DE102019001518A1 - Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum (14) und wenigstens einen dem Brennraum (14) zugeordneten Injektor (26) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (10), bei welchem innerhalb eines Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine (10) Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) mittels des Injektors (26) direkt in den Brennraum (14) eingespritzt wird, wobei während eines Ansaugtakts des Arbeitsspiels mittels des Injektors (26) wenigstens oder genau ein erster Einspritzvorgang (34) durchgeführt wird, welcher wenigstens oder genau vier Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) umfasst, welche mittels des Injektors (26) durchgeführt werden, wodurch Kraftstoff direkt in den Brennraum (14) eingespritzt wird, und wobei während eines auf den Ansaugtakt folgenden Verdichtungstakts des Arbeitsspiels mittels des Injektors (26) wenigstens oder genau ein zweiter Einspritzvorgang (36) durchgeführt wird, welcher wenigstens oder genau vier Kraftstoffeinspritzungen (46, 48, 50, 52) umfasst, welche mittels des Injektors (26) durchgeführt werden, wodurch Kraftstoff direkt in den Brennraum (14) eingespritzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Ein solches Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum und wenigstens einen dem Brennraum zugeordneten Injektor aufweisenden Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist beispielsweise bereits der DE 10 2015 015 362 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren wird innerhalb eines Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine mittels des Injektors direkt in den Brennraum eingespritzt. Hierzu werden mittels des Injektors innerhalb des Arbeitsspiels mehrere, zeitlich voneinander beabstandete Kraftstoffeinspritzungen durchgeführt.
  • Des Weiteren offenbart die DE 10 2008 008 605 A1 ein Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors mit einer Kraftstoffdirekteinspritzung in einen Zylinder. Der DE 10 2014 017 162 A1 ist ein Benzindirekteinspritzungsmotor als bekannt zu entnehmen. Außerdem offenbart die DE 10 2004 017 989 A1 ein Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass während eines Ansaugtakts des Arbeitsspiels und somit der Verbrennungskraftmaschine mittels des Injektors wenigstens oder genau ein erster Einspritzvorgang durchgeführt wird, welcher auch als erster Einspritzblock bezeichnet wird. Der erste Einspritzvorgang umfasst wenigstens oder genau vier, insbesondere zeitlich voneinander beabstandete, Kraftstoffeinspritzungen, welche mittels des Injektors durchgeführt werden, wodurch Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird.
  • Insbesondere kann der erste Einspritzvorgang wenigstens ein oder bis zu vier, insbesondere zeitlich voneinander beabstandete, Kraftstoffeinspritzungen umfassen, welche mittels des Injektors durchgeführt werden, wodurch Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird. Mit anderen Worten kann der erste Einspritzvorgang genau eine oder mehrere und dabei bis zu vier Kraftstoffeinspritzungen umfassen, sodass der erste Einspritzvorgang, insbesondere genau, eine oder zwei oder drei oder vier Kraftstoffeinspritzungen umfassen kann.
  • Des Weiteren ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass während eines auf den Ansaugtakt folgenden Verdichtungstakts des Arbeitsspiels und somit der Verbrennungskraftmaschine mittels des Injektors wenigstens oder genau ein zweiter Einspritzvorgang durchgeführt wird, welcher auch als zweiter Einspritzblock bezeichnet wird. Vorzugsweise ist der zweite Einspritzblock zeitlich von dem ersten Einspritzblock beabstandet. Dabei umfasst der zweite Einspritzvorgang wenigstens oder genau vier, insbesondere zeitlich voneinander beabstandete Kraftstoffeinspritzungen, welche mittels des Injektors durchgeführt werden, wodurch Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird.
  • Die jeweilige Kraftstoffeinspritzung wird auch einfach als Einspritzung oder Einzeleinspritzung bezeichnet. Durch Durchführen der jeweiligen Kraftstoffeinspritzung wird eine jeweilige Menge des vorzugsweise flüssigen Kraftstoffs direkt in den Brennraum eingespritzt, wobei die Menge auch als Kraftstoffmenge oder Einzelmenge bezeichnet wird. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit vorgesehen, dass wenigstens oder genau acht Kraftstoffeinspritzungen innerhalb des Arbeitsspiels mittels des Injektors durchgeführt werden, sodass innerhalb des Arbeitsspiels wenigstens oder genau acht Einzelmengen des beispielsweise flüssigen Kraftstoffes direkt in den Brennraum eingespritzt werden. Die Einzelmengen ergeben in Summe eine auch als Kraftstoffgesamtmenge bezeichnete Gesamtmenge des Kraftstoffes, wobei die Gesamtmenge innerhalb des Arbeitsspiels mittels des Injektors insgesamt direkt in den Brennraum eingespritzt wird. Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens oder genau vier der wenigstens oder genau acht Kraftstoffeinspritzungen während des Ansaugtakts durchgeführt werden oder werden können, wobei wenigstens oder genau vier der wenigstens oder genau acht Kraftstoffeinspritzungen während des auf den Ansaugtakt folgenden Verdichtungstakts durchgeführt werden oder werden können. Hierdurch können die Roh- und Partikelemissionen der auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden. Außerdem kann ein übermäßiger Kraftstoffeintrag in Öl zum Schmieren der Verbrennungskraftmaschine vermieden werden.
  • Die Verbrennungskraftmaschine weist eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben eines beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Vorzugsweise umfasst das Arbeitsspiel genau zwei vollständige Umdrehungen der Kurbelwelle und somit 720 Grad Kurbelwinkel. Dabei ist beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine als ein Vier-Takt-Motor ausgebildet, sodass das Arbeitsspiel beispielsweise genau vier aufeinanderfolgende Takte umfasst. Ein erster der Takte ist beispielsweise der Ansaugtakt, welcher auch als Ansaughub oder Saughub bezeichnet wird. Ein zweiter der Takte ist beispielsweise der Verdichtungstakt, welcher auch als Kompressionshub oder Kompressionstakt bezeichnet wird und sich vorzugsweise unmittelbar an den Ansaugtakt anschließt, sodass zwischen dem Ansaugtakt und dem darauffolgenden Kompressionstakt kein weiterer, anderer der Takte liegt. Ein dritter der Takte ist beispielsweise ein sogenannter Arbeitstakt, welcher sich vorzugsweise unmittelbar an den zweiten Takt anschließt. Der vierte Takt ist ein sogenannter Ausstoßtakt oder Ausschubtakt, welcher sich beispielsweise vorzugsweise unmittelbar an den dritten Takt anschließt.
  • Innerhalb des Arbeitsspiels wird, insbesondere zumindest während eines Teils des Ansaugtakts, Luft in den Brennraum eingeleitet beziehungsweise eingebracht. Die in den Brennraum eingebrachte Luft und der in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff bilden ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches einfach auch als Gemisch bezeichnet wird. Das Gemisch wird zumindest während eines Teils des Verdichtungstakts verdichtet, das heißt komprimiert, woraufhin das Gemisch gezündet wird. Das Gemisch wird beispielsweise durch Selbstzündung oder aber vorzugsweise durch Fremdzündung und dabei mittels einer Zündeinrichtung wie beispielsweise einer Zündkerze gezündet. Durch Zünden des Gemisches wird das Gemisch verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Während zumindest eines Teils des Ausschubtakts wird das Abgas aus dem Brennraum ausgeschoben.
  • Vorzugweise ist die Verbrennungskraftmaschine als ein fremdgezündeter Verbrennungsmotor, insbesondere als ein Ottomotor, ausgebildet, oder die Verbrennungskraftmaschine ist als eine selbstzündende Brennkraftmaschine, insbesondere als ein Dieselmotor, ausgebildet.
  • Der Brennraum ist beispielsweise teilweise durch einen Zylinder und teilweise durch einen Kolben begrenzt, welcher beispielsweise translatorisch bewegbar in dem Zylinder angeordnet ist. Der Kolben ist beispielsweise gelenkig mit der Abtriebswelle gekoppelt, sodass translatorische Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine Drehung der Abtriebswelle umgewandelt werden. Durch Zünden und Verbrennen des Gemisches wird der Kolben angetrieben, insbesondere derart, dass der Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt bewegt wird. Hierdurch wird die Abtriebswelle angetrieben. Mit anderen Worten ist der Kolben zwischen seinem oberen Totpunkt und seinem unteren Totpunkt translatorisch hin- und herbewegbar. Während des Ansaugtakts bewegt sich der Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt. Während des Verdichtungstakts bewegt sich der Kolben von seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt. Während des Arbeitstakts bewegt sich der Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt. Während des Ausschiebetakts bewegt sich der Kolben aus seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt, wodurch das Abgas mittels des Kolbens aus dem Brennraum ausgeschoben wird. Vorzugsweise wird als der Injektor ein Piezoinjektor, das heißt ein piezoelektrischer Injektor, verwendet, mittels welchem die wenigstens oder genau acht oder die bis zu acht Einspritzungen besonders präzise und schnell durchgeführt werden können. Dadurch, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wenigstens oder genau acht oder bis zu acht Einspritzungen durchgeführt werden, wird innerhalb des Arbeitsspiels eine sogenannte Mehrfacheinspritzung durchgeführt, durch welche die Roh- und Partikelemissionen sowie der Kraftstoffeintrag in das auch als Motoröl bezeichnete Öl gering gehalten werden können. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird im Rahmen des Verfahrens die zuvor genannte Gesamtmenge auf die wenigstens oder genau acht oder bis zu acht Einzelmengen aufgeteilt. Durch eine Wechselwirkung mit der Ladungsbewegung in dem Brennraum können somit die Roh- und Partikelemissionen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren deutlich reduziert werden. Darüber hinaus kann der Kraftstoffeintrag in das Motoröl signifikant reduziert werden. Dies gilt insbesondere für den Betrieb bei geringen Temperaturen der Verbrennungskraftmaschine sowie während eines Warmlaufs der Verbrennungskraftmaschine. Ebenso kann in einem sogenannten Warmbetrieb ein emissionsarmer Betrieb gewährleistet werden.
  • Die Aufteilung der eingespritzten oder einzuspritzenden Gesamtmenge auf die wenigstens oder genau vier Einzeleinspritzungen im Saughub und die wenigstens oder genau vier Einzeleinspritzungen im Kompressionshub erfolgt vorzugsweise je nach Motorlast und Motordrehzahl, das heißt in Abhängigkeit von einer Drehzahl und/oder einer Last der Verbrennungskraftmaschine.
  • Vorzugsweise ist die Mehrfacheinspritzung als eine sogenannte Achtfacheinspritzung ausgebildet, da vorzugsweise genau acht Kraftstoffeinspritzungen durchgeführt werden. Hierbei werden vorzugsweise genau vier der acht Kraftstoffeinspritzungen während des Ansaugtakts und genau vier der acht Kraftstoffeinspritzungen während des auf den Ansaugtakt folgenden Kompressionstakts durchgeführt. Der Vorteil einer solchen Achtfacheinspritzung liegt in einer besonders vorteilhaften Aufteilung der Gesamtmenge auf die einzelnen Mengen. Zum einen kann durch diese Aufteilung eine auf den Zylinder beziehungsweise auf dessen Wand auftreffende Kraftstoffmenge gering gehalten werden und in der Folge in besonders kurzer Zeit von der Wand wieder abdampfen, sodass der Kraftstoffeintrag in das Motoröl gering gehalten werden kann. Gegebenenfalls kann vermieden werden, dass die Wand mit Kraftstoff benetzt wird, was von der jeweiligen Einzelmenge beziehungsweise deren Größe abhängt. Üblicherweise erfolgt ein Eintrag von Kraftstoff in Motoröl dadurch, dass der Kolben mit seinem Ringpaket über den sich an der auch als Zylinderwand bezeichneten Wand befindenden Kraftstoff streicht und den Kraftstoff von der Wand in das auch als Ringfeld bezeichnete Ringpaket einlagert und in der Folge nach unten in ein Ölreservoir wie beispielsweise eine Ölwanne abgibt. Dies kann nun durch das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren reduziert werden.
  • Des Weiteren kann der Kraftstoff durch das Durchführen der Achtfacheinspritzung besonders gut verdampfen, wodurch eine besonders vorteilhafte Gemischaufbereitung durch eine verbesserte Interaktion des Kraftstoffes mit der einströmenden Luft realisiert werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft in einem kalten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine. Darüber hinaus kann durch die hohe Anzahl an Einspritzungen eine übermäßige Benetzung eines dem Brennraum zugeordneten Einlassventils zumindest gering gehalten oder vermieden werden. Insbesondere kann um das sich öffnende, offene und sich schließende Einlassventil herumgespritzt werden.
  • Insbesondere kann durch eine geeignete Aufteilung der Einspritzlagen die Einlassventilbenetzung drastisch reduziert oder bestenfalls vermieden werden.
  • Wird das Ventil von dem eingespritzten Kraftstoff getroffen, sodass das Einlassventil mit dem Kraftstoff benetzt wird, unterstützt die eintretende Luft über das Einlassventil eine Benetzung der Wand und/oder eines Brennraumdaches und/oder der Zündkerze mit Kraftstoff. Dabei begrenzt das zuvor genannte Brennraumdach den Brennraum teilweise, wobei das Brennraumdach beispielsweise durch einen Zylinderkopf gebildet ist. Eine solche übermäßige Benetzung der Wand und/oder des Brennraumdaches und/oder der Zündkerze mit Kraftstoff kann nun durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden. Hinzu kommt, dass durch die geschickte Aufteilung der Gesamtmenge auf die Einzelmengen eine Benetzung des Kolbens mit Kraftstoff gering gehalten oder vermieden werden kann. Insbesondere dann, wenn der Kolben noch kalt ist und Kraftstoff auf den Kolben trifft, kann es zu einer übermäßigen Partikelemission kommen. Da sich jedoch eine Tumblebewegung, mit welcher die Luft in den Brennraum einströmt, im Brennraum mit sich ändernder Last und/oder Drehzahl ändert, ändert sich auch die Luftströmung und der Ladungstransport des eingespritzten Kraftstoffes beziehungsweise des Gemisches. Dieser Änderung kann durch die hohe Anzahl an Einspritzungen entgegengewirkt werden, was besonders in einem dynamischen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, das heißt bei Last- und Drehzahländerungen, vorteilhaft ist.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird wenigstens oder vorzugsweise genau eine der Kraftstoffeinspritzungen des ersten Einspritzvorgangs durchgeführt, indem ein Vollhub des Injektors durchgeführt wird. Hierdurch kann während des Ansaugtakts eine hinreichend große Kraftstoffmenge in den Brennraum direkt eingespritzt werden.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die wenigstens oder genau eine Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs diejenige der Kraftstoffeinspritzungen des ersten Einspritzvorgangs ist, die während des Ansaugtakts zeitlich als erstes durchgeführt wird. Dadurch kann ein besonders emissionsarmer Betrieb gewährleistet werden. Je nach Aufteilung sowie Drehzahl und Last kann die wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs die zweite, dritte und vierte Kraftstoffeinspritzung sein.
  • Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn wenigstens oder genau drei der Kraftstoffeinspritzungen des ersten Einspritzvorgangs durchgeführt werden, indem ein jeweiliger Teilhub beziehungsweise der gleiche Teilhub des Injektors durchgeführt wird, wobei die wenigstens oder genau drei Kraftstoffeinspritzungen des ersten Einspritzvorgangs auf die wenigstens oder genau eine Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs folgen. Dadurch können übermäßige Benetzungen der Wand und/oder des Kolbens und/oder anderer Bauelemente mit Kraftstoff vermieden werden.
  • Im Folgenden werden der Vollhub und der Teilhub des Injektors erläutert: Der Injektor weist ein Gehäuse auf, in welchem der Kraftstoff beziehungsweise ein Teil des Kraftstoffes aufnehmbar ist. Das Gehäuse weist dabei wenigstens eine oder mehrere Auslassöffnungen auf, wobei die jeweilige Auslassöffnung auch als Einspritzöffnung, Austrittsöffnung oder Einspritzloch bezeichnet wird und als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Dabei ist durch das Gehäuse wenigstens ein Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Kraftstoffes in dem Injektor begrenzt. Die Einspritzöffnung ist einerseits fluidisch mit dem Aufnahmeraum verbunden und mündet andererseits an eine Umgebung des Injektors und somit beispielsweise in den Brennraum. In fertig hergestelltem Zustand der Verbrennungskraftmaschine mündet die Einspritzöffnung somit in den Brennraum, sodass zumindest ein Teil des in dem Aufnahmeraum des Injektors aufgenommenen Kraftstoffes über die Einspritzöffnung aus dem Aufnahmeraum beziehungsweise aus dem Injektor insgesamt ausgespritzt und somit direkt in den Brennraum eingespritzt werden kann.
  • Dabei umfasst der Injektor wenigstens ein Ventilelement, welches beispielsweise als eine Nadel, insbesondere als eine Düsennadel, ausgebildet ist. Das Ventilelement ist relativ zu dem Gehäuse, insbesondere translatorisch, bewegbar. Ferner ist das Ventilelement zumindest teilweise in dem Gehäuse beziehungsweise in dem Injektor aufgenommen, wobei das Ventilelement als eine Nadel beziehungsweise als eine Ventilnadel ausgebildet sein kann. Das Ventilelement ist zwischen einer Schließstellung und wenigstens zwei von der Schließstellung und voneinander unterschiedlichen Offenstellungen relativ zu dem Gehäuse bewegbar. In seiner Schließstellung liegt das Ventilelement beispielsweise an einem Ventilsitz des Gehäuses an und trennt die Einspritzöffnung vom Aufnahmeraum beziehungsweise versperrt die jeweilige Einspritzöffnung, sodass kein Kraftstoff aus dem Injektor ausgespritzt und in den Brennraum eingespritzt wird beziehungsweise werden kann. In seiner jeweiligen Offenstellung ist das Ventilelement beispielsweise von seinem Ventilsitz abgehoben und gibt die Einspritzöffnung frei, sodass beispielsweise der Aufnahmeraum mit dem Brennraum über die Einspritzöffnung fluidisch verbunden ist. Dadurch wird in der jeweiligen Offenstellung Kraftstoff aus dem Injektor ausgespritzt und in den Brennraum direkt eingespritzt.
  • Ist der Injektor beispielsweise als nach außen öffnender Injektor mit einem nach außen öffnenden Ventilelement ausgebildet, so bewegt sich das Ventilelement auf seinem Weg von der Schließstellung in die jeweilige Offenstellung von dem Ventilsitz weg und in den Brennraum hinein. Ist der Injektor als nach innen öffnender Injektor mit einem nach innen öffnenden Ventilelement ausgebildet, so bewegt sich das Ventilelement auf seinem Weg von der Schließstellung in die jeweilige Offenstellung von dem Ventilsitz in den Aufnahmeraum hinein beziehungsweise von dem Brennraum weg.
  • Die Schließstellung ist eine erste Endstellung des Ventilelements. Eine erste der Offenstellung ist eine zweite Endstellung des Ventilelements, welches maximal zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung, nicht jedoch über die jeweilige Endstellung hinaus bewegt werden kann. Mit anderen Worten kann das Ventilelement maximal in einem Verstellbereich bewegt werden, wobei der Verstellbereich durch die Endstellungen begrenzt ist beziehungsweise wird. Wird das Ventilelement aus der Schließstellung in die erste Offenstellung und dann wieder aus der ersten Offenstellung zurück in die Schließstellung bewegt, so führt das Ventilelement beziehungsweise der Injektor seinen Vollhub aus beziehungsweise der Vollhub des Ventilelements beziehungsweise des Injektors wird bewirkt. In der ersten Offenstellung gibt das Ventilelement einen ersten Durchflussquerschnitt frei, sodass der Kraftstoff aus dem Injektor über den freigegebenen ersten Durchflussquerschnitt aus dem Injektor ausgespritzt und in den Brennraum direkt eingespritzt wird. Beispielsweise ist vorgesehen, dass das Ventilelement in der ersten Offenstellung den ersten Durchflussquerschnitt vollständig freigibt.
  • Die zweite Offenstellung gehört zum Verstellbereich und ist bezogen auf den Verstellbereich zwischen den zwei Endstellungen angeordnet. Wird das Ventilelement aus der Schließstellung in die zweite Offenstellung und dann wieder aus der zweiten Offenstellung zurück in die Schließstellung bewegt, wobei eine Bewegung des Ventilelements aus der zweiten Offenstellung in die erste Offenstellung unterbleibt, so führt das Ventilelement beziehungsweise der Injektor insgesamt seinen Teilhub aus beziehungsweise ein Teilhub des Ventilelements und somit des Injektors insgesamt wird bewirkt beziehungsweise durchgeführt. In der zweiten Offenstellung gibt das Ventilelement einen zweiten Durchflussquerschnitt frei, welcher geringer als der zuvor genannte erste Durchflussquerschnitt ist.
  • Eine Zeitspanne, während welcher das Ventilelement aus der Schließstellung in die jeweilige Offenstellung und dann wieder aus der jeweiligen Offenstellung zurück in die Schließstellung bewegt wird, wird auch als Öffnungszeit, Einspritzzeit oder Einspritzdauer bezeichnet, da das Ventilelement beziehungsweise der Injektor insgesamt während der Einspritzzeit geöffnet ist, sodass mittels des Injektors während der Einspritzzeit Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, direkt in den Brennraum eingespritzt wird. Da - wie beschrieben - der zweite Durchflussquerschnitt geringer als der erste Durchflussquerschnitt ist, wird bei gleichem Druck des Kraftstoffes und bei gleicher Einspritzzeit mittels des Vollhubs eine größere Menge des Kraftstoffs in den Brennraum eingespritzt als mittels des Teilhubs.
  • Durch Durchführen des jeweiligen Teilhubs kann die Menge des Kraftstoffes, die in den Brennraum eingespritzt wird, gering gehalten werden, sodass ein vorteilhaftes Verdampfen des Kraftstoffes sichergestellt werden kann. Durch Durchführung des Vollhubs kann jedoch sichergestellt werden, dass eine hinreichend große Menge des Kraftstoffes innerhalb des Arbeitsspiels in den Brennraum eingespritzt werden kann.
  • Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Kraftstoffeinspritzungen des zweiten Einspritzvorgangs durchgeführt werden, indem ein beziehungsweise der Teilhub des Injektors durchgeführt wird. Hierdurch kann ein besonders emissionsarmer Betrieb gewährleistet werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste der Kraftstoffeinspritzungen des ersten Einspritzvorgangs, eine unmittelbar auf die erste Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs folgende zweite der Kraftstoffeinspritzungen des ersten Einspritzvorgangs und eine unmittelbar auf die zweite Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs folgende dritte der Kraftstoffeinspritzungen des ersten Einspritzvorgangs jeweils um die gleiche erste Zeitspanne zeitlich voneinander beabstandet sind. Dies bedeutet, dass beispielsweise die erste Kraftstoffeinspritzung, die zweite Kraftstoffeinspritzung und die dritte Kraftstoffeinspritzung äquidistant sein können. Unter dem Merkmal, dass die jeweilige zweite beziehungsweise dritte Kraftstoffeinspritzung unmittelbar auf die erste beziehungsweise zweite Kraftstoffeinspritzung folgt, ist zu verstehen, dass zwischen der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzung beziehungsweise zwischen der zweiten und dritten Kraftstoffeinspritzung keine weitere Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
  • Die folgenden Einzeleinspritzungen müssen nicht äquidistant sein. Es kann vorgesehen sein, dass die beiden ersten Einspritzungen sehr dicht aufeinander folgen, die zweite einen größeren Abstand zur dritten hat und der Abstand zwischen der dritten und vierten größer ist als zwischen der ersten und zweiten. Vorzugsweise wird eingehalten, dass zwischen zwei Einspritzungen eine minimale Pausendauer, welche beispielsweise 50 Mikrosekunden beträgt, eingehalten wird. Zwischen der vierten und fünften Einspritzung werden beispielsweise 5 Millisekunden Pause eingehalten. Die Einzelabstände der Kompressionshubeinspritzungen sollten 50 Mikrosekunden nicht unterschreiten. Beispielsweise wird zwischen der dritten und vierten sowie zwischen der siebten und achten Einspritzung eine Pausenzeit größer oder gleich 500 Mikrosekunden eingehalten.
  • Um dabei einen besonders emissions- und belastungsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren, ist es ferner vorgesehen, dass eine unmittelbar auf die dritte Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs folgende vierte der Kraftstoffeinspritzungen des ersten Einspritzvorgangs um eine gegenüber der ersten Zeitspanne größere zweite Zeitspanne zeitlich von der dritten Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs beabstandet ist. Unter dem Merkmal, dass die vierte Kraftstoffeinspritzung unmittelbar auf die dritte Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs folgt, ist zu verstehen, dass zwischen der dritten und vierten Kraftstoffeinspritzung des ersten Einspritzvorgangs keine weitere Kraftstoffeinspritzung erfolgt. Dadurch, dass die zweite Zeitspanne größer als die erste Zeitspanne ist, kann der Injektor an sich vor übermäßigen Belastungen geschützt werden, wobei gleichzeitig ein besonders emissionsarmer Betrieb gewährleistet werden kann.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Zeitspanne wenigstens 500 Mikrosekunden beträgt. Dies bedeutet, dass die zweite Zeitspanne vorzugsweise größer oder gleich 500 Mikrosekunden ist.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind eine erste der Kraftstoffeinspritzungen des zweiten Einspritzvorgangs, eine unmittelbar auf die erste Kraftstoffeinspritzung des zweiten Einspritzvorgangs folgende zweite der Kraftstoffeinspritzungen des zweiten Einspritzvorgangs und eine unmittelbar auf die zweite Kraftstoffeinspritzung des zweiten Einspritzvorgangs folgende dritte der Kraftstoffeinspritzungen des zweiten Einspritzvorgangs jeweils um das gleiche erste Zeitintervall zeitlich voneinander beabstandet, sodass die erste Kraftstoffeinspritzung, die zweite Kraftstoffeinspritzung und die dritte Kraftstoffeinspritzung des zweiten Einspritzvorgangs beispielsweise äquidistant sein können. Um dabei eine übermäßige Belastung des Injektors zu vermeiden und gleichzeitig einen besonders emissionsarmen Betrieb gewährleisten zu können, ist eine unmittelbar auf die dritte Kraftstoffeinspritzung des zweiten Einspritzvorgangs folgende vierte der Kraftstoffeinspritzungen des zweiten Einspritzvorgangs um ein gegenüber dem ersten Zeitintervall größeres zweites Zeitintervall zeitlich von der dritten Kraftstoffeinspritzung des zweiten Einspritzvorgangs beabstandet. Auch hier gilt, dass die Einspritzungen nicht äquidistant sein müssen, wobei hier das gleiche wie für den Saughub gelten kann.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das zweite Zeitintervall wenigstens 500 Mikrosekunden beträgt, sodass das zweite Zeitintervall größer oder gleich 500 Mikrosekunden sein kann.
  • Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn zwischen dem ersten Einspritzvorgang und dem zweiten Einspritzvorgang ein Pausenintervall liegt, während welchem ein mittels des Injektors bewirktes Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum unterbleibt, wobei das Pausenintervall mindestens fünf Millisekunden beträgt. Dies bedeutet, dass das Pausenintervall größer oder gleich fünf Millisekunden ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei die Verbrennungskraftmaschine zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist; und
    • 2 ein Diagramm zum Veranschaulichen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die vorzugsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst, mittels welcher das beispielsweise als Hybridfahrzeug ausgebildete Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein Gehäuseelement 12 auf, welches beispielsweise auch als Zylinderblock bezeichnet wird. Das Gehäuseelement 12 ist beispielsweise ein Kurbelgehäuse, insbesondere ein Zylinderkurbelgehäuse. Das Gehäuseelement 12 weist wenigstens einen Zylinder 14 auf, welche beispielsweise durch eine auch als Zylinderwand bezeichnete Wand 16 des Gehäuseelements 12 begrenzt ist. Außerdem weist die Verbrennungskraftmaschine 10 einen Brennraum 18 auf, welcher teilweise durch den Zylinder 14 und somit durch die Wand 16, teilweise durch einen Kolben 20 und teilweise durch ein Brennraumdach 22 begrenzt ist. Der Kolben 20 ist translatorisch bewegbar in dem Zylinder 14 aufgenommen und somit relativ zu der Wand 16 translatorisch bewegbar, sodass sich der Kolben 20 zwischen seinem unteren Totpunkt und seinem oberen Totpunkt translatorisch hin- und herbewegen kann. Das Brennraumdach 22 ist beispielsweise durch ein weiteres Gehäuseelement 24 gebildet, welches separat von dem Gehäuseelement 12 ausgebildet und mit dem Gehäuseelement 12 verbunden ist. Beispielsweise ist das Gehäuseelement 24 ein Zylinderkopf.
  • Dem Brennraum 18 ist ein auch als Kraftstoffinjektor bezeichneter Injektor 26 zugeordnet, welche beispielsweise zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuseelement 24 gehalten ist. Mittels des Injektors 26 kann Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 direkt in den Brennraum 18 eingespritzt werden, wobei die Verbrennungskraftmaschine 10 mittels des Kraftstoffes in einem befeuerten Betrieb betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird. Des Weiteren ist dem Zylinder 14 eine Zündeinrichtung vorliegend in Form einer Zündkerze 28 zugeordnet.
  • Der Kolben 20 ist gelenkig mit einer in den Fig. nicht erkennbaren und beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle verbunden, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens 20 in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle umgewandelt werden. Wird der Kolben 20 angetrieben, so wird die Abtriebswelle angetrieben und dadurch relativ zu dem Gehäuseelement 12 um eine Drehachse gedreht. Durch Antreiben der Drehachse kann die Verbrennungskraftmaschine 10 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist dabei als Vier-Takt-Motor ausgebildet, wobei ein jeweiliges Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine 10 genau vier Takte und dabei genau zwei vollständige Umdrehungen der Abtriebswelle und somit 720 Grad Kurbelwinkel umfasst. Während des befeuerten Betriebs wird innerhalb des Arbeitsspiels eine, insbesondere vorgebbare, Gesamtmenge des vorzugsweise flüssigen Kraftstoffes mittels des Injektors 26 direkt in den Brennraum 18 eingespritzt. Außerdem wird innerhalb des Arbeitsspiels Luft in den Brennraum 18 eingebracht beziehungsweise eingeleitet. Die in den Brennraum 18 eingeleitete Luft und der in den Brennraum 18 direkt eingespritzte Kraftstoff bilden ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches mittels der Zündkerze 28 gezündet und in der Folge verbrannt wird. Hierdurch wird der Kolben 20 angetrieben und dadurch aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt bewegt.
  • Ein erster der Takte des Arbeitsspiels und somit der Verbrennungskraftmaschine 10 ist ein auch als Saughub bezeichneter Ansaugtakt, während welchem sich der Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt bewegt. Zumindest während eines Teils des Ansaugtakts wird die Luft in den Brennraum 18 eingeleitet. Ein unmittelbar auf den ersten Takt folgender zweiter der Takte ist ein auch als Kompressionshub bezeichneter Verdichtungstakt, während welchem sich der Kolben aus seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt bewegt. Hierdurch wird zumindest während eines Teils des Verdichtungstakts das Gemisch mittels des Kolbens 20 verdichtet, woraufhin das verdichtete Gemisch mittels der Zündkerze 28 gezündet wird. Ein sich unmittelbar an den zweiten Takt anschließender dritter der Takte ist ein Arbeitstakt, während welchem sich der Kolben 20 aus einem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt bewegt. Während zumindest eines Teils des Arbeitstakts wird der Kolben 20 dadurch, dass das Gemisch gezündet und verbrannt wurde beziehungsweise wird, angetrieben. Der sich unmittelbar an den dritten Tat anschließende vierte Takt ist ein Ausschub- oder Ausstoßtakt, während welchem sich der Kolben aus seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt bewegt. Hierdurch wird Abgas, welches aus dem Zünden und Verbrennen des Gemisches resultiert, mittels des Kolbens 20 aus dem Brennraum 18 ausgeschoben.
  • 2 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse 29 die mit t bezeichnete Zeit aufgetragen ist. Auf der Ordinate 30 des Diagramms ist ein Weg oder Hub aufgetragen, um welchen ein Ventilelement des Injektors 26 bewegt wird. Der Injektor 26 umfasst das Ventilelement und ein in 1 besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 32, in welchem das Ventilelement zumindest teilweise aufgenommen ist. Das Ventilelement ist beispielsweise als eine Nadel oder Düsennadel und, insbesondere translatorisch, zwischen einer Schließstellung und wenigstens zwei voneinander unterschiedlichen und von der Schließstellung unterschiedlichen Offenstellungen relativ zu dem Gehäuse 32 bewegt.
  • Das Gehäuse 32 weist einen Aufnahmeraum auf, in welchem der Kraftstoff, welcher mittels des Injektors 26 in den Brennraum 18 eingespritzt wird, aufnehmbar ist. Das Gehäuse 26 weist darüber hinaus wenigstens eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Einspritzöffnung auf, welcher einerseits in den Aufnahmeraum und andererseits in den Brennraum 18 mündet. Dadurch kann über die Einspritzöffnung der in dem Aufnahmeraum aufgenommene Kraftstoff aus dem Injektor 26 ausgespritzt und dadurch direkt in den Brennraum 18 eingespritzt werden. In der Schließstellung versperrt das Ventilelement die Einspritzöffnung, sodass kein Kraftstoff in den Brennraum 18 eingespritzt beziehungsweise aus dem Injektor 26 ausgespritzt werden kann, wenn sich das Ventilelement in der Schließstellung befindet. In der jeweiligen Offenstellung gibt das Ventilelement die Einspritzöffnung frei, sodass in der jeweiligen Offenstellung Kraftstoff aus dem Injektor 26 ausgespritzt und direkt in den Brennraum 18 eingespritzt wird.
  • Eine erste der Offenstellungen und die Schließstellung sind jeweilige Endstellungen, wobei das Ventilelement in die jeweilige Endstellung jedoch nicht über die jeweilige Endstellung hinaus relativ zu dem Gehäuse 32 bewegbar ist. Die zweite Offenstellung liegt zwischen der ersten Offenstellung und der Schließstellung. Wird somit das Ventilelement aus der Schließstellung in die erste Offenstellung und wieder aus der ersten Offenstellung in die Schließstellung bewegt, so führen das Ventilelement und somit der Injektor 26 einen Vollhub aus. Durch Ausführen beziehungsweise Durchführen des Vollhubs wird ein erster Durchflussquerschnitt freigegeben, durch welchen der zunächst in dem Aufnahmeraum aufgenommene Kraftstoff hindurchgespritzt und somit aus dem Injektor 26 ausgespritzt und direkt in den Brennraum 18 eingespritzt wird. Wird das Ventilelement aus der Schließstellung in die zweite Offenstellung und aus der zweiten Offenstellung in die Schließstellung bewegt, wobei ein Bewegen des Ventilelements in die erste Offenstellung unterbleibt, so führt das Ventilelement beziehungsweise der Injektor 26 einen gegenüber dem Vollhub geringeren Teilhub aus. Hierdurch gibt das Ventilelement einen gegenüber dem ersten Durchflussquerschnitt geringeren zweiten Durchflussquerschnitt frei, sodass bei gleicher Einspritzzeit und gleichem Druck des Kraftstoffes dann, wenn der Injektor 26 den Teilhub durchführt, eine geringere Menge des Kraftstoffes aus dem Injektor 26 ausgespritzt und direkt in den Brennraum 18 eingespritzt wird, als wenn der Injektor 26 den Vollhub durchführt. Durch den freigegebenen zweiten Durchflussquerschnitt kann Kraftstoff aus dem Aufnahmeraum hindurchgespritzt und somit aus dem Injektor 26 ausgespritzt und direkt in den Brennraum 18 eingespritzt werden.
  • Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine durchführen zu können, wird während des Ansaugtakts des Arbeitsspiels mittels des Injektors 26 genau ein erster Einspritzvorgang 34 durchgeführt, welcher auch als erster Einspritzblock bezeichnet wird. Während des auf den Ansaugtakt folgenden Verdichtungstakts desselben Arbeitsspiels wird mittels des Injektors 26 genau ein zweiter Einspritzvorgang 36 durchgeführt, welcher auch als zweiter Einspritzblock bezeichnet wird. Wie aus 2 erkennbar ist, umfasst der erste Einspritzvorgang 34 genau vier zeitlich voneinander beabstandete Kraftstoffeinspritzungen 38, 40, 42 und 44, wobei der zweite Einspritzblock genau vier Kraftstoffeinspritzungen 46, 48, 50 und 52 umfasst. Auch die Kraftstoffeinspritzungen 46, 48, 50 und 52 sind zeitlich voneinander beabstandet. Die jeweilige Kraftstoffeinspritzung 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 beziehungsweise 52 wird auch als Einspritzung oder Einzeleinspritzung bezeichnet und mittels des Injektors 26 durchgeführt, wodurch Kraftstoff beziehungsweise eine jeweilige, auch als Einzelmenge bezeichnete Menge des Kraftstoffes direkt in den Brennraum 18 eingespritzt wird. Die Einzelmengen ergeben in Summe die zuvor genannte Gesamtmenge, die innerhalb des Arbeitsspiels mittels des Injektors 26 direkt in den Brennraum 18 eingespritzt wird.
  • Aus 2 ist erkennbar, dass die Kraftstoffeinspritzung 38 des ersten Einspritzvorgangs 34 durchgeführt wird, indem der Vollhub des Injektors 26 durchgeführt wird. Demgegenüber werden die Kraftstoffeinspritzungen 40, 42 und 44 des ersten Einspritzvorgangs 34 durchgeführt, indem der Teilhub beziehungsweise der gleiche Teilhub des Injektors 26 jeweils durchgeführt wird. Die Kraftstoffeinspritzung 38 wird auch als erste Kraftstoffeinspritzung des Einspritzvorgangs 34 bezeichnet, während die Kraftstoffeinspritzung 40 als zweite Kraftstoffeinspritzung des Einspritzvorgangs 34, die Kraftstoffeinspritzung 42 als dritte Kraftstoffeinspritzung des Einspritzvorgangs 34 und die Kraftstoffeinspritzung 44 als vierte Kraftstoffeinspritzung des Einspritzvorgangs 34 bezeichnet wird. Die Kraftstoffeinspritzung 38 wird bezogen auf alle Kraftstoffeinspritzungen 38, 40, 42 und 44 des Einspritzvorgangs 34 als zeitlich erstes beziehungsweise als zeitlich erste Kraftstoffeinspritzung durchgeführt, sodass die Kraftstoffeinspritzung 40 unmittelbar auf die Kraftstoffeinspritzung 38, die Kraftstoffeinspritzung 42 unmittelbar auf die Kraftstoffeinspritzung 40 und die Kraftstoffeinspritzung 44 unmittelbar auf die Kraftstoffeinspritzung 42 folgt.
  • Die Kraftstoffeinspritzung 40 und/oder die Kraftstoffeinspritzung 42 und/oder die Kraftstoffeinspritzung 44 kann durchgeführt werden, indem der Vollhub oder ein Teilhub oder der Teilhub des Injektors durchgeführt wird.
  • Alle Kraftstoffeinspritzungen 46, 48, 50 und 52 des zweiten Einspritzvorgangs 36 werden durchgeführt, indem der Teilhub beziehungsweise der gleiche Teilhub des Injektors 26 durchgeführt wird. Die Kraftstoffeinspritzung 46 wird auch als erste Kraftstoffeinspritzung des Einspritzvorgangs 36 bezeichnet, während die Kraftstoffeinspritzung 48 als zweite Kraftstoffeinspritzung des Einspritzvorgangs 36, die Kraftstoffeinspritzung 50 als dritte Kraftstoffeinspritzung des Einspritzvorgangs 36 und die Kraftstoffeinspritzung 52 als vierte Kraftstoffeinspritzung des Einspritzvorgangs 36 bezeichnet wird. Dabei ist die Kraftstoffeinspritzung 46 bezogen auf die Kraftstoffeinspritzungen 46, 48, 50 und 52 des Einspritzvorgangs 36 die Kraftstoffeinspritzung, die zeitlich als erste Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Somit folgt die Kraftstoffeinspritzung 48 unmittelbar auf die Kraftstoffeinspritzung 46, wobei die Kraftstoffeinspritzung 50 unmittelbar auf die Kraftstoffeinspritzung 48 und die Kraftstoffeinspritzung 52 unmittelbar auf die Kraftstoffeinspritzung 50 folgt. Da während der Einspritzblöcke ein mittels des Injektors 26 bewirktes Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum 18 unterbleibt, folgen die Einspritzblöcke unmittelbar aufeinander, sodass die Kraftstoffeinspritzung 46 unmittelbar auf die Kraftstoffeinspritzung 44 folgt.
  • Die Kraftstoffeinspritzung 40 ist um eine erste Zeitspanne t1 von der Kraftstoffeinspritzung 38 zeitlich beabstandet, wobei die Kraftstoffeinspritzung 42 um die gleiche erste Zeitspanne t1 von der Kraftstoffeinspritzung 40 zeitlich beabstandet ist. Die Kraftstoffeinspritzung 44 ist um eine zweite Zeitspanne t2 von der Kraftstoffeinspritzung 42 zeitlich beabstandet, wobei die zweite Zeitspanne t2 größer als die erste Zeitspanne t1 ist und größer oder gleich 500 Mikrosekunden beträgt. Insbesondere kann die Zeitspanne t1 und/oder die Zeitspanne t2 größer oder gleich 50 Mikrosekunden sein. Die Zeitspanne t1 und/oder die Zeitspanne t2 sollte 50 Mikrosekunden nicht unterschreiten.
  • Die Kraftstoffeinspritzung 48 ist um ein erstes Zeitintervall z1 von der Kraftstoffeinspritzung 46 zeitlich beabstandet, und die Kraftstoffeinspritzung 50 ist um das gleiche erste Zeitintervall z1 von der Kraftstoffeinspritzung 48 zeitlich beabstandet. Demgegenüber ist die Kraftstoffeinspritzung 52 um ein zweites Zeitintervall z2 von der Kraftstoffeinspritzung 50 beabstandet, wobei das zweite Zeitintervall z2 größer als das erste Zeitintervall z1 ist. Vorzugsweise beträgt das zweite Zeitintervall z2 wenigstens 500 Mikrosekunden. Außerdem liegt zwischen den Einspritzvorgängen 34 und 36 ein Pausenintervall P, während welchem ein mittels des Injektors 26 bewirktes Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum 18 unterbleibt. Vorzugsweise ist das Pausenintervall P größer oder gleich fünf Millisekunden. Das Zeitintervall z1 und/oder das Zeitintervall z2 kann größer oder gleich 50 Mikrosekunden sein. Das Zeitintervall z1 und/oder das Zeitintervall z2 sollte 50 Mikrosekunden nicht unterschreiten. Das Pausenintervall P sollte 5 Millisekunden nicht unterschreiten.
  • Insgesamt ist erkennbar, dass der vorzugsweise als Piezoinjektor ausgebildete Injektor 26 genutzt wird, um eine als Achtfacheinspritzung ausgebildete Mehrfacheinspritzung innerhalb des Arbeitsspiels durchzuführen. Somit ist eine hohe Anzahl an Einzeleinspritzungen vorgesehen, was besonders vorteilhaft während eines Starts der Verbrennungskraftmaschine, während eines Katheizbetriebs und während eines Warmlaufs der Verbrennungskraftmaschine 10 ist. Im Rahmen des Katheizbetriebs wird wenigstens ein Katalysator der Verbrennungskraftmaschine 10 aufgeheizt. Der Start, der Katheizbetrieb und der Warmlauf sind Betriebsphasen, während welchen üblicherweise Brennstoff in den noch kalten Brennraum 18 eingespritzt wird. Üblicherweise lässt sich aufgrund der fehlenden Temperatur- und Druckbedingungen der Kraftstoff nur unzureichend aufbereiten, sodass der Kraftstoff üblicherweise nur ungenügend verdampft. Bei einer übermäßig geringen Anzahl an Einzeleinspritzungen können übermäßig Partikel- und Rohemissionen entstehen und es kann zu einem unerwünschten Kraftstoffeintrag im Motoröl zum Schmieren der Verbrennungskraftmaschine 10 kommen. Dies kann durch die hohe Anzahl an Einzeleinspritzungen vermieden werden, wobei die Anzahl vorliegend acht beträgt. Des Weiteren hilft die erhöhte Anzahl an Einzeleinspritzungen, die Gesamtmenge so auf die Einzelmengen aufzuteilen, dass auf die Wand 16 auftreffender Kraftstoff besonders gut von der Wand 16 wieder abdampfen kann. Dadurch kann der Kraftstoffeintrag in das Motoröl gering gehalten werden. Darüber hinaus kann mit der erhöhten Anzahl an Einzeleinspritzungen gezielter auf die sich ständig wechselnde Ladungsbewegung vorteilhaft reagiert werden, sodass gezielt die Benetzung der Wand 16, des Brennraumdachs 22, von Ventilen und der Zündkerze 28 mit Kraftstoff vermieden oder gering gehalten werden kann. Dadurch, dass der Kraftstoffeintrag in das Motoröl gering gehalten werden kann, kann darüber hinaus ein besonders kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 gewährleistet werden. Grundsätzlich kann die volle Funktionalität in Teilhub (reduzierter Hub des Ventilelements mit verlängerter Öffnungsdauer) und in Vollhub angewandt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Verbrennungskraftmaschine
    12
    Gehäuseelement
    14
    Zylinder
    16
    Wand
    18
    Brennraum
    20
    Kolben
    22
    Brennraumdach
    24
    Gehäuseelement
    26
    Injektor
    28
    Zündkerze
    29
    Abszisse
    30
    Ordinate
    32
    Gehäuse
    34
    erster Einspritzvorgang
    36
    zweiter Einspritzvorgang
    38
    Kraftstoffeinspritzung
    40
    Kraftstoffeinspritzung
    42
    Kraftstoffeinspritzung
    44
    Kraftstoffeinspritzung
    46
    Kraftstoffeinspritzung
    48
    Kraftstoffeinspritzung
    50
    Kraftstoffeinspritzung
    52
    Kraftstoffeinspritzung
    P
    Pausenintervall
    t
    Zeit
    t1
    erste Zeitspanne
    t2
    zweite Zeitspanne
    z1
    erstes Zeitintervall
    z2
    zweites Zeitintervall
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015015362 A1 [0002]
    • DE 102008008605 A1 [0003]
    • DE 102014017162 A1 [0003]
    • DE 102004017989 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum (14) und wenigstens einen dem Brennraum (14) zugeordneten Injektor (26) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (10), bei welchem innerhalb eines Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine (10) Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) mittels des Injektors (26) direkt in den Brennraum (14) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Ansaugtakts des Arbeitsspiels mittels des Injektors (26) wenigstens oder genau ein erster Einspritzvorgang (34) durchgeführt wird, welcher wenigstens oder genau vier Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) umfasst, welche mittels des Injektors (26) durchgeführt werden, wodurch Kraftstoff direkt in den Brennraum (14) eingespritzt wird, wobei während eines auf den Ansaugtakt folgenden Verdichtungstakts des Arbeitsspiels mittels des Injektors (26) wenigstens oder genau ein zweiter Einspritzvorgang (36) durchgeführt wird, welcher wenigstens oder genau vier Kraftstoffeinspritzungen (46, 48, 50, 52) umfasst, welche mittels des Injektors (26) durchgeführt werden, wodurch Kraftstoff direkt in den Brennraum (14) eingespritzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens oder genau eine der Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) des ersten Einspritzvorgangs (34) durchgeführt wird, indem ein Vollhub des Injektors (26) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens oder genau eine Kraftstoffeinspritzung (38) des ersten Einspritzvorgangs (34) diejenige der Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) des ersten Einspritzvorgangs (34) ist, die während des Ansaugtakts zeitlich als erstes durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens oder genau drei der Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) des ersten Einspritzvorgangs (34) durchgeführt werden, indem ein jeweiliger Teilhub des Injektors (26) durchgeführt wird, wobei die wenigstens oder genau drei Kraftstoffeinspritzungen (40, 42, 44) des ersten Einspritzvorgangs (34) auf die wenigstens oder genau eine Kraftstoffeinspritzung (38) des ersten Einspritzvorgangs (34) folgen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzungen (46, 48, 50, 52) des zweiten Einspritzvorgangs (36) durchgeführt werden, indem ein Teilhub des Injektors (26) durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) des ersten Einspritzvorgangs (34), eine unmittelbar auf die erste Kraftstoffeinspritzung (38) des ersten Einspritzvorgangs (34) folgende zweite der Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) des ersten Einspritzvorgangs (34) und eine unmittelbar auf die zweite Kraftstoffeinspritzung (40) des ersten Einspritzvorgangs (34) folgende dritte der Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) des ersten Einspritzvorgangs (34) jeweils um die gleiche erste Zeitspanne (t1) zeitlich voneinander beabstandet sind, wobei eine unmittelbar auf die dritte Kraftstoffeinspritzung (42) des ersten Einspritzvorgangs (34) folgende vierte der Kraftstoffeinspritzungen (38, 40, 42, 44) des ersten Einspritzvorgangs (34) um eine gegenüber der ersten Zeitspanne (t1) größere zweite Zeitspanne (t2) zeitlich von der dritten Kraftstoffeinspritzung (42) des ersten Einspritzvorgangs (34) beabstandet ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zeitspanne (t2) wenigstens 500 Mikrosekunden beträgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Einspritzvorgang (36) wenigstens oder genau vier Kraftstoffeinspritzungen (46, 48, 50, 52) umfasst, wobei eine erste der Kraftstoffeinspritzungen (46, 48, 50, 52) des zweiten Einspritzvorgangs (36), eine unmittelbar auf die erste Kraftstoffeinspritzung (46) des zweiten Einspritzvorgangs (36) folgende zweite der Kraftstoffeinspritzungen (46, 48, 50, 52) des zweiten Einspritzvorgangs (36) und eine unmittelbar auf die zweite Kraftstoffeinspritzung (48) des zweiten Einspritzvorgangs (36) folgende dritte der Kraftstoffeinspritzungen (46, 48, 50, 52) des zweiten Einspritzvorgangs (36) jeweils um das gleiche erste Zeitintervall (z1) zeitlich voneinander beabstandet sind, wobei eine unmittelbar auf die dritte Kraftstoffeinspritzung (50) des zweiten Einspritzvorgangs (36) folgende vierte der Kraftstoffeinspritzungen (46, 48, 50, 52) des zweiten Einspritzvorgangs (36) um ein gegenüber dem ersten Zeitintervall (z1) größeres zweites Zeitintervall (z2) zeitlich von der dritten Kraftstoffeinspritzung (50) des zweiten Einspritzvorgangs (36) beabstandet ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zeitintervall (z2) wenigstens 500 Mikrosekunden beträgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Einspritzvorgang (34) und dem zweiten Einspritzvorgang (36) ein mindestens fünf Millisekunden betragendes Pausenintervall (P) liegt, während welchem ein mittels des Injektors (26) bewirktes Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum (14) unterbleibt.
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