DE102018004145A1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102018004145A1
DE102018004145A1 DE102018004145.0A DE102018004145A DE102018004145A1 DE 102018004145 A1 DE102018004145 A1 DE 102018004145A1 DE 102018004145 A DE102018004145 A DE 102018004145A DE 102018004145 A1 DE102018004145 A1 DE 102018004145A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
subset
internal combustion
combustion engine
cylinder interior
fuel
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.)
Withdrawn
Application number
DE102018004145.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Roessler
Markus Schilling
Frank Otto
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler 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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102018004145.0A priority Critical patent/DE102018004145A1/en
Publication of DE102018004145A1 publication Critical patent/DE102018004145A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F02D41/02Circuit 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3094Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401Controlling injection timing
    • 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)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere 4-Takt-Verbrennungskraftmaschine, in einem Katalysatorheizbetrieb, bei welchem wenigstens einem Zylinderinnenraum der Verbrennungskraftmaschine über zumindest einen Ansaugkanal der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Luft zusammen mit einer Kraftstoffmenge in dem wenigstens einen Zylinderinnenraum unter Bildung von Abgas umgesetzt wird und das Abgas über zumindest einen Auslasskanal der Verbrennungskraftmaschine wenigstens einem Abgaskatalysator der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, um den wenigstens einen Abgaskatalysator auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuheizen. Eine erste Teilmenge (10) der Kraftstoffmenge wird über den zumindest einen Ansaugkanal in den Zylinderinnenraum und eine zweite Teilmenge (20) der Kraftstoffmenge direkt in den Zylinderinnenraum eingeleitet.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular 4-stroke internal combustion engine, in a Katalysatorheizbetrieb in which at least one cylinder interior of the internal combustion engine via at least one intake passage of the internal combustion engine supplied air together with an amount of fuel in the at least one cylinder interior to form exhaust gas and the exhaust gas is supplied via at least one exhaust passage of the internal combustion engine at least one exhaust gas catalyst of the internal combustion engine to heat the at least one exhaust gas catalyst to a predetermined operating temperature. A first subset (10) of the amount of fuel is introduced via the at least one intake passage into the cylinder interior and a second subset (20) of the amount of fuel directly into the cylinder interior.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Vier-Takt-Verbrennungsmaschine, in einem Katalysatorheizbetrieb, bei welchem wenigstens einem Zylinderinnenraum der Verbrennungskraftmaschine über zumindest einen Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Luft zusammen mit einer Kraftstoffmenge in dem wenigstens einen Zylinderraum unter Bildung von Abgas umgesetzt wird und das Abgas über zumindest einen Auslasskanal der Verbrennungskraftmaschine wenigstens einem Abgaskatalysator der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, um den wenigstens einen Abgaskatalysator auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuheizen.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular four-stroke internal combustion engine, in a Katalysatorheizbetrieb, wherein at least one cylinder interior of the internal combustion engine via at least one intake tract of the internal combustion engine supplied air together with an amount of fuel in the at least one cylinder chamber to form exhaust gas and the exhaust gas is supplied via at least one exhaust passage of the internal combustion engine at least one exhaust gas catalyst of the internal combustion engine to heat the at least one exhaust gas catalyst to a predetermined operating temperature.

Nach einem Kaltstart, also bei kalten Zylinderinnenräumen, welche auch als Brennräume bezeichnet werden können, emittieren Verbrennungskraftmaschinen besonders große Mengen an Schadstoffen, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe (HC) sowie Kohlenmonoxid (CO). Um jeweilige, vom Gesetzgeber vorgeschriebene Emissionsgrenzwerte einzuhalten, wird ein Betrieb der Verbrennungskraftmaschine angestrebt, bei welchem ein Abgaskatalysator nach dem Kaltstart möglichst schnell auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei welcher eine ausreichende Konvertierung der Schadstoffe ermöglicht ist. Diese Temperatur wird auch als sogenannte Light-off-Temperatur bezeichnet.After a cold start, ie in cold cylinder interiors, which can also be referred to as combustion chambers, internal combustion engines emit particularly large amounts of pollutants, such as hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO). In order to comply with respective prescribed by the legislature emission limits, an operation of the internal combustion engine is sought, in which an exhaust gas catalyst is heated as soon as possible after the cold start to a temperature at which a sufficient conversion of pollutants is possible. This temperature is also referred to as so-called light-off temperature.

Um ein möglichst zügiges Aufheizen des Abgaskatalysators auf die Light-off-Temperatur zu erzielen, werden Verbrennungskraftmaschinen häufig bei Luftmangel, also bei einer sogenannten unterstöchiometrischen Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches betrieben um beispielsweise eine zuverlässige Entflammung des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu gewährleisten. Als weitere Maßnahme zur Beschleunigung des Aufheizens des Abgaskatalysators ist eine sogenannte Sekundärlufteinblasung bekannt, durch welche eine Nachoxidation des infolge der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erzeugten Abgases im Auslasskanal oder im Abgaskatalysator bewirkt werden kann. Nachteilig an den bekannten Maßnahmen ist jedoch ein erhöhter Kraftstoffverbrauch aufgrund des unterstöchiometrischen (fetten) Kraftstoff-Luft-Gemisches sowie verschiedene, aufwendige konstruktive Maßnahmen im Zusammenhang mit der Sekundärlufteinblasung.In order to achieve the fastest possible heating of the catalytic converter to the light-off temperature, internal combustion engines are often operated in air deficiency, ie in a so-called substoichiometric combustion of a fuel-air mixture to ensure, for example, a reliable ignition of the fuel-air mixture. As a further measure for accelerating the heating of the catalytic converter, a so-called secondary air injection is known, by which a post-oxidation of the exhaust gas generated as a result of the combustion of the fuel-air mixture in the exhaust duct or in the catalytic converter can be effected. A disadvantage of the known measures, however, is an increased fuel consumption due to the substoichiometric (rich) fuel-air mixture and various complex design measures in connection with the secondary air injection.

Um derartige Nachteile zu vermeiden, schlägt die DE 10 2004 017 988 A1 ein Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung nach dem Kaltstart vor. Es erfolgt eine Voreinspritzung einer ersten Kraftstoffmenge in einem Ansaughub der Brennkraftmaschine, durch welche ein homogenes, mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch gebildet wird. Anschließend erfolgt eine Haupteinspritzung einer zweiten Kraftstoffmenge in einem Arbeitshub der Brennkraftmaschine unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt in den Brennraum, mit welcher im Bereich einer Zündkerze ein geschichtetes, fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch gebildet wird, wobei die Haupteinspritzung als Mehrfacheinspritzung mit mehreren Schichteinspritzungen in zeitlich kurzer Abfolge durchgeführt wird.To avoid such disadvantages, proposes the DE 10 2004 017 988 A1 a method for operating a spark-ignition internal combustion engine with direct fuel injection after the cold start. There is a pre-injection of a first amount of fuel in an intake stroke of the internal combustion engine, by which a homogeneous, lean fuel-air mixture is formed. Subsequently, a main injection of a second amount of fuel takes place in a working stroke of the internal combustion engine immediately before the ignition in the combustion chamber, with which in the region of a spark plug a stratified, rich fuel-air mixture is formed, the main injection as a multiple injection with multiple layer injections in short time sequence is carried out.

Darüber hinaus ist es bekannt, bei Verbrennungskraftmaschinen mit Direkteinspritzung während eines Katalysatorheizbetriebs eine Aufteilung in eine frühe Einspritzung des Kraftstoffs während eines Saughubes und zusätzlich oder alternativ eines Kompressionshubes eines Kolbens der Verbrennungskraftmaschine und eine späte Einspritzung kurz vor oder während einer Zündung (Fremdzündung) durchzuführen.Moreover, in direct injection internal combustion engines during a catalyst heating operation, it is known to split into early injection of the fuel during a suction stroke and additionally or alternatively a compression stroke of a piston of the internal combustion engine and a late injection just before or during ignition (spark ignition).

Mit Hybridantrieben eingesetzte Verbrennungskraftmaschinen, welche beispielsweise in sogenannten Plug-In-Hybridkraftwagen zum Einsatz kommen, arbeiten im Vergleich zu einem Betrieb in einem konventionellen, rein verbrennungsmotorischen Antrieb aufgrund einer Prinzip bedingt reduzierten Betriebszeit häufig bei deutlich niedrigeren Betriebstemperaturen, insbesondere niedrigeren mittleren Betriebstemperaturen. Dies resultiert in schlechteren Bedingungen für die Gemischbildung, also für die Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, was in der Folge zu erhöhten Schadstoffemissionen und einer Verdünnung eines Motoröls durch Kraftstoff führen kann. Von der Verdünnung des Motoröls, welche auch als Schmierölverdünnung bezeichnet werden kann, sind vor allem Verbrennungskraftmaschinen betroffen, in deren Zylinderinnenräume (Brennräume) Kraftstoff direkt eingespritzt wird. Derartige Verbrennungskraftmaschinen werden auch als direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschinen bezeichnet.Combustion engines used with hybrid drives, which are used, for example, in so-called plug-in hybrid motor vehicles, often operate at significantly lower operating temperatures, in particular lower average operating temperatures, compared to operation in a conventional, purely internal combustion engine drive due to a principle reduced operating time. This results in worse conditions for mixture formation, ie for the preparation of the fuel-air mixture, which can result in increased pollutant emissions and a dilution of an engine oil by fuel as a result. Of the dilution of the engine oil, which can also be referred to as Schmierölverdünnung, especially internal combustion engines are affected in the cylinder interiors (combustion chambers) fuel is injected directly. Such internal combustion engines are also referred to as direct-injection internal combustion engines.

Zur Verbesserung der Gemischbildung ist aus der DE 10 2015 219 042 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors bekannt, bei welchem eine Direkteinspritzung von Kraftstoff über ein erstes Einspritzventil und eine Saugrohreinspritzung von Kraftstoff über ein zweites Einspritzventil erfolgt. Nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors erfolgt dabei eine hundertprozentige Saugrohreinspritzung, um alle Anforderungen an die Gemischbildung und das Abgas zu erfüllen.To improve the mixture formation is from the DE 10 2015 219 042 A1 a method for operating an internal combustion engine is known in which a direct injection of fuel via a first injection valve and a port injection of fuel via a second injection valve. After a cold start of the internal combustion engine is doing a hundred percent intake manifold injection to meet all requirements for mixture formation and the exhaust gas.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches auch bei einem häufig unterbrochenen Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine ein schnelles Aufheizen eines Abgaskatalysators auf dessen Betriebstemperatur erreicht werden kann.Object of the present invention is to provide a method of the type mentioned, by which even at a frequently interrupted operation of an internal combustion engine, a rapid heating of a catalytic converter can be achieved on the operating temperature.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Vier-Takt-Verbrennungskraftmaschine, in einem Katalysatorheizbetrieb, aus, bei welchem wenigstens einem Zylinderinnenraum der Verbrennungskraftmaschine über zumindest einen Ansaugkanal der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Luft zusammen mit einer Kraftstoffmenge in dem wenigstens einen Zylinderinnenraum unter Bildung von Abgas umgesetzt wird und das Abgas über zumindest einen Auslasskanal der Verbrennungskraftmaschine wenigstens einem Abgaskatalysator der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, um den wenigstens einen Abgaskatalysator auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuheizen. Der Zylinderinnenraum kann allgemein auch als Brennraum bezeichnet werden, in welchem ein Gemisch aus der Luft und der Kraftstoffmenge umgesetzt, also mit anderen Worten verbrannt wird. Die Betriebstemperatur kann auch als Light-off-Temperatur bezeichnet werden.The invention is based on a method for operating an internal combustion engine, in particular a four-cycle internal combustion engine, in a catalyst heating operation in which at least one cylinder interior of the internal combustion engine is supplied with air via at least one intake duct of the internal combustion engine together with an amount of fuel in the at least one cylinder interior is converted by exhaust gas and the exhaust gas is supplied via at least one exhaust passage of the internal combustion engine at least one exhaust gas catalyst of the internal combustion engine to heat the at least one exhaust gas catalyst to a predetermined operating temperature. The cylinder interior can generally also be referred to as a combustion chamber, in which a mixture of the air and the amount of fuel is converted, that is burned in other words. The operating temperature can also be referred to as the light-off temperature.

Um auch bei einem häufig unterbrochenen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ein schnelles Aufheizen des Abgaskatalysators auf dessen Betriebstemperatur zu erreichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine erste Teilmenge der Kraftstoffmenge über den zumindest einen Ansaugkanal in den Zylinderinnenraum und eine zweite Teilmenge der Kraftstoffmenge direkt in den Zylinderinnenraum eingeleitet wird. Dies ist von Vorteil, da dadurch das Einleiten der ersten Teilmenge in den Ansaugkanal, bei welchem es sich um ein Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine handeln kann, eine gute Homogenisierung eines Gemisches aus der Luft und der ersten Teilmenge erzielt werden kann, wobei ein Eintrag von Kraftstoff in eine Motorölmenge der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden kann. Die zweite Teilmenge der Kraftstoffmenge wird direkt in den Zylinderraum eingeleitet, wodurch besonders gute Bedingungen für das Umsetzen, also mit anderen Worten eine Entflammung des Gemisches aus der zweiten Teilmenge und der Luft und damit auch für die Entflammung der (gesamten) Kraftstoffmenge und der Luft bereitgestellt ist. Durch das direkte Einleiten der zweiten Teilmenge in den Zylinderinnenraum können in diesem erhöhte Turbulenzen erzeugt werden, was zu einer schnelleren und vollständigeren Verbrennung des Gemisches aus der Kraftstoffmenge und Luft und damit einhergehend zu einem schnelleren Aufheizen des Abgaskatalysators auf dessen vorbestimmte Betriebstemperatur führen kann.In order to achieve a rapid heating of the catalytic converter to its operating temperature even with a frequently interrupted operation of the internal combustion engine, it is provided according to the invention that a first subset of the amount of fuel via the at least one intake into the cylinder interior and a second subset of the amount of fuel introduced directly into the cylinder interior becomes. This is advantageous since, as a result, the introduction of the first subset into the intake passage, which may be a suction pipe of the internal combustion engine, a good homogenization of a mixture of the air and the first subset can be achieved, with an entry of fuel in an engine oil amount of the internal combustion engine can be kept particularly low. The second subset of the amount of fuel is introduced directly into the cylinder chamber, whereby particularly good conditions for the implementation, in other words a fire of the mixture of the second subset and the air and thus provided for the ignition of the (total) amount of fuel and the air is. By direct introduction of the second subset in the cylinder interior can be generated in this increased turbulence, which can lead to a faster and more complete combustion of the mixture of the amount of fuel and air and, consequently, to a faster heating of the catalytic converter to its predetermined operating temperature.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). 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.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing (s). The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Figur ein Diagramm, welches jeweilige Einspritzintervalle einer ersten Teilmenge einer Kraftstoffmenge sowie einer zweiten Teilmenge einer Kraftstoffmenge bei einem Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine in einem Katalysatorheizbetrieb über einem Kurbelwinkelverlauf zeigt.The single FIGURE shows a diagram which shows respective injection intervals of a first subset of a fuel quantity and a second subset of a fuel quantity in a method for operating an internal combustion engine in a Katalysatorheizbetrieb over a crank angle curve.

Die einzige Figur zeigt ein Diagramm, in welchem ein Auslassventilhubverlauf AH eines als Auslassventil ausgebildeten Gaswechselventils sowie einen Einlassventilhubverlauf EH eines, als Einlassventil ausgebildeten Gaswechselventils einer hier nicht weiter dargestellten, als Vier-Takt-Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine über einem Kurbelwinkelverlauf [°KW] zeigt. Darüber hinaus ist ein Zylinderdruckverlauf pz, welcher sich beim vorliegenden Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in einem Katalysatorheizbetrieb qualitativ einstellt, aufgetragen. In dem Katalysatorheizbetrieb wird wenigstens einem Zylinderinnenraum der Verbrennungskraftmaschine über zumindest einen Ansaugkanal der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Luft zusammen mit einer Kraftstoffmenge in dem wenigstens einen Zylinderinnenraum unter Bildung von Abgas umgesetzt und das Abgas über zumindest einen Auslasskanal der Verbrennungskraftmaschine wenigstens einem Abgaskatalysator der Verbrennungskraftmaschine zugeführt, um den wenigstens einen Abgaskatalysator auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur (Light-off-Temperatur) aufzuheizen. Dabei wird eine erste Teilmenge 10 der Kraftstoffmenge über den zumindest einen Ansaugkanal in den Zylinderinnenraum und eine zweite Teilmenge 20 der Kraftstoffmenge direkt in den Zylinderinnenraum eingeleitet.The single figure shows a diagram in which an exhaust valve lift course AH a gas exchange valve designed as an outlet valve and an inlet valve lift course EH one, designed as an inlet valve gas exchange valve of a not further illustrated here, designed as a four-stroke internal combustion engine internal combustion engine over a crank angle curve [° KW] shows. In addition, a cylinder pressure curve pz , which is qualitatively adjusted in the present operation of the internal combustion engine in a Katalysatorheizbetrieb applied. In the catalytic converter heating operation, at least one cylinder interior of the internal combustion engine is supplied with at least one intake passage of the internal combustion engine together with an amount of fuel in the at least one cylinder interior to form exhaust gas and the exhaust gas is supplied via at least one exhaust passage of the internal combustion engine at least one exhaust gas catalyst of the internal combustion engine to the at least to heat a catalytic converter to a predetermined operating temperature (light-off temperature). This will be a first subset 10 the amount of fuel through the at least one intake passage into the cylinder interior and a second subset 20 the amount of fuel introduced directly into the cylinder interior.

Die erste Teilmenge 10 wird zeitlich vor einem Verdichtungstakt 40 und vor der zweiten Teilmenge 20 eingeleitet, wodurch eine besonders günstige Homogenisierung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches aus der ersten Teilmenge und der Luft bereits im Ansaugkanal erreicht werden kann. Neben dem Verdichtungstakt 40 sind in dem Diagramm auch ein Ansaugtakt 30, ein Expansionstakt 50 sowie ein Ausschiebetakt 60, also mit anderen Worten sämtliche Arbeitstakte der Verbrennungskraftmaschine qualitativ angegeben.The first subset 10 is timed before a compression stroke 40 and before the second subset 20 initiated, whereby a particularly favorable homogenization of a fuel-air mixture from the first subset and the air can be achieved already in the intake. In addition to the compression stroke 40 are in the diagram also an intake stroke 30 , an expansion stroke 50 and a Ausschiebetakt 60 So with others Words all work cycles of the internal combustion engine specified qualitatively.

Die zweite Teilmenge 20 wird vorliegend als Zündeinspritzung in den Zylinderinnenraum eingeleitet. Mit anderen Worten erfolgt die Einleitung der zweiten Teilmenge 20 in den Zylinderinnenraum als Zündeinspritzung. Mittels der Zündeinspritzung können an einer Zündkerze der Verbrennungskraftmaschine zum Zeitpunkt einer Zündung 70 (Zündzeitpunkt) besonders gute Bedingungen für eine Entflammung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bereitgestellt werden.The second subset 20 is introduced in the present case as an ignition injection into the cylinder interior. In other words, the introduction of the second subset takes place 20 in the cylinder interior as ignition injection. By means of the ignition injection can at a spark plug of the internal combustion engine at the time of ignition 70 (Ignition) particularly good conditions for a fire of the fuel-air mixture are provided.

Die Zündung 70 der Kraftstoffmenge erfolgt während die zweite Teilmenge 20 in den Zylinderinnenraum eingeleitet wird. Dadurch kann eine besonders zügige Entflammung des Kraftstoff-Luft-Gemisches noch während des Einleitens der zweiten Teilmenge 20 in den Zylinderinnenraum erzielt werden. Dadurch ist das Verfahren auch bei höheren Drehzahlen einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine einsetzbar, um das Aufheizen des Abgaskatalysators auf die Betriebstemperatur zu bewirken.The ignition 70 the amount of fuel is during the second subset 20 is introduced into the cylinder interior. As a result, a particularly rapid ignition of the fuel-air mixture still during the introduction of the second subset 20 be achieved in the cylinder interior. As a result, the method can also be used at higher rotational speeds of a crankshaft of the internal combustion engine in order to bring about the heating of the exhaust gas catalytic converter to the operating temperature.

Die zweite Teilmenge 20 wird vorliegend nach einem oberen Zünd-Totpunkt ZOT eines den Zylinderinnenraum zumindest bereichsweise begrenzenden, hier nicht weiter dargestellten Kolbens der Verbrennungskraftmaschine in den Zylinderinnenraum eingeleitet und die Kraftstoffmenge nach dem oberen Zünd-Totpunkt ZOT infolge der Zündung 70 entflammt wird. Dadurch ergibt sich trotz des Katalysatorheizbetriebs eine vergleichsweise günstige Verbrennungsschwerpunktlage. Neben dem oberen Zünd-Totpunkt ZOT des Kolbens sind in dem Diagramm jeweilige untere Totpunkte UT des Kolbens sowie ein oberer Ladungswechsel-Totpunkt LW-OT des Kolbens aufgetragen. The second subset 20 is present after an upper ignition dead center ZOT a cylinder interior at least partially limiting, not shown here piston of the internal combustion engine introduced into the cylinder interior and the fuel quantity after the upper ignition dead center ZOT as a result of ignition 70 is inflamed. This results in spite of the Katalysatorheizbetriebs a comparatively favorable focus of combustion. Next to the upper ignition dead center ZOT of the piston are respective bottom dead centers in the diagram UT of the piston and an upper charge exchange dead center LW-OT applied to the piston.

Bevorzugt wird die erste Teilmenge 10 durch ein erstes elektromagnetisch betätigbares Mehrlochventil über den zumindest einen Ansaugkanal in den Zylinderinnenraum eingeleitet. Dies ermöglicht eine besonders bedarfsgerechte Dosierung der ersten Teilmenge 10. Die erste Teilmenge 10 wird vorliegend mit einem ersten Kraftstoffdruck zwischen 5 bar und 10 bar in den zumindest einen Ansaugkanal eingespritzt, wodurch eine besonders günstige Homogenisierung des Gemisches aus der ersten Teilmenge 10 und der in den Ansaugkanal befindlichen Luft erzielt wird.The first subset is preferred 10 introduced through a first electromagnetically actuated multi-hole valve via the at least one intake passage into the cylinder interior. This allows a particularly appropriate dosage of the first subset 10 , The first subset 10 is injected in the present case with a first fuel pressure between 5 bar and 10 bar in the at least one intake passage, whereby a particularly favorable homogenization of the mixture from the first subset 10 and the air in the intake passage is achieved.

Die zweite Teilmenge 20 wird vorliegend durch ein zweites elektromagnetisch betätigbares Mehrlochventil oder alternativ dazu durch ein piezoelektrisch betätigbares, nach außen hin öffnendes Ringspaltventil in den Zylinderinnenraum eingeleitet. Dies ermöglicht eine besonders bedarfsgerechte Dosierung der zweiten Teilmenge 20. Unter dem Ausdruck „nach außen hin öffnend“ ist zu verstehen, dass das Ringspaltventil in Richtung einer Umgebung des Ringspaltventils hin öffnend ausgebildet ist.The second subset 20 is introduced in the present case by a second electromagnetically actuated multi-hole valve or alternatively by a piezoelectrically operable, outwardly opening annular gap valve in the cylinder interior. This allows a particularly appropriate dosage of the second subset 20 , The expression "opening outwards" means that the annular gap valve is designed to open in the direction of an environment of the annular gap valve.

Die zweite Teilmenge 20 kann bevorzugt mit einem zweiten Kraftstoffdruck, welcher größer als 200 bar ist, in den Zylinderinnenraum eingespritzt werden. Dies ermöglicht einen besonders günstigen Strahlaufbruch eines aus der zweiten Teilmenge 20 gebildeten Kraftstoffstrahls.The second subset 20 may preferably be injected into the cylinder interior with a second fuel pressure which is greater than 200 bar. This allows a particularly favorable jet break one of the second subset 20 formed fuel jet.

Bei dem Verfahren kann die zweite Teilmenge 20 in vorteilhafter Weise durch das zweite elektromagnetisch betätigbare Mehrlochventil oder alternativ dazu durch das piezoelektrisch betätigbare Ringspaltventil zentral in den Zylinderinnenraum eingespritzt werden, wodurch beispielsweise eine Benetzung des Kolbens bzw. eine Benetzung von den Zylinderinnenraum begrenzenden Zylinderwänden und damit eine Schmierölverdünnung (Eintrag von Kraftstoff in das Motoröl) vermieden werden kann.In the method, the second subset 20 be injected by the second electromagnetically actuated multi-hole valve or alternatively by the piezoelectrically actuated annular gap valve centrally in the cylinder interior, whereby, for example, a wetting of the piston or a wetting of the cylinder interior bounding cylinder walls and thus a Schmierölverdünnung (entry of fuel into the engine oil ) can be avoided.

Insgesamt wird bei dem Verfahren eine Direkteinspritzung der zweiten Teilmenge 20 mit einer Einspritzung der ersten Teilmenge 10 in den Ansaugkanal, bei welchem es sich um ein Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine handeln kann, kombiniert. Im Katalysatorheizbetrieb wird die insgesamt, aus der ersten Teilmenge 10 und der zweiten Teilmenge 20 bestehende Kraftstoffmenge also in die Einspritzung in den Ansaugkanal sowie in die Direkteinspritzung aufgeteilt. Die Einspritzung der ersten Teilmenge 10, welche auch als erste Einspritzung bezeichnet werden kann, erfolgt bei dem Verfahren vor dem Verdichtungstakt 40, welcher auch als Kompressionsphase bezeichnet werden kann. Die Einspritzung der zweiten Teilmenge 20, welche auch als zweite Einspritzung bezeichnet werden kann, erfolgt direkt in den Zylinderinnenraum (Brennraum) kurz vor oder während der Zündung 70, welche vorliegend nach dem oberen Zünd-Totpunkt ZOT erfolgt (Zündeinspritzung).Overall, in the method, a direct injection of the second subset 20 with an injection of the first subset 10 in the intake passage, which may be a suction pipe of the internal combustion engine combined. In Katalysatorheizbetrieb is the total, from the first subset 10 and the second subset 20 existing fuel quantity thus divided into the injection into the intake port and in the direct injection. The injection of the first subset 10 , which can also be referred to as the first injection, takes place in the method before the compression stroke 40 , which can also be referred to as the compression phase. The injection of the second subset 20 , which can also be referred to as the second injection, takes place directly in the cylinder interior (combustion chamber) shortly before or during ignition 70 , which in this case after the top ignition dead center ZOT takes place (ignition injection).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
erste Teilmengefirst subset
2020
zweite Teilmengesecond subset
3030
Ansaugtaktintake
4040
Verdichtungstaktcompression stroke
5050
Expansionstaktexpansion stroke
6060
Ausschiebetaktexhaust stroke
7070
Zündungignition
AHAH
AuslassventilhubverlaufAuslassventilhubverlauf
EHEH
EinlassventilhubverlaufEinlassventilhubverlauf
LW-OTLW-OT
oberer Landungswechsel-TotpunktUpper landing change dead center
pz pz
ZylinderdruckverlaufCylinder pressure curve
UTUT
unterer Totpunktbottom dead center
ZOTZOT
oberer Zünd-Totpunktupper ignition dead center

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 102004017988 A1 [0004]DE 102004017988 A1 [0004]
  • DE 102015219042 A1 [0007]DE 102015219042 A1 [0007]

Claims (8)

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere 4-Takt-Verbrennungskraftmaschine, in einem Katalysatorheizbetrieb, bei welchem wenigstens einem Zylinderinnenraum der Verbrennungskraftmaschine über zumindest einen Ansaugkanal der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Luft zusammen mit einer Kraftstoffmenge in dem wenigstens einen Zylinderinnenraum unter Bildung von Abgas umgesetzt wird und das Abgas über zumindest einen Auslasskanal der Verbrennungskraftmaschine wenigstens einem Abgaskatalysator der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, um den wenigstens einen Abgaskatalysator auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuheizen, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Teilmenge (10) der Kraftstoffmenge über den zumindest einen Ansaugkanal in den Zylinderinnenraum und eine zweite Teilmenge (20) der Kraftstoffmenge direkt in den Zylinderinnenraum eingeleitet wird.Method for operating an internal combustion engine, in particular 4-stroke internal combustion engine, in a Katalysatorheizbetrieb, wherein at least one cylinder interior of the internal combustion engine via at least one intake passage of the internal combustion engine supplied air is reacted together with an amount of fuel in the at least one cylinder interior to form exhaust gas and the exhaust gas is supplied to at least one exhaust gas catalyst of the internal combustion engine via at least one exhaust passage of the internal combustion engine to heat the at least one catalytic converter to a predetermined operating temperature, characterized in that a first subset (10) of the amount of fuel via the at least one intake passage into the cylinder interior and a second subset ( 20) of the amount of fuel is introduced directly into the cylinder interior. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilmenge (10) zeitlich vor einem Verdichtungstakt (40) und vor der zweiten Teilmenge (20) eingeleitet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the first subset (10) is introduced in time before a compression stroke (40) and before the second subset (20). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilmenge (20) als Zündeinspritzung in den Zylinderinnenraum eingeleitet wird.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the second subset (20) is initiated as an ignition injection in the cylinder interior. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündung (70) der Kraftstoffmenge erfolgt, während die zweite Teilmenge (20) in den Zylinderinnenraum eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an ignition (70) of the amount of fuel takes place while the second subset (20) is introduced into the cylinder interior. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilmenge (20) nach einem oberen Zünd-Totpunkt (ZOT) in den Zylinderinnenraum eingeleitet und die Kraftstoffmenge nach dem oberen Zünd-Totpunkt (ZOT) infolge der Zündung (70) entflammt wird.Method according to Claim 4 , characterized in that the second subset (20) initiated after an upper ignition dead center (ZOT) in the cylinder interior and the fuel quantity after the upper ignition dead center (ZOT) due to the ignition (70) is inflamed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilmenge (10) durch ein erstes elektromagnetisch betätigbares Mehrlochventil über den zumindest einen Ansaugkanal in den Zylinderinnenraum eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first subset (10) is introduced via a first electromagnetically actuable multi-hole valve via the at least one intake passage into the cylinder interior. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilmenge (20) durch ein zweites elektromagnetisch betätigbares Mehrlochventil oder durch ein piezoelektrisch betätigbares, nach außen hin öffnendes Ringspaltventil in den Zylinderinnenraum eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second subset (20) by a second electromagnetically actuated multi-hole valve or by a piezoelectrically actuated, outwardly opening annular gap valve is introduced into the cylinder interior. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilmenge (20) durch das zweite elektromagnetisch betätigbare Mehrlochventil oder durch das piezoelektrisch betätigbare Ringspaltventil zentral in den Zylinderinnenraum eingespritzt wird.Method according to Claim 7 , characterized in that the second subset (20) is injected centrally into the cylinder interior by the second electromagnetically operable multi-hole valve or by the piezoelectrically operable annular gap valve.
DE102018004145.0A 2018-05-24 2018-05-24 Method for operating an internal combustion engine Withdrawn DE102018004145A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018004145.0A DE102018004145A1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 Method for operating an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018004145.0A DE102018004145A1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 Method for operating an internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018004145A1 true DE102018004145A1 (en) 2019-11-28

Family

ID=68499063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018004145.0A Withdrawn DE102018004145A1 (en) 2018-05-24 2018-05-24 Method for operating an internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018004145A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11773802B2 (en) * 2021-10-14 2023-10-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
DE102023003560A1 (en) 2022-09-09 2024-03-14 Mercedes-Benz Group AG An emissions tax system for a vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11773802B2 (en) * 2021-10-14 2023-10-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
DE102023003560A1 (en) 2022-09-09 2024-03-14 Mercedes-Benz Group AG An emissions tax system for a vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69631429T2 (en) BRAKE ENGINE WITH SEVERAL STAGES
DE102011105907B4 (en) Diesel engine, method of controlling and regulating the diesel engine and computer program product
DE102006035139B4 (en) Method for cold-running operation of a spark-ignition internal combustion engine
DE102014200057A1 (en) A method of reducing particulate emissions from a spark-ignition internal combustion engine
DE102016221847A1 (en) Method for operating an internal combustion engine after a cold start
DE102018000706A1 (en) Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle
DE102013209236A1 (en) MOTOR SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING A MOTOR WITH DIRECT INJECTION
DE112012001064T5 (en) Methods and systems for a motor
DE102010011681A1 (en) Internal combustion engine and associated operating method
EP0864734B1 (en) Method of feeding fuel into the combustion chamber of a direct injection spark ignited engine
DE102020000353B4 (en) Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle
DE102018004145A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102018212917A1 (en) Internal combustion engine
DE102014010714A1 (en) combustion process
DE102021126450A1 (en) PRE-COMBUSTION CHAMBER FOR AN INTERNAL ENGINE
DE102017210749A1 (en) Method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and internal combustion engine
DE102015204505A1 (en) Method for operating a spark-ignited, direct-injection internal combustion engine and spark-ignited, direct-injection internal combustion engine
DE102005013174B4 (en) Method for operating an internal combustion engine with direct fuel injection
DE10315476B4 (en) Method for heating exhaust aftertreatment systems
DE112006002274T5 (en) Motorized control strategy
DE10203750A1 (en) Four-stroke engine with direct injection involves injecting additional fuel as de-coker during inlet and outlet valve overlap phase over crank cycle.
DE102021119337A1 (en) Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine
DE102022124798A1 (en) Internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment unit and method for operating an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment unit
DE102020003435A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102021132390A1 (en) Method for operating an internal combustion engine system, internal combustion engine system and motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee