DE10135057A1

DE10135057A1 - Method, computer program, control and / or regulating device for operating an internal combustion engine and internal combustion engine

Info

Publication number: DE10135057A1
Application number: DE2001135057
Authority: DE
Inventors: Roland Herynek; Martin Vollmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-02-13
Also published as: WO2003008775A1

Abstract

Bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung kann mindestens ein Teil des Kraftstoffs so in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden, dass er dort geschichtet vorliegt. Die Kühlung einer den Brennraum wenigstens bereichsweise begrenzenden Wand erfolgt durch ein Kühlmittel, welches die Wand wenigstens bereichsweise durchströmt. Um die Brennkraftmaschine emissions- und verbrauchsoptimal betreiben und kostengünstig herstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Kühlmittel von einer elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe gefördert wird und die Drehzahl (ncp) der Kühlmittelpumpe von mindestens einer Betriebsgröße (nmot, TZYL, TCF) der Brennkraftmaschine abhängt.In the case of an internal combustion engine with direct injection, at least some of the fuel can be injected into a combustion chamber of the internal combustion engine in such a way that it is stratified there. The cooling of a wall delimiting the combustion chamber at least in regions takes place by means of a coolant which flows through the wall at least in regions. In order to operate the internal combustion engine optimally in terms of emissions and consumption and to produce it economically, it is proposed that the coolant be conveyed by an electrically driven coolant pump and that the speed (ncp) of the coolant pump depends on at least one operating variable (nmot, TZYL, TCF) of the internal combustion engine.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, bei dem mindestens ein Teil des Kraftstoffs so in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann, dass er dort geschichtet vorliegt, und bei dem die Kühlung einer den Brennraum wenigstens bereichsweise begrenzenden Wand durch ein Kühlmittel erfolgt, welches die Wand wenigstens bereichsweise durchströmt. The invention initially relates to a method for operating an internal combustion engine with direct injection, in which at least part of the fuel in a combustion chamber the internal combustion engine can be injected that he there is layered, and in which the cooling one wall at least partially delimiting the combustion chamber done by a coolant that at least the wall partially flowed through.

Ein solches Verfahren ist aus der EP 0 887 526 A2 bekannt. Bei der dort gezeigten Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff durch Injektoren in die Brennräume der Brennkraftmaschine direkt eingespritzt. Die Brennkraftmaschine kann dabei entweder im Schichtbetrieb oder im Homogenbetrieb arbeiten. Im Schichtbetrieb erfolgt die Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum so, dass nur im Bereich der Zündkerze ein zündfähiges Kraftstoff- Luftgemisch vorhanden ist, wohingegen im restlichen Bereich des Brennraums nur wenig oder überhaupt kein Kraftstoff vorliegt. Im Homogenbetrieb ist der Kraftstoff dagegen im Wesentlichen homogen im gesamten Brennraum verteilt. Such a method is known from EP 0 887 526 A2. In the internal combustion engine shown there, the Fuel injected into the combustion chambers of the Internal combustion engine injected directly. The The internal combustion engine can either work in shifts or work in homogeneous operation. Takes place in shift operation the fuel injection into the combustion chamber so that an ignitable fuel only in the area of the spark plug Air mixture is present, whereas in the rest of the area little or no fuel in the combustion chamber is present. In contrast, the fuel is in homogeneous mode Distributed essentially homogeneously throughout the combustion chamber.

Bei dem bekannten Verfahren werden die Zylinder der Brennkraftmaschine von einem Kühlmittel durchströmt, welches von einer Kühlmittelpumpe gefördert wird. Über mehrere Steuerventile kann der Kühlmittelstrom so eingestellt werden, dass im Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine der Zylinder weniger stark gekühlt wird, wohingegen er im Homogenbetrieb stärker gekühlt wird. In the known method, the cylinders of the Coolant flows through the internal combustion engine, which is promoted by a coolant pump. about The coolant flow can control several control valves be set that in shift operation the Internal combustion engine the cylinder is cooled less, whereas it is cooled more in homogeneous operation.

Dieses Vorgehen basiert auf der Überlegung, dass im Schichtbetrieb die Brennraumwände von den Verbrennungsgasen weniger stark erwärmt werden als im Homogenbetrieb. Dies hängt u. a. damit zusammen, dass die maximalen Temperaturen im Schichtbetrieb im Bereich der Zündkerze auftreten. Eine zu starke Kühlung der Brennraumwand verschlechtert jedoch das Zündverhalten und erschwert die Vernebelung des vom Injektor eingespritzten Kraftstoffs. Darüber hinaus wurde auch festgestellt, dass bei einer zu starken Kühlung der Brennraumwand im Schichtbetrieb das Emissions- und Verbrauchsverhalten der Brennkraftmaschine nicht optimal ist. This approach is based on the consideration that in Shift operation of the combustion chamber walls from the combustion gases are heated less strongly than in homogeneous operation. This depends u. a. along with that the maximum temperatures occur in shift operation in the area of the spark plug. A however, excessive cooling of the combustion chamber wall deteriorates the ignition behavior and the nebulization of the from Injector of injected fuel. Beyond that also found that if the cooling is too strong Combustion chamber wall in shift operation the emissions and Consumption behavior of the internal combustion engine is not optimal is.

Der Nachteil bei dem bekannten Verfahren ist jedoch, dass eine verfahrensgemäß zu betreibende Brennkraftmaschine kompliziert baut und relativ umfangreiche Regeleingriffe zur gewünschten Kühlung der Zylinder der Brennkraftmaschine erforderlich sind. Ferner ist bei dem bekannten Verfahren die Temperatur des Kühlmittels relativ hoch, was entsprechend hochwertige Komponenten im Kühlmittelsystem erforderlich macht. The disadvantage of the known method, however, is that an internal combustion engine to be operated according to the method complex builds and relatively extensive rule interventions for the desired cooling of the cylinders of the internal combustion engine required are. Furthermore, in the known method the temperature of the coolant is relatively high, what correspondingly high-quality components in the coolant system makes necessary.

Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, das x eingangs genannte Verfahren so weiterzubilden, dass die entsprechende Brennkraftmaschine preiswerter hergestellt werden kann. The present invention therefore has the task of x to further develop the aforementioned methods so that the corresponding internal combustion engine manufactured cheaper can be.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Kühlmittel von einer elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe gefördert wird und die Drehzahl der Kühlmittelpumpe von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine abhängt. This task is initiated in a procedure mentioned type in that the coolant from a electrically driven coolant pump is promoted and the coolant pump speed of at least one Operating size of the internal combustion engine depends.

Advantages of the invention

Eine Brennkraftmaschine, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, kann einfach gebaut werden, da auf aufwendige Ventileinrichtungen zur Steuerung des Kühlmittelflusses verzichtet werden kann. Eine solche Brennkraftmaschine kann preiswert hergestellt werden. Die Anpassung des Kühlmittelstroms erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, dass die Drehzahl der Kühlmittelpumpe von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine abhängt. Eine solche betriebsgrößenabhängige Einstellung der Drehzahl der Kühlmittelpumpe ist einfach möglich, da diese elektrisch angetrieben ist. An internal combustion engine according to the invention Process operated, can be easily built because on complex valve devices for controlling the Coolant flow can be dispensed with. Such Internal combustion engine can be manufactured inexpensively. The Adjustment of the coolant flow takes place at the inventive method in that the speed of the Coolant pump of at least one operating size Internal combustion engine depends. Such operating speed dependent setting of the speed of the Coolant pump is easy because it is electric is driven.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass durch die veränderliche Drehzahl der Kühlmittelpumpe die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels beeinflusst wird. Dies wiederum führt, bei geringerer Strömungsgeschwindigkeit, zu einer größeren Temperaturdifferenz zwischen der den Brennraum wenigstens bereichsweise begrenzenden Wand und dem Kühlmittel. Die unter bestimmten Umständen vorteilhafte Erhöhung der Temperatur der Brennraumwand ist somit ohne eine Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels erzielbar. Another advantage of the method according to the invention lies in that the variable speed of the Coolant pump the flow rate of the Coolant is affected. This in turn leads to lower flow rate, to a larger one Temperature difference between the combustion chamber at least area-limiting wall and the coolant. The advantageous increase in certain circumstances The temperature of the combustion chamber wall is therefore without an increase the temperature of the coolant achievable.

Für das Kühlmittelsystem können daher die üblichen preiswerten Komponenten verwendet werden. Darüber hinaus kann die Kühlleistung sehr spontan erhöht werden, da beim Übergang von einer geringen zu einer höheren Kühlleistung keine vorhergehende Abkühlung eines überhitzten Kühlmittels erforderlich ist. Hierdurch wird das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert. The usual for the coolant system inexpensive components are used. Furthermore the cooling capacity can be increased very spontaneously, because with the Transition from a low to a higher cooling capacity no previous cooling of an overheated coolant is required. This will change the operating behavior of the Internal combustion engine improved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are in Subclaims specified.

So wird vorgeschlagen, dass die Drehzahl der Kühlmittelpumpe vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängt. Dies hat den Vorteil, dass die Temperatur der Brennkraftmaschine bzw. der Brennraumwand auf einfache Art und Weise an den jeweiligen Betriebszustand angepasst werden. So it is suggested that the speed of the Coolant pump from the operating state of the internal combustion engine depends. This has the advantage that the temperature of the Internal combustion engine or the combustion chamber wall in a simple way and adapted to the respective operating state become.

Im Schichtbetrieb ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Temperatur der Brennraumwand höher ist, da hierdurch eine bessere Verbrennung des Kraftstoffes stattfindet, was einen geringeren Kraftstoffverbrauch zur Folge hat. Ferner werden auch die HC- und CO-Rohemissionen verringert. Daher wird auch vorgeschlagen, dass im Schichtbetrieb die Drehzahl der Kühlmittelpumpe niedriger ist als im Homogenbetrieb. In shift operation, for example, it is advantageous if the temperature of the combustion chamber wall is higher because of this better fuel combustion takes place what results in lower fuel consumption. Further HC and CO raw emissions are also reduced. Therefore it is also proposed that the The coolant pump speed is lower than in Homogeneous operation.

Der Einfluss der Brennraumwandtemperatur auf das Emissions- und Verbrauchsverhalten der Brennkraftmaschine ist im Homogenbetrieb weniger stark als im Schichtbetrieb. Die Kühlmittelpumpe kann daher im Homogenbetrieb mit konstanter Drehzahl betrieben werden, was die Ansteuerung der Kühlmittelpumpe vereinfacht. Ferner kann eine preiswertere Kühlmittelpumpe verwendet werden, da die Anforderungen an die Drehzahldynamik der Kühlmittelpumpe geringer sind. The influence of the combustion chamber wall temperature on the emission and consumption behavior of the internal combustion engine is in Homogeneous operation less than in shift operation. The Coolant pump can therefore operate in constant mode with constant Speed are operated, which is the control of the Coolant pump simplified. Furthermore, a cheaper one Coolant pump can be used because of the requirements the speed dynamics of the coolant pump are lower.

Vorteilhaft ist auch, wenn die Kühlmittelpumpe nach dem Starten der Brennkraftmaschine grundsätzlich mit geringer Drehzahl betrieben wird. Dies ermöglicht es, beim Kaltstart die optimale Temperatur der Brennraumwand schon zu einem frühen Zeitpunkt zu erreichen, wodurch wiederum der Kraftstoffverbrauch und die Emissionen reduziert werden. Da die Temperatur der Brennraumwand, die zum erstmaligen Einschalten des Schichtbetriebs nötig ist, in einem solchen Fall relativ frühzeitig erreicht wird, werden die allgemeinen Vorteile des Schichtbetriebs bereits kurz nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine nutzbar gemacht. It is also advantageous if the coolant pump after Basically starting the internal combustion engine with less Speed is operated. This makes it possible to do a cold start the optimal temperature of the combustion chamber wall to reach early point in time, which in turn leads to the Fuel consumption and emissions are reduced. There the temperature of the combustion chamber wall, the first time Switching on shift operation is necessary in such The case will be reached relatively early general advantages of shift operation shortly after made cold start of the internal combustion engine usable.

Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, dass die Drehzahl der Kühlmittelpumpe von der Drehzahl einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abhängt. Dies ist steuer- bzw. regelungstechnisch einfach zu realisieren. Alternatively or in addition, it is possible that the Speed of the coolant pump from the speed of one Crankshaft of the internal combustion engine depends. This is easy to implement in terms of control technology.

Wiederum zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Drehzahl der Kühlmittelpumpe auch von der Temperatur des Kühlmittels abhängen. Auch dies ist über einen Temperatursensor einfach zu realisieren. Again, additionally or alternatively, the Speed of the coolant pump also from the temperature of the Detach coolant. This is also about one Easy to implement temperature sensor.

Gleiches gilt auch für jene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher die Drehzahl der Kühlmittelpumpe von der Temperatur mindestens eines Bereichs der Brennraumwand abhängt. The same also applies to further training in the inventive method, in which the speed of the Coolant pump at least one temperature Area of the combustion chamber wall.

In beiden vorgenannten Fällen wird besonders bevorzugt, wenn eine Solldrehzahl der Kühlmittelpumpe über eine Kennlinie oder ein Kennfeld bestimmt wird. Eine solche Kennlinie oder ein solches Kennfeld sind einfach zu programmieren und ermöglichen die Berücksichtigung mehrerer Betriebsgrößen. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise immer die optimale Drehzahl der Kühlmittelpumpe vorgegeben. In both of the above cases, it is particularly preferred if a target speed of the coolant pump over a Characteristic curve or a map is determined. Such Characteristic curve or such a map are simply too program and allow the consideration of several Farm sizes. This makes it easy always the optimal speed of the coolant pump.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Dabei wird besonders bevorzugt, wenn es auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash/Memory, abgespeichert ist. The invention also relates to a computer program which is suitable for performing the above method if it is running on a computer. It becomes special preferred if it is on a memory, especially on a flash / memory.

Die Erfindung betrifft ferner ein Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Um die Brennkraftmaschine optimal betreiben und gleichzeitig preiswert herstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Steuer- und/oder Regelgerät einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm der obigen Art abgespeichert ist. The invention further relates to a control and / or Control device for operating an internal combustion engine. To the Operate internal combustion engine optimally and at the same time To be able to manufacture inexpensively, it is proposed that the control and / or regulating device comprises a memory which a computer program of the above type is stored.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine, mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche so angeordnet ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Brennraum so einspritzen kann, dass er dort geschichtet vorliegt, mit einer Kühlmittelpumpe und mit einer Kühlmittelleitung, welche in einer den Brennraum wenigstens bereichsweise begrenzenden Wand vorhanden ist. The invention further relates to an internal combustion engine, with a fuel injector, which so is arranged to put fuel directly into the combustion chamber can inject so that it is layered there with a coolant pump and with a coolant line, which in at least some areas of the combustion chamber bounding wall is present.

Um eine solche Brennkraftmaschine emissions- und verbrauchsoptimal betreiben und gleichzeitig preiswert herstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Kühlmittelpumpe mit einem Elektromotor verbunden und von diesem angetrieben ist und dass ihre Drehzahl in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine eingestellt werden kann. To such an internal combustion engine emissions and Operate optimally while being economical To be able to manufacture, it is proposed that the Coolant pump connected to an electric motor and by this is driven and that their speed in Dependence on at least one company size Internal combustion engine can be adjusted.

Dabei wird besonders bevorzugt, wenn die Kühlmittelpumpe mit einem Steuer- und/oder Regelgerät der obigen Art verbunden ist. It is particularly preferred if the coolant pump with a control and / or regulating device of the above type connected is.

drawing

Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen: Below is a particularly preferred one Embodiment of the invention with reference to the enclosed drawing explained in detail. In the drawing demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine; Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine.

Fig. 2 ein Diagramm, in dem, jeweils über der Zeit, die Betriebsart, die Drehzahl einer Kurbelwelle, die Drehzahl einer Kühlmittelpumpe und ein Kühlmittelstrom der Brennkraftmaschine von Fig. 1 aufgetragen sind; und FIG. 2 shows a diagram in which, in each case over time, the operating mode, the speed of a crankshaft, the speed of a coolant pump and a coolant flow of the internal combustion engine from FIG. 1 are plotted; and

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, welches die betriebsartenabhängige Ansteuerung der Kühlmittelpumpe der Brennkraftmaschine von Fig. 1 zeigt. Fig. 3 is a flowchart showing the mode-dependent control of the coolant pump of the internal combustion engine of FIG. 1,.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In Fig. 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst mehrere Zylinder, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist, welcher das Bezugszeichen 12 trägt. In dem Zylinder 12 ist ein Kolben 14 geführt. Dieser arbeitet auf eine Kurbelwelle 16. Deren Drehzahl wird von einem Drehzahlsensor 17 erfasst. In Fig. 1 oberhalb des Kolbens 14 ist ein Brennraum 18 vorhanden. Dieser wird radial von einer Wand 20 und in Fig. 1 nach oben hin von einem Zylinderkopf 22 begrenzt. In Fig. 1, an internal combustion engine is identified overall by reference numeral 10. It comprises a plurality of cylinders, only one of which is shown in FIG. 1 and which bears the reference number 12 . A piston 14 is guided in the cylinder 12 . This works on a crankshaft 16 . Their speed is detected by a speed sensor 17 . A combustion chamber 18 is present in FIG. 1 above the piston 14 . This is delimited radially by a wall 20 and in FIG. 1 at the top by a cylinder head 22 .

Die Wand 20 und der Zylinderkopf 22 werden von Kühlmittelleitungen 24 durchsetzt. Kraftstoff wird in den Brennraum 18 direkt von einem im Zylinderkopf 22 angeordneten Injektor 26 eingespritzt. Der eingespritzte Kraftstoff wird von einer Zündkerze 28 entzündet. Die Temperatur des Zylinderkopfs 22 wird von einem Temperatursensor 30 erfasst. The wall 20 and the cylinder head 22 are penetrated by coolant lines 24 . Fuel is injected into the combustion chamber 18 directly by an injector 26 arranged in the cylinder head 22 . The injected fuel is ignited by a spark plug 28 . The temperature of the cylinder head 22 is detected by a temperature sensor 30 .

Dem Brennraum 18 wird Verbrennungsluft durch ein Einlassrohr 32 zugeführt. Dieses ist mit dem Brennraum 18 über ein nicht dargestelltes Einlassventil verbunden. Im Einlassrohr 32 ist eine Drosselklappe 34 angeordnet, welche von einem Stellmotor 36 bewegt werden kann. Die durch das Einlassrohr 32 in den Brennraum 18 gelangende Luftmenge wird von einem Heißfilmsensor ("HFM-Sensor") 38 gemessen. Combustion air is supplied to the combustion chamber 18 through an inlet pipe 32 . This is connected to the combustion chamber 18 via an inlet valve, not shown. A throttle valve 34 , which can be moved by a servomotor 36 , is arranged in the inlet pipe 32 . The amount of air entering the combustion chamber 18 through the inlet pipe 32 is measured by a hot film sensor ("HFM sensor") 38 .

Die Verbrennungsabgase werden aus dem Brennraum 18 in ein Abgasrohr 40 geleitet. Dieses ist mit dem Brennraum 18 über ein nicht dargestelltes Auslassventil verbunden. Im Abgasrohr 40 ist ein Katalysator 42 vorhanden. Eine Lambda- Sonde 44 erfasst die Gemischzusammensetzung. The combustion exhaust gases are conducted from the combustion chamber 18 into an exhaust pipe 40 . This is connected to the combustion chamber 18 via an exhaust valve, not shown. A catalytic converter 42 is present in the exhaust pipe 40 . A lambda probe 44 detects the mixture composition.

Die Kühlmittelleitungen 24 in der Wand 20 und im Zylinderkopf 22 sind einlassseitig mit einem Kühler 46 und ferner mit einer Kühlmittelpumpe 48 verbunden. Diese wird von einem Elektromotor 50 angetrieben. Die Temperatur des Kühlmittels wird von einem Temperatursensor 52 erfasst. The coolant lines 24 in the wall 20 and in the cylinder head 22 are connected on the inlet side to a cooler 46 and also to a coolant pump 48 . This is driven by an electric motor 50 . The temperature of the coolant is detected by a temperature sensor 52 .

Kraftstoff wird dem Injektor 26 von einem Kraftstoffsystem 54 zugeführt. Dieses umfasst mehrere, in Fig. 1 nicht dargestellte Komponenten, wie beispielsweise einen Kraftstoffbehälter, eine Vorförder- und eine Hauptförderpumpe, sowie eine Kraftstoff-Sammelleitung ("rail"), in der der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist und an die wiederum der Injektor 26 angeschlossen ist. Die Zündkerze 28 wiederum ist mit einem Zündsystem 56 verbunden, welches die für eine Zündung erforderliche Energie bereitstellt. Fuel is supplied to injector 26 from a fuel system 54 . This includes several components, not shown in FIG. 1, such as a fuel tank, a pre-feed and a main feed pump, as well as a fuel manifold ("rail") in which the fuel is stored under high pressure and to which the injector in turn 26 is connected. The spark plug 28 is in turn connected to an ignition system 56 , which provides the energy required for ignition.

Die Brennkraftmaschine 10 umfasst ferner ein Steuer- und Regelgerät 58. Mit ihm werden verschiedene Funktionen der Brennkraftmaschine 10 gesteuert und geregelt. Hierzu ist das Steuer- und Regelgerät eingangsseitig mit dem Temperatursensor 30 am Zylinderkopf 22, mit dem Drehzahlsensor 17 an der Kurbelwelle 16, mit der Lambda- Sonde 44 im Abgasrohr 40, mit dem HFM-Sensor 38 im Einlassrohr 32, mit dem Temperatursensor 52 im Bereich des Kühlers 46, und mit einem Stellungsgeber 60 eines Gaspedals 62 verbunden. Ausgangsseitig ist das Steuer- und Regelgerät 58 Signale mit dem Elektromotor 50, welcher die Kühlmittelpumpe 48 antreibt, dem Stellmotor 36, welcher die Drosselklappe 34 verstellt, das Zündsystem 56 und dem Injektor 26 verbunden. The internal combustion engine 10 further includes a control and regulating device 58 . Various functions of internal combustion engine 10 are controlled and regulated with it. For this purpose, the control and regulating device is on the input side with the temperature sensor 30 on the cylinder head 22 , with the speed sensor 17 on the crankshaft 16 , with the lambda sensor 44 in the exhaust pipe 40 , with the HFM sensor 38 in the inlet pipe 32 , with the temperature sensor 52 in Area of the cooler 46 , and connected to a position transmitter 60 of an accelerator pedal 62 . On the output side, the control and regulating device 58 is connected to the electric motor 50 , which drives the coolant pump 48 , the servomotor 36 , which adjusts the throttle valve 34 , the ignition system 56 and the injector 26 .

Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert:
Der Injektor 26 ist so angeordnet und der Brennraum 18 ist so ausgebildet, dass je nach Zeitpunkt, zu dem der Injektor 26 Kraftstoff in den Brennraum 18 einspritzt, der Kraftstoff im Brennraum 18 geschichtet oder homogen vorliegt. In dem Fall, dass der Kraftstoff im Brennraum geschichtet vorliegt ("Schichtbetrieb"), ist im Wesentlichen nur im Bereich der Zündkerze 28 Kraftstoff vorhanden, wohingegen im restlichen Brennraum 18 nur wenig oder überhaupt kein Kraftstoff vorhanden ist. Im Schichtbetrieb arbeitet die Brennkraftmaschine vorwiegend im Leerlauf und bei Teillast. The operation of the internal combustion engine 10 will now be explained with reference to FIGS. 2 and 3:
The injector 26 is arranged and the combustion chamber 18 is designed such that, depending on the point in time at which the injector 26 injects fuel into the combustion chamber 18 , the fuel in the combustion chamber 18 is stratified or homogeneous. In the event that the fuel is stratified in the combustion chamber ("stratified operation"), fuel is essentially only present in the area of the spark plug 28 , whereas there is little or no fuel in the rest of the combustion chamber 18 . In shift operation, the internal combustion engine mainly works at idle and at partial load.

Ist der Kraftstoff im Brennraum 18 homogen verteilt ("Homogenbetrieb"), ist im Wesentlichen im gesamten Brennraum 18 ein zündfähiges Gemisch vorhanden. Diese Betriebsart wird vor Allem bei Volllast und hohen Drehzahlen gewählt. Möglich ist auch ein kombinierter Betrieb der Brennkraftmaschine 10, bei dem beispielsweise während eines Arbeitstaktes zunächst eine Homogeneinspritzung und anschließend eine Schichteinspritzung erfolgt. If the fuel is distributed homogeneously in the combustion chamber 18 (“homogeneous operation”), an ignitable mixture is essentially present in the entire combustion chamber 18 . This operating mode is mainly selected at full load and high speeds. Combined operation of the internal combustion engine 10 is also possible, in which, for example, first a homogeneous injection and then a stratified injection take place during a work cycle.

Insbesondere im Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine 10 ist es vorteilhaft, wenn die Wand 20 und der Zylinderkopf 22 der Brennkraftmaschine 10 eine hohe Temperatur aufweisen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird dies dadurch erreicht, dass während des Schichtbetriebs der Brennkraftmaschine 10 die Drehzahl ncp der Kühlmittelpumpe 48 relativ gering gehalten wird. Somit ist auch der durch die Kühlmittelleitungen 24 strömende Kühlmittelstrom dmcp/dt langsam, so dass nur vergleichsweise wenig Wärme von der Wand 20 bzw. dem Zylinderkopf 22 an das in den Kühlmittelleitungen 24 strömende Kühlmittel übertragen wird. In shift operation of internal combustion engine 10 in particular, it is advantageous if wall 20 and cylinder head 22 of internal combustion engine 10 are at a high temperature. As can be seen from FIG. 2, this is achieved in that the rotational speed ncp of the coolant pump 48 is kept relatively low during the stratified operation of the internal combustion engine 10 . Thus, the coolant flow dmcp / dt flowing through the coolant lines 24 is also slow, so that only comparatively little heat is transferred from the wall 20 or the cylinder head 22 to the coolant flowing in the coolant lines 24 .

Wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird dabei unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine 10 die Drehzahl ncp der Kühlmittelpumpe 48 besonders niedrig gehalten, um eine schnelle Erwärmung der Wand 20 und des Zylinderkopfs 22 der Brennkraftmaschine 10 zu ermöglichen. Der Zeitraum, in dem die Drehzahl ncp der Kühlmittelpumpe 48 derartig niedrig gehalten wird, ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 64 gekennzeichnet. As can also be seen from FIG. 2, the speed ncp of the coolant pump 48 is kept particularly low immediately after the start of the internal combustion engine 10 in order to enable rapid heating of the wall 20 and the cylinder head 22 of the internal combustion engine 10 . The time period in which the speed ncp of the coolant pump 48 is kept so low is identified in FIG. 2 by the reference number 64 .

Nach diesem Zeitraum 64 wird die Drehzahl ncp der Kühlmittelpumpe 48 in Abhängigkeit von der Drehzahl nmot der Kurbelwelle 16 der Brennkraftmaschine 10, sowie abhängig von der vom Temperatursensor 30 ermittelten Zylinderkopftemperatur und der vom Temperatursensor 52 ermittelten Kühlmitteltemperatur eingestellt. Hierzu ist im Steuer- und Regelgerät 58 ein Kennfeld abgelegt, welches einen Sollwert für die Drehzahl ncp der Kühlmittelpumpe 48 in Abhängigkeit der besagten Betriebsgrößen erzeugt. Im Homogenbetrieb, also bei höheren Drehzahlen nmot der Brennkraftmaschine 10, wird die Kühlmittelpumpe 48 mit konstanter und vergleichsweise hoher Drehzahl betrieben. After this period 64 , the speed ncp of the coolant pump 48 is set as a function of the speed nmot of the crankshaft 16 of the internal combustion engine 10 , as well as depending on the cylinder head temperature determined by the temperature sensor 30 and the coolant temperature determined by the temperature sensor 52 . For this purpose, a map is stored in the control and regulating device 58 , which generates a setpoint for the speed ncp of the coolant pump 48 as a function of the said operating variables. In homogeneous operation, that is, at higher speeds nmot of the internal combustion engine 10 , the coolant pump 48 is operated at a constant and comparatively high speed.

Die Ansteuerung der Kühlmittelpumpe 48 erfolgt gemäß einem Verfahren, welches als Computerprogramm im Steuer- und Regelgerät 58 abgespeichert ist (vgl. Fig. 3). Nach einem Startblock 66 wird in einem Block 68 geprüft, in welcher Betriebsart die Brennkraftmaschine 10 betrieben wird. Dies hängt u. a. von der Drehzahl nmot der Kurbelwelle 16 und vom Drehmomentwunsch ab, welcher vom Stellungsgeber 60 des Gaspedals 62 abgegriffen wird. The coolant pump 48 is activated in accordance with a method which is stored as a computer program in the control and regulating device 58 (cf. FIG. 3). After a start block 66 , it is checked in a block 68 in which operating mode the internal combustion engine 10 is operated. This depends, among other things, on the rotational speed nmot of the crankshaft 16 and on the torque request which is picked up by the position transmitter 60 of the accelerator pedal 62 .

Befindet sich die Brennkraftmaschine 10 in der Betriebsart "Schicht", wird im Block 70 abgefragt, ob die Temperatur TZYL des Zylinderkopfs 22, welche vom Temperatursensor 30 erfasst wird, einen Grenzwert G überschritten hat. Ist dies nicht der Fall, wird im Block 72 die Drehzahl ncp der Kühlmittelpumpe 48 über ein Kennfeld bestimmt, in welches als Betriebsgrößen die Drehzahl nmot der Kurbelwelle 16, die Temperatur TZYL des Zylinderkopfs 22 und die Temperatur TCF des Kühlmittels eingehen. If the internal combustion engine 10 is in the “shift” operating mode, a query is made in block 70 as to whether the temperature TZYL of the cylinder head 22 , which is detected by the temperature sensor 30 , has exceeded a limit value G. If this is not the case, the speed ncp of the coolant pump 48 is determined in a map in block 72, which includes the speed nmot of the crankshaft 16 , the temperature TZYL of the cylinder head 22 and the temperature TCF of the coolant as operating variables.

Wird im Block 70 dagegen festgestellt, dass die Temperatur TZYL des Zylinderkopfs 22 den Grenzwert G bereits überschritten hat, wird im Block 74 die Drehzahl ncp der Kühlmittelpumpe 48 auf einen konstanten Wert C1 eingestellt. Bei dieser Drehzahl ist in jedem Falle sichergestellt, dass der Zylinder 12 so stark gekühlt wird, dass an ihm keine Schäden auftreten. If, on the other hand, it is determined in block 70 that the temperature TZYL of the cylinder head 22 has already exceeded the limit value G, the speed ncp of the coolant pump 48 is set to a constant value C1 in block 74 . At this speed, it is ensured in any case that the cylinder 12 is cooled to such an extent that no damage occurs to it.

Wird im Block 68 festgestellt, dass die Brennkraftmaschine 10 nicht im Schichtbetrieb arbeitet, sondern dass die Betriebsart "Homogen" vorliegt, wird im Block 76 die Drehzahl ncp der Kühlmittelpumpe 48 auf einen konstanten Wert C2 eingestellt. Das Programm endet in einem Endblock 78. If it is determined in block 68 that the internal combustion engine 10 is not operating in stratified mode, but that the "homogeneous" operating mode is present, the speed ncp of the coolant pump 48 is set to a constant value C2 in block 76 . The program ends in an end block 78 .

Claims

1. Method for operating an internal combustion engine ( 10 ) with direct injection, in which at least part of the fuel can be injected into a combustion chamber ( 18 ) of the internal combustion engine ( 10 ) in such a way that it is stratified there, and in which the combustion chamber is cooled ( 18 ) at least in some areas bounding wall ( 20 , 22 ) by a coolant which flows through the wall ( 20 , 22 ) at least in some areas, characterized in that the coolant is conveyed by an electrically driven coolant pump ( 48 ) and the speed (ncp ) the coolant pump ( 48 ) depends on at least one operating variable (layer, homogeneous, nmot, TZYL, TCF) of the internal combustion engine ( 10 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the speed (ncp) of the coolant pump ( 48 ) depends on the operating state (layer, homogeneous) of the internal combustion engine.

3. The method according to claim 2, characterized in that the speed (ncp) of the coolant pump ( 48 ) in shift operation (shift) is lower than in homogeneous operation (homogeneous).

4. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the coolant pump ( 48 ) is operated in homogeneous mode (homogeneous) at constant speed (C2).

5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the coolant pump ( 48 ) is basically operated at low speed (ncp) after starting the internal combustion engine ( 10 ).

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the speed (ncp) of the coolant pump ( 48 ) depends on the speed (nmot) of a crankshaft ( 16 ) of the internal combustion engine ( 10 ).

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the speed (ncp) of the coolant pump ( 48 ) depends on the temperature (TCF) of the coolant.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the speed (ncp) of the coolant pump ( 48 ) depends on the temperature (TZYL) of at least one area ( 22 ) of the combustion chamber wall.

9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that a target speed (nscp) of the coolant pump ( 48 ) is determined via a characteristic curve or a map ( 72 ).

10. Computer program, characterized in that it is used for Carrying out the method according to one of the preceding Claims is appropriate when it is on a computer is performed.

11. Computer program according to claim 10, characterized characterized it on a store, in particular on a flash memory.

12. Control and / or regulating device ( 58 ) for operating an internal combustion engine ( 10 ), characterized in that it comprises a memory on which a computer program according to one of claims 10 or 11 is stored.

13. Internal combustion engine ( 10 ), with a fuel injection device ( 26 ) which is arranged so that it can inject fuel directly into the combustion chamber ( 18 ) so that it is stratified there, with a coolant pump ( 48 ), and with a coolant line ( 24 ) which is present in a wall ( 20 , 22 ) delimiting the combustion chamber ( 18 ) at least in some areas, characterized in that the coolant pump ( 48 ) is connected to and driven by an electric motor ( 50 ), and in that its speed (nmot) can be set as a function of at least one operating variable (layer, homogeneous, nmot, TZYL, TCF) of the internal combustion engine ( 10 ).

14. Internal combustion engine ( 10 ) according to claim 13, characterized in that the coolant pump ( 48 ) is connected to a control and / or regulating device ( 58 ) according to claim 12.