AT518636B1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine für ein fahrzeug - Google Patents

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AT518636B1 ATA50449/2016A AT504492016A AT518636B1 AT 518636 B1 AT518636 B1 AT 518636B1 AT 504492016 A AT504492016 A AT 504492016A AT 518636 B1 AT518636 B1 AT 518636B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) für ein Fahrzeug, welche zumindest ein Einlassventil und zumindest ein Auslassventil pro Zylinder (2) aufweist, wobei in zumindest einem Motorbetriebsbereich mittels einer Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung (5) Abgasenergie im Abgasstrang (4a) in zumindest einem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine (1) rückgewonnen wird und insbesondere in elektrische Energie umgewandelt wird. Um auch während des Motorbremsbetriebes eine Abgaswärmerückgewinnung mit hohem Wirkungsgrad zu ermöglichen ist vorgesehen, dass bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung eine Dekompressionsbremseinrichtung aktiviert wird, wobei die Steuerzeiten der Einlassventile und/oder Auslassventile der Brennkraftmaschine (1) so verstellt werden, dass die Abgastemperatur und/oder die Enthalpie im Abgasstrang (4a) maximiert wird, wobei während des Motorbremsbetriebes mittels der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung (5) Abgasenergie im Abgasstrang (4a) rückgewonnen wird.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug, welche zumindest ein Einlassventil und zumindest ein Auslassventil pro Zylinder aufweist, wobei in zumindest einem Motorbetriebsbereich mittels einer Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung Abgasenergie im Abgasstrang in zumindest einem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine rückgewonnen wird, und insbesondere in elektrische Energie umgewandelt wird, wobei bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung eine Dekompressionsbremseinrichtung aktiviert und während des Motorbremsbetriebes mittels der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung Abgasenergie im Abgasstrang rückgewonnen wird.
[0002] Bekannte Straßen-Nutzfahrzeuge haben üblicherweise mehrere Motor-Bremssysteme, wie Dekompressionsbremsen („Jake Brake“), Motorstaubremsen, hydrodynamische oder elektrodynamische Dauerbremsen (Retarder). Abhängig von der geforderten Bremsleistung können die Bremssysteme typischerweise für sich alleine oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.
[0003] Als Dekompressionsbremsen ausgebildete Motorbremsen stellen Dauerbremse dar, die in den Motor integriert sind. Die Idee, das Auslassventil beim Verdichtungstakt mit einem kleinen Spalt offen zu halten, ist bekannt und wurde beispielsweise von den Firmen MACK TRUCKS INC. und JACOBS VEHICLE EQUIPMENT CO. bereits verwirklicht.
[0004] MACK hat dies in der Zeitschrift „Automotive Industries“ vom 15. 2. 1971 auf den Seiten 49 bis 52 veröffentlicht sowie im SAE Paper 710557 beschrieben. Hierbei handelt es sich um ein Ventil auf der Kipphebelachse, welches den Öldruck in zwei Ölbohrungen der Kipphebelachse so steuert, dass ein hydraulisches Element beim Einsetzen der Motorbremse sich ausdehnt und hydraulisch steif wird, wodurch das Auslassventil auch während der Berührung zwischen der Stößelstange und dem Grundkreis des Nockens offengehalten wird.
[0005] Ein ähnliches System, nämlich die Motorbremse von JACOBS wird im SAE Paper Nr. 922448 beschrieben. Bei dieser Ausführung drückt ein hydraulisches Element direkt bzw. über eine Ventilbrücke auf das oder die Auslassventile eines Zylinders.
[0006] Als Dekompressionsbremsen ausgebildete Motorbremseinrichtungen können nach dem Vierttaktverfahren oder dem Zweitaktverfahren arbeiten. Eine Gegenüberstellung und ein Vergleich beider Verfahren ist dem SAE-Paper 2013-01-0586 vom 8. April 2013 zu entnehmen. Während beim Viertakt-Bremsverfahren nur bei jeder zweiten Kurbelumdrehung die Dekompressionsbremse ihre Bremswirkung entfaltet, wird beim Zweitakt-Bremsverfahren die gespeicherte Kompressionsenergie bei jeder oberen Totpunkt-Stellung des Kolbens freigesetzt, wodurch die Motorbremsleistung wesentlich gesteigert werden kann.
[0007] Die DE 10 2005 033 163 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Motorbremseinrichtung, bei der zusätzlich zu Einlass- und Auslassventilen pro Zylinder ein Bremsventil vorgesehen ist, welches in ein gemeinsames Brems-Rail einmündet. Das Bremsventil wird vor, zu Beginn und/oder während der Kompressionsphase des Zylinders zumindest einmal geöffnet, wobei die Bremsleistung der Motorsteuereinrichtung durch Verändern der Steuerzeiten des Bremsventils gesteuert wird. Beispielsweise wird das Bremsventil zwischen etwa 180° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstaktes bis etwa 360° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstaktes geöffnet.
[0008] Weiters ist es bekannt Abgaswärmerückgewinnungssysteme (WHR-Waste Heat Recovery) einzusetzen, um Abgasenergie in mechanische oder elektrische Energie umzuwandeln. Derartige Abgaswärmerückgewinnungssysteme arbeiten beispielsweise nach dem organischen Rankine Zyklus (ORC) und weisen einen Verdichter, einen Wärmetauscher, einen Expander und einen Kühler auf. Der Expander ist beispielsweise mit einem Generator verbunden um elektrische Energie zu gewinnen oder mechanisch mit dem Antriebsstrang gekoppelt um mechanische Antriebsenergie zur Verfügung zu stellen. Insbesondere bei mechanischer Nutzung der Abgaswärme ist der Expander und/oder der Wärmetauscher innerhalb des geschlos senen ORC-Kreises über eine Bypassleitung umgehbar, um während des Motorbremsbetriebes die Antriebsleistung zu reduzieren. Während des Motorbremsbetriebes bleibt somit die Abgaswärmerückgewinnung außer Funktion oder arbeitet mit schlechtem Wirkungsgrad. Abgaswärmerückgewinnungssysteme für Brennkraftmaschinen, bei denen jeweils der Expander über eine Bypassleitung umgehbar ist, sind beispielsweise aus den Veröffentlichungen US 2015 377 077 A, US 2016 076 403 A, JP2013181394 A2, JP2013096322 A2 oder JP2008231980 A2 bekannt.
[0009] Die Veröffentlichung DE 10 2015 007 104 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer Abwärmenutzungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, wobei die Abwärmenutzungsvorrichtung einen Rankine-Kreislauf nach Art eines Clausius-Rankine-Kreisprozesses umfasst, in welchem ein Arbeitsmedium zirkuliert. Der Rankine-Kreislauf umfasst eine Arbeitsmediumfördereinrichtung, zumindest einen Verdampfer, einen Expander und einen Kondensator. Der Verdampfer ist mit einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine und der Kondensator mit einem Kühlkreislauf thermisch gekoppelt. Die Arbeitsmediumfördereinrichtung wird in Abhängigkeit mindestens eines Parameters des Antriebsstranges und/oder zumindest einer Bremsvorrichtung und/oder einer Navigationseinrichtung des Fahrzeuges gesteuert oder geregelt. Bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung werden Auslassventile während einer Verdichtung geschlossen und/oder am Ende des Verdichtungstaktes kurz geöffnet. Dabei wird mittels der Abwärmenutzungsvorrichtung Abgasenergie im Abgasstrang rückgewonnen. Es wird dabei ein hoher Wirkungsgrad angestrebt, allerdings erfolgt dies mit relativ hohem Rechenaufwand durch prädiktive Eingriffe bei der Verdampferregelung, wodurch Überschwinger bei Temperatur und Druck im Rankine-Kreislauf verringert werden und der Rankine-Kreislauf heißer und näher an den Grenzwerten betrieben werden kann. Auch bei der Regelung der Kühlung des Kondensators werden prädiktive Eingriffe umgesetzt. All dies ist mit vergleichsweise hohem Aufwand verbunden.
[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und auch während des Motorbremsbetriebes eine Abgaswärmerückgewinnung mit hohem Wirkungsgrad und geringem Aufwand zu ermöglichen.
[0011] Erdfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass bei der Anforderung der Motorbremsleistung die Steuerzeiten der Einlassventile und/oder Auslassventile der Brennkraftmaschine so verstellt werden, dass die Abgastemperatur und/oder die Enthalpie im Abgasstrang maximiert wird.
[0012] Während des Motorbremsbetriebes werden also die Steuerzeiten der Einlass- und Auslassventile so verstellt, dass eine hohe Abgastemperatur erreicht wird. Darüber hinaus wird auch eine Maximierung der Enthalpie angestrebt. Dies ermöglicht ein hohes Energieniveau im Abgas, welches dem Abgaswärmerückgewinnungssystem zur Verfügung steht.
[0013] Zur Verzögerung des Fahrzeuges wird also primär die Dekompressionsbremseinrichtung verwendet. Erst wenn diese nicht ausreicht, um die angeforderte Bremsleistung abzudecken werden weitere Dauerbremseinrichtungen zugeschaltet, nämlich - vorzugsweise in dieser Reihenfolge - Abgastauklappe und hydrodynamische und/oder elektrodynamische Dauerbremseinrichtungen.
[0014] Weist das Abgaswärmerückgewinnungssystem einen über eine Umgehungsleitung umgehbaren Expander auf, so ist es vorteilhaft, die die Umgehungsleitung des Expanders vor oder während des Motorbremsbetriebes zu schließen, um einen maximalen Wirkungsgrad des Abgaswärmerückgewinnungssystems zu ermöglichen.
[0015] Abhängig von der Art der eingesetzten Dekompressionsbremseinrichtung und des Motorbremsverfahrens werden verschiedene Steuerzeiten eingestellt, um möglichst viel elektrischen Energie aus Abgasenergie zu gewinnen.
[0016] Bei einer nach dem Zweitakt-Bremsverfahren arbeitenden Brennkraftmaschine kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine die Steuerzeit zumindest eines Einlassventils so verstellt wird, dass ein erster Auslassventilöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 690° und 710° Kurbelwinkel bei einem ersten Auslassventilschließpunkt zwischen 180° und 210° Kurbelwinkel und weiters ein zweiter Auslassventilöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 270° und 300° Kurbelwinkel bei einem zweiten Auslassventilschließpunkt zwischen 390° und 420° Kurbelwinkel liegt.
[0017] Bei einer weiteren nach einem Zweitakt-Motorbremsverfahren arbeitenden Brennkraftmaschinen ist es für eine gute Rückgewinnung der Abgaswärme vorteilhaft, wenn die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils und/oder Einlassventils so verstellt wird, dass ein erster Auslassöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 480° und 520° Kurbelwinkel bei einem ersten Auslassschließpunkt zwischen 620° und 640° Kurbelwinkel und ein zweiter Auslassöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 660° und 680° Kurbelwinkel bei einem zweiten Auslassschließpunkt zwischen 40° und 80° Kurbelwinkel und ein erster Einlassöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 30° und 60° Kurbelwinkel bei einem ersten Einlassschließpunkt zwischen 180° und 210° Kurbelwinkel und ein dritter Auslassöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 80° und 100° Kurbelwinkel bei einem dritten Auslassschließpunkt zwischen 260° und 280° Kurbelwinkel und ein vierter Auslassöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 290° und 310° Kurbelwinkel bei einem vierten Auslassschließpunkt zwischen 410° und 430° Kurbelwinkel und ein zweiter Einlassöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 390° und 420° Kurbelwinkel bei einem zweiten Einlassschließpunkt zwischen 580° und 610° Kurbelwinkel liegt.
[0018] Das Zweitakt-Bremsverfahren weist dabei folgende Arbeitstakte auf: Ansaugen bei geöffnetem Einlassventil, erstmaliges Komprimieren bei geschlossenen Einlass- und Auslassventilen, Öffnen zumindest eines Auslassventiles am Ende des ersten Kompressionstaktes, Expansion bei geöffnetem Auslassventil, zweites Komprimieren bei geschlossenen Ein- und Auslassventilen und Öffnen zumindest eines Auslassventiles am Ende des zweiten Kompressionstaktes.
[0019] Bei einer Brennkraftmaschine, bei der pro Zylinder zumindest ein Bremsventil vorgesehen ist, welches in einen gemeinsamen Druckbehälter mündet, wobei das Bremsventil im Motorbremsbetrieb vor, zu Beginn und/oder während der Kompressionsphase des Zylinders zumindest einmal geöffnet wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine die Steuerzeit zumindest eines Einlassventils so verstellt wird, dass der Bremsventilöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 520° und 560° Kurbelwinkel bei einem Bremsventilschließzeitpunkt zwischen 30° und 60° Kurbelwinkel liegt. Eine derartige Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der DE 10 2005 033 163 A1 bekannt.
[0020] Bei einer nach einem Viertakt-Motorbremsverfahren arbeitenden Brennkraftmaschinen kann ein vergleichsweise großer Anteil an Abgaswärmeenergie rückgewonnen werden, wenn bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils so verstellt wird, dass ein erster Auslassöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 660° und 690° Kurbelwinkel bei einem ersten Auslassschließpunkt zwischen 60° und 100° Kurbelwinkel und ein zweiter Auslassöffnungszeitpunkt im Bereich zwischen 470° und 500° Kurbelwinkel bei einem zweiten Auslassschließpunkt zwischen 600° und 650° Kurbelwinkel liegt.
[0021] Das Viertakt-Bremsverfahren weist dabei folgende Arbeitstakte auf: Ansaugen bei geöffnetem Einlassventil, Komprimieren bei geschlossenen Einlass- und Auslassventilen, Öffnen zumindest eines Auslassventiles am Ende des ersten Kompressionstaktes, Expansion bei geschlossenem Auslassventil, Ausstößen bei geöffnetem Auslassventil.
[0022] In jedem Fall ist gewährleistet, dass während des Motorbremsbetriebes ein hohes Niveau an Abgaswärme in elektrische oder pneumatische Energie umgewandelt werden kann. Dies wirkt sich unter anderem äußerst vorteilhaft auf den Kraftstoffverbrauch aus, da die Brennkraftmaschine nicht immer zum Auffüllen des elektrischen oder pneumatischen Speichers herangezogen werden muss.
[0023] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen [0024] Fig. 1 schematisch eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens und [0025] Fig. 2 bis 5 Ventilhubdiagramme für verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsva rianten.
[0026] Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1 für ein Nutzfahrzeug mit mehreren Zylindern 2, einem Einlasssystem 3 und einem Auslasssystem 4, sowie mit einem Wärmerückgewinnungssystem 5. Das nach dem organischen Rankine Kreislauf arbeitende Wärmerückgewinnungssystem 5 weist einen Verdichter 6, einen Wärmetauscher 7, einen Expander 8 und einen Kondensator 9 auf, wobei der Expander 8 über eine Umgehungsleitung 10 umgehbar ist. Die Strömung durch die Umgehungsleitung 10 wird durch ein Ventil 11 gesteuert. Der Wärmetauscher 7 ist mit dem Abgasstrang 4a des Auslasssystems 4 thermisch verbunden und so ausgebildet, dass Abgaswärme an das Arbeitsmedium des Wärmerückgewinnungssystems 5 übertragen werden kann.
[0027] Die Brennkraftmaschine 1 weist eine mit Bezugszeichen 20 angedeutete Dekompressionsbremseinrichtung auf, welche eine Motorbremsvorrichtung zur Verstellung der Auslass-und/oder Einlassventilsteuerzeit bzw. zur Betätigung eines separaten Bremsventils beinhaltet. Die Verstellung der Auslassventile bzw. Einlassventile bzw. die Betätigung eines Bremsventils kann beispielsweise über zusätzliche Bremsventilhebel erfolgen. Weiters weist die Brennkraftmaschine 1 eine im Abgasstrang 4a angeordnete Abgasstauklappe 21, sowie eine mit der Antriebswelle der Brennkraftmaschine 1 verbindbare hydrodynamische oder elektrodynamische Dauerbremseinrichtung 22 (Retarder) auf.
[0028] Wird durch den Fahrer des Nutzfahrzeuges eine Motorbremsleistung angefordert, so wird zuerst die Dekompressionsbremseinrichtung aktiviert, wobei die Steuerzeiten der Einlassventile und/oder Auslassventile der Brennkraftmaschine so verstellt werden, dass die Abgastemperatur und/oder die Enthalpie im Abgasstrang maximiert wird. Während des Motorbremsbetriebes wird mittels der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung Abgasenergie im Abgasstrang rückgewonnen.
[0029] Reicht die durch die Dekompressionseinrichtung zur Verfügung gestellte Motorbremsleistung nicht aus, so kann der Abgasstrom im Abgasstrang 4a mittels der Abgasstauklappe 21 gedrosselt und durch die Motorstaubremse eine zusätzliche Bremswirkung erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch die hydrodynamische bzw. elektrodynamische Dauerbremseinrichtung 22 aktiviert werden. Auf diese Weise lässt sich jede gewünschte Motorbremsleistung innerhalb des Auslegungsrahmens realisieren.
[0030] Die Verstellung der Steuerzeiten der Einlass- und/oder Auslassventile ist abhängig von der Art der eingesetzten Dekompressionsbremseinrichtung 20 und des verwendeten Motorbremsverfahrens.
[0031] In den Fig. 2 und 3 ist der Ventilhub h über dem Kurbelwinkel KW für Einlassventile I und Auslassventile E für zwei verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgetragen. In Fig. 3 ist zusätzlich der Ventilhub h der Bremsventile 12 eingezeichnet.
[0032] Fig. 2 zeigt ein Ventilhubdiagramm für einen Zweitakt-Bremsbetrieb wobei bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine 1 die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils E so verstellt wird, dass ein erster Auslassventilöffnungszeitpunkt E01 im Bereich zwischen 690° und 710° Kurbelwinkel KW bei einem ersten Auslassventilschließpunkt EC1 zwischen 180° und 210° Kurbelwinkel KW und weiters ein zweiter Auslassventilöffnungszeitpunkt E02 im Bereich zwischen 270° und 300° Kurbelwinkel KW bei einem zweiten Auslassventilschließpunkt EC2 zwischen 390° und 420° Kurbelwinkel KW liegt. Auf diese Weise wird bei jedem Kolbenhub ein Bremsarbeit durch Komprimieren des im Zylinder eingeschlossenen angesaugten Gases mit anschließender Dekompression geleistet, wobei die Temperatur des in den Abgasstrang 4a geschobenen Abgases möglichst hoch wird. Im Laufe zweier Kurbelwellenumdrehungen werden also ein erster Auslassventilhub E^ und einen zweiten Auslassventilhub E2 durchgeführt.
[0033] In Fig. 3 ist ein Ventilhubdiagramm für eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt, bei der pro Zylinder 2 ein in den Zylinder 2 mündendes separates Bremsventil 12 zum Steuern des Durch- flusses in der Bremsleitung 13 vorgesehen ist, wobei die Bremsleitungen 13 verschiedener Zylinder 2 in einen gemeinsamen Druckbehälter 14 münden (wie in Fig. 1 mit strichlierten Linien angedeutete ist). Jedes Bremsventil 12 wird im Motorbremsbetrieb vor, zu Beginn und/oder während zumindest einer Kompressionsphase des Zylinders 2 zumindest einmal geöffnet. Bei Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine 1 wird die Steuerzeit zumindest eines Bremsventils 12 so verstellt, dass der Bremsventilöffnungszeitpunkt BO im Bereich zwischen 520° und 560° Kurbelwinkel KW und der Bremsventilschließzeitpunkt BC zwischen 30° und 60° Kurbelwinkel KW liegt.
[0034] Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann bei einer weiteren nach dem Zweitakt-Motorbremsverfahren arbeitenden Brennkraftmaschine 1 zum Erreichen einer hohen Abgastemperatur bei gleichzeitig hoher Motorbremsleistung die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils und/oder Einlassventils so verstellt werden, dass ein erster Auslassöffnungszeitpunkt E01 im Bereich zwischen 480° und 520° Kurbelwinkel KW bei einem ersten Auslassschließpunkt EC1 zwischen 620° und 640° Kurbelwinkel KW und ein zweiter Auslassöffnungszeitpunkt E02 im Bereich zwischen 660° und 680° Kurbelwinkel KW bei einem Auslassschließpunkt EC2 zwischen 40° und 80° Kurbelwinkel KW und ein erster Einlassöffnungszeitpunkt 101 im Bereich zwischen 30° und 60° Kurbelwinkel bei einem Einlassschließpunkt IC1 zwischen 180° und 210° Kurbelwinkel KW und ein dritter Auslassöffnungszeitpunkt E03 im Bereich zwischen 80° und 100° Kurbelwinkel KW bei einem dritten Auslassschließpunkt EC3 zwischen 260° und 280° Kurbelwinkel KW und ein vierter Auslassöffnungszeitpunkt E04 im Bereich zwischen 290° und 310° Kurbelwinkel KW bei einem vierten Auslassschließpunkt EC4 zwischen 410° und 430° Kurbelwinkel KW und ein zweiter Einlassöffnungszeitpunkt I02 im Bereich zwischen 390° und 420° Kurbelwinkel KW bei einem zweiten Einlassschließpunkt IC2 zwischen 580° und 610° Kurbelwinkel KW liegt. Diese Bremssteuerzeiten ersetzen im Motorbremsbetrieb die Steuerzeiten E0 und l0 der Auslassventile bzw. Einlassventile im normalen Motorbetrieb der Brennkraftmaschine, welche außerhalb des Motorbremsbetriebes eingestellt werden. Im Laufe zweier Kurbelwellenumdrehungen werden also ein erster Auslassventilhub E1; ein zweiter Auslassventilhub E2, ein dritter Auslassventilhub E3, ein vierter Auslassventilhub E4, ein erster Einlassventilhub h und ein zweiter Einlassventilhub l2 durchgeführt.
[0035] Weiters kann bei einer nach einem Viertakt-Motorbremsverfahren arbeitenden Brennkraftmaschine 1 im Falle einer Motorbremsleistungsanforderung die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils so verstellt werden, dass ein erster Auslassöffnungszeitpunkt E01 im Bereich zwischen 660° und 690° Kurbelwinkel KW bei einem ersten Auslassschließpunkt EC1 zwischen 60° und 100° Kurbelwinkel KW und ein zweiter Auslassöffnungszeitpunkt E02 im Bereich zwischen 470° und 500° Kurbelwinkel KW bei einem Auslassschließpunkt EC2 zwischen 600° und 650° Kurbelwinkel KW liegt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Im Laufe zweier Kurbelwellenumdrehungen werden also ein erster Auslassventilhub Ei und ein zweiter Auslassventilhub E2 durchgeführt.
[0036] Bei jeder Ausführungsvariante ist gewährleistet, dass während des Motorbremsbetriebes mittels des Abgaswärmerückgewinnungssystems 5 ein hohes Niveau an Abgaswärme in elektrische Energie umgewandelt werden kann.

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) für ein Fahrzeug, welche zumindest ein Einlassventil und zumindest ein Auslassventil pro Zylinder (2) aufweist, wobei in zumindest einem Motorbetriebsbereich mittels einer Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung (5) Abgasenergie im Abgasstrang (4a) in zumindest einem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine (1) rückgewonnen wird und insbesondere in elektrische Energie umgewandelt wird, wobei bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung eine Dekompressionsbremseinrichtung aktiviert und während des Motorbremsbetriebes mittels der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung (5) Abgasenergie im Abgasstrang (4a) rückgewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anforderung der Motorbremsleistung die Steuerzeiten der Einlassventile und/oder Auslassventile der Brennkraftmaschine (1) so verstellt werden, dass die Abgastemperatur und/oder die Enthalpie im Abgasstrang (4a) maximiert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - bei Anforderung zusätzlicher Bremsleistung - der Abgasstrom im Abgasstrang mittels einer Abgasstauklappe (21) gedrosselt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - bei Anforderung zusätzlicher Bremsleistung - zusätzlich eine hydrodynamische und/oder elektrodynamische Dauerbremseinrichtung (22) aktiviert wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Abwärmerückgewinnungssystem (5) nach einem Kreisprozess - insbesondere einen ORC-Kreisprozess - arbeitet, und das Abwärmerückgewinnungssystem (5) zumindest einen über eine Umgehungsleitung (10) umgehbaren Expander (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während des Motorbremsbetriebes die Umgehungsleitung (10) des Expanders (8) geschlossen wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Brennkraftmaschine (1) nach dem Zweitakt-Motorbremsverfahren arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine (1) die Steuerzeit zumindest eines Einlassventils so verstellt wird, dass ein erster Auslassventilöffnungszeitpunkt (E01) im Bereich zwischen 690° und 710° Kurbelwinkel (KW) und ein erster Auslassventilschließpunkt (EC1) zwischen 180° und 210° Kurbelwinkel (KW), sowie ein zweiter Auslassventilöffnungszeitpunkt (E02) im Bereich zwischen 270° und 300° Kurbelwinkel (KW) und ein zweiter Auslassventilschließpunkt (EC2) zwischen 390° und 420° Kurbelwinkel (KW) liegt. (Fig. 2)
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei pro Zylinder (2) zumindest ein Bremsventil (12) vorgesehen ist, welches in einen gemeinsamen Druckbehälter (14) mündet, wobei das Bremsventil (12) im Motorbremsbetrieb vor, zu Beginn und/oder während zumindest einer Kompressionsphase des Zylinders (2) zumindest einmal geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine (1) die Steuerzeit zumindest eines Bremsventils (12) so verstellt wird, dass ein Bremsventilöffnungszeitpunkt (BO) im Bereich zwischen 520° und 560° Kurbelwinkel (KW) und ein Bremsventilschließzeitpunkt (BC) zwischen 30° und 60° Kurbelwinkel (KW) liegt. (Fig. 3)
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Brennkraftmaschine (1) nach dem Zweitakt-Motorbremsverfahren arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine (1) die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils und/oder Einlassventils so verstellt wird, dass ein erster Auslassöffnungszeitpunkt (E01) im Bereich zwischen 480° und 520° Kurbelwinkel (KW) und ein erster Auslassschließpunkt (EC1) zwischen 620° und 640° Kurbelwinkel (KW), ein zweiter Auslassöffnungszeitpunkt (E02) im Bereich zwischen 660° und 680° Kurbelwinkel (KW) und ein zweiter Auslassschließpunkt (EC2) zwischen 40° und 80° Kurbelwinkel (KW), ein erster Einlassöffnungszeitpunkt (101) im Bereich zwischen 30° und 60° Kurbelwinkel (KW), und ein erster Einlassschließpunkt (EC1) zwischen 180° und 210° Kurbelwinkel (KW), ein dritter Auslassöffnungszeitpunkt (E03)im Bereich zwischen 80° und 100° Kurbelwinkel (KW) und ein dritter Auslassschließpunkt (EC3) zwischen 260° und 280° Kurbelwinkel (KW), ein vierter Auslassöffnungszeitpunkt (E04) im Bereich zwischen 290° und 310° Kurbelwinkel (KW) und ein vierter Auslassschließpunkt (EC4) zwischen 410° und 430° Kurbelwinkel (KW), sowie ein zweiter Einlassöffnungszeitpunkt (I02) im Bereich zwischen 390° und 420° Kurbelwinkel (KW) und ein zweiter Einlassschließpunkt (IC2) zwischen 580° und 610° Kurbelwinkel (KW) liegt. (Fig. 4)
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Brennkraftmaschine (1) nach einem Viertakt-Motorbremsverfahren arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anforderung einer Motorbremsleistung an die Brennkraftmaschine (1) die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils so verstellt wird, dass ein erster Auslassöffnungszeitpunkt (E01) im Bereich zwischen 660° und 690° Kurbelwinkel (KW) und ein erster Auslassschließpunkt (EC1) zwischen 60° und 100° Kurbelwinkel (KW), sowie ein zweiter Auslassöffnungszeitpunkt (E02) im Bereich zwischen 470° und 500° Kurbelwinkel (KW) und ein zweiter Auslassschließpunkt (EC2) zwischen 600° und 650° Kurbelwinkel (KW) liegt. (Fig. 5)
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