DE102011113925A1 - Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Verbrennungsmotors - Google Patents

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Daniel Sabathil
Peter Schaffner
Jan Fritzsche
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Abstract

Angegeben wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Verbrennungsmotors (110) mit mindestens einem Zylinder (125), wobei der Zylinder ein Einlassventil (215) und ein Auslassventil (216) besitzt und wobei der Verbrennungsmotor ein Kühlmittel verfügt. Das Verfahren umfasst die Schritte:
a) Erfassen der Temperatur (T) des Kühlmittels
b) Vergleichen der Temperatur (T) des Kühlmittels mit mindestens einer Schwellwerttemperatur (Ts1, Ts2),
c) für den Fall, dass die Temperatur (T) unterhalb einer ersten Schwellwerttemperatur liegt (T < Ts1), Einstellen eines zeitlichen Überlapps von Auslassventil und geöffnetem Einlassventil, und/oder
d) für den Fall, dass die Temperatur (T) unterhalb einer zweiten Schwellwerttemperatur (T < Ts2) liegt, Veranlassen, dass während des Auslasstakts Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird.

Description

  • Es wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Benzinmotors für Kraftfahrzeuge, beschrieben.
  • Bei der äußeren Abgasrückführung wird ein Teil des Abgases eines Verbrennungsmotors über eine Abgasleitung zum Einlasstrakt geleitet, sodass dem Verbrennungsmotor eine Mischung von Frischluft und Abgas zugeführt wird. Durch diese allgemein bekannte Maßnahme erhält man im Verbrennungsraum eine sauerstoffärmere Mischung aus Kraftstoff und zugeführtem Gas, d. h. hier Frischluft und Abgas, was hinsichtlich der Entstehung von Stickoxiden (NOx) vorteilhaft ist.
  • Als innere Abgasrückführung wird das Rückströmen von Abgas aus dem Auslasskanal in den Brennraum während einer Ventilüberschneidungsphase bezeichnet, d. h. während eines Zeitraum, während dessen Einlass- und Auslassventil gleichzeitig geöffnet sind. Auch diese motorische Maßnahme dient der Reduzierung von Stickoxiden und ist beispielsweise aus der DE 42 44 774 C2 bekannt.
  • Mit der Einführung einer Abgasnorm EURO VI verlangt die Europäische Union die Einhaltung bestimmter Partikelgrenzwerte in Bezug auf eine limitierte Partikelanzahl und eine limitierte Partikelmasse in dem Abgas von direkteinspritzenden Ottomotoren. Eine Maßnahme, diese Erfordernisse zu erfüllen, ist der Einsatz von Partikelfiltern, mit denen Rußpartikel aus dem Abgas gefiltert werden.
  • Eine Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung ist es, die Partikelemissionen bei einem Verbrennungsmotor zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Zur Losung eines Aspektes der Aufgabe wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem Zylinder, insbesondere mit 3 oder 4 Zylindern, vorgeschlagen. Der Zylinder besitzt hierbei ein Einlassventil und ein Auslassventil, wobei der Verbrennungsmotor, insbesondere ein Benzinmotor und bspw. ein solcher für Kraftfahrzeuge, über ein Kühlmittel verfügt, insbesondere Wasser. Bei dem Verfahren wird in einem ersten Schritt die Temperatur des Kühlmittels erfasst und dann die Temperatur des Kühlmittels mit mindestens einer Schwellwerttemperatur Ts1, Ts2 verglichen. Für den Fall, dass die Temperatur unterhalb einer ersten Schwellwerttemperatur liegt, also T < Ts1 ist, wird ein zeitlicher Überlapp von geöffnetem Auslassventil und geöffnetem Einlassventil eingestellt bzw. mit anderen Worten eine positive Ventilüberschneidung. Für den Fall, dass die Temperatur unterhalb einer zweiten Schwellwerttemperatur (T < Ts2) liegt, wird veranlasst, dass während des Auslasstakts Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird.
  • Das vorgeschlagene Verfahren ist für Temperaturen unterhalb der ersten Schwellwerttemperatur somit ein Verfahren der inneren bzw. internen Abgasrückführung, bei dem Ein- und Auslassventil so betrieben werden, dass sie für einen gewissen Zeitraum, nämlich während der Ventilüberschneidungsphase, gleichzeitig geöffnet sind. In diesem Fall wird infolge des Druckgefälles Abgas vom Abgastrakt in den Zylinder gefördert. Dieses gleichermaßen für Saugmotoren, aufgeladenen Motoren wie Direkteinspritzer geeignete Verfahren wird insofern bei einem relativ kaltem Motor betrieben und damit eher in dessen Kaltstartphase.
  • Der Fachmann weiß allgemein, wie er eine Ventilüberschneidung bewerkstelligen kann; dies ist allgemein bekannt. Beispiele, hierfür sind unter anderem:
    • • verstellbare Steuerzeiten der Einlass- und Auslassventile des Ottomotors für jeden Zylinder einzeln oder auch über die Nockenwelle für alle Zylinder gemeinsam
    • • Ändern der Zuordnung von Drehwinkeln einer Einlassnockenwelle zu einer Auslassnockenwelle, bspw. hydromechanisch, elektromechanisch oder elektrohydraulisch
    • • axiales Verschieben eines Nockens des Einlassventils auf einer Nockenwelle mit in axialer Richtung der Nockenwelle variierendem Nockenprofil
  • Mit dem obigen Verfahren wird unterhalb der Schwellwerttemperatur mit Hilfe der inneren Abgasrückführung für Verbrennungsmotoren die bisherige unzureichende Homogenisierung des Kraftstoffgemisches, die zu Ablagerungen von Kraftstoff an den Brennraumwänden führen kann und was insbesondere bei direkt einspritzenden Ottomotoren aber auch bei Dieselmotoren auftritt und zum größten Teil die Entstehung von Partikeln verursacht, gemindert. Der Einsatz dieser internen oder inneren Abgasrückführung führt zum schnelleren Verdampfen des Kraftstoffs in Folge einer höheren Ladungsstarttemperatur und zu einer längeren Brenndauer. Daraus resultieren in vorteilhafter Weise verminderte Partikelemissionen.
  • Für Temperaturen oberhalb der Schwellwerttemperatur wird während des Auslasstakts Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt. Diese Maßnahme zur Partikelreduzierung ist für ein höheres Temperaturregime als die oben beschriebene Maßnahme verwendbar, wenn ein nachgeschalteter Katalysator hinreichend warm und damit betriebsbereit ist. Im Regelfall wird er dann seine Anspringtemperatur erreicht oder überschritten haben und somit mindestens 50% der Kohlenwasserstoffverbindungen katalytisch umsetzen. Bei dieser für Direkteinspritzer einsetzbaren Maßnahme wird der eingespritzte Kraftstoff bei einem Vierzylindermotor im 4. Takt eingespritzt, wird durch die heißen Abgase verdampft und steht somit zu Beginn des neuen Arbeitszyklus, wenn Frischluft eingebracht wird, sofort in verdampfter Form zur Verfügung. Dadurch wird die Gemischaufbereitungszeit beschleunigt, was sich ebenfalls günstig auf die Partikelzahl auswirkt.
  • Die vorgenannten motorischen Maßnahmen können einzeln oder in Kombination für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein und können optional mit den nachfolgend beschrieben weiteren Ausführungsformen in technisch sinnvoller Weise kombiniert werden, wodurch sich ein Verfahren zur Minderung der (Abgas-)Partikelzahl eines Verbrennungsmotors ergibt.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass die Wahl der Schwellwerttemperatur im gewissem Rahmen motor- und fahrzeugabhängig sind. Im einfachsten Fall wählt man für die beiden vorgeschlagenen Maßnahmen dieselbe Schwellwerttemperatur, d. h. für T < Ts1 wählt man die Ventilüberschneidung und für T > Ts2 spritzt man während des Auslasstakts Kraftstoff ein, und es ist Ts1 = Ts2.
  • Bei anderen motorischen Randbedingungen wählt man unterschiedliche Schwellwerttemperaturen und beispielsweise Ts1 < Ts2. Die erste Schwellwerttemperatur Ts1 orientiert sich an hinreichend geringen Temperaturen im Verbrennungsraum von ca. 500°C bis ca. 600°C, bei denen die Kühlmitteltemperatur kleiner als 50°C, bevorzugt kleiner als 45°C oder kleiner als 42°C und besonders bevorzugt kleiner 39°C oder kleiner 36°C ist. Der Motor ist hier noch relativ kalt und wird mit einer positiven Ventilüberschneidung betrieben, was ansonsten nur für höhere Temperaturen üblich ist.
  • Die zweite Schwellwerttemperatur orientiert sich daran, dass der Katalysator betriebsbereit ist und somit an seiner Anspringtemperatur, so dass die Schwellwerttemperatur Ts2 bei ca. 50°C oder bei 55°C, bevorzugt bei 60°C oder 65°C liegt.
  • Das vorgeschlagene Verfahren kann ohne bauliche Änderungen am Motor realisiert werden, während andere Maßnahmen zumeist kostenintensive Bauteile erfordern. Außerdem ergeben sich Vorteile gegenüber anderen Maßnahmen durch die zum Teil längere Haltbarkeit und sichere Funktionsfähigkeit der inneren Abgasrückführung.
  • Ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Motor hat den Vorteil, dass es leichter Abgasnormen in Bezug auf EURO VI voll erfüllen kann, da es mit einem Verbrennungsmotor mit Brennstoffeinspritzung versehen ist, der eine innere Abgasrückführung nutzt, um auch die letzten messtechnisch noch erfassbaren Partikel in Form von Feinstaub zu verbrennen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zusätzliche Kraftstoff im letzten Drittel des Auslasstakts, bei einem Vierzylindermotor also im letzten Drittel des 4. Takts, eingespritzt wird, insbesondere zwischen 420° und 460° Kurbelwellenwinkel. Dadurch lässt sich die Partikelanzahl reduzieren und gleichzeitig die Gefahr unverbrannter Kohlenwasserstoffe im Abgas mindern.
  • Bei Experimenten hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ca. 50% bis 100% der gesamten, während eines Arbeitszyklus vorgesehenen Kraftstoffmenge, während des Auslasstakts einzuspritzen. Auf diese Weise steht im nachfolgenden 1. Takt eine große Menge Kraftstoffmenge in verdampfter Form zur Verfügung und wird die Gemischaufbereitungszeit besonders stark verkürzt.
  • Bei der praktischen Umsetzung der Erfindung hat es sich ferner bewährt, dass das Einspritzen des Kraftstoffs in einem Intervall von 5° bis 10° Kurbelwellenwinkel, insbesondere bei 7° Kurbelwellenwinkel erfolgt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Computerprogramm, mit dessen Programmcodemitteln ein Computer, insbesondere ein Motorsteuergerät oder ein embedded controller, Befehle erhält, mit deren Abarbeitung die Durchführung des obige Verfahrens einhergeht. Das Verfahren kann wie üblich auf einem computerlesbaren Computerprogrammprodukt bzw. einem Datenträger, insbesondere einer CD oder DVD, abgelegt sein.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft einen Apparat zum Steuern und/oder Regeln eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem Zylinder, wobei der Zylinder ein Einlassventil und ein Auslassventil besitzt und wobei der Verbrennungsmotor über ein Kühlmittel verfügt. Der Apparat umfasst
    • a) Mittel zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels,
    • b) Mittel zum Vergleichen der Temperatur des Kühlmittels mit mindestens einer Schwellwerttemperatur,
    • c) Mittel zum Einstellen eines zeitlichen Überlapps von geöffnetem Auslassventil und geöffnetem Einlassventil für den Fall, dass die Temperatur unterhalb einer ersten Schwellwerttemperatur liegt, und/oder
    • d) Mittel zum Veranlassen eines Einspritzens von Kraftstoff in den Zylinder während des Auslasstakts für den Fall, dass die Temperatur unterhalb einer zweiten Schwellwerttemperatur liegt.
  • Mit beiden motorischen Maßnahmen wird die Partikelzahl reduziert, was die Einhaltung staatlicher Vorschriften wie in Europa Euro VI erleichtert.
  • Ausführungsformen des Apparats sehen vor, dass die erste Schwellwerttemperatur und die zweite Schwellwerttemperatur gleich sind. Alternativ ist die erste Schwellwerttemperatur kleiner als die zweite Schwellwerttemperatur.
  • Eine weitere Ausführungsform des Apparats sieht vor, als erste Schwellwerttemperatur 50°C und insbesondere 45°C vorzusehen. Mit dieser Temperaturwahl konnte durch Ventilüberschneidung eine spürbare Minderung der Partikelemissionen festgestellt werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform sorgt der Apparat dafür, dass der Kraftstoff im letzten Drittel des Auslasstakts eingespritzt wird. Wie oben ausgeführt, führt dies zu einer Verdampfung des Kraftstoffs im Zylinder, sodass im folgenden ersten Takt die Gemischaufbereitungszeit kürzer ausfällt.
  • Bei einer Variante des Apparats werden ferner zwischen 50% und 100% der gesamten, während eines Verbrennungszyklus vorgesehenen Kraftstoffmenge eingespritzt.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
  • 1 schematisch ein Kraftfahrzeugsystem in einer Draufsicht,
  • 2 das Kraftfahrzeugsystem der 1 in einer Seitenansicht,
  • 3 eine Abtragung des Hub von Ein- und Auslassventil, jeweils als Funktion des Kurbelwellenwinkels,
  • 4 zeigt Messergebnisse, die mit einer Ventilüberschneidung an einem Prüfstand erzielt wurden,
  • 5 zeigt Messergebnisse, die mit einem Einspritzen von Kraftstoff im Auslasstakt auf einem Prüfstand erzielt wurden.
  • Einige Ausführungsformen des obigen Verfahrens können von einem Kraftfahrzeug 100 durchgeführt werden, das in den 1 und 2 gezeigt ist, und das einen Verbrennungsmotor (ICE) 110 mit einem Motorblock 120 besitzt, der mindestens einen Zylinder 125 mit einem Kolben 140 definiert, wobei der Kolben 140 eine Kopplung aufweist, mit der die Kurbelwelle 145 gedreht wird. Ein Zylinderkopf 130 arbeitet mit dem Kolben 140 zusammen um einen Verbrennungsraum 150 zu definieren. Ein Luft-Kraftstoffgemisch (nicht gezeigt) wird in den Verbrennungsraum 150 eingebracht und entzündet, was zu heißen expandierenden Verbrennungsgasen führt, die zu einer Hin- und Herbewegung des Kolbens 140 führen. Der Kraftstoff wird von mindestens einem Kraftstoffinjektor 160 zur Verfügung gestellt und die Luft durch mindestens einen Einlass 210. Der Kraftstoff wird unter hohem Druck von einem Kraftstoffrohr 170, das fluidzuleitend mit einer Hochdruckpumpe 180, die den Druck des von einer Kraftstoffquelle 190 kommenden Kraftstoffs erhöht, verbunden ist, zum Einlass 210 geführt. Jeder der Zylinder 125 hat mindestens zwei Ventile 215, die von einer Nockenwelle 135 betrieben werden, die sich zeitgleich mit der Kurbelwelle 145 dreht. Die (Einlass-)Ventile 215 lassen selektiv Luft vom Einlass 210 in die Verbrennungskammer 150 und erlauben alternierend den Auslass der Abgase durch den Auslass 220. In einigen Ausführungsformen wird ein Nockenwellenverstellsystem 155 genutzt, um selektiv die zeitliche Abfolge zwischen der Nockenwelle 135 und der Kurbelwelle 145 zu verändern.
  • Die Luft kann den Lufteinlässen 210 über einen Einlasskrümmer 200 zugeführt werden. Eine Lufteinlassleitung 205 führt dem Einlasskrümmer 200 Umgebungsluft zu. In anderen Ausführungsformen kann eine Drosselklappe 330 gewählt werden, um den Luftstrom zum Krümmer 200 zu regeln. In weiteren Ausführungsformen wird ein System für komprimierte Luft wie beispielsweise ein Turbolader 230 mit einem Kompressor 240, der sich zusammen mit einer Turbine dreht, eingesetzt. Die Drehung des Kompressors 240 erhöht den Druck und die Temperatur der Luft in der Leitung 205 und dem Krümmer 200. Ein in der Leitung 205 enthaltender Intercooler 260 kann die Temperatur der Luft reduzieren. Die Turbine 250 dreht sich beim Einströmen der von einem Auslasskrümmer 225 kommenden Abgase, der Abgas vom Auslass 220 durch eine Serie von Leitschaufeln leitet, bevor es durch die Turbine 250 expandiert wird. Die Abgase verlassen die Turbine 250 und werden zu einem Abgassystem 270 geführt. Dieses Beispiel zeigt eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT) mit einem VGT-Aktuator 290, die ausgebildet, ist, um die Leitschaufeln bzw. Flügel zu bewegen, damit die Flügel das Strömen des Abgases durch die Turbine 250 ändern. In anderen Ausführungsformen kann der Turbolader 230 eine feste Geometrie haben und/oder ein Wastegate haben.
  • Das Abgassystem 270 kann ein Abgasrohr 270 aufweisen, das eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen 280 hat. Abgasnachbehandlungssysteme können beliebige Vorrichtungen sein, mit denen die Zusammensetzung der Abgase geändert werden kann. Einige Beispiele von Abgasnachbehandlungssystemen sind katalytische (Zweiund Drei-Wege-)Konverter, Oxidationskatalysatoren, NOx-Fallen für den Magerbetrieb (lean NOx traps), Kohlenwasserstoffadsorber, Systeme für die selektive katalytische Reduktion (SCR) und Partikelfilter. Andere Ausführungsformen umfassen ein Abgasrückführungssystem (EGR) 300, das mit dem Auslasskrümmer 225 und dem Einlasskrümmer 200 verbunden ist. Das EGR 300 kann einen EGR-Kühler 310 aufweisen, um die Temperatur der Abgase im EGR-System 300 zu reduzieren. Ein EGR-Ventil 320 regelt den Fluss der Abgase im EGR-System 300.
  • Das Kraftfahrzeugsystem 100 kann weiterhin ein elektronisches Steuergerät (ECM) 450 aufweisen, das dazu konfiguriert ist, Signale von oder nach verschiedenen, mit dem ICE 100 verbundenen Geräten zu senden bzw. zu empfangen. Das ECU 450 kann Eingangssignale von verschiedenen, mit dem ICE 110 gekoppelten Sensoren empfangen, beispielsweise einen Massenfluss- und Temperatursensor 340, ein Druck- und Temperatursensor 350 für den Krümmer, einen Sensor 360 für den Druck im Verbrennungsraum, Sensoren 380 für die Kühlflüssigkeits- und die Öltemperatur und/oder den zugehörigen Füllstand, ein Drucksensor 400 für den Kraftstoff, einen Nockenwellenpositionssensor 410, einen Kurbelwellenpositionssensor 420, Sensoren 430 für den Druck und die Temperatur der Abgase, ein EGR-Temperatursensor 440 sowie einen Positionssensor 445 für das Gaspedal. Weiterhin kann das ECU 450 an verschiedene Steuergeräte Ausgangssignale ausgeben, um den Betrieb des ICE 110 zu steuern, beispielsweise an Kraftstoffinjektoren 160, an die Drossel 330, an das EGR-Ventil 320, an den VGT-Aktuator 290 und an das Nockenwellenverstellsystem 155. Es ist anzumerken, dass gestrichelte Linien benutzt werden, um verschiedene Verbindungen zwischen den verschiedenen Sensoren, Vorrichtungen und dem ECU 450 anzudeuten, wobei aber andere zu Zwecken der Klarheit weggelassen sind.
  • Das Motorsteuergerät 450 kann eine mit einem Speichersystem und einem Bussystem datenverbundene digitale Mikroprozessoreinheit (CPU) besitzen. Die CPU ist ausgebildet, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm ausgeführt sind, abzuarbeiten, Eingangssignale vom Datenbus zu erfassen und Ausgangssignale an den Datenbus abzugeben. Das Speichersystem kann verschiedene Speichermedien wie optische, magnetische, Festkörper- und andere nicht-flüchtige Medien besitzen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit das ICE 110 steuern kann.
  • Bei dem dargestellten Verbrennungsmotor 110 handelt es sich um einen Vierzylindermotor, der zwecks Partikelreduzierung so betrieben wird dass das einlassseitige Ventil 215 und das auslassseitige Ventil 216 für einen gewissen Zeitraum gleichzeitig geöffnet sind, und zwar für Temperaturen des Motorkühlmittels von kleiner 50°C. Bei Erreichen bzw. Überschreiten der Kühlmitteltemperatur von 50°C wird die Ventilüberschneidung beendet und anstelle dessen im Auslasstakt 50% der gesamten Kraftstoffmenge pro Zyklus eingespritzt.
  • In 3 zeigt die linke Kurve den Hub des Auslassventils 216 und die rechte Kurve den Hub des Einlassventils 215, jeweils als Funktion des Kurbelwellenwinkels in Grad vor Erreichen des oberen Kolbentotpunkts (engl. SOI b. TDC = start of injection before top dead center). Das eingezeichnete Rechteck skizziert das Einspritzintervall von ca. 7° Kurbelwellenwinkel Breite, währenddessen 50% des pro Zyklus eingespritzten Kraftstoffs im 4. Takt eingespritzt wird. Man erkennt, dass das Einspritzen während des Schließens des Auslassventils 216 zwischen ca. 313° und 320° Kurbelwinkel erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass sich damit effizient Kohlenwasserstoffemissionen vermeiden lassen.
  • 4 zeigt Messergebnisse, die mit einer Ventilüberschneidung an einem Prüfstand erzielt wurden. Abgetragen ist die Partikelzahl relativ zu derjenigen eines Motors im Referenzbetrieb, abgetragen gegen die Ventilüberschneidung in Grad Kurbelwinkel. 100% bedeuten daher keine Veränderung gegenüber dem Referenzbetrieb. Der Referenzbetrieb definierte sich durch eine Umdrehungszahl der Kurbelwelle von 1000 U/min, einem vom Motor abgegebenen Drehmoment von 70 Nm, einem Start des Einspritzvorgangs bei 240° Kurbelwellenwinkel und einer Kühlwassertemperatur von 95°C. Die obere Kurve zeigt den Verlauf der relativen Partikelzahl bei einer Kühlmitteltemperatur von 40°C und die untere Kurve bei einer Kühlmitteltemperatur von 95°C. Man erkennt, dass die Partikelemissionen bei negativer Ventilüberschneidung (neg. v/o) eher höher sind als im Referenzbetrieb. Bei positiver Ventilüberschneidung (pos. via) hingegen verbessert sich die Partikelzahl bei beiden Kühlmitteltemperaturen.
  • Die Verläufe zeigen ferner, dass im realen Betrieb eine minimale Partikelzahl dadurch erzielt werden kann, dass man die Ventilüberschneidung auch von der Kühlmitteltemperatur abhängig macht, und zwar dadurch, dass bei zunehmend höherer Temperatur die positive Ventilüberschneidung größer gewählt wird. Man kann dann beim Motorkaltstart eine Ventilüberschneidung wählen, mit der man sich im Minimum der oberen Kure befindet und dann mit zunehmender Temperatur des Kühlmittels bzw. Betriebstemperatur des Motors höhere Ventilüberschneidungen einstellen.
  • 5 zeigt Messergebnisse, die mit an einem Prüfstand bei Variation des Beginns des Einspritzvorgangs vor Erreichen des oberen Kolbentotpunkts (engt. SOI b. TDC start of injection before top dead center) erzielt wurden. Die Einheit auf der x-Achse ist wieder Grad Kurbelwellenwinkel (°CA; engl. trank angle). Auf der y-Achse ist wie bei 4 die Partikelzahl relativ zu derjenigen eines Motors im Referenzbetrieb abgetragen, bei gleichen Referenzbedingungen wie bei 5. Man erkennt, dass große Kurbelwellenwinkel im Bereich zwischen 400° und etwa 460°, also im Auslasstakt, zu deutlich reduzierten Partikelemissionen führen.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Kraftfahrzeugsystem
    110
    Verbrennungsmotor (ICE)
    120
    Motorblock
    125
    Zylinder
    130
    Zylinderkopf
    135
    Nockenwelle
    145
    Kurbelwelle
    140
    Kolben
    145
    Kurbelwelle
    150
    Verbrennungsraum
    155
    Nockenwellenverstellsystem
    160
    Kraftstoffinjektor
    170
    Kraftstoffrohr
    180
    Hochdruckpumpe
    190
    Kraftstoffquelle
    200
    Einlasskrümmer
    205
    Leitung
    210
    Einlass
    215
    Ventil
    216
    Ventil
    220
    Auslass
    225
    Auslasskrümmer
    230
    Turbolader
    240
    Kompressor
    250
    Turbine
    260
    Intercooler
    270
    Abgassystem
    275
    Abgasrohr
    280
    Abgasnachbehandlungsvorrichtung
    290
    VGT-Aktuator
    300
    Abgasrückführungssystem (EGR)
    310
    EGR-Kühler
    320
    EGR-Ventil
    330
    Drosselklappe
    340
    Massenfluss- und Temperatursensor
    350
    Temperatursensor
    360
    Sensor
    380
    Sensor
    400
    Drucksensor
    410
    Nockenwellenpositionssensor
    420
    Kurbelwellenpositionssensor
    430
    Sensor
    440
    EGR-Temperatursensor
    445
    Positionssensor
    450
    elektronisches Steuergerät (ECM)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4244774 C2 [0003]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Verbrennungsmotors (110) mit mindestens einem Zylinder (125), wobei der Zylinder ein Einlassventil (215) und ein Auslassventil (216) besitzt und wobei der Verbrennungsmotor ein Kühlmittel verfügt, umfassend die Schritte: a) Erfassen der Temperatur (T) des Kühlmittels b) Vergleichen der Temperatur (T) des Kühlmittels mit mindestens einer Schwellwerttemperatur (Ts1, Ts2), c) für den Fall, dass die Temperatur (T) unterhalb einer ersten Schwellwerttemperatur liegt (T < Ts1), Einstellen eines zeitlichen Überlapps von Auslassventil und geöffnetem Einlassventil, und/oder d) für den Fall, dass die Temperatur (T) unterhalb einer zweiten Schwellwerttemperatur (T < Ts2) liegt, Veranlassen, dass während des Auslasstakts Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Schwellwerttemperatur und die zweite Schwellwerttemperatur gleich sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Schwellwerttemperatur kleiner als die zweite Schwellwerttemperatur ist.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem Ts1 = 50°C und insbesondere Ts1 = 45°C ist.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Kraftstoffeinspritzung im letzten Drittel des Auslasstakts vorgesehen ist.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Kraftstoffeinspritzung zwischen 420° und 460° Kurbelwellenwinkel vorgesehen ist.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem eine Einspritzung zwischen 50% und 100% der gesamten, während eines Verbrennungszyklus vorgesehenen Kraftstoffmenge vorgesehen ist.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Einspritzen des Kraftstoffs in einem Intervall von 5° bis 10° Kurbelwellenwinkel, insbesondere bei 7° Kurbelwellenwinkel vorgesehen ist.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem für zunehmende Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors eine längere Ventilüberschneidung gewählt wird.
  10. Computerprogramm mit computerlesbaren Instruktionen zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche.
  11. Motorsteuergerät, umfassend einen Mikroprozessor, einen Arbeitsspeicher und ein Speichermittel zum Ablegen eines Computerprogramms nach Anspruch 10.
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