DE102018213557B3 - Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen ersten Brennraum (1) und wenigstens einen zweiten Brennraum (4) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (9) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein Verdichtungsverhältnis zumindest des ersten Brennraums (1) verändert wird, mit den Schritten: a) Betreiben sowohl des ersten Brennraums (1) als auch des zweiten Brennraums (4) in einem befeuerten Betrieb (Schritt S1); und b) nach Schritt a): Betreiben des ersten Brennraums (1) in einem unbefeuerten Betrieb, während der zweite Brennraum (4) noch in dessen befeuerten Betrieb betrieben wird (Blöcke 17, 33), wobei das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums (1) verändert und ein bereits während Schritt a) eingestelltes Verdichtungsverhältnisses des zweiten Brennraums (4) beibehalten wird, während der erste Brennraum (1) in dessen unbefeuerten Betrieb und der zweite Brennraum (4) in dessen befeuerten Betrieb betrieben wird (Blöcke 18, 34).The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (9) of a motor vehicle having at least one first combustion chamber (1) and at least one second combustion chamber (4), in which a compression ratio of at least the first combustion chamber (1) is changed, with the steps: a ) Operating both the first combustion chamber (1) and the second combustion chamber (4) in a fired operation (step S1); and b) after step a): operating the first combustion chamber (1) in an uncontrolled operation, while the second combustion chamber (4) is still operated in its fired operation (blocks 17, 33), wherein the compression ratio of the first combustion chamber (1) and a compression ratio of the second combustion chamber (4) already set during step a) is maintained, while the first combustion chamber (1) is operated in its uncontrolled mode and the second combustion chamber (4) is operated in its fired mode (blocks 18, 34).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of
Die
Aus der
Außerdem ist aus der
Des Weiteren offenbart die
Der
Darüber hinaus ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, sodass ein besonders kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.Object of the present invention is to provide a method and an internal combustion engine, so that a particularly low fuel consumption and low-emission operation of the internal combustion engine can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens und vorzugsweise eines Personenkraftwagens. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen ersten Brennraum und wenigstens einen zweiten Brennraum auf. Der jeweilige Brennraum ist beispielsweise als ein Zylinder oder aber als ein Teil eines Zylinders ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als eine Hubkolbenmaschine ausgebildet, wobei das Kraftfahrzeug mittels der auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Mit anderen Worten wird das Verfahren beispielsweise durchgeführt, während das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, das heißt während sich die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise in einem Zugbetrieb befindet und dabei beispielsweise Drehmomente, insbesondere über ihre beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle, bereitstellt, wobei das Kraftfahrzeug mittels des jeweiligen Drehmoments antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Das Verfahren wird vorzugsweise während eines Betriebs, insbesondere während eines befeuerten Betriebs, der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt, wobei während der befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine in der Verbrennungskraftmaschine, das heißt in zumindest einem der Brennräume, Verbrennungsvorgänge ablaufen. Bei dem Verfahren wird ein Verdichtungsverhältnis zumindest des ersten Brennraums verändert, insbesondere erhöht. Somit weist zumindest der erste Brennraum ein variables Verdichtungsverhältnis (VCR - variable compression ratio) auf. Dies bedeutet, dass das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums variiert werden kann, sodass wenigstens zwei voneinander unterschiedliche Werte des Verdichtungsverhältnisses des ersten Brennraums eingestellt werden können. Somit wird beispielsweise im Rahmen des Verfahrens das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums von einem ersten Wert auf einen von dem ersten Wert unterschiedlichen, insbesondere gegenüber dem ersten Wert größeren, zweiten Wert eingestellt, insbesondere erhöht.A first aspect of the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle and preferably a passenger car. The internal combustion engine has at least a first combustion chamber and at least one second combustion chamber. The respective combustion chamber is designed, for example, as a cylinder or as part of a cylinder. The internal combustion engine is designed, for example, as a reciprocating piston engine, wherein the motor vehicle is drivable or driven by means of the internal combustion engine, which is also referred to as engine or internal combustion engine. In other words, the method is carried out, for example, while the motor vehicle is driven by the internal combustion engine, that is, while the internal combustion engine is in a traction operation, for example, while providing torques, in particular via their trained example as crankshaft output shaft, the motor vehicle by means of respective torque is driven or driven. The procedure is preferably carried out during operation, in particular during a fired operation, of the internal combustion engine, during which combustion operation takes place during the fired operation of the internal combustion engine in the internal combustion engine, that is, in at least one of the combustion chambers. In the method, a compression ratio of at least the first combustion chamber is changed, in particular increased. Thus, at least the first combustion chamber has a variable compression ratio (VCR). This means that the compression ratio of the first combustion chamber can be varied so that at least two mutually different values of the compression ratio of the first combustion chamber can be set. Thus, for example, in the context of the method, the compression ratio of the first combustion chamber is set from a first value to a second value that is different from the first value, in particular greater than the first value, in particular increased.
Um nun einen besonders kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren einen auch mit a) bezeichneten ersten Schritt aufweist. Bei dem ersten Schritt des Verfahrens werden sowohl der erste Brennraum als auch der zweite Brennraum in einem jeweiligen befeuerten Betrieb betrieben, insbesondere während ein jeweiliges, beispielsweise zuvor eingestelltes Verdichtungsverhältnis der Brennräume beibehalten wird. Dies bedeutet, dass beispielsweise eine erste Zeitspanne vorgesehen ist, während sowohl der erste Brennraum als auch der zweite Brennraum in ihrem jeweiligen befeuerten Betrieb betrieben werden. Somit wird beispielsweise der erste Schritt während der ersten Zeitspanne durchgeführt. Unter dem jeweiligen befeuerten Betrieb des jeweiligen Brennraums ist zu verstehen, dass während des jeweiligen befeuerten Betriebs des jeweiligen Brennraums Verbrennungsvorgänge in dem jeweiligen Brennraum ablaufen beziehungsweise stattfinden. Im Rahmen eines jeweiligen Verbrennungsvorgangs wird ein zumindest Kraftstoff und Luft umfassendes Gemisch in dem jeweiligen Brennraum verbrannt. Der Kraftstoff ist vorzugsweise ein flüssiger Kraftstoff, wobei die Verbrennungskraftmaschine mittels des Kraftstoffes in dem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird.In order to be able to realize a particularly fuel-efficient and low-emission operation of the internal combustion engine, it is provided according to the invention that the method has a first step, which is also designated by a). In the first step of the method, both the first combustion chamber and the second combustion chamber are operated in a respective fired operation, in particular while a respective, for example, previously set compression ratio of the combustion chambers is maintained. This means that, for example, a first time period is provided, while both the first combustion chamber and the second combustion chamber are operated in their respective fired operation. Thus, for example, the first step is performed during the first time period. Under the respective fired operation of the respective combustion chamber is to be understood that occur during the respective fired operation of the respective combustion chamber combustion processes in the respective combustion chamber or take place. As part of a respective combustion process, a mixture comprising at least fuel and air is burned in the respective combustion chamber. The fuel is preferably a liquid fuel, wherein the internal combustion engine is operable or operated by means of the fuel in the fired operation of the internal combustion engine.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist ferner einen auch mit b) bezeichneten zweiten Schritt auf, welcher beispielsweise nach dem ersten Schritt durchgeführt wird. Der zweite Schritt wird beispielsweise während einer sich zeitlich an die erste Zeitspanne anschließenden zweiten Zeitspanne durchgeführt, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass zwischen der erste Zeitspanne und der zweiten Zeitspanne keine weitere Zeitspanne liegt. Somit schließt sich vorzugsweise die zweite Zeitspanne unmittelbar an die erste Zeitspanne an, sodass beispielsweise der zweite Schritt unmittelbar nach dem ersten Schritt durchgeführt wird. Bei dem zweiten Schritt des Verfahrens beziehungsweise während des zweiten Schritts des Verfahrens und somit während der zweiten Zeitspanne wird der erste Brennraum in einem unbefeuerten Betrieb betrieben, während der zweite Brennraum noch in dessen, während des ersten Schritts vorgesehenen beziehungsweise eingestellten befeuerten Betrieb betrieben wird. Somit wird beispielsweise bei dem zweiten Schritt der erste Brennraum von dessen befeuerten Betrieb in dessen unbefeuerten Betrieb umgeschaltet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird beispielsweise bei dem zweiten Schritt der befeuerte Betrieb des ersten Brennraums beendet, wodurch der unbefeuerte Betrieb des ersten Brennraums eingestellt wird, wobei der befeuerte Betrieb des zweiten Brennraums beibehalten wird. Dies bedeutet, dass zwischen dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt vorzugsweise ein Betrieb des zweiten Brennraums in dessen unbefeuerten Betrieb unterbleibt. Das Beenden des jeweiligen befeuerten Betriebs des jeweiligen Brennraums und ein Umschalten des jeweiligen Brennraums von dessen befeuerten Betrieb in dessen unbefeuerten Betrieb wird auch als Brennraumabschaltung oder als Zylinderabschaltung bezeichnet, insbesondere dann, wenn der jeweiligen Brennraum als ein Zylinder ausgebildet ist oder Teil eines Zylinders ist. Der unbefeuerte Betrieb wird beispielsweise dadurch eingestellt, dass alle Einlassventile und/oder Auslassventile des abgeschalteten beziehungsweise abzuschaltenden Brennraums geschlossen werden beziehungsweise geschlossen gehalten werden und somit geschlossen sind und/oder dass eine Kraftstoffzufuhr in den abgeschalteten oder abzuschaltenden Brennraum beendet wird beziehungsweise unterbleibt und somit abgeschaltet ist.The method according to the invention also has a second step, also designated b), which is carried out, for example, after the first step. The second step is carried out, for example, during a second period of time adjoining the first time period, wherein it is preferably provided that there is no further time interval between the first time span and the second time span. Thus, preferably, the second time period immediately follows the first time period, so that, for example, the second step is performed immediately after the first step. In the second step of the method or during the second step of the method and thus during the second period of time, the first combustion chamber is operated in an uncontrolled mode, while the second combustion chamber is still operated in its, scheduled during the first step or set fired operation. Thus, for example, in the second step, the first combustion chamber is switched from its fired operation to its uncontrolled operation. Again, in other words, in the second step, for example, the fired operation of the first combustion chamber is terminated, whereby the unfired operation of the first combustion chamber is adjusted while the fired operation of the second combustion chamber is maintained. This means that preferably between the first step and the second step, an operation of the second combustion chamber in its unfired operation is omitted. The termination of the respective fired operation of the respective combustion chamber and switching of the respective combustion chamber from its fired operation in its uncontrolled operation is also referred to as combustion chamber shutdown or as cylinder deactivation, especially if the respective combustion chamber is formed as a cylinder or part of a cylinder. The unfired operation is set, for example, by closing all intake valves and / or exhaust valves of the shut-off or shut-off combustion chamber and thus keeping them closed and / or stopping or stopping fuel supply to the shut-off or shut-off combustion chamber ,
Bei dem zweiten Schritt des Verfahrens wird das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums verändert, insbesondere erhöht, und ein bereits während des ersten Schritts eingestelltes Verdichtungsverhältnis des zweiten Brennraums wird beibehalten, während der erste Brennraum in dessen unbefeuerten Betrieb und der zweite Brennraum in dessen befeuerten Betrieb betrieben wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise der Zugbetrieb der Verbrennungskraftmaschine sichergestellt werden, während das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums verändert und dabei beispielsweise erhöht wird. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verdichtungsverhältnis sicherstellen, dass das Kraftfahrzeug mittels der sich insgesamt betrachtet in ihrem befeuerten Betrieb befindenden Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, während das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums verändert, insbesondere erhöht, wird. Gleichzeitig ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums auf besonders einfache Weise und insbesondere besonders schnell, das heißt in kurzer Zeit zu verändern, insbesondere zu erhöhen, da das Verdichtungsverhältnis verändert, insbesondere erhöht, wird, während sich der erste Brennraum in seinem unbefeuerten Betrieb und der zweite Brennraum in seinem befeuerten Betrieb befindet.In the second step of the process, the compression ratio the first combustion chamber is changed, in particular increased, and a compression ratio of the second combustion chamber already set during the first step is maintained, while the first combustion chamber is operated in its non-fired operation and the second combustion chamber in its fired operation. By means of the method according to the invention, for example, the traction operation of the internal combustion engine can be ensured while the compression ratio of the first combustion chamber is changed and thereby increased, for example. In other words, the compression ratio according to the invention can ensure that the motor vehicle is driven by means of the combustion engine as a whole when in its fired operation, while the compression ratio of the first combustion chamber is changed, in particular increased. At the same time, the method according to the invention makes it possible to increase, in particular increase, the compression ratio of the first combustion chamber in a particularly simple manner and especially particularly quickly, ie in a short time, since the compression ratio changes, in particular increases, while the first combustion chamber is in its Unfired operation and the second combustion chamber is in its fired operation.
Außerdem ist erfindungsgemäß eine Kombination aus Brennraum- beziehungsweise Zylinderabschaltung und variablem Verdichtungsverhältnis vorgesehen, sodass der Kraftstoffverbrauch und die Emissionen der Verbrennungskraftmaschine in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Das variable Verdichtungsverhältnis wird auch als variable Kompression bezeichnet. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass auch der zweite Brennraum ein variables, das heißt variierbares beziehungsweise veränderbares Verdichtungsverhältnis aufweist, wobei jedoch in dem ersten Schritt beziehungsweise während des ersten Schritts vorzugsweise sowohl das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums als auch das Verdichtungsverhältnis des zweiten Brennraums beibehalten werden beziehungsweise zumindest im Wesentlichen konstant bleiben. Ferner ist es vorgesehen, dass während des zweiten Schritts das bereits während des ersten Schritts eingestellte Verdichtungsverhältnis des zweiten Brennraums beibehalten wird, sodass während des zweiten Schritts ein Verändern des Verdichtungsverhältnisses des zweiten Brennraums unterbleibt.In addition, a combination of combustion chamber or cylinder deactivation and variable compression ratio is provided according to the invention, so that the fuel consumption and emissions of the internal combustion engine can be kept in a particularly small range. The variable compression ratio is also referred to as variable compression. It is preferably provided that also the second combustion chamber has a variable, that is variable or variable compression ratio, but preferably both the compression ratio of the first combustion chamber and the compression ratio of the second combustion chamber are maintained in the first step or during the first step at least substantially constant. Furthermore, it is provided that during the second step, the compression ratio of the second combustion chamber already set during the first step is maintained, so that a change in the compression ratio of the second combustion chamber does not occur during the second step.
Um einen besonders vorteilhaften und insbesondere effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren, ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt eine Veränderung der Verdichtungsverhältnisse der Brennräume unterbleibt.In order to realize a particularly advantageous and in particular efficient operation of the internal combustion engine, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that between the first step and the second step, a change in the compression ratios of the combustion chambers is omitted.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird bei dem zweiten Schritt der erste Brennraum von dessen befeuerten Betrieb in dessen unbefeuerten Betrieb umgeschaltet und das Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums verändert, insbesondere erhöht, wenn eine Verringerung einer Last der Verbrennungskraftmaschine ermittelt wird, das heißt wenn ein so genannter Lastabwurf beziehungsweise eine Lastverringerung der Verbrennungskraftmaschine ermittelt wird. Mit anderen Worten wird der zweite Schritt vorzugsweise dann durchgeführt, wenn ein Lastabwurf der Verbrennungskraftmaschine erfolgt, das heißt wenn ein solcher Lastabwurf ermittelt wird. Bei einem solchen Lastabwurf erfolgt eine Verringerung der von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellten Last von einem ersten Lastwert auf einen zweiten Lastwert. Mit anderen Worten wird beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine zunächst und insbesondere während des ersten Schritts mit einer ersten Last betrieben beziehungsweise die Last der Verbrennungskraftmaschine weist einen ersten Lastwert auf. Im Zuge des Lastabwurfs verringert sich die Last der Verbrennungskraftmaschine, sodass die Last dann beispielsweise einen gegenüber dem ersten Lastwert geringeren zweiten Lastwert aufweist. Somit stellt beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine während des zweiten Schritts eine gegenüber der ersten Last geringere zweite Last bereit. Die zweite Last wird in Folge der beschriebenen Zylinder- beziehungsweise Brennraumabschaltung nicht etwa durch beide Brennräume, sondern bezogen auf die Brennräume lediglich durch den befeuerten, zweiten Brennraum aufgebracht beziehungsweise realisiert oder bereitgestellt. Dadurch läuft der zweite Brennraum mit einer größeren Last, als wenn beide Brennräume befeuert wären und somit die zweite Last der Verbrennungskraftmaschine durch beide, sich in ihrem jeweiligen befeuerten Betrieb befindenden Brennräume aufgebracht oder realisiert würde. Hierdurch kann ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, und auch das Verändern, insbesondere Erhöhen, des Verdichtungsverhältnisses des ersten Brennraums kann auf energieeffiziente Weise erfolgen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, in the second step, the first combustion chamber is switched from its fired operation to its uncontrolled operation, and the compression ratio of the first combustion chamber is changed, in particular increased, if a reduction in a load of the internal combustion engine is determined, that is, if such said load shedding or a load reduction of the internal combustion engine is determined. In other words, the second step is preferably carried out when a load shedding of the internal combustion engine takes place, that is, when such a load shedding is determined. In such a load shedding, the load provided by the internal combustion engine is reduced from a first load value to a second load value. In other words, for example, the internal combustion engine is initially and in particular during the first step operated with a first load or the load of the internal combustion engine has a first load value. In the course of the load shedding reduces the load of the internal combustion engine, so that the load then, for example, has a relation to the first load value lower second load value. Thus, for example, during the second step, the internal combustion engine provides a lower second load than the first load. The second load is applied as a result of the described cylinder or combustion chamber shutdown not by both combustion chambers, but based on the combustion chambers only by the fired, second combustion chamber or realized or provided. As a result, the second combustion chamber runs at a greater load than if both combustion chambers were fired and thus the second load of the internal combustion engine would be applied or realized by both combustion chambers located in their respective fired operation. As a result, a particularly efficient operation of the internal combustion engine can be realized, and also the changing, in particular increasing, of the compression ratio of the first combustion chamber can take place in an energy-efficient manner.
Bleibt beispielsweise nach dem beschriebenen Lastabwurf die von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt Last, das heißt die Last der Verbrennungskraftmaschine zumindest im Wesentlichen konstant, so wird beispielsweise der in b eingestellte befeuerte Betrieb des zweiten Brennraums sowie das im zweiten Schritt eingestellte Verdichtungsverhältnis des zweiten Brennraums beibehalten, und auch der unbefeuerte Betrieb des ersten Brennraums und das in dem zweiten Schritt eingestellte Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums werden beibehalten. Somit wird dann die Verbrennungskraftmaschine in ihrem befeuerten Betrieb betrieben, während der im zweiten Schritt eingestellte unbefeuerte Betrieb des ersten Brennraums, das im zweiten Schritt eingestellte Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums und das Verdichtungsverhältnis und der befeuerte Betrieb des zweiten Brennraums aus dem zweiten Schritt beibehalten werden.If, for example, after the load shedding described, the load provided by the internal combustion engine, ie the load of the internal combustion engine, remains at least essentially constant, the fired operation of the second combustion chamber set in b and the compression ratio of the second combustion chamber set in b are maintained the unfired operation of the first combustion chamber and the compression ratio of the first combustion chamber set in the second step are maintained. Thus, the internal combustion engine is then operated in its fired operation while maintaining the second combustion unblocked operation of the first combustion chamber, the first combustion chamber compression ratio set in the second step, and the compression ratio and second combustion operation of the second combustion chamber.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn nach dem zweiten Schritt ein auch mit c) bezeichneter dritter Schritt durchgeführt wird. Bei dem dritten Schritt wird der erste Brennraum in dessen befeuerten Betrieb betrieben, während der zweite Brennraum in dessen unbefeuerten Betrieb betrieben und das in dem zweiten Schritt eingestellte Verdichtungsverhältnis des ersten Brennraums beibehalten wird. Somit erfolgt bei dem dritten Schritt eine Umschaltung des ersten Brennraums aus dessen unbefeuerten Betrieb in dessen befeuerten Betrieb, und es erfolgt eine Umschaltung des zweiten Brennraums aus dessen befeuerten Betrieb in dessen unbefeuerten Betrieb. Hierdurch kann ein besonders kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, da dann die Verbrennungskraftmaschine eine von ihr angeforderte Last bereitstellt, indem der erste Brennraum mit dem im zweiten Schritt eingestellten Verdichtungsverhältnis betrieben wird, währen sich der zweite Brennraum in seinem unbefeuerten Betrieb befindet.It has proved to be particularly advantageous if, after the second step, a third step, also denoted by c), is carried out. In the third step, the first combustion chamber is operated in the fired operation thereof, while the second combustion chamber is operated in its uncontrolled operation and the compression ratio of the first combustion chamber set in the second step is maintained. Thus, in the third step, a switching of the first combustion chamber takes place its uncontrolled operation in its fired operation, and there is a switching of the second combustion chamber from its fired operation in its uncontrolled operation. In this way, a particularly fuel consumption and low-emission operation of the internal combustion engine can be realized, since then the internal combustion engine provides a load requested by her by the first combustion chamber is operated with the compression ratio set in the second step, while the second combustion chamber is in its unfire operation.
Um einen besonders effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass bei dem dritten Schritt das Verdichtungsverhältnis des zweiten Brennraums verändert, insbesondere erhöht, wird, während der zweite Brennraum in dessen, beispielsweise bei dem dritten Schritt eingestellten, unbefeuerten Betrieb und der erste Brennraum in dessen, insbesondere in dem dritten Schritt eingestellten, befeuerten Betrieb betrieben wird. Dadurch kann auch das Verdichtungsverhältnis des zweiten Brennraums besonders effizient verändert, insbesondere erhöht, werden. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der dritte Schritt durchgeführt wird, wenn eine weitere Verringerung der Last der Verbrennungskraftmaschine ermittelt wird, das heißt wenn ein weiterer Lastabwurf der Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Dadurch, dass die Verbrennungskraftmaschine die weiter verringerte Last derart bereitstellt, dass der erste Brennraum mit dem veränderten, insbesondere erhöhten, Verdichtungsverhältnis befeuert betrieben wird, während der zweite Brennraum unbefeuert betrieben wird, kann sich ein besonders kraftstoff- und emissionsarmer Betrieb realisieren lassen.In order to realize a particularly efficient operation of the internal combustion engine, it is provided in a further embodiment of the invention that in the third step, the compression ratio of the second combustion chamber is changed, in particular increased, while the second combustion chamber is set in its, for example, in the third step, Unfired operation and the first combustion chamber is operated in its set, in particular in the third step, fired operation. As a result, the compression ratio of the second combustion chamber can also be changed, in particular increased, in a particularly efficient manner. A further embodiment is characterized in that the third step is performed when a further reduction of the load of the internal combustion engine is determined, that is, when a further load shedding of the internal combustion engine takes place. Characterized in that the internal combustion engine, the further reduced load provides such that the first combustion chamber is operated with the changed, in particular increased, compression ratio while the second combustion chamber is operated unfired, can be realized particularly fuel and low-emission operation.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn zwischen dem zweiten Schritt und dem dritten Schritt eine Veränderung der Verdichtungsverhältnisse der Brennräume unterbleibt. Der dritte Schritt wird somit beispielsweise nach dem zweiten Schritt durchgeführt, sodass beispielsweise der dritte Schritt während einer sich zeitlich an die zweite Zeitspanne anschließenden dritten Zeitspanne durchgeführt wird. Zwischen der zweiten Zeitspanne und der dritten Zeitspanne liegt vorzugsweise keine weitere Zeitspanne. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb gewährleistet werden.It has been found to be particularly advantageous if between the second step and the third step, a change in the compression ratios of the combustion chambers is omitted. The third step is thus carried out, for example, after the second step, so that, for example, the third step is carried out during a third period of time adjoining the second time span. Between the second period of time and the third period of time, there is preferably no further period of time. This ensures a particularly efficient operation.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine als ein Reihen-Vierzylindermotor, als ein Reihen-Sechszylindermotor oder als ein V-Achtzylindermotor, das heißt als ein Achtzylindermotor in V-Bauweise, ausgebildet ist. Selbstverständlich kann die Verbrennungskraftmaschine auch eine andere Bauweise beziehungsweise Bauart aufweisen.Finally, it has been found to be particularly advantageous if the internal combustion engine is designed as a series four-cylinder engine, as a series six-cylinder engine or as a V eight-cylinder engine, that is, as a V-type eight-cylinder engine. Of course, the internal combustion engine may also have a different construction or design.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei die Verbrennungskraftmaschine zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Hierzu umfasst die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise eine auch als Steuergerät bezeichnete elektronische Recheneinrichtung, welche zum Durchführen des Verfahrens ausgebildet ist.A second aspect of the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, wherein the internal combustion engine for carrying out a method according to the invention according to the first aspect of the invention is formed. For this purpose, the internal combustion engine comprises, for example, an electronic computing device which is also designated as a control device and which is designed to carry out the method.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen.Further details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with the accompanying drawings.
Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform; -
2 eine schematische Darstellung der Verbrennungskraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
3 eine schematische Darstellung der Verbrennungskraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform; und -
4 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 a schematic representation of a trained for performing a method according to the invention internal combustion engine according to a first embodiment; -
2 a schematic representation of the internal combustion engine according to a second embodiment; -
3 a schematic representation of the internal combustion engine according to a third embodiment; and -
4 a flowchart illustrating the method according to the invention.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Bei der ersten Ausführungsform werden die Zylinder
Bei der zweiten Ausführungsform sind die Zylinder
Bei der dritten Ausführungsform sind die Zylinder
Der jeweilige Brennraum weist ein variables, das heißt veränderbares Verdichtungsverhältnis auf, welches beispielsweise durch ein so genanntes Schaltpleuel variierbar ist. Dies bedeutet, dass das jeweilige Verdichtungsverhältnis des jeweiligen Brennraums variiert werden kann, sodass wenigstens oder genau zwei voneinander unterschiedliche Werte des jeweiligen Verdichtungsverhältnisses eingestellt werden können. Im Rahmen eines Umschaltvorgangs wird das jeweilige Verdichtungsverhältnis umgeschaltet, sodass es von einem ersten der Werte auf einen von dem ersten Wert unterschiedlichen zweiten der Werte umgeschaltet wird. Ein solcher Umschaltvorgang benötigt in einem transienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine
Um nun einen besonders effizienten und kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine
Bevor beispielsweise bei dem Block
Bei dem Block
Bei einem Block
Bei einem Block
Wird bei dem Block
Bei dem Block
Wird bei dem Block
Wird jedoch bei dem Block
Zunächst wird bei einem Block
Wird bei einem Block
Bei einem Block
Bei einem Block
Wie zuvor beschrieben kann das jeweilige Verdichtungsverhältnis des jeweiligen Brennraums und somit der jeweiligen Zylindergruppe beispielsweise lediglich beziehungsweise genau zwischen zwei Werten, welche auch als Verdichtungswerte bezeichnet werden, umgeschaltet werden. Ein erster der Verdichtungswerte wird auch als kleines beziehungsweise geringes Verdichtungsverhältnis bezeichnet, wobei der zweite Verdichtungswert als großes oder hohes Verdichtungsverhältnis bezeichnet wird. Demzufolge ist der zweite Verdichtungswert größer als der erste Verdichtungswert, sodass das große Verdichtungsverhältnis größer als das kleine Verdichtungsverhältnis ist. Demzufolge wird beispielsweise bei einem Block
Dementsprechend wird bei dem Block
Bei dem Block
Durch die Kombination aus Zylinderabschaltung und variabler Kompression ist das Druckniveau in den unbefeuerten Zylindern, insbesondere in deren Brennkammern, deutlich niedriger als das Druckniveau in den befeuerten Zylindern. Das niedrigere Druckniveau erlaubt eine beschleunigte Umschaltung von niedrigem beziehungsweise kleinem Verdichtungsverhältnis zu hohem beziehungsweise großem Verdichtungsverhältnis. Daher ist es im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, genau die Hälfte der Brennräume zu deaktivieren, das heißt abzuschalten, um den Umschaltvorgang besonders schnell durchführen zu können. Nachdem die deaktivierten und somit unbefeuerten Zylinder ihr Ziel ε, das heißt das gewünschte und beispielsweise große Verdichtungsverhältnis erreicht haben, wird die vorher unbefeuerte Hälfte befeuert und die vorher befeuerte Hälfte der Brennräume wird deaktiviert, das heißt abgeschaltet. Durch das Verfahren lässt sich im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen eine deutliche Steigerung der Betriebsdauer mit hohem Verdichtungsverhältnis realisieren. Vor allem bei einem Lastabwurf in Kennfeldbereichen, bei denen ein Betrieb mit hoher Verdichtung, das heißt mit großem Verdichtungsverhältnis vorteilhaft ist, kann dadurch ein besonders kraftstoffarmer Betrieb gewährleistet werden. Bei einem Lastabwurf beziehungsweise Lastabfall auf oder in einem oberen Grenzbereich der Zylinderabschaltung kann auf den befeuerten Zylindern vorerst noch mit dem kleinen Verdichtungsverhältnis und der aus der Zylinderabschaltung resultierenden Volllast beziehungsweise höhere Last gefahren werden. Bei weiterem Lastabfall kann sofort auf das höhere beziehungsweise große Verdichtungsverhältnis umgeschaltet werden. Insgesamt kann durch das Verfahren die Dauer mit unvorteilhaftem Verdichtungsverhältnis und damit einhergehenden Nachteilen hinsichtlich verbrauchten Emissionen verkürzt werden, sodass ein besonders kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmer Betrieb gewährleistet werden kann.Due to the combination of cylinder deactivation and variable compression, the pressure level in the unfired cylinders, especially in their combustion chambers, is significantly lower than the pressure level in the fired cylinders. The lower pressure level allows accelerated switching from low or low compression ratio to high or high compression ratio. It is therefore provided in the context of the method to deactivate exactly half of the combustion chambers, that is to switch them off in order to be able to carry out the switching process particularly quickly. After the deactivated and thus unfired cylinders have reached their destination ε, that is to say the desired and, for example, high compression ratio, the previously unfired half is fired and the previously fired half of the combustion chambers is deactivated, ie switched off. By the method can be compared to conventional solutions realize a significant increase in the operating time with a high compression ratio. Especially with a load shedding in map areas in which an operation with high compression, that is, with a high compression ratio is advantageous, a particularly fuel-efficient operation can be ensured. In a load shedding or load drop on or in an upper limit range of the cylinder deactivation can be driven on the fired cylinders initially with the small compression ratio and resulting from the cylinder shutdown full load or higher load. With further load drop can be switched immediately to the higher or larger compression ratio. Overall, the process can shorten the time with unfavorable compression ratio and concomitant disadvantages in terms of emissions, so that a particularly fuel-efficient and low-emission operation can be guaranteed.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zylindercylinder
- 22
- Zylindercylinder
- 33
- Zylindercylinder
- 44
- Zylindercylinder
- 55
- Zylindercylinder
- 66
- Zylindercylinder
- 77
- Zylindercylinder
- 88th
- Zylindercylinder
- 99
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1010
- Motorgehäusemotor housing
- 1111
- Zylinderbankcylinder bank
- 1212
- Zylinderbankcylinder bank
- 1313
- elektronische Recheneinrichtungelectronic computing device
- 1414
- Blockblock
- 1515
- Blockblock
- 1616
- Blockblock
- 1717
- Blockblock
- 1818
- Blockblock
- 1919
- Blockblock
- 2020
- Blockblock
- 2121
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- 2222
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- 2323
- Blockblock
- 2424
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- 2525
- Blockblock
- 2626
- Blockblock
- 2727
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- 2828
- Blockblock
- 2929
- Blockblock
- 3030
- Blockblock
- 3131
- Blockblock
- 3232
- Blockblock
- 3333
- Blockblock
- 3434
- Blockblock
- 3535
- Blockblock
- 3636
- Blockblock
- 3737
- Blockblock
- 3838
- Blockblock
- 3939
- Blockblock
- 4040
- Blockblock
- 4141
- Blockblock
- 4242
- Blockblock
- S1S1
- erster Schrittfirst step
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (1)
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-
2018
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