DE102017210749A1 - Method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and internal combustion engine - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102017210749A1
DE102017210749A1 DE102017210749.9A DE102017210749A DE102017210749A1 DE 102017210749 A1 DE102017210749 A1 DE 102017210749A1 DE 102017210749 A DE102017210749 A DE 102017210749A DE 102017210749 A1 DE102017210749 A1 DE 102017210749A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
combustion chamber
exhaust
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017210749.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Markus Kneer
Maximilian Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102017210749.9A priority Critical patent/DE102017210749A1/en
Publication of DE102017210749A1 publication Critical patent/DE102017210749A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/006Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0245Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/08Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum (2), einen von Abgas aus dem Brennraum (2) durchströmbaren Abgastrakt (9) und wenigstens eine in dem Abgastrakt (9) angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (1) in einem Heizbetrieb (Schritt S2') zum Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung (10), wobei gegenüber einem dem Heizbetrieb (Schritt S2') vorweggehenden Normalbetrieb (Schritt S1') bei gleicher Momentenanforderung an die Verbrennungskraftmaschine (1) deren Zündzeitpunkt nach spät verstellt und mittels eines elektrischen Verdichters (15) eine höhere Luftmasse in den Brennraum (2) gefördert wird (Schritt S2').The invention relates to a method for operating an at least one combustion chamber (2), an exhaust tract (9) through which exhaust gas can flow from the combustion chamber (2) and at least one internal combustion engine (1) having an exhaust gas aftertreatment device (10) arranged in the exhaust tract (9) Heating operation (step S2 ') for heating the exhaust aftertreatment device (10), with respect to a heating operation (step S2') beforehand normal operation (step S1 ') at the same torque request to the internal combustion engine (1) whose ignition retarded and adjusted by means of an electric compressor (15) a higher air mass in the combustion chamber (2) is promoted (step S2 ').

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem jeweiligen Oberbegriff von Patentanspruch 1 beziehungsweise 6. Ferner betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, according to the respective preamble of claim 1 and 6 , Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle.

Die DE 10 2010 003 705 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, in einem Heizbetrieb. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst dabei wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum, einen von Abgas aus dem Brennraum durchströmbaren Abgastrakt und wenigstens eine in dem Abgastrakt angeordnete und von dem Abgas durchströmbare Abgasnachbehandlungseinrichtung, mittels welcher das Abgas nachbehandelt werden kann. Dabei wird in dem Heizbetrieb die Abgasnachbehandlungseinrichtung gezielt aufgeheizt.The DE 10 2010 003 705 A1 discloses a method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, in a heating operation. The internal combustion engine comprises at least one combustion chamber formed, for example, as a cylinder, an exhaust tract through which exhaust gas can flow from the combustion chamber, and at least one exhaust gas aftertreatment device arranged in the exhaust tract and through which exhaust gas can flow, by means of which the exhaust gas can be aftertreated. In this case, the exhaust gas aftertreatment device is specifically heated in the heating mode.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2015 015 794 A1 ein Verfahren zum Aufheizen wenigstens einer in einem Abgastrakt eines eine Verbrennungskraftmaschine umfassenden und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Kraftfahrzeugs angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung, wobei - während Verbrennungsvorgänge von Kraftstoff in der Verbrennungskraftmaschine unterbleiben - ein zumindest die Abgasnachbehandlungseinrichtung durchströmender Luftstrom bewirkt wird, welcher mittels wenigstens eines elektrischen Heizelements aufgeheizt wird.Furthermore, the DE 10 2015 015 794 A1 a method for heating at least one disposed in an exhaust system of an internal combustion engine and driven by the internal combustion engine motor vehicle exhaust treatment device, while - combustion processes of fuel in the internal combustion engine omitted - at least the exhaust aftertreatment device flowing air flow is effected, which is heated by at least one electric heating element ,

Außerdem ist aus der DE 102 59 052 B3 ein Verfahren bekannt, bei welchem in einem Heizbetrieb einer Verbrennungskraftmaschine eine Ventilüberschneidung von einem Brennraum zugeordneten Gaswechselventilen derart eingestellt wird, dass mittels eines Verdichters Luft direkt von einem Ansaugtrakt durch den Brennraum hindurch in einen Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine gefördert wird, um eine Abgasnachbehandlungseinrichtung gezielt aufzuheizen.Moreover, from the DE 102 59 052 B3 a method is known in which in a heating operation of an internal combustion engine, a valve overlap of a combustion chamber associated gas exchange valves is set such that by means of a compressor air is conveyed directly from an intake tract through the combustion chamber into an exhaust tract of the internal combustion engine to selectively heat an exhaust aftertreatment device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders vorteilhaft aufgeheizt werden kann.Object of the present invention is to develop a method and an internal combustion engine of the type mentioned in such a way that the exhaust gas aftertreatment device can be heated particularly advantageous.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1, by a method having the features of claim 6 and by an internal combustion engine with the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, in einem Heizbetrieb zum gezielten Aufheizen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst dabei wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum, einen von Abgas aus dem Brennraum durchströmbaren Abgastrakt und die Abgasnachbehandlungseinrichtung, welche in dem Abgastrakt angeordnet und demzufolge von dem Abgas durchströmbar ist. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung wird insbesondere genutzt, um das Abgas aus dem Brennraum nachzubehandeln und somit beispielsweise zu reinigen.A first aspect of the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, in a heating mode for the targeted heating of an exhaust gas aftertreatment device. In this case, the internal combustion engine comprises at least one combustion chamber formed, for example, as a cylinder, an exhaust tract through which exhaust gas can flow from the combustion chamber, and the exhaust gas aftertreatment device, which is arranged in the exhaust tract and can therefore be flowed through by the exhaust gas. The exhaust aftertreatment device is used in particular to post-treat the exhaust gas from the combustion chamber and thus to clean it, for example.

Um nun die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders vorteilhaft, insbesondere besonders schnell und dabei besonders kostengünstig aufheizen und dabei einen besonders vorteilhaften Lauf der Verbrennungskraftmaschine gewährleisten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass gegenüber einem dem Heizbetrieb zeitlich vorweggehenden Normalbetrieb der Verbrennungskraftmaschine bei gleicher Momentenanforderung an die Verbrennungskraftmaschine deren Zündzeitpunkt nach spät verstellt und mittels eines elektrischen Verdichters eine höhere Luftmasse in den Brennraum gefördert wird.In order to heat the exhaust aftertreatment device particularly advantageous, especially particularly fast and thereby particularly cost-effective and thereby to ensure a particularly advantageous running of the internal combustion engine, it is inventively provided that compared to a heating operation temporally anticipated normal operation of the internal combustion engine at the same torque request to the internal combustion engine whose ignition retarded and promoted by means of an electric compressor, a higher air mass in the combustion chamber.

Unter der Momentenanforderung ist beispielsweise zu verstehen, dass ein Nutzer der Verbrennungskraftmaschine mittels eines Bedienelements eine Last und somit ein Drehmoment anfordert, die beziehungsweise das von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen ist. Hierzu betätigt beziehungsweise bedient der Nutzer das Bedienelement. Bei dem Nutzer handelt es sich beispielsweise um den Fahrer des Kraftfahrzeugs, welches mit der Verbrennungskraftmaschine ausgestattet und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Bei dem Bedienelement handelt es sich dann beispielsweise um ein Pedal, welches auch als Fahrpedal bezeichnet wird und von dem Fahrer in unterschiedliche Stellungen bewegbar ist. Die jeweilige Stellung korrespondiert mit einem jeweiligen, von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen Drehmoment. Das jeweilige Drehmoment wird beispielsweise von der Verbrennungskraftmaschine derart bereitgestellt, dass die Verbrennungskraftmaschine das angeforderte Drehmoment über eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle bereitstellt und somit abgibt. Mittels des von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle bereitgestellten Drehmoments kann dann das Kraftfahrzeug angetrieben werden.For example, the torque request means that a user of the internal combustion engine requests a load, and thus a torque, which is to be provided by the internal combustion engine by means of an operating element. For this purpose, the user actuates or operates the operating element. The user is, for example, the driver of the motor vehicle, which is equipped with the internal combustion engine and can be driven by means of the internal combustion engine. The control element is then, for example, a pedal, which is also referred to as an accelerator pedal and is movable by the driver in different positions. The respective position corresponds to a respective torque to be provided by the internal combustion engine. The respective torque is provided for example by the internal combustion engine such that the internal combustion engine provides the requested torque via an output shaft designed, for example, as a crankshaft, and thus delivers it. By means of the provided by the internal combustion engine via the output shaft torque then the motor vehicle can be driven.

Zum Bereitstellen des Drehmoments, das heißt zum Befriedigen der Momentenanforderung wird beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine von einer elektrischen Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät oder Motorsteuergerät oder Motorsteuerung bezeichnet wird, entsprechend angesteuert, insbesondere gesteuert oder geregelt. Mit anderen Worten wird beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der von dem Nutzer bewirkten Bedienung beziehungsweise Betätigung des Bedienelements derart betrieben, insbesondere gesteuert oder geregelt, dass das durch den Nutzer durch Bedienen beziehungsweise Betätigen des Bedienelements angeforderte Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere über die Abtriebswelle, bereitgestellt wird. To provide the torque, that is to satisfy the torque request, for example, the internal combustion engine of an electrical computing device, which is also referred to as a control unit or engine control unit or engine control, driven accordingly, in particular controlled or regulated. In other words, for example, the internal combustion engine is operated by means of the electronic computing device depending on the operation effected by the user or actuation of the operating element, in particular controlled or regulated, that requested by the user by operating or operating the control element torque of the internal combustion engine, in particular via the output shaft is provided.

In dem Normalbetrieb wird beispielsweise eine erste Menge an Luft in den Brennraum eingebracht, insbesondere mittels des Verdichters, wobei die erste Menge zum Bereitstellen des angeforderten Drehmoments, das heißt zum Befriedigen der Momentenanforderung erforderlich ist. In dem Heizbetrieb jedoch wird beispielsweise eine gegenüber der ersten Menge größere zweite Menge an Luft in den Brennraum eingebracht, sodass in dem Heizbetrieb gegenüber dem Normalbetrieb eine höhere Menge an Luft in den Brennraum eingebracht wird als zum Befriedigen der aktuellen Momentenanforderung eigentlich benötigt würde. Durch diese gegenüber dem Normalbetrieb erhöhte Luftmenge in dem Heizbetrieb würde die Verbrennungskraftmaschine trotz gleicher Momentenanforderung, das heißt trotz des Umstands, dass in dem Normalbetrieb und in dem Heizbetrieb die gleiche Momentenanforderung an die Verbrennungskraftmaschine gestellt wird, ein höheres Drehmoment bereitstellen. Um dies zu verhindern, wird der Zündzeitpunkt, insbesondere der Zündwinkel, nach spät verstellt, sodass trotz der größeren Luftmenge die Verbrennungskraftmaschine in dem Heizbetrieb gegenüber dem Normalbetrieb kein höheres Drehmoment bereitstellt. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Drehmoment durch den späteren Zündzeitpunkt abgeregelt wird. In der Folge kann eine besonders hohe Temperatur des Abgases, insbesondere in dem Abgastrakt, realisiert werden, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders schnell aufgeheizt werden kann.In normal operation, for example, a first amount of air is introduced into the combustion chamber, in particular by means of the compressor, wherein the first amount for providing the requested torque, that is, for satisfying the torque request is required. In the heating mode, however, for example, a second quantity of air, which is greater than the first quantity, is introduced into the combustion chamber, so that a higher amount of air is introduced into the combustion chamber in the heating operation compared with normal operation than would actually be required to satisfy the current torque requirement. By virtue of this increased amount of air compared to normal operation in the heating mode, the internal combustion engine would provide a higher torque despite the same torque requirement, that is to say despite the fact that the same torque requirement is placed on the internal combustion engine during normal operation and during heating operation. To prevent this, the ignition timing, in particular the ignition angle, retarded, so that despite the larger amount of air, the internal combustion engine in the heating mode compared to the normal operation provides no higher torque. This means, for example, that the torque is limited by the later ignition. As a result, a particularly high temperature of the exhaust gas, in particular in the exhaust gas tract, can be realized, as a result of which the exhaust gas aftertreatment device can be heated up particularly quickly.

Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: Für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere mit Kraftstoff-Direkteinspritzung und beispielsweise mit Benzin-Direkteinspritzung, wobei eine solche Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als Ottomotor ausgebildet ist, existieren prinzipiell zwei Möglichkeiten, eine besonders hohe Abgastemperatur einzustellen, ohne zusätzliche Komponenten verbauen zu müssen. Eine erste der Möglichkeiten ist ein später Zündzeitpunkt, um gezielt einen schlechten Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine einzustellen. Hierbei kann beispielsweise das gezündete Gemisch stöchiometrisch oder leicht mager sein. Das Verstellen des Zündzeitpunkts nach spät geht jedoch mit einer ansteigenden Laufunruhe oder Verbrennungskraftmaschine einher, sodass beispielsweise bei einem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit homogenem Gemisch die Verstellung des Zündzeitpunkts nach spät begrenzt ist. Bei tiefen Temperaturen der Abgasnachbehandlungseinrichtung können die Emissionen durch ein leicht mageres Verbrennungsluftverhältnis beziehungsweise Gemisch verbessert werden, da die Abgasnachbehandlungseinrichtung die erforderlichen Konvertierungsbedingungen erreicht. Eine Abmagerung bei kalter Verbrennungskraftmaschine ist aber nur eingeschränkt möglich.The invention is based in particular on the following knowledge: For internal combustion engines, in particular with direct fuel injection and, for example, gasoline direct injection, such an internal combustion engine being designed, for example, as a gasoline engine, there are in principle two possibilities for setting a particularly high exhaust gas temperature without having to install additional components , A first of the possibilities is a late ignition point in order to specifically set a poor efficiency of the internal combustion engine. Here, for example, the ignited mixture may be stoichiometric or slightly lean. However, the adjustment of the ignition timing late is accompanied by an increasing uneven running or internal combustion engine, so that, for example, in an operation of the internal combustion engine with a homogeneous mixture, the adjustment of the ignition timing is limited to late. At low temperatures of the exhaust aftertreatment device, the emissions can be improved by a slightly lean combustion air ratio or mixture, since the exhaust aftertreatment device reaches the required conversion conditions. An emaciation at cold internal combustion engine is only possible to a limited extent.

Die zweite Möglichkeit ist, Kraftstoff zusätzlich nach erfolgter Zündung in den Brennraum einzubringen, insbesondere direkt einzuspritzen, um eine Nachverbrennung, insbesondere im Abgastrakt, zu bewirken. Üblicherweise ist das gezündete Gemisch dabei sehr mager, wobei die Verbrennungskraftmaschine üblicherweise in einem Schichtbetrieb betrieben wird, und aufgrund einer Ladungsschichtung ist das Gemisch noch zündfähig. Bei einer solchen Nacheinspritzung jedoch sollte das Durchbrennen der zusätzlich eingespritzten Kraftstoffmasse gewährleistet werden.The second possibility is to additionally introduce fuel into the combustion chamber after ignition has taken place, in particular to inject it directly in order to effect afterburning, in particular in the exhaust gas tract. Usually, the ignited mixture is very lean, the internal combustion engine is usually operated in a shift operation, and due to a charge stratification, the mixture is still flammable. In such a post-injection, however, the burn-through of the additionally injected fuel mass should be ensured.

Ferner ist eine sogenannte Sekundärlufteinblasung denkbar, in deren Rahmen mittels einer externen, das heißt von der Verbrennungskraftmaschine unterschiedlichen und zusätzlich dazu vorgesehenen Pumpe Luft in den Abgastrakt, insbesondere direkt, eingeblasen wird. Hierzu ist wenigstens ein oder mehrere Kanäle vorgesehen, über welche die Pumpe Luft als sogenannte Sekundärluft in den Abgastrakt einbläst. Die Sekundärluft wird insbesondere in einen Abgaskrümmer eingeleitet. Durch Einstellen eines fetten Brennraumgemisches kann es im Abgastrakt, welcher auch als Abgasstrang bezeichnet wird, zu einer Nachverbrennung kommen, jedoch sind zur Realisierung der Sekundärlufteinblasung zusätzliche Komponenten in Form der genannten Kanäle und der externen Pumpe erforderlich. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun möglich, zusätzliche Komponenten vermeiden zu können, wodurch das Gewicht, die Teileanzahl, die Kosten und der Bauraumbedarf der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise einer die Verbrennungskraftmaschine umfassenden Antriebseinrichtung besonders gering gehalten werden können. Gleichzeitig kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders schnell aufgeheizt werden, um möglichst schnell eine hinreichende Konvertierung von gasförmigen Abgaskomponenten gewährleisten zu können. Ferner kann durch die Verstellung des Zündzeitpunkts nach spät und die Erhöhung der Luftmasse, die im Vergleich zu dem Normalbetrieb während des Heizbetriebs in den Brennraum mittels des Verdichters gefördert wird, eine besonders hohe Abgastemperatur realisiert werden, wobei gleichzeitig eine übermäßige Laufunruhe der Verbrennungskraftmaschine vermieden werden kann.Further, a so-called secondary air injection is conceivable, in the context of which by means of an external, that is different from the internal combustion engine and additionally provided pump air into the exhaust system, in particular directly, is blown. For this purpose, at least one or more channels is provided, via which the pump blows air as so-called secondary air into the exhaust system. The secondary air is introduced in particular into an exhaust manifold. By setting a rich combustion chamber mixture, there may be an afterburner in the exhaust tract, which is also referred to as the exhaust line, however, to realize the secondary air injection additional components in the form of said channels and the external pump are required. By means of the method according to the invention, it is now possible to avoid additional components, whereby the weight, the number of parts, the cost and the space requirement of the internal combustion engine or a drive device comprising the internal combustion engine can be kept particularly low. At the same time, the exhaust gas aftertreatment device can be heated particularly quickly in order to be able to ensure a sufficient conversion of gaseous exhaust gas components as quickly as possible. Furthermore, by adjusting the ignition timing to late and increasing the air mass in the Compared to the normal operation is promoted during the heating operation in the combustion chamber by means of the compressor, a particularly high exhaust gas temperature can be realized, at the same time excessive running noise of the internal combustion engine can be avoided.

Dies ist insbesondere durch die Verwendung des elektrischen Verdichters möglich, dessen Verdichterrad zum Verdichten und Fördern der Luft mittels einer elektrischen Maschine angetrieben wird. Hierdurch kann der Verdichter beziehungsweise dessen Verdichterrad zumindest im Wesentlichen unabhängig von einem zur Verfügung stehenden Massenstrom des Abgases betrieben werden, sodass auch dann besonders hohe Luftmengen in den Brennraum gefördert werden können, wenn ein nur geringer Abgasmassenstrom zur Verfügung steht, mittels welchem beispielsweise eine Turbine eines Abgasturboladers nur unzureichend angetrieben werden könnte. Da mittels des elektrischen Verdichters, welcher auch als elektrischer Lader oder E-Lader bezeichnet wird, die Luft über den ohnehin vorhandenen Ansaugtrakt, welcher auch Antriebssystem bezeichnet wird, in den Brennraum gefördert wird, können zusätzliche Komponenten wie Kanäle und externe Pumpen vermieden werden. Der elektrische Verdichter ist dabei eine ohnehin zum Einsatz kommende Komponente, mittels welcher beispielsweise während des Normalbetriebs die dem Brennraum zuzuführende Luft verdichtet wird, um dadurch ein besonders vorteilhaftes Ansprechverhalten realisieren zu können. Dadurch kann ein besonders schnelles Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung ohne kostenintensive Zusatztechnik realisiert werden.This is possible, in particular, through the use of the electric compressor, whose compressor wheel is driven for compressing and conveying the air by means of an electric machine. As a result, the compressor or its compressor wheel can be operated at least substantially independently of an available mass flow of the exhaust gas, so that particularly high amounts of air can be conveyed into the combustion chamber, if only a small exhaust gas mass flow is available, by means of which, for example, a turbine of Exhaust gas turbocharger could be driven only insufficiently. Since the air is conveyed into the combustion chamber via the already existing intake tract, which is also called the drive system, by means of the electric compressor, which is also referred to as an electric charger or e-charger, additional components such as channels and external pumps can be avoided. The electric compressor is an already used component, by means of which, for example, during normal operation, the air to be supplied to the combustion chamber is compressed in order to realize a particularly advantageous response can. This allows a particularly rapid heating of the exhaust aftertreatment device can be realized without costly additional technology.

Außerdem kann beispielsweise eine Edelmetallbeladung der Abgasnachbehandlungseinrichtung gering gehalten werden, sodass deren Kosten in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Durch das schnelle Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung können die Rohemissionen während einer Aufheizphase gering gehalten werden. Mittels der hohen Luftmasse, welche mittels des elektrischen Verdichters in den Brennraum und von diesem in den Abgastrakt gefördert werden kann, kann wenigstens eine Nachverbrennung in dem Abgastrakt, insbesondere in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, bewirkt werden, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders schnell aufgeheizt werden kann. Mit anderen Worten verbrennt beispielsweise die mittels des elektrischen Verdichters in den Brennraum geförderte und von dem Brennraum in den Abgastrakt gelangende Luft mit Kraftstoff, insbesondere mit unverbranntem Kraftstoff, in dem Abgastrakt, insbesondere in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, wodurch diese besonders schnell aufgeheizt werden kann. Dadurch, dass sowohl mittels des elektrischen Verdichters eine besonders hohe Luftmasse beziehungsweise Luftmenge in den Brennraum gefördert wird als auch der Zündwinkel nach spät verstellt wird, kann im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren ein besserer Motorlauf während des Heizbetriebs realisiert werden, da eine bessere Zylinderfüllung darstellbar ist.In addition, for example, a noble metal loading of the exhaust aftertreatment device can be kept low, so that their cost can be kept in a very small frame. Due to the rapid heating of the exhaust aftertreatment device, the raw emissions during a heating phase can be kept low. By means of the high air mass, which can be conveyed by means of the electric compressor into the combustion chamber and from this into the exhaust tract, at least afterburning in the exhaust gas tract, in particular in the exhaust gas aftertreatment device, can be effected, whereby the exhaust gas aftertreatment device can be heated particularly quickly. In other words, for example, the air conveyed into the combustion chamber by means of the electric compressor and passing from the combustion chamber into the exhaust gas tract burns with fuel, in particular with unburned fuel, in the exhaust gas tract, in particular in the exhaust gas aftertreatment device, as a result of which it can be heated particularly quickly. Characterized in that both by means of the electric compressor, a particularly high air mass or air quantity is conveyed into the combustion chamber and the firing angle is retarded, can be compared to conventional methods a better engine running during the heating operation can be realized because a better cylinder filling can be displayed.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Heizbetrieb während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt, wodurch unerwünschte Beeinträchtigungen eines Fahrbetriebs eines mit der Verbrennungskraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs vermieden werden können.In an advantageous embodiment of the invention, the heating operation is carried out during a fired operation of the internal combustion engine, whereby undesirable impairments of a driving operation of a vehicle equipped with the internal combustion engine motor vehicle can be avoided.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbrennungskraftmaschine mit stöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird, um dadurch eine besonders hohe Laufruhe zu realisieren.Another embodiment is characterized in that the internal combustion engine is operated with a stoichiometric combustion air ratio, thereby realizing a particularly high smoothness.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Verbrennungskraftmaschine in einem Magerbetrieb betrieben, sodass das Gemisch im Brennraum mager ist. Hierdurch kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders vorteilhaft aufgeheizt werden.In a further embodiment of the invention, the internal combustion engine is operated in a lean operation, so that the mixture in the combustion chamber is lean. As a result, the exhaust gas aftertreatment device can be heated particularly advantageously.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine im Heizbetrieb das gleiche Drehmoment wie in dem Normalbetrieb bereitstellt. Hierdurch kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders vorteilhaft aufgeheizt werden, wobei gleichzeitig eine übermäßige Beeinträchtigung eines Fahrbetriebs vermieden werden kann.Finally, it has proven to be particularly advantageous if the internal combustion engine provides the same torque during heating operation as in normal operation. As a result, the exhaust gas aftertreatment device can be heated particularly advantageously, wherein at the same time an excessive impairment of a driving operation can be avoided.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, in einem Heizbetrieb zum gezielten Aufheizen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung. Dabei umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum, einen von Abgas aus dem Brennraum durchströmbaren Abgastrakt, einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt, wenigstens einen in dem Ansaugtrakt angeordneten Verdichter und die in dem Abgastrakt angeordnete und demzufolge von dem Abgas aus dem Brennraum durchströmbare Abgasnachbehandlungseinrichtung. Bei dem Verfahren wird eine Ventilüberschneidung von dem Brennraum zugeordneten Gaswechselventilen der Verbrennungskraftmaschine derart eingestellt, dass mittels des Verdichters Luft direkt von dem Ansaugtrakt über beziehungsweise durch den Brennraum hindurch in den Abgastrakt gefördert wird. Dieses Fördern der Luft direkt von dem Ansaugtrakt durch den Brennraum hindurch in den Abgastrakt wird auch als Überspülen bezeichnet, da im Rahmen des Überspülens die mittels des Verdichters geförderte Luft aus dem Ansaugtrakt durch den Brennraum hindurch in den Abgastrakt strömt beziehungsweise gefördert wird.A second aspect of the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, in a heating mode for the targeted heating of an exhaust gas aftertreatment device. In this case, the internal combustion engine comprises at least one formed for example as a cylinder combustion chamber, an exhaust gas from the combustion chamber flowed through an air intake intake tract, at least one arranged in the intake compressor and disposed in the exhaust tract and consequently from the exhaust gas from the combustion chamber through-flow exhaust aftertreatment device , In the method, a valve overlap of the combustion chamber associated gas exchange valves of the internal combustion engine is set such that by means of the compressor air directly from the intake via or through the combustion chamber is conveyed through into the exhaust tract. This conveyance of the air directly from the intake tract through the combustion chamber into the exhaust tract is also referred to as overflushing, since in the course of overflushing, the air conveyed by the compressor flows or is conveyed from the intake tract through the combustion chamber into the exhaust gas tract.

Ein erstes der Gaswechselventile ist dabei beispielsweise als Einlassventil ausgebildet, über welches die Luft aus dem Ansaugtrakt in den Brennraum strömen kann. Ein zweites der Gaswechselventile ist beispielsweise als Auslassventil ausgebildet, über welches die Luft aus dem Brennraum in den Abgastrakt strömen kann. Um das zuvor genannte Überspülen der Luft zu realisieren, sind das Einlassventil und das Gaswechselventil zumindest vorübergehend gleichzeitig geöffnet, sodass die Luft aus dem Ansaugtrakt direkt über den Brennraum in den Abgastrakt strömen kann.A first of the gas exchange valves is designed, for example, as an inlet valve, via which the air can flow from the intake tract into the combustion chamber. A second of the gas exchange valves is designed, for example, as an outlet valve, via which the air can flow from the combustion chamber into the exhaust gas tract. In order to realize the aforementioned flushing of the air, the inlet valve and the gas exchange valve are at least temporarily opened simultaneously, so that the air from the intake tract can flow directly into the exhaust tract via the combustion chamber.

Um nun die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders vorteilhaft aufheizen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass als der Verdichter ein elektrischer Verdichter verwendet wird, dessen Verdichterrad zum Fördern der Luft mittels einer elektrischen Maschine angetrieben wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.In order to be able to heat the exhaust aftertreatment device particularly advantageously, it is inventively provided that an electric compressor is used as the compressor, the compressor wheel is driven to convey the air by means of an electric machine. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention, and vice versa.

Die elektrische Maschine wird beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben, mittels welchem das Verdichterrad angetrieben wird. Das Verdichterrad wird somit nicht oder nicht nur mittels einer in dem Abgastrakt angeordneten Turbine, welche von dem Abgas angetrieben wird, angetrieben, sondern das Verdichterrad wird, insbesondere auch oder vorzugsweise ausschließlich, mittels der elektrischen Maschine angetrieben. Der Verdichter wird auch als elektrischer Verdichter oder E-Lader bezeichnet.The electric machine is operated, for example, in a motor operation and thus as an electric motor, by means of which the compressor wheel is driven. The compressor wheel is thus not driven or not only by means of a turbine arranged in the exhaust tract, which is driven by the exhaust gas, but the compressor wheel is, in particular or preferably exclusively, driven by the electric machine. The compressor is also referred to as an electric compressor or e-charger.

Durch die Verwendung des elektrischen Verdichters, welcher auch als elektrisch antreibbarer oder elektrisch betreibbarer Verdichter bezeichnet wird, kann zumindest im Wesentlichen unabhängig von dem Abgas beziehungsweise von dessen Massenstrom die Luft mittels des Verdichterrads gefördert werden. Dadurch können auch besonders hohe Drehzahlen und somit eine besonders hohe Menge beziehungsweise Masse der Luft realisiert werden, wenn das Abgas einen nur geringen Massenstrom aufweist. Dadurch kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders schnell aufgeheizt werden. Ferner kann durch das beschriebene Überspülen überschüssige und somit eine besonders hohe Menge an Luft in den Abgastrakt geleitet werden, ohne dass hierzu zusätzliche und somit kosten-, bauraum- und gewichtsintensive Komponenten erforderlich sind. Zum Überspülen wird lediglich der ohnehin vorhandene Verdichter genutzt.By using the electric compressor, which is also referred to as an electrically driven or electrically operable compressor, the air can be conveyed by means of the compressor wheel, at least substantially independently of the exhaust gas or of its mass flow. As a result, particularly high speeds and thus a particularly high amount or mass of the air can be realized if the exhaust gas has only a low mass flow. As a result, the exhaust gas aftertreatment device can be heated particularly quickly. Furthermore, by the described over-purge excess and thus a particularly high amount of air can be passed into the exhaust system, without the need for additional and thus cost, space and weight-intensive components are required. For overflowing only the already existing compressor is used.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn zumindest ein Brennraum der Verbrennungskraftmaschine mit fettem Gemisch betrieben wird, sodass überschüssiger Kraftstoff des fetten Gemisches mit in der direkt von dem Ansaugtrakt durch den Brennraum hindurch in den Abgastrakt geförderten Luft enthaltenem Sauerstoff verbrennt, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung aufgeheizt wird. Hierdurch wird beispielsweise in dem Abgastrakt ein Verbrennungsluftverhältnis (λ) von 1 eingestellt, um in dem Abgastrakt, insbesondere in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, beispielsweise eine Nachverbrennung zu realisieren. Mit anderen Worten, die überspülte Luft, insbesondere deren Sauerstoff, und der überschüssige Kraftstoff aus dem zumindest einen, beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum werden in dem Abgastrakt, insbesondere in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, nachverbrannt, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung stark und schnell aufgeheizt wird. Durch das fette Gemisch im Brennraum kann dabei ein besonders vorteilhafter Lauf, insbesondere Motorlauf, der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden, sodass durch den Heizbetrieb bewirkte Beeinträchtigungen eines Fahrbetriebs eines mit der Verbrennungskraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs vermieden werden können.It has proven to be particularly advantageous if at least one combustion chamber of the internal combustion engine is operated with a rich mixture, so that excess fuel of the rich mixture burns with oxygen contained in the air conveyed directly into the exhaust tract through the combustion chamber directly from the intake tract, whereby the exhaust aftertreatment device heats up becomes. As a result, for example, in the exhaust gas tract a combustion air ratio ( λ ) from 1 set to realize in the exhaust tract, in particular in the exhaust gas aftertreatment device, for example, a post-combustion. In other words, the over-purged air, in particular its oxygen, and the excess fuel from the at least one, designed for example as a cylinder combustion chamber in the exhaust tract, in particular in the exhaust aftertreatment device, afterburned, whereby the exhaust aftertreatment device is strongly and rapidly heated. Due to the rich mixture in the combustion chamber, a particularly advantageous run, in particular engine operation, of the internal combustion engine can be ensured, so that impairments of a driving operation of a motor vehicle equipped with the internal combustion engine caused by the heating operation can be avoided.

Um dabei eine besonders vorteilhafte Nachverbrennung in dem Abgastrakt, insbesondere in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass als der zumindest eine Brennraum ein von dem wenigstens einen Brennraum unterschiedlicher, zusätzlich dazu vorgesehener weiterer Brennraum der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird. Die überspülte Luft stammt somit aus dem wenigstens einen Brennraum beziehungsweise wird über den wenigstens einen Brennraum in den Abgastrakt eingeleitet, während jedoch der überschüssige Kraftstoff, mit welchem die überspülte Luft in dem Abgastrakt, insbesondere in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, nachverbrennt, aus dem weiteren Brennraum stammt. Dadurch kann eine besonders effektive und schnelle Nachverbrennung realisiert werden.In order to realize a particularly advantageous afterburning in the exhaust tract, in particular in the exhaust aftertreatment device, it is provided in a further embodiment of the invention that is used as the at least one combustion chamber of the at least one combustion chamber different, additionally provided further combustion chamber of the internal combustion engine , The oversprayed air thus comes from the at least one combustion chamber or is introduced into the exhaust tract via the at least one combustion chamber, while, however, the excess fuel with which the oversprayed air in the exhaust tract, in particular in the exhaust aftertreatment device, burns, originates from the further combustion chamber. As a result, a particularly effective and rapid afterburning can be realized.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass als die Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Katalysator, insbesondere ein Drei-Wege-Katalysator, aufgeheizt wird. Hierdurch können die Emissionen der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden, da beispielsweise eine Aufheizphase zum Aufheizen des Katalysators besonders gering gehalten werden kann.A further embodiment is characterized in that a catalyst, in particular a three-way catalyst, is heated as the exhaust gas aftertreatment device. As a result, the emissions of the internal combustion engine can be kept particularly low because, for example, a heating phase for heating the catalyst can be kept particularly low.

Zur Erfindung gehört auch eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die Verbrennungskraftmaschine zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine anzusehen und umgekehrt.The invention also includes an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, wherein the internal combustion engine for carrying out a method according to the invention is trained. Advantages and advantageous embodiments of the respective method according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the internal combustion engine according to the invention and vice versa.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

  • 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine;
  • 2 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 3 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Further details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with the accompanying drawings. Showing:
  • 1 a detail of a schematic sectional view of an internal combustion engine according to the invention;
  • 2 a flowchart illustrating a method according to the invention; and
  • 3 a flowchart illustrating a method according to the invention.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine 1 umfasst wenigstens einen als Zylinder ausgebildeten Brennraum 2, in welchem ein Kolben 3 der als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine 1 translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Die Verbrennungskraftmaschine 1 umfasst ferner ein beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Motorgehäuse 4 und eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle 5, welche drehbar an dem Motorgehäuse 4 gelagert und somit um eine Drehachse 6 relativ zu dem Motorgehäuse 4 drehbar ist. Der Kolben 3 ist über ein Pleuel 7 gelenkig mit der Kurbelwelle (Abtriebswelle 5) verbunden, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens 3 in dem Brennraum 2 in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle 5 um die Drehachse 6 umgewandelt werden. 1 shows a detail of a schematic sectional view of a whole with 1 designated internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle such as a passenger car. The internal combustion engine 1 comprises at least one cylinder designed as a combustion chamber 2 in which a piston 3 the trained as a reciprocating engine internal combustion engine 1 is recorded translationally movable. The internal combustion engine 1 Furthermore, it comprises a motor housing designed, for example, as a crankcase, in particular as a cylinder crankcase 4 and a trained example as a crankshaft output shaft 5 which rotatably on the motor housing 4 stored and thus about a rotation axis 6 relative to the motor housing 4 is rotatable. The piston 3 is over a connecting rod 7 articulated with the crankshaft (output shaft 5 ), so that the translational movements of the piston 3 in the combustion chamber 2 in a rotational movement of the output shaft 5 around the axis of rotation 6 being transformed.

Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist ferner einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt 8 auf, welcher auch als Ansaugsystem, Einlasstrakt oder Einlasssystem bezeichnet wird. Mittels des Ansaugtrakts 8 wird die den Ansaugtrakt 8 durchströmende Luft zu dem und insbesondere in den Brennraum 2 geleitet. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 1 werden dem Brennraum 2 die genannte Luft und ein Kraftstoff, insbesondere ein flüssiger Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 1 zugeführt. Hierdurch entsteht im Brennraum 2 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches zu einem Zündzeitpunkt, insbesondere zu einem Zündwinkel, gezündet und dadurch verbrannt wird. Daraus resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1, wobei das Abgas in dem Brennraum 2 entsteht.The internal combustion engine 1 also has an air intake air intake 8th which is also referred to as intake system, intake tract or intake system. By means of the intake tract 8th becomes the intake tract 8th flowing air to the and in particular into the combustion chamber 2 directed. During a fired operation of the internal combustion engine 1 be the combustion chamber 2 said air and a fuel, in particular a liquid fuel, for operating the internal combustion engine 1 fed. This results in the combustion chamber 2 a fuel-air mixture which is ignited at an ignition time, in particular to a firing angle, and thereby burned. This results in exhaust gas of the internal combustion engine 1 , wherein the exhaust gas in the combustion chamber 2 arises.

Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist dabei einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt 9 auf, mittels welchem das Abgas aus dem Brennraum 2 abgeführt wird. Der von dem Abgas aus dem Brennraum 2 durchströmbare Abgastrakt 9 umfasst wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 10, welche beispielsweise als Katalysator ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 in dem Abgastrakt 9 angeordnet und demzufolge von dem Abgas durchströmbar. Mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 wird das Abgas nachbehandelt, woraufhin es beispielsweise an die Umgebung entlassen wird.The internal combustion engine 1 has an exhaust gas tract through which the exhaust gas can flow 9 on, by means of which the exhaust gas from the combustion chamber 2 is dissipated. The exhaust from the combustion chamber 2 flowable exhaust tract 9 includes at least one exhaust aftertreatment device 10 , which is formed for example as a catalyst. In other words, the exhaust aftertreatment device 10 in the exhaust tract 9 arranged and therefore flowed through by the exhaust gas. By means of the exhaust aftertreatment device 10 the exhaust gas is after-treated, whereupon it is discharged to the environment, for example.

Dem Brennraum 2 ist wenigstens ein Einlasskanal 11 zugeordnet, über welchen die Luft aus dem Ansaugtrakt 8 in den Brennraum 2 strömen kann. Ferner ist im Brennraum 2 wenigstens ein Auslasskanal 12 zugeordnet, in welchen das Abgas aus dem Brennraum 2 strömen kann. Dem Einlasskanal 11 ist dabei ein erstes Gaswechselventil 13 zugeordnet, welches als Einlassventil ausgebildet ist. Dem Auslasskanal 12 ist ein zweites Gaswechselventil 14 in Form eines Auslassventils zugeordnet. Das jeweilige Gaswechselventil ist zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbar. In der Schließstellung versperrt das Einlassventil den Einlasskanal 11, sodass keine Luft aus dem Einlasskanal 11 in den Brennraum 2 strömen kann. In der Offenstellung jedoch gibt das Einlassventil den Einlasskanal 11 frei, sodass Luft aus dem Einlasskanal 11 in den Brennraum 2 strömen kann.The combustion chamber 2 is at least one inlet channel 11 assigned, via which the air from the intake tract 8th in the combustion chamber 2 can flow. Further, in the combustion chamber 2 at least one outlet channel 12 assigned, in which the exhaust gas from the combustion chamber 2 can flow. The inlet channel 11 is a first gas exchange valve 13 assigned, which is designed as an inlet valve. The outlet channel 12 is a second gas exchange valve 14 assigned in the form of an exhaust valve. The respective gas exchange valve is adjustable between a closed position and at least one open position. In the closed position, the inlet valve blocks the inlet channel 11 , so no air from the inlet duct 11 in the combustion chamber 2 can flow. In the open position, however, the inlet valve gives the inlet channel 11 free, allowing air from the inlet duct 11 in the combustion chamber 2 can flow.

Demzufolge verschließt das Auslassventil in der Schließstellung den Auslasskanal 12, sodass kein Abgas aus dem Brennraum 2 in den Auslasskanal 12 strömen kann. Ferner gibt das Auslassventil den Auslasskanal 12 in der Offenstellung frei, sodass das Abgas aus dem Brennraum 2 in den Auslasskanal 12 strömen kann. In dem Ansaugtrakt 8 ist ein Verdichter 15 angeordnet, mittels welchem die den Ansaugtrakt 8 durchströmende und dem Brennraum 2 zuzuführende Luft verdichtet werden kann beziehungsweise verdichtet wird. Hierzu umfasst der Verdichter 15 ein Verdichterrad 16, mittels welchem die Luft gefördert und verdichtet werden kann.As a result, the exhaust valve closes the exhaust port in the closed position 12 , so no exhaust gas from the combustion chamber 2 in the outlet channel 12 can flow. Further, the exhaust valve outputs the exhaust passage 12 free in the open position, so that the exhaust gas from the combustion chamber 2 in the outlet channel 12 can flow. In the intake tract 8th is a compressor 15 arranged, by means of which the intake tract 8th flowing through and the combustion chamber 2 can be compressed or compressed air to be supplied. This includes the compressor 15 a compressor wheel 16 , by means of which the air can be conveyed and compressed.

2 zeigt ein Flussdiagramm, anhand dessen ein erstes Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 1 veranschaulicht wird. Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird die Verbrennungskraftmaschine 1 beispielsweise in einem Normalbetrieb betrieben. Im Rahmen des Normalbetriebs weisen beispielsweise die Gaswechselventile 13 und 14 keine Ventilüberschneidung oder aber eine davon unterschiedliche, erste Ventilüberschneidung auf. Im Rahmen der ersten Ventilüberschneidung ist eine erste Zeitspanne vorgesehen, während welcher beispielsweise die Gaswechselventile 13 und 14 vorübergehend gleichzeitig geöffnet sind. 2 shows a flowchart, based on which a first method for operating the internal combustion engine 1 is illustrated. At a first step S1 of the method becomes the internal combustion engine 1 operated for example in a normal mode. In the context of normal operation, for example, have the gas exchange valves 13 and 14 no valve overlap or a different, first valve overlap on. As part of the first valve overlap, a first time period is provided, during which, for example, the gas exchange valves 13 and 14 temporarily open at the same time.

Bei einem sich zeitlich an den ersten Schritt S1 anschließenden zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird die Verbrennungskraftmaschine 1 in einem Heizbetrieb betrieben, welcher sich von dem Normalbetrieb unterscheidet und an den Normalbetrieb zeitlich anschließt. Im Rahmen des sich von dem Normalbetrieb unterscheidenden Heizbetriebs wird die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 gezielt aufgeheizt. Da die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 beispielsweise als Katalysator ausgebildet ist, wird der Heizbetrieb Kat-Heizbetrieb, Katalysator-Heizbetrieb oder Kat-Heizen bezeichnet.At a time at the first step S1 subsequent second step S2 of the method becomes the internal combustion engine 1 operated in a heating operation, which differs from the normal operation and connected to the normal operation in time. Within the scope of the heating operation, which differs from the normal operation, the exhaust gas aftertreatment device becomes 10 heated up. As the exhaust aftertreatment device 10 For example, is designed as a catalyst, the heating operation cat heating mode, catalyst heating or cat heating is called.

Bei dem Heizbetrieb beziehungsweise während des Heizbetriebs wird eine Ventilüberschneidung der dem Brennraum zugeordneten Gaswechselventile 13 und 14 derart eingestellt, dass mittels des Verdichters 15, insbesondere mittels des Verdichterrads 16, Luft direkt von dem Ansaugtrakt 18 durch den Brennraum 2 hindurch in den Abgastrakt 9 gefördert wird. Mit anderen Worten ist somit während des Heizbetriebs zumindest vorübergehend eine Ventilüberschneidung der Gaswechselventile 13 und 14 derart eingestellt, dass mittels des Verdichters 15, insbesondere mittels des Verdichterrads 16, Luft direkt von dem Ansaugtrakt 8 durch den Brennraum 2 hindurch in den Abgastrakt 9 gefördert wird. Um die während des Heizbetriebs zumindest vorübergehend eingestellte Ventilüberschneidung begrifflich einfach von der gegebenenfalls während des Normalbetriebs eingestellten, zuerst genannten Ventilüberschneidung unterscheiden zu können, wird die während des Normalbetriebs gegebenenfalls eingestellte Ventilüberschneidung auch als erste Ventilüberschneidung bezeichnet, wobei die während des Heizbetriebs eingestellte Ventilüberschneidung auch als zweite Ventilüberschneidung bezeichnet wird. Beispielsweise ist im Rahmen der zweiten Ventilüberschneidung eine gegenüber der ersten Zeitspanne längere beziehungsweise größere zweite Zeitspanne eingestellt, während welcher die Gaswechselventile 13 und 14 zumindest vorübergehend gleichzeitig geöffnet sind. Insbesondere sind die Gaswechselventile 13 und 14 während der zweiten Ventilüberschneidung so lange gleichzeitig geöffnet, dass die mittels des Verdichters 15 geförderte Luft über den Einlasskanal 11 und über das geöffnete Gaswechselventil 13 zunächst in den Brennraum 2 und dann aus dem Brennraum 2 über den Auslasskanal 12 und das geöffnete Gaswechselventil 14 in den Abgastrakt 9 strömen kann. Die Luft wird somit überspült, da die Luft aus dem Ansaugtrakt 8 über den Brennraum 2 direkt in den Ansaugtrakt 8 gefördert wird.During the heating operation or during the heating operation, a valve overlap of the gas exchange valves associated with the combustion chamber 13 and 14 set such that by means of the compressor 15 , in particular by means of the compressor wheel 16 , Air directly from the intake 18 through the combustion chamber 2 through into the exhaust tract 9 is encouraged. In other words, therefore, during the heating operation, at least temporarily, a valve overlap of the gas exchange valves 13 and 14 set such that by means of the compressor 15 , in particular by means of the compressor wheel 16 , Air directly from the intake 8th through the combustion chamber 2 through into the exhaust tract 9 is encouraged. In order to be able to distinguish between the valve overlap set at least temporarily during the heating operation and the initially set valve overlap, the valve overlap optionally set during normal operation is also referred to as the first valve overlap, the valve overlap set during the heating operation also being referred to as the second overlap Valve overlap is called. For example, in the context of the second valve overlap, a longer or larger second time span compared to the first time span is set, during which the gas exchange valves 13 and 14 at least temporarily open at the same time. In particular, the gas exchange valves 13 and 14 during the second valve overlap open simultaneously so long that the means of the compressor 15 conveyed air via the inlet channel 11 and over the open gas exchange valve 13 first in the combustion chamber 2 and then from the combustion chamber 2 over the outlet channel 12 and the open gas exchange valve 14 in the exhaust tract 9 can flow. The air is thus flushed, as the air from the intake tract 8th over the combustion chamber 2 directly into the intake tract 8th is encouraged.

Um dabei die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 besonders vorteilhaft, insbesondere besonders schnell, aufheizen zu können, wird als der Verdichter 15 ein elektrischer Verdichter verwendet. Mit anderen Worten ist der Verdichter 15 ein elektrischer Verdichter, dessen Verdichterrad 16 zum Fördern der Luft mittels einer elektrischen Maschine 17 angetrieben wird. Durch dieses Antreiben des Verdichterrads 16 wird mittels des Verdichterrads 16 die Luft auf die beschriebene Weise überspült. Hierdurch kann beispielsweise mittels des Verdichterrads 16 eine besonders große Luftmenge überspült, das heißt aus dem Ansaugtrakt 8 über den Brennraum 2 direkt in den Abgastrakt 9 gefördert werden, insbesondere auch dann, wenn das Abgas einen nur geringen Abgasmassenstrom aufweist. Insbesondere können unabhängig von dem Massenstrom des Abgases besonders hohe Drehzahlen des Verdichterrads 16 realisiert werden.To the exhaust aftertreatment device 10 Particularly advantageous, in particular very fast, to heat up, is called the compressor 15 an electric compressor is used. In other words, the compressor 15 an electric compressor whose compressor wheel 16 for conveying the air by means of an electric machine 17 is driven. By driving the compressor wheel 16 is by means of the compressor wheel 16 the air is flushed in the manner described. As a result, for example by means of the compressor wheel 16 a particularly large amount of air overflowed, that is from the intake 8th over the combustion chamber 2 directly into the exhaust tract 9 be encouraged, especially when the exhaust gas has only a small exhaust gas mass flow. In particular, regardless of the mass flow of the exhaust gas particularly high speeds of the compressor wheel 16 will be realized.

Ferner ist es bei dem zweiten Schritt S2 vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest ein Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 1 mit fettem Gemisch betrieben wird, sodass überschüssiger Kraftstoff des fetten Gemisches mit in der direkt von dem Ansaugtrakt 8 durch den Brennraum 2 hindurch in den Abgastrakt 9 geförderten Luft enthaltenem Sauerstoff verbrennt, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 aufgeheizt wird. Mit anderen Worten wird durch den überschüssigen Kraftstoff und die überspülte Luft wenigstens eine Nachverbrennung in dem Abgastrakt 9, insbesondere in der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10, bewirkt, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 besonders schnell aufgeheizt werden kann.Further, it is at the second step S2 preferably provided that at least one combustion chamber of the internal combustion engine 1 operated with a rich mixture, so that excess fuel of the rich mixture with in the directly from the intake 8th through the combustion chamber 2 through into the exhaust tract 9 funded air burns contained oxygen, causing the exhaust aftertreatment device 10 is heated. In other words, the excess fuel and the scavenged air at least afterburning in the exhaust system 9 , in particular in the exhaust aftertreatment device 10 , which causes the exhaust aftertreatment device 10 can be heated up very quickly.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem zumindest einen Brennraum um einen von dem Brennraum 2 unterschiedlichen, zusätzlich zu dem Brennraum 2 vorgesehenen weiteren Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 1, wobei der weitere Brennraum beispielsweise als Zylinder ausgebildet und in den Figuren nicht erkennbar ist. Somit stammt beispielsweise die Luft, welche mit dem überschüssigen Kraftstoff verbrennt, aus dem Brennraum 2, wobei der Kraftstoff, mit welchem die überspülte Luft verbrennt, aus dem weiteren Brennraum stammt. Auf diese Weise können beispielsweise während einer Zeitspanne eine besonders hohe Anzahl an Nachverbrennungen in dem Abgastrakt 9, insbesondere in der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10, bewirkt werden, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 besonders schnell aufgeheizt werden kann. Dadurch kann beispielsweise eine auf einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine 1 folgende Aufheizphase besonders kurz gehalten werden, sodass ein besonders emissionsarmer Betrieb realisierbar ist. Außerdem kann die Luft in den Abgastrakt 9 überspült und somit eingebracht werden, ohne dass zusätzliche Komponenten wie beispielsweise externe Pumpen und externe Kanäle zum Einsatz kommen müssen. Dadurch können die Teileanzahl, die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht der Verbrennungskraftmaschine 1 in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.Preferably, the at least one combustion chamber is one of the combustion chamber 2 different, in addition to the combustion chamber 2 provided additional combustion chamber of the internal combustion engine 1 , wherein the further combustion chamber, for example, formed as a cylinder and is not visible in the figures. Thus, for example, the air which burns with the excess fuel comes from the combustion chamber 2 , wherein the fuel with which the over-purged air burns, comes from the further combustion chamber. In this way, for example, during a period of time, a particularly high number of post-combustion in the exhaust system 9 , in particular in the exhaust aftertreatment device 10 , causing the exhaust aftertreatment device 10 can be heated up very quickly. As a result, for example, one on a cold start of the internal combustion engine 1 following heating phase are kept particularly short, so that a particularly low-emission operation is feasible. In addition, the air in the exhaust tract 9 be rinsed and thus introduced without additional components such as external Pumps and external channels must be used. This allows the number of parts, the cost, the space requirement and the weight of the internal combustion engine 1 be kept in a particularly small frame.

3 zeigt ein weiteres Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines zweiten Verfahrens zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 1. Bei einem ersten Schritt S1' des zweiten Verfahrens wird die Verbrennungskraftmaschine 1 in dem genannten Normalbetrieb betrieben. Bei einem sich zeitlich an den ersten Schritt S1' anschließenden zweiten Schritt S2' des zweiten Verfahrens wird die Verbrennungskraftmaschine 1 in dem genannten Heizbetrieb zum gezielten Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 betrieben. 3 shows a further flowchart for illustrating a second method for operating the internal combustion engine 1 , At a first step S1 ' of the second method is the internal combustion engine 1 operated in said normal operation. At a time at the first step S1 ' subsequent second step S2 ' of the second method is the internal combustion engine 1 in said heating mode for the targeted heating of the exhaust gas aftertreatment device 10 operated.

Um die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 mittels des zweiten Verfahrens besonders schnell aufheizen zu können, ist es bei dem zweiten Schritt S2' vorgesehen, dass gegenüber dem Heizbetrieb vorweggehenden Normalbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 bei gleicher Momentenanforderung an die Verbrennungskraftmaschine 1 deren Zündzeitpunkt, zu welchem das genannte Kraftstoff-Luft-Gemisch, beispielsweise mittels einer Fremdzündeinrichtung, gezündet wird, nach spät verstellt und mittels des elektrischen Verdichters 15 eine höhere Luftmasse in den Brennraum 2 gefördert wird. Mit anderen Worten wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch während des Normalbetriebs zu einem ersten Zündzeitpunkt gezündet. Während des Heizbetriebs wird jedoch das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu einem gegenüber dem ersten Zündzeitpunkt späteren zweiten Zündzeitpunkt, insbesondere zweiten Zündwinkel, gezündet. Außerdem wird gegenüber dem Normalbetrieb in dem Heizbetrieb mittels des elektrischen Verdichters 15 eine höhere beziehungsweise größere Luftmasse in den Brennraum 2 gefördert, wobei jedoch während des Normalbetriebs und während des Heizbetriebs die gleiche Momentenanforderung an die Verbrennungskraftmaschine 1 vorgesehen ist.To the exhaust aftertreatment device 10 It is the second step to be able to heat up very quickly by means of the second method S2 ' provided that compared to the heating operation anticipatory normal operation of the internal combustion engine 1 at the same moment request to the internal combustion engine 1 whose ignition timing, at which said fuel-air mixture, for example by means of a spark-ignition device, ignited, retarded and adjusted by means of the electric compressor 15 a higher air mass in the combustion chamber 2 is encouraged. In other words, the fuel-air mixture is ignited during normal operation at a first ignition timing. During the heating operation, however, the fuel-air mixture is ignited at a second ignition point, in particular a second ignition angle, which is later than the first ignition point. In addition, compared to the normal operation in the heating operation by means of the electric compressor 15 a higher or larger air mass in the combustion chamber 2 promoted, but during the normal operation and during the heating operation, the same torque request to the internal combustion engine 1 is provided.

Dadurch, dass der Zündzeitpunkt während des Heizbetriebs später als während des Normalbetriebs ist, stellt die Verbrennungskraftmaschine 1 während des Heizbetriebs über die Abtriebswelle 5 das gleiche Drehmoment wie im Normalbetrieb bereit, obwohl während des Heizbetriebs im Vergleich zum Normalbetrieb eine größere Luftmenge beziehungsweise Luftmasse in den Brennraum 2 eingebracht wird. Durch diese gegenüber dem Normalbetrieb höhere Luftmasse und durch den späten Zündzeitpunkt kann eine besonders hohe Temperatur des Abgases realisiert werden, insbesondere ohne dass in dem Abgastrakt 9 Nachverbrennungen auftreten. Gleichzeitig kann eine besonders vorteilhafte Zylinderfüllung realisiert werden, sodass ein vorteilhafter Motorlauf während des auch als Kat-Heizphase bezeichneten Heizbetriebs realisierbar ist. Bei dem ersten Verfahren kann ein besonders vorteilhafter Motorlauf der Verbrennungskraftmaschine 1 dadurch gewährleistet werden, dass in dem zumindest einen Brennraum ein fettes Gemisch eingestellt wird. Auch bei dem zweiten Verfahren kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 ohne zusätzliche, gewichts- und kostenintensive Zusatzkomponenten effektiv aufgeheizt werden.Characterized in that the ignition is later during the heating operation than during normal operation, the internal combustion engine 1 during heating operation via the output shaft 5 the same torque as in normal operation, although during heating compared to normal operation, a larger amount of air or air mass in the combustion chamber 2 is introduced. By this compared to the normal operation higher air mass and by the late ignition, a particularly high temperature of the exhaust gas can be realized, in particular without that in the exhaust system 9 Afterburning occur. At the same time, a particularly advantageous cylinder filling can be realized, so that an advantageous engine operation during the heating operation, which is also referred to as the catalytic converter heating phase, can be realized. In the first method, a particularly advantageous engine operation of the internal combustion engine 1 be ensured that in the at least one combustion chamber, a rich mixture is set. Also in the second method, the exhaust aftertreatment device 10 be heated effectively without additional, weight and cost-intensive additional components.

Bei dem zweiten Verfahren ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine 1 mit stöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird. Ferner ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine 1 in einem Magerbetrieb betrieben wird, sodass beispielsweise das Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches während des Heizbetriebs in dem Brennraum 2 gebildet wird, mager ist (λ > 1).In the second method, it is conceivable that the internal combustion engine 1 operated with stoichiometric combustion air ratio. Furthermore, it is conceivable that the internal combustion engine 1 is operated in a lean operation, so that, for example, the fuel-air mixture, which during the heating operation in the combustion chamber 2 is formed lean (λ> 1).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
22
Brennraumcombustion chamber
33
Kolbenpiston
44
Motorgehäusemotor housing
55
Abtriebswelleoutput shaft
66
Drehachseaxis of rotation
77
Pleuelpleuel
88th
Ansaugtraktintake system
99
Abgastraktexhaust tract
1010
Abgasnachbehandlungseinrichtungexhaust treatment device
1111
Einlasskanalinlet channel
1212
Auslasskanalexhaust port
1313
GaswechselventilGas exchange valve
1414
GaswechselventilGas exchange valve
1515
Verdichtercompressor
1616
Verdichterradcompressor
1717
elektrische Maschineelectric machine
S1, S1'S1, S1 '
erster Schrittfirst step
S2, S2'S2, S2 '
zweiter Schrittsecond step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010003705 A1 [0002]DE 102010003705 A1 [0002]
  • DE 102015015794 A1 [0003]DE 102015015794 A1 [0003]
  • DE 10259052 B3 [0004]DE 10259052 B3 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum (2), einen von Abgas aus dem Brennraum (2) durchströmbaren Abgastrakt (9) und wenigstens eine in dem Abgastrakt (9) angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (1) in einem Heizbetrieb (Schritt S2') zum Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber einem dem Heizbetrieb (Schritt S2') vorweggehenden Normalbetrieb (Schritt S1') bei gleicher Momentenanforderung an die Verbrennungskraftmaschine (1) deren Zündzeitpunkt nach spät verstellt und mittels eines elektrischen Verdichters (15) eine höhere Luftmasse in den Brennraum (2) gefördert wird (Schritt S2').Method for operating an at least one combustion chamber (2), an exhaust tract (9) through which exhaust gas can flow from the combustion chamber (2) and at least one internal combustion engine (1) having an exhaust gas after-treatment device (10) arranged in the exhaust tract (9) in a heating operation (step S2 ') for heating the exhaust gas aftertreatment device (10), characterized in that with respect to a heating operation (step S2') beforehand normal operation (step S1 ') with the same torque request to the internal combustion engine (1) retarded its ignition and by means of an electric compressor ( 15) a higher air mass in the combustion chamber (2) is promoted (step S2 '). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbetrieb (Schritt S2') während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine (1) durchgeführt wird.Method according to Claim 1 characterized in that the heating operation (step S2 ') is performed during a fired operation of the internal combustion engine (1). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (1) in dem Heizbetrieb (Schritt S2') mit stöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird.Method according to Claim 2 , characterized in that the internal combustion engine (1) in the heating operation (step S2 ') is operated with a stoichiometric combustion air ratio. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (1) in dem Heizbetrieb (Schritt S2') in einem Magerbetrieb betrieben wird.Method according to Claim 2 , characterized in that the internal combustion engine (1) in the heating operation (step S2 ') is operated in a lean operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (1) in dem Heizbetrieb (Schritt S2') das gleiche Drehmoment wie in dem Normalbetrieb (Schritt S1') bereitstellt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (1) in the heating operation (step S2 ') provides the same torque as in the normal operation (step S1'). Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum (2), einen von Abgas aus dem Brennraum (2) durchströmbaren Abgastrakt (9), einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt (8), wenigstens einen in dem Ansaugtrakt (8) angeordneten Verdichter (15) und wenigstens eine in dem Abgastrakt (9) angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (1) in einem Heizbetrieb (Schritt S2) zum Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung (10), bei welchem eine Ventilüberschneidung von dem Brennraum (2) zugeordneten Gaswechselventilen (13, 14) derart eingestellt wird, dass mittels des Verdichters (15) Luft direkt von dem Ansaugtrakt (8) durch den Brennraum (2) hindurch in den Abgasstrakt (9) gefördert wird (Schritt S2), dadurch gekennzeichnet, dass als der Verdichter (15) ein elektrischer Verdichter (15) verwendet wird, dessen Verdichterrad (16) zum Fördern der Luft mittels einer elektrischen Maschine (17) angetrieben wird.Method for operating an at least one combustion chamber (2), an exhaust tract (9) through which exhaust gas can flow from the combustion chamber (2), an intake tract (8) through which air can pass, at least one compressor (15) arranged in the intake tract (8), and at least an internal combustion engine (1) having an exhaust aftertreatment device (10) arranged in the exhaust tract (9) in a heating operation (step S2) for heating the exhaust aftertreatment device (10) in which a valve overlap of the combustion chamber (2) associated gas exchange valves (13, 14) is adjusted, that by means of the compressor (15) air directly from the intake duct (8) through the combustion chamber (2) through the exhaust tract (9) is conveyed (step S2), characterized in that as the compressor (15) an electric Compressor (15) is used, the compressor wheel (16) for conveying the air by means of an electric machine (17) is driven. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Brennraum der Verbrennungskraftmaschine (1) mit fettem Gemisch betrieben wird, sodass überschüssiger Kraftstoff des fetten Gemisches mit in der direkt von dem Ansaugtrakt (8) durch den Brennraum (2) hindurch in den Abgasstrakt (9) geförderten Luft enthaltenem Sauerstoff verbrennt, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) aufgeheizt wird.Method according to Claim 6 , characterized in that at least one combustion chamber of the internal combustion engine (1) is operated with a rich mixture, so that excess fuel of the rich mixture with in the directly from the intake duct (8) through the combustion chamber (2) through the exhaust tract (9) promoted air contained oxygen burns, whereby the exhaust gas aftertreatment device (10) is heated. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als der zumindest eine Brennraum ein von dem wenigstens einen Brennraum (2) unterschiedlicher, zusätzlich dazu vorgesehener weiterer Brennraum der Verbrennungskraftmaschine (1) verwendet wird.Method according to Claim 7 , characterized in that as the at least one combustion chamber one of the at least one combustion chamber (2) different, additionally provided further combustion chamber of the internal combustion engine (1) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als die Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) ein Katalysator aufgeheizt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as the exhaust gas aftertreatment device (10), a catalyst is heated. Verbrennungskraftmaschine(1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die Verbrennungskraftmaschine zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Internal combustion engine (1), in particular for a motor vehicle, wherein the internal combustion engine is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
DE102017210749.9A 2017-06-27 2017-06-27 Method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and internal combustion engine Pending DE102017210749A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017210749.9A DE102017210749A1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017210749.9A DE102017210749A1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017210749A1 true DE102017210749A1 (en) 2018-12-27

Family

ID=64567954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017210749.9A Pending DE102017210749A1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017210749A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020113703A1 (en) * 2019-05-29 2020-12-03 Jaguar Land Rover Limited CONTROL UNIT FOR A VEHICLE COMBUSTION ENGINE
WO2021069162A1 (en) * 2019-10-11 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Method for preheating a catalytic converter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10217589A1 (en) * 2002-04-19 2003-11-06 Siemens Ag Method for heating a catalyst in the exhaust tract of an internal combustion engine
DE10259052B3 (en) 2002-12-17 2004-04-01 Siemens Ag Heating method for exhaust catalyzer of direct fuel injection IC engine for automobile using increased exothermy in catalyzer for accelerated heating during cold-starting
DE10322481A1 (en) * 2003-05-19 2004-12-16 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
DE102005015999A1 (en) * 2005-04-07 2006-10-12 Robert Bosch Gmbh Catalytic converter heating for internal combustion engine, involves increasing pressure in exhaust gas guide way in relation to exhaust gas back pressure, and partially overlapping opening times of inlet and outlet valves
DE102010003705A1 (en) 2010-04-08 2011-10-13 Robert Bosch Gmbh Method for heating a catalytic converter in an engine system and for diagnosing the effectiveness of measures for heating the catalytic converter
DE102015015794A1 (en) 2015-12-02 2016-08-11 Daimler Ag A method for heating an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle
DE102015221591A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a supercharged internal combustion engine by means of an electrically operable compressor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10217589A1 (en) * 2002-04-19 2003-11-06 Siemens Ag Method for heating a catalyst in the exhaust tract of an internal combustion engine
DE10259052B3 (en) 2002-12-17 2004-04-01 Siemens Ag Heating method for exhaust catalyzer of direct fuel injection IC engine for automobile using increased exothermy in catalyzer for accelerated heating during cold-starting
DE10322481A1 (en) * 2003-05-19 2004-12-16 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
DE102005015999A1 (en) * 2005-04-07 2006-10-12 Robert Bosch Gmbh Catalytic converter heating for internal combustion engine, involves increasing pressure in exhaust gas guide way in relation to exhaust gas back pressure, and partially overlapping opening times of inlet and outlet valves
DE102010003705A1 (en) 2010-04-08 2011-10-13 Robert Bosch Gmbh Method for heating a catalytic converter in an engine system and for diagnosing the effectiveness of measures for heating the catalytic converter
DE102015221591A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a supercharged internal combustion engine by means of an electrically operable compressor
DE102015015794A1 (en) 2015-12-02 2016-08-11 Daimler Ag A method for heating an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020113703A1 (en) * 2019-05-29 2020-12-03 Jaguar Land Rover Limited CONTROL UNIT FOR A VEHICLE COMBUSTION ENGINE
WO2021069162A1 (en) * 2019-10-11 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Method for preheating a catalytic converter
CN114450471A (en) * 2019-10-11 2022-05-06 纬湃科技有限责任公司 Method for preheating a catalytic converter
US11624304B2 (en) 2019-10-11 2023-04-11 Vitesco Technologies GmbH Method for preheating a catalytic converter
CN114450471B (en) * 2019-10-11 2024-05-28 纬湃科技有限责任公司 Method for preheating a catalytic converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4139291B4 (en) Device for operating an internal combustion engine with turbocharging
DE102010054049B4 (en) Method for starting an internal combustion engine and internal combustion engine with starting aid device
DE102017130886A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE102017118215A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE102010027220A1 (en) Method for starting internal combustion engine mounted in motor vehicle, involves pumping combustion air over bypass pipe bridging compressor in combustion air channel before initiating combustion process
DE102017101177B4 (en) Method for regenerating a particle filter and exhaust gas aftertreatment device with a particle filter
DE102018100240A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE102016120938A1 (en) Method and device for the regeneration of a particulate filter in a motor vehicle with hybrid drive
DE102019102928A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine
DE102015216830A1 (en) Method and apparatus for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE102017115408A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE102017209693A1 (en) Method for regenerating a particle filter in the exhaust system of an internal combustion engine and internal combustion engine
DE102018217569A1 (en) Method for the electrical heating of components of an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine
DE102017208857A1 (en) Method for operating an internal combustion engine, internal combustion engine and motor vehicle
DE10306586A1 (en) Controller for internal combustion engine has pre-heating mode for pre-heating defined part of engine by operating electric motor before starting engine, opening flow channel to this region
DE102004035341A1 (en) hybrid vehicle
DE10115967B4 (en) Method and device for the aftertreatment of an exhaust gas
DE102017210749A1 (en) Method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and internal combustion engine
EP3704362B1 (en) Method for the regeneration of a soot particle filter
DE102020105330A1 (en) Exhaust aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
EP1682754B1 (en) Multi-cylinder internal combustion engine and method for the operation thereof
DE102005015999A1 (en) Catalytic converter heating for internal combustion engine, involves increasing pressure in exhaust gas guide way in relation to exhaust gas back pressure, and partially overlapping opening times of inlet and outlet valves
DE102018004145A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102009028798A1 (en) Method for carrying out a port injection
DE602004004764T2 (en) Method and apparatus for reducing exhaust emissions during cold start conditions

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified