DE102018203935A1

DE102018203935A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102018203935A1
Application number: DE102018203935.6A
Authority: DE
Inventors: Florian Zink; Sebastian Hemminger; Stefan Tschackert
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2019-05-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei zum Einleiten einer Zylinderabschaltung mindestens eines Zylinders (2) der Brennkraftmaschine (1) wenigstens ein Einlassventil (3) und wenigstens ein Auslassventil (4) des mindestens einen Zylinders (2) geschlossen werden. Dabei ist vorgesehen, dass während der Zylinderabschaltung des mindestens einen Zylinders (2) zum Vermeiden eines Unterdrucks in dem mindestens einen Zylinder (2) das wenigstens eine Einlassventil (3) temporär derart geöffnet wird, dass Frischgas in den mindestens einen Zylinder (2) einströmt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei zum Einleiten einer Zylinderabschaltung mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine wenigstens ein Einlassventil und wenigstens ein Auslassventil des mindestens einen Zylinders geschlossen werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2014 218 655 A1 bekannt. Diese betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer teilabgeschalteten selbstzündenden Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei in Reihe angeordneten Zylindern. Hierbei ist es vorgesehen, das Abgas eines im Betrieb befindlichen Zylinders einer ersten Gruppe während des Ladungswechsels aus diesem abgasliefernden Zylinder abgeführt wird und via Überströmkanal in einen abgeschalteten Zylinder einer zweiten Gruppe während des Ladungswechsels dieses abgasempfangenden Zylinders eingeleitet wird, wobei als abgasempfangender abgeschalteter Zylinder der zweiten Gruppe ein in der Zündfolge vorangehender Zylinder verwendet wird und als abgasliefernder im Betrieb befindlicher Zylinder der ersten Gruppe ein in der Zündfolge folgender Zylinder verwendet wird und in dem Überströmkanal mindestens ein Absperrelement vorgesehen ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere einen Unterdruck in dem Zylinder und einen daraus folgenden Schmiermitteleintrag in den Zylinder verhindert.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass während der Zylinderabschaltung des mindestens einen Zylinders zum Vermeiden eines Unterdrucks in dem mindestens einen Zylinder das wenigstens eine Einlassventil temporär derart geöffnet wird, dass Frischgas in den mindestens Zylinder einströmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Betreiben der Brennkraftmaschine, die zumindest den Zylinder, vorzugsweise jedoch mehrere Zylinder, aufweist. Im Falle der mehreren Zylinder ist der Zylinder Teil dieser mehreren Zylinder. Der Zylinder beziehungsweise jeder der mehreren Zylinder verfügt über wenigstens ein Einlassventil und wenigstens ein Auslassventil. Über das Einlassventil ist dem jeweiligen Zylinder Frischgas, insbesondere Frischluft oder ein Frischluft-Abgas-Gemisch zuführbar. Über das Auslassventil kann Abgas aus dem Zylinder ausgebracht werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Zylinder beziehungsweise jeder der Zylinder jeweils genau ein Einlassventil und/oder genau ein Auslassventil aufweist. Vorzugsweise verfügt jedoch der Zylinder beziehungsweise jeder der Zylinder jeweils über mehrere Einlassventile und/oder mehrere Auslassventile.
Nachfolgend wird auf den Fall eingegangen, dass die Brennkraftmaschine über mehrere Zylinder verfügt und während der Zylinderabschaltung der mindestens eine Zylinder abgeschaltet wird. Vorzugsweise wird während der Zylinderabschaltung wenigstens ein anderer der Zylinder nicht abgeschaltet, also zum Bereitstellen eines Drehmoments durch die Brennkraftmaschine weiterbetrieben. In diesem Fall wird der mindestens eine abgeschaltete Zylinder von dem mindestens einen weiter betriebenen Zylinder angetrieben beziehungsweise geschleppt.
Der weiter betriebene Zylinder wird befeuert betrieben, wohingegen der abgeschaltete Zylinder unbefeuert betrieben wird. Unter dem befeuerten Betreiben ist zu verstehen, dass während jedes Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine wenigstens einmalig Kraftstoff in den Zylinder eingebracht und in diesem gezündet wird. Während des unbefeuerten Betriebs hingegen ist die Kraftstoffzufuhr in den Zylinder unterbrochen, sodass dem Zylinder kein Kraftstoff zugeführt wird.
Um Effizienzverluste durch die Zylinderabschaltung soweit wie möglich zu verringern, werden das Einlassventil und das Auslassventil des mindestens einen Zylinders zu Beginn der Zylinderabschaltung geschlossen und geschlossen gehalten, insbesondere über wenigstens ein vollständiges Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine hinweg. Das in dem abgeschalteten Zylinder befindliche Gas wird durch die weiterhin rotierende Kurbelwelle und den in dem Zylinder angeordneten Kolben wechselweise komprimiert und expandiert, sodass eine Gasfeder realisiert ist. Das Gas liegt beispielsweise in Form von Frischgas oder eines Frischgas-Abgas-Gemischs vor.
Während der Zylinderabschaltung kann trotz dem geschlossenen Einlassventil und dem geschlossenen Auslassventil Gas aus dem abgeschalteten Zylinder entweichen, beispielsweise über Ringspalte von Kolbenringen. Das Entweichen des Gases tritt insbesondere während der Kompression des Gases auf. Entsprechend reduziert sich mit zunehmender Dauer der Zylinderabschaltung die Menge des sich in dem abgeschalteten Zylinder befindlichen Gases.
Hierdurch verändert sich der maximale Druck während der Kompression und der Expansion. Zudem sinkt der minimale Druck in dem abgeschalteten Zylinder während der Expansionsphase, sodass ein Unterdruck auftreten kann. Der minimale Druck beschreibt den nach dem Schließen des Einlassventils über der Zeit kleinsten Druck in dem Zylinder. Unter dem Unterdruck ist ein Druck in dem abgeschalteten Zylinder zu verstehen, welcher kleiner ist als ein Druck in der Umgebung des abgeschalteten Zylinders, insbesondere in dem Zylinderkurbelgehäuse. Ist der Druck in dem abgeschalteten Zylinder geringer als in dem Kurbelgehäuse, so kann Schmiermittel aus dem Kurbelgehäuse in den Zylinder gedrängt werden.
Wird nachfolgend die Zylinderabschaltung aufgehoben und der zuvor abgeschaltete Zylinder wieder befeuert betrieben, so wird das während der Zylinderabschaltung in den Zylinder eingedrungene Schmiermittel verbrannt. Dies führt zu einem Anstieg der Partikelemissionen der Brennkraftmaschine. Aus diesem Grund ist es vorgesehen, dass während der Zylinderabschaltung das Einlassventil des abgeschalteten Zylinders temporär derart geöffnet wird, dass Frischgas in den Zylinder einströmt. Das Auslassventil des abgeschalteten Zylinders bleibt hingegen durchgehend geschlossen, nämlich während der gesamten Zylinderabschaltung.
Vorzugsweise wird das Einlassventil nach dem Einleiten der Zylinderabschaltung und/oder während der Zylinderabschaltung über wenigstens ein vollständiges Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine geschlossen gehalten. Das Einlassventil wird besonders bevorzugt nur dann temporär geöffnet, wenn tatsächlich Frischgas in den Zylinder eingebracht werden muss, um das Auftreten von Unterdruck zu vermeiden. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass das Einlassventil über zumindest eine bestimmte ganzzahlige Anzahl an Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine geschlossen gehalten wird und nachfolgend während eines einzigen Arbeitsspiels genau einmal geöffnet wird. Anschließend wiederholt sich die Vorgehensweise bevorzugt, wobei insbesondere das Einlassventil wiederum über zumindest eine bestimmte ganzzahlige Anzahl an Arbeitsspielen geschlossen gehalten wird.
Die ganzzahlige Anzahl an Arbeitsspielen ist wenigstens 1, vorzugsweise jedoch größer als 1. Bevorzugt beträgt sie also wenigstens 2, wenigstens 3, wenigstens 4 oder wenigstens 5. Beispielsweise wird eine fest hinterlegte Anzahl an Arbeitsspielen verwendet, welche während der Zylinderabschaltung angewandt wird. Das bedeutet, dass während der Zylinderabschaltung ab dem Einleiten der Zylinderabschaltung folgende Vorgehensweise permanent wiederholt wird, nämlich bis zum Beenden der Zylinderabschaltung: Geschlossenhalten des Einlassventils über die bestimmte Anzahl an Arbeitsspielen hinweg und Öffnen des Einlassventils während genau eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine.
Mit einer derartigen Vorgehensweise kann effektiv das Auftreten von Unterdruck in dem mindestens einen abgeschalteten Zylinder vermieden werden. Das temporäre Öffnen des Einlassventils erfolgt derart, dass Frischgas in den Zylinder einströmen kann beziehungsweise tatsächlich in ihn einströmt. Entsprechend wird das Einlassventil geöffnet, während ein Druck in einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine größer ist als der Druck in dem abgeschalteten Zylinder. Der Ansaugtrakt ist über das wenigstens eine Einlassventil strömungstechnisch an den Zylinder angeschlossen. Bei geöffnetem Einlassventil und entsprechenden Druckverhältnissen kann entsprechend das in dem Ansaugtrakt vorgehaltene Frischgas in den Zylinder einströmen.
Mit der beschriebenen Vorgehensweise wird die Entstehung von Unterdruck in dem Zylinder effektiv verhindert, sodass schlussendlich der Anstieg der Partikelemissionen der Brennkraftmaschine beim Beenden der Zylinderabschaltung beziehungsweise nach der Zylinderabschaltung zumindest teilweise oder sogar vollständig vermieden wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass während der Zylinderabschaltung das wenigstens eine Auslassventil durchgehend geschlossen gehalten wird. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass während der Zylinderabschaltung mit dem wenigstens einen abgeschalteten Zylinder eine Gasfeder realisiert werden soll, um eine möglichst hohe Effizienz der Brennkraftmaschine zu erzielen. Hierzu wird das Auslassventil durchgehend geschlossen gehalten, sodass das in dem abgeschalteten Zylinder befindliche Gas nicht durch das Auslassventil ausströmen kann, insbesondere in Richtung eines Abgastrakts der Brennkraftmaschine. Insgesamt werden also sowohl ein effizienter Betrieb der Brennkraftmaschine als auch geringe Partikelemissionen erzielt.
Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das temporäre Öffnen des wenigstens einen Einlassventils in einem einen unteren Totpunkt eines in dem Zylinder angeordneten Kolbens umfassenden Kurbelwellenwinkelbereich erfolgt. In dem Zylinder beziehungsweise in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ist jeweils ein Kolben linear verlagerbar angeordnet. Der Kolben ist mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt, insbesondere über wenigstens eine Pleuelstange. Der Kolben beziehungsweise jeder der Kolben bewegt sich in dem jeweiligen Zylinder zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt.
In dem oberen Totpunkt ist ein Brennraumvolumen eines von dem Kolben und dem Zylinder gemeinsam begrenzten Brennraum über das Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine hinweggesehen minimal, wohingegen es in dem unteren Totpunkt maximal ist. Umgekehrt liegt in dem oberen Totpunkt in dem Zylinder der höchste Druck vor, wohingegen der Druck in dem unteren Totpunkt geringer ist, insbesondere einem niedrigsten Druck über das Arbeitsspiel hinweg gesehen entspricht.
Der Kurbelwellenwinkelbereich erstreckt sich um den unteren Totpunkt herum. Vorzugsweise beginnt er vor dem unteren Totpunkt und erstreckt sich bis nach dem unteren Totpunkt. Beispielsweise ist der Kurbelwellenwinkelbereich symmetrisch um den unteren Totpunkt hinweg angeordnet, sodass also der untere Totpunkt bei einem Kurbelwellenwinkel vorliegt, welcher mittig in dem Kurbelwellenwinkelbereich liegt. Der Kurbelwellenwinkelbereich ist vorzugsweise derart gewählt, dass er beginnt, sobald der Druck in dem Frischgastrakt beziehungsweise Saugrohr den Druck in dem abgeschalteten Zylinder übersteigt. Weiterhin endet der Kurbelwellenwinkelbereich vorzugsweise mit dem Erreichen des Drucks in dem Frischgastrakt durch den Druck in dem Zylinder, nämlich von unten. Der Druck in dem Zylinder übersteigt insoweit erst nach dem Ende des Kurbelwellenwinkelbereichs den Druck in dem Frischgastrakt. Auf diese Art und Weise wird sichergestellt, dass das in dem Zylinder vorliegende Gas nicht entweichen kann, sondern vielmehr lediglich Frischgas in den Zylinder einströmt, während das Einlassventil geöffnet ist.
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Öffnungszeitraum des wenigstens einen Einlassventils, während welchem das Einlassventil offengehalten wird, in dem unteren Totpunkt beginnt und nach dem unteren Totpunkt endet; oder vor dem unteren Totpunkt beginnt und in dem unteren Totpunkt endet; oder in dem unteren Totpunkt beginnt und nach dem unteren Totpunkt endet. Der Öffnungszeitraum entspricht dem Zeitraum, während welchem das Einlassventil geöffnet ist. Das Einlassventil wird also mit dem Beginn des Öffnungszeitraums geöffnet und am Ende des Öffnungszeitraums geschlossen. Während dem Öffnungszeitraum wird das Einlassventil durchgehend offen gehalten.
Das Einlassventil kann beispielsweise in dem unteren Totpunkt geöffnet und nach dem unteren Totpunkt geschlossen werden. Ebenfalls ist es möglich, das Einlassventil bereits vor dem unteren Totpunkt zu öffnen und in dem unteren Totpunkt zu schließen oder es in dem unteren Totpunkt zu öffnen und nach dem unteren Totpunkt zu schließen. Die Vorgehensweise wird in Abhängigkeit von dem Druckverhältnis zwischen dem Druck in dem Frischgastrakt und dem Druck in dem Zylinder über das Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine hinweg gewählt. Auf diese Art und Weise wird sichergestellt, dass zwar Frischgas in den Zylinder einströmen kann, nicht jedoch umgekehrt Gas aus dem Zylinder in den Frischgastrakt gelangt.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Einlassventil geöffnet wird, wenn ein Druck in dem wenigstens einen Zylinder einen Druckschwellenwert unterschreitet. Der Druckschwellenwert entspricht beispielsweise dem momentanen Druck in dem Frischgastrakt oder wird fest, insbesondere unveränderbar, hinterlegt. In letzterem Fall wird der Druckschwellenwert beispielsweise empirisch auf einem Prüfstand ermittelt. In jedem Fall wird jedoch sichergestellt, dass während der Zylinderabschaltung bei geöffnetem Einlassventil lediglich Frischgas in den Zylinder einströmt, nicht jedoch Gas aus dem Zylinder durch das Einlassventil ausströmt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Druck in dem Zylinder mittels eines Drucksensors gemessen und/oder unter Verwendung eines Models modelliert wird. In ersterem Fall wird der Druck in dem Zylinder unmittelbar bestimmt, nämlich mithilfe des Drucksensors. Zusätzlich oder alternativ kann das Model herangezogen werden, um den Druck in dem Zylinder zu bestimmen. Beispielsweise ist in dem Model ein Druckverlauf über der Zeit für den abgeschalteten Zylinder hinterlegt, welcher insbesondere auf dem Prüfstand ermittelt wurde. Beispielsweise dient als Eingangsgröße für das Model der Betriebszustand der Brennkraftmaschine bei dem Einleiten der Zylinderabschaltung. Aus diesem Betriebszustand kann der Druck in dem Zylinder bei dem Einleiten der Zylinderabschaltung ermittelt und nachfolgend zum Modellieren des Drucks in dem abgeschalteten Zylinder herangezogen werden. Auf diese Art und Weise ist eine zuverlässige Ermittlung des Drucks in dem Zylinder möglich.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Druckschwellenwert zumindest einem Kurbelgehäusedruck in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine entspricht. Beispielsweise ist es vorgesehen, den Kurbelgehäusedruck mittels eines entsprechenden Drucksensors zu messen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Kurbelgehäusedruck mittels eines Models modelliert wird oder einem während einer Kurbelgehäuseentlüftung verwendeten Druck gleichgesetzt wird. Auf diese Art und Weise wird eine hohe Effizienz der Brennkraftmaschine auch währender Zylinderabschaltung erzielt.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Druckschwellenwert um eine bestimmte Druckdifferenz größer ist als der Kurbelgehäusedruck. Um sicherzugehen, dass der Unterdruck in dem abgeschalteten Zylinder zuverlässig vermieden wird, soll dem Kurbelgehäusedruck die bestimmte Druckdifferenz zugeschlagen werden und der Druckschwellenwert insoweit der Summe aus Kurbelgehäusedruck und Druckdifferenz entsprechen. Beispielsweise ist der Druckschwellenwert um mindestens 10 %, mindestens 20 %, mindestens 25 %, mindestens 30 %, mindestens 40 % oder mindestens 50 % größer als der Kurbelgehäusedruck. Auf diese Art und Weise ist ein hinreichender Sicherheitsabstand realisiert, sodass das Auftreten von Unterdruck zuverlässig vermieden wird.
Schließlich kann im Rahmen einer besonders bevorzugten weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass bei einer Zylinderabschaltung mehrerer Zylinder die Einlassventile der Zylinder mit zeitlichem Versatz geöffnet werden. Es ist insoweit gerade nicht vorgesehen, die Einlassventile der mehreren abgeschalteten Zylinder gleichzeitig zu öffnen, um Frischgas in die Zylinder einzubringen. Vielmehr ist das Öffnen der Einlassventile mit zeitlichem Versatz zueinander vorgesehen, insbesondere derart, dass sich die Öffnungszeiträume der mehreren abgeschalteten Zylinder nicht überschneiden.
Besonders bevorzugt werden die Einlassventile der abgeschalteten Zylinder in unterschiedlichen Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine, beispielsweise in unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine, zum Einbringen von Frischgas in den jeweiligen abgeschalteten Zylinder geöffnet. Auf diese Art und Weise wird eine Beeinflussung des Betriebs der Brennkraftmaschine durch in die abgeschalteten Zylinder einströmendes Frischgas vermieden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei zur Einleitung einer Zylinderabschaltung mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine wenigstens ein Einlassventil und wenigstens ein Auslassventil des mindestens einen Zylinders geschlossen werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine dazu ausgebildet ist, während der Zylinderabschaltung des mindestens einen Zylinders zum Vermeiden eines Unterdrucks in dem mindestens einen Zylinder das wenigstens eine Einlassventil temporär derart zu öffnen, dass Frischgas in den mindestens einen Zylinder einströmt.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine, sowie
2 ein Diagramm, in welchem ein Druck in einem abgeschalteten Zylinder der Brennkraftmaschine über der Zeit aufgetragen ist.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 1, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Zylinder 2 aufweist. Jeder der Zylinder 2 verfügt über wenigstens ein Einlassventil 3 und wenigstens ein Auslassventil 4. Über jedes der Einlassventile 3 kann dem jeweiligen Zylinder 2 Frischgas aus einem Frischgastrakt 5 zugeführt werden, wohingegen durch jedes der Auslassventile 4 Abgas aus dem entsprechenden Zylinder 2 entweichen kann, nämlich in Richtung eines Abgastrakts 6. Das Frischgas wird an den Einlassventilen 3 mittels eines Verdichters 7 bereitgestellt, welcher Teil eines Abgasturboladers 8 ist. Zusätzlich zu dem Verdichter 7 weist der Abgasturbolader 8 eine Turbine 9 auf, welche über eine Abgasleitung 10, die Bestandteil des Abgastrakts 6 ist, an die Auslassventile 4 strömungstechnisch angeschlossen ist. Stromabwärts der Turbine 9 kann eine Abgasreinigungseinrichtung 11 vorliegen, welche beispielsweise über wenigstens einen Katalysator verfügt.
Die Brennkraftmaschine 1 wird gemäß einem Verfahren betrieben, gemäß welchem zumindest zeitweise eine Zylinderabschaltung mindestens eines der Zylinder 2 erfolgt. Bei dem Einleiten der Zylinderabschaltung des wenigstens einen abzuschaltenden beziehungsweise abgeschalteten Zylinders 2 werden das Einlassventil 3 und das Auslassventil 4 des jeweiligen Zylinders 2 geschlossen. Während der Zylinderabschaltung des abgeschalteten Zylinders 2 soll zum Vermeiden eines Unterdrucks in diesem Zylinder 2 das Einlassventil 3 des abgeschalteten Zylinders 2 temporär derart geöffnet werden, dass Frischgas hineinströmt.
Die 2 zeigt ein Diagramm, in welchem der Verlauf eines Drucks p in dem abgeschalteten Zylinder 2 über der Zeit t aufgetragen ist. Es zeigt sich deutlich, dass das sich in dem abgeschalteten Zylinder 2 befindliche Gas abwechselnd komprimiert und expandiert wird. Während der Zylinderabschaltung entweicht trotz der geschlossenen Ventile 3 und 4 des abgeschalteten Zylinders 2 Gas aus dem Zylinder 2, sodass der Druck p mit der Zeit abnimmt.
Unterschreitet der Druck p in dem abgeschalteten Zylinder 2 einen in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 1 vorliegenden Kurbelgehäusedruck p_K , so liegt in dem abgeschalteten Zylinder 2 gegenüber dem Kurbelgehäuse ein Unterdruck vor. Aufgrund dieses Unterdrucks kann Schmiermittel aus dem Kurbelgehäuse in den abgeschalteten Zylinder 2 gelangen. Um dies zu verhindern, wird das Einlassventil 3 des abgeschalteten Zylinders 2 zum Einlassen von Frischgas temporär geöffnet. Ein solches temporäres Öffnen erfolgt in den Zeitpunkten t₁ und t₂ .
Es ist deutlich zu erkennen, dass der Druck p in dem abgeschalteten Zylinder 2 zu diesem Zeitpunkt zunimmt beziehungsweise der Druckanstieg im Bereich dieser Zeitpunkte deutlicher ausfällt als während Arbeitsspielen der Brennkraftmaschine 1, in welchen das Einlassventil 3 des abgeschalteten Zylinders 2 geschlossen bleibt. Dem Diagramm ist deutlich zu entnehmen, dass das temporäre Öffnen des Einlassventils 3 des abgeschalteten Zylinders 2 nicht während jedes Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine 1 erfolgt, sondern vielmehr das Einlassventil 3 über mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsspiele vollständig geschlossen bleibt.
Erst wenn der Druck in dem abgeschalteten Zylinder 2 einen Druckschwellenwert unterschreitet, wird das temporäre Öffnen des Einlassventils vorgenommen beziehungsweise angestoßen. Unter letzterem ist zu verstehen, dass auch nach dem Unterschreiten des Druckschwellenwerts durch den Druck in dem abgeschalteten Zylinder 2 das Einlassventil 3 dieses Zylinders 2 nicht unmittelbar geöffnet wird, sondern erst dann, wenn Frischgas aus dem Frischgastrakt 5 durch das Einlassventil 3 in den abgeschalteten Zylinder 2 einströmen kann. Dies ist der Fall, sofern der Druck in dem Frischgastrakt 5 größer ist als der Druck in dem abgeschalteten Zylinder 2.
Dieser Zustand wird erreicht, wenn ein in dem abgeschalteten Zylinder 2 angeordneter Kolben innerhalb eines Kurbelwellenwinkelbereichs liegt, der den unteren Totpunkt umfasst. In anderen Worten liegt der untere Totpunkt des Kolbens des abgeschalteten Zylinders 2 bei einem bestimmten Kurbelwellenwinkel vor, der in dem Kurbelwellenwinkelbereich liegt. Der Kurbelwellenwinkelbereich ist vorzugsweise derart gewählt, beispielsweise empirisch, dass über den gesamten Kurbelwellenwinkelbereich hinweg der Druck in dem abgeschalteten Zylinder 2 kleiner ist als der Druck in dem Frischgastrakt 5. Entsprechend wird der Öffnungszeitraum des Einlassventils 3 des abgeschalteten Zylinders 2, während welchem das Einlassventil 3 offengehalten wird, dass er in dem Kurbelwellenwinkelbereich liegt. Beispielsweise entspricht der Öffnungszeitraum dem Kurbelwellenwinkelbereich, sodass das Einlassventil 3 über den gesamten Kurbelwellenwinkelbereich offengehalten wird.
Mit der beschriebenen Vorgehensweise zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1 lässt sich effektiv das Auftreten von Unterdruck in dem abgeschalteten Zylinder 2 und mithin der Eintrag von Schmiermittel in den Zylinder 2 unterbinden. Entsprechend wird verhindert, dass bei dem Beenden der Zylinderabschaltung beziehungsweise nach dem Beenden der Zylinderabschaltung Schmiermittel verbrannt wird, welches ansonsten während des Auftretens von Unterdruck aus dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 1 in den abgeschalteten Zylinder 2 eintreten könnte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014218655 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei zum Einleiten einer Zylinderabschaltung mindestens eines Zylinders (2) der Brennkraftmaschine (1) wenigstens ein Einlassventil (3) und wenigstens ein Auslassventil (4) des mindestens einen Zylinders (2) geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, dass während der Zylinderabschaltung des mindestens einen Zylinders (2) zum Vermeiden eines Unterdrucks in dem mindestens einen Zylinder (2) das wenigstens eine Einlassventil (3) temporär derart geöffnet wird, dass Frischgas in den mindestens einen Zylinder (2) einströmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Zylinderabschaltung das wenigstens eine Auslassventil (4) durchgehend geschlossen gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das temporäre Öffnen des wenigstens einen Einlassventils (3) in einem einen unteren Totpunkt eines in dem Zylinder (2) angeordneten Kolbens umfassenden Kurbelwellenwinkelbereich erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungszeitraum des wenigstens einen Einlassventils (3), während welchem das Einlassventil (3) offengehalten wird, in dem unteren Totpunkt beginnt und nach dem unteren Totpunkt endet, oder vor dem unteren Totpunkt beginnt und in dem unteren Totpunkt endet, oder in dem unteren Totpunkt beginnt und nach dem unteren Totpunkt endet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (3) geöffnet wird, wenn ein Druck in dem wenigstens einen Zylinder (2) einen Druckschwellenwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Zylinder (2) mittels eines Drucksensors gemessen und/oder unter Verwendung eines Models modelliert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckschwellenwert zumindest einem Kurbelgehäusedruck in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine (1) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckschwellenwert um eine bestimmte Druckdifferenz größer ist als der Kurbelgehäusedruck.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zylinderabschaltung mehrere Zylinder die Einlassventile (3) der Zylinder (2) mit zeitlichem Versatz geöffnet werden.
Brennkraftmaschine (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Einleitung einer Zylinderabschaltung mindestens eines Zylinders (2) der Brennkraftmaschine (1) wenigstens ein Einlassventil (3) und wenigstens ein Auslassventil (4) des mindestens einen Zylinders (2) geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) dazu ausgebildet ist, während der Zylinderabschaltung des mindestens einen Zylinders (2) zum Vermeiden eines Unterdrucks in dem mindestens einen Zylinder (2) das wenigstens eine Einlassventil (3) temporär derart zu öffnen, dass Frischgas in den mindestens einen Zylinder (2) einströmt.