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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zündkerze einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise 6. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Die
DE 10 2013 205 992 A1 offenbart ein Verfahren, bei welchem ein Fahrzeug mittels einer Brennkraftmaschine und mittels eines Elektromotors angetrieben wird. Bei dem Verfahren wird die Brennkraftmaschine gestartet, wenn eine in einer Energiespeichervorrichtung gespeicherte Energie größer als ein oberes Schwellenwertniveau ist. Des Weiteren ist der
DE 10 2008 062 574 A1 eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Vorgesehen ist ein Aufnahmebereich für Mittel zur Einkopplung von Laserstrahlung in eine Vorkammer der Zündkerze.
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Des Weiteren offenbart die
DE 10 2017 125 341 A1 ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor. Aus der
DE 697 35 940 T2 ist eine Zündvorrichtung bekannt. Die
DE 10 2005 037 420 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Zündsystems zur Selbstreinigung von Zündkerzen. Außerdem ist aus der
DE 196 45 383 B4 ein Verfahren zum Betrieb einer Otto-Brennkraftmaschine bekannt. Schließlich offenbart die
DE 10 2010 045 044 A1 ein Verfahren zum Zünden eines Brennstoff-Luft-Gemisches in einem taktweise arbeitenden Verbrennungsmotor.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Zündkerze sowie eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Zündkerze realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zündkerze einer auch als Verbrennungsmotor bezeichneten und beispielsweise als Hubkolbenmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Bei dem Verfahren ist die Zündkerze, insbesondere genau, einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zugeordnet. Die Zündkerze ist dabei dazu ausgebildet, insbesondere innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine, wenigstens oder genau einen Zündfunken zum Zünden eines einfach auch als Gemisch bezeichneten Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erzeugen. Mit anderen Worten, beispielsweise während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine erzeugt die Zündkerze, insbesondere innerhalb eines jeweiligen, während des befeuerten Betriebs auftretenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine, wenigstens oder genau einen Zündfunken. Dies bedeutet, dass die Zündkerze den Zündfunken bereitstellt. Mittels des Zündfunkens wird das genannte Gemisch, insbesondere in dem Brennraum, gezündet und dadurch verbrannt.
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Um nun einen besonders vorteilhaften und insbesondere effizienten Betrieb der Zündkerze und somit der Verbrennungskraftmaschine gewährleisten zu können, ist es bei dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, mittels welcher beispielsweise das Verfahren durchgeführt wird, ein Freibrennbetrieb der Zündkerze durchgeführt wird. In dem Freibrennbetrieb wird im Vergleich zu einem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine durch einmaliges oder mehrmaliges Erzeugen des Zündfunkens innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine eine jeweilige, größere Wärmeenergie in die Zündkerze eingebracht wird. Mit anderen Worten, in dem Freibrennbetrieb, in welchem die Verbrennungskraftmaschine vorzugsweise befeuert oder aber unbefeuert betrieben wird, erzeugt die Zündkerze den Zündfunken innerhalb eines jeweiligen, in dem Freibrennbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine genau einmal oder mehrmals, und zwar derart, dass innerhalb des jeweiligen, in dem Freibrennbetrieb auftretenden oder stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine eine jeweilige, größere Wärmeenergie in die Zündkerze eingebracht wird als innerhalb eines jeweiligen, in dem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass innerhalb des jeweiligen, in dem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine die Zündkerze den Zündfunken genau einmal oder mehrmals erzeugt.
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Die Verbrennungskraftmaschine weist eine insbesondere als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Dabei umfasst das jeweilige Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine als ein Vier-Takt-Motor ausgebildet ist, genau zwei vollständige Umdrehungen der Abtriebswelle, mithin genau 720 Grad Kurbelwinkel. Die Abtriebswelle ist um eine Drehachse relativ zu einem Motorgehäuse der Verbrennungskraftmaschine drehbar an dem Motorgehäuse gelagert. Das Motorgehäuse ist beispielsweise ein Kurbelgehäuse, insbesondere ein Zylinderkurbelgehäuse, der Verbrennungskraftmaschine. In dem Freibrennbetrieb läuft die Abtriebswelle. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass sich die Abtriebswelle in dem Freibrennbetrieb um die Drehachse relativ zu dem Motorgehäuse dreht. Auch in dem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine dreht sich die Abtriebswelle um die Drehachse relativ zu dem Motorgehäuse.
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Wenn im Folgenden von dem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der von dem Freibrennbetrieb unterschiedliche, befeuerte Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu verstehen. In dem befeuerten Betrieb laufen in der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in jeweiligen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine, Verbrennungsvorgänge ab. Dabei findet innerhalb des jeweiligen, während des befeuerten Betriebs oder in dem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine in dem jeweiligen Brennraum, insbesondere genau, einer der Verbrennungsvorgänge statt. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und in der Folge verbrannt. Der jeweilige Brennraum ist beispielsweise teilweise durch einen jeweiligen Zylinder und teilweise durch einen jeweiligen, translatorisch bewegbar in dem jeweiligen Zylinder aufgenommenen Kolben begrenzt, welcher beispielsweise gelenkig mit der Abtriebswelle verbunden ist. Durch Verbrennen des jeweiligen Gemisches in dem jeweiligen Brennraum werden der jeweilige Kolben und somit die Abtriebswelle angetrieben. Das jeweilige Gemisch umfasst zumindest Luft und einen insbesondere flüssigen oder aber gasförmigen Kraftstoff. Somit wird die Verbrennungskraftmaschine in dem befeuerten Betrieb befeuert betrieben.
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Insbesondere wird die Verbrennungskraftmaschine auch in dem Freibrennbetrieb befeuert betrieben, sodass vorzugsweise auch innerhalb des jeweiligen, in dem Freibrennbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere genau, ein Verbrennungsvorgang abläuft, dem ein jeweiliges Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und in der Folge verbrannt wird. Es wäre jedoch grundsätzlich denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine in dem Freibrennbetrieb unbefeuert betrieben wird, sodass sich in dem Freibrennbetrieb zwar die Abtriebswelle dreht, jedoch in den Brennräumen ablaufende Verbrennungsvorgänge oder zumindest in dem Brennraum, welchem die Zündkerze zugeordnet ist, ablaufende Verbrennungsvorgänge unterbleiben.
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Dadurch, dass in dem Freibrennbetrieb gegenüber dem befeuerten Betrieb innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiel eine größere Wärmeenergie in die Zündkerze eingebracht wird, mithin, insbesondere je Arbeitsspiel einzeln betrachtet, die Zündkerze stärker erwärmt wird, kann zumindest ein Teilbereich der Zündkerze freigebrannt, das heißt von Ablagerungen wie beispielsweise Verkokungen und/oder Ruß befreit werden. Insbesondere handelt es sich bei dem Teilbereich um einen Teilbereich wenigstens einer Elektrode der Zündkerze. Mit anderen Worten, die Zündkerze weist beispielsweise wenigstens eine Elektrode, insbesondere wenigstens oder genau zwei Elektroden, auf, wobei mittels der Elektrode der Zündfunke erzeugt wird beziehungsweise erzeugbar ist. Insbesondere ist beziehungsweise wird der Zündfunke zwischen den Elektroden erzeugbar beziehungsweise erzeugt. Da in dem Freibrennbetrieb die Zündkerze stärker als in dem befeuerten Betrieb erwärmt wird, kann die Elektrode mittels des Zündfunkens zumindest in einem Teilbereich freigebrannt werden. Die Erfindung nutzt somit die Zündkerze selbst, um die Zündkerze freizubrennen, mithin zumindest in dem genannten Teilbereich von Ablagerungen wie beispielsweise Ruß und/oder Verkokung zu befreien. Das Freibrennen wird auch als Reinigen der Zündkerze bezeichnet. Durch die Erfindung können zusätzliche, aufwendige Maßnahmen zum Reinigen der Zündkerze vermieden werden, sodass die Erfindung auf kosten-, gewichts- und bauraumgünstige Weise einen besonders vorteilhaften und effizienten Betrieb der Zündkerze ermöglichen kann.
Bei dem Verfahren wird mittels mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine Anzahl von als Kaltstartereignisse ausgebildeten Startereignissen, an die sich jeweils ein Niedriglastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine anschließt, ermittelt. Das jeweilige Kaltstartereignis umfasst, dass die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine aktiviert wird, wobei wenigstens eine Temperatur der Verbrennungskraftmaschine bei dem Kaltstartereignis geringer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Der Niedriglastbetrieb umfasst zumindest überwiegend Betriebspunkte, in welchen eine von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Last geringer als eine vorgegebene Grenzlast ist. Wenn die ermittelte Anzahl größer oder gleich einem vorgegebenem Schwellenwert ist, wird der Freibrennbetrieb durchgeführt.
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Um den Freibrennbetrieb besonders bedarfsgerecht durchführen und somit die Zündkerze selbst zu nutzen, um die Zündkerze zumindest in dem Teilbereich reinigen zu können, ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass mittels eines beispielsweise in einem insbesondere elektrischen oder elektronischen Speicher der Recheneinrichtung gespeicherten Rechenmodells ein Verschmutzungszustand der Zündkerze, insbesondere mittels der Recheneinrichtung, ermittelt, insbesondere berechnet, wird. Beispielsweise charakterisiert der Verschmutzungszustand eine Verrußung, das heißt einen Verrußungszustand der Zündkerze. Dabei wird der Freibrennbetrieb in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschmutzungszustand durchgeführt.
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Insbesondere ist die Anzahl eine natürliche Zahl, mithin eine ganze, positive Zahl, die größer als 0 ist. Des Weiteren ist insbesondere unter dem jeweiligen Startereignis ein auch als Startvorgang oder Motorstart bezeichnetes Ereignis zu verstehen, bei dem die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine, in deren deaktiviertem Zustand ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine und somit in der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise in dem Brennraum ablaufende Verbrennungsvorgängen unterbleiben und vorzugsweise die Abtriebswelle stillsteht, sich also nicht um die Drehachse relativ zu dem Motorgehäuse dreht, aktiviert, das heißt in den befeuerten Betrieb überführt wird. Das Startereignis zeichnet sich insbesondere dadurch aus, das heißt das Startereignis ist insbesondere dadurch definiert oder vorgegeben, dass wenigstens ein einen Startzustand der Verbrennungskraftmaschine charakterisierender Parameter wenigstens ein vorgebbares oder vorgegebenes Kriterium erfüllt, wobei die Verbrennungskraftmaschine den Startzustand bei dem Startereignis aufweist. Das Kriterium ist beispielsweise dadurch erfüllt, dass der Parameter oder ein Wert des Parameters, welcher beispielsweise eine Messgröße ist, größer oder kleiner als ein Grenzwert ist. Hierdurch kann die Zündkerze besonders bedarfsgerecht freigebrannt werden.
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Die Anzahl wird mittels der auch als Steuergerät bezeichneten oder als Steuergerät ausgebildeten, elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, ermittelt, wobei das Verfahren mittels der elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt wird. Beispielsweise wird die Anzahl derart ermittelt, dass die Anzahl beispielsweise zunächst, das heißt in einem oder ausgehend von einem Ausgangszustand, 0 ist. Jedes Mal, wenn, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, ein Startereignis der Verbrennungskraftmaschine, an deren Startereignis sich ein Niedriglastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine anschließt, ermittelt, insbesondere erfasst, wird, wird die Anzahl um, insbesondere genau, 1 erhöht.
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Wenn die ermittelte Anzahl größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist, das heißt beispielsweise dann, wenn die elektronische Recheneinrichtung ermittelt, dass die Anzahl größer oder gleich dem Schwellenwert ist, wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, der Freibrennbetrieb der Zündkerze durchgeführt.
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Die Startereignisse sind Kaltstartereignisse der Verbrennungskraftmaschine. Das jeweilige Kaltstartereignis ist ein Startereignis, bei dem oder während welchem die Verbrennungskraftmaschine kalt ist. Mit anderen Worten weist die Verbrennungskraftmaschine bei dem jeweiligen Kaltstartereignis wenigstens eine geringe Temperatur auf.
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Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Bei häufig aufeinanderfolgenden, einfach auch als Kaltstarts bezeichneten Kaltstartereignissen von Verbrennungsmotoren insbesondere mit anschließendem, niederlastigem Betrieb können sich Öl, Kraftstoff und/oder andere, vergleichbare Substanzen an der Zündkerze anlagern, wodurch die Zündkerze belegt, insbesondere verrußt, wird. In der Folge kann nach längerer Betriebsdauer der Zündkerze eine Einschränkung der Zündkerze insbesondere im Hinblick auf deren Funktionstüchtigkeit auftreten. Die Erfindung sieht nun die Durchführung des Freibrennbetriebs vor, sich die Zündkerze insbesondere unabhängig von einer auch als Motorlast bezeichneten Last der Verbrennungskraftmaschine selbst freibrennen und somit reinigen kann. Hierdurch können unerwünschte Beeinträchtigungen der Funktionstüchtigkeit der Zündkerze auch über eine lange Lebens- oder Betriebsdauer hinweg einfach vermieden werden.
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Um einen besonders effizienten Betrieb gewährleisten zu können, ist es vorgesehen, dass das Kaltstartereignis umfasst, dass die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine aktiviert wird, und dass das Kaltstartereignis zusätzlich umfasst, dass wenigstens eine Temperatur der Verbrennungskraftmaschine bei dem Kaltstartereignis geringer als der vorgegebene Grenzwert ist.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sich an das jeweilige Kaltstartereignis der jeweilige Niedriglastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine direkt anschließt, deren Niedriglastbetrieb insbesondere ausschließlich Betriebspunkte umfasst, in welchen die von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Last, mithin die zuvor genannte Motorlast, geringer als die vorgegebene Grenzlast ist. Unter dem Merkmal, dass der Niedriglastbetrieb zumindest überwiegend Betriebspunkte umfasst, ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Während einer sich insbesondere direkt an das jeweilige Kaltstartereignis anschließenden Zeitspanne, welche beispielsweise vorgegeben oder vorgebbar ist, wird die Verbrennungskraftmaschine in jeweiligen Betriebspunkten betrieben. Sind beispielsweise alle während der Zeitspanne auftretenden Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine geringer als die Grenzlast oder sind beispielsweise mehr als zumindest 50 Prozent, insbesondere mehr als zumindest 75 Prozent und ganz insbesondere mehr als zumindest 90 Prozent, aller während oder innerhalb der Zeitspanne auftretenden Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine geringer als die Grenzlast, so wird in der Folge der Niedriglastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine ermittelt, mithin wird in der Folge ermittelt, dass die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere direkt nach dem jeweiligen Kaltstartereignis, in einem oder dem Niedriglastbetrieb betrieben wird. Ist nun beispielsweise die Anzahl der Kaltstartereignisse, an die sich jeweils ein beziehungsweise der Niedriglastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine anschließt, größer oder gleich dem Schwellenwert, so wird der Freibrennbetrieb durchgeführt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass anhand der Anzahl der Kaltstartereignisse, an die sich der Niedriglastbetrieb anschließt, ein Rückschluss darauf gezogen werden kann, dass die Zündkerze mit einer hohen Wahrscheinlichkeit belegt, insbesondere verrußt, ist, jedoch noch nicht so stark, dass durch den Freibrennbetrieb die Zündkerze nicht mehr freigebrannt werden kann. In der Folge ist es möglich, den Freibrennbetrieb so oft wie nötig, jedoch so selten wie möglich durchzuführen, um einen effizienten und effektiven Betrieb und insbesondere eine übermäßige Belastung der Zündkerze zu vermeiden.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Zündkerze innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine den Zündfunken während einer auch als Funkendauer bezeichneten Zünddauer, insbesondere durchgängig, das heißt unterbrechungsfrei, erzeugt, welche in dem Freibrennbetrieb gegenüber dem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb gezielt erhöht eingestellt ist.
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Hierdurch kann besonders effektiv eine besonders hohe Wärmeenergie in die Zündkerze eingebracht werden.
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Um die Zündkerze besonders effektiv freibrennen zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Zündkerze innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels den Zündfunken unter Verwendung eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung erzeugt, wobei innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels eine Amplitude des elektrischen Stroms und/oder eine Amplitude der elektrischen Spannung in dem Freibrennbetrieb gegenüber dem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb gezielt erhöht eingestellt ist.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Zündkerze in dem Freibrennbetrieb den Zündfunken innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels öfter erzeugt als in dem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine. Hierdurch kann die Zündkerze besonders vorteilhaft freigebrannt werden.
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Insgesamt ist erkennbar, dass sich der Freibrennbetrieb gegenüber dem befeuerten Betrieb dadurch auszeichnet, dass die Zündkerze innerhalb des jeweiligen, in dem Freibrennbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels eine größere Zündenergie bereitstellt als innerhalb des jeweiligen, in dem befeuerten Betrieb stattfindenden Arbeitsspiels, wodurch die Zündkerze innerhalb des jeweiligen, in dem Freibrennbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels gezielt stärker erwärmt wird als innerhalb des jeweiligen, in dem befeuerten Betrieb stattfindenden Arbeitsspiels. Dadurch kann die Zündkerze sich selbst besonders gut freibrennen. Beispielsweise folgt auf den Freibrennbetrieb der befeuerte Betrieb und/oder der befeuerte Betrieb geht dem Freibrennbetrieb vorweg, insbesondere derart, dass es zwischen dem Freibrennbetrieb und dem befeuerten Betrieb unterbleibt, dass die Abtriebswelle stillsteht und insbesondere dass zwischen dem Freibrennbetrieb und dem befeuerten Betrieb ein unberefeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine unterbleibt.
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Beispielsweise erzeugt die Zündkerze in dem Freibrennbetrieb den Zündfunken während der Zünddauer unterbrechungsfrei, das heißt durchgängig. Dadurch kann die Zündkerze effektiv und effizient freigebrannt werden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zündkerze einer Verbrennungskraftmaschine. Bei dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist die Zündkerze, insbesondere genau, einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zugeordnet und dazu ausgebildet ist, einen Zündfunken zum Zünden eines Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erzeugen.
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Um nun einen besonders vorteilhaften und insbesondere effizienten Betrieb der Zündkerze und somit der Verbrennungskraftmaschine gewährleisten zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass während eines Stillstands der Verbrennungskraftmaschine ein Freibrennbetrieb durchgeführt wird, in welchem im Vergleich durch einmaliges oder mehrmaliges Erzeugen des Zündfunkens Wärmeenergie zum Freibrennen der Zündkerze in die Zündkerze eingebracht wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Bei dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine Anzahl von als Kaltstartereignisse ausgebildeten Startereignissen, an die sich jeweils ein Niedriglastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine anschließt, ermittelt. Das jeweilige Kaltstartereignis umfasst, dass die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine aktiviert wird, wobei wenigstens eine Temperatur der Verbrennungskraftmaschine bei dem Kaltstartereignis geringer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Der Niedriglastbetrieb umfasst zumindest überwiegend Betriebspunkte, in welchen eine von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Last geringer als eine vorgegebene Grenzlast ist. Wenn die ermittelte Anzahl größer oder gleich einem vorgegebenem Schwellenwert ist, wird der Freibrennbetrieb durchgeführt.
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Unter dem Merkmal, dass die Verbrennungskraftmaschine während des Freibrennbetriebs stillsteht, mithin nicht läuft, ist Folgendes zu verstehen: Die Verbrennungskraftmaschine weist eine insbesondere als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Die Abtriebswelle ist um eine Drehachse relativ zu einem Motorgehäuse der Verbrennungskraftmaschine drehbar an dem Motorgehäuse gelagert. Das Motorgehäuse ist beispielsweise ein Kurbelgehäuse, insbesondere ein Zylinderkurbelgehäuse, der Verbrennungskraftmaschine. Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung steht in dem Freibrennbetrieb die Abtriebswelle still. Dies bedeutet, dass sich bei dem zweiten Aspekt der Erfindung die Abtriebswelle in dem Freibrennbetrieb, das heißt während des Freibrennbetriebs, insbesondere durchgängig und somit unterbrechungsfrei, nicht um die Drehachse relativ zu dem Motorgehäuse dreht.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, welche zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem ersten und/oder zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt die einzige 1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine, mit Brennräumen, denen jeweils eine Zündkerze zugeordnet ist.
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Die einzige 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine 1, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug die Verbrennungskraftmaschine 1 aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist einen Motorblock 2 auf, welcher beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildet sein kann. Die Verbrennungskraftmaschine 1, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird, weist eine Abtriebswelle 3 auf, welche drehbar an dem Motorblock 2 gelagert ist. Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist ein Hubkolbenmotor, dessen Abtriebswelle 3 als Kurbelwelle ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist mehrere Brennräume 4 auf. Der jeweilige Brennraum 4 ist teilweise durch einen jeweiligen Zylinder 5 begrenzt, wobei die Zylinder 5 durch den Motorblock 2 gebildet sind. In dem jeweiligen Zylinder 5 ist ein jeweiliger Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, sodass der jeweilige Brennraum 4 teilweise durch den jeweiligen Zylinder 5 und teilweise durch den jeweiligen Kolben gebildet oder begrenzt ist, welcher translatorisch bewegbar an dem jeweiligen Zylinder 5 aufgenommen ist. Der jeweilige Kolben ist über ein jeweiliges Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle 3 verbunden, sodass die relativ zu dem Motorblock 2 erfolgenden, translatorischen Bewegungen der Kolben in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle 3 umgewandelt werden können. Während oder innerhalb eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 1 laufen jeweilige Verbrennungsvorgänge in dem jeweiligen Brennraum 4 ab. Dabei findet innerhalb eines jeweiligen, während des befeuerten Betriebs stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 1 in dem jeweiligen Brennraum 4, insbesondere genau, einer der Verbrennungsvorgänge statt. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und in der Folge verbrannt, wodurch der jeweilige Kolben und somit die Abtriebswelle 3 angetrieben werden. Das jeweilige Gemisch umfasst zumindest Luft und einen insbesondere flüssigen oder aber gasförmigen Kraftstoff. Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist dabei einen von der Luft durchströmbaren und auch als Einlasstrakt bezeichneten Ansaugtrakt 6 auf, mittels welchem die den Ansaugtrakt 6 durchströmende Luft zu den und in die Brennräume 4 geführt wird. Aus dem Zünden und Verbrennen des jeweiligen Gemisches resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1, deren Abgas aus den Brennräumen 4 ausströmen, in einen Abgastrakt 7 der Verbrennungskraftmaschine 1 einströmen und in der Folge den Abgastrakt 7 durchströmen kann. Der Kraftstoff wird beispielsweise direkt in den jeweiligen Brennraum 4 eingebracht, insbesondere eingespritzt.
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Aus 1 ist erkennbar, dass dem jeweiligen Brennraum 4 genau eine jeweilige Zündkerze 8 zugeordnet ist. Die jeweilige Zündkerze 8 erzeugt innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wenigstens oder genau einen Zündfunken, mittels welchem das jeweilige Gemisch innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels gezündet und in der Folge verbrannt wird. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine 1 als ein Vier-Takt-Motor ausgebildet, sodass das jeweilige Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine 1, insbesondere genau, zwei vollständige Umdrehungen der Kurbelwelle und somit 720 Grad Kurbelwinkel umfasst.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben der jeweiligen Zündkerze 8 beschrieben. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, kann mittels des Verfahrens ein besonders vorteilhafter und insbesondere effizienter Betrieb der jeweiligen Zündkerze 8 gewährleistet werden, insbesondere auch über eine hohe Lebens- beziehungsweise Betriebsdauer der jeweiligen Zündkerze 8 hinweg. Beispielsweise wird das Verfahren mittels einer in 1 besonders schematisch dargestellten, elektronischen Recheneinrichtung 9 durchgeführt. Die elektronische Recheneinrichtung 9 kann Bestandteil des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine 1, sein.
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Bei dem Verfahren wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 9 ein Freibrennbetrieb durchgeführt wird, in welchem im Vergleich zu einem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine durch einmaliges oder mehrmaliges Erzeugen des Zündfunkens innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine eine jeweilige, größere Wärmeenergie in die Zündkerze eingebracht und dadurch die Zündkerze 8 zumindest in einem Teilbereich stärker erwärmt wird. Beispielsweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 9 eine Anzahl von als Kaltstartereignisse ausgebildeten Startereignissen der Verbrennungskraftmaschine 1 ermittelt. Das jeweilige Kaltstartereignis umfasst, dass die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine 1 aktiviert wird. Ist die Verbrennungskraftmaschine 1 deaktiviert, so finden in keinem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 1 Verbrennungsvorgänge statt. Durch das Aktivieren der Verbrennungskraftmaschine 1 wird die Verbrennungskraftmaschine 1 in ihren befeuerten Betrieb überführt. Das Kaltstartereignis zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Temperatur der Verbrennungskraftmaschine 1 bei dem Kaltstartereignis geringer als ein Grenzwert ist. Das jeweilige Kaltstartereignis ist somit ein Startvorgang, bei dem die zunächst deaktivierte und die genannte, gegenüber dem Grenzwert geringere Temperatur aufweisende Verbrennungskraftmaschine 1 aktiviert wird. Somit wird beispielsweise bei dem Verfahren die Anzahl jedes Mal um, insbesondere genau, 1 erhöht, wenn das beziehungsweise ein Kaltstartereignis der Verbrennungskraftmaschine 1 ermittelt, insbesondere erfasst, wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Anzahl dann und vorzugsweise nur dann um 1 erhöht wird, wenn das beziehungsweise ein Kaltstartereignis der Verbrennungskraftmaschine 1 ermittelt wird und wenn sich an das jeweilige Kaltstartereignis ein jeweiliger Niedriglastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 anschließt, deren Niedriglastbetrieb zumindest überwiegend Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine umfasst, die in den genannten Betriebspunkten eine auch als Motorlast bezeichnete Last bereitstellt, die geringer als eine Grenzlast ist.
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Wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 9 ermittelt, dass die Anzahl größer oder gleich einem Schwellenwert ist, so wird der Freibrennbetrieb durchgeführt. Bei dem Verfahren wird die Verbrennungskraftmaschine 1 beispielsweise in dem von dem Freibrennbetrieb unterschiedlichen, befeuerten Betrieb, welcher auch als Normalbetrieb bezeichnet wird, betrieben. Beispielsweise wird die Verbrennungskraftmaschine 1 auch in dem Freibrennbetrieb befeuert betrieben, sodass beispielsweise der Freibrennbetrieb ein weiterer befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 ist.
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Der Normalbetrieb kann dem Freibrennbetrieb zeitlich vorweggehen. Alternativ oder zusätzlich kann sich der Normalbetrieb an den Freibrennbetrieb anschließen. In dem Freibrennbetrieb und in dem Normalbetrieb wird die Verbrennungskraftmaschine 1 beispielsweise in ihrem befeuerten Betrieb, das heißt befeuert betrieben, sodass beispielsweise sowohl in dem Freibrennbetrieb als auch in dem Normalbetrieb Verbrennungsvorgänge in dem jeweiligen Brennraum 4 ablaufen, das heißt stattfinden. In dem Freibrennbetrieb und in dem Normalbetrieb erzeugt die jeweilige Zündkerze 8 innerhalb eines jeweiligen, in dem Freibrennbetrieb beziehungsweise in dem Normalbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 1 den jeweiligen Zündfunken. Der Freibrennbetrieb unterscheidet sich nun dadurch von dem Normalbetrieb, dass in dem Freibrennbetrieb innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels die Zündkerze 9 durch das Erzeugen des Zündfunkens stärker erwärmt wird als innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels des Normalbetriebs durch das Erzeugen des Zündfunkens.
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Beispielsweise erzeugt die Zündkerze 8 den Zündfunken innerhalb des jeweiligen, in dem Freibrennbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels öfter als innerhalb des jeweiligen, in dem Normalbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels und/oder eine Amplitude einer elektrischen Spannung, mittels welcher die Zündkerze 8 den jeweiligen Zündfunken erzeugt, ist in de Freibrennbetrieb größer als in dem Normalbetrieb. Beispielsweise wird die Zündkerze 8 mit der elektrischen Spannung von einer Energiequelle versorgt. Der Freibrennbetrieb unterscheidet sich also insbesondere dadurch von dem Normalbetrieb, dass eine Zündenergie zum innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindenden Erzeugen des Zündfunkens in dem Freibrennbetrieb gegenüber dem Normalbetrieb mittels der Recheneinrichtung 9
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Hierdurch kann in dem oder durch den Freibrennbetrieb zumindest ein Teilbereich der Zündkerze 8 freigebrannt, das heißt von Ablagerungen befreit werden, wodurch eine übermäßige, durch Ablagerungen an der Zündkerze 8 bewirkte Beeinträchtigungen einer Funktionsfähigkeit der Zündkerze 8 vermieden werden kann, und das auch über eine lange Betriebs- oder Lebensdauer der Zündkerze 8 hinweg. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb der jeweiligen Zündkerze 8 und somit der Verbrennungskraftmaschine 1 insgesamt gewährleistet werden.
