DE102019212085A1 - Method for protecting an internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures - Google Patents

Method for protecting an internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures Download PDF

Info

Publication number
DE102019212085A1
DE102019212085A1 DE102019212085.7A DE102019212085A DE102019212085A1 DE 102019212085 A1 DE102019212085 A1 DE 102019212085A1 DE 102019212085 A DE102019212085 A DE 102019212085A DE 102019212085 A1 DE102019212085 A1 DE 102019212085A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
exhaust gas
limit value
fresh gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019212085.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Mario Beyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102019212085.7A priority Critical patent/DE102019212085A1/en
Publication of DE102019212085A1 publication Critical patent/DE102019212085A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die zumindest einen Verbrennungsmotor mit einem Brennraum umfasst, ist vorgesehen, dass nach einem Überschreiten eines ersten Temperaturgrenzwerts T1für Abgas, das aus dem Brennraum ausgebracht wird, und/oder nach dem Einleiten einer Betriebsartsänderung, insbesondere einer Spätverstellung des Zündwinkels, die ohne Gegenmaßnahme zu einem Überschreiten eines zweiten Temperaturgrenzwerts T2für das Abgas führen kann, eine maximal zulässige Last Lmax, mit der der Verbrennungsmotor betrieben wird, unter einen Wert (Lmax-N) der Last, mit der der Verbrennungsmotor vor dem Überschreiten des ersten Temperaturgrenzwerts und/oder vor dem Einleiten der Betriebsartsänderung betrieben wurde, reduziert wird. Die Problematik einer zu hohen Abgastemperatur infolge der Betriebsartsänderung wird vermieden, indem die maximal zulässige Last Lmax soweit reduziert wird, dass auch beim Anfordern dieser maximal zulässigen Last Lmax der zweite Temperaturgrenzwert T2, ab dem von einer thermischen Überlastung der Brennkraftmaschine und insbesondere eines Abgasstrangs der Brennkraftmaschine ausgegangen werden muss, nicht überschritten wird.In a method for operating an internal combustion engine that comprises at least one internal combustion engine with a combustion chamber, it is provided that after a first temperature limit value T1 for exhaust gas that is discharged from the combustion chamber has been exceeded and / or after a change in the operating mode has been initiated, in particular a retardation of the Ignition angle that, without countermeasures, can lead to a second temperature limit value T2 for the exhaust gas being exceeded, a maximum permissible load Lmax with which the internal combustion engine is operated below a value (Lmax-N) of the load with which the internal combustion engine was exceeded before the first Temperature limit value and / or was operated before the change in operating mode was initiated, is reduced. The problem of an excessively high exhaust gas temperature as a result of the change in operating mode is avoided by reducing the maximum permissible load Lmax to such an extent that, even when this maximum permissible load Lmax is requested, the second temperature limit value T2, from the point of thermal overload of the internal combustion engine and in particular of an exhaust system of the internal combustion engine must be assumed is not exceeded.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie eine für die Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine and an internal combustion engine suitable for carrying out such a method.

Bei bestimmten Brennkraftmaschinen, beispielsweise bei fremdgezündeten und qualitätsgeregelten Ottomotoren, besteht die Gefahr des Auftretens von sogenannten Klopfereignissen, bei denen es sich um unkontrollierte Verbrennungsprozesse in zumindest einem Brennraum der Brennkraftmaschinen handelt. Solche Klopfereignisse können insbesondere bei mittels eines Frischgasverdichters aufgeladenen Brennkraftmaschinen und bei deren Betrieb mit Volllast auftreten.With certain internal combustion engines, for example externally ignited and quality-controlled Otto engines, there is a risk of so-called knocking events occurring, which are uncontrolled combustion processes in at least one combustion chamber of the internal combustion engine. Such knocking events can occur in particular in internal combustion engines charged by means of a fresh gas compressor and when they are operated at full load.

Bekannt ist, ein (wiederholtes) Auftreten von Klopfereignissen durch ein Verstellen des Zündwinkels, zu dem die kontrollierten Verbrennungsprozesse bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine ausgelöst werden, nach spät zu vermeiden. Eine solche Vorgehensweise ist in der DE 30 22 427 A1 als Stand der Technik beschrieben. Diese weist jedoch den Nachteil auf, dass dadurch relativ heißes Abgas erzeugt und aus dem oder den Brennräumen der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird. Derart heißes Abgas kann dann zu einer thermischen Überlastung eines Abgasstrangs der Brennkraftmaschine beziehungsweise einzelner in den Abgasstrang integrierter Komponenten führen.It is known to avoid a (repeated) occurrence of knocking events by adjusting the ignition angle at which the controlled combustion processes are triggered in a spark-ignition internal combustion engine. Such an approach is in the DE 30 22 427 A1 described as prior art. However, this has the disadvantage that it generates relatively hot exhaust gas and is expelled from the combustion chamber or chambers of the internal combustion engine. Such hot exhaust gas can then lead to thermal overloading of an exhaust line of the internal combustion engine or individual components integrated in the exhaust line.

Um diese Problematik zu vermeiden wird in der DE 30 22 427 A1 vorgeschlagen, ergänzend zu oder anstelle einer Verstellung des Zündwinkels nach spät die in dem oder den Brennräumen zu verbrennenden Kraftstoff-Luft-Gemischmengen anzufetten, d.h. das Verbrennungsluftverhältnis λ auf einen Wert kleiner als eins abzusenken. Folglich soll dem oder den Brennräumen überschüssiger Kraftstoff zugeführt werden, der an den Verbrennungsprozessen nicht teilnimmt und der durch ein Verdampfen und die dafür erforderliche Verdampfungsenthalpie zu dem Einhalten einer relativ niedrigen Abgastemperatur beiträgt.To avoid this problem, the DE 30 22 427 A1 proposed, in addition to or instead of adjusting the ignition angle afterwards, to enrich the fuel-air mixture quantities to be burned in the combustion chamber or chambers, ie to lower the combustion air ratio λ to a value less than one. Consequently, excess fuel should be supplied to the combustion chamber or chambers which does not take part in the combustion processes and which contributes to maintaining a relatively low exhaust gas temperature through evaporation and the enthalpy of evaporation required for this.

Basierend auf dem aus der DE 30 22 427 A1 bekannten Verfahren wird in der DE 43 36 775 A1 vorgeschlagen, das Anfetten der Kraftstoff-Luft-Gemischmengen individuell für die mehreren Brennräume einer Brennkraftmaschine durchzuführen.Based on the one from the DE 30 22 427 A1 known method is in the DE 43 36 775 A1 proposed that the fuel-air mixture quantities be enriched individually for the multiple combustion chambers of an internal combustion engine.

Ein Nachteil einer temporären Anfettung von Kraftstoff-Luft-Gemischmengen als Maßnahme zum Schutz einer Brennkraftmaschine und insbesondere eines Abgasstrangs der Brennkraftmaschine vor zu hohen Abgastemperaturen liegt darin, dass die Brennkraftmaschine während dieser Maßnahme üblicherweise einen erhöhten Schadstoffausstoß über das Abgas aufweist, weil die in den Abgasstrang integrierten Abgasnachbehandlungskomponenten für einen Normalbetrieb mit im Wesentlichen stöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis (Ä = 1) ausgelegt sind.A disadvantage of a temporary enrichment of fuel-air mixture quantities as a measure to protect an internal combustion engine and in particular an exhaust system of the internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures is that the internal combustion engine usually emits increased pollutants via the exhaust gas during this measure, because those into the exhaust system integrated exhaust aftertreatment components are designed for normal operation with an essentially stoichiometric combustion air ratio (Ä = 1).

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Möglichkeit zum Schutz einer Brennkraftmaschine und insbesondere eines Abgasstrangs der Brennkraftmaschine vor zu hohen Abgastemperaturen, die insbesondere aus einer temporären Verstellung eines Zündwinkels nach spät resultieren können, anzugeben.The invention was based on the object of specifying an advantageous possibility for protecting an internal combustion engine and in particular an exhaust gas line of the internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures, which can result in particular from a temporary retardation of an ignition angle.

Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Eine Brennkraftmaschine, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtet ist, ist Gegenstand des Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by means of a method according to patent claim 1. An internal combustion engine that is set up to carry out such a method is the subject matter of claim 9. Advantageous embodiments of the method according to the invention and preferred embodiments of the internal combustion engine according to the invention are the subject of the further claims and / or result from the following description of the invention.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei die Brennkraftmaschine zumindest einen Verbrennungsmotor (insbesondere einen Ottomotor oder einen anderen fremdgezündeten Verbrennungsmotor) umfasst, der mindestens einen Brennraum und vorzugsweise eine Mehrzahl von Brennräumen ausbildet. Dabei ist vorgesehen, dass nach einem Überschreiten eines ersten Temperaturgrenzwerts für Abgas, das aus dem Brennraum ausgebracht wird, und/oder nach dem Einleiten einer Betriebsartsänderung, die ohne Gegenmaßnahme zu einem Überschreiten eines zweiten Temperaturgrenzwerts für das Abgas, der höher als der erste Temperaturgrenzwert liegt, führen kann, wird, vorzugsweise automatisch, eine maximal zulässige Last, mit der der Verbrennungsmotor betrieben wird, unter einen Wert der Last, mit der der Verbrennungsmotor vor dem Überschreiten des ersten Temperaturgrenzwerts und/oder vor dem Einleiten der Betriebsartsänderung betrieben wurde, reduziert.According to the invention, a method for operating an internal combustion engine is provided, the internal combustion engine comprising at least one internal combustion engine (in particular a gasoline engine or another externally ignited internal combustion engine) which forms at least one combustion chamber and preferably a plurality of combustion chambers. It is provided that after a first temperature limit value for exhaust gas that is discharged from the combustion chamber has been exceeded and / or after the initiation of a change in operating mode which, without countermeasures, results in a second temperature limit value for the exhaust gas that is higher than the first temperature limit value being exceeded , can lead, a maximum permissible load with which the internal combustion engine is operated is reduced, preferably automatically, below a value of the load with which the internal combustion engine was operated before the first temperature limit value was exceeded and / or before the change in operating mode was initiated.

Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, die Problematik einer zu hohen Abgastemperatur zu vermeiden beziehungsweise nur möglichst kurzzeitig auftreten zu lassen, indem die maximal zulässige Last soweit reduziert wird, dass auch beim Anfordern dieser maximal zulässigen Last der zweite Temperaturgrenzwert, ab dem von einer thermischen Überlastung der Brennkraftmaschine und insbesondere des Abgasstrangs der Brennkraftmaschine ausgegangen werden kann, nicht überschritten wird. Der Verbrennungsmotor kann demnach zur Vermeidung einer zu hohen Abgastemperatur temporär nur mit einer maximal zulässigen Last betreibbar sein, die unterhalb einer Nennvolllast liegt, mit der der Verbrennungsmotor in einem Normalbetrieb betreibbar ist.According to the invention, it is therefore provided to avoid the problem of an excessively high exhaust gas temperature or to allow it to occur only as briefly as possible by reducing the maximum permissible load to such an extent that the second temperature limit value, from that of thermal overload of the internal combustion engine, even when this maximum permissible load is requested and in particular the exhaust system of the internal combustion engine can be assumed, is not exceeded. Accordingly, in order to avoid an excessively high exhaust gas temperature, the internal combustion engine can temporarily only be operated with a maximum permissible load, which is below a nominal full load with which the internal combustion engine can be operated in normal operation.

Eine für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Brennkraftmaschine umfasst zumindest

  • - den Verbrennungsmotor, der den mindestens einen Brennraum ausbildet,
  • - einen Frischgasstrang zum Zuführen von Frischgas zu dem Brennraum,
  • - einen Abgasstrang zum Abführen von Abgas von dem Brennraum,
  • - einen Kraftstoffinjektor zum Einbringen von Kraftstoff in das Frischgas, was direkt in den Brennraum oder in den Frischgasstrang erfolgen kann,
  • - eine Drosselvorrichtung und/oder einen Frischgasverdichter, die/der in den Frischgasstrang integriert ist/sind, und
  • - eine Steuerungsvorrichtung, die signalleitend mit zumindest dem Kraftstoffinjektor und der Drosselvorrichtung und/oder dem Frischgasverdichter verbunden ist.
An internal combustion engine suitable for carrying out a method according to the invention comprises at least
  • - the internal combustion engine, which forms the at least one combustion chamber,
  • - a fresh gas line for supplying fresh gas to the combustion chamber,
  • - An exhaust line for removing exhaust gas from the combustion chamber,
  • - a fuel injector for introducing fuel into the fresh gas, which can be done directly in the combustion chamber or in the fresh gas line,
  • - A throttle device and / or a fresh gas compressor which is / are integrated into the fresh gas line, and
  • - A control device which is connected to conduct signals with at least the fuel injector and the throttle device and / or the fresh gas compressor.

Die Steuerungsvorrichtung ist dabei derart ausgebildet und eingerichtet, dass diese ein erfindungsgemäßes Verfahren automatisiert durchführen kann.The control device is designed and set up in such a way that it can automatically carry out a method according to the invention.

Als Betriebsartsänderung, die zu einem Überschreiten des zweiten Temperaturgrenzwerts für das Abgas führen kann, kann insbesondere ein Verstellen eines Zündwinkels für den Brennraum beziehugnsweise ein Verstellen des auf einen in dem Brennraum stattfinden Betriebszyklus bezogenen Zeitpunkts, zu dem ein in dem Brennraum befindliches Kraftstoff-Luft-Gemisch mittels einer Zündvorrichtung der Brennkraftmaschine gezündet wird, nach spät vorgesehen sein. Dabei kann eine solche Betriebsartsänderung weiterhin bevorzugt nach der Detektion eines Klopfereignisses eingeleitet werden, um weitere Klopfereignisse während des sich anschließenden Betriebs des Verbrennungsmotors zu vermeiden.As a change in the operating mode that can lead to the second temperature limit value for the exhaust gas being exceeded, in particular an adjustment of an ignition angle for the combustion chamber or an adjustment of the point in time related to an operating cycle taking place in the combustion chamber at which a fuel-air ratio in the combustion chamber occurs. Mixture is ignited by means of an ignition device of the internal combustion engine, be provided after late. Such a change in operating mode can furthermore preferably be initiated after the detection of a knocking event in order to avoid further knocking events during the subsequent operation of the internal combustion engine.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor während eines Betriebs mit reduzierter maximal zulässiger Last mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (Ä = 1) betrieben wird, wodurch ein möglichst großer Wirkungsgrad einer in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine integrierten Abgasnachbehandlungsvorrichtung, beispielsweise eines 3-Wege-Katalysators, realisiert werden kann. Damit kann die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem besseren Schadstoffemissionsverhalten der Brennkraftmaschine im Vergleich zu einem konventionellen Vorgehen, bei dem ein länger andauerndes Anfetten des Kraftstoff-Luft-Gemischs erfolgt, um die Temperatur des Abgases zu begrenzen, führen.Provision is preferably made for the internal combustion engine to be operated with a stoichiometric combustion air ratio (Ä = 1) during operation with a reduced maximum permissible load, thereby realizing the greatest possible efficiency of an exhaust gas aftertreatment device integrated in the exhaust system of the internal combustion engine, for example a 3-way catalytic converter can be. Carrying out a method according to the invention can thus lead to better pollutant emission behavior of the internal combustion engine compared to a conventional procedure in which the fuel-air mixture is enriched for a longer period in order to limit the temperature of the exhaust gas.

Für die bedarfsweise vorgesehene Reduzierung der maximal zulässigen Last kann vorzugsweise eine in den Frischgasstrang integrierte Drosselvorrichtung, beispielsweise eine Drosselklappe, in eine Stellung gebracht werden, in der diese eine Strömung des Frischgases durch den Frischgasstrang stärker drosselt, und/oder die Verdichtungsleistung eines in den Frischgasstrang integrierten Frischgasverdichters kann reduziert werden. Zusätzlich dazu kann eine Kraftstoffmenge, die je Betriebszyklus in den Brennraum eingebracht wird, reduziert werden.To reduce the maximum permissible load as required, a throttle device integrated in the fresh gas line, for example a throttle valve, can preferably be brought into a position in which it throttles a flow of fresh gas through the fresh gas line to a greater extent, and / or the compression output of one in the fresh gas line integrated fresh gas compressor can be reduced. In addition, an amount of fuel that is introduced into the combustion chamber per operating cycle can be reduced.

Das erfindungsgemäße Prinzip, die Temperatur des Abgases zu begrenzen, indem die maximal zulässige Last reduziert wird, kann eine etwas verzögerte Wirkung aufweisen. Dies kann dazu führen, dass eine kurzzeitige deutliche Überschreitung des ersten Temperaturgrenzwerts und insbesondere auch eine kurzzeitige Überschreitung des zweiten Temperaturgrenzwerts mit der damit verbundenen Gefahr einer thermischen Überlastung der Brennkraftmaschine und insbesondere des Abgasstrangs erfolgt. Um dies zu vermeiden kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass nach dem Überschreiten des ersten Temperaturgrenzwerts und/oder nach dem Einleiten der Betriebsartsänderung zunächst ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis (Ä < 1) und anschließend ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis (λ = 1) eingestellt wird. Somit kann die bekannte Anfettung des Kraftstoff-Luft-Gemischs als eine erste, kurzfristig wirksame Maßnahme zur Begrenzung der Abgastemperatur vorgesehen sein, während anschließend in Folge der reduzierten maximal zulässigen Last auch in Verbindung mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis ein Überschreiten des zweiten Temperaturgrenzwerts vermieden werden kann. Da bei diesem Vorgehen der Betrieb des Verbrennungsmotors mit unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis beziehungsweise mit fettem Kraftstoff-Luft-Gemisch nur sehr kurzzeitig vorgesehen sein kann, können sich daraus ergebende, schlechtere Schadstoffrohemissionen des Verbrennungsmotors unproblematisch sein.The principle according to the invention of limiting the temperature of the exhaust gas by reducing the maximum permissible load can have a somewhat delayed effect. This can result in the first temperature limit value being significantly exceeded for a short time and, in particular, the second temperature limit value also being exceeded for a short time with the associated risk of thermal overloading of the internal combustion engine and in particular of the exhaust system. To avoid this, it can be provided that after the first temperature limit value is exceeded and / or after the change in operating mode has been initiated, a substoichiometric combustion air ratio (λ <1) and then a stoichiometric combustion air ratio (λ = 1) are set. The known enrichment of the fuel-air mixture can thus be provided as a first, short-term effective measure to limit the exhaust gas temperature, while the second temperature limit value can then be avoided as a result of the reduced maximum permissible load, also in conjunction with a stoichiometric combustion air ratio. Since with this procedure the operation of the internal combustion engine with a substoichiometric combustion air ratio or with a rich fuel-air mixture can only be provided for a very short time, the resulting, poorer raw pollutant emissions of the internal combustion engine can be unproblematic.

Bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorzugsweise vorgesehen sein, dass die maximal zulässige Last wieder (gegebenenfalls bis zur Nennvolllast) erhöht wird, wenn der erste Temperaturgrenzwert weder erreicht oder unterschritten wird und/oder wenn die Betriebsartsänderung, die zu einem Überschreiten des zweiten Temperaturgrenzwerts führen kann, beendet beziehungsweise rückgängig gemacht wird.When carrying out a method according to the invention, it can preferably be provided that the maximum permissible load is increased again (if necessary up to the nominal full load) if the first temperature limit value is neither reached nor undercut and / or if the change in operating mode leads to the second temperature limit value being exceeded can lead, terminated or reversed.

Um eine möglichst geringe Beeinflussung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine durch eine Reduzierung der maximal zulässigen Last zu erreichen, kann es vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Temperatur des Abgases unter Verwendung der maximal zulässigen Last als Stellgröße geregelt wird, insbesondere derart, dass sich ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis (λ=1) einstellt.In order to have as little influence as possible on the operating behavior of the internal combustion engine To achieve this by reducing the maximum permissible load, provision can preferably be made for the temperature of the exhaust gas to be regulated using the maximum permissible load as the manipulated variable, in particular such that a stoichiometric combustion air ratio (λ = 1) is established.

Eine Bestimmung einer Temperatur des Abgases kann vorzugsweise mittels eines Temperatursensors der Brennkraftmaschine und eine Detektion eines Klopfereignisses kann vorzugsweise mittels eines entsprechenden Klopfsensors, der jeweils signalleitend mit der Steuerungsvorrichtung verbunden ist, realisiert sein. Neben einer solchen direkten Bestimmung einer Temperatur des Abgases oder einer Detektion eines Klopfereignisses kann jedoch auch jeweils eine indirekte, modellbasierte Bestimmung/Detektion vorgesehen sein.A determination of a temperature of the exhaust gas can preferably be realized by means of a temperature sensor of the internal combustion engine and a detection of a knock event can preferably be realized by means of a corresponding knock sensor which is connected to the control device in a signal-conducting manner. In addition to such a direct determination of a temperature of the exhaust gas or a detection of a knocking event, an indirect, model-based determination / detection can also be provided.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein radbasiertes und nicht schienengebundenes Kraftfahrzeug (vorzugsweise ein PKW oder ein LKW), mit einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine. Dabei kann der Verbrennungsmotor der Brennkraftmaschine insbesondere zur direkten oder indirekten Bereitstellung der Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug vorgesehen sein.The invention also relates to a motor vehicle, in particular a wheel-based and not rail-bound motor vehicle (preferably a car or a truck), with an internal combustion engine according to the invention. The internal combustion engine of the internal combustion engine can in particular be provided for the direct or indirect provision of the drive power for the motor vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

  • 1: eine für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Brennkraftmaschine in vereinfachter Darstellung und
  • 2: in einem Diagramm beispielhafte Verläufe des Verbrennungsluftverhältnisses λ, der Last L und einer Abgastemperatur T während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawings. In the drawings shows:
  • 1 : an internal combustion engine suitable for carrying out a method according to the invention in a simplified representation and
  • 2 : in a diagram exemplary curves of the combustion air ratio λ , the burden L. and an exhaust temperature T during operation of an internal combustion engine according to a method according to the invention.

Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor 1, der eine Mehrzahl von Zylindern 2 ausbildet. Die Zylinder 2 begrenzen gemeinsam mit darin auf und ab geführten Kolben 3 und einem Zylinderkopf (nicht dargestellt) Brennräume 4, in denen im Betrieb des Verbrennungsmotors 1 Frischgas (primär Luft) gemeinsam mit Kraftstoff verbrannt wird. Der Kraftstoff wird dabei, gesteuert durch eine Steuerungsvorrichtung 5 (Motorsteuerung), mittels Kraftstoffinjektoren 6 direkt in die Brennräume 4 eingespritzt. Das Verbrennen der Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen führt zu zyklischen Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Kolben 3, die wiederum in bekannter Weise über nicht dargestellte Pleuel auf eine ebenfalls nicht dargestellte Kurbelwelle übertragen werden, wodurch die Kurbelwelle rotierend angetrieben wird. Ein Zünden der Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen in den einzelnen Brennräumen 4 wird dabei mittels jeweils einer Zündvorrichtung 7, beispielsweise einer Zündkerze, zu definierten Zündwinkeln, d.h. bei definierten Stellungen des jeweiligen Kolbens 3 innerhalb des Zylinders 2 während jedes Betriebszyklus, gezündet. Bei einem vorzugsweise vorgesehenen 4-Takt-Motor umfasst ein solcher Betriebszyklus die vier Takte (Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen).The 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention with an internal combustion engine 1 , of a plurality of cylinders 2 trains. The cylinders 2 limit together with piston guided up and down therein 3 and a cylinder head (not shown) combustion chambers 4th , in which in the operation of the internal combustion engine 1 Fresh gas (primarily air) is burned together with fuel. The fuel is controlled by a control device 5 (Engine control), by means of fuel injectors 6th directly into the combustion chambers 4th injected. The combustion of the fuel-fresh gas mixture amounts to cyclical upward and downward movements of the pistons 3 which in turn are transmitted in a known manner via connecting rods, not shown, to a crankshaft, also not shown, whereby the crankshaft is driven in rotation. Ignition of the fuel-fresh gas mixture quantities in the individual combustion chambers 4th is in each case by means of an ignition device 7th , for example a spark plug, at defined ignition angles, ie with defined positions of the respective piston 3 inside the cylinder 2 during each cycle of operation, ignited. In the case of a 4-stroke engine that is preferably provided, such an operating cycle comprises the four strokes (intake, compression, work and exhaust).

Das Frischgas wird dem Verbrennungsmotor 1 über einen Frischgasstrang 8 zugeführt und dazu über eine Ansaugmündung 9 aus der Umgebung angesaugt, in einem Luftfilter 10 gereinigt und anschließend in einen Frischgasverdichter 11, der Teil eines Abgasturboladers ist, geführt. Das Frischgas wird mittels des Frischgasverdichters 11 verdichtet, anschließend in einem Ladeluftkühler 12 abgekühlt und den Brennräumen 4 zugeführt. Der Antrieb des Frischgasverdichters 11 erfolgt mittels einer Abgasturbine 13 des Abgasturboladers, die in einen Abgasstrang 14 der Brennkraftmaschine integriert ist. Abgas, das bei der Verbrennung der Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen in den Brennräumen 4 des Verbrennungsmotors 1 entstanden ist, wird über den Abgasstrang 14 aus dem Verbrennungsmotor 1 abgeführt und durchströmt dabei die Abgasturbine 13. Dies führt in bekannter Weise zu einem rotierenden Antrieb eines Turbinenlaufrads (nicht dargestellt), das über eine Welle 15 drehfest mit einem Verdichterlaufrad (nicht dargestellt) des Frischgasverdichters 11 verbunden ist. Der rotierende Antrieb des Turbinenlaufrads wird somit auf das Verdichterlaufrad übertragen.The fresh gas is the internal combustion engine 1 via a fresh gas line 8th and supplied via an intake port 9 sucked in from the environment, in an air filter 10 cleaned and then put in a fresh gas compressor 11 , which is part of an exhaust gas turbocharger, out. The fresh gas is generated by means of the fresh gas compressor 11 compressed, then in a charge air cooler 12 cooled and the combustion chambers 4th fed. The drive of the fresh gas compressor 11 takes place by means of an exhaust gas turbine 13 of the exhaust gas turbocharger, which is in an exhaust system 14th the internal combustion engine is integrated. Exhaust gas produced during the combustion of the fuel / fresh gas mixture in the combustion chambers 4th of the internal combustion engine 1 is created via the exhaust system 14th from the internal combustion engine 1 discharged and flows through the exhaust gas turbine 13 . This leads in a known manner to a rotating drive of a turbine runner (not shown), which is driven by a shaft 15th non-rotatably with a compressor impeller (not shown) of the fresh gas compressor 11 connected is. The rotating drive of the turbine impeller is thus transferred to the compressor impeller.

Um im Betrieb des Verbrennungsmotors 1 mit unterschiedlichen Lasten und unterschiedlichen Drehzahlen eine möglichst optimale Nutzung der Enthalpie des Abgases zur Erzeugung von Verdichtungsleistung mittels des Abgasturboladers realisieren zu können, kann die Abgasturbine 13 optional eine mittels der Steuerungsvorrichtung 5 ansteuerbare Vorrichtung zur variablen Turbinenanströmung (VTG) 16 aufweisen. Diese kann in bekannter Weise eine Mehrzahl von in einem Einlass der Abgasturbine 13 angeordneten Leitschaufeln (nicht dargestellt) umfassen, die individuell drehbar gelagert sind, wobei diese gemeinsame mittels einer Verstellvorrichtung (nicht dargestellt) drehbar sind. In Abhängigkeit von den Drehstellungen der Leitschaufeln verengen diese den freien Strömungsquerschnitt in dem Einlass der Abgasturbine 13 mehr oder weniger und beeinflussen zudem den Abschnitt der primären Anströmung des Turbinenlaufrads und die Ausrichtung dieser Anströmung.To in the operation of the internal combustion engine 1 The exhaust gas turbine is able to realize the best possible use of the enthalpy of the exhaust gas to generate compression power by means of the exhaust gas turbocharger with different loads and different speeds 13 optionally one by means of the control device 5 controllable device for variable turbine flow (VTG) 16 exhibit. This can in a known manner a plurality of in one inlet of the exhaust gas turbine 13 arranged guide vanes (not shown), which are individually rotatably mounted, these being rotatable jointly by means of an adjusting device (not shown). Depending on the rotational positions of the guide vanes, these narrow the free flow cross section in the inlet of the exhaust gas turbine 13 more or less and also influence the section of the primary flow onto the turbine runner and the orientation of this flow.

Stromab des Frischgasverdichters 11 ist in die Ladeluftstrecke, d.h. in den Abschnitt des Frischgasstrangs, der zwischen dem Frischgasverdichter 11 und dem Verbrennungsmotor 1 gelegen ist, eine ebenfalls mittels der Steuerungsvorrichtung 5 ansteuerbare Drosselvorrichtung 17 in Form einer Drosselklappe integriert.Downstream of the fresh gas compressor 11 is in the charge air line, ie in the section of the fresh gas line between the fresh gas compressor 11 and the internal combustion engine 1 is located one also by means of the control device 5 controllable throttle device 17th integrated in the form of a throttle valve.

Im Betrieb des Verbrennungsmotors 1 besteht unter Umständen die Gefahr des Auftretens von Klopfereignissen, bei denen es sich um unkontrollierte Verbrennungsereignisse in zumindest einem Brennraum 4 des Verbrennungsmotors 1 handelt. Solche Klopfereignisse können insbesondere bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 mit Nennvolllast auftreten. Ein auftretendes Klopfereignis kann mittels eines Klopfsensors 18 ermittelt werden, der beispielsweise sich aus dem Klopfereignis ergebende Körperschwingungen eines Bauteils des Verbrennungsmotors 1 detektiert.In operation of the internal combustion engine 1 there may be a risk of knocking events occurring, which are uncontrolled combustion events in at least one combustion chamber 4th of the internal combustion engine 1 acts. Such knocking events can occur in particular when the internal combustion engine is operating 1 occur with full load. A knocking event can occur using a knocking sensor 18th are determined, for example, the body vibrations of a component of the internal combustion engine resulting from the knocking event 1 detected.

Da Klopfereignisse zu einer hohen strukturellen Belastung des Verbrennungsmotors 1 und bei einem zahlreichen Auftreten auch zu einer Beschädigung des Verbrennungsmotors 1 führen können, sollten diese möglichst vermieden werden. Eine bekannte Maßnahme zur Vermeidung von (weiteren) Klopfereignissen (nach der Detektion eines ersten Klopfereignisses) liegt darin, den Zündwinkel, zu dem ein Zünden der Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen in den einzelnen Brennräumen mittels der jeweils zugehörigen Zündvorrichtung 7 bewirkt wird, nach spät im Vergleich zu einem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine zu verstellen. Diese Maßnahme beziehungsweise Betriebsartsänderung ist jedoch mit einer Erhöhung der Abgastemperatur verbunden, da die durch die Verbrennung der Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen freigesetzte Wärmeenergie nur in einem geringeren Maße durch Expansion in mechanische Energie gewandelt werden kann. Diese aus einer Verstellung der jeweiligen Zündwinkel nach spät resultierende Erhöhung der Abgastemperatur könnte in Verbindung mit einer ohnehin relativ hohen und insbesondere knapp unterhalb eines ersten Temperaturgrenzwerts liegenden Abgastemperatur, die aus dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 mit Nennvolllast resultiert, dazu führen, dass die Abgastemperatur einen zweiten Temperaturgrenzwert überschreitet, ab dem von einer thermischen Überlastung beispielsweise der in den Abgasstrang 14 integrierten Abgasturbine 13 oder einer in den Abgasstrang 14 integrierten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 19 auszugehen ist. Eine Ermittlung der Abgastemperatur kann dabei mittels eines entsprechenden Temperatursensors 20 erfolgen.Because knocking events place a high structural load on the internal combustion engine 1 and with numerous occurrences, damage to the internal combustion engine 1 lead, they should be avoided if possible. A known measure for avoiding (further) knocking events (after the detection of a first knocking event) is to determine the ignition angle at which the fuel-fresh gas mixture quantities are ignited in the individual combustion chambers by means of the respectively associated ignition device 7th is caused to adjust to late compared to normal operation of the internal combustion engine. However, this measure or change in operating mode is associated with an increase in the exhaust gas temperature, since the thermal energy released by the combustion of the fuel-fresh gas mixture quantities can only be converted to a lesser extent by expansion into mechanical energy. This increase in the exhaust gas temperature resulting from an adjustment of the respective ignition angle to a late stage could, in conjunction with an exhaust gas temperature which is already relatively high and in particular just below a first temperature limit value, resulting from the operation of the internal combustion engine 1 with nominal full load results, lead to the exhaust gas temperature exceeding a second temperature limit value from which a thermal overload occurs, for example in the exhaust system 14th integrated exhaust turbine 13 or one in the exhaust system 14th integrated exhaust aftertreatment device 19th is to go out. The exhaust gas temperature can be determined by means of a corresponding temperature sensor 20th respectively.

Ein solches Überschreiten des zweiten Temperaturgrenzwerts für das Abgas soll daher vermieden werden, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, dass kurzfristig nach dem Einleiten der Spätverstellung der Zündwinkel zunächst die bekannte Anfettung der Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen eingeleitet wird und wiederum kurzfristig darauf die maximal zulässige Last, mit der der Verbrennungsmotor 1 betrieben wird, unter einen Wert der Last, mit der der Verbrennungsmotor 1 vor der Detektion des Klopfereignisses betrieben wurde, reduziert wird. Die zuvor erfolgte Anfettung des Kraftstoff-Frischgas-Gemischs, die als kurzfristig wirksame Erstmaßnahme zur Begrenzung der Abgastemperatur vorgesehen ist, kann dann wieder rückgängig gemacht werden, was sich vorteilhaft auf das Schadstoffemissionsverhalten der Brennkraftmaschine auswirkt, da die in den Abgasstrang 14 integrierte Abgasnachbehandlungsvorrichtung 19 Schadstoffe in Abgas, das bei einer Verbrennung mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis entstanden ist, besonders wirkungsvoll eliminieren kann.Such exceeding of the second temperature limit value for the exhaust gas is therefore to be avoided, which is achieved according to the invention by first initiating the known enrichment of the fuel-fresh gas mixture quantities shortly after the initiation of the retarding of the ignition angle and then briefly following the maximum permissible load, with that of the internal combustion engine 1 is operated below a value of the load with which the internal combustion engine 1 was operated before the detection of the knock event is reduced. The previously made enrichment of the fuel-fresh gas mixture, which is provided as a short-term first measure to limit the exhaust gas temperature, can then be reversed, which has an advantageous effect on the pollutant emission behavior of the internal combustion engine, since the in the exhaust system 14th integrated exhaust aftertreatment device 19th Can be particularly effective in eliminating pollutants in exhaust gas that have arisen during combustion with a stoichiometric combustion air ratio.

Die 2 verdeutlicht dieses Vorgehen beispielhaft in einem Diagramm, in dem insgesamt drei Verläufe (über der Zeit t) dargestellt sind. Diese Verläufe betreffen das Verbrennungsluftverhältnis λ mit dem Bezugswert 1 (stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis), die Last L, mit der der Verbrennungsmotor betrieben wird, mit der Nennvolllast Lmax-N und einer reduzierten maximal zulässigen Last Lmax-r als Bezugswerte sowie eine gemessene Temperatur T des Abgases mit einem ersten Temperaturgrenzwert T1 und einem zweiten Temperaturgrenzwert T2 als Bezugswerte.The 2 illustrates this procedure by way of example in a diagram in which a total of three curves (over time t) are shown. These curves relate to the combustion air ratio λ with the reference value 1 (stoichiometric combustion air ratio), the load L. , with which the combustion engine is operated, with the nominal full load L max-N and a reduced maximum permissible load L max-r as reference values as well as a measured temperature T of the exhaust gas with a first temperature limit value T 1 and a second temperature limit T 2 as reference values.

In dem beispielhaften Betriebsverlauf, der anhand der drei Verläufe in der 2 dargestellt ist, wird der Verbrennungsmotor 1 zunächst mit der Nennvolllast Lmax-N betrieben. Dies führt zu der Erzeugung relativ heißen Abgases, wobei die Temperatur T des Abgases zumindest bei einem länger andauernden Betrieb mit Nennvolllast Lmax-N knapp unterhalb des ersten Temperaturgrenzwerts T1 liegen kann. Auch führt ein solcher Betrieb des Verbrennungsmotors 1 mit Nennvolllast Lmax-N zu einer relevanten Gefahr eines Auftretens von Klopfereignissen. In der 2 ist beispielhaft eine Detektion eines solchen Klopfereignisses zum Zeitpunkt t1 dargestellt. Um weitere Klopfereignisse zu vermeiden, wird unmittelbar darauf eine Spätverstellung der Zündwinkel für die in den Brennräumen 4 ablaufenden Verbrennungsprozesse eingeleitet, was eine Erhöhung der Abgastemperatur bis über den ersten Temperaturgrenzwert T1 bewirkt. Diese Erhöhung könnte ohne Gegenmaßnahme auch bis zu einem Überschreiten des zweiten Temperaturgrenzwerts T2 führen, ab dem von einer thermischen Überlastung des Abgasstrangs 14 auszugehen ist.In the exemplary operating curve, which is based on the three curves in the 2 is shown, the internal combustion engine 1 initially with the nominal full load L max-N operated. This leads to the generation of relatively hot exhaust gases, with the temperature T of the exhaust gas at least in the case of longer-term operation at full load L max-N just below the first temperature limit T 1 can lie. Such an operation of the internal combustion engine also leads 1 with full load L max-N to a relevant risk of knocking events occurring. In the 2 a detection of such a knocking event at time t 1 is shown as an example. In order to avoid further knocking events, the ignition angle for those in the combustion chambers is immediately retarded 4th ongoing combustion processes initiated, which increases the exhaust gas temperature to above the first temperature limit value T 1 causes. Without countermeasures, this increase could also be up to the second temperature limit value being exceeded T 2 lead from a thermal overload of the exhaust system 14th is to go out.

Um ein solches Überschreiten des zweiten Temperaturgrenzwerts T2 zu vermeiden werden zum Zeitpunkt t2 die Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen angefettet, wodurch das Verbrennungsluftverhältnis λ auf einen Wert kleiner eins reduziert wird. Dies führt sehr schnell zu einem Absinken der Abgastemperatur T, wobei die Anfettung der Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen, die sich negativ auf die von dem Verbrennungsmotor 1 emittierten Schadstoffrohemissionen auswirkt, so geringfügig wie möglich und gleichzeitig so weitgehend wie nötig, so dass sichergestellt wird, dass die Abgastemperatur wieder den ersten Temperaturgrenzwert T1 erreicht, durchgeführt wird.To such an exceeding of the second temperature limit value T 2 To avoid this, the fuel / fresh gas mixture quantities are enriched at time t 2 , which increases the combustion air ratio λ is reduced to a value less than one. This very quickly leads to a drop in the exhaust gas temperature T , whereby the enrichment of the fuel-fresh gas mixture quantities, which adversely affects the from the internal combustion engine 1 emitted pollutant raw emissions affects as little as possible and at the same time as largely as necessary, so that it is ensured that the exhaust gas temperature again the first temperature limit value T1 is achieved.

Sofern die Gefahr des Auftretens von Klopfereignissen weiterhin besteht, wird als zweite Maßnahme zur Begrenzung der Abgastemperatur T zum Zeitpunkt t3 die maximal zulässige Last Lmax, mit der der Verbrennungsmotor 1 betrieben werden kann, reduziert. Dies erfolgt linear über einen Zeitraum t3 bis t4, um eine schlagartige Änderung des Betriebsverhaltens des Verbrennungsmotors 1 zu vermeiden. Bereits während dieser linearen Reduktion der maximal zulässigen Last Lmax im Zeitraum t3 bis t4 wird die Anfettung der Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen wieder zurückgenommen, so dass zum Zeitpunkt t4 wieder ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis λ erreicht wird.If the risk of knocking events still exists, the second measure is to limit the exhaust gas temperature T at time t 3 the maximum permissible load Lmax with which the internal combustion engine 1 can be operated, reduced. This takes place linearly over a period of time t 3 to t 4 in order to achieve a sudden change in the operating behavior of the internal combustion engine 1 to avoid. Already during this linear reduction of the maximum permissible load Lmax in the time period t 3 to t 4 , the enrichment of the fuel-fresh gas mixture quantities is reduced again, so that a stoichiometric combustion air ratio again at time t 4 λ is achieved.

Die Reduktion der maximal zulässigen Last Lmax erfolgt bis zu einem Wert Lmax-r , der so gewählt ist, dass unter den gegebenen Betriebsbedingungen und insbesondere bei dem wieder eingestellten stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis λ die Abgastemperatur T bei dem ersten Temperaturgrenzwert T1 verharrt. Die Reduzierung der maximal zulässigen Last Lmax erfolgt folglich so wenig wie möglich und so viel wie nötig, um eine relevante Überschreitung des ersten Temperaturgrenzwerts T1 zu vermeiden.The maximum permissible load Lmax is reduced up to a value L max-r , which is chosen so that under the given operating conditions and in particular with the re-set stoichiometric combustion air ratio λ the exhaust gas temperature T at the first temperature limit T 1 persists. The maximum permissible load Lmax is consequently reduced as little as possible and as much as necessary to ensure that the first temperature limit value is significantly exceeded T 1 to avoid.

Dieser Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1, d.h. ein Betrieb mit stöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis λ und reduzierter maximal zulässige Last Lmax-r , wird so lange aufrechtgehalten, wie eine relevante Gefahr des Auftretens von Klopfereignissen besteht. Besteht diese Gefahr (ab dem Zeitpunkt t5) nicht mehr, wird die zuvor reduzierte maximal zulässige Last Lmax wieder angehoben, was insbesondere bis zum Erreichen der Nennvolllast Lmax-N erfolgen kann. Auch dieses Anheben der maximal zulässigen Last Lmax erfolgt linear, um eine schlagartige Änderung des Betriebsverhaltens des Verbrennungsmotors 1 zu vermeiden.This operating state of the internal combustion engine 1 , ie operation with a stoichiometric combustion air ratio λ and reduced maximum permissible load L max-r , is maintained as long as there is a relevant risk of knocking events occurring. If this risk no longer exists (from time t 5 ), the previously reduced maximum permissible load Lmax is increased again, in particular until the nominal full load is reached L max-N can be done. This increase in the maximum permissible load Lmax also takes place linearly in order to cause a sudden change in the operating behavior of the internal combustion engine 1 to avoid.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
22
Zylindercylinder
33
Kolbenpiston
44th
BrennraumCombustion chamber
55
SteuerungsvorrichtungControl device
66
KraftstoffinjektorFuel injector
77th
ZündvorrichtungIgnition device
88th
FrischgasstrangFresh gas line
99
AnsaugmündungIntake port
1010
LuftfilterAir filter
1111
FrischgasverdichterFresh gas compressor
1212th
LadeluftkühlerIntercooler
1313
AbgasturbineExhaust gas turbine
1414th
AbgasstrangExhaust system
1515th
Wellewave
1616
Vorrichtung zur variablen TurbinenanströmungDevice for variable turbine flow
1717th
DrosselvorrichtungThrottle device
1818th
KlopfsensorKnock sensor
1919th
AbgasnachbehandlungsvorrichtungExhaust aftertreatment device
2020th
Temperatursensor Temperature sensor
ÄÄ
VerbrennungsluftverhältnisCombustion air ratio
LL.
Last, mit der der Verbrennungsmotor betrieben wirdLoad with which the internal combustion engine is operated
Lmax L max
maximal zulässige Lastmaximum permissible load
Lmax-N L max-N
NennvolllastNominal full load
Lmax-r L max-r
reduzierte maximal zulässige Lastreduced maximum permissible load
TT
AbgastemperaturExhaust gas temperature
T1 T 1
erster Temperaturgrenzwertfirst temperature limit
T2 T 2
zweiter Temperaturgrenzwertsecond temperature limit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 3022427 A1 [0003, 0004, 0005]DE 3022427 A1 [0003, 0004, 0005]
  • DE 4336775 A1 [0005]DE 4336775 A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor (1), der mindestens einen Brennraum (4) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Überschreiten eines ersten Temperaturgrenzwerts (T1) für Abgas, das aus dem Brennraum (4) ausgebracht wird, und/oder nach dem Einleiten einer Betriebsartsänderung, die zu einem Überschreiten eines zweiten Temperaturgrenzwerts (T2) für das Abgas führen kann, eine maximal zulässige Last (Lmax), mit der der Verbrennungsmotor (1) betrieben wird, unter einen Wert der Last (L), mit der der Verbrennungsmotor (1) vor dem Überschreiten des ersten Temperaturgrenzwerts (T1) und/oder vor dem Einleiten der Betriebsartsänderung betrieben wurde, reduziert wird.Method for operating an internal combustion engine with an internal combustion engine (1) which forms at least one combustion chamber (4), characterized in that after a first temperature limit value (T 1 ) has been exceeded for exhaust gas that is discharged from the combustion chamber (4) and / or after a change in the operating mode has been initiated, which can lead to a second temperature limit value (T 2 ) for the exhaust gas being exceeded, a maximum permissible load (L max ) with which the internal combustion engine (1) is operated is below a value of the load (L ) with which the internal combustion engine (1) was operated before the first temperature limit value (T 1 ) was exceeded and / or before the change in operating mode was initiated. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) während eines Betriebs mit reduzierter maximal zulässiger Last (Lmax-r) zumindest zeitweise mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (λ) betrieben wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the internal combustion engine (1) is operated at least temporarily with a stoichiometric combustion air ratio (λ) during operation with a reduced maximum permissible load (L max-r ). Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Reduzierung der maximal zulässigen Last (Lmax) eine in einen Frischgasstrang (8) integrierte Drosselvorrichtung (17) in eine stärker drosselnde Stellung gebracht und/oder die Verdichtungsleistung eines in den Frischgasstrang (8) integrierten Frischgasverdichters (11) reduziert wird sowie eine Kraftstoffmenge, die je Betriebszyklus in den Brennraum (4) eingebracht wird, reduziert wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that to reduce the maximum permissible load (L max ) a throttle device (17) integrated in a fresh gas line (8) is brought into a more throttling position and / or the compression output of a fresh gas compressor (11) integrated in the fresh gas line (8) ) is reduced and an amount of fuel that is introduced into the combustion chamber (4) per operating cycle is reduced. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Überschreiten des ersten Temperaturgrenzwerts (T1) und/oder nach dem Einleiten der Betriebsartsänderung zunächst ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis (λ) und anschließend ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis (λ) eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the first temperature limit value (T1) has been exceeded and / or after the change in operating mode has been initiated, first a substoichiometric combustion air ratio (λ) and then a stoichiometric combustion air ratio (λ) are set. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem sich anschließenden Erreichen oder Unterschreiten des ersten Temperaturgrenzwerts (T1) und/oder mit einem Rückgängigmachen der Betriebsartsänderung die maximal zulässige Last (Lmax) wieder erhöht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum permissible load (L max ) is increased again when the first temperature limit value (T 1 ) is subsequently reached or undershot and / or when the change in operating mode is reversed. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsartsänderung eine Verstellung eines Zündwinkels für den Brennraum (4) nach spät ist oder umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the change in operating mode is or includes a retarded adjustment of an ignition angle for the combustion chamber (4). Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsartsänderung nach der Detektion eines Klopfereignisses eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the change in operating mode is initiated after the detection of a knocking event. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Abgases unter Verwendung der maximal zulässigen Last (Lmax) als Stellgröße geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the exhaust gas is regulated using the maximum permissible load (L max ) as the manipulated variable. Brennkraftmaschine mit - einem Verbrennungsmotor (1), der mindestens einen Brennraum (4) ausbildet, - einem Frischgasstrang (8) zum Zuführen von Frischgas zu dem Brennraum (4), - einem Abgasstrang (14) zum Abführen von Abgas von dem Brennraum (4), - einem Kraftstoffinjektor (6) zum Einbringen von Kraftstoff in das Frischgas, - einer Drosselvorrichtung (17) und/oder einem Frischgasverdichter (11), die/der in den Frischgasstrang (8) integriert ist/sind, und - einer Steuerungsvorrichtung (5), die signalleitend mit dem Kraftstoffinjektor (6) und der Drosselvorrichtung (17) und/oder dem Frischgasverdichter (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (5) zur automatisierten Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.Internal combustion engine with - an internal combustion engine (1) which forms at least one combustion chamber (4), - a fresh gas line (8) for supplying fresh gas to the combustion chamber (4), - an exhaust gas line (14) for discharging exhaust gas from the combustion chamber (4) ), - a fuel injector (6) for introducing fuel into the fresh gas, - a throttle device (17) and / or a fresh gas compressor (11) which is / are integrated in the fresh gas line (8), and - a control device ( 5), which is connected in a signal-conducting manner to the fuel injector (6) and the throttle device (17) and / or the fresh gas compressor (11), characterized in that the control device (5) is set up for the automated implementation of a method according to one of the preceding claims. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch - eine dem Brennraum (4) zugeordnete Zündvorrichtung (7) und/oder - eine in den Abgasstrang (14) integrierte Abgasnachbehandlungsvorrichtung (19) und/oder - einen Temperatursensor (20) zur Messung einer Temperatur des Abgases und/oder - einen Klopfsensor (18) zur Detektion eines Klopfereignisses, die/der signalleitend mit der Steuerungsvorrichtung (5) verbunden ist/sind.Internal combustion engine according to Claim 9 , characterized by - an ignition device (7) assigned to the combustion chamber (4) and / or - an exhaust gas aftertreatment device (19) integrated in the exhaust gas line (14) and / or - a temperature sensor (20) for measuring a temperature of the exhaust gas and / or - a knock sensor (18) for detecting a knock event, which is / are connected to the control device (5) in a signal-conducting manner.
DE102019212085.7A 2019-08-13 2019-08-13 Method for protecting an internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures Pending DE102019212085A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019212085.7A DE102019212085A1 (en) 2019-08-13 2019-08-13 Method for protecting an internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019212085.7A DE102019212085A1 (en) 2019-08-13 2019-08-13 Method for protecting an internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019212085A1 true DE102019212085A1 (en) 2021-02-18

Family

ID=74239726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019212085.7A Pending DE102019212085A1 (en) 2019-08-13 2019-08-13 Method for protecting an internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019212085A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022202952A1 (en) 2022-03-25 2023-09-28 Psa Automobiles Sa Method for component protection of a component arranged in a combustion chamber of an internal combustion engine of a motor vehicle and a motor vehicle driven by an internal combustion engine that can be operated using such a method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3022427A1 (en) * 1980-06-14 1982-01-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart CONTROL DEVICE FOR FUEL-AIR MIXTURE TREATMENT IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES
DE4336775A1 (en) * 1993-10-28 1995-05-04 Bosch Gmbh Robert Method and device for controlling the exhaust gas temperature in an internal combustion engine with knock control
DE10039784A1 (en) * 2000-08-16 2002-02-28 Bosch Gmbh Robert Internal combustion engine operation method involves adjusting default torque value such that no air-fuel enrichment takes place during economy-mode
DE102005048692A1 (en) * 2004-10-14 2006-05-04 General Motors Corp., Detroit Temperature control system for engine turbine
DE102005004880A1 (en) * 2005-02-03 2006-08-10 Robert Bosch Gmbh Method and device for exhaust gas temperature control
DE102007059877B3 (en) * 2007-12-12 2009-07-09 Continental Automotive Gmbh Delivered torque limiting method for spark-ignited internal-combustion engine of motor vehicle, involves adjusting ignition angle to operating point with delivered torque behind efficiency-optimized reference ignition angle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3022427A1 (en) * 1980-06-14 1982-01-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart CONTROL DEVICE FOR FUEL-AIR MIXTURE TREATMENT IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES
DE4336775A1 (en) * 1993-10-28 1995-05-04 Bosch Gmbh Robert Method and device for controlling the exhaust gas temperature in an internal combustion engine with knock control
DE10039784A1 (en) * 2000-08-16 2002-02-28 Bosch Gmbh Robert Internal combustion engine operation method involves adjusting default torque value such that no air-fuel enrichment takes place during economy-mode
DE102005048692A1 (en) * 2004-10-14 2006-05-04 General Motors Corp., Detroit Temperature control system for engine turbine
DE102005004880A1 (en) * 2005-02-03 2006-08-10 Robert Bosch Gmbh Method and device for exhaust gas temperature control
DE102007059877B3 (en) * 2007-12-12 2009-07-09 Continental Automotive Gmbh Delivered torque limiting method for spark-ignited internal-combustion engine of motor vehicle, involves adjusting ignition angle to operating point with delivered torque behind efficiency-optimized reference ignition angle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022202952A1 (en) 2022-03-25 2023-09-28 Psa Automobiles Sa Method for component protection of a component arranged in a combustion chamber of an internal combustion engine of a motor vehicle and a motor vehicle driven by an internal combustion engine that can be operated using such a method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69915093T2 (en) Internal combustion engine
DE102016011069B4 (en) Method for operating a drive device and corresponding drive device
EP2898207B1 (en) Method for controlling the timing of an intake valve of an internal combustion engine
DE102010045710A1 (en) Method for operating an internal combustion engine with variable valve drive
DE102011081844A1 (en) Method for operating a supercharged internal combustion engine and internal combustion engine for carrying out such a method
DE102004028482B4 (en) Internal combustion engine
DE102007046656B4 (en) Method for operating an internal combustion engine, internal combustion engine
DE102017208857A1 (en) Method for operating an internal combustion engine, internal combustion engine and motor vehicle
DE102010029728B4 (en) Method for controlling an injection of fuel in an internal combustion engine, control device for controlling an injection in an internal combustion engine and method for selecting an injection valve for an engine system
DE102012213936A1 (en) Supercharged four-cylinder inline engine with parallel turbines and method of operating such a four-cylinder in-line engine
DE102016208208A1 (en) Internal combustion engine and motor vehicle
DE102019212085A1 (en) Method for protecting an internal combustion engine from excessively high exhaust gas temperatures
EP1338777A1 (en) Four stroke engine with a camshaft phasing device
DE102004023590C5 (en) Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine for carrying out the method
DE102007042405A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102021113860B3 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102014019556A1 (en) Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle
EP1736640B1 (en) Engine with direct fuel injection in combustion chamber
DE102019102749A1 (en) Method for operating an externally ignited internal combustion engine and internal combustion engine
DE102015204505A1 (en) Method for operating a spark-ignited, direct-injection internal combustion engine and spark-ignited, direct-injection internal combustion engine
DE102019126350B3 (en) Internal combustion engine of a motor vehicle and method for operating the same
DE102013206158A1 (en) Internal combustion engine with deactivatable cylinder and method for operating such an internal combustion engine
DE102017003547A1 (en) Method for superstoichiometric operation of an internal combustion engine
DE102004043595B4 (en) Method for operating a direct injection internal combustion engine with an exhaust gas recirculation and apparatus for carrying out the method
DE102015205324A1 (en) Three-cylinder internal combustion engine with cylinder deactivation and method for operating such a three-cylinder internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified