-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Ein solches Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2015 219 042 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren wird innerhalb wenigstens eines Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine mittels eines ersten Injektors Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine direkt in einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt, sodass mittels des ersten Injektors eine Kraftstoffdirekteinspritzung durchgeführt wird. Ferner wird bei dem Verfahren innerhalb des Arbeitsspiels mittels eines zweiten Injektors Kraftstoff in ein dem Zylinder zugeordnetes Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt, sodass mittels des zweiten Injektors eine auch als Saugrohreinspritzung oder Kanaleinspritzung bezeichnete Kraftstoffsaugrohreinspritzung oder Kraftstoffkanaleinspritzung durchgeführt wird. Da das Saugrohr dem Zylinder zugeordnet ist, ist mittels des Saugrohrs Luft in den Zylinder einleitbar, und der in das Saugrohr eingespritzte Kraftstoff kann in den Zylinder strömen.
-
Darüber hinaus offenbart die
DE 103 60 644 A1 ein Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei welchem einem Brennraum über ein Saugrohr beziehungsweise einen Einlasskanal Verbrennungsluft zugeführt wird.
-
Des Weiteren offenbart die
EP 1 869 305 B1 eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, das als Antriebskraftquellen einen Elektromotor und eine Verbrennungskraftmaschine beinhaltet.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine und somit des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Einspritzen des Kraftstoffes in das Saugrohr mittels des zweiten Injektors als Mehrfacheinspritzung durchgeführt wird. Die innerhalb des Arbeitsspiels stattfindende Mehrfacheinspritzung umfasst mehrere und somit wenigstens zwei zeitlich aufeinander folgende und voneinander beabstandete Einzeleinspritzungen, bei denen jeweils Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in das Saugrohr eingespritzt wird. Dies bedeutet, dass innerhalb des Arbeitsspiels im Rahmen der Mehrfacheinspritzung mehrere und somit wenigstens zwei zeitlich aufeinander folgende und voneinander beabstandete Einspritzungen durchgeführt werden, bei denen jeweils Kraftstoff, das heißt jeweilige Kraftstoffmengen, in das Saugrohr eingespritzt wird beziehungsweise werden. Das Einspritzen des Kraftstoffes in das Saugrohr wird auch als Saugrohreinspritzung, Kraftstoffsaugrohreinspritzung, Kanaleinspritzung oder Kraftstoffkanaleinspritzung bezeichnet, wobei im Rahmen der Saugrohr- beziehungsweise Kanaleinspritzung der Kraftstoff an einer Stelle in das Saugrohr beziehungsweise in einen Kanal eingespritzt wird, und wobei die Stelle stromauf des Zylinders und insbesondere stromauf wenigstens eines dem Zylinder zugeordneten Einlassventils angeordnet ist, über welches Luft und der in das Saugrohr eingespritzte Kraftstoff in den Zylinder einströmen können. Die Stelle kann dabei in einem einfach auch als Kanal bezeichneten Einlasskanal angeordnet sein, welcher beispielsweise durch einen Zylinderkopf der insbesondere als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine ausgebildet beziehungsweise begrenzt sein kann. Ferner ist es denkbar, dass die Stelle in einem Ansaugmodul angeordnet ist, welches beispielsweise separat von dem Zylinderkopf ausgebildet und mit dem Zylinderkopf verbunden ist. Insbesondere kann das Ansaugmodul aus einem Kunststoff gebildet sein.
-
Der Erfindung liegt insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Verbrennungsmotoren insbesondere von Hybridantrieben von beispielsweise Plug-in-Hybridfahrzeugen arbeiten im Vergleich zu einem Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, die in einem konventionellen, rein verbrennungsmotorischen Antrieb zum Einsatz kommt, aufgrund von reduzierten Betriebszeiten häufig bei deutlich niedrigeren Betriebstemperaturen. Daraus resultieren schlechtere Bedingungen für die Gemischbildung, was in der Folge zu erhöhten Schadstoffemissionen und einer Verdünnung des Motoröls durch Kraftstoff führen kann. Von einer Verdünnung des Motoröls sind vor allem direkteinspritzende Motoren betroffen.
-
Um den oben genannten Problemen entgegenzutreten, ist im Rahmen der Erfindung eine Dualeinspritzung von Kraftstoff vorgesehen. Unter der dualen Einspritzung ist zu verstehen, dass innerhalb des Arbeitsspiels Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine sowohl mittels einer Kraftstoffdirekteinspritzung als auch mittels der zuvor beschriebenen Saugrohreinspritzung in den Zylinder eingebracht wird. Die Dualeinspritzung ist somit eine Kombination aus Saugrohreinspritzung und Kraftstoffdirekteinspritzung, welche auch einfach als Direkteinspritzung bezeichnet wird. Die Saugrohreinspritzung ist dabei erfindungsgemäß als Mehrfacheinspritzung, das heißt als Saugrohr-Mehrfacheinspritzung, ausgeführt. Dabei erfolgt beispielsweise die als Mehrfacheinspritzung ausgebildete Saugrohreinspritzung zum Teil vor einem Öffnen von dem Zylinder zugeordneten Einlassventilen sowie teilweise nach dem Öffnen der Einlassventile und somit während die Einlassventile geöffnet sind. Der Teil der Saugrohreinspritzung, welcher vor dem Öffnen der Einlassventile des Zylinders durchgeführt wird, wird auch als vorgelagerte Einspritzung bezeichnet. Der Teil der Saugrohreinspritzung, der bei geöffneten Einlassventilen durchgeführt wird, wird auch als saugsynchrone Einspritzung bezeichnet.
-
Vorteilhaft bei der Erfindung ist, dass die Vorteile der Direkteinspritzung bei hoher Last und im Instationärbetrieb genutzt werden können, sodass sich durch die Direkteinspritzung eine vorteilhafte Innenkühlung, eine verbesserte Füllung und eine reduzierte Klopfneigung realisieren lassen. Die Vorteile der Saugrohreinspritzung wie beispielsweise Verbrauchsreduzierung durch Entdrosselung und Verringerung von Partikelemissionen können in den übrigen Kennfeldbereichen genutzt werden. Dabei können erhöhte Emissionen bei niedrigen Betriebstemperaturen durch eine verbesserte Gemischaufbereitung vermieden werden. Im realen Fahrbetrieb können Abgasgrenzwerte eingehalten werden, und eine übermäßige Verdünnung von Motoröl kann vermieden werden, da eine übermäßige Wandbenetzung vermieden werden kann.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Diagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
-
Anhand der einzigen Fig. wird im Folgenden ein Verfahren zum Betreiben einer vorzugsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, beschrieben. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen Zylinder auf, in welchem ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Der Kolben ist dabei zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt translatorisch bewegbar, wobei der jeweilige obere Totpunkt auch als OT bezeichnet wird. Der Kolben ist über ein Pleuel gelenkig mit einer insbesondere als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle verbunden, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umgewandelt werden. Dabei zeigt die Fig. ein Diagramm, auf dessen Abszisse 10 Grad Kurbelwinkel vor OT, insbesondere vor ZOT (oberer Zündtotpunkt), aufgetragen sind. Auf der Ordinate 12 des in der Fig. gezeigten Diagramms ist der in dem Zylinder herrschende Druck insbesondere in der Einheit Bar aufgetragen. Aus der Fig. ist erkennbar, dass ein jeweiliges Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine genau zwei vollständige Umdrehungen der Kurbelwelle und somit 720 Kurbelwinkel umfasst. Ein in das Diagramm eingetragener Verlauf 14 veranschaulicht den in dem Zylinder herrschenden Druck über Grad Kurbelwinkel vor OT.
-
Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine wird mittels eines ersten Injektors ein flüssiger Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in deren befeuerten Betrieb direkt in den Zylinder eingespritzt. Außerdem wird innerhalb des Arbeitsspiels mittels eines zweiten Injektors der Kraftstoff in ein dem Zylinder zugeordnetes Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt. Dies bedeutet, dass mittels des ersten Injektors eine in der Fig. mit 16 bezeichnete Direkteinspritzung durchgeführt wird, welche auch als Kraftstoffdirekteinspritzung bezeichnet wird. Bei der Direkteinspritzung wird wenigstens oder genau eine erste Menge des Kraftstoffes in den Zylinder direkt eingespritzt. Mittels des zweiten Injektors wird eine in der Fig. mit 18 bezeichnete Saugrohreinspritzung durchgeführt, welche auch als Kraftstoffsaugrohreinspritzung bezeichnet wird. Im Rahmen der Saugrohreinspritzung wird der Kraftstoff an einer Stelle eingespritzt, welche stromauf des Zylinders und insbesondere stromauf von dem Zylinder zugeordneten Einlassventilen eingespritzt wird. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als Ottomotor, ausgebildet, sodass der Kraftstoff vorzugsweise ein Ottokraftstoff beziehungsweise Benzin ist.
-
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist die Saugrohreinspritzung 18 als eine Mehrfacheinspritzung ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Einspritzen des Kraftstoffes in das Saugrohr mittels des zweiten Injektors als eine Mehrfacheinspritzung durchgeführt wird, welche wenigstens oder genau zwei zeitlich aufeinander folgende und voneinander beabstandete Einzeleinspritzungen 20 und 22 aufweist. Die jeweilige Einzeleinspritzung 20 beziehungsweise 22 wird auch als Einspritzvorgang bezeichnet, in deren Rahmen vorzugsweise genau eine jeweilige Menge des Kraftstoffes in das Saugrohr mittels des zweiten Injektors eingespritzt wird. Somit wird beispielsweise bei der Einzeleinspritzung 20 eine zweite Menge des Kraftstoffes in das Saugrohr eingespritzt, wobei beispielsweise bei der Einzeleinspritzung 22 eine dritte Menge des Kraftstoffes in das Saugrohr eingespritzt wird. Da auf der Abszisse 10 Grad Kurbelwinkel vor OT aufgetragen sind, wird beispielsweise die Einzeleinspritzung 20 innerhalb des Arbeitsspiels zeitlich vor der Einzeleinspritzung 22 durchgeführt. Ferner wird beispielsweise die Direkteinspritzung 16 zeitlich nach der Einzeleinspritzung 22 durchgeführt.
-
Aus der Fig. ist besonders gut erkennbar, dass die Mehrfacheinspritzung teilweise vor einem Öffnen der Einlassventile des Zylinders und teilweise nach dem Öffnen der Einlassventile und somit, während die Einlassventile geöffnet sind, durchgeführt wird. Weiterhin denkbar ist es, dass die Direkteinspritzung 16 ebenfalls getaktet und somit als Mehrfacheinspritzung durchgeführt wird, sodass beispielsweise auch die Direkteinspritzung 16 zwei oder demgegenüber mehr Einzeleinspritzungen innerhalb des Arbeitsspiels aufweist. Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der erste Injektor als elektromagnetisch betätigtes Mehrlochventil oder als piezoelektrisch betätigtes, nach außen öffnendes Einspritzventil ausgebildet ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Abszisse
- 12
- Ordinate
- 14
- Verlauf
- 16
- Direkteinspritzung
- 18
- Saugrohreinspritzung
- 20
- Einzeleinspritzung
- 22
- Einzeleinspritzung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102015219042 A1 [0002]
- DE 10360644 A1 [0003]
- EP 1869305 B1 [0004]
