DE102020104152A1

DE102020104152A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschinenanordnung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020104152A1
Application number: DE102020104152.7A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Gutzer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-08-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschinenanordnung (1) eines Fahrzeugs (10). Die Brennkraftmaschinenanordnung (1) umfasst eine Brennkraftmaschine (2) mit mindestens einem Zylinder (21, 22, 23, 24) und eine Vorrichtung (3) zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine (2). Gemäß dem Verfahren wird ein Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine (2) während eines Betriebsmodus (102, 203) der Brennkraftmaschine (2), in dem sich der mindestens eine Zylinder (21, 22, 23, 24) im nicht befeuerten Zustand befindet, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung (1) und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen eingestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschinenanordnung eines Fahrzeugs sowie eine Brennkraftmaschinenanordnung und ein Fahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt.
Aus dem Stand der Technik sind Brennkraftmaschinenanordnungen bekannt, bei denen ein Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit eines Betriebspunktes, in dem die Brennkraftmaschine betrieben wird, verändert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschinenanordnung eines Fahrzeugs vorzuschlagen, durch das ein Kraftstoffverbrauch und ein Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine optimiert werden können.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschinenanordnung eines Fahrzeugs mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Das Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschinenanordnung, die eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und eine Vorrichtung zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine umfasst, weist den Schritt des Einstellens des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine während eines Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, in dem sich der mindestens eine Zylinder im nicht befeuerten Zustand befindet, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen auf.
Entsprechend umfasst die vorgeschlagene Brennkraftmaschinenanordnung eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, eine Vorrichtung zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Vorrichtung zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine anzusteuern, um das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine während eines Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, in dem sich der mindestens eine Zylinder im nicht befeuerten Zustand befindet, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen einzustellen.
Durch das vorgeschlagene Einstellen des Verdichtungsverhältnisses wird erzielt, dass in einem Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, bei dem mindestens ein Zylinder nicht befeuert wird, ein geeignetes Verdichtungsverhältnis vorliegt. Somit wird eine optimale Anpassung an Anforderungen bezüglich Komfort, Kraftstoffverbrauch und Emissionsverhalten ermöglicht.
Daraus wird ersichtlich, dass sich die vorliegende Erfindung auf einen Betriebsmodus der Brennkraftmaschine bezieht, der durch mindestens einen nicht befeuerten Zylinder charakterisiert wird. Das heißt, dass die vorliegende Erfindung nicht einen Betriebsmodus der Brennkraftmaschine betrifft, in dem sich alle Zylinder im befeuerten Zustand befinden.
Im Rahmen der Erfindung umfasst ein Betriebsmodus der Brennkraftmaschine insbesondere einen Schubbetrieb und/oder einen Teillastbetrieb, insbesondere einen Zylinderabschaltungsbetrieb.
Als Schubbetrieb (auch: Schiebebetrieb) wird bei einem Fahrzeug der Fahrzustand bezeichnet, in dem bei nicht getrenntem Kraftschluss (z.B. bei nicht getrennter Kupplung) die Brennkraftmaschine durch das Fahrzeug geschleppt, also in Drehbewegung gehalten wird. Im Schubbetrieb wird insbesondere die Kraftstoffzufuhr zu dem/den Zylinder(n) unterbrochen und der/die Zylinder der Brennkraftmaschine ist/sind nicht befeuerbar bzw. wird/werden nicht befeuert.
Im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine ist nur ein Anteil der Zylinder befeuerbar bzw. wird befeuert. Insbesondere ist im Zylinderabschaltungsbetrieb ein Anteil der Zylinder abgeschaltet, wobei der Rest der Zylinder zugeschaltet ist und somit auch befeuerbar ist. Im Zylinderabschaltungsbetrieb sind insbesondere der/die Ein- und Auslassventil(e) an jedem abgeschalteten Zylinder nicht betätigbar. Dazu weist die Brennkraftmaschinenanordnung vorzugsweise eine Zylinderabschaltungsvorrichtung auf, durch die die Betätigbarkeit des Ein- und Auslassventils / der Ein- und Auslassventile eines abzuschaltenden Zylinders gesteuert werden kann.
Das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine bedeutet insbesondere das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses des mindestens einen Zylinders.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses in vorteilhafter Weise, dass der Einstellvorgang abgeschlossen/beendet ist.
Ferner wird unter dem Einstellen des Verdichtungsverhältnisses in vorteilhafter Weise eine mechanische Einstellung des Verdichtungsverhältnisses durch die Vorrichtung zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses und nicht oder zumindest nicht nur die Bestimmung eines erwünschten Wertes für das Verdichtungsverhältnis, beispielsweise durch eine Steuereinheit, verstanden. Mit anderen Worten bedeutet das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses in vorteilhafter Weise, dass die Vorrichtung zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses die Stellung eines Kolbens, insbesondere dessen Totpunkte im Zylinder, verändert, so dass ein Kolbenhub verändert wird. Mit anderen Worten umfasst das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine in vorteilhafter Weise ein geometrisches Einstellen des Verdichtungsverhältnisses. Die Vorrichtung zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine ist in vorteilhafter eingerichtet, ein geometrisches Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine zu verändern, d.h., das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine mechanisch zu verändern.
Es sei weiterhin angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung sich das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses insbesondere nicht auf eine Brennkraftmaschine bezieht, die zum ersten Mal zusammengesetzt wird und/oder noch nicht in Betrieb genommen worden ist. Insbesondere umfasst das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses nicht das erstmalige Einstellen der Position des Kolbens während des Zusammensetzens der Brennkraftmaschine.
Insbesondere umfasst das erfindungsgemäße Einstellen des Verdichtungsverhältnisses ein Einstellen der Position des Kolbens bei einer laufenden Brennkraftmaschine.
Der Begriff „aktuell“ in Bezug auf den Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung und die atmosphärischen Umgebungsbedingungen bedeutet insbesondere den Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung bzw. die atmosphärischen Umgebungsbedingungen während des Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, in dem sich der mindestens eine Zylinder im nicht befeuerten Zustand befindet, insbesondere zum Zeitpunkt des Beginns des Einstellvorgangs des Verdichtungsverhältnisses.
Vorzugsweise wird das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine während eines Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, in dem sich alle Zylinder im nicht befeuerten Zustand befinden, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen eingestellt.
Dieser Betriebsmodus wird, wie schon oben beschrieben als Schubbetrieb bezeichnet. Somit kann eine für die zum Schubzeitpunkt vorliegenden Bedingungen geeignete Verdichtung vorliegen.
Dabei bedeutet das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine insbesondere das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aller Zylinder. Vorteilhafterweise wird das Verdichtungsverhältnis aller Zylinder gleich eingestellt. Mit anderen Worten weisen nach dem entsprechenden Einstellvorgang alle Zylinder dasselbe Verdichtungsverhältnis auf.
Bevorzugt umfasst die Brennkraftmaschine mindestens zwei Zylinder. Gemäß dem Verfahren wird das Verdichtungsverhältnis einer solchen Brennkraftmaschine während eines Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, in dem sich mindestens ein Zylinder im nicht befeuerten Zustand befindet und sich mindestens ein Zylinder im befeuerten Zustand befindet, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen eingestellt. Dieser Betriebsmodus wird wie schon oben beschrieben als Teillastbetrieb, insbesondere Zylinderabschaltungsbetrieb, bezeichnet.
Dabei bedeutet das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine insbesondere das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses des mindestens einen befeuerten Zylinders und/oder des mindestens einen nicht befeuerten Zylinders.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Verdichtungsverhältnis des mindestens einen befeuerten Zylinders anders als das Verdichtungsverhältnis des mindestens einen nicht befeuerten Zylinders eingestellt. Vorteilhafterweise wird das Verdichtungsverhältnis aller befeuerten Zylinder gleich eingestellt. Entsprechend wird in vorteilhafter Weise das Verdichtungsverhältnis aller nicht befeuerten Zylinder gleich eingestellt. Mit anderen Worten weisen nach dem entsprechenden Einstellvorgang alle befeuerten Zylinder dasselbe Verdichtungsverhältnis untereinander bzw. alle nicht befeuerten Zylinder dasselbe Verdichtungsverhältnis untereinander auf.
Nach einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können der mindestens eine befeuerte Zylinder, insbesondere alle befeuerten Zylinder, und der mindestens eine nicht befeuerte Zylinder, insbesondere alle nicht befeuerten Zylinder, dasselbe Verdichtungsverhältnis aufweisen.
Es sei insbesondere angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung der Begriff „nicht befeuerter Zustand“ bedeutet, dass der jeweilige Zylinder, der sich im nicht befeuerten Zustand befindet, während mindestens eines Brennzyklus der Brennkraftmaschine bzw. mindestens eines Bewegungszyklus der dem Zylinder zugehörigen Kolbens nicht befeuert wird. Dies schließt jedoch nicht aus, dass der Zylinder in einem folgenden Brennzyklus bzw. Bewegungszyklus des dem Zylinder zugehörigen Kolbens befeuert werden kann.
Der aktuelle Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung umfasst vorzugsweise mindestens einen aktuellen Zustand der Brennkraftmaschine.
Vorzugsweise umfasst der aktuelle Zustand der Brennkraftmaschine eine aktuelle Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder eine Drehzahl der Brennkraftmaschine, insbesondere eine Drehzahl einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Die aktuelle Temperatur der Brennkraftmaschine kann beispielsweise eine Öl- oder Wassertemperatur eines entsprechenden Kreislaufs der Brennkraftmaschine sein. Es ist auch möglich, dass weitere Betriebsparameter mitberücksichtigt werden können.
Zusätzlich zum aktuellen Zustand der Brennkraftmaschine kann der aktuelle Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung in vorteilhafter Weise einen aktuellen Zustand eines Abgasnachbehandlungssystems der Brennkraftmaschinenanordnung und/oder eine durch die Brennkraftmaschine angeforderte Leistung umfassen.
Insbesondere kann das Abgasnachbehandlungssystem einen Stickoxide-Speicherkatalysator und/oder einen SCR-Katalysator (SCR steht für „selektive katalytische Reduktion‟) aufweisen.
Bevorzugt umfasst der aktuelle Zustand eines Abgasnachbehandlungssystems der Brennkraftmaschinenanordnung eine aktuelle Temperatur des Abgasnachbehandlungssystems und/oder eine aktuelle Beladung des Abgasnachbehandlungssystems mit Stickoxiden und/oder einen Ammoniak-Speichergrad des Abgasnachbehandlungssystems und/oder einen Alterungszustand des Abgasnachbehandlungssystems.
Vorzugsweise gehört mindestens ein Zylinder zu einer ersten Zylindergruppe und mindestens ein Zylinder zu einer zweiten Zylindergruppe.
Zwei oder ggfs. drei Zylinder gehören in vorteilhafter Weise derselben Zylindergruppe an, wenn sich die in den Zylindern angeordneten Kolben in gleichmäßigem Rhythmus bewegen. Insbesondere bilden zwei Zylinder in vorteilhafter Weise eine Zylindergruppe, wenn die entsprechenden Kolben gleichzeitig dieselbe Bewegung (Aufbewegung oder Abbewegung) ausführen. Insbesondere weisen die Zylinder derselben Zylindergruppe bei einer Zylindergruppe von zwei Zylindern einen Zündabstand von 360 Grad bezogen auf eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auf. Insbesondere bei drei Zylindern in einer Zylindergruppe beträgt der Zündabstand innerhalb der Zylindergruppe 240 Grad bezogen auf die Kurbelwelle und die Kolbenbewegungen sind entsprechend versetzt.
Weiterhin umfassen die aktuellen atmosphärischen Umgebungsbedingungen vorzugsweise eine aktuelle Temperatur und/oder eine aktuelle Feuchtigkeit und/oder einen aktuellen Druck der Umgebungsluft.
Vorzugsweise kann das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine ferner in Abhängigkeit eines zukünftigen Zustands der Brennkraftmaschinenanordnung eingestellt werden. Mit anderen Worten kann beim Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine auch ein zukünftiger Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung mitberücksichtigt werden.
Dies kann insbesondere erfolgen, wenn während eines Brennzyklus der Brennkraftmaschine bzw. eines Bewegungszyklus des Kolbens des mindestens einen nicht befeuerten Zylinders und/oder des mindestens einen befeuerten Zylinders erkannt wird, dass im folgenden Brennzyklus bzw. im folgenden Bewegungszyklus des jeweiligen Kolbens der Befeuerungszustand des mindestens einen nicht befeuerten Zylinders und/oder des mindestens einen befeuerten Zylinders verändert wird - mit anderen Worten wenn im folgenden Brennzyklus der mindestens eine, im aktuellen Brennzyklus nicht befeuerte Zylinder befeuert wird und/oder der mindestens eine, im aktuellen Brennzyklus befeuerte Zylinder nicht befeuert wird.
Der zukünftige Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung bezieht sich vorzugsweise auf dieselben Aspekte bzw. umfasst dieselben Parameter, die zuvor mit Bezug auf den aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung beschrieben wurden.
Wenn unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse für den mindestens einen befeuerten Zylinder und den mindestens einen nicht befeuerten Zylinder eingestellt werden, wird der zukünftige Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung vorzugsweise bei dem Einstellen des Verdichtungsverhältnisses des jeweiligen Zylinders berücksichtigt, dessen Befeuerungszustand verändert werden wird.
Die Brennkraftmaschinenanordnung ist insbesondere geeignet und/oder konfiguriert, die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Brennkraftmaschinenanordnung.
Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, welches Befehle umfasst, die bewirken, dass die zuvor beschriebene Brennkraftmaschinenanordnung die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens ausführt.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, die zuvor beschriebene Brennkraftmaschinenanordnung anzusteuern und die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschinenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
2 eine vereinfachte, schematische Darstellung eines zeitlichen Ablaufs des Betriebs der Brennkraftmaschinenanordnung aus 1, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschinenanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel angewandt wird.

In 1 ist ein Fahrzeug 10 mit einer Brennkraftmaschinenanordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Brennkraftmaschinenanordnung 1 eine Brennkraftmaschine 2, eine Vorrichtung 3 zum Verändern eines geometrischen Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine 2, eine Sensoranordnung 4, eine Steuereinheit 5, ein Abgasnachbehandlungssystem 6 und eine Zylinderabschaltungsvorrichtung 7.
In 1 sind ferner eine Kurbelwelle 20, vier Zylinder 21, 22, 23, 24 und die in den Zylindern 21, 22, 23, 24 angeordneten Kolben 25 der Brennkraftmaschine 2 schematisch dargestellt. Zwei Zylinder 21, 24 von den vier Zylindern 21-24 bilden insbesondere eine erste Zylindergruppe 26, wobei die anderen zwei Zylinder 22, 23 eine zweite Zylindergruppe 27 bilden. Die vier Zylinder 21-24 können insbesondere als ein erster Zylinder 21, ein zweiter Zylinder 22, ein dritter Zylinder 23 und ein vierter Zylinder 24 bezeichnet werden. Die Anzahl der Zylinder kann je nach Brennkraftmaschine 2 variieren.
Die Steuereinheit 5, die einen Speicher 50 aufweist, ist mit der Brennkraftmaschine 2, der Vorrichtung 3 zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine 2, der Sensoranordnung 4 und der Zylinderabschaltungsvorrichtung 7 informationstechnisch verbunden und eingerichtet, diese anzusteuern.
Insbesondere kann das Abgasnachbehandlungssystem 6 einen Stickoxiden-Speicherkatalysator und/oder einen SCR-Katalysator aufweisen.
Die Sensoranordnung 4 ist eingerichtet, atmosphärische Umgebungsbedingungen und/oder einen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 1 und/oder eine durch die Brennkraftmaschine 2 abgeforderte Leistung zu erfassen.
Die Zylinderabschaltungsvorrichtung 7 ist eingerichtet, ein Ein- und/oder Auslassventil bzw. alle Ein- und/oder Auslassventile der Zylinder 21-24 abzuschalten. Im abgeschalteten Zustand kann das Ein- und/oder Auslassventil bzw. können die Ein- und/oder Auslassventile mindestens eines der Zylinder 21-24, insbesondere der Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 oder der Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27, nicht mehr betätigt werden.
Der Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 1 umfasst in vorteilhafter Weise einen Zustand der Brennkraftmaschine 2 und/oder einen Zustand des Abgasnachbehandlungssystems 6.
Insbesondere umfasst der Zustand der Brennkraftmaschine 2 eine Temperatur der Brennkraftmaschine 2 und/oder eine Drehzahl der Kurbelwelle 20 der Brennkraftmaschine 2. Die Temperatur der Brennkraftmaschine 2 kann beispielsweise eine Öl- oder Wassertemperatur eines entsprechenden Kreislaufs der Brennkraftmaschine 2 sein. Es ist jedoch auch möglich, dass weitere Betriebsparameter hinsichtlich des aktuellen Zustands der Brennkraftmaschine 2 mitberücksichtigt werden können.
Der Zustand des Abgasnachbehandlungssystems 6 der Brennkraftmaschinenanordnung 1 umfasst eine Temperatur und/oder einen Alterungszustand des Abgasnachbehandlungssystems 6 und/oder eine Beladung des Abgasnachbehandlungssystems 6 mit Stickoxiden und/oder einen Ammoniak-Speichergrad des Abgasnachbehandlungssystems 6.
Weiterhin umfassen die atmosphärischen Umgebungsbedingungen vorzugsweise eine Temperatur und/oder eine Feuchtigkeit und/oder einen Druck der Umgebungsluft.
Zum Erkennen der oben genannten Zustände und/oder Ermitteln der oben genannten Informationen weist die Sensoranordnung 4 vorzugsweise eine Vielzahl von Sensoren 40 auf, wobei jeder Sensor 40 eine unterschiedliche Funktion haben kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines zeitlichen Ablaufs des Betriebs der Brennkraftmaschinenanordnung 1 aus 1, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschinenanordnung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel angewandt wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Brennkraftmaschine 2 zuerst in einem ersten Betriebsmodus 101 betrieben.
Im ersten Betriebsmodus 101 (auch: Hauptbetriebsmodus) der Brennkraftmaschine 2 befinden sich alle Zylinder 21-24 der Brennkraftmaschine 2 im befeuerten Zustand. Das heißt nicht, dass alle Zylinder 21-24 der Brennkraftmaschine 2 gleichzeitig befeuert werden müssen bzw. befeuert werden, sondern dass jeder der Zylinder 21-24 in seinem jeweiligen Brennzyklus bzw. im jeweiligen Bewegungszyklus des entsprechenden Kolbens 23 befeuert wird.
Nach dem ersten Betriebsmodus 101 wird die Brennkraftmaschine 2 in einem zweiten Betriebsmodus 102 betrieben.
Im zweiten Betriebsmodus 102 der Brennkraftmaschine 2 befindet sich keiner der Zylinder 21-24 im befeuerten Zustand. Mit anderen Worten entspricht der zweite Betriebsmodus 102 einem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 2. Die Brennkraftmaschine 2 wird im Schubbetrieb betrieben, wenn beispielsweise bei nicht getrennter Kupplung ein Gaspedal des Fahrzeugs 10 nicht mehr betätigt wird.
Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine 2 während des zweiten Betriebsmodus 102 der Brennkraftmaschine 2 in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 2 und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen, das heißt dem Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 2 und/oder den Umgebungsbedingungen, die während des zweiten Betriebsmodus 102 der Brennkraftmaschine 2 vorliegen, eingestellt. Insbesondere wird das Verdichtungsverhältnis für alle Zylinder 21-24 gleich eingestellt.
Dabei umfasst der aktuelle Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 1 einen aktuellen Zustand der Brennkraftmaschine 2, der wiederum eine aktuelle Temperatur der Brennkraftmaschine 2 und/oder eine aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle 20 der Brennkraftmaschine 2 umfasst.
Weiterhin umfassen die aktuellen atmosphärischen Umgebungsbedingungen vorzugsweise eine aktuelle Temperatur und/oder eine aktuelle Feuchtigkeit und/oder einen aktuellen Druck der Umgebungsluft.
Nach dem zweiten Betriebsmodus 102 wird die Brennkraftmaschine 2 in einem dritten Betriebsmodus 103 betrieben.
Im dritten Betriebsmodus 103 der Brennkraftmaschine 2 befindet sich ein Anteil der Zylinder 21-24 im nicht befeuerten Zustand, wobei sich der Rest der Zylinder 21-24 im befeuerten Zustand befindet. Der dritte Betriebsmodus 103 entspricht einem Teillastbetrieb, insbesondere einem Zylinderabschaltungsbetrieb der Brennkraftmaschine 2.
Hierbei werden während des dritten Betriebsmodus 103 der Brennkraftmaschine 2 entweder die Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 oder die Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe während ihres jeweiligen Brennzyklus bzw. des Bewegungszyklus ihrer jeweiligen Kolben 23 nicht befeuert.
Insbesondere werden in diesem Ausführungsbeispiel direkt nach dem zweiten Betriebsmodus 102 die Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 befeuert, wobei die Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27 nicht befeuert werden. Dazu werden die Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27 durch die Zylinderabschaltungsvorrichtung 7 abgeschaltet, wobei auch die Kraftstoffzufuhr zu diesen unterbrochen wird.
Danach wird, wie sich aus 2 ergibt, der Befeuerungszustand sowohl der Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 als auch der Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27 gewechselt. Somit werden zunächst die Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 nicht befeuert, wobei die Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27 befeuert werden. Um dies zu erzielen, werden die Zylinder 21, 22 der ersten Zylindergruppe 26 durch die Zylinderabschaltungsvorrichtung 7 abgeschaltet und die Kraftstoffzufuhr zu diesen wird unterbrochen. Ferner werden die Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27 durch die Zylinderabschaltungsvorrichtung 7 zugeschaltet.
Während des dritten Betriebsmodus 103 wird das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine 2 in Abhängigkeit vom aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 2 und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen, das heißt dem Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 2 und/oder den Umgebungsbedingungen während des dritten Betriebsmodus 103 der Brennkraftmaschine 2, eingestellt.
Der aktuelle Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 1 umfasst wie im zweiten Betriebsmodus 102 der Brennkraftmaschine 2 einen aktuellen Zustand der Brennkraftmaschine 2. Außerdem umfasst der aktuelle Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 1 einen aktuellen Zustand des Abgasnachbehandlungssystems 6 und/oder eine von den befeuerten Zylindern 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 oder den befeuerten Zylindern 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27 aktuell angeforderte Leistung, je nachdem welche Zylinder befeuert werden.
Vorzugsweise wird das Verdichtungsverhältnis aller Zylinder 21-24 der Brennkraftmaschine 2 gleich eingestellt.
Es ist allerdings auch möglich, dass das Verdichtungsverhältnis für die Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 unterschiedlich vom Verdichtungsverhältnis der Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27 eingestellt wird. In diesem Fall werden die angeforderte Leistung und der aktuelle Zustand des Abgasnachbehandlungssystems vorzugsweise nur beim Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der befeuerten Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 oder der befeuerten Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27, je nachdem welche Zylinder sich im befeuerten Zustand befinden, berücksichtigt.
Es ist ferner möglich, dass beim Einstellen des Verdichtungsverhältnisses während des dritten Betriebsmodus 103 des Brennkraftmaschine 2 auch ein zukünftiger Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 1 berücksichtigt wird, wenn erkannt wird, dass beim folgenden Brennzyklus ein nicht befeuerter Zylinder befeuert oder ein befeuerter Zylinder nicht erneut befeuert werden wird.
So kann in das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27, wenn diese sich im nicht befeuerten Zustand befinden, der beim nächsten Brennzyklus erwartete Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 1 einbezogen werden, wenn erkannt wird, dass beim nächsten Brennzyklus die Zylinder 22, 23 der zweiten Zylindergruppe 27 befeuert werden.
Entsprechend kann in das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26, wenn diese sich im befeuerten Zustand befinden, der beim nächsten Brennzyklus erwartete Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung 1 einbezogen werden, wenn erkannt wird, dass beim nächsten Brennzyklus die Zylinder 21, 24 der ersten Zylindergruppe 26 nicht wieder befeuert werden.
Aus 2 wird ersichtlich, dass nach dem dritten Betriebsmodus 103 die Brennkraftmaschine 2 wieder im ersten Betriebsmodus 101 betrieben wird, in dem alle Zylinder 21-24 der Brennkraftmaschine 2 befeuert werden.
Um das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine 2 im zweiten Betriebsmodus 102 und dritten Betriebsmodus 103 einzustellen, wird die Vorrichtung 3 benutzt. Dazu verändert die Vorrichtung 3 die Stellung der Kolben 25 der Zylinder 21-24, so dass der jeweilige Kolbenhub verändert wird.
Es sei angemerkt, dass auch im ersten Betriebsmodus 101 der Brennkraftmaschine 2 ein Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine 2 eingestellt werden kann. Allerdings betrifft die vorliegende Erfindung nicht das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine 2 während des ersten Betriebsmodus 101.
Um das oben beschriebene Verfahren durchzuführen, wird insbesondere ein Computerprogramm, welches vorzugsweise im Speicher 50 der Steuereinheit 5 gespeichert ist, ausgeführt. Insbesondere umfasst das Computerprogramm Befehle, die bewirken, die Brennkraftmaschinenanordnung 1 anzusteuern und die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Durch die zuvor beschriebene Erfindung wird eine Verdichtungseinstellung vorgeschlagen, die von den wechselnden Bedingungen der Brennkraftmaschinenanordnung 1 und Umgebungsbedingungen während eines Betriebsmodus der Brennkraftmaschine 2, in dem mindestens ein Zylinder nicht befeuert wird, abhängt. Somit kann beim Schubausstieg eine zum Wiedereinsetzen des befeuerten Betriebes passende Einstellung eingestellt werden. Dies gilt speziell auch bei einem Zylinderabschaltungsbetrieb, insbesondere beim Wechselbetrieb zwischen den beiden Zylindergruppen 26, 27, da die jeweils neu aktivierte Zylindergruppe und ggfs. auch ein zugehöriger Katalysator des Abgasnachbehandlungssystems 6 wieder warmlaufen müssen.
Dies ermöglicht eine optimale Anpassung an Anforderungen bezüglich Komfort, Verbrauch oder Emissionsverhalten während des Schubbetriebs oder Zylinderabschaltungsbetriebs und direkt danach.
Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 und 2 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Brennkraftmaschinenanordnung
2: Brennkraftmaschine
3: Vorrichtung zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses
4: Sensoranordnung
5: Steuereinheit
6: Abgasnachbehandlungssystem
7: Zylinderabschaltungsvorrichtung
10: Fahrzeug
20: Kurbelwelle
21: Zylinder
22: Zylinder
23: Zylinder
24: Zylinder
25: Kolben
26: erste Zylindergruppe
27: zweite Zylindergruppe
40: Sensor
50: Speicher
101: erster Betriebsmodus
102: zweiter Betriebsmodus
103: dritter Betriebsmodus

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschinenanordnung (1) eines Fahrzeugs (10), wobei die Brennkraftmaschinenanordnung (1) eine Brennkraftmaschine (2) mit mindestens einem Zylinder (21, 22, 23, 24) und eine Vorrichtung (3) zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine (2) umfasst, wobei gemäß dem Verfahren ein Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine (2) während eines Betriebsmodus (102, 203) der Brennkraftmaschine (2), in dem sich der mindestens eine Zylinder (21, 22, 23, 24) im nicht befeuerten Zustand befindet, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung (1) und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine (2) während eines Betriebsmodus (101) der Brennkraftmaschine (2), in dem sich alle Zylinder (21, 22, 23, 24) im nicht befeuerten Zustand befinden, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung (1) und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Brennkraftmaschine (2) mindestens zwei Zylinder (21, 22, 23, 24) umfasst, wobei gemäß dem Verfahren das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine (2) während eines Betriebsmodus (103) der Brennkraftmaschine (2), in dem sich mindestens ein Zylinder (21, 24; 22, 23) im nicht befeuerten Zustand befindet und sich mindestens ein Zylinder (22, 23; 21, 24) im befeuerten Zustand befindet, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung (1) und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der aktuelle Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung (1) mindestens einen aktuellen Zustand der Brennkraftmaschine (2) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der aktuelle Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung (1) zusätzlich eine angeforderte Leistung umfasst und/oder einen aktuellen Zustand eines Abgasnachbehandlungssystems (6) der Brennkraftmaschinenanordnung (1) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei mindestens ein Zylinder (21, 24) zu einer ersten Zylindergruppe (26) und mindestens ein Zylinder (22, 23) zu einer zweiten Zylindergruppe (27) gehört.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die aktuellen Umgebungsbedingungen eine Temperatur und/oder eine Feuchtigkeit und/oder einen Druck der Umgebungsluft umfassen.
Brennkraftmaschinenanordnung (1) eines Fahrzeugs (10), wobei die Brennkraftmaschinenanordnung (1) insbesondere geeignet ist, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, wobei die Brennkraftmaschinenanordnung (1) umfasst: • eine Brennkraftmaschine (2) mit mindestens einem Zylinder (21, 22, 23, 24), • eine Vorrichtung (3) zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine (2), und • eine Steuereinheit (5), die eingerichtet ist, die Vorrichtung (3) zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine (2) anzusteuern, um das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine (2) während eines Betriebsmodus (102, 103) der Brennkraftmaschine (2), in dem sich der mindestens eine Zylinder (21, 22, 23, 24) im nicht befeuerten Zustand befindet, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand der Brennkraftmaschinenanordnung (1) und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen einzustellen.
Fahrzeug (10), umfassend eine Brennkraftmaschinenanordnung (1) nach Anspruch 8.
Computerprogramm (50), umfassend Befehle, die bewirken, dass die Brennkraftmaschinenanordnung (1) des Anspruchs 8 die Verfahrensschritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt.