AT522932B1

AT522932B1 - METHOD OF OPERATING A COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: AT522932B1
Application number: ATA51075/2019A
Authority: AT
Inventors: Leichtfried Christoph
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-15
Also published as: AT522932A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), zumindest einen Zylinder (Z) aufweisend, der mit einem Einlassstrang (E) und einem Auslassstrang (A) störmungsverbindbar angeordnet ist und in dem Auslassstrang (A) zumindest ein Ventil (4) vorgesehen ist, wobei das Ventil (4) in einem Bremsmodus gemäß einem Verlauf (a) der Ventilstellung wenigstens teilweise verschlossen wird, und in einem Antriebsmodus das Ventil (4) wieder zumindest teilweise geöffnet wird. Aufgabe ist es das Verfahren zu verbessern. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass bei Ende des Bremsvorgangs das Ventil (4) sprungartig vollständig öffnet.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (1), having at least one cylinder (Z) which is arranged such that it can be connected to interference with an inlet line (E) and an outlet line (A) and in the outlet line (A) at least one valve (4) is provided, the valve (4) being at least partially closed in a braking mode according to a course (a) of the valve position, and in a drive mode the valve (4) being at least partially opened again. The task is to improve the process. This is achieved according to the invention in that the valve (4) suddenly opens completely at the end of the braking process.

Description

description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, zumindest einen Zylinder aufweisend, der mit einem Einlassstrang und einem Auslassstrang störmungsverbindbar angeordnet ist und in dem Auslassstrang zumindest ein Ventil vorgesehen ist, wobei das Ventil in einem Bremsmodus gemäß einem Verlauf der Ventilstellung wenigstens teilweise verschlossen wird, und in einem Antriebsmodus das Ventil wieder zumindest teilweise geöffnet wird. The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, having at least one cylinder which is arranged to be connected to an inlet duct and an outlet duct and at least one valve is provided in the outlet duct, the valve in a braking mode according to a course of the valve position at least is partially closed, and in a drive mode the valve is at least partially opened again.

[0002] Bei Fahrzeugen gibt es immer ein hydraulisches Bremssystem zum Verzögern des Fahrzeuges. Die Aufteilung der Bremsmomente erfolgt bei einfachen Systemen nur über die Geometrie der Bremsanlage. Da die Geometrie der Bremsanlage während eines Bremsmanövers nicht geändert werden kann, ist die Aufteilung der Bremsmomente hier konstant. Üblicherweise spricht man von einer Bremsbalance. Diese ist definiert als Verhältnis des Vorderachsenbremsmoments zum gesamten Bremsmoment. In vehicles there is always a hydraulic brake system for decelerating the vehicle. In simple systems, the braking torques are only distributed via the geometry of the braking system. Since the geometry of the brake system cannot be changed during a braking maneuver, the division of the braking torques is constant here. Usually one speaks of a braking balance. This is defined as the ratio of the front axle braking torque to the total braking torque.

[0003] Zusätzlich liefert die Verbrennungskraftmaschine auch noch ein Moment an die angetriebenen Räder. Diese und das Moment der Bremsvorrichtung bestimmen schlussendlich die radbasierte Bremsbalance. In addition, the internal combustion engine also supplies a torque to the driven wheels. This and the torque of the braking device ultimately determine the wheel-based braking balance.

[0004] Somit wird zwischen einer Bremsbalance der Bremsanlange und einer radbasierten Bremsbalance unterschieden. A distinction is thus made between a braking balance of the braking system and a wheel-based braking balance.

[0005] Bei starken Bremsmanövern ist jedoch das Moment der üblichen Verbrennungskraftmaschinen deutlich kleiner als das der Bremsanlage und somit fast zu vernachlässigen. With strong braking maneuvers, however, the moment of the usual internal combustion engines is significantly smaller than that of the brake system and thus almost negligible.

[0006] Während eines Bremsmanövers ändern sich die übertragbaren Radmomente. Dies liegt wesentlich an der dynamischen Radlastverteilung. Die Radlastverteilung ändert sich in Abhängigkeit des Fahrmanövers sowie mit Fahrzeugeigenschaften, wie der Schwerpunkthöhe oder Rollsteifigkeiten der Vorder- und Hinterradaufhängung. The transmittable wheel torques change during a braking maneuver. This is mainly due to the dynamic wheel load distribution. The wheel load distribution changes depending on the driving maneuver and vehicle properties, such as the height of the center of gravity or the roll stiffness of the front and rear suspension.

[0007] Üblicherweise möchte man zum Beginn eines Bremsmanövers die radbasierte Bremsbalance mehr an der Vorderachse und am Ende des Manö6vers mehr an der Hinterachse. Usually, at the beginning of a braking maneuver, one would like the wheel-based braking balance to be more on the front axle and, at the end of the maneuver, more on the rear axle.

[0008] Speziell bei starken Bremsmanövern ist es wichtig das übertragbare Radmoment jedes Rades optimal zu nutzen, um das Fahrzeug sicher zu verzögern und die Stabilität des Fahrzeuges zu gewährleisten. Especially with strong braking maneuvers, it is important to optimally use the transferable wheel torque of each wheel in order to safely decelerate the vehicle and ensure the stability of the vehicle.

[0009] Bei üblicher Bremsanlage besteht daher der Nachteil, dass die Bremsbalance nur über Geometrie beeinflusst wird und daher nicht nach Bedarf verändert werden kann und daher die Stabilität beim Bremsvorgang zu verbessern. In a conventional brake system there is therefore the disadvantage that the brake balance is only influenced by geometry and can therefore not be changed as required and therefore improve the stability during the braking process.

[0010] Aus der JP H04314937 A ist eine Abgasklappe zur Bremsung bekannt. Dabei wird in einem Bremsmodus ein Ventil zumindest teilweise geöffnet und bei Verringerung des Bremsdrucks wird ein Offnungsgrad des Ventils verringert und die Bremsbalance verbessert. Bis zur Beendigung des Bremsvorgangs und kleiner werdendem Bremsdruck wird der Offnungsgrad linear verlaufend verringert. Dadurch ist jedoch der Druck im Abgasstrang nach Beendigung des Bremsvorgangs gering und dem Turbolader steht nur ein geringes Druckniveau beim Turbineneintritt zur Verfügung. From JP H04314937 A an exhaust flap for braking is known. In this case, in a braking mode, a valve is at least partially opened and when the brake pressure is reduced, the degree of opening of the valve is reduced and the braking balance is improved. Until the end of the braking process and the braking pressure decreases, the degree of opening is reduced in a linear manner. As a result, however, the pressure in the exhaust system is low after the end of the braking process and only a low pressure level is available to the turbocharger at the turbine inlet.

[0011] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Möglichkeit zu finden, ein Verfahren anzugeben, durch das Fahrzeuge effizienter und schneller verzögert und beschleunigt werden können. The object of the present invention is to find a way of specifying a method by means of which vehicles can be decelerated and accelerated more efficiently and more quickly.

[0012] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass unmittelbar nach dem Schließen des Ventils dieses sprungartig - vorzugsweise vollständig - öffnet. According to the invention, this object is achieved in that immediately after the valve is closed, it opens suddenly - preferably completely.

[0013] Dadurch steht nun bei Weiterfahrt schnell wieder Leistung für den Verdichter des Turboladers bereit und so wird ein Anstieg des Drucks im Auslassstrang überhaupt nach Vollbremsung bei nachlassendem Bremsdruck ermöglicht. As a result, when the journey continues, power for the compressor of the turbocharger is quickly available again and an increase in the pressure in the exhaust branch is made possible at all after full braking when the brake pressure drops.

[0014] In einer besonderen Ausführung ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine einen Ab-In a special embodiment it is provided that the internal combustion engine has an output

gasturbolader aufweist, der über den Auslassstrang, mit dem zumindest einem Zylinder verbunden ist. having gas turbocharger, which is connected via the exhaust line to the at least one cylinder.

[0015] Dadurch kann besonders vorteilhaft Energie, die beim Bremsen sonst verloren ginge in der Turbine danach abgebaut und so erneut zur Verdichtung der Ladeluft genutzt werden. Soll nun nach diesem Bremsmanö6ver erneut Antriebsleistung durch die Brennkraftmaschine bei Beschleunigung bereitgestellt werden, so wird das Ventil geöffnet. Hat die Verbrennungskraftmaschine einen Abgasturbolader so kann der Druck und die Temperatur im Auslassstrang genutzt werden, um die Turbine anzutreiben. Das Turboloch kann mit dieser Anordnung daher nach Bremsmanövern durch diesen vorherigen Druckaufbau und den nachfolgenden Abbau vermieden werden. As a result, energy that would otherwise be lost during braking can then be reduced in the turbine and thus used again to compress the charge air. If, after this braking maneuver, drive power is to be provided again by the internal combustion engine during acceleration, the valve is opened. If the internal combustion engine has an exhaust gas turbocharger, the pressure and temperature in the exhaust branch can be used to drive the turbine. The turbo lag can therefore be avoided with this arrangement after braking maneuvers through this previous pressure build-up and the subsequent reduction.

[0016] Durch die Öffnung des Ventils nach Ende des Bremsmanövers, fällt der Druck im Abgasstrang von dem höheren Druckniveau wieder auf ein niedrigeres Druckniveau, das noch höher ist als das ursprüngliche Druckniveau vor dem Bremsmanöver. Die Temperatur bleibt annähernd gleich. Die an der Turbine abgegebenen Arbeit wird durch die höhere Temperatur und das erhöhte Druckniveau gesteigert. Außerdem liegt für einen kurzen Moment während des Druckabfalls ein höherer Differenzdruck an der Turbine an. Das sorgt für einen zusätzlichen Leistungsschub an der Turbine. By opening the valve after the end of the braking maneuver, the pressure in the exhaust system falls from the higher pressure level again to a lower pressure level, which is even higher than the original pressure level before the braking maneuver. The temperature remains almost the same. The work done on the turbine is increased by the higher temperature and the increased pressure level. In addition, a higher differential pressure is applied to the turbine for a brief moment during the pressure drop. This gives the turbine an additional boost in performance.

[0017] Der Druck im Antriebsstrang verändert sich in einer beispielhaften Ausführung von 1 bar zu etwa 5 bar. Dieser Druckanstieg führt zu einer Temperaturerhöhung von 100 °C zu beispielsweise 600 °C. Die Reduktion der Temperatur an den Bremsen liegt bei etwa 4 °C. The pressure in the drive train changes in an exemplary embodiment from 1 bar to about 5 bar. This increase in pressure leads to a temperature increase from 100 ° C to 600 ° C, for example. The reduction in temperature at the brakes is around 4 ° C.

[0018] Der Verdichter und die Turbine sind über eine gemeinsame Welle verbunden. Über die Welle wird die kinetische Rotationsenergie von der Turbine auf den Verdichter übertragen und derart das Druckniveau der Ladeluft angehoben. The compressor and the turbine are connected via a common shaft. The kinetic rotational energy is transferred from the turbine to the compressor via the shaft, thus raising the pressure level of the charge air.

[0019] Kommt es bei dieser Anordnung nun zu einer Abnahme der Abgasmenge in Folge von verminderter Einspritzung bei einem Bremsmanöver, so wird das Ventil verschlossen. Dadurch kommt es im Auslassstrang zu einem Druckanstieg und Temperaturanstieg. Der erhöhte Druck im Auslassstrang führt zu einem hohen Schleppmoment der Verbrennungskraftmaschine, die Bremsmomente der angetriebenen Räder werden erhöht. Dies führt dazu, dass die radbasierte Bremsbalance geändert wird. Da die Position des Ventils leicht während eines Bremsmanövers geändert werden kann, kann man so die radbasierte Bremsbalance während eines Bremsman6vers ändern. Die Offnung und Schließung des Ventils entlang eines bestimmten definierten Verlaufs führt zu einer individuellen Beeinflussung der Bremsbalance. Bei höherer benötigter Bremskraft durch den Motor wird der Durchflussquerschnitt am Ventil stärker verringert als bei geringerer nötiger Bremskraft. If, with this arrangement, there is now a decrease in the amount of exhaust gas as a result of reduced injection during a braking maneuver, the valve is closed. This leads to an increase in pressure and temperature in the outlet branch. The increased pressure in the exhaust branch leads to a high drag torque of the internal combustion engine, and the braking torque of the driven wheels is increased. This results in the wheel-based braking balance being changed. Since the position of the valve can easily be changed during a braking maneuver, one can change the wheel-based braking balance during a braking maneuver. The opening and closing of the valve along a certain defined course leads to an individual influencing of the braking balance. If the motor requires a higher braking force, the flow cross-section at the valve is reduced more than if the braking force required is lower.

[0020] Die betreffende Brennkraftmaschine weist günstigerweise zwei Gruppen von Zylindern auf, dabei sind in jeder Gruppe von Zylindern zumindest zwei Zylinder vorgesehen, die günstigerweise in einer Reihe angeordnet sind. The internal combustion engine in question advantageously has two groups of cylinders, at least two cylinders are provided in each group of cylinders, which are advantageously arranged in a row.

[0021] Die beiden Gruppen von Zylindern weisen einen gemeinsamen Einlassstrang auf, über den, den Zylindern Frischluft vulgo Ladeluft zugeführt wird. The two groups of cylinders have a common inlet line via which fresh air, commonly known as charge air, is supplied to the cylinders.

[0022] Eine Gruppe von Zylindern teilt sich gemeinsam einen großen Teil des Auslassstrangs, wobei der Bereich nahe am Zylinder separat zu den einzelnen Zylindern führt und diese mit dem Rest des Auslassstrangs verbindet. Die beiden Gruppen haben jedoch separate Auslassstränge, die die Brennräume der Zylinder mit der Turbine des Abgasturboladers verbinden. A group of cylinders jointly shares a large part of the exhaust line, the area close to the cylinder leading separately to the individual cylinders and connecting them to the rest of the exhaust line. However, the two groups have separate exhaust lines that connect the combustion chambers of the cylinders with the turbine of the exhaust gas turbocharger.

[0023] Es strömt Frischluft zum Verdichter, diese wird dort komprimiert und über ein Gaswechselventil in den Brennraum des Zylinders gepresst, nach erfolgter Verbrennung, wird das Abgas aus dem Brennraum durch ein Gaswechselventil in den Auslassstrang ausgestoßen. Fresh air flows to the compressor, where it is compressed and pressed into the combustion chamber of the cylinder via a gas exchange valve. After combustion has taken place, the exhaust gas is ejected from the combustion chamber through a gas exchange valve into the exhaust line.

[0024] Unter einem Ventil versteht sich hier eine Klappe, ein Sperrventil oder ein ähnlich geartetes Element, das geeignet ist, den Massenstrom des Abgases in Strömungsrichtung vor diesem Ventil variabel aufzustauen. A valve is understood here to mean a flap, a shut-off valve or a similar type of element which is suitable for variably damming up the mass flow of the exhaust gas in the flow direction upstream of this valve.

[0025] Die Turbine hat zumindest einen Eintritt, und sie kann pro Eintritt mehrere Eingänge haThe turbine has at least one entry, and it can have several entrances per entry

ben. So beschreibt der Eintritt hier den Eintritt auf einem bestimmten Level der Turbine, in einer bestimmten Stufe. Die mehrere Eingänge pro Eintritt sind demnach alle an einer Stufe angeordnet und teilen nur den Massenstrom des Abgases auf ein Turbinenrad der Turbine auf. ben. The entry here describes entry at a certain level of the turbine, in a certain stage. The multiple inlets per inlet are therefore all arranged on one stage and only divide the mass flow of the exhaust gas onto a turbine wheel of the turbine.

[0026] Besonders vorteilhaft ist dabei ein Verlauf der Ventilstellung der bei Einleitung des Bremsvorgangs beim Ansteigen eines Bremsdrucks in einem Bremssystem, das zumindest eine Ventil vollständig schließt. A course of the valve position when initiating the braking process when a brake pressure rises in a brake system that completely closes at least one valve is particularly advantageous.

[0027] Weil mit abnehmendem Durchflussquerschnitt am Ventil der Druck im Auslassstrang steigt, steigt in weiterer Folge die Pumparbeit am Kolben. Uber die Rückwirkung auf die abgegebene Leistung an die Reifen kommt es zu einer Umverteilung der Bremsmomentbalance, der Bremsbalance. Durch Versuche konnte festgestellt werden, dass die besten Rundenzeiten im Motorsport bei einer konventionell erreichten Bremsbalance von 54% bestehen. Durch Versuche konnte festgestellt werden, dass bei einer Bremsbalance von 47% eine noch bessere Rundenzeit erreicht werden kann. Diese Bremsbalance ist jedoch nur möglich, wenn bei Verringerung des Bremsdrucks ein Offnungsgrad des Ventils verringert wird. Because the pressure in the outlet branch increases as the flow cross-section on the valve decreases, the pumping work on the piston increases as a result. The reaction on the power output to the tires leads to a redistribution of the braking torque balance, the braking balance. Tests have shown that the best lap times in motorsport are achieved with a conventional braking balance of 54%. Tests have shown that an even better lap time can be achieved with a braking balance of 47%. However, this braking balance is only possible if the degree of opening of the valve is reduced when the braking pressure is reduced.

[0028] Diese erreichte Bremsbalance kann länger gehalten werden, wenn bei niedriger werdendem Bremsdruck der Grad der Anderung des Offnungsgrads des Ventils verändert wird, so dass bei Anderung des Bremsdrucks der Offnungsgrad stärker verringert wird. This achieved braking balance can be kept longer if the degree of change in the degree of opening of the valve is changed as the brake pressure becomes lower, so that when the brake pressure changes, the degree of opening is reduced more.

[0029] Gut und einfach annähern lässt sich diese Bremsbalance dadurch, wenn bei einer Ausführungsvariante vorgesehen ist, dass im Wesentlichen linearer Anderung des Bremsdrucks eine Öffnung oder Schließung des Ventils im Wesentlichen linear verläuft. This brake balance can be approximated well and easily if it is provided in an embodiment variant that an opening or closing of the valve is essentially linear with an essentially linear change in the brake pressure.

[0030] Besser wird die Annäherung an die ideale Bremsbalance, wenn bei im Wesentlichen linearer Änderung des Bremsdrucks eine Öffnung oder Schließung des Ventils im Wesentlichen entlang einer Kurve verläuft. The approximation to the ideal brake balance is better if, with an essentially linear change in the brake pressure, an opening or closing of the valve runs essentially along a curve.

[0031] Um dem Wunsch des Fahrers zur Beendigung des Bremsmanövers schnellstmöglich zu entsprechen und sofort wieder Leistung für den Verdichter durch die Turbine bereitstellen zu können, ist in einer besonders vorteilhaften Ausführung vorgesehen, dass bei Ende des Bremsvorgangs das Ventil sprungartig vollständig öffnet. In order to meet the driver's request to end the braking maneuver as quickly as possible and to be able to immediately provide power for the compressor through the turbine, a particularly advantageous embodiment provides that the valve suddenly opens completely at the end of the braking process.

[0032] In einer günstigen Variante ist vorgesehen, dass mehrere Zylinder vorzugsweise in Reihe angeordnet sind und in Gruppen aufgeteilt sind, so dass jeder Gruppe ein Ventil zugeordnet ist, und dass alle Ventile gleiche OÖffnungsgrade aufweisen und vorzugsweise gemeinsam gesteuert oder geregelt werden. In a favorable variant it is provided that several cylinders are preferably arranged in series and divided into groups, so that a valve is assigned to each group, and that all valves have the same degree of opening and are preferably jointly controlled or regulated.

[0033] Umso näher die Ventile an den Zylindern angeordnet sind, desto schneller tritt ein zusätzlicher Bremseffekt über die Aufstauung von Abgas auf. Dadurch kann das benötigte Bremsmoment an anderen Bremsvorrichtungen verringert werden. Abnutzung dieser kann verhindert werden und ein schnelleres Abbremsen wird dadurch ermöglicht. The closer the valves are arranged to the cylinders, the faster an additional braking effect occurs via the accumulation of exhaust gas. As a result, the required braking torque on other braking devices can be reduced. Wear and tear of these can be prevented and faster braking is thereby made possible.

[0034] Um den Betrieb in Teillast und nach dem Starten möglichst zu optimieren und das Anfahren des Turboladers zu verbessern, ist in einer besonderen Ausführung vorgesehen, dass jedem Auslassstrang zumindest ein Bypassventil zugeordnet ist, durch das bei Öffnung des Bypassventils Abgas an der Turbine vorbei geleitet werden kann. Dadurch ist es möglich eine kleinere Turbine vorzusehen und überschüssiges Abgas, das nicht durch die Turbine abgearbeitet werden kann abzublasen. Ein derartiger Bypass ist auch unter dem Namen Wastegate bekannt. In order to optimize the operation in partial load and after starting as possible and to improve the start-up of the turbocharger, it is provided in a special embodiment that at least one bypass valve is assigned to each exhaust line through which exhaust gas passes the turbine when the bypass valve is opened can be directed. This makes it possible to provide a smaller turbine and to blow off excess exhaust gas that cannot be processed by the turbine. Such a bypass is also known under the name wastegate.

[0035] Um nach dem Starten, oder in einem Teillastbetrieb mit sehr geringem Leistungsbedarf einen ausreichenden Verdichtungseffekt durch den Turbolader erzielen zu können, ist es günstig, wenn die Turbine und der Verdichter über die gemeinsame Welle verbunden sind. Weiters kann ein Elektromotor in den Fällen, in denen das Turboloch nicht mit den obigen Methoden und Vorsehungen überwunden werden kann, zum Antrieb des Verdichters vorgesehen werden. In order to be able to achieve a sufficient compression effect by the turbocharger after starting or in a partial load operation with very low power requirements, it is advantageous if the turbine and the compressor are connected via the common shaft. Furthermore, in those cases in which the turbo lag cannot be overcome with the above methods and provisions, an electric motor can be provided to drive the compressor.

[0036] Um gleichmäßige Belastungen an der Turbine im Vollastbetrieb zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Turbine zumindest zwei Eingänge für einen Eintritt aufweist, wobei jeder Auslassstrang mit zumindest einem Eingang verbunden ist, wobei ein erster Auslassstrang mit einem anderen Eingang oder anderen Eingängen der Turbine verbunden ist, als ein zweiter Auslass-In order to achieve uniform loads on the turbine in full load operation, it is advantageous if the turbine has at least two inlets for an inlet, each outlet branch being connected to at least one inlet, a first outlet branch with another inlet or other inlets connected to the turbine, as a second outlet

strang. strand.

[0037] Es ist bei einem günstigen Verfahren vorgesehen, dass im Bremsmodus beide Ventile wenigstens teilweise verschlossen werden - vorzugsweise parallel zueinander - und dass im Antriebsmodus beide Ventile wenigstens teilweise geöffnet werden, vorzugsweise parallel zueinander. It is provided in a favorable method that both valves are at least partially closed in the braking mode - preferably parallel to each other - and that in the drive mode both valves are at least partially opened, preferably parallel to each other.

[0038] Sinnvollerweise ist vorgesehen, dass bei einem Bremsmanöver alle Bypassventile verschlossen werden, um den Strömungswiderstand auf sein Maximum zu erhöhen und den Druck sowie die Temperatur im Abgas größtmöglich zu erhöhen. It is sensible that all bypass valves are closed during a braking maneuver in order to increase the flow resistance to its maximum and to increase the pressure and the temperature in the exhaust gas as much as possible.

[0039] In weiterer Folge wird die Erfindung anhand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to the non-restrictive figures. Show it:

[0040] Fig. 1 eine Brennkraftmaschine zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 shows an internal combustion engine for carrying out a method according to the invention;

[0041] Fig. 2 einen Verlauf einer Bremsbalance abhängig vom Öffnungsgrad eines Ventils nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; [0041] FIG. 2 shows a curve of a braking balance as a function of the degree of opening of a valve according to the method according to the invention;

[0042] Fig. 3 eine Aufstellung der einzelnen Verläufe der Größen bei einem konventionellen Bremsmanöver nach dem Stand der Technik; 3 shows a list of the individual courses of the variables in a conventional braking maneuver according to the prior art;

[0043] Fig. 4 eine Aufstellung der einzelnen Verläufe der Größen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; 4 shows a list of the individual courses of the variables according to the method according to the invention;

[0044] Fig. 5 Diagramme zu einem ersten Versuch des erfindungsgemäßen Verfahrens; und [0045] Fig. 6 Diagramme zu einem zweiten Versuch des erfindungsgemäßen Verfahrens. 5 shows diagrams for a first attempt at the method according to the invention; and FIG. 6 shows diagrams for a second attempt of the method according to the invention.

[0046] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 abgebildet, die zwei Gruppen G von Zylindern Z aufweist. Dabei sind in jeder Gruppe G drei Zylinder Z in Reihe angeordnet. Die beiden Gruppen G weisen einen gemeinsamen Einlassstrang E auf. Im Einlassstrang E sind ein Verdichter 2 und in Strömungsrichtung danach ein Zwischenkühler 3 angeordnet. In Fig. 1, an internal combustion engine 1 according to the invention is shown, which has two groups G of cylinders Z. Three cylinders Z are arranged in series in each group G. The two groups G have a common inlet branch E. A compressor 2 and an intercooler 3 thereafter in the flow direction are arranged in the inlet branch E.

[0047] Die Gruppen G sind je mit einem Auslassstrang A strömungsverbunden. In jedem Auslassstrang A ist ein Ventil 4 angeordnet. Das Ventil 4 ist in der gezeigten Ausführung schematisch als Absperrklappe eingezeichnet. The groups G are each fluidly connected to an outlet branch A. A valve 4 is arranged in each outlet branch A. In the embodiment shown, the valve 4 is shown schematically as a butterfly valve.

[0048] Dieses Ventil 4 kann in alternativen Ausführungen natürlich durch jede Art von Ventil ausgetauscht werden, das einen Durchfluss reduzieren und sperren kann. In alternative designs, this valve 4 can of course be exchanged for any type of valve that can reduce and block a flow.

[0049] Nach dem Ventil 4 folgt in Strömungsrichtung eines Abgases, das mit Pfeil 5 gekennzeichnet ist, eine Turbine 6. Die Turbine 6 und der Verdichter 2 sind über eine gemeinsame Welle 7 zu einem Abgasturbolader verbunden. After the valve 4 follows in the flow direction of an exhaust gas, which is marked with arrow 5, a turbine 6. The turbine 6 and the compressor 2 are connected via a common shaft 7 to form an exhaust gas turbocharger.

[0050] Zwischen Verdichter 2 und Turbine 6 kann zusätzlich eine elektrische Maschine, beispielsweise ein Elektromotor vorgesehen sein, der ein Antriebsmoment für den Verdichter 2 im Teillastbereich und bei Anfahrt nach dem Start bereitstellen kann. Die elektrische Maschine kann in einer günstigen Ausführung auch als Generator eingesetzt werden. Between the compressor 2 and the turbine 6, an electric machine, for example an electric motor, can additionally be provided, which can provide a drive torque for the compressor 2 in the partial load range and when starting up after the start. The electric machine can also be used as a generator in a favorable design.

[0051] Von dem Auslassstrang A zweigt eine Bypassleitung B ab, die mit einem Bypassventil 9 verschließbar ist. A bypass line B, which can be closed with a bypass valve 9, branches off from the outlet branch A.

[0052] Bei Betrieb wird nun Frischluft in den Einlassstrang E eingebracht, im Verdichter 2 komprimiert und auf ein höheres Druckniveau gebracht. Dadurch steigt die Temperatur im eingebrachten Gas. Die Temperatur wird durch den Zwischenkühler 3 wieder herabgesetzt. In die Ladeluft wird Brennstoff eingespritzt, der in einem nicht näher dargestellten Brennraum eines Zylinders Z verbrannt wird. Durch die explosionsartige Verbrennung wird eine nicht gezeigte Kurbelwelle angetrieben. Das Abgas 5 wird über einzelne Bereiche 10 des Auslassstrangs A nahe den Zylindern Z von jedem einzelnen Zylinder Z zusammengesammelt und in den gemeinsamen Teil des Auslassstrangs A geführt. During operation, fresh air is now introduced into the inlet branch E, compressed in the compressor 2 and brought to a higher pressure level. This increases the temperature in the gas introduced. The temperature is reduced again by the intercooler 3. Fuel is injected into the charge air and is burned in a combustion chamber of a cylinder Z (not shown in detail). A crankshaft (not shown) is driven by the explosive combustion. The exhaust gas 5 is collected via individual areas 10 of the exhaust branch A close to the cylinders Z of each individual cylinder Z and conducted into the common part of the exhaust branch A.

[0053] Im Auslassstrang A strömt das Abgas 5 am geöffneten oder teilweise geöffneten Ventil 4 vorbei in die Turbine 6, wo das Abgas 5 entspannt wird. In the outlet branch A, the exhaust gas 5 flows past the open or partially opened valve 4 into the turbine 6, where the exhaust gas 5 is expanded.

[0054] Wenn das abzuarbeitende Abgas 5 die höchste mögliche Menge der Turbine 6 übersteigt, wird das Bypassventil 9 geöffnet und das Abgas 5 durch die Bypassleitung B an der Turbine 6 vorbeigeführt. When the exhaust gas 5 to be processed exceeds the highest possible amount of the turbine 6, the bypass valve 9 is opened and the exhaust gas 5 is guided past the turbine 6 through the bypass line B.

[0055] Durch die Entspannung des Abgases 5 treibt die Turbine 6 den Verdichter 2 an der gemeinsamen Welle 7 an. Wird mehr Energie aus dem Abgas 5 gewonnen, als zur Verdichtung benötigt wird, etwa bei Bremsmanövern, kann diese optional über die oben erwähnte elektrische Maschine wiedergewonnen werden. As a result of the expansion of the exhaust gas 5, the turbine 6 drives the compressor 2 on the common shaft 7. If more energy is obtained from the exhaust gas 5 than is required for compression, for example during braking maneuvers, this can optionally be recovered via the above-mentioned electrical machine.

[0056] Befindet sich die Brennkraftmaschine 1 nun im Bremsmodus durch Befehl eines Fahrers, so wird das Ventil 4 teilweise oder ganz verschlossen, so dass der Druck und die Temperatur des Abgases 5 steigen. Das Bypassventil 9 ist im Bremsmodus immer geschlossen. Der Druck kann in einem beispielhaften Verfahren von 1 bar auf 5 bar steigen. Die Temperatur verändert sich dabei von 100 °C zu 600 °C. If the internal combustion engine 1 is now in the braking mode by a driver's command, the valve 4 is partially or completely closed, so that the pressure and the temperature of the exhaust gas 5 rise. The bypass valve 9 is always closed in the braking mode. In an exemplary process, the pressure can rise from 1 bar to 5 bar. The temperature changes from 100 ° C to 600 ° C.

[0057] Mit dem Ende des Bremsmanövers wird das Ventil 4 geöffnet. Das Abgas 5 strömt plötzlich weiter und der an der Turbine 6 anliegende Druck steigt kurzzeitig an. Im angeführten Beispiel steigt der Druck an der Turbine 6 auf etwa 2 bis 5 bar an. Das ergibt zusätzlichen Schub für die Turbine 6. Das durch die Absperrung erhöhte Energieniveau wird an der Turbine 6 abgearbeitet. Die beim Beschleunigen zusätzlich benötigte Energie wird dadurch schnell bereitgestellt. At the end of the braking maneuver, the valve 4 is opened. The exhaust gas 5 suddenly continues to flow and the pressure applied to the turbine 6 increases briefly. In the example given, the pressure on the turbine 6 rises to around 2 to 5 bar. This results in additional thrust for the turbine 6. The increased energy level due to the shut-off is processed at the turbine 6. The additional energy required when accelerating is quickly made available.

[0058] In Fig. 2 ist ein radbasierte Bremsbalanceverlauf B strichliert über einem Bremsdruck pB aufgezeichnet. Dabei resultiert der Bremsbalanceverlauf B aus einem eingestellten Öffnungsgrad des Ventils 4. Ein Verlauf a der Ventilstellung verläuft nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in der ersten Variante wie in Fig. 2 gezeigt. Dabei wird mit Ansteigen des Bremsdrucks pB bei Start des Bremsmanövers sprungartig das Ventil 4 geschlossen zu einem Punkt 11, in dem das Ventil 4 fast vollständig geschlossen ist. Bei weiter steigendem Bremsdruck pB wird das Ventil 4 wieder entlang einer Kurve verlaufend geöffnet. Die hier gezeigte Kurve verläuft positiv gekrümmt, das heißt linksgekrümmt und zu 0 hin abflachend. In FIG. 2, a wheel-based brake balance curve B is plotted with dashed lines over a brake pressure pB. The brake balance curve B results from a set degree of opening of the valve 4. A curve a of the valve position runs according to a method according to the invention in the first variant as shown in FIG. As the brake pressure pB rises at the start of the braking maneuver, the valve 4 is closed abruptly to a point 11 at which the valve 4 is almost completely closed. When the brake pressure pB increases further, the valve 4 is opened again running along a curve. The curve shown here is positively curved, i.e. curved to the left and flattening towards 0.

[0059] Der Bremsbalanceverlauf B verläuft in gleichem Maß ansteigend und rechtsgekrümmt, das heißt negativ gekrümmt, nach oben hin abflachend. The braking balance curve B rises to the same extent and is curved to the right, that is to say negatively curved, flattening towards the top.

[0060] Beispielsweise ist hier bei 0 bar Bremsdruck pB das Ventil 4 vollständig geöffnet. Bei 1 bar Bremsdruck pB ist das Ventil 4 fast vollständig geschlossen und bei 100 bar Bremsdruck pB ist das Ventil 4 geöffnet. For example, the valve 4 is fully open here at 0 bar brake pressure pB. At 1 bar brake pressure pB the valve 4 is almost completely closed and at 100 bar brake pressure pB the valve 4 is open.

[0061] Fig. 3 zeigt ein Verfahren nach dem Stand der Technik. Dabei ist ein Bremsverlauf pB, ein Druck im Auslassstrang pA des Abgases 5, der radbasierende Bremsbalanceverlauf B und eine Drehzahl n der Turbine 6 über der Zeit t aufgezeichnet. Das Schleppmoment eines konventionellen Motors hat kaum einen Einfluss auf die radbasierte Bremsbalance. 3 shows a method according to the prior art. A braking curve pB, a pressure in the outlet line pA of the exhaust gas 5, the wheel-based braking balance curve B and a speed n of the turbine 6 are recorded over time t. The drag torque of a conventional motor has hardly any influence on the wheel-based brake balance.

[0062] Analog dazu zeigt Fig. 4 das erfindungsgemäße Verfahren. Wiederum ist der Bremsverlauf pB, der Druck im Auslassstrang pA des Abgases 5, der radbasierte Bremsbalanceverlauf B und die Drehzahl n der Turbine 6 über der Zeit t dargestellt. Zusätzlich ist der Offnungsgradverlauf a eingetragen. Analogously to this, FIG. 4 shows the method according to the invention. The braking curve pB, the pressure in the outlet line pA of the exhaust gas 5, the wheel-based braking balance curve B and the speed n of the turbine 6 are again shown over the time t. In addition, the degree of opening a is entered.

[0063] Bei Ansteigen des Bremsdrucks pB fällt in konventionellen Brennkraftmaschinen durch Abnehmen der Einspritzmenge in die Zylinder Z der Druck im Auslassstrang pA. Der Bremsbalanceverlauf B ist etwa konstant über das gesamte Bremsmanöver und die Drehzahl n der Turbine 6 sinkt. When the brake pressure pB increases, in conventional internal combustion engines the pressure in the exhaust line pA falls as the injection quantity into the cylinder Z decreases. The braking balance curve B is approximately constant over the entire braking maneuver and the speed n of the turbine 6 falls.

[0064] In Brennkraftmaschinen 1 mit gemäß der Erfindung vorgesehenem Verfahren wird mit ansteigendem Bremsdruck pB der Verlauf a des Ventils 4 gezeigt. Wenn der Verlauf a sich bei 0 befindet, so ist das Ventil 4 vollständig geöffnet. Ist es bei fast 100% angelangt, so ist das Ventil 4 vollständig geschlossen. Die Positionen dazwischen entsprechen dem jeweiligen Öffnungsgrad respektive Schließungsgrad. In internal combustion engines 1 with the method provided according to the invention, the curve a of the valve 4 is shown with increasing brake pressure pB. When curve a is at 0, valve 4 is fully open. If it has reached almost 100%, the valve 4 is completely closed. The positions in between correspond to the respective degree of opening or degree of closure.

[0065] Auf Grund der einfachen Ansteuerlogik wird mit Start des Bremsmanövers wird das Ventil 4 kurz vollständig geschlossen und wiederum geöffnet. Danach wird das Ventil 4 verlaufend geschlossen. Mit Ende des BremsmanöÖövers, wenn der Bremsdruck pB auf 0 abgesunken ist, wird Due to the simple control logic, when the braking maneuver starts, the valve 4 is briefly fully closed and then opened again. Thereafter, the valve 4 is gradually closed. At the end of the braking maneuver, when the braking pressure pB has dropped to 0, becomes

das Ventil 4 wiederum schlagartig geöffnet. Mit einer komplexeren Logik könnte man den ersten Sprung am Beginn des Bremsmanövers auslassen. the valve 4 again opened suddenly. With a more complex logic, one could skip the first jump at the beginning of the braking maneuver.

[0066] Der Druck im Auslassstrang pA fällt dabei mit Reduktion der Einspritzung zuerst steil ab. Nach Abnahme des Bremsdrucks pB und verschlossenem Ventil 4 steigt der Druck im Auslassstrang pA. The pressure in the outlet branch pA first drops steeply as the injection is reduced. After the brake pressure pB has decreased and the valve 4 is closed, the pressure in the outlet branch pA rises.

[0067] Der radbasierte Bremsbalanceverlauf B unterscheidet sich zu Anfang kaum von dem normalen Bremsmanöver. Aber mit fortlaufender Zeit fällt der Bremsbalanceverlauf B auf eine bessere Balance ab. Dies führt zu dem wesentlich verbessertem Fahrverhalten gegenüber herkömmlichen Verfahren. Die Gefahr des Stabilitätsverlusts bei Kurvenfahrt wird hier auf ein Minimum reduziert, was kürzere Bremswege und höhere Geschwindigkeiten im Kurvenscheitelpunkt zulässt. At the beginning, the wheel-based braking balance curve B hardly differs from the normal braking maneuver. But as time goes on, the braking balance curve B drops to a better balance. This leads to the significantly improved driving behavior compared to conventional methods. The risk of loss of stability when cornering is reduced to a minimum, which allows shorter braking distances and higher speeds at the apex.

[0068] Ein weiterer großer Vorteil wird bei Studium des Drehzahlverlaufs n der Turbine 6 verständlich. Die Drehzahl n fällt nicht in dem Maß ab, wie bei einem konventionellen Verfahren nach dem Stand der Technik. Dadurch kann das Turboloch nach Bremsmanövern weitgehend vermieden werden. Another great advantage can be understood when studying the speed curve n of the turbine 6. The speed n does not drop to the same extent as in a conventional method according to the prior art. As a result, the turbo lag after braking maneuvers can largely be avoided.

[0069] Fig. 5 zeigt ein konventionelles System mit Bezugszeichen 20 gegenüber der Erfindung 30. Das erste Diagramm zeigt die Geschwindigkeit v in km/h über der Wegstrecke s gemäß einem ersten Versuch. Das mittlere Diagramm zeigt einen Bremsmomentverlauf BM der Vorderbremse in Nm (durchgehende Linie) und einen Bremsmomentverlauf BM der Hinterbremse in Nm (strichlierte Linie) aus denen sich der Bremsbalanceverlauf B ergibt. Das letzte Diagramm zeigt den Stabilitätsindex I. Ein negativer Wert weist auf ein untersteuerndes Fahrzeug, ein positiver Wert weist auf ein übersteuerndes Fahrzeug hin. Ziel ist es, ein neutrales Fahrzeug zu erreichen, das entspricht einem Stabilitätsindex von 0. 5 shows a conventional system with reference number 20 compared to the invention 30. The first diagram shows the speed v in km / h over the distance s according to a first experiment. The middle diagram shows a braking torque curve BM of the front brake in Nm (continuous line) and a braking torque curve BM of the rear brake in Nm (dashed line) from which the braking balance curve B results. The last diagram shows the stability index I. A negative value indicates that the vehicle is understeering, a positive value indicates that the vehicle is oversteering. The aim is to achieve a neutral vehicle, which corresponds to a stability index of 0.

[0070] Fig. 6 zeigt zusätzlich die Beschleunigungsphase im Vergleich zu Fig. 5 Des Weitern ist die höhere Kurvengeschwindigkeit im Kurvenscheitelpunkt zu erkennen. Die ist auch auf den besseren Stabilitätsindex zurückzuführen. Das letzte in Fig. 6 gezeigte Diagramm stellt die Bremspedalposition P in % über der Wegstrecke s dar. FIG. 6 additionally shows the acceleration phase in comparison to FIG. 5. Furthermore, the higher curve speed at the curve apex can be seen. This is also due to the better stability index. The last diagram shown in Fig. 6 shows the brake pedal position P in% over the distance s.

Claims

1. A method for operating an internal combustion engine (1) having at least one cylinder (Z) which is arranged such that it can be connected to an inlet line (E) and an outlet line (A) and at least one valve (4) is provided in the outlet line (A) , wherein the valve (4) is at least partially closed in a braking mode according to a course (a) of the valve position, and in a drive mode the valve (4) is at least partially opened again, characterized in that at the end of the braking process the valve (4 ) suddenly opens completely.

2. The method according to claim 1, characterized in that when the braking process is initiated when a braking pressure (pB) rises in a braking system, the at least one valve (4) closes completely.

3. The method according to claim 2, characterized in that immediately after closing the valve (4) this suddenly - preferably completely - opens.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that when the brake pressure (pB) is reduced, a degree of opening of the valve (4) is reduced.

5. The method according to claim 4, characterized in that as the brake pressure (pB) becomes lower, the degree of change in the degree of opening of the valve (4) is changed, so that when the brake pressure (pB) changes, the degree of opening is reduced more.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that with a substantially linear change in the brake pressure (pB), an opening or closing of the valve (4) is essentially linear.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that with a substantially linear change in the brake pressure (pB), an opening or closing of the valve (4) runs essentially along a curve.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that several cylinders (Z) are provided and are divided into groups (G), so that each group (G) is assigned a valve (4), and that all valves (4) have the same degree of opening and are preferably controlled or regulated jointly.

In addition 4 sheets of drawings