DE102020101391B4 - Method and control device for operating a gas engine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors (10), der mehrere Zylinder (11) umfasst, wobei jeder Zylinder (11) eine Hauptbrennkammer (12) und eine über einen Überströmkanal (14) mit der Hauptbrennkammer (12) verbundene Vorkammer (13) aufweist,wobei abhängig von einem Betriebspunkt des Gasmotors (10) entweder in allen Zylindern (11) des Gasmotors (10) oder unter Abschaltung mindestens eines Zylinders (11) ausschließlich in einer Teilmenge der Zylinder (11) des Gasmotors (10) gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird,wobei abhängig von einer in dem jeweiligen Betriebspunkt des Gasmotors (10) angeforderten Zylinderleistung eines jeweiligen Zylinders (11), in welchem gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird, eine Hauptgasmenge in die Hauptbrennkammer (12) des jeweiligen Zylinders (11) und eine Vorkammergasmenge in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebracht wird,dadurch gekennzeichnet, dassdann, wenn ein zuvor abgeschalteter Zylinder (11) wieder zugeschaltet und von demselben eine Zylinderleistung angefordert wird, zum Zuschalten die in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge erhöht wird.Method for operating a gas engine (10) comprising a plurality of cylinders (11), each cylinder (11) having a main combustion chamber (12) and a prechamber (13) connected to the main combustion chamber (12) via an overflow channel (14), wherein Depending on an operating point of the gas engine (10), gaseous fuel is burned either in all cylinders (11) of the gas engine (10) or by switching off at least one cylinder (11) exclusively in a subset of the cylinders (11) of the gas engine (10), wherein depending on a cylinder power required at the respective operating point of the gas engine (10) of a respective cylinder (11) in which gaseous fuel is burned, a main quantity of gas into the main combustion chamber (12) of the respective cylinder (11) and a pre-chamber quantity of gas into the pre-chamber (13 ) of the respective cylinder (11) is introduced, characterized in that when a previously deactivated cylinder (11) is activated again and a cyl reduced power is requested, for switching on the prechamber gas quantity introduced into the prechamber (13) of the respective cylinder (11) is increased compared to the prechamber gas quantity dependent on the requested cylinder power.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Gasmotors.The invention relates to a method for operating a gas engine. Furthermore, the invention relates to a control device for operating a gas engine.

Ein Gasmotor verfügt über mindestens einen Zylinder, in welchem ein gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird. Jeder Zylinder eines Gasmotors verfügt über eine Hauptbrennkammer sowie über eine Vorkammer, wobei die Hauptbrennkammer und die Vorkammer des jeweiligen Zylinders über einen Überströmkanal miteinander verbunden bzw. gekoppelt sind. Zur Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs wird der Hauptbrennkammer eine definierte Hauptgasmenge und der Vorkammer eine definierte Vorkammergasmenge zugeführt. Die der Hauptkammer zuzuführende Hauptgasmenge wird dabei typischerweise als Gemisch aus gasförmigem Kraftstoff und Verbrennungsluft zugeführt. Die der Vorkammer zuzuführende Vorkammergasmenge wird typischerweise als reiner gasförmiger Kraftstoff bereitgestellt.A gas engine has at least one cylinder in which a gaseous fuel is burned. Each cylinder of a gas engine has a main combustion chamber and an antechamber, with the main combustion chamber and the antechamber of the respective cylinder being connected or coupled to one another via an overflow channel. To burn the gaseous fuel, a defined quantity of main gas is supplied to the main combustion chamber and a defined quantity of prechamber gas is supplied to the prechamber. The main quantity of gas to be supplied to the main chamber is typically supplied as a mixture of gaseous fuel and combustion air. The amount of pre-chamber gas to be supplied to the pre-chamber is typically provided as pure gaseous fuel.

Aus der Praxis ist es bekannt, in einem Teillastbereich eines Gasmotors nicht alle Zylinder zu nutzen, sondern vielmehr mindestens einen Zylinder abzuschalten, sodass dann nach Abschaltung des mindestens einen Zylinders ausschließlich in einer Teilmenge der Zylinder des Gasmotors gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird. Eine solche Zylinderabschaltung eines Gasmotors kann sowohl als statische Zylinderabschaltung als auch als dynamische Zylinderabschaltung erfolgen, wobei bei einer dynamischen Abschaltung von Zylindern die abzuschaltenden Zylinder wechseln, das heißt, dass bei einer dynamischen Zylinderabschaltung die einzelnen Zylinder regelmäßig deaktiviert bzw. abgeschaltet und reaktiviert bzw. zugeschaltet werden.It is known from practice not to use all cylinders in a partial load range of a gas engine, but rather to switch off at least one cylinder, so that after the at least one cylinder has been switched off, gaseous fuel is only burned in a subset of the cylinders of the gas engine. Such cylinder deactivation of a gas engine can take place both as static cylinder deactivation and as dynamic cylinder deactivation, with dynamic deactivation of cylinders changing the cylinders to be deactivated, i.e. with dynamic cylinder deactivation the individual cylinders are regularly deactivated or deactivated and reactivated or activated will.

Aus der WO 2016/ 203 095 A1 ist es bekannt, dann, wenn ein zuvor abgeschalteter Zylinder wieder zugeschaltet wird, die dem Zylinder zuzuführende Hauptgasmenge erhöht wird. Durch die Erhöhung der Hauptgasmenge erhöht sich die Leistungsabgabe des jeweiligen Zylinders, wodurch dann letztendlich ein Drehzahlregler des Gasmotors korrigierend eingreifen muss, um eine Ist-Drehzahl auf einer Soll-Drehzahl zu halten Hierdurch wird die Laufruhe des Gasmotors beeinträchtigt.It is known from WO 2016/203 095 A1 that when a previously deactivated cylinder is activated again, the main gas quantity to be supplied to the cylinder is increased. The increase in the main gas quantity increases the power output of the respective cylinder, which means that a speed controller of the gas engine must then intervene to correct the actual speed at a target speed. This impairs the smooth running of the gas engine.

Aus der DE 10 2013 212 169 A1 ist allgemein eine Zylinderabschaltung an einem Mehrzylindermotor bekannt, bei dieser ein Verfahren zur Anwendung kommt, mit welchem ein zuvor abgeschalteter Zylinder wieder reaktiviert wird.From the DE 10 2013 212 169 A1 cylinder deactivation on a multi-cylinder engine is generally known, in which a method is used with which a previously deactivated cylinder is reactivated.

Weiterhin ist in der AT 517 206 A4 beschrieben, bei einem Gasmotor mit einer Hauptbrennkammer und einer über einen Überströmkanal mit der Hauptbrennkammer verbundenen Vorkammer nach einer Verstellung der Betätigungscharakteristik eines Einlass- und/oder Auslassventils die eingebrachte Vorkammergasmenge zu erhöhen.Furthermore, in the AT 517 206 A4 described, in a gas engine with a main combustion chamber and a pre-chamber connected to the main combustion chamber via an overflow duct, after adjusting the actuation characteristics of an intake and/or exhaust valve, to increase the amount of pre-chamber gas introduced.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Gasmotors zu schaffen.Proceeding from this, the invention is based on the object of creating a new type of method and a new type of control device for operating a gas engine.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method for operating a gas engine according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird dann, wenn ein zuvor abgeschalteter Zylinder wieder zugeschaltet und von demselben eine Zylinderleistung angefordert wird, zum Zuschalten die in die Vorkammer des jeweiligen Zylinders eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge erhöht.According to the invention, when a previously switched off cylinder is switched on again and cylinder power is requested from the same, the prechamber gas quantity introduced into the prechamber of the respective cylinder is increased compared to the prechamber gas quantity dependent on the requested cylinder power for switching on.

Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass dann, wenn ein zuvor abgeschalteter Zylinder wieder zugeschaltet und von demselben eine Zylinderleistung angefordert wird, die in die Vorkammer des jeweiligen Zylinders eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge erhöht wird, also nicht die in den Zylinder eingebrachte Hauptgasmenge, sondern die Vorkammergasmenge. Hierdurch bleibt die Leistungsabgabe des zuzuschaltenden Zylinders konstant oder annähend konstant, sodass der Drehzahlregler des Gasmotors nicht oder nur in geringem Umfang eingreifen muss. Hierdurch kann die Laufruhe des Gasmotors verbessert werden.With the present invention, it is proposed that when a cylinder that was previously switched off is switched on again and cylinder power is requested from it, the prechamber gas quantity introduced into the prechamber of the respective cylinder is increased compared to the prechamber gas quantity dependent on the requested cylinder power, i.e. not the in main gas quantity brought into the cylinder, but the pre-chamber gas quantity. As a result, the power output of the cylinder to be switched on remains constant or almost constant, so that the speed controller of the gas engine does not have to intervene, or only to a small extent. As a result, the smooth running of the gas engine can be improved.

Vorzugsweise wird die zum Zuschalten in die Vorkammer des jeweiligen Zylinders eingebrachte Vorkammergasmenge für eine definierte Anzahl von Arbeitsspielen erhöht. In diesem Zusammenhang ist es ausreichend, für das erste Arbeitsspiel oder die ersten beiden Arbeitsspiele die in die Vorkammer desselben eingebrachte Vorkammergasmenge zu erhöhen.The amount of prechamber gas introduced into the prechamber of the respective cylinder for switching on is preferably increased for a defined number of working cycles. In this context, it is sufficient to increase the amount of prechamber gas introduced into the prechamber of the same for the first working cycle or the first two working cycles.

Vorzugsweise wird die zum Zuschalten in die Vorkammer des jeweiligen Zylinders eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge um einen Offset oder um einen Faktor erhöht. Dies erlaubt eine besonders einfache und zuverlässige steuerungsseitige Umsetzung zur Erhöhung der in dem jeweiligen Zylinder, nämlich in die Vorkammer, eingebrachten Vorkammergasmenge.Preferably, the pre-chamber gas quantity introduced into the pre-chamber of the respective cylinder for switching on is increased by an offset or by a factor compared to the pre-chamber gas quantity dependent on the requested cylinder power. This allows a particularly simple and reliable implementation on the control side to increase the amount of prechamber gas introduced into the respective cylinder, namely into the prechamber.

Vorzugsweise wird die zum Zuschalten in die Vorkammer des jeweiligen Zylinders eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinder-leistung abhängigen Vorkammergasmenge abhängig von der jeweiligen angeforderten Zylinderleistung und/oder abhängig vom Betriebspunkt des Gasmotors erhöht. Dann, wenn die Erhöhung der Vorkammergasmenge abhängig vom Betriebspunkt und/oder der jeweils angeforderten Zylinderleistung erfolgt, kann das Zuschalten eines zuvor abgeschalteten Zylinders besonders vorteilhaft durchgeführt werden.Preferably, the amount of pre-chamber gas introduced into the pre-chamber of the respective cylinder for switching on is compared to that indicated by the required cylinder performance-dependent pre-chamber gas quantity depending on the respective requested cylinder performance and / or depending on the operating point of the gas engine. When the prechamber gas quantity is increased as a function of the operating point and/or the respectively requested cylinder output, a previously deactivated cylinder can be activated in a particularly advantageous manner.

Die Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 9 definiert.The control device for carrying out the method is defined in claim 9.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Zylinders eines Gasmotors;
  • 2 ein Blockschaltbild einer ersten Variante der Erfindung;
  • 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Variante der Erfindung.
Preferred developments of the invention result from the dependent claims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being restricted thereto. It shows:
  • 1 a schematic representation of a cylinder of a gas engine;
  • 2 a block diagram of a first variant of the invention;
  • 3 a block diagram of a second variant of the invention.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Gasmotors.The invention relates to a method and a control device for operating a gas engine.

1 zeigt stark schematisiert einen Zylinder 11 eines Gasmotors 10, wobei der Zylinder 11 eine Hauptbrennkammer 12 und eine Vorkammer 13 aufweist. Hauptbrennkammer 12 und Vorkammer 13 sind über einen Überströmkanal 14 miteinander verbunden bzw. gekoppelt. 1 1 shows a highly schematic cylinder 11 of a gas engine 10, the cylinder 11 having a main combustion chamber 12 and an antechamber 13. The main combustion chamber 12 and the antechamber 13 are connected or coupled to one another via an overflow channel 14 .

Um im in 1 gezeigten Zylinder 11 des Gasmotors 10 Kraftstoff zu verbrennen wird, der Hauptbrennkammer 12 ein Gemisch 15 aus gasförmigem Kraftstoff 16 und Verbrennungsluft 17 zugeführt, und zwar über ein Einlassventil 18 des jeweiligen Zylinders 11. Die Verbrennungsluft 17 wird mit dem gasförmigen Kraftstoff 16 in einer Gemischbildungseinrichtung 19 gemischt, die letztendlich das der Hauptbrennkammer 12 zuzuführende Gemisch 15 aus Verbrennungsluft 17 und gasförmigem Kraftstoff 16 bereitstellt. Die im Gemisch 15 enthaltene Gasmenge, die der Hauptbrennkammer 12 zugeführt wird, wird auch als Hauptgasmenge bezeichnet.around in in 1 shown cylinder 11 of the gas engine 10 to burn fuel, the main combustion chamber 12 is supplied with a mixture 15 of gaseous fuel 16 and combustion air 17, namely via an inlet valve 18 of the respective cylinder 11. The combustion air 17 is mixed with the gaseous fuel 16 in a mixture formation device 19 mixed, which ultimately provides the mixture 15 of combustion air 17 and gaseous fuel 16 to be supplied to the main combustion chamber 12 . The amount of gas contained in the mixture 15, which is supplied to the main combustion chamber 12, is also referred to as the main amount of gas.

Der Vorkammer 13 wird ebenfalls gasförmiger Kraftstoff 16 zugeführt, und zwar reiner gasförmiger Kraftstoff 16. Die der Vorkammer 13 bereitgestellte Menge des gasförmigen Kraftstoffs wird als Vorkammergasmenge bezeichnet. Diese kann über ein Ventil 20, das über eine Steuerungseinrichtung 21 angesteuert wird, eingestellt werden.The antechamber 13 is also supplied with gaseous fuel 16, namely pure gaseous fuel 16. The quantity of gaseous fuel provided for the antechamber 13 is referred to as the antechamber gas quantity. This can be adjusted via a valve 20 which is activated via a control device 21 .

Die der Hauptbrennkammer 12 zugeführte Hauptgasmenge und die der Vorkammer 13 zugeführte Vorkammergasmenge des jeweiligen Zylinders 11 wird abhängig von einer in einem Betriebspunkt des Gasmotors 10 angeforderten Zylinderleistung des jeweiligen Zylinders 11 bestimmt.The main gas quantity supplied to the main combustion chamber 12 and the prechamber gas quantity of the respective cylinder 11 supplied to the prechamber 13 is determined as a function of a cylinder output of the respective cylinder 11 requested at an operating point of the gas engine 10 .

1 zeigt weiterhin ein Auslassventil 22, über welches Abgas 23, welches bei der Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs entsteht, vom jeweiligen Zylinder 11 des Gasmotors 10 abgeführt werden kann. 1 FIG. 1 also shows an outlet valve 22, via which exhaust gas 23, which is produced during the combustion of the gaseous fuel, can be discharged from the respective cylinder 11 of the gas engine 10.

Abhängig vom Betriebspunkt des Gasmotors 10 ist es möglich, entweder in allen Zylindern 11 desselben oder unter Abschaltung mindestens eines Zylinders ausschließlich in einer Teilmenge der Zylinder desselben gasförmigen Kraftstoff zu verbrennen.Depending on the operating point of the gas engine 10, it is possible to burn gaseous fuel either in all of the cylinders 11 of the same or, with at least one cylinder being switched off, only in a subset of the cylinders of the same.

In einem Volllastbetriebspunkt des Gasmotors 10 wird vorzugsweise in allen Zylindern 11 desselben gasförmiger Kraftstoff verbrannt.In a full-load operating point of the gas engine 10, gaseous fuel is preferably burned in all cylinders 11 of the same.

In einem Teillast-Betriebspunkt des Gasmotors 10 wird vorzugsweise mindestens ein Zylinder abgeschaltet. Diese Abschaltung kann statisch oder auch dynamisch erfolgen. In jedem Fall ist es erforderlich, im Bedarfsfall einen abgeschalteten Zylinder wieder zuzuschalten, wobei ein abgeschalteter Zylinder auch als deaktivierter Zylinder und ein wieder zugeschalteter Zylinder auch als reaktivierter Zylinder bezeichnet werden kann.In a part-load operating point of the gas engine 10, at least one cylinder is preferably switched off. This shutdown can be static or dynamic. In any case, it is necessary to switch on a deactivated cylinder again if necessary, with a deactivated cylinder also being referred to as a deactivated cylinder and a cylinder switched on again also being referred to as a reactivated cylinder.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun solche Details zum Betreiben des Gasmotors 10, mithilfe derer ein zuvor abgeschalteter Zylinder 11 unter Bereitstellung einer guten Laufruhe des Gasmotors 10 wieder zugeschaltet werden kann, um Zündaussetzer beim Zuschalten des zuvor abgeschalteten Zylinders 11 zu vermeiden und so ein gutes Emissionsverhalten bei reduzierter Klopfneigung des Gasmotors 10 zu gewährleisten.The present invention now relates to such details for the operation of the gas engine 10, with the aid of which a previously deactivated cylinder 11 can be switched on again while providing smooth running of the gas engine 10 in order to avoid ignition misfires when the previously deactivated cylinder 11 is switched on and thus good emission behavior to ensure with reduced knocking tendency of the gas engine 10.

Erfindungsgemäß wird dann, wenn ein zuvor abgeschalteter Zylinder 11 des Gasmotors 10 wieder zugeschaltet und von demselben eine Zylinderleistung angefordert wird, zum Zuschalten die in die Vorkammer 13 des zuzuschaltenden Zylinders 11 eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge erhöht. Durch die Erhöhung der Vorkammergasmenge, die zum Zuschalten des jeweiligen Zylinders 11 in die Vorkammer 13 desselben eingebracht wird, erhöht sich die Leistungsabgabe des jeweiligen Zylinders 11 nicht bzw. nur unwesentlich, sodass ein Drehzahlregler des Gasmotors 10 nicht oder so gut wie nicht korrigierend eingreifen muss. So kann letztendlich unter Vermeidung von Zündaussetzern und einem guten Emissionsverhalten bei reduzierter Klopfneigung beim Zuschalten eines Zylinders 11 eine gute Laufruhe des Gasmotors 10 gewährleistet werden.According to the invention, when a cylinder 11 of the gas engine 10 that was previously switched off is switched on again and cylinder power is requested from the same, the prechamber gas quantity introduced into the prechamber 13 of the cylinder 11 to be switched on is increased compared to the prechamber gas quantity dependent on the requested cylinder power. Due to the increase in the amount of pre-chamber gas that is introduced into the pre-chamber 13 of the respective cylinder 11 to switch it on, the power output of the respective cylinder 11 does not increase or only increases slightly, so that a speed controller of the gas engine 10 does not have to intervene or hardly has to intervene to correct it . So ultimately, avoiding misfiring and a good emission control maintain smooth running of the gas engine 10 with a reduced tendency to knock when a cylinder 11 is switched on.

Vorzugsweise wird die zum Zuschalten in die Vorkammer 13 des jeweiligen Zylinders 11 eingebrachte Vorkammergasmenge für eine definierte Anzahl von Arbeitsspielen erhöht, insbesondere für ein einziges Arbeitsspiel oder zwei Arbeitsspiele nach einer Anforderung des Zuschaltens des jeweiligen Zylinders 11.Preferably, the amount of prechamber gas introduced into the prechamber 13 of the respective cylinder 11 for activation is increased for a defined number of working cycles, in particular for a single working cycle or two working cycles after a request to activate the respective cylinder 11.

Ferner ist es möglich, die zum Zuschalten in die Vorkammer 13 des jeweiligen Zylinders 11 eingebrachte Vorkammergasmenge abhängig vom Betriebspunkt des Gasmotors 10 und/oder abhängig von der jeweiligen angeforderten Zylinderleistung des zuzuschaltenden Zylinders 11 zu erhöhen, wobei die Erhöhung der Vorkammergasmenge zum Zuschalten des jeweiligen Zylinders 11 umso kleiner ausfallen kann, je höher die angeforderte Zylinderleistung ist bzw. je näher der Gasmotor 10 an einem Volllast-Betriebspunkt betrieben wird.It is also possible to increase the amount of pre-chamber gas introduced into the pre-chamber 13 of the respective cylinder 11 for activation depending on the operating point of the gas engine 10 and/or depending on the respective requested cylinder output of the cylinder 11 to be activated, with the increase in the amount of pre-chamber gas for activating the respective cylinder 11 can be all the smaller, the higher the required cylinder output is or the closer the gas engine 10 is operated to a full-load operating point.

Vorzugsweise wird die zum Zuschalten in die Vorkammer 13 des jeweiligen Zylinders 11 eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge um einen Offset additiv oder um einen Faktor multiplikativ erhöht.Preferably, the amount of prechamber gas introduced into the prechamber 13 of the respective cylinder 11 for switching on is increased by an offset additively or multiplicatively by a factor compared to the prechamber gas amount dependent on the requested cylinder power.

Der Offset oder der Faktor kann dabei vom Betriebspunkt des Gasmotors 10 und/oder von der angeforderten Zylinderleistung des jeweiligen Zylinders 11 und/oder von der Anzahl der Arbeitsspiele nach dem angeforderten Zuschalten des jeweiligen Zylinders 11 abhängig sein.The offset or the factor can be dependent on the operating point of the gas engine 10 and/or on the requested cylinder power of the respective cylinder 11 and/or on the number of work cycles after the requested activation of the respective cylinder 11 .

Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Erhöhung der Vorkammergasmenge gegenüber der abhängig von der Zylinderleistung angeforderten Vorkammergasmenge durch eine entsprechende Ansteuerung des Ventils 20 ausgehend von der Steuerungseinrichtung 21. Hierbei kann der Soll-Wert der Steuerungseinrichtung 21 erhöht werden kann, in Abhängigkeit dessen dann eine Ansteuerdauer, insbesondere eine Bestromungsdauer, für das Ventil 20 bestimmt wird. Alternativ kann bei unverändertem Soll-Wert auch die Ansteuerdauer bzw. Bestromungsdauer für das Ventil 20 um einen Offset oder um einen Faktor erhöht werden.In the exemplary embodiment shown, the pre-chamber gas quantity is increased compared to the pre-chamber gas quantity requested as a function of the cylinder output by corresponding activation of the valve 20 from the control device 21. The setpoint value of the control device 21 can be increased here, depending on which then a control duration, in particular an energization duration for which valve 20 is determined. Alternatively, with an unchanged desired value, the activation duration or energization duration for the valve 20 can also be increased by an offset or by a factor.

Zwei mögliche Varianten zur Erhöhung der Vorkammergasmenge, die der Vorkammer 13 eines zuzuschaltenden Zylinders 11 zum Zuschalten dessen zugeführt wird, zeigen 2 und 3, wobei 2 und 3 jeweils Blockschaltbilder zeigen.Two possible variants for increasing the amount of pre-chamber gas that is supplied to the pre-chamber 13 of a cylinder 11 to be switched on in order to switch it on are shown 2 and 3 , whereby 2 and 3 show block diagrams.

Im Blockschaltbild der 2 werden zwei Eingangsgrößen 24 und 25 genutzt, wobei es sich bei der Eingangsgröße 24 um die Anzahl der Arbeitsspiele des jeweiligen Zylinders 11 nach dem angeforderten Zuschalten desselben handelt, und wobei es sich bei der Eingangsgröße 25 um die von der angeforderten Zylinderleistung des zuzuschaltenden Zylinders 11 abhängige Vorkammergasmenge handelt. In dem Block 26 wird abhängig von der Anzahl der Arbeitsspiele, die durch die Eingangsgröße 24 bereitgestellt wird, ein Faktor 27 ermittelt, über den dann im Block 28 die Eingangsgröße 25 multiplikativ erhöht wird, wobei die Eingangsgröße 25, wie bereits ausgeführt, der abhängig von der angeforderten Zylinderleistung angeforderten Vorkammergasmenge entspricht.In the block diagram of 2 Two input variables 24 and 25 are used, input variable 24 being the number of working cycles of the respective cylinder 11 after it has been activated as requested, and input variable 25 being dependent on the requested cylinder output of cylinder 11 to be activated Prechamber gas quantity is. In block 26, a factor 27 is determined depending on the number of working cycles that is provided by the input variable 24, via which the input variable 25 is then multiplicatively increased in block 28, the input variable 25, as already stated, depending on corresponds to the requested pre-chamber gas quantity for the requested cylinder performance.

Mit zunehmender Anzahl an Arbeitsspielen nach dem angeforderten Zuschalten des jeweiligen Zylinders 11 nimmt dieser Faktor, der im Block 26 ermittelt wird, ab und strebt dem Wert 1 entgegen. Die Ausgangsgröße 29 des Blockschaltbilds der 2 entspricht der um den Faktor 27 multiplikativ erhöhten, abhängig von der angeforderten Zylinderleistung bestimmten Vorkammergasmenge gemäß der Eingangsgröße 25.With an increasing number of work cycles after the requested activation of the respective cylinder 11, this factor, which is determined in block 26, decreases and tends toward the value 1. The output 29 of the block diagram of 2 corresponds to the pre-chamber gas quantity multiplied by a factor of 27 and determined as a function of the requested cylinder output according to input variable 25.

Eine weitere Variante ist in 3 gezeigt. In 3 werden drei Eingangsgrößen 30, 31 und 32 verarbeitet, um die Ausgangsgröße 33 bereitzustellen, wobei es sich bei der Eingangsgröße 30 wiederum um die Anzahl der Arbeitsspiele nach dem angeforderten Zuschalten des zuzuschaltenden Zylinders 11 handelt, wobei es sich bei der Eingangsgröße 31 um die angeforderte Zylinderleistung des zuzuschaltenden Zylinders 11 handelt, und wobei es sich bei der Eingangsgröße 32 um die von der angeforderten Zylinderleistung abhängige Vorkammergasmenge handelt.Another variant is in 3 shown. In 3 three input variables 30, 31 and 32 are processed to provide output variable 33, input variable 30 in turn being the number of working cycles after the requested activation of cylinder 11 to be switched on, input variable 31 being the requested cylinder power of the cylinder 11 to be switched on, and the input variable 32 being the pre-chamber gas quantity dependent on the requested cylinder power.

In einem Block 34 der 3 wird verglichen, ob die Anzahl der Arbeitsspiele nach dem angeforderten Zuschalten des jeweiligen Zylinders größer oder kleiner als ein Grenzwert ist.In a block 34 of 3 a comparison is made as to whether the number of working cycles after the requested activation of the respective cylinder is greater or less than a limit value.

Dann, wenn in Block 34 festgestellt wird, dass die Anzahl der Arbeitsspiele nach dem Zuschalten des jeweiligen Zylinders 11 kleiner als ein Grenzwert ist, so stellt dann ein Block 35 den Faktor 36 zur multiplikativen Erhöhung der Eingangsgröße 32 bereit, der von der Eingangsgröße 31 abhängig ist, also von der angeforderten Zylinderleistung des zuzuschaltenden Zylinders. Der Block 37 der 3 visualisiert, dass der Faktor von der angeforderten Zylinderleistung abhängig ist. Je kleiner die angeforderte Zylinderleistung ist, desto größer ist der in Block 37 ermittelte Faktor 36. Je höher die Leistung ist, desto geringer ist der in Block 37 ermittelte Faktor 36, wobei derselbe minimal 1 beträgt.If it is determined in block 34 that the number of working cycles after switching on the respective cylinder 11 is less than a limit value, then a block 35 provides the factor 36 for the multiplicative increase in the input variable 32, which depends on the input variable 31 is, i.e. from the required cylinder power of the cylinder to be activated. The block 37 of 3 visualizes that the factor depends on the required cylinder power. The lower the requested cylinder power, the greater the factor 36 determined in block 37. The higher the power, the lower the factor 36 determined in block 37, with the factor 36 being a minimum of 1.

Wird in Block 34 der 3 festgestellt, dass die Anzahl der Arbeitsspiele nach dem Zuschalten des zuzuschaltenden Zylinders 11 größer als der Grenzwert ist, so gibt der Block 35 als Faktor 36 den Wert 1 aus, der in Block 38 bereitgestellt wird.If in block 34 the 3 found that the number of working cycles after switching on of cylinder 11 to be switched on is greater than the limit value, block 35 outputs the value 1 as factor 36, which is provided in block 38.

In einem Block 39 erfolgt wiederum eine multiplikative Erhöhung der Eingangsgröße 32 um den Faktor 36, also eine multiplikative Erhöhung der abhängig von der angeforderten Zylinderleistung des zuzuschaltenden Zylinders 11 ermittelten Vorkammergasmenge, um so die Ausgangsgröße 33 bereitzustellen.In block 39 , input variable 32 is multiplicatively increased by a factor of 36 , ie a multiplicative increase in the prechamber gas quantity determined as a function of the requested cylinder output of cylinder 11 to be activated, in order to provide output variable 33 .

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren steuerungsseitig auszuführen.The invention also relates to a control unit which is set up to carry out the method described above on the control side.

Die Steuerungseinrichtung fordert abhängig vom Betriebspunkt des Gasmotors 10 entweder von allen Zylindern 11 oder unter Abschaltung mindestens eines Zylinders ausschließlich von einer Teilmenge der Zylinder 11 des Gasmotors 10 eine Zylinderleistung an. Die Steuerungseinrichtung ermittelt abhängig von der in dem jeweiligen Betriebspunkt des Gasmotors 10 für den jeweiligen Zylinder 11 angeforderten Zylinderleistung einerseits die der Hauptbrennkammer 12 zur Verfügung zu stellende Hauptgasmenge und andererseits die in die Vorkammer 13 einzubringende Vorkammergasmenge.Depending on the operating point of the gas engine 10, the control device requests cylinder power either from all cylinders 11 or, with at least one cylinder being switched off, exclusively from a subset of the cylinders 11 of the gas engine 10. Depending on the cylinder output required for the respective cylinder 11 at the respective operating point of the gas engine 10, the control device determines the main gas quantity to be made available to the main combustion chamber 12 and the prechamber gas quantity to be introduced into the prechamber 13.

Dann, wenn ein zuvor abgeschalteter Zylinder 11 des Gasmotors 10 wieder zugeschaltet und von demselben eine Zylinderleistung angefordert wird, erhöht die Steuerungseinrichtung die zum Zuschalten des jeweiligen Zylinders 11 in die Vorkammer 13 des jeweiligen Zylinders 11 eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge.Then, when a cylinder 11 of the gas engine 10 that was previously switched off is switched on again and cylinder power is requested from the same, the control device increases the amount of prechamber gas introduced into the prechamber 13 of the respective cylinder 11 to switch on the respective cylinder 11 compared to the prechamber gas amount dependent on the requested cylinder power.

Bei der Steuerungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein elektronisches Steuergerät, welches Mittel umfasst, um das oben beschriebene Verfahren auszuführen. Zu diesen Mitteln zählen hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit den an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen Daten auszutauschen, so zum Beispiel zur Bereitstellung eines Ansteuersignals für das Ventil 20. Ferner zählen zu den hardwareseitigen Baugruppen ein Prozessor zur Datenverarbeitung und ein Speicher zur Datenspeicherung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The control device is preferably an electronic control unit which includes means for executing the method described above. These means include hardware-side means and software-side means. The hardware means include data interfaces to exchange data with the assemblies involved in the execution of the method according to the invention, for example to provide a control signal for the valve 20. The hardware assemblies also include a processor for data processing and a memory for data storage. The software means include program modules for carrying out the method according to the invention.

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors (10), der mehrere Zylinder (11) umfasst, wobei jeder Zylinder (11) eine Hauptbrennkammer (12) und eine über einen Überströmkanal (14) mit der Hauptbrennkammer (12) verbundene Vorkammer (13) aufweist, wobei abhängig von einem Betriebspunkt des Gasmotors (10) entweder in allen Zylindern (11) des Gasmotors (10) oder unter Abschaltung mindestens eines Zylinders (11) ausschließlich in einer Teilmenge der Zylinder (11) des Gasmotors (10) gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird, wobei abhängig von einer in dem jeweiligen Betriebspunkt des Gasmotors (10) angeforderten Zylinderleistung eines jeweiligen Zylinders (11), in welchem gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird, eine Hauptgasmenge in die Hauptbrennkammer (12) des jeweiligen Zylinders (11) und eine Vorkammergasmenge in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn ein zuvor abgeschalteter Zylinder (11) wieder zugeschaltet und von demselben eine Zylinderleistung angefordert wird, zum Zuschalten die in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge erhöht wird.Method for operating a gas engine (10) comprising a plurality of cylinders (11), each cylinder (11) having a main combustion chamber (12) and a prechamber (13) connected to the main combustion chamber (12) via an overflow channel (14), wherein Depending on an operating point of the gas engine (10), gaseous fuel is burned either in all cylinders (11) of the gas engine (10) or by switching off at least one cylinder (11) exclusively in a subset of the cylinders (11) of the gas engine (10), wherein depending on a cylinder output required at the respective operating point of the gas engine (10) of a respective cylinder (11) in which gaseous fuel is burned, a main gas quantity into the main combustion chamber (12) of the respective cylinder (11) and a pre-chamber gas quantity into the pre-chamber (13 ) of the respective cylinder (11) is introduced, characterized in that when a previously switched off cylinder (11) switched on again and from the same ei ne cylinder output is requested, for switching on, the prechamber gas quantity introduced into the prechamber (13) of the respective cylinder (11) is increased compared to the prechamber gas quantity dependent on the requested cylinder output. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Zuschalten in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebrachte Vorkammergasmenge für eine definierte Anzahl von Arbeitsspielen erhöht wird.procedure after claim 1 , characterized in that the amount of pre-chamber gas introduced into the pre-chamber (13) of the respective cylinder (11) for switching on is increased for a defined number of working cycles. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Zuschalten in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebrachte Vorkammergasmenge für ein Arbeitsspiel oder zwei Arbeitsspiele erhöht wird.procedure after claim 2 , characterized in that the amount of pre-chamber gas introduced into the pre-chamber (13) of the respective cylinder (11) for switching on is increased for one working cycle or two working cycles. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Zuschalten in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebrachte Vorkammergasmenge um einen Offset oder um einen Faktor erhöht wird.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the amount of pre-chamber gas introduced into the pre-chamber (13) of the respective cylinder (11) for switching on is increased by an offset or by a factor. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset oder der Faktor vom Betriebspunkt des Gasmotors abhängig ist.procedure after claim 4 , characterized in that the offset or the factor is dependent on the operating point of the gas engine. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset oder der Faktor von der Anzahl der Arbeitsspiele nach dem Zuschalten des jeweiligen Zylinders abhängig ist.procedure after claim 4 or 5 , characterized in that the offset or the factor depends on the number of working cycles after switching on the respective cylinder. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Zuschalten in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge abhängig von der jeweiligen angeforderten Zylinderleistung erhöht wird.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the pre-chamber gas quantity introduced to switch into the pre-chamber (13) of the respective cylinder (11) is increased in relation to the pre-chamber gas quantity dependent on the requested cylinder output depending on the respective requested cylinder output. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Zuschalten in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge abhängig vom Betriebspunkt des Gasmotors erhöht wird.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the amount of pre-chamber gas introduced for switching into the pre-chamber (13) of the respective cylinder (11) is increased as a function of the operating point of the gas engine compared to the pre-chamber gas amount which is dependent on the required cylinder output. Steuerungseinrichtung (21) zum Betreiben eines Gasmotors (10), der mehrere Zylinder (11) umfasst, wobei jeder Zylinder (11) eine Hauptbrennkammer (12) und eine über einen Überströmkanal (14) mit der Hauptbrennkammer (12) verbundene Vorkammer (13) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung abhängig von einem Betriebspunkt des Gasmotors (10) entweder von allen Zylindern (11) des Gasmotors (10) oder unter Abschaltung mindestens eines Zylinders (11) ausschließlich von einer Teilmenge der Zylinder (11) des Gasmotors (10) eine Zylinderleistung anfordert, wobei die Steuerungseinrichtung abhängig von einer in dem jeweiligen Betriebspunkt des Gasmotors (10) angeforderten Zylinderleistung eines jeweiligen Zylinders (11) für denselben eine in die Hauptbrennkammer (12) des jeweiligen Zylinders (11) einzubringende Hauptgasmenge und eine in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) einzubringende Vorkammergasmenge bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dann, wenn ein zuvor abgeschalteter Zylinder (11) wieder zugeschaltet und von demselben eine Zylinderleistung angefordert wird, die zum Zuschalten in die Vorkammer (13) des jeweiligen Zylinders (11) eingebrachte Vorkammergasmenge gegenüber der von der angeforderten Zylinderleistung abhängigen Vorkammergasmenge erhöht.Control device (21) for operating a gas engine (10), which comprises a plurality of cylinders (11), each cylinder (11) having a main combustion chamber (12) and a prechamber (13) connected to the main combustion chamber (12) via an overflow channel (14). has, the control device depending on an operating point of the gas engine (10) either of all cylinders (11) of the gas engine (10) or by switching off at least one cylinder (11) exclusively of a subset of the cylinders (11) of the gas engine (10). Requests cylinder power, the control device depending on a cylinder power requested at the respective operating point of the gas engine (10) of a respective cylinder (11) for the latter a main gas quantity to be introduced into the main combustion chamber (12) of the respective cylinder (11) and a quantity into the antechamber (13 ) of the respective cylinder (11) to be introduced Vorkammergasmenge determined, characterized in that the control device when a previously switched off cylinder (11) is switched on again and a cylinder power is requested from the same, the prechamber gas quantity introduced into the prechamber (13) of the respective cylinder (11) for switching on increases compared to the prechamber gas quantity dependent on the requested cylinder power. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.control device claim 9 , characterized in that the same for carrying out the method according to any one of Claims 1 until 8th is set up.
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