DE102007039210A1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102007039210A1
DE102007039210A1 DE102007039210A DE102007039210A DE102007039210A1 DE 102007039210 A1 DE102007039210 A1 DE 102007039210A1 DE 102007039210 A DE102007039210 A DE 102007039210A DE 102007039210 A DE102007039210 A DE 102007039210A DE 102007039210 A1 DE102007039210 A1 DE 102007039210A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
engine
internal combustion
combustion engine
rpm
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007039210A
Other languages
German (de)
Inventor
Dirk Dr.-Ing. Hagelstein
Jens Kühlmeyer
Paul Gnegel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102007039210A priority Critical patent/DE102007039210A1/en
Priority to EP08784645A priority patent/EP2191118A1/en
Priority to PCT/EP2008/005552 priority patent/WO2009024213A1/en
Publication of DE102007039210A1 publication Critical patent/DE102007039210A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0269Controlling the valves to perform a Miller-Atkinson cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00Controlling engines characterised by their being supercharged
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/24Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor oder Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Schließzeiten von Einlassventilen von Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine gemäß einem Miller-Zyklus gewählt werden und wobei eine variable Turbinengeometrie eines Abgasturboladers zum Verändern einer Verdichtungsleistung des Abgasturboladers betätigt wird. Hierbei werden bei einer Drehzahl n [U/min] der Brennkraftmaschine von 1000 U/min <= n <= 3000 U/min in Abhängigkeit von einer Lastanforderung die Schließzeitpunkte der Einlassventile gemäß dem Miller-Zyklus derart gewählt und wird die variable Turbinengeometrie des Abgasturboladers derart eingestellt, dass eine auf die maximale Motorlast bezogene effektive Motorlast m<SUB>eff</SUB> gemäß $F1 erzielt wird.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular gasoline engine or diesel engine, in particular a motor vehicle, wherein the closing times of intake valves of working cylinders of the internal combustion engine are selected according to a Miller cycle and wherein a variable turbine geometry of an exhaust gas turbocharger for varying a compression capacity of the exhaust gas turbocharger is actuated , Here, at a speed n [rpm] of the internal combustion engine of 1000 rpm <= n <= 3000 rpm as a function of a load request, the closing times of the intake valves are selected according to the Miller cycle and the variable turbine geometry of the exhaust gas turbocharger set such that an effective engine load m <SUB> eff </ SUB> related to the maximum engine load is obtained according to $ F1.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor oder Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Schließzeiten von Einlassventilen von Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine gemäß einem Miller-Zyklus gewählt werden und wobei eine variable Turbinengeometrie eines Abgasturboladers zum Verändern einer Verdichtungsleistung des Abgasturboladers betätigt wird, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular gasoline engine or diesel engine, in particular of a motor vehicle, the closing times of intake valves of working cylinders the internal combustion engine according to a Miller cycle be selected and where a variable turbine geometry an exhaust gas turbocharger for varying a compression capacity the exhaust gas turbocharger is actuated according to the Preamble of claim 1.

Der Einsatz von Abgasturboladern mit variabler Turbinengeometrie (VTG oder VGT) verspricht auch bei Ottomotoren ein großes Potential. Bei Anwendung der VTG-Technologie gibt es zunächst zwei Möglichkeiten für eine Verbesserung: Einerseits kann das Low-End-Torque (LET) des Motors gegenüber einem konventionellen ATL deutlich verbessert werden oder man verwendet andererseits zur deutlichen Leistungssteigerung gegenüber einem konventionellen ATL einen größeren VTG-ATL, wobei der Motor dank der VTG-Technik über ein vergleichbares LET verfügt. Speziell im ersten Fall lassen sich schon bei niedrigen Drehzahlen sehr hohe Aufladegrade realisieren. Für solche Anwendungen sind VTG-Turbolader, die zusätzlich über ein integriertes Wastegate verfügen, besonders geeignet, da sie sehr stark auf den unteren Drehzahlbereich des Motors optimiert werden können.Of the Use of turbochargers with variable turbine geometry (VTG or VGT) also promises great potential for gasoline engines. When using the VTG technology, there are initially two Opportunities for improvement: on the one hand The low-end torque (LET) of the engine over a conventional ATL be significantly improved or used on the other hand, to the significant increase in performance a conventional ATL has a larger VTG ATL, the engine thanks to the VTG technology over a comparable LET has. Especially in the first case can be already realize very high charging levels at low speeds. For such applications are VTG turbochargers, which in addition over have an integrated wastegate, particularly suitable because it optimizes very much to the lower engine speed range can be.

Neben der VFG-Technologie können durch das bereits bekannte Miller-/Atkinson-Verfahren deutliche Vorteile bzgl. des Volllastverbrauches bei Ottomotoren erzielt werden. Hierbei wird durch einen auf den unteren Totpunkt eines Arbeitskolbens bezogenen späten oder frühen Einlassschluss-Zeitpunkt die innere Verdichtungsarbeit des Motors reduziert. Da bei der inneren Verdichtung der angesaugten Zylinderfüllung eine der im Arbeitszylinder erfolgenden Druckerhöhung entsprechende Wärme entsteht, besitzt das komprimierte Gemisch zum Zündzeitpunkt eine hohe Temperatur. Je höher diese Temperatur ist, desto klopfempfindlicher ist das Gemisch und desto später muss es gezündet werden. Je später allerdings der Zündwinkel gewählt werden muss, desto schlechter wird der motorische Wirkungsgrad, was wieder zu einem höheren Kraftstoffverbrauch führt. Durch die Miller-typischen Steuerzeiten wird die interne Kompressionsarbeit des Motors reduziert, wodurch eine geringere Erwärmung und bessere Zündwinkel realisiert werden können. Damit der Motor dennoch die gleiche Leistung abgibt, muss ein höherer Ladedruck vor den Einlassventilen anliegen. Diese externe Verdichtungsarbeit hat den Vorteil, dass die Ladeluft in einem Ladeluftkühler gekühlt werden kann, bevor sie in die Arbeitszylinder der Motoren gelangt. Je größer nun der positive Effekt durch einen angewandten Miller-Cycle sein soll, desto mehr interne Verdichtungsarbeit muss durch externe Verdichtungsarbeit substituiert werden. Hierzu ist ein geeignetes Aufladeverfahren notwendig.Next VFG technology can be achieved by the well-known Miller / Atkinson process clear advantages with respect to the full load consumption of gasoline engines be achieved. This is by a on the bottom dead center a working piston related late or early Inlet deadline time the internal compression work of the engine reduced. As in the internal compression of the sucked cylinder filling one of the pressure increases in the working cylinder corresponding Heat is generated possesses the compressed mixture at the time of ignition a high temperature. The higher this temperature is, the better more sensitive to knocking is the mixture and the later must it will be detonated. The later, however, the ignition angle must be chosen, the worse is the motor Efficiency, which again leads to higher fuel consumption. Due to the typical Miller timing, the internal compression work reduces the engine, causing less heating and better ignition angle can be realized. In order for the engine to deliver the same power, a higher one must be possible Charge pressure in front of the inlet valves. This external compaction work has the advantage that the charge air in a charge air cooler can be cooled before entering the working cylinder Engines passes. The bigger the positive effect through an applied Miller cycle, the more internal Compaction work must be substituted by external compaction work become. For this purpose, a suitable charging process is necessary.

Beim bekannten Miller/Atkinson-Zyklus wird der Zeitpunkt "Einlassventil schließt" (ES) beispielsweise nach spät verschoben. Auf diese Weise wird bereits im Arbeitszylinder befindliches Frischgas z. T. wieder ausgeschoben. Dies bedeutet einen Füllungsnachteil, der aber über eine AHufladung mit einem geeigneten Ladedruck kompensiert werden kann. Dabei ist der Ladedruck im Volumen zwischen Laderausgang und Motoreinlass so zu regeln, dass der Ladedruck in jedem Miller-Betriebspunkt, d. h. jeder Betriebspunkt in dem der "Miller-Zyklus" zur Anwendung kommt, dem theoretischen Verdichtungsenddruck in den Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine zum Zeitpunkt Einlassventil schließt entspricht. Für die Regelung, wahlweise auch Steuerung, kommen Druck- und/oder Temperatur- und/oder Massenstromsensoren oder sinnvolle Kombisensoren der drei angesprochenen Sensortypen zum Einsatz.At the known Miller / Atkinson cycle is the time "intake valve closes "(ES), for example, postponed late. In this way, fresh gas is already in the cylinder z. T. pushed out again. This means a filling disadvantage but with an AH charging with a suitable boost pressure can be compensated. Here is the boost pressure in the volume between Charger output and engine inlet to regulate so that the boost pressure in every Miller operating point, i. H. every operating point in which the "Miller cycle" is used, the theoretical compaction pressure in the working cylinders of the internal combustion engine at the time of intake valve closes corresponds. For the regulation, optionally also control, come pressure and / or temperature and / or mass flow sensors or meaningful combination sensors of the three sensor types mentioned for use.

Der positive Effekt des Miller/Atkinson-Zyklus mittels frühem oder spätem Zeitpunkt für das Schließen des Einlassventils auf die NOx-Emission und Homogenisierbarkeit des Dieselgemischs ist bekannt. Weiterhin kann bei ottomotorischen Anwendungen die Klopfneigung bei Hochaufladung deutlich reduziert werden.The positive effect of the Miller / Atkinson cycle on early or late intake valve closure on NO x emission and homogeneity of the diesel mixture is known. Furthermore, in the case of Otto engine applications, the tendency to knock when being supercharged can be significantly reduced.

Bei herkömmlichen Turbomotoren mit Standard-ATL können die Vorteile eines Miller-Zyklus allerdings erst bei höheren Motordrehzahlen erzielt werden, wenn in einem ausreichenden Maß Abgasenergie für die externe Verdichtungsarbeit zur Verfügung steht. Bei niedrigen Motordrehzahlen wird der gesamte, zur Verfügung stehende Ladedruck in das effektive Motormoment umgesetzt. Hier ergibt sich die Möglichkeit durch entsprechende Variabilitäten auf der Einlassseite das Potential des Miller-Zyklus im oberen Teil des Drehzahlbandes zu erschließen.at conventional turbocharged engines with standard ATL can the benefits of a Miller cycle, however, only at higher Engine speeds are achieved when sufficient exhaust gas energy available for external compaction work stands. At low engine speeds, the entire, available Boost pressure converted into the effective engine torque. Here arises the possibility of corresponding variability on the inlet side the potential of the Miller cycle in the upper part to tap the speed band.

Aus der DE 10 2006 003 842 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie bekannt, der auch mit einem Miller-Zyklus betrieben werden kann. Die DE 199 05 636 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine gemäß Miller-Zyklus das auch in Verbindung mit einer variabler Turbinengeometrie erfolgen kann.From the DE 10 2006 003 842 A1 is known an internal combustion engine with a turbocharger with variable turbine geometry, which can also be operated with a Miller cycle. The DE 199 05 636 A1 discloses a method of operating an internal combustion engine according to the Miller cycle, which can also take place in conjunction with a variable turbine geometry.

Mit einem mechanisch angetriebenem Lader können zwar auch bei niedrigen Motordrehzahlen hohe Ladedrücke realisiert werden, allerdings wird die Antriebsleistung für den Lader direkt von der Kurbelwelle abgezweigt. Mit zunehmend notwendiger Verdichtungsarbeit am mechanisch angetriebenem Lader, wird daher eine zunehmend hohe Antriebsleistung von der Kurbelwelle abgeführt. Diese Leistung reduziert die effektiv vom Motor abgegebene Leistung, was zwar dazu führt das der Motor thermodynamisch effektiver betrieben wird, nach außen aber kein positiver Effekt abgeführt werden kann.With Although a mechanically driven loader can also at low engine speeds high boost pressures are realized however, the drive power for the loader is direct branched off from the crankshaft. With increasingly necessary consolidation work on the mechanically driven loader, therefore becomes an increasingly high Drive power dissipated from the crankshaft. This performance Reduces the power effectively delivered by the engine, which, though causes the engine to operate thermodynamically more effectively, externally but no positive effect dissipated can be.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o. g. Art hinsichtlich der Ausnutzung der Vorteile des Miller-Zyklus zu verbessern Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.Of the Invention is based on the object, a method of o. G. kind in terms of exploiting the benefits of the Miller cycle This object is achieved by a method the o. g. Art solved with the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the other Claims described.

Dazu ist es bei einem Verfahren der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer Drehzahl n [U/min] der Brennkraftmaschine von 1.000 U/min ≤ n ≤ 3.000 U/min in Abhängigkeit von einer Lastanforderung die Schließzeitpunkte der Einlassventile gemäß dem Miller-Zyklus derart gewählt werden und die variable Turbinengeometrie des Abgasturboladers derart eingestellt wird, dass eine auf die maximale Motorlast bezogene effektive Motorlast meff gemäß

Figure 00030001
erzielt wird.For this purpose, it is provided according to the invention in a method of the aforementioned type that at a rotational speed n [rpm] of the internal combustion engine of 1,000 rpm ≦ n ≦ 3,000 rpm as a function of a load request the closing times of the intake valves according to the Miller cycle be selected and the variable turbine geometry of the exhaust gas turbocharger is set such that an effective engine load m eff based on the maximum engine load m eff
Figure 00030001
is achieved.

Dies hat den Vorteil, dass bereits bei niedrigen Drehzahlen mit hohen Motorleistungen trotz niedrigem Abgasmassenstrom die Vorteile des Miller-Zyklus durch die Verlagerung der Verdichtungsarbeit aus dem Arbeitszylinder heraus, wie niedrige Temperatur im Brennraum und reduzierter Kraftstoffverbrauch, genutzt werden können. Hierbei kann zusätzlich schon bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine von kleiner oder gleich 1.500 U/min eine effektive Motorlast von 70% bis 100% der maximalen Motorlast erzielt werden. Mit dem Ladedruckpotential des Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie wird der Miller-Zyklus deutlich effektiver als dies bei herkömmlichen Aufladeverfahren der Fall ist.This has the advantage that even at low speeds with high Motor performances despite low exhaust gas mass flow the advantages of Miller cycle by shifting the compression work from the Working cylinder out, such as low temperature in the combustion chamber and reduced fuel consumption, can be used. This can additionally at low speeds the internal combustion engine of less than or equal to 1,500 rpm one effective engine load of 70% to 100% of the maximum engine load achieved become. With the boost pressure potential of the turbocharger with variable Turbine geometry, the Miller cycle is much more effective than this is the case with conventional charging methods.

Zweckmäßigerweise wird bei einer Drehzahl n [U/min] von 1.000 U/min ≤ n ≤ 1.500 U/min gleichzeitig die Motorlast meff gemäß

Figure 00030002
erzielt.Conveniently, at a speed n [rpm] of 1,000 rpm ≦ n ≦ 1,500 rpm, the engine load m eff simultaneously
Figure 00030002
achieved.

Eine Expansion des Verbrennungsgemisches mit entsprechender Abkühlung erzielt man dadurch, dass der Schließzeitpunkt gemäß dem Millerzyklus derart gewählt wird, dass wenigstens eines der Einlassventile vor dem Erreichen eines unteren Totpunktes im Ladungswechselhub eines diesem Einlassventil zugeordneten Arbeitskolbens geschlossen wird.A Expansion of the combustion mixture with appropriate cooling achieved by the fact that the closing time according to the Millerzyklus is chosen such that at least one the intake valves before reaching a bottom dead center in Charge change stroke of a working piston associated with this intake valve is closed.

Eine Reduktion des effektiven Verdichtungsverhältnisses mit entsprechend erniedrigter Brennraumtemperatur vor der Zündung erzielt man dadurch, dass der Schließzeitpunkt gemäß dem Millerzyklus derart gewählt wird, dass wenigstens eines der Einlassventile nach dem Erreichen eines unteren Totpunktes im Ladungswechselhub eines diesem Einlassventil zugeordneten Arbeitskolbens geschlossen wird.A Reduction of the effective compression ratio with correspondingly reduced combustion chamber temperature before ignition achieved by the fact that the closing time according to the Millerzyklus is chosen such that at least one the intake valves after reaching a bottom dead center in Charge change stroke of a working piston associated with this intake valve is closed.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt eine Phasenlänge der Öffnungszeit von wenigstens einem Einlassventil 190°KW bis 220°KW.In a preferred embodiment is a Phase length of the opening time of at least one Inlet valve 190 ° KW to 220 ° KW.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Fig. ein Last-Drehzahl-Kennfeld einer Brennkraftmaschine, welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.The The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing explained. This shows in the only Fig. A load-speed map an internal combustion engine, which according to the invention Method is operated.

In der einzigen Fig. ist auf einer horizontalen Achse 10 eine Drehzahl n in [U/min] und auf einer vertikalen Achse 12 eine bezogene effektive Motorlast in [%] aufgetragen. Ein erster Graph 14 begrenzt einen möglichen Betriebsbereich einer herkömmlichen Brennkraftmaschine mit dem Miller-Zyklus in Richtung niedrigster Motorlast und ein zweiter Graph 16 begrenzt einen möglichen Betriebsbereich einer herkömmlichen Brennkraftmaschine mit dem Miller-Zyklus in Richtung höchster Motorlast für die jeweilige Drehzahl. Die beiden Graphen 14 und 16 schließen zwischen sich einen ersten Bereich 18 ein, in dem eine herkömmliche Brennkraftmaschine mit einem Millerzyklus derart betrieben werden kann, dass die Vorteile des Miller-Zyklus, wie insbesondere ein reduzierter Kraftstoffverbrauch durch Auslagern der Verdichtungsarbeit aus dem Arbeitszylinder heraus, nutzbar sind. Es ist unmittelbar ersichtlich, dass die volle Motorlast (meff = 100%) erst ab einer Drehzahl von 3.500 U/min erzielt wird. Oberhalb des zweiten Graphen 16 bei Drehzahlen n von kleiner 3.500 U/min liefert der Abgasturbolader nicht genügend Verdichtungsleistung, um das geringere effektive Verdichtungsverhältnis in den Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine durch den Miller-Zyklus ausgleichen zu können.In the only Fig. Is on a horizontal axis 10 a speed n in [rpm] and on a vertical axis 12 a referenced effective engine load is plotted in [%]. A first graph 14 Limits a possible operating range of a conventional engine with the Miller cycle in the direction of lowest engine load and a second graph 16 limits a possible operating range of a conventional burner engine with the Miller cycle in the direction of maximum engine load for the respective speed. The two graphs 14 and 16 close a first area between them 18 in which a conventional internal combustion engine with a Miller cycle can be operated such that the advantages of the Miller cycle, in particular a reduced fuel consumption by outsourcing the compression work out of the working cylinder, are available. It is immediately apparent that the full engine load (m eff = 100%) is only achieved from a speed of 3,500 rpm. Above the second graph 16 at speeds n of less than 3,500 rpm, the exhaust gas turbocharger does not provide sufficient compression power to compensate for the lower effective compression ratio in the working cylinders of the internal combustion engine through the Miller cycle can.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine mit derartigen Schließzeiten für jeweilige Einlassventile von Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine gemäß einem Miller-Zyklus und gleichzeitig mit derartiger Einstellung für die variable Turbinengeometrie einer Turbine eines Abgasturboladersbetrieben wird, dass im Drehzahlbereich von 1000 U/min bis 3.500 U/min auch Betriebspunkte oberhalb des zweiten Grafen 16 in einem zweiten Bereich 20 erreicht werden können.According to the invention, it is provided that the internal combustion engine is operated with such closing times for respective intake valves of working cylinders of the internal combustion engine according to a Miller cycle and simultaneously with such setting for the variable turbine geometry of a turbine of an exhaust gas turbocharger that in the speed range from 1000 rpm to 3500 rpm min also operating points above the second count 16 in a second area 20 can be achieved.

Erfindungsgemäß werden der Miller-Zyklus und die VTG-Technologie optimal miteinander verbunden. Durch das Potential zu hohen Ladedrücken, die bei einer entsprechenden VTG-Auslegung durch eine effizientere Ausnutzung der Abgasenergie im Vergleich zu einem konventionellen Abgasturbolader, schon ab sehr niedrigen Motordrehzahlen (< 1500 U/min) bereit gestellt werden können, ist es möglich, im gesamten Drehzahlband der Brennkraftmaschine die positiven Effekte des Miller-Zyklus zu nutzen.According to the invention The Miller cycle and VTG technology are optimally connected. By the potential for high boost pressures, which at a corresponding VTG design through more efficient use of exhaust gas energy in comparison to a conventional exhaust gas turbocharger, already off very low engine speeds (<1500 Rpm), it is possible in the entire speed range of the internal combustion engine, the positive effects of the Miller cycle.

Beispielsweise ist einlassseitig ein Nockenwellensteller mit festem Ventilhub vorgesehen, wobei die Nockenform dem entsprechenden Millerverfahren angepasst ist. Vorzugsweise kommt das Millerverfahren mit spätem Einlassschluss (nach UT des Arbeitskolbens im Ladungswechselhub) zur Anwendung, was zu einer Phasenlänge von 190°KW bis 220°KW führt. Mit weiteren Variabilitäten bzgl. des einlassseitigen Gaswechsels (Phasenlänge bis zu 240°KW, Nockenumschalteinrichtung, etc.) können weitere Potentiale des Miller-Zyklus erschlossen werden.For example a camshaft actuator with fixed valve lift is provided on the intake side, the cam shape adapted to the corresponding Millerverfahren is. Preferably, the Miller method comes with late Inlet closing (after UT of the working piston in the charge change stroke) for application, resulting in a phase length of 190 ° KW leads to 220 ° KW. With further variabilities with regard to the inlet-side gas change (phase length to to 240 ° CA, cam switching device, etc.) Further potentials of the Miller cycle can be tapped.

Erfindungsgemäß ist der Bereich 20 in Richtung niedrige Motorlast 12 begrenzt durch eine erste Gerade 22, welche der Gleichung

Figure 00050001
folgt, wobei meff eine Motorlast in % der maximal möglichen Motorlast und n die Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. In Richtung hohe Motorlast 12 ist der Bereich 20 begrenzt durch die maximale Motorlast bei 100% bzw. durch eine zweite Gerade 24, welche der Gleichung
Figure 00050002
folgt.According to the invention, the range 20 in the direction of low engine load 12 limited by a first straight line 22 which of the equation
Figure 00050001
follows, where m eff is an engine load in% of the maximum possible engine load and n is the speed of the internal combustion engine. Towards high engine load 12 is the area 20 limited by the maximum motor load at 100% or by a second straight line 24 which of the equation
Figure 00050002
follows.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102006003842 A1 [0007] DE 102006003842 A1 [0007]
  • - DE 19905636 A1 [0007] - DE 19905636 A1 [0007]

Claims (5)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor oder Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Schließzeiten von Einlassventilen von Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine gemäß einem Miller-Zyklus gewählt werden und wobei eine variable Turbinengeometrie eines Abgasturboladers zum Verändern einer Verdichtungsleistung des Abgasturboladers betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehzahl n [U/min] der Brennkraftmaschine von 1.000 U/min ≤ n ≤ 3.000 U/min in Abhängigkeit von einer Lastanforderung die Schließzeitpunkte der Einlassventile gemäß dem Miller-Zyklus derart gewählt werden und die variable Turbinengeometrie des Abgasturboladers derart eingestellt wird, dass eine auf die maximale Motorlast bezogene effektive Motorlast meff gemäß
Figure 00060001
erzielt wird.
Method for operating an internal combustion engine, in particular Otto engine or diesel engine, in particular a motor vehicle, wherein the closing times of intake valves of working cylinders of the internal combustion engine are selected according to a Miller cycle and wherein a variable turbine geometry of an exhaust gas turbocharger for varying a compression capacity of the exhaust gas turbocharger is actuated, characterized in that, at a speed n [rpm] of the internal combustion engine of 1,000 rpm ≦ n ≦ 3,000 rpm as a function of a load request, the closing times of the intake valves are selected according to the Miller cycle and the variable turbine geometry of the exhaust gas turbocharger is adjusted in such a way in that an effective engine load m eff related to the maximum engine load m
Figure 00060001
is achieved.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehzahl n [U/min] von 1.000 U/min ≤ n ≤ 1.500 U/min gleichzeitig die Motorlast meff gemäß
Figure 00060002
erzielt wird.
A method according to claim 1, characterized in that at a speed n [rev / min] of 1,000 rev / min ≤ n ≤ 1,500 rev / min simultaneously the engine load m eff according to
Figure 00060002
is achieved.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt gemäß dem Millerzyklus derart gewählt wird, dass wenigstens eines der Einlassventile vor dem Erreichen eines unteren Totpunktes im Ladungswechselhub eines diesem Einlassventil zugeordneten Arbeitskolbens geschlossen wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the closing time chosen according to the Miller cycle is that at least one of the intake valves before reaching a bottom dead center in the charge cycle of a this intake valve associated working piston is closed. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt gemäß dem Millerzyklus derart gewählt wird, dass wenigstens eines der Einlassventile nach dem Erreichen eines unteren Totpunktes im Ladungswechselhub eines diesem Einlassventil zugeordneten Arbeitskolbens geschlossen wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the closing time chosen according to the Miller cycle is that at least one of the intake valves after reaching a bottom dead center in the charge cycle of a this intake valve associated working piston is closed. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Phasenlänge der Öffnungszeit von wenigstens einem Einlassventil 190°KW bis 220°KW beträgt.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that a phase length the opening time of at least one inlet valve 190 ° KW up to 220 ° KW.
DE102007039210A 2007-08-20 2007-08-20 Method for operating an internal combustion engine Withdrawn DE102007039210A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007039210A DE102007039210A1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Method for operating an internal combustion engine
EP08784645A EP2191118A1 (en) 2007-08-20 2008-07-08 Method for operating an internal combustion engine
PCT/EP2008/005552 WO2009024213A1 (en) 2007-08-20 2008-07-08 Method for operating an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007039210A DE102007039210A1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Method for operating an internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007039210A1 true DE102007039210A1 (en) 2009-02-26

Family

ID=39739450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007039210A Withdrawn DE102007039210A1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Method for operating an internal combustion engine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2191118A1 (en)
DE (1) DE102007039210A1 (en)
WO (1) WO2009024213A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150020082A (en) * 2013-08-13 2015-02-25 캐터필라 모토렌 게엠베하 운트 코. 카게 Operating internal combustion engines
DE102014006032A1 (en) 2014-04-24 2015-10-29 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for operating an internal combustion engine
EP3599359A1 (en) * 2018-07-24 2020-01-29 Volkswagen AG Method for controlling and / or regulating the operation of a combustion engine, especially a combustion engine of a motor vehicle, especially at least partially operating according to the miller method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010043920B4 (en) * 2010-11-15 2014-09-11 Ford Global Technologies, Llc Method for avoiding turbocharger damage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905636A1 (en) 1999-02-11 2000-03-30 Daimler Chrysler Ag Reduction of temperature in combustion chamber of internal combustion engine with inlet valve partially opened during suction cycle to generate cooling effect on combustion mixture
DE102006003842A1 (en) 2005-03-10 2006-09-14 Detroit Diesel Corp., Detroit System and method for back pressure compensation for controlling exhaust particulate emissions

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7201121B2 (en) * 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
US6651618B1 (en) * 2002-05-14 2003-11-25 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905636A1 (en) 1999-02-11 2000-03-30 Daimler Chrysler Ag Reduction of temperature in combustion chamber of internal combustion engine with inlet valve partially opened during suction cycle to generate cooling effect on combustion mixture
DE102006003842A1 (en) 2005-03-10 2006-09-14 Detroit Diesel Corp., Detroit System and method for back pressure compensation for controlling exhaust particulate emissions
GB2424720A (en) * 2005-03-10 2006-10-04 Detroit Diesel Corp Control of exhaust emissions

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150020082A (en) * 2013-08-13 2015-02-25 캐터필라 모토렌 게엠베하 운트 코. 카게 Operating internal combustion engines
KR102203587B1 (en) 2013-08-13 2021-01-15 캐터필라 모토렌 게엠베하 운트 코. 카게 Operating internal combustion engines
DE102014006032A1 (en) 2014-04-24 2015-10-29 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for operating an internal combustion engine
EP3599359A1 (en) * 2018-07-24 2020-01-29 Volkswagen AG Method for controlling and / or regulating the operation of a combustion engine, especially a combustion engine of a motor vehicle, especially at least partially operating according to the miller method
KR20200011364A (en) * 2018-07-24 2020-02-03 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 Method for the open-loop and/or closed-loop control of the operation of an internal combustion engine, especially an internal combustion engine of a motor vehicle, especially which works at least partially according to the miller method
CN110778400A (en) * 2018-07-24 2020-02-11 大众汽车有限公司 Method for controlling and/or regulating the operation of an internal combustion engine
KR102156228B1 (en) 2018-07-24 2020-09-15 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 Method for the open-loop and/or closed-loop control of the operation of an internal combustion engine, especially an internal combustion engine of a motor vehicle, especially which works at least partially according to the miller method
US11118516B2 (en) 2018-07-24 2021-09-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for controlling and/or regulating the operation of an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
EP2191118A1 (en) 2010-06-02
WO2009024213A1 (en) 2009-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69915093T2 (en) Internal combustion engine
EP2898207B1 (en) Method for controlling the timing of an intake valve of an internal combustion engine
EP2205841A1 (en) Internal combustion engine comprising an exhaust-gas turbocharger and a charge-air cooler
WO2012130369A1 (en) Method for operating a quantity-regulated internal combustion engine and internal combustion engine
DE102011122442A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102011081844A1 (en) Method for operating a supercharged internal combustion engine and internal combustion engine for carrying out such a method
DE102013217412A1 (en) Optionally by two-stroke or four-stroke process operable internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine
DE102012213936A1 (en) Supercharged four-cylinder inline engine with parallel turbines and method of operating such a four-cylinder in-line engine
DE102012221743A1 (en) Method for controlling internal combustion engine e.g. petrol engine, in vehicle, involves operating first and second cylinders with high compression ratio and low compression ratio, and filling second cylinder with exhaust gas
EP3421762B1 (en) Supercharged internal combustion engine
DE102007039210A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102014221331A1 (en) Method for operating a supercharged internal combustion engine and internal combustion engine for carrying out such a method comprising a variable turbine
DE102007028522A1 (en) Method for operating turbocharged internal combustion engine, involves discharging exhaust gas mass flow, where two exhaust pipes are provided, and two exhaust gas turbo chargers are connected parallel to one another
DE10225305A1 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine
DE102016011392A1 (en) Internal combustion engine
DE102015214107A1 (en) Internal combustion engine with a compressor and an additional compressor
DE102014019556A1 (en) Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle
DE4434777C1 (en) Turbocharged multicylinder diesel engine for vehicle
DE102012211527B4 (en) Engine operation of a combustion engine to protect the exhaust system at high performance
DE202015103551U1 (en) Exhaust turbo-charged internal combustion engine with partial shutdown and additional compressor
DE102014006032A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102012006342A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
WO2016078740A1 (en) Method for operating a drive device for a motor vehicle and drive device
DE102019113741A1 (en) Internal combustion engine with variable exhaust valve actuation and with electromotive or mechanical charging
EP1591651B1 (en) Method for increasing the torque in a direct injection internal-combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20140821