfilters 20 angeordnet. In Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden Luft ist die Abzweigstelle A2 stromab des Verdichters 24, das heißt stromab des Verdichterrads 26, und stromauf einer in dem Ansaugtrakt 18 angeordneten Drosselklappe 46 der Verbrennungskraftmaschine 10 angeordnet. Die Schubumlufteinrichtung 42 weist außerdem ein Schubumluftventil 48 auf, welches in der Schubumluftleitung 44 angeordnet ist. Mittels des Schubumluftventils 48 ist eine Menge der die Schubumluftleitung 44 durchströmenden Luft einstellbar. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst die Drosselklappe 46, welche in Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden Luft stromab der Abzweigstelle A2 und stromauf der, insbesondere aller, Brennräume 16 angeordnet ist. Mittels der Drosselklappe 46 kann eine Menge der in die, insbesondere alle, Brennräume 16 einzuleitenden Luft eingestellt werden. In der Fig. ist durch eine gestrichelte Linie ein Teilbereich TB des Ansaugtrakts 18 veranschaulicht, wobei auf den Teilbereich TB im Folgenden noch näher eingegangen wird.In the flow direction of the air flowing through the intake tract 18, the inlet point E2 is arranged upstream of the compressor 24, i.e., upstream of the compressor wheel 26, and downstream of the air filter 20. In the flow direction of the air flowing through the intake tract 18, the branch point A2 is arranged downstream of the compressor 24, i.e., downstream of the compressor wheel 26, and upstream of a throttle valve 46 of the internal combustion engine 10 arranged in the intake tract 18. The recirculation air device 42 also has a recirculation air valve 48 arranged in the recirculation air line 44. The recirculation air valve 48 can be used to adjust the amount of air flowing through the recirculation air line 44. The internal combustion engine 10 includes the throttle valve 46, which is arranged downstream of the branch point A2 and upstream of, in particular, all, combustion chambers 16 in the flow direction of the air flowing through the intake tract 18. The throttle valve 46 can be used to adjust the amount of air to be introduced into, in particular, all, combustion chambers 16. In the figure, a dashed line illustrates a partial area TB of the intake tract 18; the partial area TB will be discussed in more detail below.

Um nun eine unerwünschte, übermäßige Kondensatbildung zumindest in dem Teilbereich TB effektiv und effizient vermeiden zu können, ist dem Verdichter 24, das heißt dem Verdichterrad 26, eine elektrische Maschine 50 zugeordnet, sodass die Verbrennungskraftmaschine 10 die elektrische Maschine 50 aufweist. Mittels der elektrischen Maschine 50 ist das Verdichterrad 26, das heißt der Verdichter 24, insbesondere über die Welle 35 antreibbar. Außerdem ist die Verbrennungskraftmaschine 10 gezielt in einem Erwärmungsbetrieb betreibbar. Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 erläutert, wobei die Verbrennungskraftmaschine 10 bei dem Verfahren gezielt in dem Erwärmungsbetrieb betrieben wird. In dem Erwärmungsbetrieb unterbleibt der befeuerte Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10, sodass in keinem der Brennräume 16, insbesondere in keinem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 10, Verbrennungsvorgänge ablaufen. In dem Erwärmungsbetrieb ist die Drosselklappe 46, insbesondere vollständig, geschlossen. Im Erwärmungsbetrieb ist das Schubumluftventil 48, insbesondere vollständig und somit maximal, geöffnet. Außerdem treibt in dem Verbrennungsbetrieb die elektrische Maschine 50 das Verdichterrad 26 und somit den Verdichter 24 insbesondere über die Welle 35 an, wodurch das Verdichterrad 26, mithin der Verdichter 24, Luft fördert, insbesondere derart, dass der Verdichter 24 Luft insbesondere aus einer Umgebung des Kraftfahrzeugs in den Ansaugtrakt 18 hinein fördert. Die in dem Erwärmungsbetrieb mittels des Verdichters 24, das heißt mittels des Verdichterrads 26, geförderte Luft wird auch als Erwärmungsluft bezeichnet. Dadurch, dass in dem Erwärmungsbetrieb die elektrische Maschine 50 den Verdichter 24 antreibt, fördert der Verdichter 24 in dem Erwärmungsbetrieb die Erwärmungsluft, die mittels des Erwärmungsbetriebs gezielt erwärmt wird und in einem Kreislauf K zirkuliert, welcher einen sich von der Einleitstelle E2 zu der Abzweigstelle A2 insbesondere durchgängig erstreckenden Längenbereich L des Ansaugtrakts 18, in dessen Längenbereich L der Verdichter 24 angeordnet ist, und die sich von der Abzweigstelle A2 zu der Einleitstelle E2 insbesondere durchgängig erstreckende Schubumluftleitung 44 umfasst. Das Zirkulieren der Luft in dem Kreislauf K oder durch den Kreislauf K hindurch ist in der Fig. durch Pfeile 52 veranschaulicht. Bei dem Zirkulieren der Erwärmungsluft strömt die Erwärmungsluft von der Einleitstelle E2 zu der Abzweigstelle A2 und dabei durch das Verdichtergehäuse hindurch, und die zirkulierende Erwärmungsluft strömt von der Abzweigstelle A2 zu der Einleitstelle E2 und dabei durch die Schubumluftleitung 44 hindurch. In dem Erwärmungsbetrieb und mittels des Erwärmungsbetriebs kann die Erwärmungsluft besonders schnell und dabei insbesondere in wenigen Sekunden auf eine vorteilhaft hohe Temperatur von beispielsweise zumindest im Wesentlichen 160 Grad erwärmt werden. Es ist erkennbar, dass der Teilbereich TB des Ansaugtrakts 18 zumindest den Kreislauf K umfasst, wobei zumindest der Teilbereich TB des Ansaugtrakts 18 und somit zumindest der Kreislauf K mittels der Erwärmungsluft besonders schnell und dabei beispielsweise innerhalb weniger Sekunden auf eine vorteilhaft hohe Temperatur von beispielsweise zumindest im Wesentlichen 160 Grad Celsius erwärmt werden kann. Dadurch kann zumindest in dem Teilbereich TB eine übermäßige Kondensatbildung vermieden werden, wodurch aus einer solchen Kondensatbildung etwaig resultierende Effekte vermieden werden können. Hierdurch kann insbesondere der Verdichter 24 vorteilhaft geschützt werden.In order to effectively and efficiently prevent undesirable, excessive condensate formation at least in the partial region TB, an electric machine 50 is assigned to the compressor 24, i.e., the compressor wheel 26, so that the internal combustion engine 10 has the electric machine 50. The compressor wheel 26, i.e., the compressor 24, can be driven by the electric machine 50, in particular via the shaft 35. Furthermore, the internal combustion engine 10 can be deliberately operated in a warm-up mode. The following explains a method for operating the internal combustion engine 10, wherein the internal combustion engine 10 is deliberately operated in the warm-up mode. In the warm-up mode, the fired operation of the internal combustion engine 10 is omitted, so that no combustion processes take place in any of the combustion chambers 16, in particular in any combustion chamber of the internal combustion engine 10. In the warm-up mode, the throttle valve 46 is closed, in particular completely. In warm-up mode, the bypass valve 48 is open, in particular completely and thus maximally. Furthermore, in combustion mode, the electric motor 50 drives the compressor wheel 26 and thus the compressor 24, in particular via the shaft 35, whereby the compressor wheel 26, and thus the compressor 24, conveys air, in particular such that the compressor 24 conveys air, in particular from an environment of the motor vehicle, into the intake tract 18. The air conveyed in warm-up mode by means of the compressor 24, i.e., by means of the compressor wheel 26, is also referred to as warm-up air. Because the electric machine 50 drives the compressor 24 in the heating mode, the compressor 24 conveys the heating air in the heating mode, which is specifically heated by means of the heating mode and circulates in a circuit K, which comprises a longitudinal region L of the intake tract 18, extending in particular continuously from the inlet point E2 to the branch point A2, in the longitudinal region L of which the compressor 24 is arranged, and the blow-by-pass air line 44, extending in particular continuously from the branch point A2 to the inlet point E2. The circulation of the air in the circuit K or through the circuit K is illustrated in the figure by arrows 52. During the circulation of the heating air, the heating air flows from the inlet point E2 to the branch point A2 and thereby through the compressor housing, and the circulating heating air flows from the branch point A2 to the inlet point E2 and thereby through the blow-off air line 44. In the heating operation and by means of the heating operation, the heating air can be heated particularly quickly and in particular within a few seconds to an advantageously high temperature of, for example, at least substantially 160 degrees Celsius. It can be seen that the partial area TB of the intake tract 18 comprises at least the circuit K, wherein at least the partial area TB of the intake tract 18 and thus at least the circuit K can be heated particularly quickly and in particular within a few seconds to an advantageously high temperature of, for example, at least substantially 160 degrees Celsius by means of the heating air. As a result, excessive condensate formation can be avoided at least in the partial area TB, whereby any resulting Effects can be avoided. This can advantageously protect the compressor 24 in particular.

Vorzugsweise ist in dem Erwärmungsbetrieb das Schubumluftventil 48 vollständig, das heißt maximal, geöffnet. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass während des Erwärmungsbetriebs ein durch die Verbrennungskraftmaschine 10 bewirktes Antreiben des Kraftfahrzeugs unterbleibt, welches vorzugsweise während des Erwärmungsbetriebs, insbesondere während des gesamten Erwärmungsbetriebs, stillsteht, insbesondere durchgängig und unterbrechungsfrei stillsteht.Preferably, during the warm-up operation, the diverter valve 48 is fully open, i.e., maximally open. Furthermore, it is preferably provided that during the warm-up operation, the motor vehicle is not driven by the internal combustion engine 10, which preferably remains stationary during the warm-up operation, in particular during the entire warm-up operation, in particular continuously and without interruption.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
1212: MotorblockEngine block
1414: Zylindercylinder
1616: Brennraumcombustion chamber
1818: AnsaugtraktIntake tract
2020: LuftfilterAir filter
2222: Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
2424: Verdichtercompressor
2626: VerdichterradCompressor wheel
2828: Abgastraktexhaust tract
3030: Turbineturbine
3232: Turbinenradturbine wheel
3434: UmgehungseinrichtungBypass facility
3535: WelleWave
3636: Umgehungsleitungbypass line
3838: Umgehungsventilbypass valve
4040: Lagergehäusebearing housing
4242: Schubumlufteinrichtungrecirculation system
4444: Schubumluftleitungrecirculation line
4646: Drosselklappethrottle
4848: Schubumluftventildiverter valve
5050: elektrische Maschineelectric machine
5252: PfeilArrow
A1A1: erste Abzweigstellefirst junction
A2A2: zweite Abzweigstellesecond junction
E1E1: erste Einleitstellefirst discharge point
E2E2: zweite Einleitstellesecond discharge point
KK: KreislaufCycle
LL: LängenbereichLength range
TBTB: TeilbereichSub-area

Claims

Internal combustion engine (10) for a motor vehicle, comprising: - an intake tract (18) through which air can flow, by means of which the air can be introduced into at least one combustion chamber (16) of the internal combustion engine (10); - a compressor (24) arranged in the intake tract (18) for compressing the air flowing through the intake tract (18); - the compressor (24) is a component of an exhaust gas turbocharger (22) which has a turbine (30) arranged in an exhaust tract (28) of the internal combustion engine (10) and drivable by the exhaust gas of the internal combustion engine (10) flowing through the exhaust tract (28), by means of which turbine the compressor (24) can be driven; - a recirculation device (42), which has: o a recirculation line (44), by means of which at least a portion of the air flowing through the intake tract (18) can be branched off from the intake tract (18) at a branching point (A2) arranged downstream of the compressor (24) and introduced into the intake tract (18) at an inlet point (E2) arranged upstream of the compressor (24); and o a recirculation valve (48) arranged in the recirculation line (44), by means of which a quantity of air flowing through the recirculation line (44) can be adjusted; and - a throttle valve (46) arranged in the intake tract (18) upstream of the at least one combustion chamber (16) and downstream of the branching point (A2), by means of which a quantity of air to be introduced into the at least one combustion chamber (16) can be adjusted; characterized in that: - the compressor (24) is assigned an electric machine (50) by means of which the compressor (24) can be driven; and - the internal combustion engine (10) can be deliberately operated in a heating mode in which a fired operation of the internal combustion engine (10) is omitted, the throttle valve (46) is closed, the diverter valve (48) is fully open and the electric machine (50) drives the compressor (24), whereby the compressor (24) delivers air which can be deliberately heated to a temperature of at least substantially 160 degrees by means of the heating mode and circulates in a circuit (K) which comprises a longitudinal region (L) of the intake tract (18) extending from the inlet point (E2) to the branch point (A2), in the longitudinal region (L) of which the compressor (24) is arranged, and the diverter line (44) extending from the branch point (A2) to the inlet point (E2), and the inlet point (E2) downstream of an air filter (20) arranged in the intake tract (18).

Method for operating an internal combustion engine (10) of a motor vehicle, in which the internal combustion engine (10) has: - an intake tract (18) through which air can flow, by means of which the air can be introduced into at least one combustion chamber (16) of the internal combustion engine (10); - a compressor (24) arranged in the intake tract (18) for compressing the air flowing through the intake tract (18); - the compressor (24) is a component of an exhaust gas turbocharger (22) which has a turbine (30) arranged in an exhaust tract (28) of the internal combustion engine (10) and drivable by the exhaust gas of the internal combustion engine (10) flowing through the exhaust tract (28), by means of which turbine the compressor (24) can be driven; - a recirculation device (42) comprising: o a recirculation line (44), by means of which at least a portion of the air flowing through the intake tract (18) can be branched off from the intake tract (18) at a branching point (A2) arranged downstream of the compressor (24) and introduced into the intake tract (18) at an inlet point (E2) arranged upstream of the compressor (24); and o a recirculation valve (48) arranged in the recirculation line (44), by means of which a quantity of air flowing through the recirculation line (44) can be adjusted; and - a throttle valve (46) arranged in the intake tract (18) upstream of the at least one combustion chamber (16) and downstream of the branching point (A2), by means of which a quantity of air to be introduced into the at least one combustion chamber (16) can be adjusted; characterized in that: - the compressor (24) is assigned an electric machine (50) by means of which the compressor (24) can be driven; and - the internal combustion engine (10) is deliberately operated in a heating mode in which a fired operation of the internal combustion engine (10) is omitted, the throttle valve (46) is closed, the bypass valve (48) is fully open and the electric machine (50) drives the compressor (24), whereby the compressor (24) delivers air which is deliberately heated to a temperature of at least substantially 160 degrees by means of the heating mode and circulates in the heating mode in a circuit (K) which comprises a longitudinal region (L) of the intake tract (18) extending from the inlet point (E2) to the branch point (A2), in the longitudinal region (L) of which the compressor (24) is arranged, and the bypass line (44) extending from the branch point (A2) to the inlet point (E2), and the inlet point (E2) downstream of a arranged air filter (20).

Procedure according to Claim 2 , characterized in that during the heating operation, the motor vehicle is not driven by the internal combustion engine (10).

Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that the motor vehicle is stationary during the heating operation.

Motor vehicle, with an internal combustion engine (10) according to Claim 1 , wherein the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine (10).