DE102007052157A1 - Internal combustion engine operating method for vehicle, involves exhausting exhaust gas from cylinder using exhaust gas section of internal combustion engine, and increasing amount of air led via section dependent on condition of section - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, sowie einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Verbrennungsmotor mit einer aktiven Luftzuführungseinrichtung.The Invention relates to a method for operating an internal combustion engine, and an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with an active air supply device.
Stand der TechnikState of the art
Bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in Zylindern verbrannt und über einen Abgasstrang werden entsprechend Abgase ausgestoßen. Die den Zylindern zugeführte Luftmenge ergibt sich durch die von den Zylinderkolben bei einer bestimmten Drehzahl ausgeübten Saugwirkung und der Stellung einer Drosselklappe, die in dem Ansaugabschnitt des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Bei Fahrzeugen mit einer Aufladung kann die Luftmenge auch durch eine Veränderung der Aufladung beeinflusst werden.at usual Internal combustion engines become an air-fuel mixture in cylinders burned and over an exhaust system is ejected according to exhaust gases. The supplied to the cylinders Air volume is determined by the cylinder piston at a certain speed exercised Suction and the position of a throttle valve, which in the intake section of the internal combustion engine is arranged. For vehicles with one Charging can also affect the amount of air by changing the charge become.
Abhängig von dem vom Fahrer vorgegebenen Wunschmoment wird unter Berücksichtigung des gewünschten Gemisches (typischerweise Lambda = 1, um den Motor abgasoptimal zu betreiben) die Menge der zugeführten Luft bestimmt. Dementsprechend wird ein Luftmengenstellglied, d. h. die Drosselklappe und/oder eine Aufladung eingestellt und es ergibt sich eine Ist-Luftmenge in den Zylindern. Das gewünschte Gemisch bestimmt dann die einzuspritzende Kraftstoffmenge.Depending on the desired torque specified by the driver is taken into account of the desired Mixture (typically Lambda = 1) to make the engine exhaust optimal to operate) determines the amount of air supplied. Accordingly, will an air quantity actuator, d. H. the throttle and / or a Charging set and there is an actual amount of air in the Cylinders. The wished Mixture then determines the amount of fuel to be injected.
Abhängig von der Temperatur der aus den Brennräumen ausgestoßenen Abgase sind Bauteile im Abgasabschnitt, wie z. B. Krümmer, Katalysator und Turbolader, einer thermischen Belastung ausgesetzt. Insbesondere bei einer hohen Motorlast ist die Temperatur der Abgase so hoch, dass die im Abgasabschnitt angeordneten Elemente geschädigt werden können, sofern nicht weitere Maßnahmen zur Kühlung der Abgase bzw. der im Abgasabschnitt angeordneten Elemente vorgesehen sind.Depending on the temperature of the exhaust gases emitted from the combustion chambers are components in the exhaust section, such. Manifold, catalyst and turbocharger, exposed to thermal stress. Especially at a high Engine load is the temperature of the exhaust gases so high that in the exhaust section arranged elements damaged can be unless further action for cooling the exhaust gases or arranged in the exhaust section elements provided are.
Eine Möglichkeit, die Temperatur im Abgasabschnitt eines Verbrennungsmotors zu reduzieren, besteht darin, das Luft-Kraftstoff-Gemisch anzufetten, d. h. das Verhältnis der Menge des eingespritzten Kraftstoffes zu der Luftfüllungsmenge zu erhöhen. Dadurch ist es möglich, die Abgase durch den zusätzlich eingespritzten Kraftstoff z. B. durch die niedrige Temperatur des bereitgestellten Kraftstoffs bzw. durch die aufgenommene Verdampfungsenergie abzukühlen. Nachteilig ist jedoch, dass dadurch der Kraftstoffverbrauch erhöht wird und somit zusätzliche Kosten entstehen. Weiterhin gelangen unverbrannter Kraftstoff oder Schadstoffe wie CO und HC in die Umwelt.A Possibility, to reduce the temperature in the exhaust section of an internal combustion engine, there is in greasing the air-fuel mixture, d. H. the ratio of Amount of injected fuel to the air charge amount to increase. This makes it possible the exhaust gases through the addition injected fuel z. B. by the low temperature of provided fuel or by the absorbed evaporation energy cool. The disadvantage, however, that thereby fuel consumption is increased and thus additional Costs arise. Continue to get unburned fuel or Pollutants such as CO and HC in the environment.
Da durch das Anfetten des Luft-Kraftstoff-Gemischs bei gleichbleibender Luftfüllung sich das abgegebene Drehmoment bis zu einem λ von ca. 0,9 erhöht, ist eine spezielle Anpassung eines oder mehrerer Luftmengenstellgliedern und einzuspritzenden Kraftstoffmengen notwendig, um die obige Maßnahme zur Reduktion der Abgastemperatur möglichst momenten-neutral durchführen zu können.There by enriching the air-fuel mixture at constant air filling the output torque increases up to a λ of about 0.9 a special adaptation of one or more air quantity actuators and fuel quantities to be injected in order to achieve the above measure Reduction of the exhaust gas temperature as possible perform torque neutral to be able to.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen, bei dem Bauteile im Abgasabschnitt des Verbrennungsmotors vor übermäßiger thermischer Belastung geschützt werden können und wobei weiterhin die Menge der emittierten Schadstoffe C0 und HC im Wesentlichen nicht gegenüber dem Normalbetrieb des Verbrennungsmotors erhöht wird und der Kraftstoffverbrauch gegenüber dem herkömmlichen Bauteilschutz verringert wird.It It is an object of the present invention to provide a method of operation an internal combustion engine to provide, in the components in the exhaust section of the internal combustion engine against excessive thermal stress protected can be and further wherein the amount of emitted pollutants C0 and HC is essentially not opposite the normal operation of the engine is increased and the fuel consumption across from the conventional one Component protection is reduced.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1 sowie durch den Verbrennungsmotor gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.These Task is by the method for operating an internal combustion engine according to claim 1 and by the internal combustion engine according to the independent Claim solved.
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben:
Gemäß einem
Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
mit einem Luftzuführungsabschnitt
zum Zuführen
von Luft und einem Abgasabschnitt zum Abführen von Abgas vorgesehen, wobei
abhängig
von einem Zustand des Abgasabschnitts die durch den Abgasabschnitt
geführte
Luftmenge erhöht
wird.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims:
According to one aspect, a method for operating an internal combustion engine having an air supply section for supplying air and an exhaust section for discharging exhaust gas is provided, wherein the amount of air guided through the exhaust section is increased depending on a state of the exhaust section.
Das obige Verfahren sieht also vor, die durch den Abgasabschnitt bewegte Luftmenge zu erhöhen und über die zusätzliche Luft, deren Temperatur einer Umgebungstemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, also kühler ist als die Temperatur des Abgases, am Abgasabschnitt befindliche Bauteile herunterzukühlen.The The above method therefore provides that moved through the exhaust section Increase airflow and over the additional Air whose temperature corresponds to an ambient temperature of the internal combustion engine, so cooler is the temperature of the exhaust gas, located at the exhaust section Cool components down.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass abhängig von dem Zustand des Abgasabschnitts das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei gleich bleibendem Drehmoment durch Erhöhen der Menge der in dem Luftzuführungsabschnitt zugeführten Luft erhöht wird, um die durch den Zylinder transportierte Luftmenge zu erhöhen.Farther can be provided that dependent from the condition of the exhaust portion, the air-fuel ratio at constant torque by increasing the amount of in the air supply section supplied Air increased is to increase the amount of air transported through the cylinder.
Dadurch kann die durch die Zylinder bewegte Luftmenge gegenüber der für den Normalbetrieb des Verbrennungsmotors in dem vorgegebenen Drehzahlbereich bzw. Lastmomentenbereich erhöht werden. Durch die zusätzliche Luft, deren Temperatur einer Umgebungstemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, also kühler ist als die Temperatur des Abgases, kann ein im Abgasabschnitt befindliches Bauteil herunter gekühlt werden. Durch die zusätzliche Luftmenge wird der Verbrennungsmotor in einem Betriebszustand λ < 1 betrieben. Der Kühleffekt im Abgasabschnitt entsteht durch die Mitführung der überschüssigen Luftmassen, wodurch die thermische Energie auf eine entsprechend größere Masse verteilt und so die Temperatur des Abgases gesenkt wird.As a result, the amount of air moved through the cylinders can be increased in relation to that for normal operation of the internal combustion engine in the predetermined speed range or load torque range. Due to the extra air, its tempera corresponds to an ambient temperature of the internal combustion engine, that is cooler than the temperature of the exhaust gas, a component located in the exhaust section can be cooled down. Due to the additional amount of air, the internal combustion engine is operated in an operating state λ <1. The cooling effect in the exhaust section is created by the entrainment of the excess air masses, whereby the thermal energy distributed to a correspondingly greater mass and thus the temperature of the exhaust gas is lowered.
Weiterhin kann der Zustand des Abgasabschnitts als die Temperatur des Abgases und/oder als die Temperatur eines oder mehrerer im Abgasabschnitt angeordneter Komponenten bestimmt werden.Farther For example, the state of the exhaust gas portion may be the temperature of the exhaust gas and / or as the temperature of one or more in the exhaust section arranged components are determined.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Menge der zugeführten Luft erhöht werden, indem eine Öffnung einer Drosselklappe im Luftzuführungsteil vergrößert wird oder indem ein Druck im Luftzuführungsteil, insbesondere in einem Saugrohr, erhöht wird.According to one embodiment can the amount of fed Air increased be by opening an opening a throttle in the air supply part is enlarged or by a pressure in the air supply part, especially in a suction pipe, is increased.
Weiterhin kann in einer ersten Betriebsart abhängig von einem Zustand des Abgasabschnitts das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei gleich bleibendem Drehmoment durch Erhöhen der Menge der in den Luftzuführungsabschnitt zugeführten Luft erhöht werden, um die durch den Zylinder transportierte Luftmenge zu erhöhen, und in einer zweiten Betriebsart abhängig von einem weiteren Zustand des Abgasabschnitts das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei gleich bleibendem Drehmoment durch Erhöhen der Menge des zugeführten Kraftstoffs erniedrigt werden, um die durch den Zylinder transportierte Kraftstoffmenge zu erhöhen.Farther can in a first mode depending on a state of Exhaust section the air-fuel ratio with the same torque by elevating the amount of in the air supply section supplied Air increased to increase the amount of air transported through the cylinder, and in a second mode dependent from another state of the exhaust section, the air-fuel ratio at constant torque by increasing the amount of fuel supplied be reduced by the amount of fuel transported by the cylinder to increase.
Gemäß einer Ausführungsform kann zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart, abhängig von einer Temperatur einer Komponente im Abgasabschnitt, umgeschaltet werden, so dass in Folge des Umschaltens die Temperatur der Komponente einen Grenzwert nicht übersteigt.According to one embodiment can be between the first and the second mode, depending on a temperature of a component in the exhaust section, switched so that as a result of switching the temperature of the component one Limit does not exceed.
Weiterhin kann Verfahren abhängig von dem Zustand des Abgasabschnitts durch eine Luftzuführung Luft in den Abgasabschnitt eingebracht werden, um in dem Abgasabschnitt die geführte Luftmenge zu erhöhen. Auf diese Weise kann die Temperatur des Abgasstranges ohne Beeinträchtigung des Motorbetriebs durch Zuführung von zusätzlicher Luft reduziert werden.Farther can be method dependent from the state of the exhaust section through an air supply air be introduced into the exhaust section to in the exhaust section the guided Increase air volume. In this way, the temperature of the exhaust line without impairment of engine operation by supply from additional Air can be reduced.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Motorsteuerung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Luftzuführungsabschnitt zum Zuführen von Luft und einem Abgasabschnitt zum Abführen von Abgas vorgesehen, wobei die Motorsteuerung ausgebildet ist, um abhängig von einem Zustand des Abgasabschnitts das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei gleich bleibendem Drehmoment durch Erhöhen der Menge der zugeführten Luft zu erhöhen, so dass die durch den Zylinder transportierte Luftmenge erhöht wird.According to one Another aspect is an engine controller for operating an internal combustion engine with an air supply section for feeding provided by air and an exhaust section for discharging exhaust gas, wherein the engine controller is configured to be dependent on a state of Exhaust section the air-fuel ratio at the same Torque by increasing the amount of added To raise air, so that the amount of air transported through the cylinder is increased.
Die Motorsteuerung kann ausgebildet sein, um in einer ersten Betriebsart abhängig von einem Zustand des Abgasabschnitts das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei gleich bleibendem Drehmoment durch Erhöhen der Menge der zugeführten Luft zu erhöhen, so dass die durch den Zylinder transportierte Luftmenge erhöht wird, und um in einer zweiten Betriebsart abhängig von einem weiteren Zustand des Abgasabschnitts das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei gleich bleibendem Drehmoment durch Erhöhen der Menge des zugeführten Kraftstoffes zu erniedrigen, so dass die durch den Zylinder transportierte Kraftstoffmenge erhöht wird. Die Motorsteuerung kann weiterhin ausgebildet sein, um zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart abhängig von einer Temperatur einer Komponente im Abgasabschnitt, umzuschalten, so dass in Folge des Umschaltens die Temperatur der Komponente einen Grenzwert nicht übersteigt.The Motor control may be configured to operate in a first mode dependent from a state of the exhaust portion, the air-fuel ratio at constant torque by increasing the amount of air supplied to increase, so that the amount of air transported through the cylinder is increased, and in a second mode depending on another state the exhaust section the air-fuel ratio at the same Torque by increasing the amount of supplied To degrade fuel so that the transported through the cylinder Fuel quantity increased becomes. The engine controller may be further configured to intervene the first and the second mode depending on a temperature of a component in the exhaust section, to switch so that as a result of the switching the temperature of the component does not exceed a limit.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem mit einer obigen Motorsteuerung und mit einem Verbrennungsmotor mit einem Luftzuführungsabschnitt zum Zuführen von Luft und einem Abgasabschnitt zum Abführen von Abgas vorgese hen, wobei die Motorsteuerung ausgebildet ist, eine Öffnung einer Drosselklappe zu vergrößern oder einen Druck im Luftzuführungsabschnitt, insbesondere in einem Saugrohr, zu erhöhen, um die Menge der zugeführten Luft zu erhöhen.According to one Another aspect is an engine system with an above engine control and an internal combustion engine having an air supply section for feeding hen vorgese of air and an exhaust section for discharging exhaust gas wherein the engine controller is configured, an opening of a throttle valve to enlarge or a pressure in the air supply section, especially in a suction pipe, increase the amount of air supplied to increase.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Motorsteuerung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Luftzuführungsabschnitt zum Zuführen von Luft und einem Abgasabschnitt zum Abführen von Abgas vorgesehen, wobei eine Luftzuführung zum Zuführen von Luft in den Abgasabschnitt vorgesehen ist, wobei die Motorsteuerung ausgebildet ist, um abhängig von einem Zustand des Abgasabschnitts durch die Luftzuführung Luft in den Abgasabschnitt einzubringen, um in dem Abgasabschnitt die geführte Luftmenge zu erhöhen.According to one Another aspect is an engine controller for operating an internal combustion engine with an air supply section for feeding provided by air and an exhaust section for discharging exhaust gas, being an air supply for feeding is provided by air in the exhaust section, wherein the engine control is trained to be dependent from a state of the exhaust section through the air supply air in the exhaust section to bring in the exhaust section the guided Increase air volume.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren ausführt.According to one Another aspect is a computer program is provided, the program code contains which, when executed on a data processing unit, performs the above method.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The invention will be described below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend ausführlicher beschrieben. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.preferred embodiments will be explained in more detail below described. The same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.
In
Dem
Brennraum
Abgase,
die bei einem Brennvorgang entstehen, werden bei einem darauf folgenden
Kolbenhub des Kolbens
Der
Betrieb des Verbrennungsmotors
Unter
hoher Last ist die Menge des eingespritzten Kraftstoffs hoch und
die Temperatur der Abgase, die in den Abgasabschnitt
Die
Motorsteuerung steuert daher den Verbrennungsmotor
Die
zusätzliche
Luftmenge kann beispielsweise in den Brennraum
Aus
Eine
Steuerung des Ladedrucks des Turboladers
In
Die
Ausführungsform
der
Die
Motorsteuerung
Aspekte
der Verfahren zum Betreiben der Verbrennungsmotoren der oben beschriebenen
Ausführungsformen
werden nachfolgend beschrieben. Das Bereitstellen einer zusätzlichen
Luftmenge zur Kühlung
der Abgase des Verbrennungsmotors
Abhängig von
der über
das Modell geschätzten
bzw. detektierten Abgastemperatur bestimmt die Motorsteuerung
Wenn
das Kühlen
mit zusätzlicher
durch den Zylinder
Bei
einem solchen Umschalten zwischen der ersten Betriebsart, d. h.
dem Bauteilschutz durch zusätzliche
Luftzufuhr, zu der zweiten Betriebsart, d. h. dem Bauteilschutz
durch Zufuhr von zusätzlichem Kraftstoff,
muss jedoch beachtet werden, dass nach einem Betreiben des Verbrennungsmotors
Claims (12)
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DE102007052157A Ceased DE102007052157A1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Internal combustion engine operating method for vehicle, involves exhausting exhaust gas from cylinder using exhaust gas section of internal combustion engine, and increasing amount of air led via section dependent on condition of section |
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- 2007-10-31 DE DE102007052157A patent/DE102007052157A1/en not_active Ceased
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2008
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Effective date: 20140715 |
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R016 | Response to examination communication | ||
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