AT518976B1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
AT518976B1
AT518976B1 ATA51023/2016A AT510232016A AT518976B1 AT 518976 B1 AT518976 B1 AT 518976B1 AT 510232016 A AT510232016 A AT 510232016A AT 518976 B1 AT518976 B1 AT 518976B1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
charge air
egr
tegr
temperature
load range
Prior art date
Application number
ATA51023/2016A
Other languages
English (en)
Other versions
AT518976A4 (de
Inventor
Anfonso Pereira Braz Abrantes Ricardo
Ing Hans Felix Seitz Dipl
Original Assignee
Avl List Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avl List Gmbh filed Critical Avl List Gmbh
Priority to ATA51023/2016A priority Critical patent/AT518976B1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT518976B1 publication Critical patent/AT518976B1/de
Publication of AT518976A4 publication Critical patent/AT518976A4/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0493Controlling the air charge temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414Air temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414Air temperature
    • F02D2200/0416Estimation of air temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802Temperature of the exhaust gas treatment apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei Abgas über eine Abgasrückführleitung (4) vom Auslasssystem (3) zum Einlasssystem (2) rückgeführt wird, wobei rückgeführtes Abgas und/oder durch einen Verdichter (9) komprimierte Ladeluft des Einlasssystems (2) durch einen EGR-Kühler (11) bzw. einen Ladeluftkühler (10) geleitet wird. Um eine verlustarme Steuerung der Brennkraftmaschine (1) - bei hoher Verbrennungsstabilität - zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass in zumindest einem Teillastbetriebsbereich (LM, LT, LU) die Brennkraftmaschine (1) - vorzugsweise ausschließlich - durch Steuerung der EGR-Temperatur (TEGR) des rückgeführten Abgases und/oder der Ladelufttemperatur (TL) der Ladeluft geregelt wird.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei Abgas über eine Abgasrückführleitung vom Auslasssystem zum Einlasssystem rückgeführt wird, wobei rückgeführtes Abgas und/oder durch einen Verdichter komprimierte Ladeluft des Einlasssystems durch einen EGR-Kühler bzw. einen Ladeluftkühler geleitet wird, wobei in zumindest einem Teillastbetriebsbereich die Brennkraftmaschine - vorzugsweise ausschließlich -durch Steuerung der EGR-Temperatur des rückgeführten Abgases und/oder der Ladelufttemperatur der Ladeluft geregelt wird.
[0002] Es ist bekannt, im Teillastbetriebsbereich die Brennkraftmaschine durch Steuerung des rückgeführten Abgasmassenstroms zu regeln, um Drosselverluste zu verringern. Diese Betriebsstrategie ist allerdings limitiert durch die Zündfähigkeit des Kraftstoff/Luft-Gemisches im Brennraum bei schwieriger Restgaszusammensetzung.
[0003] Ein weiterer Nachteil dieser Betriebsstrategie ist das verzögerte Ansprechverhalten bei einem Lastsprung, was auf die Abnahme des Verdichterdruckverhältnisses und der für den Lastwechsel notwendigen Verdrängung des rückgeführten Abgases im Einlasssystem durch Ersetzen des rückgeführten Abgases stromabwärts des EGR-Mischers (EGR=Exhaust Gas Recirculation) durch Frischluft zurückzuführen ist.
[0004] Die DE 10 2010 034 131 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung der Temperatur des Gassystems einer Brennkraftmaschine mit Niederdruck-Abgasrückführung.
[0005] Dabei wird in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine ein erstes Regelungsverfahren für die Temperatur der Ladeluft im Saugrohr, ein zweites Regelungsverfahren für die Abgasrückführrate und/oder ein drittes Regelungsverfahren für die Temperatur des rückgeführten Abgases durchgeführt.
[0006] Die GB 2 480 824 A offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem EGR-System zwischen einem Auslasssystem und einem Einlasssystem, wobei in der EGR-Leitung ein EGR-Kühler und ein Wärmetauscher angeordnet sind, wobei der Wärmetauscher in einer Bypassleitung des EGR-Kühlers positioniert ist. Über ein erstes Ventil kann das Abgas entweder durch den EGR-Kühler oder durch die Bypassleitung geleitet werden. Über ein zweites Ventil kann der Kühlmittelstrom des Wärmetauschers reguliert werden. Ist ein aktueller Werteines mit der Motortemperatur korrelierenden Parameters kleiner als ein Sollwert, so wird das Abgas durch den Wärmetauscher geleitet. Ist der aktuelle Wert gleich dem Sollwert oder größer als der Sollwert, so wird das Abgas durch den EGR-Kühler geleitet. Dadurch soll die Aufwärmzeit des Schmieröls der Brennkraftmaschine verkürzt werden. Eine Ähnliche Anordnung und ein Verfahren zur Steuerung einer Kaltlaufphase einer Brennkraftmaschine ist auch aus der DE 10 2008 008 492 A1 bekannt.
[0007] Des Weiteren offenbart die FR 2 928 416 A1 eine Brennkraftmaschine mit einer EGR-Leitung zwischen einem Auslasssystem und einem Einlasssystem, wobei in der EGR-Leitung ein über eine Bypassleitung umgehbarer EGR-Kühler angeordnet ist.
[0008] Im Einlasssystem ist ein durch eine weitere Bypassleitung umgehbarer Ladeluftkühler vorgesehen. Der Durchfluss durch die Bypassleitungen kann über Ventile reguliert werden. Durch diese Anordnung soll Abwärme aus dem Abgas zum Temperieren eines Fluids genutzt und eine EGR-Rückführung ermöglicht werden.
[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere im Teillastbereich eine verlustarme Steuerung der Brennkraftmaschine - bei hoher Verbrennungsstabilität - zu ermöglichen.
[0010] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine bei einer Lastanforderung.
[0011] Die Steuerung der Temperatur des rückgeführten Abgases kann durch kontrolliertes Vorbeileiten des rückgeführten Abgases an einem Abgasrückführkühler über eine EGR-
Bypassleitung und/oder durch Steuerung des Kühlmittelstroms im Abgasrückführkühler erfolgen.
[0012] Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Steuerung der Temperatur der Ladeluft durch kontrolliertes Vorbeileiten der Ladeluft am Ladeluftkühler über eine Ladeluft-Bypassleitung und/oder durch Steuerung des Kühlmittelstroms im Ladeluftkühler erfolgt.
[0013] Eine erste erfindungsgemäße Betriebsstrategie sieht vor, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine in dem unteren Teillastbereich ausschließlich durch Entdrosselung der Ladeluft von einem Maximalwert auf einen Minimalwert erfolgt, im mittleren Teillastbereich ausschließlich durch Verringerung der EGR-Temperatur und/oder der Ladelufttemperatur, vorzugsweise von einem Maximalwert auf einen Minimalwert, erfolgt und in einem an den mittleren Teillastbereich anschließenden oberen Teillastbereich ausschließlich durch Verringerung des EGR-Massenstroms, vorzugsweise von einem Maximalwert auf einen definierten Stellwert, erfolgt.
[0014] Gemäß einer zweiten Betriebsstrategie der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine bei einer Lastanforderung auch in einem an den mittleren Teillastbereich anschließenden oberen Teillastbereich durch Verringerung der EGR-Temperatur und/oder der Ladelufttemperatur, erfolgt, wobei vorzugsweise im mittleren Teillastbereich und im oberen Teillastbereich die EGR- Temperatur bzw. die Ladelufttemperatur, von einem Maximalwert auf einen Minimalwert vermindert wird. Dadurch kann ein verbessertes transientes Verhalten erreicht werden.
[0015] Eine besonders hohe Verbrennungsstabilität lässt sich mittels einer dritten erfindungsgemäßen Betriebsstrategie erzielen. Diese sieht vor, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine bei einer Lastanforderung in einem unteren Teillastbereich nur durch Entdrosselung der Ladeluft von einem Maximalwert auf einen definierten Stellwert, in einem an den unteren Teillastbereich anschließenden Übergangsteillastbereich durch Entdrosselung der Ladeluft vom Stellwert auf einen Minimalwert, durch Verringerung der Ladelufttemperatur von einem Maximalwert auf einen definierten Stellwert, durch Erhöhen des EGR-Massenstroms und der EGR-Temperatur von jeweils einen Minimalwert auf jeweils einen Maximalwert, und in einem an den Übergangsteillastbereich anschließenden mittleren Teillastbereich durch Verringerung der Ladelufttemperatur vom Stellwert auf einen Minimalwert, durch Verringern des EGR-Massenstroms vom Maximalwert auf den Minimalwert und durch Verringern der EGR-Temperatur vom Maximalwert auf den Minimalwert erfolgt.
[0016] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert.
[0017] Es zeigen [0018] Fig. 1 eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, [0019] Fig. 2 verschiedene steuerbare Wärmetauscher, welche als EGR-Kühler und/oder als
Ladeluftkühler zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können, [0020] Fig. 3 verschiedene Betriebsparameter als Funktion der Last für eine Betriebsstrategie gemäß dem Stand der Technik, [0021] Fig. 4 verschiedene Betriebsparameter als Funktion der Last für erfindungsgemäße erste Betriebsstrategie, [0022] Fig. 5 verschiedene Betriebsparameter als Funktion der Last für erfindungsgemäße zweite Betriebsstrategie und [0023] Fig. 6 verschiedene Betriebsparameter als Funktion der Last für erfindungsgemäße dritte Betriebsstrategie.
[0024] Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1, welche geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Einlasssystem 2 und ein Auslasssystem 3 auf, wobei ein Teil des Abgases über eine Abgasrückführleitung 4 vom Auslass- system 3 zum Einlasssystem 2 rückgeführt werden kann, wobei im Beispiel die Abgasrückführleitung 4 zwischen einem Auslasssammler 5 des Auslasssystems 3 und einem Einlasssammler 6 des Einlasssystems 2 angeordnet ist. Weiters ist ein Abgasturbolader 7 vorgesehen, dessen Abgasturbine 8 im Auslasssystem 3 und dessen Verdichter 9 im Einlasssystem 2 angeordnet ist. Zwischen dem Verdichter 9 und dem Einlasssammler 6 ist ein Ladeluftkühler 10 angeordnet. In der Abgasrückführleitung 4 ist ein EGR-Kühler 11 angeordnet.
[0025] Zur Durchführung des Verfahrens ist es wesentlich, dass die Temperatur im Einlasssammler 6 gesteuert werden kann. Dies geschieht durch Steuerung der EGR-Temperatur des rückgeführten Abgases und/oder der Ladelufttemperatur. Die Fig. 2A bis 2F Ausführungen von Wärmetauschern 20, welche als Ladeluftkühler 10 oder EGR-Kühler 11 zur Steuerung der Ladelufttemperatur bzw. der EGR-Temperatur verwendet werden können. Dabei sind jeweils der Eintritt für Ladeluft bzw. Abgas mit 21 und der Austritt für Ladeluft bzw. Abgas mit 22 bezeichnet. Der Kühlmitteleintritt ist mit Bezugszeichen 23 und der Kühlmittelaustritt mit Bezugszeichen 24 angedeutet. Dabei ist jeweils der Ladeluft- bzw. Abgasstrom oder der Kühlmittelstrom durch den Wärmetauscher 20 steuerbar.
[0026] Fig. 2A zeigt eine erste Ausführung, wobei Ladeluft bzw. Abgas über eine gasseitige Bypassleitung 25 am Wärmetauscher 20 vorbeigeleitet werden kann, wobei in der gasseitigen Bypassleitung 25 ein Steuerventil 26 angeordnet ist. Das Steuerventil 26 kann als Dreiwegventil ausgeführt sein, wie in Fig. 2D dargestellt ist. Somit kann die Steuerung der Kühlleistung durch Umsteuerung der Ladeluft bzw. des Abgases erfolgen.
[0027] Die in Fig. 2B und 2E dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich davon dadurch, dass zusätzlich zur gasseitigen Bypassleitung 25 eine kühlmittelseitige Bypassleitung 27 angeordnet ist, dessen Durchfluss durch ein Steuerventil 28 gesteuert werden kann. Das Steuerventil 28 kann auch als Dreiwegventil ausgeführt sein, wie Fig. 2E zeigt. Die Steuerung der Kühlleistung erfolgt somit durch Umsteuerung der Ladeluft bzw. des Abgases und/oder durch Umsteuerung des Kühlmittels.
[0028] Bei den in Fig. 2C und 2F dargestellten Beispielen erfolgt die Steuerung der Kühlleistung des Wärmetauschers 20 nur kühlmittelseitig durch Umsteuerung des Kühlmittels durch die kühlmittelseitige Bypassleitung 27. Eine gasseitige Bypassleitung ist hier somit nicht vorgesehen.
[0029] Fig. 3 zeigt eine Betriebsstrategie nach dem Stand der Technik, wobei die Parameter Drosselungsdruckgefälle Δρ, Ladelufttemperatur TL, EGR-Temperatur TEGr, EGR-Massenstrom rriEGR, und Ladedruck pB über der Last L aufgetragen sind. Eingezeichnet sind Minimalwerte ΔρΜίη, TL,Min> TEGR,Min> ITIegR,Min, Pß.Min Und Maximalwerte ÄpMax, TL.Maxj TEGR.Max, rflEGR.Max, Pß.Max der jeweiligen Parameter. Mit ms ist ein definierter Einstellwert für den EGR-Massenstrom itiegr bezeichnet. Es ist der Verlauf der Parameter für verschiedene Lastpunkte L0, L15 L2, L3 und U dargestellt, wobei L0 die Leerlauflast, L^ L2, L3 unterschiedliche Teillastenpunkte und L4 die Volllast bezeichnet, wobei die Lastpunkte L0 und U einen unterer Teillastbereich LL, die Lastpunkte U und L2 einen mittleren Teillastbereich LM, die Lastpunkte L2 und L3 einen oberen Teillastbereich LU und die Lastpunkte L3 und L4 einen Volllastbereich LF begrenzen. Die Lasterhöhung der Brennkraftmaschine erfolgt zwischen der Leerlauflast L0 und dem mittleren Teillastpunkt L2 in den unteren und mittleren Teillastbereichen LL, LM über die Entdrosselung der Ladeluft von maximaler Drosselung Δρ = ApMax bei Leerlauflast L0 bis minimaler Drosselung Δρ = ΔρΜίη im mittleren Teillastpunkt L2. Im oberen Teillastbereich LU zwischen dem mittleren Teillastpunkt L2 und dem oberen Teillastpunkt L3 erfolgt die Steuerung durch Reduzierung des EGR-Massenstroms rhEGR von itiegr = rhEGR.Max auf rhEGR =rfis. Danach erfolgt die Laststeigerung im Volllastbereich LF bis Erreichen des Volllastpunktes L4 durch Anheben des Ladedruckes pB vom Minimalwert pB = Min auf den Maximalwert pB = Max. Die Ladelufttemperatur TL und die EGR-Temperatur TEgr werden durchgehend auf die Minimalwerte TL,Min und TEGR,Mm gekühlt.
[0030] Fig. 4, 5 und 6 zeigen Betriebsstrategien nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die gleichen Parameter wie in Fig. 3 - nämlich Drosselungsdruckgefälle (Drosselung) Δρ, Ladelufttemperatur TL, EGR-Temperatur TEgr, EGR-Massenstrom itiegr, und Ladedruck pB - über der Last L aufgetragen sind.
[0031] Bei der in Fig. 4 dargestellten ersten erfindungsgemäßen Betriebsstrategie erfolgt die Lasterhöhung der Brennkraftmaschine im unteren Lastbereich LL zwischen der Leerlauflast L0 und dem unteren Teillastpunkt L, über die Entdrosselung der Ladeluft von maximaler Drosselung Δρ = ÄpMax bei Leerlauflast L0 bis minimaler Drosselung Δρ = ΔρΜίΠ im unteren Teillastpunkt Li. Ab der vollständigen Entdrosselung - also bei minimaler Drosselung Δρ = ΔρΜίΠ - im unteren Teillastpunkt L, bis zum mittleren Teillastpunkt L2 erfolgt die Lastregelung im mittleren Teillastbereich LM nur durch Steuerung der EGR-Temperatur TEgr und/oder der Ladelufttemperatur TL zwischen den Maximalwerten TL,Max ( = keine oder minimale Kühlung) und den Minimalwerten TL,Min ^größtmögliche Kühlung). Nach Erreichen der Minimalwerte für die EGR-Temperatur TEgr = TEGR.Min und der Ladelufttemperatur TL = TUMin im mittleren Teillastpunkt T2 ist das temperaturbasierte Steuerungspotential im Wesentlichen ausgeschöpft. Im oberen Teillastbereich LU zwischen dem mittleren Teillastpunkt T2 und dem oberen Teillastpunkt T3 kann die Laststeuerung der Brennkraftmaschine durch Verändern des EGR-Massenstroms mEGR von rhEGR = mEGR,Max auf mEGR = ms erfolgen. Darüber - im durch den oberen Teillastpunkt T3 und dem Vollastpunkt T4 begrenzten Vollastbereich LF- kann die Laststeuerung wie in Fig. 3 durch Anheben des Ladedruckes pB auf den Maximalwert pB,Max durchgeführt werden.
[0032] Bei der in Fig. 5 dargestellten zweiten erfindungsgemäßen Betriebsstrategie erfolgt die Lasterhöhung der Brennkraftmaschine im unteren Lastbereich LL zwischen der Leerlauflast L0 und dem unteren Teillastpunkt Li wie bei der ersten Betriebsstrategie über die Entdrosselung der Ladeluft von maximaler Drosselung Δρ = Max bei Leerlauflast L0 bis minimaler Drosselung Δρ = ΔρΜΐη im unteren Teillastpunkt L,. Ab der vollständigen Entdrosselung - also bei minimaler Drosselung Δρ = ΔρΜίΠ - im unteren Teillastpunkt L, bis zum oberen Teillastpunkt L3 erfolgt die Lastregelung sowohl im mittleren Teillastbereich LM als auch im oberen Teillastbereich LU durch Steuerung der EGR-Temperatur TEGR und/oder der Ladelufttemperatur TL zwischen den Maximalwerten TL,Max, TEGR Max ( = keine oder minimale Kühlung) und den Minimalwerten TLMin, Tegr,Min ^größtmögliche Kühlung), sowie durch Verändern des EGR-Massenstroms rhEGR von mEGR = mEGR,wiax auf riiEGR = rhs- Darüber - im durch den oberen Teillastpunkt T3 und dem Vollastpunkt T4 begrenzten Vollastbereich LF- kann die Laststeuerung in bekannter Weise durch Anheben des Ladedruckes pB auf den Maximalwert pB,Max durchgeführt werden. Die zweite Betriebsstrategie zeichnet sich durch ein besonders vorteilhaftes Transientenverhalten aus. Darüber hinaus sollte bei sprunghaften Lastanforderungen („Tip-In") die Ladeluftkühlung deaktiviert sei, um einen rasche Dichteanstieg im Einlasssammler zu ermöglichen. Weiters kann es vorteilhaft sein, den EGR-Massenstrom auf ein Minimum zu reduzieren und die Bypassleitung zum EGR-Kühler zu sperren, um die Frischluftmenge im Einlasssammler zu erhöhen.
[0033] Fig. 6 zeigt eine dritte erfindungsgemäße Betriebsstrategie, welche sich durch hohe Verbrennungsstabiltät bei kleinen Lasten, also im unteren Teillastbereich LL und mittleren Teillastbereich LM auszeichnet. Im unteren Teillastbereich LL wird zwischen der Leerlauflast L0 und einem unteren Teillastpunkt T, keine Abgasrückführung oder eine Abgasrückführung nur mit minimalem EGR-Abgasmassenstrom rhEGR = mEGRiMin durchgeführt. In diesem Bereich erfolgt eine teilweise Entdrosselung auf Δρ = Δρ,. Danach erfolgt zwischen dem unteren Teillastpunkt L, und einem weiteren Teillastpunkt L/ in einem Übergangsteillastbereich LT eine Erhöhung des EGR-Massenstroms rhEGR auf mEGR = mEGR,Max· Gleichzeitig wird zwischen dem unteren Teillastpunkt L, und dem weiteren Teillastpunkt L,' eine vollständige Entdrosselung von Δρ = Δρ, auf Δρ = ΔρΜίη durchgeführt. Ab dem der vollständigen Entdrosselung zugeordneten weiteren Teillastpunkt L,' wird im mittleren Teillastbereich LM und oberen Teillastbereich LU bis zum oberen Teillastpunkt L3 der EGR-Massenstrom mEGR und die EGR-Temperatur TEGR allmählich auf rhs bzw. TEGR, Mm abgesenkt. Wie bei der zweiten Betriebsstrategie wird auch hier im mittleren und oberen Teillastbereich zwischen dem unteren Teillastpunkt L1 und dem oberen Teillastpunkt L3 die EGR-Temperatur TEGR und/oder der Ladelufttemperatur TL von den Maximalwerten TL,Max, TEGR,Max (=keine oder minimale Kühlung) auf die Minimalwerten TUMin, TEGRiMin ^größtmögliche Kühlung) verringert. Im weiteren Teillastpunkt L/ weist die Ladelufttemperatur TL den definierten Stellwert TL,S auf. Die Steuerung der Brennkraftmaschine 1 erfolgt somit im unteren Teillastbereich LL durch Entdrosselung, und im Übergangsteillastbereich LT durch Steuerung der Drosselung Δρ, der Ladelufttemperatur TL, der EGR-Temperatur TEgr und des EGR- Massenstroms riiEGR. Im mittleren Teillastbereich LM erfolgt die Steuerung über die Ladelufttemperatur TL, die EGR-Temperatur TEGr und den EGR-Massenstroms rhEGR.
[0034] Im durch den oberen Teillastpunkt T3 und dem Vollastpunkt T4 begrenzten Vollastbereich LF kann die Laststeuerung in bekannter Weise durch Anheben des Ladedruckes pB auf den Maximalwert Max erfolgen.
[0035] Die Steuerung der Temperatur im Einlasssammler - durch Steuerung der Ladelufttemperatur und/oder der EGR-Temperatur - kann einerseits die Last geregelt werden, und andererseits das Transientenverhalten, die Gemischbildung sowie der Verbrennungswirkungsgrad verbessert werden.
[0036] Verglichen mit der in Fig. 3 gezeigten bekannten Betriebsstrategie ergeben sich durch die erfindungsgemäßen Betriebsstrategien somit folgende Vorteile: [0037] · Erhöhte Entdrosselungskapazität; [0038] · Verbesserung des Drossel-Transient-Verhaltens.
[0039] · Verbesserte Gemischbildung und/oder Verbrennung, dadurch erhöhter Wirkungsgrad und erhöhte Verbrennungsstabilität, sowie verminderte Emissionen.
[0040] · Verbesserung des Transient-Verhaltens.

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei Abgas über eine Abgasrückführleitung (4) vom Auslasssystem (3) zum Einlasssystem (2) rückgeführt wird, wobei rückgeführtes Abgas und/oder durch einen Verdichter (9) komprimierte Ladeluft des Einlasssystems (2) durch einen EGR-Kühler (11) bzw. einen Ladeluftkühler (10) geleitet wird, wobei in zumindest einem Teillastbetriebsbereich (LM, LT, LU) die Brennkraftmaschine (1) -vorzugsweise ausschließlich - durch Steuerung der EGR-Temperatur (TEGr) des rückgeführten Abgases und/oder der Ladelufttemperatur (TL) der Ladeluft geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine (1) bei einer Lastanforderung • in einem unteren Teillastbereich (LL) durch Entdrosselung der Ladeluft, und • in einem an den unteren Teillastbereich (LL) anschließenden mittleren Teillastbereich (LM) durch Verringerung der EGR-Temperatur (TEGr) und/oder der Ladelufttemperatur (Tu), erfolgt (Fig. 4, 5).
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der EGR-Temperatur (TEGR) durch kontrolliertes Vorbeileiten des rückgeführten Abgases am EGR-Kühler (11) über eine EGR-Bypassleitung erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der EGR-Temperatur (TEGR) durch Steuerung des Kühlmittelstroms im EGR-Kühler (11) erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Ladelufttemperatur (TL) durch kontrolliertes Vorbeileiten der Ladeluft am Ladeluftkühler (10) über eine Ladeluft-Bypassleitung erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Ladelufttemperatur (TL) durch Steuerung des Kühlmittelstroms im Ladeluftkühler (10) erfolgt.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine (1) • in dem unteren Teillastbereich (LL) ausschließlich durch Entdrosselung der Ladeluft von einem Maximalwert (ApMax) auf einen Minimalwert (ΔρΜίη) erfolgt, • im mittleren Teillastbereich (LM) ausschließlich durch Verringerung der EGR- Temperatur (TEGR) und/oder der Ladelufttemperatur (TL), vorzugsweise von einem Maximalwert (TEGR,Max, TL Max) auf einen Minimalwert (TEGR,Min, TLlMn), erfolgt und • in einem an den mittleren Teillastbereich (LM) anschließenden oberen Teillastbereich (LU) ausschließlich durch Verringerung des EGR- Massenstroms (mEGR), vorzugsweise von einem Maximalwert (mEGR Max) auf einen definierten Stellwert (ms), erfolgt (Fig. 4).
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine (1) bei einer Lastanforderung auch in einem an den mittleren Teillastbereich (LM) anschließenden oberen Teillastbereich (LU) durch Verringerung der EGR-Temperatur (TEGR) und/oder der Ladelufttemperatur (TL), erfolgt, wobei vorzugsweise im mittleren Teillastbereich (LM) und im oberen Teillastbereich (LU) die EGR-Temperatur (Tegr) bzw. die Ladelufttemperatur (TL), von einem Maximalwert (TEGR,Max, TL,Max) auf einen Minimalwert (TEGR,Min, TUMin) vermindert wird (Fig. 5).
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Brennkraftmaschine (1) bei einer Lastanforderung in • einem unteren Teillastbereich (LL) nur durch Entdrosselung der Ladeluft von einem Maximalwert (ÄpMax) auf einen definierten Stellwert (Δρ,), • in einem an den unteren Teillastbereich (LL) anschließenden Übergangsteillastbereich (LT) durch Entdrosselung der Ladeluft vom Stellwert (Δρ,) auf einen Minimalwert (ΔρΜίη), durch Verringerung der Ladelufttemperatur (TL) von einem Maximalwert (TUMax) auf einen definierten Stellwert (TLS), durch Erhöhen des EGR-Massenstroms (mEGR) und der EGR- Temperatur (TEgr) von jeweils einen Minimalwert (mEGR,Min, TEGR,Min) auf jeweils einen Maximalwert (mEGR,Max Tegr^x), und • in einem an den Übergangsteillastbereich (LT) anschließenden mittleren Teillastbereich (LM) durch Verringerung der Ladelufttemperatur (TL) vom Stellwert (TLS) auf einen Minimalwert (TL,Min)! durch Verringern des EGR- Massenstroms (ms) vom Maximalwert (m egr,Max) auf den Minimalwert (mEGRMin) und durch Verringern der EGR-Temperatur (Tegr) vom Maximalwert (TEGR,MaX) auf den Minimalwert (TEGR,Min) erfolgt (Fig. 6).
ATA51023/2016A 2016-11-10 2016-11-10 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine AT518976B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA51023/2016A AT518976B1 (de) 2016-11-10 2016-11-10 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA51023/2016A AT518976B1 (de) 2016-11-10 2016-11-10 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT518976B1 true AT518976B1 (de) 2018-03-15
AT518976A4 AT518976A4 (de) 2018-03-15

Family

ID=61597275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA51023/2016A AT518976B1 (de) 2016-11-10 2016-11-10 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT518976B1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008492A1 (de) * 2008-02-11 2009-08-13 Pierburg Gmbh Verfahren zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoranordnung
FR2928416A1 (fr) * 2008-03-10 2009-09-11 Renault Sas Architecture d'echappement d'un moteur a combustion interne, moteur a combustion interne comportant une telle architecture d'echappement et procedes utilisant ce moteur et cette architecture d'echappement
GB2480824A (en) * 2010-06-01 2011-12-07 Gm Global Tech Operations Inc Internal combustion engine with an exhaust gas recirculation system having a bypass conduit
DE102010034131A1 (de) * 2010-08-12 2012-02-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung der Temperatur des Gassystems einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008492A1 (de) * 2008-02-11 2009-08-13 Pierburg Gmbh Verfahren zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoranordnung
FR2928416A1 (fr) * 2008-03-10 2009-09-11 Renault Sas Architecture d'echappement d'un moteur a combustion interne, moteur a combustion interne comportant une telle architecture d'echappement et procedes utilisant ce moteur et cette architecture d'echappement
GB2480824A (en) * 2010-06-01 2011-12-07 Gm Global Tech Operations Inc Internal combustion engine with an exhaust gas recirculation system having a bypass conduit
DE102010034131A1 (de) * 2010-08-12 2012-02-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung der Temperatur des Gassystems einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
AT518976A4 (de) 2018-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006057488B4 (de) Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP2525074B1 (de) Brennkraftmaschine mit Heizvorrichtung zur Ansauglufterwärmung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102011084782B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
DE102009015656B4 (de) Modulare Abgasrückführungsanlage, Motorsystem und Verfahren zum Kühlen eines Abgasrückführungsgasstroms
DE102014215736A1 (de) Verfahren und system zur aufladungssteuerung
DE60108298T2 (de) Brennkraftmaschine und Verfahren zur Steuerung
DE102011002461B4 (de) Doppel-Drossel zur verbesserten Tip-out-Stabilität in einem aufgeladenen Motorsystem
DE102013210611B4 (de) Brennkraftmaschine mit Teilabschaltungund Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102006057489B4 (de) Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102011005671A1 (de) Hybrid-Hochdruck/Niederdruck-AGR-System
DE102014215225A1 (de) Verfahren und systeme zur aufladesteuerung
DE102015205707B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer abgasturboaufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine mit abschaltbarem Zylinder
DE102005061643A1 (de) Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Motor
DE102005012306A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine hierzu
DE102016111784A1 (de) System und Verfahren zum Strömen einer Mischung von Kühlmitteln zu einem Ladeluftkühler
DE102018107436A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasrückführung
EP3470638B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, brennkraftmaschine und kraftfahrzeug
DE102008015591A1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
AT3750U1 (de) Fremdgezündete brennkraftmaschine
AT518976B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102008008492B4 (de) Verfahren zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoranordnung
DE102007019089A1 (de) Abgaswärmetauscher, Abgaswärmetauschersystem, Brennkraftmotor und Verfahren zum Behandeln von Abgasen eines Brennkraftmotors
EP2171245A1 (de) Vorrichtung zur kühlung von rückgeführtem abgas eines verbrennungsmotors
AT520848B1 (de) Verfahren zur steuerung einer abgastemperatur einer brennkraftmaschine
DE102017212065B4 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit parallel angeordneten Turbinen und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine