DE102008003581B4

DE102008003581B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung der Abgastemperatur bei einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008003581B4
Application number: DE102008003581A
Authority: DE
Inventors: Matthias Delp; Jürgen DINGL
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: DE102008003581A1

Abstract

Verfahren zur Senkung einer Abgastemperatur eines Motors mit den Schritten:
– Bestimmen, ob eine Temperatur eines Bauteils des Motors, welches von der Abgastemperatur des Motors beeinflusst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet und/oder
– Bestimmen ob die Abgastemperatur des Motors einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet,
gekennzeichnet durch
– Absenken der Abgastemperatur durch ein Verlagern eines Zündwinkels des Motors vor den oberen Totpunkt eines Kurbelwinkels einer Kurbelwelle, zur Durchführung einer Frühzündung, wenn die Temperatur des Bauteils den Schwellenwert und/oder die Abgastemperatur den Schwellwert überschreiten
– Bestimmen, ob ein Betriebspunkt in welchem sich ein Fahrzeug befindet, eine Klopfneigung aufweist, bei einer Verlagerung des Zündwinkels des Motors vor den oberen Totpunkt des Kurbelwinkels,
– Verlagerung des Zündwinkels und damit Durchführung einer Frühzündung, wenn der Betriebspunkt im Wesentlichen keine oder nur eine geringfügige Klopfneigung aufweist,
– keine Verlagerung des Zündwinkels und damit keine Durchführung einer Frühzündung, wenn der Betriebsbereich...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung der Abgastemperatur bei einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug mit einem Ottomotor.
Bei Ottomotoren ergibt sich bei großen Drehmomentanforderungen und großen Drehzahlen das Problem, dass die Temperaturen im Abgasstrang an bestimmten Bauteilen unzulässig hoch werden können. Weiterhin kann es erforderlich sein, um eine bestimmten Motorleistung nicht zu überschreiten, diese zu reduzieren. Hierfür kommen versicherungstechnische, steuerliche oder modellpolitische Gründe in Frage.
In der Regel ist bei Motoren ohne Abgasturbolader der Katalysator das die Temperatur begrenzende Bauteil. Bisher wird bei dem Erreichen einer kritischen Katalysatortemperatur das Kraftstoff-/Luftgemisch angefettet, um zuerst die Exothermie, welche im Katalysator durch katalytische Umsetzung von NOx, CO und HC entsteht, zu reduzieren. Die Temperatur kann über Sensoren oder Modelle ermittelt werden. Ist diese Maßnahme nicht ausreichend, so wird weiter angefettet, um die Verdampfungswärme des Kraftstoffs zur Kühlung zu nutzen. Wenn durch die Anfettung ein bestimmtes Kraftstoff-/Luftgemisch erreicht ist, d. h. die Laufgrenze des Motors, dann muss die Motorlast bzw. die Luftmasse reduziert werden. Zur Unterbindung der Exothermie im Katalysator, kann auch mit einem mageren Gemisch gefahren werden. Die hat jedoch den Nachteil, dass große NOx-Emissionen entstehen.
Bei Motoren mit Abgasturbolader ist in der Regel der Turbolader das die Temperatur begrenzende Bauteil, so dass bei diesen Motoren in der Regel frühzeitig stark angefettet wird. Allen Anwendungen mit Anfettung ist ein starker Anstieg der HC-Emissionen und des Kraftstoffverbrauchs gemeinsam, von beispielsweise bis zu 30%, so dass dies möglichst verhindert werden sollte.
Die Leistungsreduzierung bzw. Leistungsbegrenzung wird bisher häufig über eine verringerte Luftzufuhr durch das Androsseln mit der Drosselklappe erreicht und/oder durch veränderte Nockenwellensteuerzeiten, sowie einen Zündwinkelrückzug.
In der DE 100 39 784 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei denen im Bereich hoher Lasten und/oder aus Bauteileschutzgründen eine Anreicherung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Sinne einer fetteren Gemischzusammensetzung stattfindet. Abhängig von dem Schaltzustand eines vom Fahrer betätigbaren Schalters und/oder der Getriebestellung wird der die Leistung der Brennkraftmaschine steuernde Vorgabewert derart begrenzt, dass keine Gemischanreicherung stattfindet. Bei der Begrenzung eines solchen Vorgabewertes wird ggf. die messtechnisch erfasste Abgastemperatur berücksichtigt und die Begrenzung abhängig von der Abgastemperatur derart durchgeführt, dass die Leistung der Brennkraftmaschine nur soweit begrenzt ist, wie aus Abgastemperaturgründen notwendig. Des Weiteren ist angegeben, dass eine Anreicherung nur dann stattfindet, wenn die Abgastemperatur einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat und/oder wenn ein Vorgabewert zur Steuerung der Brennkraftmaschine einen vorgegebenen Grenzwert überschritten hat und/oder wenn eine Funktion zum Schutz von Bauteilen gegen Überhitzung aktiviert ist.
Aus der DE 29 32 386 ist eine Vorrichtung zum Überwachen der Überhitzung im Inneren des Brennraumes eines Brennkraftkolbenmotors mit gesteuerter Zündung bekannt, dessen Zündeinrichtung an den Zündkerzen der einzelnen Zylinder, bezogen auf den oberen Totpunkt der Kolbenbewegung eine elektrische Entladung hervorruft. Es ist ein Temperaturfühler im Inneren der Brennkammer wenigstens eines Motorzylinders vorgesehen, welcher mit den Abgasen in Berührung ist, jedoch auch mit der Brennkammerwand Verbindung hat, so dass ein Temperaturmittel zwischen der Temperatur der Abgase und der Brennkammerwand erfasst wird. Der Temperaturfühler in der Brennkammer ist in einem Bereich mit möglichst großem Abstand von der Zündkerze untergebracht, in dem das Klopfphänomen zuerst auftritt und es ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, das Messsignal vom Temperaturfühler zugeführt erhält und einen Schwellwertkomparator aufweist, der feststellt, ob die vom Fühler gemessene Temperatur unter oder über einen vorgewählten Schwellwert liegt und die bei Überschreiten des Schwellwertes ein Signal abgibt. Dieses Signal kann von der Zündeinrichtung derart ausgewertet werden, wenn das Fühlersignal die Überschreitung des Temperaturschwellwertes anzeigt den Vorzündwinkel gegenüber der augenblicklichen Grundeinstellung zurückzunehmen. Dadurch wird erreicht, dass die Temperatur wieder unter den Schwellwert absinkt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem die Abgastemperatur bei einem Fahrzeug verringert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Senkung der Abgastemperatur eines Motors bereitgestellt wird. Dabei wird bestimmt, ob die Temperatur eines Bauteils des Motors, welches von der Abgastemperatur des Motors beeinflusst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, d. h. einen Schwellenwert, ab welchem sich das Bauteil beispielsweise einer kritischen Bauteiltemperatur nähert. Alternativ oder zusätzlich wird bestimmt, ob die Abgastemperatur des Motors einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, d. h. einen Schwellenwert, ab welchem sich die Abgastemperatur beispielsweise einer kritischen Temperatur nähert, die zu einer zu starken Erwärmung wenigstens eines temperaturkritischen Bauteils des Motors führt. Überschreitet die Temperatur des Bauteils den ihr zugeordneten Schwellenwert und/oder die Abgastemperatur den ihr zugeordneten Schwellenwert, so wird eine geeignete Absenkung der Abgastemperatur durchgeführt, indem der Zündwinkel des Motors nach früh verlagert wird, vor den oberen Totpunkt eines Kurbelwinkels einer Kurbelwelle des Motors, wobei eine Frühzündung durchgeführt wird. Des Weiteren wird bestimmt, ob ein Betriebspunkt in welchem sich das Fahrzeug befindet, eine Klopfneigung aufweist, bei einer Verlagerung des Zündwinkels des Motors nach früh vor den oberen Totpunkt der Kurbelwelle, zur Durchführung einer Frühzündung. Abhängig davon, ob der Motor in diesem Betriebspunkt im Wesentlichen keine Klopfneigung oder eine Klopfneigung aufweist wird eine Verlagerung des Zündwinkels nach früh und eine Frühzündung durchgeführt oder zunächst unterbunden.
Dies hat den Vorteil, dass im Gegensatz zum Stand der Technik, in welchem die Abgastemperatur im Wesentlichen über ein starkes Anfetten oder Abmagern des Kraftstoff-/Luftgemisches erreicht wird, der Kraftstoffverbrauch und der Ausstoß an Emissionen geringer ist, durch die Vorverlagerung des Zündwinkels und die damit verbundene Frühzündung.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine Frühzündung in einem Betriebspunkt vorzugsweise nur dann durchgeführt wird, wenn im Wesentlichen kein Klopfen hierdurch in dem Betriebspunkt auftritt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Zündwinkel beispielsweise in einem Bereich bis 20° oder bis 30° nach früh verlagert, vor den oberen Totpunkt der Kurbelwelle. Diese Werte sind jedoch rein beispielhaft und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Zündwinkel wird beispielsweise derart gewählt, dass die Abgastemperatur ausreichend abgesenkt werden kann und gleichzeitig kein Klopfen bzw. kein nennenswertes Klopfen auftritt. Ein Klopfen bzw. nennenswertes Klopfen des Motors wird hierbei bei einer Frühzündung verhindert, was sonst zu einer Beschädigung des Motors führen kann, wenn das Fahrzeug beispielsweise unter Volllast und in einem hohen Drehzahlbereich gefahren wird.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird zur Bestimmung der Klopfneigung des Betriebspunktes des Fahrzeugs, eine Klopfneigung des Motors bestimmt. Dabei wird der Zündwinkel nach früh vor den oberen Totpunkt der Kurbelwelle verlagert und eine Frühzündung durchgeführt, wenn die Klopfneigung des Motors kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, so dass im Wesentlichen kein Klopfen oder kein nennenswertes Klopfen auftritt. Auf diese Weise wird verhindert, dass ein unerwünschtes Klopfen auftreten kann, wenn der Zündwinkel nach früh verlagert wird.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird zur Bestimmung der Klopfneigung des Motors, die Qualität des Kraftstoffs des Fahrzeugs bestimmt bzw. abgeschätzt. Wird hierbei festgestellt, dass die Kraftstoffqualität ausreichend bzw. geeignet ist, so dass im Wesentlichen kein Klopfen bzw. kein nennenswertes Klopfen bei einer Verschiebung des Zündwinkels nach früh auftritt, so wird die Verschiebung des Zündwinkels und die damit verbundene Frühzündung durchgeführt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass eine Frühzündung durchgeführt wird und dabei ein Klopfen auftreten kann, wenn ein Fahrer einen minderwertigen Kraftstoff getankt hat.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird zur Bestimmung der Klopfneigung des Betriebspunktes des Fahrzeugs bestimmt, ob ein geeigneter Restgasgehalt vorliegt oder einstellbar ist. Der Restgasgehalt hat ebenfalls einen Einfluss auf eine Klopfneigung eines Motors. Daher wird beispielsweise eine Verlagerung des Zündwinkels nach früh nur dann durchgeführt, wenn der Restgasgehalt geeignet ist bzw. geeignet einstellbar ist, so dass im Wesentlichen kein Klopfen bzw. kein nennenswertes Klopfen auftritt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, wird eine Verlagerung des Zündwinkels und ein Frühzündung durchgeführt, wenn der Restgasgehalt beispielsweise in einem Bereich von 5% bis 10% oder bis 15% liegt. Die Erfindung ist jedoch auf diese Werte nicht beschränkt. Entscheidend ist, dass der Restgasgehalt so gewählt ist, dass ein Klopfen im Wesentlichen verhindert werden kann, wenn eine Frühzündung durchgeführt wird, um eine Beschädigung des Motors oder eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts zu verhindern.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird, zur Bestimmung der Klopfneigung des Betriebspunktes des Fahrzeugs, bestimmt, ob ein geeignetes Kraftstoff-/Luftgemisch vorliegt oder einstellbar ist, bei welchem im Wesentlichen kein Klopfen oder kein nennenswertes Klopfen auftritt. Das Einstellen des Kraftstoff-/Luftgemisches kann hierbei durch ein entsprechendes Anfetten oder Abmagern des Gemisches erfolgen. Die Berücksichtigung des Kraftstoff-/Luftgemisches hat den Vorteil, dass wenn der Zündwinkel nach früh verschoben wird und eine damit verbundene Frühzündung durchgeführt wird, kein Klopfen auftreten kann mit den zuvor genannten Nachteilen.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
1 ein Diagramm in welchem der Kurbelwinkel in Abhängigkeit von dem Zündwinkelwirkungsgrad η dargestellt ist, und
2 ein Diagramm in welchem der Drehzahlverlauf eines ungedrosselten Motors und eines gemäß der Erfindung gedrosselten Motors in Abhängigkeit von der Motorleistung P dargestellt ist.
Zum Senken der Abgastemperatur ist aus dem Stand der Technik bekannt, das Kraftstoff-/Luftgemisch zu variieren, indem das Gemisch entsprechend angefettet oder abgemagert wird, um die Temperatur des Abgases zu senken. Auf diese Weise wird verhindert, dass temperaturkritische Bauteile eines Motors, wie beispielsweise ein Katalysator, ein Turbolader usw., überhitzt und dadurch beschädigt werden können.
Gemäß der Erfindung wird jedoch zusätzlich zu der Gemischvariation oder alternativ hierzu der Zündwinkel geeignet variiert, um die Abgastemperatur zu senken. In diesem Fall kann bei einer Kombination mit der Gemischvariation auf ein starkes Anfetten oder Abmagern des Kraftstoff-/Luftgemisches verzichtet werden, im Gegensatz zum Stand der Technik.
In 1 ist ein Diagram gezeigt, bei welchem der Verlauf des Kurbelwinkels in Abhängigkeit von dem Zündwinkelwirkungsgrad η dargestellt ist. Bei einem Volllastbetrieb bis beispielsweise ca. 4500 1/min wird klassisch klopfbegrenzt gefahren. Bei einem Volllastbetrieb von beispielsweise über ca. 4500 1/min liegt die Klopfgrenze sehr früh. In diesen Betriebspunkten ist es möglich mit einer „extremen Frühzündung” mit beispielsweise Lambda = 1 zu fahren, ohne die kritische Bauteiltemperatur zu überschreiten. Eine solche „extreme Frühzündung” kann beispielsweise in einem Bereich bis zu 20° oder 30° vor dem oberen Totpunkt OT des Kurbelwinkels liegen, wobei diese Werte rein beispielhaft sind und die Erfindung nicht auf diese Wertebereiche beschränkt ist. Der Kurbelwinkel bzw. der Bereich für den Kurbelwinkel für die „extreme Frühzündung” ist von dem jeweiligen Motor abhängig und kann für jeden Motortyp in Versuchen bestimmt und in Form eines Kennfeldes in der Motorsteuerung abgespeichert werden.
Durch einen Spätzug des Zündwinkels steigt die Abgastemperatur stark an. Dagegen fällt die Abgastemperatur ab, wenn der Zündzeitpunkt nach früh gezogen wird. Allerdings ist man dabei durch die Klopfgrenze beschränkt. Wird der Zündzeitpunkt über den wirkungsgradoptimalen Zündzeitpunkt nach früh gezogen, sinkt die Motorleistung und der Kraftstoffverbrauch steigt. In diesem Fall sinkt der Zündwinkelwirkungsgrad η von einem optimalen Wert von η = 1 auf einen niedrigeren Wert, wie in 1 dargestellt ist. Trotzdem bietet diese Betriebsart einen deutlichen Vorteil gegenüber dem Bauteilschutz durch Anfetten oder Abmagern, da der Gesamtwirkungsgrad bei einer Frühzündung weniger verschlechtert wird.
Eine Verringerung der Abgastemperatur durch eine extreme Frühzündung stellt eine spezielle Betriebsart des Ottomotors dar. Eine solche Betriebsart ist dann sinnvoll, wenn kein Klopfen des Motors erfolgt bzw. allenfalls nur ein geringfügiges Klopfen, das jedoch keine negativen Auswirkungen auf den Motor oder den Fahrkomfort hat. Gemäß der Erfindung wird beispielsweise geprüft, wenn festgestellt wird, dass die Temperatur eines temperaturkritischen Bauteils zu hoch wird und sich einem kritischen Temperaturbereich nähert, ob das Fahrzeug in einem Betriebspunkt fährt, in welchem eine Frühzündung durchgeführt werden kann, d. h. wo im Wesentlichen kein oder kein nennenswertes Klopfen auftritt. Alternativ kann auch zuerst direkt eine Frühzündung durchgeführt werden und wenn festgestellt wird, dass in dem vorliegenden Betriebspunkt eine Frühzündung nicht optimal ist eine erneute Frühzündung durchgeführt werden, beim Wechsel in einen Betriebspunkt, bei welchem eine Frühzündung möglich ist, ohne dass im Wesentlichen ein Klopfen auftritt.
Zur Bestimmung ob es sinnvoll ist, bei dem Motor eine Frühzündung durchzuführen, können beispielsweise wenigstens eine oder mehrere der nachfolgenden Voraussetzungen geprüft werden:

1. Damit die Zündung ausreichend nach früh verstellt werden kann, soll die generelle Klopfneigung des Motors kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert sein, ab welchem ein Klopfen auftritt, das sich beispielsweise negativ auf den Motor oder den Fahrkomfort auswirkt. Dies wird beispielsweise unter anderem durch eine entsprechende Kraftstoffqualität sichergestellt. Die Kraftstoffqualität beeinflusst die Klopfneigung eines Motors. Daher muss die Kraftstoffqualität bestimmt bzw. abgeschätzt werden, um zu Bestimmen, ob bei einer Vorverlagerung des Zündzeitpunktes ein unerwünschtes Klopfen auftreten kann oder nicht. Hat ein Fahrer beispielsweise einen minderwertigen Kraftstoff getankt, bei welchem bei einer Frühzündung ein Klopfen auftreten würde, so wird in diesem Fall eine Frühzündung vorzugsweise nicht durchgeführt, sondern beispielsweise abgewartet, bis die Kraftstoffqualität sich ausreichend verbessert hat nach einem erneuten Tanken mit einem hochwertigeren Kraftstoff.
2. Zuviel bzw. zuwenig Restgas begünstigt ebenfalls ein Klopfen. Bei einem zu hohen Restgasgehalt steigt die Abgastemperatur und der Motor klopft. Bei einem zu niedrigen Restgasgehalt ist das Gemisch zu reaktiv und neigt ebenfalls zum Klopfen. Ein geeigneter Restgasgehalt kann sich beispielsweise in einem Bereich von 5% bis 10% oder bis 15% bewegen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Wertebereiche beschränkt. Ein optimaler Restgasgehalt, bei welchem im Wesentlichen kein oder kaum ein Klopfen des Motors auftritt, kann beispielsweise für jeden Motortyp für dessen Betriebsbereich bestimmt werden bzw. für entsprechende Betriebspunkte. Zur Einstellung eines definierten, geeigneten Restgasverhältnisses, bei welchem im Wesentlichen kein oder kein nennenswertes Klopfen des Motors auftritt, sollte der hierfür notwendige Verstellbereich der Nockenwelle gegeben sein, bzw. der Verstellbereich der Nockenwellen ausreichend groß sein. Reicht der Verstellbereich der Nockenwelle beispielsweise zum Einstellen eines optimalen Restgasverhältnisses in einem Betriebspunkt nicht aus, so wird in diesem Betriebspunkt vorzugsweise keine Frühzündung durchgeführt.
3. Des Weiteren neigt ein fetteres Gemisch eher zum Klopfen. Daher sollte das Kraftstoff-/Luftgemisch entsprechend eingestellt werden, so dass kein oder kein nennenswertes Klopfen des Motors auftritt. Wenn in einem Betriebspunkt des Motors eine Frühzündung durchgeführt werden soll, um die Abgastemperatur zu senken, so wird vorzugsweise geprüft, ob das Kraftstoff-/Luftgemisch geeignet oder geeignet einstellbar ist, um diese Frühzündung im Wesentlichen ohne Klopfen durchzuführen. Wird dabei festgestellt, dass das Kraftstoff-/Luftgemisch in dem vorliegenden Betriebspunkt zum Klopfen neigt, so kann entweder in diesem Betriebspunkt keine Frühzündung durchgeführt werden oder das Kraftstoff-/Luftgemisch entsprechend angepasst werden, so dass bei einer Frühzündung kein oder kein nennenswertes Klopfen des Motors erzeugt wird.

Zur Aktivierung der Frühzündung müssen somit bestimmte Bedingungen, die eine Auswirkung auf eine Klopfneigung des Motors haben, wie beispielsweise die Kraftstoffqualität (z. B. Klopfadaption), der Restgasgehalt, das Kraftstoff-/Luftgemisch berücksichtigt werden. Darüber hinaus wird die Abgastemperatur bzw. die Temperatur eines temperaturkritischen Bauteils berücksichtigt. Die zuvor genannten Größen, die in Bezug auf die Klopfneigung des Motors bestimmt werden, sind rein beispielhaft. Grundsätzlich können weitere Größen berücksichtigt werden, die einen direkten oder indirekten Einfluss auf eine Klopfneigung des Motors haben, um zu bestimmen, ob eine Zündwinkelverstellung nach früh und eine entsprechende Frühzündung durchgeführt werden soll oder nicht.
Neben der Motorlast, der Drehmomentanforderung und der kritischen Bauteiltemperatur werden diese Bedingungen von einem Betriebsparametermanager beobachtet und bei Bedarf wird die Betriebsart „extremes Frühzünden” angefordert. Der Betriebsparametermanager ist dabei beispielsweise ein Teil der Motorsteuerung oder mit dieser gekoppelt. Das optimale Verhältnis beispielsweise zwischen Zündwinkel, Restgasgehalt und/oder Kraftstoff-/Luftgemisch ist in geeigneter Form, beispielsweise in wenigstens einem oder mehreren Kennfeldern, im Motorsteuergerät hinterlegt. Über eine Einrichtung zur Bestimmung der Klopfneigung können beispielsweise diese Kennfelder ausgewertet werden und eine Zündwinkelverstelleinrichtung angewiesen werden den Zündwinkel geeignet nach früh vor den oberen Totpunkt des Kurbelwinkels der Kurbelwelle zu verstellen, um eine Frühzündung durchzuführen. Die Einrichtung zur Bestimmung der Klopfneigung ist dabei beispielsweise ein Teil des Betriebsparametermanagers oder mit diesem gekoppelt. Entsprechendes gilt auch für eine Auswerteeinrichtung, die bestimmt, ob eine Temperatur eines Bauteils des Motors, welches von der Abgastemperatur des Motors beeinflusst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet und/oder ob die Abgastemperatur einen Schwellenwert überschreitet. Die Einrichtungen zur Bestimmung der Temperatur des Bauteils des Motors bzw. der Abgastemperatur sind beispielsweise ein oder mehrere Sensoren, über welche die Bauteiltemperatur bzw. die Abgastemperatur erfasst wird. Die Ergebnisse werden von der Auswerteeinrichtung entsprechend ausgewertet.
In 2 ist des Weiteren ein Diagramm gezeigt bei welchem die Motordrehzahl n in Abhängigkeit von der Motorleistung P dargestellt ist, einmal für einen Motor mit einer gedrosselten Leistung und einmal für einen ungedrosselten Motor. Bei dem Motor mit ungedrosselter Motorleistung, wie sie in 2 mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet ist, nimmt die Motorleistung und die Abgastemperatur T_abgas mit zunehmender Drehzahl zu. Bei einer gedrosselten Motorleistung in welcher eine Frühzündung gemäß der Erfindung durchgeführt wird, wie in 2 mit einer durchgezogenen Linie eingezeichnet ist, ist die Motorleistung zwar reduziert. Der Motor kann jedoch in diesem Bereich mit einem Lambdawert von beispielsweise Lambda = 1 gefahren werden.
In bestimmten, geeigneten Betriebsbereichen können durch das gesicherte extreme Frühzünden gemäß der Erfindung Kraftstoff eingespart und Emissionen vermindert werden, wobei auf ein starkes Anfetten oder Abmagern des Kraftstoff-/Luftgemisches, wie im Stand der Technik, verzichtet werden kann.

Claims

Verfahren zur Senkung einer Abgastemperatur eines Motors mit den Schritten: – Bestimmen, ob eine Temperatur eines Bauteils des Motors, welches von der Abgastemperatur des Motors beeinflusst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet und/oder – Bestimmen ob die Abgastemperatur des Motors einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, gekennzeichnet durch – Absenken der Abgastemperatur durch ein Verlagern eines Zündwinkels des Motors vor den oberen Totpunkt eines Kurbelwinkels einer Kurbelwelle, zur Durchführung einer Frühzündung, wenn die Temperatur des Bauteils den Schwellenwert und/oder die Abgastemperatur den Schwellwert überschreiten – Bestimmen, ob ein Betriebspunkt in welchem sich ein Fahrzeug befindet, eine Klopfneigung aufweist, bei einer Verlagerung des Zündwinkels des Motors vor den oberen Totpunkt des Kurbelwinkels, – Verlagerung des Zündwinkels und damit Durchführung einer Frühzündung, wenn der Betriebspunkt im Wesentlichen keine oder nur eine geringfügige Klopfneigung aufweist, – keine Verlagerung des Zündwinkels und damit keine Durchführung einer Frühzündung, wenn der Betriebsbereich eine Klopfneigung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündwinkel in einem Bereich bis 20° oder bis 30° vor den oberen Totpunkt des Kurbelwinkels verlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Klopfneigung des Betriebspunktes des Fahrzeugs, eine Klopfneigung des Motors bestimmt wird, ist die Klopfneigung des Motors kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert, so dass im Wesentlichen kein Klopfen oder kein nennenswertes Klopfen auftritt, wird die Verlagerung des Zündwinkels und die damit verbundene Frühzündung durchgeführt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Klopfneigung des Motors, eine Qualität des Kraftstoffs des Fahrzeugs bestimmt bzw. abgeschätzt wird, ist die Kraftstoffqualität ausreichend, so dass im Wesentlichen kein Klopfen bzw. kein nennenswertes Klopfen bei einer Verschiebung des Zündwinkels auftritt, so wird die Verschiebung des Zündwinkels und die damit verbundene Frühzündung durchgeführt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Klopfneigung des Betriebspunktes des Fahrzeugs, bestimmt wird, ob ein geeigneter Restgasgehalt vorliegt oder einstellbar ist, bei welchem im Wesentlichen kein Klopfen bzw. kein nennenswertes Klopfen auftritt, wenn der Zündwinkel verschoben wird, liegt ein solch geeigneter Restgasgehalt vor oder ist einstellbar, so erfolgt eine Verschiebung des Zündwinkels und eine damit verbundene Frühzündung.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein geeigneter Restgasgehalt beispielsweise in einem Bereich von 5% bis 10% oder bis 15% liegt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Klopfneigung des Betriebspunktes des Fahrzeugs, bestimmt wird, ob ein Kraftstoff-/Luftgemisch vorliegt oder einstellbar ist, bei welchem im Wesentlichen kein Klopfen bzw. kein nennenswertes Klopfen auftritt, wenn der Zündwinkel verschoben wird, liegt ein solches Kraftstoff-/Luftgemisch vor öder ist einstellbar, so erfolgt eine Verschiebung des Zündwinkels und eine damit verbundene Frühzündung.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil des Motors, welches von der Abgastemperatur des Motors beeinflusst wird, beispielsweise ein Katalysator oder ein Turbolader ist.
Vorrichtung zur Senkung einer Abgastemperatur eines Motors, wobei die Vorrichtung aufweist: – eine Einrichtung zur Bestimmung einer Temperatur eines Bauteils des Motors, welches von der Abgastemperatur des Motors beeinflusst wird, und/oder – eine Einrichtung zu Bestimmung der Abgastemperatur, – eine Zündwinkelverstelleinrichtung zum Verstellen eines Zündwinkels und Durchführen einer Zündung, – eine Auswerteeinrichtung, wobei die Auswerteeinrichtung bestimmt, ob die Temperatur des Bauteils des Motors einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet bzw. ob die Abgastemperatur des Motors einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass – die Zündwinkelverstelleinrichtung den Zündwinkel des Motors vor den oberen Totpunkt des Kurbelwinkels einer Kurbelwelle, zur Durchführung einer Frühzündung verlagert, wenn die Temperatur des Bauteils des Motors den Schwellenwert und/oder die Abgastemperatur den Schwellenwert überschreitet, – dass die Vorrichtung des Weiteren eine Einrichtung zur Bestimmung der Klopfneigung eines Motors aufweist, wobei die Einrichtung zur Bestimmung der Klopfneigung eines Motors bestimmt, ob ein Betriebspunkt in welchem sich ein Fahrzeug befindet, eine Klopfneigung aufweist, bei einer Verlagerung des Zündwinkels des Motors vor den oberen Totpunkt der Kurbelwelle, zur Durchführung einer Frühzündung, weist der Betriebspunkt im Wesentlichen keine oder nur eine geringfügige Klopfneigung auf, so führt die Zündwinkelverstelleinrichtung die Verlagerung des Zündwinkels vor den oberen Totpunkt des Kurbelwinkels durch und eine damit verbundene Frühzündung.