DE102010017791A1 - Method for controlling and reducing thermal load of internal combustion engine e.g. diesel engine of motor car, involves reducing air ratio when temperature of cylinder head exceeds predetermined upper limit temperature - Google Patents

Method for controlling and reducing thermal load of internal combustion engine e.g. diesel engine of motor car, involves reducing air ratio when temperature of cylinder head exceeds predetermined upper limit temperature Download PDF

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Abstract

The method involves providing a cylinder head (6) with a cylinder (3), and determining temperature of the cylinder head by a sensor unit (16). Air ratio is reduced when the temperature (Tcyl) of the cylinder head exceeds predetermined upper limit temperature based on stoichiometric operation of a combustion engine (1). The air ratio is increased when the temperature of the cylinder head falls below of predetermined lower limit temperature based on under-stoichiometric operation of the combustion engine. The combustion engine is equipped with a liquid cooling unit (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begrenzung und Verringerung der thermischen Belastung einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, der mindestens einen Zylinder aufweist.The invention relates to a method for limiting and reducing the thermal load of an internal combustion engine having at least one cylinder head having at least one cylinder.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen VerfahrensFurthermore, the invention relates to an internal combustion engine for carrying out such a method

Brennkraftmaschinen der genannten Art werden als Antrieb für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, d. h. Brennkraftmaschinen, die mit einem Hybrid-Brennverfahren betrieben werden.Internal combustion engines of the type mentioned are used as a drive for motor vehicles. In the context of the present invention, the term internal combustion engine includes diesel engines and gasoline engines, but also hybrid internal combustion engines, d. H. Internal combustion engines operated by a hybrid combustion process.

Brennkraftmaschinen verfügen über mindestens einen Zylinderkopf, der zur Ausbildung des mindestens einen Zylinders, d. h. Brennraums, mit einem Zylinderblock verbunden wird. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über die Auslaßöffnungen und das Füllen des Brennraums, d. h. das Ansaugen des Frischgemisches bzw. der Frischluft, über die Einlaßöffnungen des mindestens einen Zylinders. Zur Steuerung des Ladungswechsels werden bei Viertaktmotoren nahezu ausschließlich Hubventile als Steuerorgane verwendet, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine oszillierende Hubbewegung ausführen und auf diese Weise die Ein- und Auslaßöffnungen freigeben und verschließen. Der für die Bewegung der Ventile erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich der Ventile selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet.Internal combustion engines have at least one cylinder head, which is used to form the at least one cylinder, d. H. Combustion chamber, is connected to a cylinder block. As part of the charge exchange, the exhaust of the combustion gases via the outlet openings and the filling of the combustion chamber, d. H. the intake of the fresh mixture or the fresh air, via the inlet openings of the at least one cylinder. To control the charge cycle four-stroke engines almost exclusively lift valves are used as control members that perform an oscillating lifting movement during operation of the internal combustion engine and thus release the inlet and outlet ports and close. The required for the movement of the valves valve actuating mechanism including the valves themselves is referred to as a valve train.

Der Zylinderkopf dient zur Aufnahme der Steuerorgane und bei obenliegender Nockenwelle zur Aufnahme des gesamten Ventiltriebs. Bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen kann zudem die erforderliche Zündvorrichtung, bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen darüber hinaus die Einspritzeinrichtung im Zylinderkopf angeordnet werden.The cylinder head is used to hold the controls and overhead camshaft to accommodate the entire valve train. In spark-ignited internal combustion engines, moreover, the required ignition device, in direct-injection internal combustion engines beyond the injection device can be arranged in the cylinder head.

Zur Ausbildung einer funktionsgerechten, d. h. die Brennräume abdichtenden Verbindung von Zylinderkopf und Zylinderblock sind ausreichend viele und ausreichend große Bohrungen vorzusehen, was die konstruktive Auslegung des Zylinderkopfes wesentlich mit beeinflußt.To form a functional, d. H. the combustion chambers sealing connection of the cylinder head and cylinder block are sufficiently many and provide sufficiently large holes, which significantly affects the structural design of the cylinder head.

Verfügt die Brennkraftmaschine über eine Flüssigkeitskühlung, werden im Zylinderkopf in der Regel mehrere Kühlmittelkanäle bzw. mindestens ein Kühlmittelmantel ausgebildet, die das Kühlmittel durch den Zylinderkopf hindurchführen, was eine sehr komplexe Zylinderkopfstruktur bedingt.If the internal combustion engine has liquid cooling, a plurality of coolant channels or at least one coolant jacket are generally formed in the cylinder head, which guide the coolant through the cylinder head, resulting in a very complex cylinder head structure.

Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, dass der Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ein thermisch und mechanisch hoch belastetes Bauteil ist. Die Anforderungen an den Zylinderkopf nehmen dabei weiter zu. Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang, dass ein zunehmender Anteil der Brennkraftmaschinen – mittels Abgasturboauflader oder mechanischem Lader – aufgeladen wird. Aufgrund des immer dichteren Packaging im Motorraum und der zunehmenden Integration von Bauteilen und Komponenten in den Zylinderkopf, beispielsweise der Integration des Abgaskrümmers, steigt insbesondere die thermische Belastung der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinderkopfes, so dass erhöhte Anforderungen an die Kühlung zu stellen sind und Maßnahmen zu ergreifen sind, die eine thermische Überlastung der Brennkraftmaschine sicher verhindern.The above statements make it clear that the cylinder head of an internal combustion engine is a thermally and mechanically highly loaded component. The demands on the cylinder head continue to increase. It should be noted in this context that an increasing proportion of internal combustion engines - by turbocharger supercharger or mechanical supercharger - is charged. Due to the increasingly dense packaging in the engine compartment and the increasing integration of components and components in the cylinder head, for example, the integration of the exhaust manifold, in particular increases the thermal load of the internal combustion engine or the cylinder head, so that increased cooling requirements and measures to are seize that prevent a thermal overload of the internal combustion engine safely.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Motorkühlung in Gestalt einer Luftkühlung oder einer Flüssigkeitskühlung auszuführen. Bei der Luftkühlung wird die Brennkraftmaschine mit einem Gebläse versehen, wobei der Wärmeabtransport mittels einer über die Oberfläche des Zylinderkopfes geführten Luftströmung erfolgt.In principle, it is possible to carry out the engine cooling in the form of air cooling or liquid cooling. In the air cooling, the internal combustion engine is provided with a fan, wherein the heat dissipation takes place by means of a guided over the surface of the cylinder head air flow.

Aufgrund der höheren Wärmekapazität von Flüssigkeiten gegenüber Luft können mit einer Flüssigkeitskühlung wesentlich größere Wärmemengen abgeführt werden als dies mit einer Luftkühlung möglich ist. Aus diesem Grunde werden Brennkraftmaschinen zunehmend mit einer Flüssigkeitskühlung ausgestattet.Due to the higher heat capacity of liquids compared to air can be dissipated with a liquid cooling much larger amounts of heat than is possible with an air cooling. For this reason, internal combustion engines are increasingly equipped with a liquid cooling.

Eine Flüssigkeitskühlung erfordert die Ausstattung der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinderkopfes mit einem Kühlmittelmantel, d. h. die Anordnung von das Kühlmittel durch den Zylinderkopf führenden Kühlmittelkanälen. Die an das Kühlmittel abgegebene Wärme wird dem Kühlmittel in einem Wärmetauscher, der vorzugsweise im Front-End-Bereich des Fahrzeuges angeordnet ist, wieder entzogen.Liquid cooling requires the equipment of the internal combustion engine or the cylinder head with a coolant jacket, d. H. the arrangement of the coolant through the cylinder head leading coolant channels. The heat given off to the coolant is withdrawn from the coolant in a heat exchanger, which is preferably arranged in the front-end region of the vehicle.

In der Regel erfolgt die Auslegung der Motorkühlung, und zwar unabhängig davon, ob sie als Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung ausgebildet ist, im Hinblick auf den maximal auftretenden Kühlbedarf. Das Ergebnis dieser Vorgehensweise ist eine Motorkühlung, die im Hinblick auf den normalen Fahrbetrieb, d. h. im Hinblick auf den im Mittel auftretenden Kühlbedarf, überdimensioniert ist.In general, the interpretation of the engine cooling, regardless of whether it is designed as air cooling or liquid cooling, with regard to the maximum cooling demand occurs. The result of this approach is an engine cooling, which in terms of normal driving, d. H. is oversized in view of the average cooling demand.

Um die Überhitzung der Brennkraftmaschine sicher zu verhindern, wird die Kühlleistung der Motorkühlung auf Betriebszustände mit sehr hohem bzw. maximalen Kühlbedarf ausgelegt, die sich durch hohe Lasten bei gleichzeitig niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten auszeichnen, also im Hinblick auf Betriebsbedingungen wie sie beispielsweise bei Beschleunigungs- und Bergfahrten auftreten, um auch unter widrigsten Bedingungen die angeforderte Kühlleistung liefern zu können. Unter derartigen Bedingungen hat die Motorkühlung eine sehr große Wärmemenge zu bewältigen, d. h. abzuführen, ohne dass die für die Wärmeabfuhr erforderliche Luftströmung zur Verfügung steht.In order to reliably prevent the overheating of the engine, the cooling performance of the engine cooling is designed for operating conditions with very high or maximum cooling demand, which are characterized by high loads at the same time low vehicle speeds, so in terms of operating conditions such as in Acceleration and uphill driving occur to provide the requested cooling capacity even under the most adverse conditions. Under such conditions, the engine cooling has to cope with a very large amount of heat, ie dissipate, without the required for the heat dissipation air flow is available.

Die Auslegung der Motorkühlung im Hinblick auf das vorstehend beschriebene Szenario führt zu unverhältnismäßig groß dimensionierten, d. h. überdimensionierten Kühlungen. Als Folge wird das Gebläse einer Luftkühlung bzw. der Wärmetauscher, d. h. der Kühler, einer Flüssigkeitskühlung sehr groß dimensioniert und dass, obwohl dies für den normalen Fahrbetrieb nicht erforderlich ist, d. h. abgesehen von wenigen extremen Fahrsituation eigentlich entbehrlich wäre.The design of the engine cooling with respect to the scenario described above leads to disproportionately large, d. H. oversized cooling. As a result, the fan of air cooling or the heat exchanger, d. H. the radiator, a liquid cooling very large dimensions and that, although this is not necessary for normal driving, d. H. apart from a few extreme driving situations would actually be unnecessary.

Insbesondere führt eine derartige Auslegung bei einer Flüssigkeitskühlung zu einem übermäßig großen Kühler, der nur noch schwer im Front-End-Bereich eines Fahrzeuges untergebracht werden kann.In particular, such a design results in a liquid cooling to an excessively large radiator, which can be difficult to accommodate in the front-end area of a vehicle.

Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang auch, dass der Kühler nicht beliebig vergrößert werden kann, da in der Regel weitere Wärmetauscher, insbesondere Kühlvorrichtungen, vorgesehen werden, um einen sicheren, störungsfreien Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten bzw. den Betrieb der Brennkraftmaschine zu optimieren, und ein übergroßer Kühler die übrigen Wärmetauscher in Anordnung und Dimensionierung stark limitiert.To take into account in this context also that the radiator can not be increased arbitrarily, as usually more heat exchangers, in particular cooling devices are provided to ensure safe, trouble-free operation of the internal combustion engine or to optimize the operation of the internal combustion engine, and an oversized cooler greatly limits the other heat exchangers in arrangement and dimensioning.

Im Folgenden werden einige Beispiele für weitere Wärmetauscher genannt und beschrieben, um die Problematik zu verdeutlichen.In the following some examples for further heat exchangers are called and described, in order to clarify the problem.

Die infolge der Verbrennung des Kraftstoffes freigesetzte Wärme wird nicht nur an die den Brennraum begrenzenden Wandungen, den Abgasstrom und gegebenenfalls an das Motorkühlmittel, sondern teilweise auch an das Motoröl abgegeben. Zur Einhaltung der maximal zulässigen Öltemperatur genügt die Wärmeabfuhr über die Ölwanne infolge Wärmeleitung und natürlicher Konvektion häufig nicht, so dass ein zusätzlicher Ölkühler vorzusehen ist.The heat released as a result of the combustion of the fuel is not only delivered to the walls delimiting the combustion chamber, the exhaust gas flow and optionally to the engine coolant, but also partially to the engine oil. In order to comply with the maximum permissible oil temperature, the heat dissipation via the oil pan due to heat conduction and natural convection is often not sufficient, so that an additional oil cooler is provided.

Auf der Ansaugseite einer Brennkraftmaschine wird häufig ein Ladeluftkühler angeordnet, der die Temperatur der angesaugten Frischluft bzw. des angesaugten Frischgemisches senkt und damit die Dichte der Zylinderfrischladung steigert. Auf diese Weise trägt der Ladeluftkühler zu einer besseren Füllung des Brennraums mit Luft bzw. mit Frischgemisch bei. Üblicherweise werden aufgeladene Brennkraftmaschinen mit einem Ladeluftkühler ausgestattet.On the intake side of an internal combustion engine often a charge air cooler is arranged, which lowers the temperature of the fresh air sucked or the fresh mixture sucked in and thus increases the density of the fresh cylinder charge. In this way, the intercooler contributes to a better filling of the combustion chamber with air or with fresh mixture. Usually supercharged internal combustion engines are equipped with a charge air cooler.

Neben dem Ladeluftkühler weisen Brennkraftmaschinen häufig weitere Wärmetauscher, insbesondere Kühlvorrichtungen, auf.In addition to the charge air cooler, internal combustion engines often have further heat exchangers, in particular cooling devices.

Moderne Brennkraftmaschinen werden zunehmend mit einer Abgasrückführung (AGR) ausgestattet. Die Abgasrückführung, d. h. die Rückführung von Verbrennungsgasen von der Abgasseite auf die Ansaugseite der Brennkraftmaschine, wird als zielführend angesehen, um zukünftige Grenzwerte für Schadstoffemissionen einzuhalten, insbesondere die Grenzwerte für Stickoxidemissionen. Da die Bildung der Stickoxide hohe Temperaturen erfordert, besteht ein Konzept zur Senkung der Stickoxidemissionen darin, Verbrennungsprozesse, d. h. Verbrennungsverfahren, mit niedrigeren Verbrennungstemperaturen zu entwickeln, wobei die Abgasrückführung ein Mittel ist zur Reduzierung der Temperaturen.Modern internal combustion engines are increasingly being equipped with exhaust gas recirculation (EGR). The exhaust gas recirculation, d. H. the recirculation of combustion gases from the exhaust side to the intake side of the internal combustion engine is considered to be effective in meeting future emissions limits, particularly nitrogen oxide emission limits. Since the formation of nitrogen oxides requires high temperatures, there is a concept for reducing nitrogen oxide emissions, combustion processes, i. H. Combustion process to develop with lower combustion temperatures, the exhaust gas recirculation is a means to reduce the temperatures.

Mit zunehmender Abgasrückführrate können die Stickoxidemissionen deutlich gesenkt werden. Die Abgasrückführrate xAGR bestimmt sich dabei zu xAGR = mAGR/(mAGR + mFrischluft), wobei mAGR die Masse an zurückgeführtem Abgas und mFrischluft die zugeführte und gegebenenfalls komprimierte Frischluft bzw. Ladeluft bezeichnet.With increasing exhaust gas recirculation rate, the nitrogen oxide emissions can be significantly reduced. In this case, the exhaust gas recirculation rate x AGR is determined as x AGR = m AGR / (m AGR + m fresh air ), where m AGR denotes the mass of recirculated exhaust gas and m fresh air the supplied and possibly compressed fresh air or charge air.

Um eine deutliche Senkung der Stickoxidemissionen zu erreichen, sind hohe Abgasrückführraten erforderlich, die in der Größenordnung von xAGR ≈ 50% bis 70% liegen können.In order to achieve a significant reduction in nitrogen oxide emissions, high exhaust gas recirculation rates are required, which can be on the order of x AGR ≈ 50% to 70%.

Zur Realisierung derart hoher Rückführraten ist eine Kühlung des rückzuführenden Abgases, d. h. eine Verdichtung des Abgases durch Kühlung, zwingend erforderlich, um die Dichte des rückgeführten Abgases zu steigern. Die Brennkraftmaschine ist daher mit einer zusätzlichen Kühlvorrichtung zur Kühlung des rückzuführenden Abgases auszustatten.To realize such high recirculation rates, cooling of the recirculated exhaust gas, i. H. a compression of the exhaust gas by cooling, imperative to increase the density of the recirculated exhaust gas. The internal combustion engine is therefore equipped with an additional cooling device for cooling the recirculating exhaust gas.

Weitere Kühler können vorgesehen werden, beispielsweise zur Kühlung des Getriebeöls bei Automatikgetrieben und/oder zur Kühlung von Hydraulikflüssigkeiten, insbesondere von Hydrauliköl, welches im Rahmen hydraulisch betätigbarer Verstellvorrichtungen bzw. zur Lenkunterstützung eingesetzt wird.Other coolers can be provided, for example for cooling the transmission oil in automatic transmissions and / or for cooling hydraulic fluids, in particular hydraulic oil, which is used in the context of hydraulically actuated adjusting devices or for steering assistance.

Ein weiterer Wärmetauscher ist der Klimakondensator einer Klimaanlage, die üblicherweise nach dem Kaltdampfprozeß arbeitet. Die Temperatur des dem Fahrgastraum zugeführten Luftstroms wird beim Umströmen eines Verdampfers abgesenkt, wobei dem Luftstrom ein einen Verdampfer innen durchströmendes Kältemittel die Wärme entzieht und dabei selbst verdampft.Another heat exchanger is the air conditioning condenser of an air conditioner, which usually works after the cold vapor process. The temperature of the passenger compartment supplied air flow is lowered when flowing around an evaporator, wherein the air flow evaporates an evaporator inside a flowing refrigerant heat and thereby evaporates itself.

Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, das moderne Brennkraftmaschinen mit einer Vielzahl an Wärmetauschern ausgestattet sind, die ausnahmslos zur Erfüllung ihrer Funktion mit einer ausreichend großen wärmeübertragenden Fläche ausgebildet werden müssen, was bei der Dimensionierung und Anordnung der einzelnen Wärmetauscher im Front-End-Bereich aufgrund des begrenzten Raumangebots häufig problematisch ist, d. h. zu Konflikten führt.The above statements make it clear that modern internal combustion engines are equipped with a large number of heat exchangers, which invariably with to fulfill their function a sufficiently large heat-transferring surface must be formed, which is often problematic in the dimensioning and arrangement of the individual heat exchanger in the front-end area due to the limited space available, that leads to conflicts.

Nach dem Stand der Technik werden Kühler daher bereits in Reihe, beabstandet zueinander und sich teilweise überdeckend angeordnet. Gegebenenfalls werden Strömungsleitbleche eingesetzt, um den Luftstrom durch den Motorraum zu führen.In the prior art, therefore, coolers are already arranged in series, spaced from each other and partially overlapping. Optionally, flow baffles are used to guide the flow of air through the engine compartment.

In diesem Zusammenhang kommt dem Kühler der Flüssigkeitskühlung eine besondere Bedeutung zu, da dieser Kühler für einen sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine unverzichtbar ist und große Wärmemengen zu bewältigen hat.In this context, the radiator of the liquid cooling is of particular importance, since this cooler is indispensable for safe operation of the internal combustion engine and has to cope with large amounts of heat.

Um den Wärmetauschern der Kühlsysteme, d. h. den Kühlvorrichtungen, auch im Stillstand, d. h. bei stehendem Kraftfahrzeug, oder bei nur geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten einen ausreichend hohen Luftmassenstrom bereitzustellen, werden einige Kühlsysteme moderner Kraftfahrzeugantriebe mit leistungsstarken Lüftermotoren ausgestattet, die ein Lüfterrad antreiben, d. h. in Drehung versetzen. Die Lüftermotoren werden in der Regel elektrisch betrieben und können den Wärmeübergang in den Wärmetauschern grundsätzlich in jedem beliebigen Betriebspunkt unterstützen. Die Steuerung derartiger Lüftermotoren erfolgt mittels Motorsteuerung.To the heat exchangers of the cooling systems, d. H. the cooling devices, even at a standstill, d. H. provide a sufficiently high air mass flow when the vehicle is stationary, or at low vehicle speeds, some cooling systems modern motor vehicle drives are equipped with powerful fan motors that drive a fan, d. H. set in rotation. The fan motors are usually operated electrically and can support the heat transfer in the heat exchangers in principle at any operating point. The control of such fan motors by means of motor control.

Nichtsdestotrotz sind weitere Maßnahmen erforderlich, um die thermische Belastung der Brennkraftmaschine auch unter widrigsten Bedingungen zu begrenzen.Nevertheless, further measures are required to limit the thermal load of the internal combustion engine even under the most adverse conditions.

Um eine thermische Überlastung einzelner Komponenten der Brennkraftmaschine zu vermeiden, wird nach dem Stand der Technik häufig immer dann eine Anfettung (λ < 1) vorgenommen, wenn mit hohen Abgastemperaturen zu rechnen ist. Dabei wird mehr Kraftstoff eingespritzt als mit der bereitgestellten Luftmenge überhaupt verbrannt werden kann, wobei der überschüssige Kraftstoff ebenfalls erwärmt und verdampft wird, so dass die Temperatur der Verbrennungsgase sinkt. Diese Vorgehensweise ist zwar unter energetischen Aspekten, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine, und hinsichtlich der Schadstoffemissionen als nachteilig anzusehen, aber dennoch als zulässig und zielführend anerkannt.In order to avoid a thermal overload of individual components of the internal combustion engine, enrichment (λ <1) is frequently always carried out according to the prior art whenever high exhaust gas temperatures are to be expected. In this case, more fuel is injected than can be burned at all with the amount of air provided, wherein the excess fuel is also heated and evaporated, so that the temperature of the combustion gases decreases. Although this procedure is considered to be disadvantageous in terms of energy aspects, in particular with regard to the fuel consumption of the internal combustion engine, and with regard to the pollutant emissions, it is nevertheless recognized as permissible and expedient.

Die Abgastemperaturen können grundsätzlich auch durch eine Abmagerung (λ > 1) des Kraftstoff-Luft-Gemisches verringert werden. Die Wirkungsweise ist ähnlich wie bei einer Anfettung. Während bei der Anfettung (λ < 1) zu viel Kraftstoff eingespritzt wird, wird bei einer Abmagerung weniger Kraftstoff eingespritzt als mit der bereitgestellten Luftmenge verbrannt werden könnte, d. h. es wird mehr Luft bereitgestellt als zur Verbrennung des Kraftstoffes erforderlich ist, wobei die überschüssige Luft am Verbrennungsprozeß teilnimmt, d. h. mit erwärmt wird. Dadurch sinkt die Temperatur der Verbrennungsgase. Die Temperaturabsenkung infolge Abmagerung fällt deutlich geringer aus als bei einer Anfettung, weil die überschüssige Luft im Gegensatz zum überschüssigen Kraftstoff nicht verdampft werden muß.The exhaust gas temperatures can in principle also be reduced by leaning (λ> 1) of the fuel-air mixture. The effect is similar to an enrichment. While too much fuel is injected during enrichment (λ <1), less fuel is injected in an emptying than could be burned with the amount of air provided, that is to say, in the case of enrichment. H. more air is provided than is needed to burn the fuel, with the excess air participating in the combustion process, i. H. is heated with. This reduces the temperature of the combustion gases. The decrease in temperature due to leaning is much lower than when enriched, because the excess air, unlike the excess fuel does not have to be evaporated.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist gelegentlich auch dann von einer Anfettung die Rede, wenn das Luftverhältnis ausgehend von einem überstöchiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine verringert wird.In the context of the present invention, enrichment is occasionally also mentioned when the air ratio is reduced on the basis of a superstoichiometric operation of the internal combustion engine.

Nach dem Stand der Technik wird bei der Steuerung bzw. Regelung der Anfettung die Abgastemperatur als Eingangsgröße bzw. Regelgröße verwendet, um die Bauteiltemperaturen einzelner Komponenten der Brennkraftmaschine zu begrenzen. Hierbei wird nicht primär das Ziel verfolgt, die Temperatur der Brennkraftmaschine im Ganzen zu begrenzen bzw. zu mindern oder das Kühlsystem zu entlasten.In the prior art, the exhaust gas temperature is used as an input variable or controlled variable in the control or regulation of enrichment in order to limit the component temperatures of individual components of the internal combustion engine. Here, the primary goal is not to limit the temperature of the internal combustion engine as a whole or to reduce or relieve the cooling system.

Vor dem Hintergrund des oben Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Begrenzung und Verringerung der thermischen Belastung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, welches im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Kühlverfahren weiter verbessert ist und insbesondere dem Umstand Rechnung trägt, dass die gesamte Brennkraftmaschine der eigentliche Gegenstand des Kühlverfahrens ist.Against the background of the above, it is an object of the present invention to provide a method for limiting and reducing the thermal load of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, which is further improved compared to the cooling methods known from the prior art, and in particular takes into account the fact that the entire internal combustion engine is the actual object of the cooling process.

Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bereitzustellen.Another object of the present invention is to provide an internal combustion engine for carrying out such a method.

Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch ein Verfahren zur Begrenzung und Verringerung der thermischen Belastung einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, der mindestens einen Zylinder aufweist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass

  • – eine Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes ermittelt wird, und
  • – das Luftverhältnis λ verringert wird, falls die Zylinderkopftemperatur Tcyl eine vorgebbare obere Grenztemperatur TGrenz,up übersteigt mit Tcyl ≥ TGrenz,up.
The first sub-task is solved by a method for limiting and reducing the thermal load of an internal combustion engine with at least one cylinder head having at least one cylinder, which is characterized in that
  • - A temperature T cyl of the cylinder head is determined, and
  • - The air ratio λ is reduced, if the cylinder head temperature T cyl exceeds a predetermined upper limit temperature T limit, up with T cyl ≥ T limit, up .

Erfindungsgemäß wird das Luftverhältnis λ in Abhängigkeit von der Zylinderkopftemperatur Tcyl variiert. Um die thermische Belastung der Brennkraftmaschine zu begrenzen bzw. zu verringern, erfolgt eine Anfettung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, d. h. die Verringerung des Luftverhältnisses λ, sobald die Zylinderkopftemperatur Tcyl einen kritischen Wert überschreitet. According to the invention, the air ratio λ is varied as a function of the cylinder head temperature T cyl . In order to limit or reduce the thermal load of the internal combustion engine, enrichment of the fuel-air mixture, ie Reduction of the air ratio λ, as soon as the cylinder head temperature T cyl exceeds a critical value.

Damit stellt das erfindungsgemäße Verfahren direkt auf die zu kühlende Brennkraftmaschine ab, nämlich auf die Zylinderkopftemperatur Tcyl der Brennkraftmaschine, und damit auf das Bauteil, welches unmittelbar Gegenstand des Verfahrens zur Kühlung ist. Ob eine Anfettung vorgenommen wird oder nicht, wird anhand der momentan vorliegenden Temperatur des Zylinderkopfes Tcyl entschieden.Thus, the method according to the invention depends directly on the internal combustion engine to be cooled, namely the cylinder head temperature T cyl of the internal combustion engine, and thus on the component, which is the immediate subject of the method for cooling. Whether an enrichment is made or not, is decided based on the currently existing temperature of the cylinder head T cyl .

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeichnet sich folglich dadurch aus, dass genau die Temperatur als Eingangsgröße bzw. Regelgröße zur Steuerung bzw. Regelung der Anfettung verwendet wird, die im Rahmen der Kühlung der Brennkraftmaschine begrenzt bzw. verringert werden soll, nämlich die Zylinderkopftemperatur Tcyl, wohingegen konventionelle Verfahren die Abgastemperatur überwachen und als Indiz für eine Anfettung heranziehen, um eine Überhitzung nur einzelner Komponenten der Brennkraftmaschine zu vermeiden.The procedure according to the invention is therefore characterized by the fact that exactly the temperature is used as the input variable or control variable for controlling or controlling the enrichment, which is to be limited or reduced in the context of cooling the internal combustion engine, namely the cylinder head temperature T cyl , whereas conventional Procedures monitor the exhaust gas temperature and use as an indication of enrichment, to avoid overheating only individual components of the internal combustion engine.

Eine Kühlung durch Anfettung erfolgt erfindungsgemäß auch dann, wenn dies nach herkömmlicher Art aufgrund der momentanen Abgastemperaturen als nicht erforderlich angesehen wird, die Zylinderkopftemperatur Tcyl aber eine vorgebare obere Grenztemperatur TGrenz,up übersteigt.According to the invention, cooling by enrichment also takes place when this is not considered necessary in a conventional manner because of the instantaneous exhaust gas temperatures, but the cylinder head temperature T cyl exceeds a predetermined upper limit temperature T limit, up .

Auf diese Weise wird vermieden, dass der Brennkraftmaschine weniger Wärme entzogen wird als tatsächlich erforderlich und die Brennkraftmaschine überhitzt. Sobald die Zylinderkopftemperatur Tcyl eine maximal zulässige Temperatur erreicht, wird eine Anfettung als zusätzliche Maßnahme zur Absenkung der Temperatur durchgeführt, um einen momentan vorliegenden Kühlbedarf zu befriedigen und die thermische Belastung der Brennkraftmaschine zu begrenzen bzw. zu verringern, auch wenn die Abgastemperaturen eine Anfettung nicht indizieren.In this way it is avoided that less heat is extracted from the internal combustion engine than is actually required and the internal combustion engine overheats. Once the cylinder head temperature T cyl reaches a maximum allowable temperature, enrichment is performed as an additional measure to lower the temperature to satisfy a current cooling demand and limit or reduce engine thermal load, even if the exhaust gas temperatures do not cause richening index.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich ein Verfahren zur Begrenzung und Verringerung der thermischen Belastung einer Brennkraftmaschine aufzuzeigen, welches im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Kühlverfahren weiter verbessert ist und insbesondere dem Umstand Rechnung trägt, dass die Brennkraftmaschine der eigentliche Gegenstand des Kühlverfahrens ist.With the method according to the invention, the first problem underlying the invention is solved, namely to show a method for limiting and reducing the thermal load of an internal combustion engine, which is further improved in comparison with the cooling methods known from the prior art and in particular takes into account the circumstance, the internal combustion engine is the actual object of the cooling process.

Ungeachtet der erfindungsgemäßen Vorgehensweise, d. h. der durch die Zylinderkopftemperatur Tcyl indizierten Anfettung, kann eine Anfettung auch immer noch aus anderen Gründen erfolgen bzw. durchgeführt werden, beispielsweise eine Anfettung zur Absenkung der Abgastemperatur zum Schutz eines Abgasnachbehandlungssystems vor Überhitzung.Regardless of the procedure according to the invention, ie the enrichment indicated by the cylinder head temperature T cyl, enrichment can still be carried out or carried out for other reasons, for example enrichment for lowering the exhaust gas temperature for protecting an exhaust aftertreatment system from overheating.

Weitere vorteilhafte Varianten des Verfahrens werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous variants of the method are discussed in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen das Luftverhältnis λ nur dann verringert wird, wenn die Zylinderkopftemperatur Tcyl die vorgebbare obere Grenztemperatur TGrenz,up übersteigt und für eine vorgebbare Zeitspanne ∆tup größer ist als diese obere Grenztemperatur TGrenz,up.Advantageous embodiments of the method in which the air ratio λ is only reduced when the cylinder head temperature T cyl exceeds the predetermined upper limit temperature T limit, up and for a predetermined period .DELTA.t up is greater than this upper limit temperature T limit, up .

Die Einführung einer zusätzlichen Bedingung für das Absenken des Luftverhältnisses λ soll einen zu häufigen bzw. übereilten Wechsel der Betriebsparameter sicher verhindern, insbesondere einen Übergang zu einem fetten, d. h. unterstöchiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine, wenn die Zylinderkopftemperatur Tcyl nur kurz eine vorgebbare obere Grenztemperatur TGrenz,up überschreitet und dann wieder fällt bzw. um die vorgegebene Grenztemperatur schwankt, ohne dass das Überschreiten eine Anfettung des Kraftstoff-Luft-Gemisches rechtfertigen würde.The introduction of an additional condition for the lowering of the air ratio λ is to prevent a too frequent or hasty change of the operating parameters, in particular a transition to a rich, ie stoichiometric operation of the internal combustion engine, if the cylinder head temperature T cyl only briefly a predetermined upper limit temperature T limit , up and then falls again or fluctuates around the predetermined limit temperature, without exceeding would justify an enrichment of the fuel-air mixture.

Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang, dass eine erfindungsgemäße Anfettung vorteilhafterweise nur dann vorgenommen werden sollte, falls dies für den Schutz der Brennkraftmaschine vor Überhitzung erforderlich ist, denn unter energetischen Aspekten, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine, und hinsichtlich der Schadstoffemissionen ist eine Anfettung nachteilig. Insbesondere gestattet eine Anfettung es nicht immer, die Brennkraftmaschine in der Weise zu betreiben, wie es beispielsweise für ein vorgesehenes Abgasnachbehandlungssystem erforderlich wäre. Eine Anfettung sollte grundsätzlich nur dann durchgeführt werden, wenn dies tatsächlich erforderlich ist.It should be considered in this context that an enrichment according to the invention should advantageously be made only if this is necessary for the protection of the internal combustion engine from overheating, because under energetic aspects, in particular with regard to the fuel consumption of the internal combustion engine, and in terms of pollutant emissions enrichment is disadvantageous , In particular, enrichment does not always allow the internal combustion engine to be operated in the manner required, for example, for a proposed exhaust aftertreatment system. In principle, enrichment should only be carried out if this is actually necessary.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen das Luftverhältnis λ ausgehend von einem stöchiometrischen Betrieb (λ ≈ 1) der Brennkraftmaschine verringert wird, wodurch die Brennkraftmaschine in einen unterstöchiometrischen Betrieb (λ < 1) überführt wird.Advantageous embodiments of the method in which the air ratio λ, starting from a stoichiometric operation (λ ≈ 1) of the internal combustion engine is reduced, whereby the internal combustion engine in a substoichiometric operation (λ <1) is transferred.

Nach dem Stand der Technik werden Brennkraftmaschinen zur Reduzierung der Schadstoffemissionen mit verschiedenen Abgasnachbehandlungssystemen ausgestattet. Bei Ottomotoren kommen katalytische Reaktoren zum Einsatz, die unter Verwendung katalytischer Materialen eine Oxidation von HC und CO auch bei niedrigen Temperaturen sicherstellen. Sollen zusätzlich Stickoxide reduziert werden, kann dies durch den Einsatz eines Drei-Wege-Katalysators erreicht werden, der dazu aber einen in engen Grenzen ablaufenden stöchiometrischen Betrieb (λ ≈ 1) erfordert. Dabei werden die Stickoxide NOx mittels der vorhandenen nicht oxidierten Abgaskomponenten, nämlich den Kohlenmonoxiden und den unverbrannten Kohlenwasserstoffen, reduziert, wobei gleichzeitig diese Abgaskomponenten oxidiert werden.In the prior art, internal combustion engines are equipped with various exhaust aftertreatment systems to reduce pollutant emissions. In gasoline engines catalytic reactors are used, which ensure the use of catalytic materials oxidation of HC and CO, even at low temperatures. If additional nitrogen oxides are to be reduced, this can be achieved by using a three-way Catalyst can be achieved, but this requires a running within narrow limits stoichiometric operation (λ ≈ 1). The nitrogen oxides NO x are reduced by means of the existing unoxidized exhaust gas components, namely the carbon monoxides and the unburned hydrocarbons, wherein at the same time these exhaust gas components are oxidized.

Wird das Luftverhältnis λ ausgehend von einem stöchiometrischen Betrieb (λ ≈ 1) der Brennkraftmaschine verringert, erfolgt unmittelbar eine Anfettung, bei der mehr Kraftstoff eingespritzt wird als verbrannt werden kann. Die im Rahmen der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ablaufende Verdampfung des überschüssigen Kraftstoffs bedingt eine Absenkung der Prozeßtemperaturen, d. h. der Verbrennungstemperaturen. Damit geht auch eine Verringerung der Zylinderkopftemperatur Tcyl einher. Die thermische Belastung der Brennkraftmaschine wird reduziert.If the air ratio λ is reduced starting from a stoichiometric operation (λ≈1) of the internal combustion engine, an enrichment takes place directly, in which more fuel is injected than can be burnt. The running in the context of the combustion of the fuel-air mixture evaporation of the excess fuel causes a lowering of the process temperatures, ie the combustion temperatures. This is accompanied by a reduction of the cylinder head temperature T cyl . The thermal load of the internal combustion engine is reduced.

Wird das Luftverhältnis λ ausgehend von einem überstöchiometrischen Betrieb (λ > 1) der Brennkraftmaschine verringert, kann die Prozeßtemperatur bzw. Zylinderkopftemperatur Tcyl im Einzelfall anfangs sogar zunehmen, da zunächst der Luftüberschuß des mageren Kraftstoff-Luft-Gemisches abgebaut wird bevor ein Übergang zu einem fetten unterstöchiometrischen Gemisch erfolgt.If the air ratio λ is reduced starting from a superstoichiometric operation (λ> 1) of the internal combustion engine, the process temperature or cylinder head temperature T cyl may initially increase in the individual case, since initially the excess air of the lean fuel-air mixture is reduced before a transition to a rich sub-stoichiometric mixture takes place.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen das Luftverhältnis λ ausgehend von einem unterstöchiometrischen Betrieb (λ < 1) der Brennkraftmaschine wieder erhöht wird, falls die Zylinderkopftemperatur Tcyl eine vorgebbare untere Grenztemperatur TGrenz,down unterschreitet mit Tcyl ≤ TGrenz,down. Advantageously, embodiments of the method in which the air ratio λ, starting from a stoichiometric operation (λ <1) of the internal combustion engine is increased again, if the cylinder head temperature T cyl a predetermined lower limit temperature T limit, down below T cyl ≤ T limit, down .

Wie bereits in anderem Zusammenhang ausgeführt, ist eine Anfettung hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine und hinsichtlich der Schadstoffemissionen nachteilig. Der überschüssige Kraftstoff wird unverbrannt aus den Zylindern der Brennkraftmaschine abgeführt, weshalb bei einem fetten Betrieb insbesondere die Konzentration an unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgas deutlich erhöht ist.As already stated in another context, enrichment with regard to the fuel consumption of the internal combustion engine and with regard to pollutant emissions is disadvantageous. The excess fuel is discharged unburned from the cylinders of the internal combustion engine, which is why in a rich operation, in particular, the concentration of unburned hydrocarbons in the exhaust gas is significantly increased.

Eine Anfettung sollte daher nur dann vorgenommen werden, wenn diese für den Schutz der Brennkraftmaschine vor Überhitzung unerläßlich bzw. zu empfehlen ist. Aus den gleichen Gründen sollte ein fetter Betrieb nur dann aufrechterhalten werden, wenn ein derartiger Betrieb unverzichtbar ist.An enrichment should therefore only be made if it is indispensable or recommended for the protection of the internal combustion engine from overheating. For the same reasons, a rich operation should be maintained only if such operation is indispensable.

Es ist daher vorteilhaft, das Luftverhältnis λ gemäß der in Rede stehenden Verfahrensvariante zu erhöhen sobald die Zylinderkopftemperatur Tcyl dies zuläßt, d. h. eine vorgebbare untere Grenztemperatur TGrenz,down unterschreitet. Dabei wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch wieder abgemagert und die Brennkraftmaschine in den stöchiometrischen bzw. überstöchiometrischen Betrieb überführt.It is therefore advantageous to increase the air ratio λ according to the method variant in question as soon as the cylinder head temperature T cyl permits this, ie, falls below a predefinable lower limit temperature T limit, down . In this case, the fuel-air mixture is emaciated again and transferred the internal combustion engine in the stoichiometric or superstoichiometric operation.

Vorteilhaft sind auch in diesem Zusammenhang Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen das Luftverhältnis λ nur dann wieder erhöht wird, wenn die Zylinderkopftemperatur Tcyl die vorgebbare untere Grenztemperatur TGrenz,down unterschreitet und für eine vorgebbare Zeitspanne Δtdown kleiner ist als diese untere Grenztemperatur TGrenz,down.The predetermined lower limit temperature T Grenz, down are also advantageous in this respect, embodiments of the method in which the air ratio is increased only again λ, when the cylinder head temperature T cyl below and is smaller for a predetermined period of time .DELTA.t down than this lower limit temperature T limit , down .

Die vorstehende Bedingung für das Erhöhen des Luftverhältnisses λ soll einen zu häufigen bzw. übereilten Wechsel der Betriebsparameter vermeiden helfen. Es wird Bezug genommen auf das bereits im Zusammenhang mit der Zeitspanne Δtup Gesagte. Der in Rede stehenden Vorgehensweise folgend kann angemessen auf Szenarien reagiert werden, bei denen die Zylinderkopftemperatur Tcyl nur kurz unter die Grenztemperatur TGrenz,down fällt und dann wieder steigt bzw. um die vorgegebene Grenztemperatur schwankt.The above condition for increasing the air ratio λ should help to avoid too frequent or over-hasty change of the operating parameters. Reference is made to what has already been said in connection with the time span Δt up . Following the approach in question can be adequately responded to scenarios in which the cylinder head temperature T cyl falls only briefly below the threshold temperature T limit, down and then rises again or fluctuates around the predetermined limit temperature.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes rechnerisch bestimmt wird. Embodiments of the method in which the temperature T cyl of the cylinder head is determined by calculation are advantageous.

Die rechnerische Bestimmung der Zylinderkopftemperatur Tcyl erfolgt beispielsweise mittels Simulation, bei der aus dem Stand der Technik bekannte Modelle, beispielsweise dynamische Wärmemodelle und kinetische Modelle zur Bestimmung der während der Verbrennung generierten Reaktionswärme, verwendet werden. Als Eingangssignale für die Simulation werden vorzugsweise Betriebsparameter der Brennkraftmaschine verwendet, die schon vorliegen, d. h. in anderem Zusammenhang ermittelt werden.The arithmetical determination of the cylinder head temperature T cyl takes place, for example, by means of simulation, in which models known from the prior art, for example dynamic heat models and kinetic models, are used for determining the heat of reaction generated during the combustion. As input signals for the simulation operating parameters of the internal combustion engine are preferably used, which are already present, that are determined in another context.

Die Simulationsrechnung zeichnet sich dadurch aus, dass keine weiteren Bauteile, insbesondere keine Sensoren, vorgesehen werden müssen, um die Temperatur zu bestimmen, was hinsichtlich der Kosten günstig ist. Nachteilig hingegen ist, dass es sich bei der auf diese Weise ermittelten Zylinderkopftemperatur lediglich um einen Schätzwert handelt, was die Qualität der Steuerung bzw. Regelung des Luftverhältnisses λ mindern kann.The simulation calculation is characterized in that no further components, in particular no sensors, have to be provided in order to determine the temperature, which is favorable in terms of cost. On the other hand, it is disadvantageous that the cylinder head temperature determined in this way is merely an estimated value, which can reduce the quality of the control or regulation of the air ratio λ.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes meßtechnisch mittels Sensor direkt oder mittelbar erfaßt wird.Also advantageous are embodiments of the method in which the temperature T cyl of the cylinder head is detected by measurement technology directly or indirectly by means of a sensor.

Die meßtechnische Erfassung einer Abgastemperatur ist häufig schwierig, da im Betrieb der Brennkraftmaschine sehr hohe Temperaturen im Abgas erreicht werden können, und in einigen Fällen, beispielsweise im Innern eines Abgasnachbehandlungssystems, auch gar nicht möglich. Zudem kann die Anordnung eines Temperaturfühlers im Abgassystem den Ladungswechsel im Einzelfall beeinträchtigen.The metrological detection of an exhaust gas temperature is often difficult, since during operation of the internal combustion engine very high temperatures in the exhaust gas can be achieved, and in some Cases, for example, in the interior of an exhaust aftertreatment system, not even possible. In addition, the arrangement of a temperature sensor in the exhaust system can affect the charge exchange in individual cases.

Die meßtechnische Erfassung der Zylinderkopftemperatur Tcyl hingegen bereitet keine Schwierigkeiten. Ein Zylinderkopf weist auch bei warmgelaufener Brennkraftmaschine vergleichsweise moderate Temperaturen auf und bietet zudem eine Vielzahl von Möglichkeiten, d. h. verschiedene Stellen, zur Anordnung eines Sensors, ohne dass die Funktionstüchtigkeit der Brennkraftmaschine beeinträchtigt werden würde.The metrological detection of the cylinder head temperature T cyl, however, presents no difficulties. A cylinder head has comparatively moderate temperatures, even when the internal combustion engine has warmed up, and also offers a multitude of possibilities, ie different locations, for arranging a sensor without impairing the functionality of the internal combustion engine.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen die Brennkraftmaschine mit einer Motorsteuerung ausgestattet wird und die mittels Sensor erfaßte Zylinderkopftemperatur Tcyl als Eingangsgröße bereitgestellt wird.Process variants are advantageous in which the internal combustion engine is equipped with an engine control and the cylinder head temperature T cyl detected by means of the sensor is provided as the input variable.

Zur Abschätzung der Zylinderkopftemperatur Tcyl kann auch eine andere Bauteiltemperatur, insbesondere eine Zylinderblocktemperatur, herangezogen werden, welche beispielsweise meßtechnisch mittels Sensor erfaßt oder mittels Simulationsrechnung rechnerisch bestimmt wird. Gemäß dieser Variante wird die Temperatur des Zylinderkopfes indirekt – unter Verwendung einer anderen Temperatur – ermittelt.For estimating the cylinder head temperature T cyl, it is also possible to use another component temperature, in particular a cylinder block temperature, which, for example, is detected by means of a sensor or calculated by means of a simulation calculation. According to this variant, the temperature of the cylinder head is determined indirectly - using a different temperature.

Bei einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine besteht des Weiteren die Möglichkeit, die Zylinderkopftemperatur Tcyl unter Verwendung der Temperatur des Kühlmittels oder einer Mischtemperatur aus einer Bauteil- und einer Kühlmitteltemperatur zu ermitteln, d. h. abzuschätzen.In a liquid-cooled internal combustion engine, it is furthermore possible to determine, ie estimate, the cylinder head temperature T cyl using the temperature of the coolant or a mixing temperature of a component temperature and a coolant temperature.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen die Temperatur an der Stelle des Kopfes ermittelt wird, an der eine sehr hohe bzw. die maximale Kopftemperatur erreicht bzw. erwartet wird.Process variants in which the temperature is determined at the location of the head at which a very high or the maximum head temperature is reached or expected are advantageous.

Es kann auch eine Zylinderkopftemperatur Tcyl an einer Stelle erfaßt werden, um die Temperatur Tcyl an anderer Stelle des Kopfes zu ermitteln, d. h. abzuschätzen, und zwar für eine Stelle, auf die sich die vorgegebene Grenztemperatur bezieht. Diese Vorgehensweise, d. h. die Temperatur an der einen Stelle meßtechnisch zu erfassen und die Grenztemperatur für eine andere Stelle vorzugeben, ist grundsätzlich möglich, erfordert aber die Transformation der Temperatur zum Vergleich.Also, a cylinder head temperature T cyl are detected at a site to determine the temperature T cyl elsewhere in the head, ie estimated, namely for a place to which the predetermined limit temperature applies. This procedure, ie to detect the temperature at one point by measurement and to specify the limit temperature for another location, is basically possible, but requires the transformation of the temperature for comparison.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Brennkraftmaschine mit einer Flüssigkeitskühlung ausgestattet wird, wobei zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung in den mindestens einen Zylinderkopf mindestens ein Kühlmittelmantel integriert wird, der zu einem Kühlmittel führenden Kühlmittelkreislauf gehört. Aufgrund der hohen Wärmekapazität einer Flüssigkeit können mit einer Flüssigkeitskühlung sehr große Wärmemengen abgeführt werden.Advantageous embodiments of the method in which the internal combustion engine is equipped with a liquid cooling, wherein at least one coolant jacket is integrated to form the liquid cooling in the at least one cylinder head, which belongs to a coolant coolant circuit. Due to the high heat capacity of a liquid can be removed with a liquid cooling very large amounts of heat.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen Wasser, vorzugsweise mit Additiven versetztes Wasser, als Kühlmittel verwendet wird.In this connection, embodiments of the method are advantageous, in which water, preferably water mixed with additives, is used as the coolant.

Wasser hat gegenüber anderen Kühlmitteln den Vorteil, dass es nicht toxisch, leicht verfügbar und kostengünstig ist und zudem über eine sehr hohe Wärmekapazität verfügt, weshalb Wasser sich für den Entzug und die Abfuhr sehr großer Wärmmengen eignet, was die Verwendung eines vergleichsweise klein dimensionierten Kühlers gestattet.Water has the advantage over other coolants that it is non-toxic, readily available and inexpensive and also has a very high heat capacity, which is why water is suitable for the removal and removal of very large amounts of heat, which allows the use of a comparatively small sized radiator ,

Vorteilhaft können aber auch Ausführungsformen des Verfahrens sein, bei denen Öl, vorzugsweise das Motoröl der Brennkraftmaschine, als Kühlmittel verwendet wird. Öl hat eine im Vergleich zu Wasser geringere Wärmekapazität, wodurch die Kühlleistung der Flüssigkeitskühlung spürbar vermindert wird, was im Einzelfall wünschenswert sein kann.However, embodiments of the method may also be advantageous in which oil, preferably the engine oil of the internal combustion engine, is used as the coolant. Oil has a lower heat capacity compared to water, whereby the cooling performance of the liquid cooling is noticeably reduced, which may be desirable in individual cases.

Die Verwendung von Öl als Kühlmittel hat Vorteile, insbesondere da Öl beim Betrieb einer Brennkraftmaschine zur Schmierung und im Allgemeinen bereits als Prozeßflüssigkeit zum Einsatz kommt. Bei der Verwendung von Öl als Kühlmittel kann der Kühlmittelkreislauf – entgegen seiner originären Bestimmung – nach einem Kaltstart in vorteilhafter Weise für die schnelle Erwärmung des Öls verwendet werden. Hierdurch kann die Reibleistung der Brennkraftmaschine während der Warmlaufphase reduziert werden.The use of oil as a coolant has advantages, especially since oil is used in the operation of an internal combustion engine for lubrication and in general already as a process fluid. When using oil as a coolant, the coolant circuit can - contrary to its original purpose - be used after a cold start advantageously for the rapid heating of the oil. As a result, the friction of the internal combustion engine can be reduced during the warm-up phase.

Wie bereits erwähnt, können bei Brennkraftmaschinen, die mit einer Flüssigkeitskühlung ausgestattet sind, Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, bei denen die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes unter Verwendung einer Kühlmitteltemperatur ermittelt wird.As already mentioned, in internal combustion engines equipped with liquid cooling process variants may be advantageous in which the temperature T cyl of the cylinder head is determined using a coolant temperature.

Vorteilhaft sind bei einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine ebenfalls Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes unter Verwendung einer Mischtemperatur aus einer Bauteiltemperatur und einer Kühlmitteltemperatur ermittelt wird.Also advantageous in a liquid-cooled internal combustion engine are embodiments of the method in which the temperature T cyl of the cylinder head is determined using a mixing temperature of a component temperature and a coolant temperature.

Erfolgt die Ermittlung der Zylinderkopftemperatur mittels Sensor, sind bei flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen auch Verfahrensvarianten vorteilhaft, bei denen der Sensor zur Erfassung der Zylinderkopftemperatur in dem mindestens einen Kühlmittelmantel des Zylinderkopfes angeordnet wird.If the cylinder head temperature is determined by means of a sensor, in the case of liquid-cooled internal combustion engines, it is also advantageous to have process variants in which the sensor for detecting the cylinder head temperature is arranged in the at least one coolant jacket of the cylinder head.

Weist der mindestens eine Zylinderkopf zwei oder mehr Kühlmittelmäntel auf, kann der auslaßseitige Kühlmittelmantel wassergekühlt und der einlaßseitige Kühlmittelmantel ölgekühlt ausgeführt werden. If the at least one cylinder head has two or more coolant jackets, the outlet-side coolant jacket can be water-cooled and the inlet-side coolant jacket can be made oil-cooled.

Weist die Brennkraftmaschine zwei oder mehr Kühlmittelmäntel auf, kann auch ein auslaßseitiger Kühlmittelmantel oder Kühlmittelmantel des Abgassystems zur schnelleren Ölerwärmung während der Warmlaufphase ölgekühlt ausgeführt werden.If the internal combustion engine has two or more coolant shells, an exhaust-side coolant jacket or coolant shroud of the exhaust system can also be oil-cooled for the purpose of faster oil heating during the warm-up phase.

Die zweite Teilaufgabe, nämlich eine Brennkraftmaschine zur Durchführung eines Verfahrens einer vorstehend genannten Art bereitzustellen, wird gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, die mindestens einen Zylinder aufweist und die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Sensor vorgesehen ist, der eine Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes erfaßt.The second sub-task, namely to provide an internal combustion engine for carrying out a method of the type mentioned above, is achieved by an internal combustion engine with at least one cylinder head, which has at least one cylinder and which is characterized in that a sensor is provided which has a temperature T cyl of Cylinder head detected.

Das bereits für das erfindungsgemäße Verfahren Gesagte gilt auch für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, weshalb an dieser Stelle im Allgemeinen Bezug genommen wird auf die hinsichtlich des Verfahrens gemachten Ausführungen.The statements already made for the method according to the invention also apply to the internal combustion engine according to the invention, which is why reference is generally made at this point to the statements made with regard to the method.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Luftverhältnis λ in Abhängigkeit von einer Zylinderkopftemperatur Tcyl gesteuert bzw. geregelt. Zur Erfassung der Temperatur wird die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einem Sensor ausgestattet. Als Entscheidungsgrundlage für die Anfettung des Kraftstoff-Luft-Gemisches dient die mit diesem Sensor erfaßte Zylinderkopftemperatur und nicht wie nach dem Stand der Technik die Abgastemperatur.In accordance with the method according to the invention, the air ratio λ is controlled or regulated as a function of a cylinder head temperature T cyl . For detecting the temperature, the internal combustion engine according to the invention is equipped with a sensor. The basis of decision for the enrichment of the fuel-air mixture is the cylinder head temperature detected with this sensor and not the exhaust gas temperature as in the prior art.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen eine Flüssigkeitskühlung vorgesehen ist, wobei zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung mindestens ein Kühlmittelmantel, der zu einem Kühlmittel führenden Kühlmittelkreislauf gehört, in dem mindestens einen Zylinderkopf integriert ist.Embodiments of the internal combustion engine in which liquid cooling is provided are advantageous, with at least one coolant jacket, which belongs to a coolant-carrying coolant circuit, in which at least one cylinder head is integrated in order to form the liquid cooling.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen der Sensor zur Erfassung der Zylinderkopftemperatur in dem mindestens einen Kühlmittelmantel des Zylinderkopfes angeordnet ist.Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which the sensor for detecting the cylinder head temperature is arranged in the at least one coolant jacket of the cylinder head are advantageous.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen der Sensor zur Erfassung der Zylinderkopftemperatur benachbart zu dem mindestens einen Kühlmittelmantel angeordnet ist.Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which the sensor for detecting the cylinder head temperature is arranged adjacent to the at least one coolant jacket are also advantageous.

Soll die Zylinderkopftemperatur mittels Sensor ermittelt werden und wird beispielsweise der Sensor im Kühlmittelmantel des Zylinderkopfes benachbart zu einer Wandung des Zylinderkopfes angeordnet, erfaßt der Sensor in der Regel eine Mischtemperatur aus Bauteil- und Kühlmitteltemperatur. Bei der zu ermittelnden Zylinderkopftemperatur handelt es sich folglich um eine durch die Kühlmitteltemperatur gefärbte Zylinderkopftemperatur, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Mischtemperatur bezeichnet wird.If the cylinder head temperature is to be determined by means of a sensor and if, for example, the sensor is arranged in the coolant jacket of the cylinder head adjacent to a wall of the cylinder head, the sensor generally detects a mixing temperature of component and coolant temperature. The cylinder head temperature to be determined is therefore a cylinder head temperature colored by the coolant temperature, which is also referred to as the mixing temperature in the context of the present invention.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß 1 näher beschrieben. Hierbei zeigt:In the following, the invention is based on an embodiment of the internal combustion engine for carrying out the method according to 1 described in more detail. Hereby shows:

1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Brennkraftmaschine. 1 schematically a first embodiment of an internal combustion engine.

1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Brennkraftmaschine 1 zur Durchführung des Verfahrens zur Begrenzung der thermischen Belastung. 1 schematically shows a first embodiment of an internal combustion engine 1 for carrying out the method for limiting the thermal load.

Es handelt sich um einen Vier-Zylinder-Reihenmotor 1 mit Direkteinspritzung, bei dem die vier Zylinder 3 entlang der Längsachse des Zylinderkopfes 6, d. h. in Reihe, angeordnet und jeweils mit einem Injektor 20 zur Einspritzung von Kraftstoff ausgestattet sind. Die Injektoren 20 werden einzeln via Steuerleitung 19 mittels Motorsteuerung 17 aktiviert, d. h. gesteuert. Die eingespritzte Kraftstoffmenge dient der Einstellung des Luftverhältnisses λ.It is a four-cylinder in-line engine 1 with direct injection, in which the four cylinders 3 along the longitudinal axis of the cylinder head 6 , ie arranged in series, and each with an injector 20 equipped to inject fuel. The injectors 20 are individually via control line 19 by means of motor control 17 activated, ie controlled. The injected amount of fuel serves to adjust the air ratio λ.

Zum Abführen der heißen Verbrennungsgase ist eine Abgasleitung 4 und zur Versorgung der Zylinder 3 mit Frischluft bzw. Frischgemisch eine Ansaugleitung 2 vorgesehen. Zur Einstellung der Last ist in der Ansaugleitung 2 eine als Absperrelement dienende Drosselklappe 18 vorgesehen, die ebenfalls von der Motorsteuerung 17 gesteuert bzw. geregelt wird.For discharging the hot combustion gases is an exhaust pipe 4 and to supply the cylinders 3 with fresh air or fresh mixture a suction line 2 intended. To adjust the load is in the intake pipe 2 a throttle valve serving as a shut-off element 18 also provided by the engine control 17 is controlled or regulated.

Die Brennkraftmaschine 1 ist zum Zwecke der Aufladung mit einem Abgasturbolader 7 ausgestattet, wobei in der Abgasleitung 4 eine Turbine 7a und in der Ansaugleitung 2 ein Verdichter 7b angeordnet sind. Die Turbine 7a des Abgasturboladers 7 weist eine Bypaßleitung auf. Die der Brennkraftmaschine 1 zugeführte Frischluft wird im Verdichter 7b komprimiert, wozu die Enthalpie des Abgasstroms in der Turbine 7a genutzt wird. Die Aufladung erhöht die thermische Belastung der Brennkraftmaschine 1.The internal combustion engine 1 is for the purpose of charging with an exhaust gas turbocharger 7 equipped, being in the exhaust pipe 4 a turbine 7a and in the intake pipe 2 a compressor 7b are arranged. The turbine 7a the exhaust gas turbocharger 7 has a bypass line. That of the internal combustion engine 1 supplied fresh air is in the compressor 7b compressed, including the enthalpy of the exhaust gas flow in the turbine 7a is being used. The charge increases the thermal load of the internal combustion engine 1 ,

Stromabwärts des Verdichters 7b ist ein Ladeluftkühler 5 in der Ansaugleitung 2 angeordnet, um die Temperatur der komprimierten Ladeluft zu senken. Auf diese Weise wird die Dichte der Luft gesteigert, wodurch eine bessere Füllung der Zylinder 3 realisiert werden kann.Downstream of the compressor 7b is a charge air cooler 5 in the intake pipe 2 arranged to lower the temperature of the compressed charge air. In this way, the density of the air is increased, resulting in better filling of the cylinder 3 can be realized.

Die Brennkraftmaschine 1 ist des Weiteren mit einer Abgasrückführung 8 ausgestattet. Eine Rückführleitung 9 zweigt stromaufwärts der Turbine 7a aus der Abgasleitung 4 ab und mündet stromabwärts des Ladeluftkühlers 5 in die Ansaugleitung 2. Das rückgeführte Abgas wird somit nicht durch den Ladeluftkühler 5 geführt und kann diesen Kühler 5 nicht verschmutzen.The internal combustion engine 1 is also with an exhaust gas recirculation 8th fitted. A return line 9 branches upstream of the turbine 7a from the exhaust pipe 4 and discharges downstream of the intercooler 5 in the intake pipe 2 , The recirculated exhaust gas is thus not through the intercooler 5 Run and can this cooler 5 do not pollute.

Zur Kühlung des rückgeführten Abgases ist in der Leitung 9 ein zusätzlicher Kühler 10 vorgesehen, der die Temperatur des rückzuführenden Abgases senkt. Ebenfalls in der Rückführleitung 9 ist zur Steuerung der Abgasrückführrate ein als AGR-Ventil dienendes Absperrelement 11 angeordnet.For cooling the recirculated exhaust gas is in the line 9 an additional cooler 10 provided, which lowers the temperature of the recirculated exhaust gas. Also in the return line 9 is for controlling the exhaust gas recirculation rate serving as an EGR valve shut-off 11 arranged.

Die in 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1 ist flüssigkeitsgekühlt. Zur Ausbildung einer Flüssigkeitskühlung 12 verfügt der Zylinderkopf 6 über einen integrierten Kühlmittelmantel. Der Kühlmittel führende Kühlmittelkreislauf wird durch eine Pumpe 14 zur Förderung des Kühlmittels und einen als Kühler dienenden Wärmetauscher 13 ergänzt.In the 1 illustrated internal combustion engine 1 is liquid cooled. To form a liquid cooling 12 has the cylinder head 6 via an integrated coolant jacket. The coolant leading coolant circuit is powered by a pump 14 for conveying the coolant and serving as a cooler heat exchanger 13 added.

Das in der Brennkraftmaschine 1 bzw. im Zylinderkopf 6 erwärmte Kühlmittel wird bei der in 1 dargestellten Ausführungsform dazu verwendet, die Kabinenheizung 22 eines Heizungskreislaufs 21 mit einer erwärmten Prozeßflüssigkeit, nämlich dem erhitzen Kühlmittel, zu versorgen, um auf diese Weise den Innenraum eines Fahrzeuges zu heizen.That in the internal combustion engine 1 or in the cylinder head 6 heated coolant is used in the 1 illustrated embodiment used to the cabin heater 22 a heating cycle 21 with a heated process liquid, namely the heated coolant to supply, in order to heat the interior of a vehicle.

Zur Entlüftung des Kühlmittelkreislaufs ist eine Entlüftungsleitung 23 vorgesehen, in der ein Ausgleichsgefäß 24 angeordnet ist.To vent the coolant circuit is a vent line 23 provided, in which a compensating vessel 24 is arranged.

Die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes 6 wird mittels Sensor 16 meßtechnisch erfaßt und der Motorsteuerung 17 der Brennkraftmaschine 1 als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt, wobei zur Begrenzung der thermischen Belastung der Brennkraftmaschine 1 das Luftverhältnis λ verringert wird, falls die Zylinderkopftemperatur Tcyl eine vorgebbare obere Grenztemperatur TGrenz,up übersteigt und für eine vorgebbare Zeitspanne Δtup größer ist als diese obere Grenztemperatur TGrenz,up.The temperature T cyl of the cylinder head 6 is by means of a sensor 16 metrologically detected and the engine control 17 the internal combustion engine 1 provided as an input variable, wherein for limiting the thermal load of the internal combustion engine 1 the air ratio λ is decreased if the cylinder head temperature T cyl exceeds a predetermined upper limit temperature T Grenz, up and up larger for a predetermined period of time .DELTA.t than this upper limit temperature T Grenz, up.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
22
Ansaugleitungsuction
33
Zylindercylinder
44
Abgasleitungexhaust pipe
55
LadeluftkühlerIntercooler
66
Zylinderkopfcylinder head
77
Abgasturboladerturbocharger
7a7a
Turbineturbine
7b7b
Verdichtercompressor
88th
AbgasrückführungExhaust gas recirculation
99
Leitung zur AbgasrückführungLine for exhaust gas recirculation
1010
Kühlercooler
1111
Absperrelement, AGR-VentilShut-off element, EGR valve
1212
Flüssigkeitskühlungliquid cooling
1313
Wärmetauscherheat exchangers
1414
Pumpepump
1515
KühlmittelaustrittCoolant outlet
1616
Sensorsensor
1717
Motorsteuerungmotor control
1818
Drosselklappethrottle
1919
Steuerleitungcontrol line
2020
Injektorinjector
2121
HeizungskreislaufHeating circuit
2222
Kabinenheizungcabin heating
2323
Entlüftungsleitungvent line
2424
Ausgleichsgefäß LuftverhältnisCompensation vessel air ratio
Tcyl T cyl
ZylinderkopftemperaturCHT
TGrenz,down T border, down
vorgebbare untere Grenztemperaturpredeterminable lower limit temperature
TGrenz,up T border, up
vorgebbare obere Grenztemperaturpredefinable upper limit temperature
Δtdown Δt down
vorgebbare Mindestzeitspanne für das Unterschreiten von TGrenz,down predeterminable minimum period for falling below T limit, down
Δtup Δt up
vorgebbare Mindestzeitspanne für das Überschreiten von TGrenz,up specifiable minimum period for exceeding T limit, up

Claims (15)

Verfahren zur Begrenzung und Verringerung der thermischen Belastung einer Brennkraftmaschine (1) mit mindestens einem Zylinderkopf (6), der mindestens einen Zylinder (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes (6) ermittelt wird, und – das Luftverhältnis λ verringert wird, falls die Zylinderkopftemperatur Tcyl eine vorgebbare obere Grenztemperatur TGrenz,up übersteigt mit Tcyl ≥ TGrenz,up.Method for limiting and reducing the thermal load of an internal combustion engine ( 1 ) with at least one cylinder head ( 6 ), which has at least one cylinder ( 3 ), characterized in that - a temperature T cyl of the cylinder head ( 6 ), and - the air ratio λ is reduced if the cylinder head temperature T cyl exceeds a specifiable upper limit temperature T limit, up with T cyl ≥ T limit, up . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftverhältnis λ nur dann verringert wird, wenn die Zylinderkopftemperatur Tcyl die vorgebbare obere Grenztemperatur TGrenz,up übersteigt und für eine vorgebbare Zeitspanne Δtup größer ist als diese obere Grenztemperatur TGrenz,up.A method according to claim 1, characterized in that the air ratio λ is only reduced when the cylinder head temperature T cyl exceeds the predetermined upper limit temperature T limit, up and for a predetermined period of time .DELTA.t up is greater than this upper limit temperature T limit, up . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftverhältnis λ ausgehend von einem stöchiometrischen Betrieb (λ ≈ 1) der Brennkraftmaschine (1) verringert wird, wodurch die Brennkraftmaschine (1) in einen unterstöchiometrischen Betrieb (λ < 1) überführt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the air ratio λ, starting from a stoichiometric operation (λ ≈ 1) of the internal combustion engine ( 1 ), whereby the internal combustion engine ( 1 ) is converted into a substoichiometric operation (λ <1). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftverhältnis λ ausgehend von einem unterstöchiometrischen Betrieb (λ < 1) der Brennkraftmaschine (1) wieder erhöht wird, falls die Zylinderkopftemperatur Tcyl eine vorgebbare untere Grenztemperatur TGrenz,down unterschreitet mit Tcyl ≤ TGrenz,down.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the air ratio λ, starting from a substoichiometric operation (λ <1) of the internal combustion engine ( 1 ) is increased again, if the cylinder head temperature T cyl a specifiable lower limit temperature T limit, down below T cyl ≤ T limit, down . Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftverhältnis λ nur dann wieder erhöht wird, wenn die Zylinderkopftemperatur Tcyl die vorgebbare untere Grenztemperatur TGrenz,down unterschreitet und für eine vorgebbare Zeitspanne Δtdown kleiner ist als diese untere Grenztemperatur TGrenz,down.A method according to claim 4, characterized in that the air ratio λ is only increased again when the cylinder head temperature T cyl falls below the predetermined lower limit temperature T limit, down and for a predetermined period .DELTA.t down is less than this lower limit temperature T limit, down . Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes (6) rechnerisch bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature T cyl of the cylinder head ( 6 ) is determined by calculation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes (6) meßtechnisch mittels Sensor (16) erfaßt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature T cyl of the cylinder head ( 6 ) metrologically by means of sensor ( 16 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) mit einer Motorsteuerung (17) ausgestattet wird und die mittels Sensor (16) erfaßte Zylinderkopftemperatur Tcyl als Eingangsgröße bereitgestellt wird.Method according to Claim 7, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) with a motor control ( 17 ) and by means of sensor ( 16 ) detected cylinder head temperature T cyl is provided as an input. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) mit einer Flüssigkeitskühlung (12) ausgestattet wird, wobei zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung (12) in den mindestens einen Zylinderkopf (6) mindestens ein Kühlmittelmantel integriert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) with a liquid cooling ( 12 ), whereby to form the liquid cooling ( 12 ) in the at least one cylinder head ( 6 ) at least one coolant jacket is integrated. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser als Kühlmittel verwendet wird.A method according to claim 9, characterized in that water is used as the coolant. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Motoröl als Kühlmittel verwendet wird.A method according to claim 9, characterized in that engine oil is used as the coolant. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zur Begrenzung und Verringerung der thermischen Belastung einer Brennkraftmaschine (1), die mit einer Flüssigkeitskühlung (12) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes (6) unter Verwendung einer Kühlmitteltemperatur ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims for limiting and reducing the thermal load of an internal combustion engine ( 1 ), which are cooled with liquid ( 12 ), characterized in that the temperature T cyl of the cylinder head ( 6 ) is determined using a coolant temperature. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zur Begrenzung und Verringerung der thermischen Belastung einer Brennkraftmaschine (1), die mit einer Flüssigkeitskühlung (12) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes (6) unter Verwendung einer Mischtemperatur aus einer Bauteiltemperatur und einer Kühlmitteltemperatur ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims for limiting and reducing the thermal load of an internal combustion engine ( 1 ), which are cooled with liquid ( 12 ), characterized in that the temperature T cyl of the cylinder head ( 6 ) is determined using a mixing temperature of a component temperature and a coolant temperature. Brennkraftmaschine (1) mit mindestens einem Zylinderkopf (6) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, die mindestens einen Zylinder (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (16) vorgesehen ist, der eine Temperatur Tcyl des Zylinderkopfes (6) erfaßt.Internal combustion engine ( 1 ) with at least one cylinder head ( 6 ) for performing a method according to one of the preceding claims, the at least one cylinder ( 3 ), characterized in that a sensor ( 16 ) is provided, which has a temperature T cyl of the cylinder head ( 6 ) detected. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeitskühlung (12) vorgesehen ist, wobei zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung (12) mindestens ein Kühlmittelmantel, der zu einem Kühlmittel führenden Kühlmittelkreislauf gehört, in dem mindestens einen Zylinderkopf (6) integriert ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 14, characterized in that a liquid cooling ( 12 ) is provided, wherein to form the liquid cooling ( 12 ) at least one coolant jacket, which belongs to a coolant-carrying coolant circuit, in the at least one cylinder head ( 6 ) is integrated.
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