DE102017217712A1 - Method and arrangement for increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine and vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Erhöhung der Abgastemperatur eines Verbrennungsmotors angegeben, welches ein Feststellen, ob ein Verbrennungsvorgang im Verbrennungsmotor durchgeführt wird und ein Schließen einer Anzahl von Einlassventilen und/oder einer Anzahl von Auslassventilen des Verbrennungsmotors, falls kein Verbrennungsvorgang durchgeführt wird, aufweist.Des Weiteren werden eine Anordnung zur Erhöhung der Abgastemperatur eines Verbrennungsmotors sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Anordnung angegeben.A method of increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine is provided, which comprises determining whether a combustion operation is performed in the internal combustion engine and closing a number of intake valves and / or a number of exhaust valves of the internal combustion engine if no combustion operation is performed An arrangement for increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine and a vehicle are provided with such an arrangement.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erhöhung der Abgastemperatur eines Verbrennungsmotors sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Anordnung.The present invention relates to a method and an arrangement for increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine and to a vehicle having such an arrangement.
Moderne Abgasnachbehandlungseinrichtungen zur Nachbehandlung von Abgasen im Abgasstrang eines Verbrennungsmotors, insbesondere Abgasnachbehandlungseinrichtungen für Dieselmotoren, werden in ihrer Wirksamkeit durch niedrige Abgastemperaturen negativ beeinflusst. Insbesondere Stickoxidspeicherkatalysatoren (engl. lean NOx-trap, LNT) oder Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduzierung (engl. selective catalytic reduction catalyst, SCR-catalyst) bedürfen einer bestimmten Mindesttemperatur, um die benötigte Effizienz bei der Abgasnachbehandlung zu erreichen.Modern exhaust aftertreatment devices for the aftertreatment of exhaust gases in the exhaust gas line of an internal combustion engine, in particular exhaust aftertreatment devices for diesel engines, are negatively influenced by low exhaust gas temperatures in their effectiveness. In particular, lean NOx trap (LNT) or selective catalytic reduction catalysts (SCR catalyst) require a certain minimum temperature in order to achieve the required efficiency in the exhaust aftertreatment.
Als besonders kritisch hinsichtlich der Temperatur sind die Aufwärmphase des Verbrennungsmotors nach dem Kaltstart und das Betreiben des Verbrennungsmotors bei geringer Last, z. B. während Stadtfahrten eines mit dem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeugs, einzustufen.Particularly critical with respect to the temperature are the warm-up phase of the internal combustion engine after the cold start and the operation of the engine at low load, for. B. during city driving a vehicle equipped with the engine, classify.
Um die Mindesttemperatur für die Abgasnachbehandlungseinrichtung zu erreichen oder ein Absinken der Temperatur auf eine Temperatur unterhalb der Mindesttemperatur zu verhindern, besteht die Möglichkeit, eine zusätzliche Kraftstoffverbrennung durchzuführen, um die Abgastemperatur und damit auch die Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu erhöhen. Dies hat jedoch den Nachteil eines erhöhten Kraftstoffverbrauchs und einer erhöhten Schadstoffemission aufgrund des zusätzlich benötigten Kraftstoffs.In order to achieve the minimum temperature for the exhaust aftertreatment device or to prevent the temperature from dropping to a temperature below the minimum temperature, it is possible to carry out additional fuel combustion in order to increase the exhaust gas temperature and thus also the temperature of the exhaust gas aftertreatment device. However, this has the disadvantage of increased fuel consumption and increased pollutant emissions due to the additional fuel required.
Weitere Möglichkeiten zur Erhöhung der Abgastemperatur sind die Verwendung von Bypässen zur Umgehung des Kühlers der Abgasrückführung oder des Ladeluftkühlers. Diese Maßnahmen führen zu einer Temperaturerhöhung der Ansaugluft und dadurch auch zu einer Erhöhung der Abgastemperatur. Allerdings sind dafür kostenintensive konstruktive Veränderungen nötig. Zudem wird der zur Verfügung stehende Bauraum durch die Bypässe verringert.Other options for increasing the exhaust gas temperature include the use of bypasses to bypass the exhaust gas recirculation cooler or intercooler. These measures lead to an increase in the temperature of the intake air and thereby also to an increase in the exhaust gas temperature. However, cost-intensive structural changes are necessary. In addition, the available space is reduced by the bypasses.
Eine weitere Möglichkeit ist die Anordnung eines Abgasheizsystems, bei dem Kraftstoff direkt in den Abgasstrang injiziert und gezündet wird, um die Abgastemperatur zu erhöhen. Auch derartige Abgasheizsysteme verursachen hohe Kosten und verringern den Bauraum. Zudem verbrauchen sie zusätzlichen Kraftstoff.Another possibility is the arrangement of an exhaust gas heating system in which fuel is injected directly into the exhaust line and ignited in order to increase the exhaust gas temperature. Such Abgasheizsysteme cause high costs and reduce the space. They also consume additional fuel.
Darüber hinaus ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Erhöhung der Abgastemperatur eines Verbrennungsmotors anzugeben, so dass die Einhaltung einer Mindesttemperatur einer Abgasnachbehandlungseinrichtung über einen längeren Zeitraum gewährleistet werden kann und die vorstehend genannten Nachteile verringert oder behoben werden können. Wünschenswert wäre ein kostengünstiges Verfahren, welches so ausgestaltet ist, dass kein zusätzlicher Kraftstoff zur Temperaturerhöhung des Abgases benötigt wird. Zudem sollte zur Realisierung dieses Verfahrens möglichst wenig Bauraum benötigt werden.Object of the present invention is to provide a method and an arrangement for increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine, so that the maintenance of a minimum temperature of an exhaust aftertreatment device can be ensured over a longer period and the disadvantages mentioned above can be reduced or eliminated. It would be desirable to have a cost-effective method which is designed such that no additional fuel is needed to increase the temperature of the exhaust gas. In addition, as little space as possible should be required to implement this method.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche enthalten Ausführungsvarianten dieser erfindungsgemäßen Lösungen.This object is achieved by the subject matters of the independent claims. The dependent claims contain embodiments of these inventive solutions.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass auch Bedingungen, bei denen die Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors zumindest teilweise geöffnet sind, ohne dass es zu einer Kraftstoffverbrennung kommt, zu einem Absinken der Abgastemperatur und somit der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung führen, da weiterhin Luft in den Verbrennungsmotor gelangt und über die Auslassventile des Verbrennungsmotors in den Abgasstrang abgegeben wird, wo sie kühlend wirkt. Solche Bedingungen können beispielsweise unter Schubabschaltung auftreten.The invention is based on the finding that even conditions in which the intake and exhaust valves of the internal combustion engine are at least partially opened, without resulting in fuel combustion, lead to a decrease in the exhaust gas temperature and thus the temperature of the exhaust gas aftertreatment device, as further air in enters the internal combustion engine and is discharged via the exhaust valves of the internal combustion engine in the exhaust line, where it acts cooling. Such conditions may occur, for example, under overrun fuel cutoff.
Verstärkt werden kann dieser Effekt durch ein zusätzliches Einwirken von Luftströmungen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, falls ein mit dem Verbrennungsmotor betriebenes Fahrzeug weiter rollt, ohne dass ein Verbrennungsvorgang stattfindet, z. B. da das Fahrzeug zeitweise mittels eines Elektromotors betrieben wird.This effect can be enhanced by an additional influence of air currents. This may, for example, be the case if a vehicle operated by the internal combustion engine continues to roll without a combustion process taking place, eg. B. since the vehicle is operated temporarily by means of an electric motor.
Grundgedanke der Erfindung ist es daher, Einlass- und/oder Auslassventile des Verbrennungsmotors zu schließen, falls kein Verbrennungsvorgang stattfindet. Dadurch gelangt keine Luft in den Abgasstrang. Eine bisher durch den Luftstrom verursachte Abkühlung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung kann dadurch vermieden werden. Die Mindesttemperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung kann zu einem früheren Zeitpunkt erreicht und/oder über einen längeren Zeitraum auch nach Beenden des Verbrennungsvorgangs aufrechterhalten werden. Bei einem erneuten Starten des Verbrennungsmotors kann eine Abgasnachbehandlung somit von Beginn an effektiv durchgeführt werden.The basic idea of the invention is therefore to close intake and / or exhaust valves of the internal combustion engine, if no combustion process takes place. As a result, no air gets into the exhaust system. A previously caused by the air flow cooling of an exhaust aftertreatment device can be avoided. The minimum temperature of the exhaust aftertreatment device may be reached at an earlier time and / or maintained for a longer period of time even after completion of the combustion process. When restarting the internal combustion engine, an exhaust aftertreatment can thus be effectively carried out from the beginning.
Zum Aktivieren (Öffnen und Schließen) der Einlass- oder Auslassventile kann ein System zur variablen Ventilsteuerung genutzt werden. Ein solches System zum Aktivieren der Einlassventile kann ggf. zur Beeinflussung der Motorleistung und des Kraftstoffverbrauchs bereits vorhanden sein. Zusätzliche Komponenten, die den Bauraum belegen und weitere Kosten verursachen, können vermieden werden. For activating (opening and closing) the intake or exhaust valves, a system for variable valve control can be used. Such a system for activating the intake valves may possibly already be present for influencing engine performance and fuel consumption. Additional components, which occupy the installation space and cause further costs, can be avoided.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erhöhung der Abgastemperatur eines Verbrennungsmotors weist ein Feststellen, ob ein Verbrennungsvorgang im Verbrennungsmotor durchgeführt wird und ein Schließen einer Anzahl von Einlassventilen und/oder einer Anzahl von Auslassventilen des Verbrennungsmotors auf, falls kein Verbrennungsvorgang durchgeführt wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Abkühlung einer in einem Abgasstrang des Verbrennungsmotors angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung verringert oder verhindert werden.An inventive method for increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine comprises determining whether a combustion process is performed in the internal combustion engine and closing a number of intake valves and / or a number of exhaust valves of the internal combustion engine, if no combustion operation is performed. By means of the method according to the invention, the cooling of an exhaust gas aftertreatment device arranged in an exhaust line of the internal combustion engine can be reduced or prevented.
Unter einem Verbrennungsmotor, auch als Brennkraftmaschine bezeichnet, ist eine Verbrennungskraftmaschine zur Umwandlung von im Kraftstoff enthaltener chemischer Energie in mechanische Arbeit zu verstehen. Der Verbrennungsmotor kann beispielsweise als selbstzündender oder fremdgezündeter Verbrennungsmotor ausgebildet sein.An internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine, is understood to mean an internal combustion engine for converting chemical energy contained in the fuel into mechanical work. The internal combustion engine can be designed, for example, as a self-igniting or externally ignited internal combustion engine.
In einem ersten Verfahrensschritt wird festgestellt, ob im Verbrennungsmotor ein Verbrennungsvorgang durchgeführt wird. Dies kann direkt erfolgen, z. B. indem der Verbrennungsraum selbst überwacht wird, oder indirekt, indem z. B. festgestellt wird, ob dem Verbrennungsraum Kraftstoff zugeführt wird oder ob ein Zündvorgang stattfindet. Ist die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, kann festgestellt werden, dass kein Verbrennungsvorgang durchgeführt wird.In a first method step, it is determined whether a combustion process is performed in the internal combustion engine. This can be done directly, for. B. by the combustion chamber itself is monitored, or indirectly by z. B. is determined whether the combustion chamber fuel is supplied or whether an ignition takes place. If the fuel supply is interrupted, it can be determined that no combustion process is performed.
Wird kein Verbrennungsvorgang durchgeführt, ist also z. B. die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, wird eine Anzahl von Einlassventilen, also z. B. einige oder alle Einlassventile, und/oder eine Anzahl von Auslassventilen, also z. B. einige oder alle Auslassventile, des Verbrennungsmotors geschlossen, wobei das Schließen bevorzugt vollständig erfolgt. Es können also beispielsweise alle Einlassventile und alle Auslassventile geschlossen werden oder auch nur alle Einlassventile oder alle Auslassventile. Beliebige andere Kombinationen von zu schließenden Ein- oder Auslassventilen sind möglich. Sind die Einlass- und/oder Auslassventile geschlossen, verbleiben sie in der geschlossenen Stellung, d. h. sie werden geschlossen gehalten.If no combustion process is performed, so z. B. the fuel supply is interrupted, a number of intake valves, ie z. B. some or all intake valves, and / or a number of exhaust valves, so z. B. some or all of the exhaust valves, the internal combustion engine closed, the closing is preferably complete. Thus, for example, all intake valves and all exhaust valves may be closed or only all intake valves or all exhaust valves. Any other combinations of inlet or outlet valves to be closed are possible. If the inlet and / or exhaust valves are closed, they remain in the closed position, d. H. they are kept closed.
Unter Einlassventilen sind Zuführeinrichtungen zur Zufuhr von Luft oder, in Abhängigkeit der Motorbauart, eines Luft-Kraftstoff-Gemischs zum Verbrennungsraum zu verstehen. Unter Auslassventilen sind Abführeinrichtungen zum Abführen von Abgasen aus dem Verbrennungsraum in den Abgasstrang des Verbrennungsmotors zu verstehen. Jeder Motorzylinder verfügt über mindestens ein Einlass- und ein Auslassventil. Es können jedoch auch mehrere, beispielsweise drei, vier, fünf oder acht Einlassventile je Motorzylinder vorhanden sein.Inlet valves are delivery devices for the supply of air or, depending on the type of engine, an air-fuel mixture to the combustion chamber to understand. Exhaust valves are to be understood as exhaust devices for removing exhaust gases from the combustion chamber into the exhaust gas line of the internal combustion engine. Each engine cylinder has at least one intake and one exhaust valve. However, there may also be several, for example three, four, five or eight intake valves per engine cylinder.
Durch das Schließen der Einlass- und/oder Auslassventile wird, wie oben stehend bereits erläutert, verhindert, dass während einer Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs des Verbrennungsmotors Luft durch den Verbrennungsraum hindurch in den Abgasstrang und somit auch zur Abgasnachbehandlungseinrichtung gelangt.By closing the inlet and / or outlet valves, as already explained above, prevents air from passing through the combustion chamber into the exhaust gas line and thus also to the exhaust gas aftertreatment device during an interruption of the combustion operation of the internal combustion engine.
Das Verfahren verringert daher eine Abkühlung einer im Abgasstrang des Verbrennungsmotors angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung. Bei der Abgasnachbehandlungseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Katalysator, z. B. einen Stickoxidspeicherkatalysator oder einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduzierung handeln. Es können auch mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen, z. B. in paralleler oder serieller Anordnung, im Abgasstrang vorgesehen sein.The method therefore reduces cooling of an exhaust aftertreatment device arranged in the exhaust line of the internal combustion engine. The exhaust aftertreatment device can be, for example, a catalyst, for. As a nitrogen oxide storage catalyst or a catalyst for selective catalytic reduction. It can also be several exhaust aftertreatment devices, eg. B. in parallel or serial arrangement, be provided in the exhaust system.
Soll der Verbrennungsmotor erneut im Verbrennungsbetrieb betrieben werden, kann eine Anzahl von Einlassventilen und/oder eine Anzahl von Auslassventilen (wieder) geöffnet werden.If the internal combustion engine is to be operated again in the combustion mode, a number of intake valves and / or a number of exhaust valves can be (re) opened.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Durchführung des Verbrennungsvorgangs anhand einer Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsraum und/oder eines Zündvorgangs im Verbrennungsraum festgestellt werden. Beispielsweise kann bei einem Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr gleichzeitig ein Schließen von Einlass- und/oder Auslassventilen vorgesehen sein.According to various embodiments, the execution of the combustion process can be determined based on a fuel supply to the combustion chamber and / or an ignition process in the combustion chamber. For example, if the fuel supply is interrupted, closing of intake and / or exhaust valves may be provided at the same time.
Sowohl die Kraftstoffzufuhr als auch der Zündvorgang werden üblicherweise aus anderen Gründen bereits überwacht, so dass dies eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Feststellung der Durchführung eines Verbrennungsvorgangs darstellt.Both the fueling and the ignition process are usually already monitored for other reasons, so this is a simple and inexpensive way to determine the performance of a combustion process.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann eine Anzahl der Einlassventile und/oder eine Anzahl der Auslassventile mittels eines variablen Ventilsteuerungssystem, beispielsweise eines kontinuierlich variablen Ventilsteuerungssystems, geschlossen werden. Bei dem kontinuierlich variablen Ventilsteuerungssystem kann es sich beispielsweise um ein elektrohydraulisches System zur vollvariablen Steuerung der Einlassventile handeln.According to further embodiment variants, a number of intake valves and / or a number of exhaust valves may be closed by means of a variable valve control system, for example a continuously variable valve control system. The continuously variable valve control system may be, for example, an electrohydraulic system for fully variable control of the intake valves.
Derartige variable Ventilsteuerungssysteme sind für Ottomotoren bekannt, um die Effizienz der Kraftstoffverbrennung zu erhöhen. Such variable valve timing systems are known for gasoline engines to increase the efficiency of fuel combustion.
Durch die Verwendung dieser bereits vorhandenen Systeme kann das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstig und ohne weitere Beeinträchtigung des Bauraums umgesetzt werden. Für Dieselmotoren können solche variablen Ventilsteuerungssysteme ebenfalls zum Einsatz kommen.By using these existing systems, the inventive method can be implemented inexpensively and without further affecting the space. For diesel engines such variable valve timing systems can also be used.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Verfahren unter Schubabschaltungsbedingungen durchgeführt werden.According to further embodiments, the method can be carried out under Schubabschaltungsbedingungen.
Während Schubabschaltbedingungen ist die Kraftstoffzufuhr unterbrochen. Zudem ist der Verbrennungsmotor mit dem restlichen Antriebsstrang gekoppelt. Der Verbrennungsmotor soll keine Leistung abgeben, sondern wird durch die in Schwung befindliche Masse eines mit dem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeugs geschleppt. Hierbei drehen sich die Kurbelwelle und damit üblicherweise auch die Nockenwelle weiter, so dass die Einlass- und Auslassventile geöffnet werden und Luft durch den Verbrennungsraum in den Abgasstrang gepumpt wird. Um die damit verbundene Abkühlung der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu verringern oder zu unterbinden, wird eine Anzahl der Einlass- und/oder Auslassventile geschlossen.During fuel cut-off conditions, the fuel supply is interrupted. In addition, the combustion engine is coupled to the rest of the drive train. The internal combustion engine is not intended to deliver power, but is dragged by the rotating mass of a vehicle equipped with the internal combustion engine. Here, the crankshaft and thus usually also the camshaft continue to rotate, so that the inlet and exhaust valves are opened and air is pumped through the combustion chamber in the exhaust line. To reduce or eliminate the associated cooling of the exhaust aftertreatment device, a number of the intake and / or exhaust valves are closed.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor sein. Insbesondere die zur Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren eingesetzten Abgasnachbehandlungssysteme bedürfen der Einhaltung eines engen Temperaturfensters, so dass sich die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft auswirkt.According to further embodiments, the internal combustion engine may be a diesel engine. In particular, the exhaust aftertreatment systems used for exhaust aftertreatment of diesel engines require compliance with a narrow temperature window, so that the implementation of the method according to the invention has a particularly advantageous effect.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann der Verbrennungsmotor ein Fahrzeugmotor sein. Für Fahrzeugmotoren gelten besondere Vorschriften hinsichtlich der Emission von Luftschadstoffen. Um diese Vorschriften einhalten zu können ist eine Abgasnachbehandlung erforderlich, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders effektiv durchgeführt werden kann.According to further embodiments, the internal combustion engine may be a vehicle engine. Vehicle engines have special regulations regarding the emission of air pollutants. In order to comply with these regulations, an exhaust aftertreatment is required, which can be carried out particularly effectively by means of the method according to the invention.
Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Erhöhung der Abgastemperatur eines Verbrennungsmotors weist einen Verbrennungsmotor mit Einlassventilen und Auslassventilen, eine Öffnungs- und Schließeinrichtung ausgebildet zum Öffnen und Schließen der Einlass- und/oder Auslassventile, eine Überwachungseinrichtung zur Feststellung, ob ein Verbrennungsvorgangs im Verbrennungsmotor durchgeführt wird und eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, ein Signal der Überwachungseinrichtung zu empfangen und zu verarbeiten und in Abhängigkeit des Signals der Überwachungseinrichtung, z. B. basierend auf Anweisungen oder einem in der Steuereinheit programmiertem Code entsprechend einer oder mehrerer Routinen, ein Steuersignal an die Öffnungs- und Schließeinrichtung zum Öffnen oder Schließen der Einlass- und/oder Auslassventile auszugeben, auf. Selbstverständlich können auch mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen im Abgasstrang angeordnet sein.An arrangement for increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine according to the invention comprises an internal combustion engine with intake valves and exhaust valves, an opening and closing device designed to open and close the intake and / or exhaust valves, a monitoring device for determining whether a combustion process is performed in the internal combustion engine and a control unit , which is adapted and arranged to receive and process a signal of the monitoring device and in response to the signal of the monitoring device, for. B. based on instructions or programmed in the control unit code according to one or more routines to output a control signal to the opening and closing device for opening or closing the intake and / or exhaust valves on. Of course, several exhaust aftertreatment devices can be arranged in the exhaust system.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist beispielsweise zur Ausführung des oben stehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Daher dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Anordnung. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen entsprechender Ausführungsvarianten. Die Anordnung dient der Verringerung oder Verhinderung einer Abkühlung einer in einem Abgasstrang des Verbrennungsmotors angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung.The arrangement according to the invention is suitable, for example, for carrying out the method according to the invention explained above. Therefore, the above explanations serve to explain the method according to the invention also for the description of the arrangement according to the invention. The advantages of the device according to the invention correspond to those of the method according to the invention and its corresponding variants. The arrangement serves to reduce or prevent cooling of an exhaust gas aftertreatment device arranged in an exhaust line of the internal combustion engine.
Die Öffnungs- und Schließeinrichtung ist zum Öffnen und Schließen einiger oder aller Einlassventile, einiger oder aller Auslassventile oder zum Öffnen und Schließen von Einlassventilen und Auslassventilen ausgebildet. Die Überwachungseinrichtung kann zur direkten oder indirekten Überwachung des Verbrennungsvorgangs wie oben stehend beschrieben ausgebildet sein. Die Öffnungs- und Schließeinrichtung und die Steuereinheit können als ein gemeinsames Bauteil ausgebildet sein.The opening and closing means is arranged to open and close some or all of the intake valves, some or all of the exhaust valves, or to open and close intake valves and exhaust valves. The monitoring device can be designed for the direct or indirect monitoring of the combustion process as described above. The opening and closing device and the control unit can be designed as a common component.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Öffnungs- und Schließeinrichtung als variables Ventilsteuerungssystem, beispielsweise als kontinuierlich variables Ventilsteuerungssystems, ausgebildet ist.According to various embodiments, the opening and closing device may be designed as a variable valve control system, for example as a continuously variable valve control system.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Steuereinheit weiterhin zum Ausgeben eines Steuersignals an die Öffnungs- und Schließeinrichtung zum Optimieren des Verbrennungsvorgangs ausgebildet sein. Dazu können die Steuerzeiten der Einlassventile und/oder Auslassventile sowie der Ventilhub gezielt geändert werden. Dadurch können vorteilhaft die Motorleistung erhöht und/oder der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden.According to further embodiments, the control unit may further be designed to output a control signal to the opening and closing device for optimizing the combustion process. For this purpose, the timing of the intake valves and / or exhaust valves and the valve can be selectively changed. As a result, the engine power can advantageously be increased and / or the fuel consumption can be reduced.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor sein. Es wird auf die obigen Ausführungen das Verfahren betreffend verwiesen.According to further embodiments, the internal combustion engine may be a diesel engine. Reference is made to the above statements regarding the method.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann der Verbrennungsmotor ein Fahrzeugmotor sein. Es wird auf die obigen Ausführungen das Verfahren betreffend verwiesen.According to further embodiments, the internal combustion engine may be a vehicle engine. Reference is made to the above statements regarding the method.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist eine Anordnung gemäß vorstehender Beschreibung auf. Unter einem Fahrzeug ist dabei jedes mobile Verkehrsmittel, d. h. sowohl ein Landfahrzeug als auch ein Wasser- oder Luftfahrzeug, z. B. ein Personenkraftwagen, zu verstehen. Das Fahrzeug kann beispielsweise als Hybridelektrokraftfahrzeug ausgebildet sein. Für Fahrzeuge gelten besondere Vorschriften hinsichtlich der Emission von Luftschadstoffen, deren Einhaltung durch das erfindungsgemäße Fahrzeug erleichtert ist. An inventive vehicle has an arrangement according to the above description. Under a vehicle is doing any mobile transport, ie both a land vehicle and a watercraft or aircraft, z. As a passenger car to understand. The vehicle may be designed, for example, as a hybrid electric vehicle. For vehicles special rules apply with regard to the emission of air pollutants, their compliance is facilitated by the vehicle according to the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen und der zugehörigen Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 zeitlicher Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Abgastemperatur gemäß neuem Europäischen Fahrzyklus (Stand der Technik); und -
2 zeitlicher Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Abgastemperatur nach dem Stand der Technik sowie bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß neuem Europäischen Fahrzyklus.
-
1 time course of the vehicle speed and the exhaust gas temperature according to new European driving cycle (prior art); and -
2 Time course of the vehicle speed and the exhaust gas temperature according to the prior art and in carrying out the method according to the new European driving cycle.
In der
Ausgehend von einer Abgastemperatur von ca. 25 °C, wie sie bei einem Kaltstart des Motors auftritt, steigt die Abgastemperatur mit zunehmender Betriebsdauer des Verbrennungsmotors zunächst an. Wird die Fahrzeuggeschwindigkeit und damit die vom Verbrennungsmotor aufzubringende Last kurzzeitig erhöht, so steigt auch die Abgastemperatur für diesen Zeitraum.Based on an exhaust gas temperature of about 25 ° C, as occurs in a cold start of the engine, the exhaust gas temperature increases with increasing operating time of the engine first. If the vehicle speed and thus the load to be applied by the internal combustion engine are increased for a short time, the exhaust gas temperature for this period also increases.
Erfindungsgemäß kann eine Erhöhung der Abgastemperatur erreicht werden, so dass die Mindesttemperatur einer im Abgasstrang des Verbrennungsmotors angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung eher erreicht wird oder eine Abkühlung verringert wird.According to the invention, an increase in the exhaust gas temperature can be achieved, so that the minimum temperature of an exhaust gas aftertreatment device arranged in the exhaust gas line of the internal combustion engine is achieved or a cooling down is reduced.
Dieser Effekt ist in
Die Kurve
Anschließend wurden alle Einlassventile geschlossen, so dass ein Luftstrom durch den Verbrennungsraum unterbleibt. Dadurch kann ein Absinken der Abgastemperatur bzw. der Temperatur im Abgasstrang, wie es nach dem Stand der Technik zu beobachten ist (Kurve
Im Vergleich zum Stand der Technik deutlich erhöhte Abgastemperaturen können nach mehrmaliger Unterbrechung des Verbrennungsvorgangs beobachtet werden.Significantly increased exhaust gas temperatures compared with the prior art can be observed after repeated interruption of the combustion process.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass sie die Komponenten
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- AA
- Verlauf der FahrzeuggeschwindigkeitCourse of the vehicle speed
- BB
- Verlauf der Abgastemperatur nach dem Stand der TechnikCourse of the exhaust gas temperature according to the prior art
- CC
- Verlauf der Abgastemperatur bei Durchführung des erfindungsgemäßen VerfahrensCourse of the exhaust gas temperature when carrying out the method according to the invention
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- GB 2536092 A [0007]GB 2536092 A [0007]
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