DE10329022A1

DE10329022A1 - Increasing 4-stroke internal combustion engine drag moment involves closing inlet channel during induction stroke at time with piston near top dead center, opening with piston near bottom dead center

Info

Publication number: DE10329022A1
Application number: DE10329022A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Bechtold; Eberhard Dipl.-Ing. Berger; Thomas Dipl.-Ing. Betz; Johannes Dipl.-Ing. Leweux; Reinhard Dr. Orthmann; Hubert Dipl.-Ing. Schnüpke; Dietmar Dipl.-Ing. Schröer; Alexander Von Dipl.-Ing. Gaisberg-Helfenberg
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-27

Abstract

The method involves interrupting the delivery of fuel into the cylinder (2) in which a piston (3) is reciprocating between top and bottom dead center positions. It involves a control element (11) in an inlet channel (7) adopting a closing position during the induction stroke at a time point with the piston near top dead center and adopting the open position at a time pint when the piston is near bottom dead center.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergrößerung des Schleppmoments einer Viertakt-Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The The invention relates to a method for increasing the drag torque of a Four-stroke internal combustion engine according to the preamble of claim 1 closer defined type.

Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Erhöhung des Schleppmomentes sind unter dem Begriff "Motorbremse" vor allem im Nutzfahrzeugbereich bekannt. Hier wird entweder mittels einer Auspuffdrossel, durch Verstellen der Auslassventilsteuerzeiten in Richtung spät oder durch den Einsatz zusätzlicher Drosselventile im Zylinderkopf der Ausschiebevorgang der Zylinderladung zumindest zeitweise behindert. Damit muss der Kolben zusätzliche Ausschiebearbeit leisten und das Schleppmoment des Motors erhöht sich. Nachteilig ist der erhöhte Bauaufwand, der den Einsatz einer Motorbremse bisher auf den Bereich der Nutzfahrzeuge beschränkt hat.method or devices for increasing the Drag torque is known by the term "engine brake", especially in the commercial vehicle sector. Here is either by means of an exhaust throttle, by adjusting the exhaust valve timing towards late or through the use of additional throttle valves in the cylinder head, the Ausschiebevorgang the cylinder charge at least temporarily disabled. Thus, the piston must afford additional Ausschiebearbeit and the drag torque of the engine increases. The disadvantage is the increased Construction effort, the use of a motor brake so far on the area limited to commercial vehicles Has.

Besonders bei geringeren, aber lang anhaltenden Verzögerungen kann es sinnvoll sein, wenn die Rad-Bremsanlage entlastet bzw. unterstützt wird, da sonst eine thermische Überlastung auftreten kann. Des weiteren treten auch Situationen auf, in denen nur eine geringe Verzögerung notwendig ist, beispielsweise bei Bergabfahrten mit Tempomat, in denen eine bestimmte Geschwindigkeit gehalten werden soll, oder wenn mit einem sogenannten Abstandstempomat ein bestimmter Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten werden soll. In solchen Fällen kann es sinnvoll sein, den Verschleiß der normalen Bremsanlage zu verringern, indem auf den Einsatz derselben verzichtet wird.Especially with lesser but long-lasting delays, it may make sense if the wheel brake system is relieved or supported, otherwise thermal overload can occur. Furthermore, situations occur in which only a slight delay is necessary, for example, on downhill slopes with cruise control, in which a certain speed should be kept, or if with a so-called Abstandstempomat a certain distance to a preceding Vehicle should be respected. In such cases it may be useful the wear of the normal brake system decrease by putting on the same is waived.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Vergrößerung des Schleppmoments einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welches mit möglichst einfachen Mitteln eingesetzt werden kann, um beispielsweise die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu verringern.It is therefore an object of the present invention, a method for Magnification of the To create drag torque of an internal combustion engine, which with preferably simple means can be used, for example, the To reduce the speed of a vehicle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this Problem solved by the features mentioned in claim 1.

Durch das Schließen des in dem Einlasskanal angeordneten Steuerelements zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Kolben während des Ansaugtakts in der Nähe des oberen Totpunkts befindet, entsteht bei der Bewegung des Kolbens in Richtung des unteren Totpunkts ein Unterdruck in dem Zylinder, der mit einem Aufstauen des Gases im Einlasskanal vor dem Steuerelement verbunden ist. Das Öffnen des Steuerelements zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Kolben während des Ansaugtaktes in der Nähe des unteren Totpunkts befindet, führt zu einem plötzlichen Einströmen des Gases aus dem Einlasskanal in den Zylinder, was wiederum zu hohen Strömungsverlusten führt. Diese bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehenden Strömungsverluste erzeugen ein sehr viel höheres Schleppmoment als dies bei einem üblichen Betrieb der Brennkraftmaschine erreicht werden kann und zudem ist eine feinfühlige und hochdynamische Steuerung des dem Antriebsmoment der Brennkraftmaschine entgegenwirkenden Schleppmoments möglich.By the closing of the arranged in the inlet channel control at the time, to the piston is during the intake stroke nearby of the top dead center, arises during the movement of the piston in the direction of bottom dead center, a negative pressure in the cylinder, the with a damming of the gas in the inlet duct in front of the control connected is. The opening the control at the time when the piston during the Intake stroke nearby of bottom dead center leads to a sudden pour in the gas from the inlet channel into the cylinder, which in turn to high flow losses leads. These arising in the inventive method flow losses produce a much higher Drag torque than this in a normal operation of the internal combustion engine can be achieved and also is a sensitive and highly dynamic control of the drive torque of the internal combustion engine counteracting Drag torque possible.

Erfindungsgemäß wird lediglich ein schnell schaltendes Steuerelement in dem zu dem Zylinder führenden Einlasskanal benötigt, was keinen zusätzlichen Vorrichtungsaufwand erforderlich macht, wenn dieses Steuerelement schon zu anderen Zwecken am Motor vorgesehen ist.According to the invention is only a fast switching control in the leading to the cylinder Inlet channel needed, what no extra Device overhead is required when using this control already intended for other purposes on the engine.

Eine alternative Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen von Anspruch 3.A alternative solution the object results from the features of claim 3.

Durch das Verschließen des Auslasskanals mit Hilfe eines darin angeordneten Steuerelements zu demjenigen Zeitpunkt, in dem sich der Kolben während des Ausstoßtakts im Bereich des unteren Totpunkts befindet, wird das in dem Zylinder sich befindliche Gas komprimiert, sodass ein sehr hoher Druck in dem Zylinder entsteht, und kann durch das Freigeben des Auslasskanals zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem sich der Kolben im Bereich des oberen Totpunkts befindet, mit sehr hohen Strömungsverlusten aus dem Zylinder entweichen. Auch in diesem Fall führen die durch das erfindungsgemäße Verfahren entstehenden Strömungsverluste zu einem sehr hohen Schleppmoment der Brennkraftmaschine.By the closing the exhaust duct with the aid of a control element arranged therein the time when the piston is in the exhaust stroke in the The area of bottom dead center is located in the cylinder gas is compressed, so that a very high pressure in The cylinder is created, and can by releasing the exhaust duct at the time when the piston is in the region of top dead center is located, with very high flow losses escape from the cylinder. Also in this case lead the by the method according to the invention resulting flow losses to a very high drag torque of the internal combustion engine.

Mit beiden erfindungsgemäßen Verfahren kann vorteilhafterweise in einem Kraftfahrzeug der Einsatz der Radbremsen in vielen Fällen vermieden werden, sodass einem Verschleiß sowie der Gefahr der Überhitzung der Radbremsen entgegengewirkt wird. Mit Hilfe des Verfahrens ist es beispielsweise möglich, Gefälle zu befahren, ohne dass das Getriebe notwendigerweise in einen Gang mit kürzerer Übersetzung geschaltet werden muss oder die Radbremsen zu Hilfe genommen werden müssen.With two methods of the invention can advantageously in a motor vehicle, the use of the wheel brakes in many cases be avoided, so that wear and the risk of overheating the wheel brakes is counteracted. With the help of the procedure is for example, it is possible gradient to drive on without the gear necessarily in a gear with a shorter translation must be switched or the wheel brakes are taken to help have to.

Weitere Beispiele, bei denen das Verfahren vorteilhaft eingesetzt werden kann, sind die Regelung eines Abstandes zu einem dem mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeug vorausfahrenden Kraftfahrzeug und die Verringerung der Drehzahl der Brennkraftmaschine bei einem Gangwechsel eines mit der Brennkraftmaschine verbundenen Getriebes.Further Examples in which the method can be used advantageously can, are the regulation of a distance to that with the internal combustion engine equipped motor vehicle driving ahead and the Reduction of the speed of the internal combustion engine during a gear change a connected to the internal combustion engine transmission.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.Further advantageous embodiments and Further developments of the invention will become apparent from the remaining dependent claims and from the exemplary embodiment illustrated in principle below with reference to the drawing.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Brennkraftmaschine, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann; 1 an internal combustion engine with which the method according to the invention can be carried out;

2 ein Diagramm, in dem der Zylinderdruck über dem Hubvolumen bei ungedrosselter Brennkraftmaschine dargestellt ist; 2 a diagram in which the cylinder pressure is shown on the stroke volume with unthrottled internal combustion engine;

3 ein Diagramm nach 2, in dem das Schleppmoment dargestellt ist, welches sich durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem in einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine angeordneten Steuerelement ergibt; und 3 a diagram after 2 in which the drag torque is shown, which results from the use of the method according to the invention with a control element arranged in an intake passage of the internal combustion engine; and

4 ein Diagramm nach 2, in dem das Schleppmoment dargestellt ist, welches sich durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens mit jeweiligen in einem Einlasskanal und in einem Auslasskanal der Brennkraftmaschine angeordneten Steuerelementen ergibt. 4 a diagram after 2 in which the drag torque is shown, which results from the use of the method according to the invention with respective control elements arranged in an intake passage and in an exhaust passage of the internal combustion engine.

1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1, welche im vorliegenden Fall einen Zylinder 2 und einen in dem Zylinder 2 eine oszillierende Bewegung zwischen einem oberen Totpunkt OT und einem unteren Totpunkt UT ausführenden Kolben 3 aufweist. Bei seiner Bewegung zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem unteren Totpunkt UT verändert der Kolben 3 das Volumen V eines Brennraums 4. 1 shows an internal combustion engine 1 , which in the present case a cylinder 2 and one in the cylinder 2 an oscillating movement between a top dead center OT and a bottom dead center UT exporting piston 3 having. During its movement between top dead center OT and bottom dead center UT, the piston changes 3 the volume V of a combustion chamber 4 ,

Der Kolben 3 ist in an sich bekannter Weise über ein Pleuel 5 mit einer Kurbelwelle 6 der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Im vorliegenden Fall weist die Brennkraftmaschine 1 lediglich einen Zylinder 2 auf, es könnte jedoch auch eine beliebige andere Anzahl an Zylindern 2 mit darin angeordneten Kolben 3 vorgesehen sein. Die Brennkraftmaschine 1 ist zum Antrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs vorgesehen.The piston 3 is in a conventional manner via a connecting rod 5 with a crankshaft 6 the internal combustion engine 1 connected. In the present case, the internal combustion engine 1 only one cylinder 2 however, it could be any other number of cylinders 2 with piston arranged therein 3 be provided. The internal combustion engine 1 is intended to drive a motor vehicle, not shown.

Zu dem Brennraum 4 des Zylinders 2 führt ein Einlasskanal 7, über welchen in an sich bekannter Weise Ansaugluft oder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in denselben eingeleitet wird. Der Übergang von dem Einlasskanal 7 in den Brennraum 4 wird durch ein Einlassventil 8 begrenzt, welches den Ladungswechsel des Zylinders 2 in an sich bekannter weise steuert. Von dem Zylinder 2 weg führt ein Auslasskanal 9, in dem ein Auslassventil 10 angeordnet ist, welches ebenfalls für den Ladungswechsel in dem Zylinder 2 sorgt. Die Betätigung des Einlassventils 8 und des Auslassventils 10 kann in an sich bekannter Weise durch eine nicht dargestellte Nockenwelle erfolgen. Selbstverständlich kann jeder Zylinder 2 auch mehrere Einlasskanäle 7 und Auslasskanäle 9 mit einer entsprechenden Anzahl an Einlassventilen 8 und Auslassventilen 10 aufweisen.To the combustion chamber 4 of the cylinder 2 leads an inlet channel 7 , via which in a conventional manner intake air or a fuel-air mixture is introduced into the same. The transition from the inlet duct 7 in the combustion chamber 4 is through an inlet valve 8th limited, which changes the charge of the cylinder 2 controls in a conventional manner. From the cylinder 2 away leads an exhaust duct 9 in which an exhaust valve 10 is arranged, which also for the change of charge in the cylinder 2 provides. The operation of the inlet valve 8th and the exhaust valve 10 can be done in a conventional manner by a camshaft, not shown. Of course, every cylinder 2 also several inlet channels 7 and outlet channels 9 with a corresponding number of inlet valves 8th and exhaust valves 10 exhibit.

In dem Einlasskanal 7 ist ein erstes Steuerelement 11 und in dem Auslasskanal 9 ist ein zweites Steuerelement 12 angeordnet. Die beiden Steuerelementen 11 und 12 können mittels jeweiliger Aktuatoren 13 und 14, auf deren Funktionsweise hier nicht näher eingegangen werden soll, zwischen einer den Einlasskanal 7 bzw. den Auslasskanal 9 freigebenden und einer den Einlasskanal 7 bzw. den Auslasskanal 9 verschließenden Stellung bewegt bzw. verstellt werden. In der Darstellung gemäß 1 befindet sich sowohl das erste Steuerelement 11 als auch das zweite Steuerelement 12 in einer Zwischenstellung, die jedoch in der Praxis für gewöhnlich nicht eingenommen wird.In the inlet channel 7 is a first control 11 and in the exhaust duct 9 is a second control 12 arranged. The two controls 11 and 12 can by means of respective actuators 13 and 14 , on whose functioning will not be discussed here, between an inlet channel 7 or the outlet channel 9 releasing and one the inlet channel 7 or the outlet channel 9 Closing position to be moved or adjusted. In the illustration according to 1 is both the first control 11 as well as the second control 12 in an intermediate position, which is usually not taken in practice.

Zur Steuerung der beiden Steuerelemente 11 und 12 sind die Aktuatoren 13 und 14 mit einem Steuergerät 15 verbunden, welches wiederum mit einem Kurbelwellensensor 16 in Verbindung steht. Der Kurbelwellensensor 16 nimmt die Drehzahl bzw. die Beschleunigung der Kurbelwelle 6 auf und gibt diese an das Steuergerät 15 weiter. Des weiteren zeigt ein mit dem Bezugszeichen 17 bezeichneter Pfeil an, dass auch ein Fahrleistungswunsch eines Fahrers des Kraftfahrzeugs, den dieser beispielsweise mittels der Stellung eines Gaspedals eingeben kann, auf das Steuergerät 15 einwirkt. Abhängig von den Daten des Kurbelwellensensors 16 und/oder des Fahrleistungswunsches 17 legt das Steuergerät 15 die Stellung der beiden Steuerelemente 11 und 12 fest.To control the two controls 11 and 12 are the actuators 13 and 14 with a control unit 15 connected, which in turn with a crankshaft sensor 16 communicates. The crankshaft sensor 16 takes the speed or the acceleration of the crankshaft 6 and gives these to the control unit 15 further. Furthermore, one with the reference numeral 17 designated arrow to that a driving performance request of a driver of the motor vehicle, which this can enter, for example by means of the position of an accelerator pedal, to the control unit 15 acts. Depending on the data of the crankshaft sensor 16 and / or the desired performance 17 puts the control unit 15 the position of the two controls 11 and 12 firmly.

Im folgenden wird ein Verfahren beschrieben, mit dem an der Brennkraftmaschine 1 ein Schleppmoment erzeugt werden kann, das dem Antriebsmoment der Brennkraftmaschine 1 entgegenwirkt, beispielsweise um das Kraftfahrzeug um einen gewissen Betrag abzubremsen bzw. negativ zu beschleunigen. Das Verfahren wird unter Zuhilfenahme des ersten Steuerelements 11 und/oder des zweiten Steuerelements 12 durchgeführt und kann auch für andere Anwendungen geeignet sein, worauf jedoch später eingegangen wird.In the following, a method will be described with which on the internal combustion engine 1 a drag torque can be generated which corresponds to the drive torque of the internal combustion engine 1 counteracts, for example, to decelerate the motor vehicle by a certain amount or to accelerate negatively. The procedure is based on the first control 11 and / or the second control 12 and may also be suitable for other applications, but will be discussed later.

Zum besseren Verständnis der Grundlagen des Verfahrens ist in 2 der Druck p innerhalb des Zylinders 2 über dem von der Stellung des Kolbens 3 abhängigen Hubvolumen V des Brennraums 4 aufgetragen. Das Hubvolumen V verändert sich in an sich bekannter Weise zwischen dem oberen Totpunkt OT des Kolbens 3 und dem unteren Totpunkt UT desselben. Das Diagramm gemäß 2 zeigt den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 ohne den Eingriff der Steuerelemente 11 und 12, also lediglich den üblichen Gas- bzw. Ladungswechsel, wie er durch die Hubbewegungen des Einlassventils 8 und des Auslassventils 10 stattfindet. Eine Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder 2 findet dabei nicht statt, es handelt sich also um einen sogenannten unbefeuerten Betrieb.To better understand the basics of the procedure is in 2 the pressure p inside the cylinder 2 above that of the position of the piston 3 dependent displacement volume V of the combustion chamber 4 applied. The stroke volume V changes in a conventional manner between the top dead center OT of the piston 3 and bottom dead center UT thereof. The diagram according to 2 shows the operation of the internal combustion engine 1 without the intervention of the controls 11 and 12 , So only the usual gas or charge change, as he by the lifting movements of the intake valve 8th and the outlet vein tils 10 takes place. An injection of fuel into the cylinder 2 does not take place, so it is a so-called unlicensed operation.

In der mit dem Bezugszeichen 18 bezeichneten Niederdruckschleife, in der der Ausstoßtakt und der Ansaugtakt des Zylinders 2 der Brennkraftmaschine 1 zusammengefasst sind, ist zu erkennen, dass bei der Bewegung des Kolbens 3 vom unteren Totpunkt UT in Richtung des oberen Totpunkts OT, also während des Ausstoßtakts, der Druck p in dem Zylinder 2 um einen geringen Betrag ansteigt. Diese Bewegung des Kolbens 3 wird durch eine Linie 18a, die Teil der Niederdruckschleife 18 ist, in dem Diagramm dargestellt.In the with the reference numeral 18 designated low pressure loop in which the exhaust stroke and the intake stroke of the cylinder 2 the internal combustion engine 1 are summarized, it can be seen that during the movement of the piston 3 from the bottom dead center UT in the direction of the top dead center OT, ie during the exhaust stroke, the pressure p in the cylinder 2 increases by a small amount. This movement of the piston 3 is through a line 18a that part of the low pressure loop 18 is shown in the diagram.

Dagegen fällt bei der Bewegung des Kolbens 3 vom oberen Totpunkt OT in Richtung des unteren Totpunkts UT, also während des Ansaugtakts, der Druck p innerhalb des Zylinders 2 um einen geringen Betrag ab. Ähnlich wie bei der Linie 18a wird auch diese Bewegung des Kolbens 3 durch eine Linie 18b dargestellt, die ebenfalls Teil der Niederdruckschleife 18 ist. Die Differenz zwischen diesen beiden Drücken, in 2 dargestellt durch die schraffierte Fläche zwischen den Linien 18a und 18b, stellt den Anteil der Verluste an Gas- bzw. Ladungswechselarbeit am insgesamt entstehenden Schleppmoment der Brennkraftmaschine 1 dar und ist lediglich eine Folge der unvermeidlichen Strömungsverluste in den Kanälen und an den Ventilen. Die Reibungsverluste, die ebenfalls einen Teil des Schleppmoments bilden, sind in diesem p-V-Diagramm selbstverständlich nicht dargestellt.By contrast, falls during the movement of the piston 3 from top dead center OT in the direction of bottom dead center UT, that is, during the intake stroke, the pressure p within the cylinder 2 by a small amount. Similar to the line 18a will also this movement of the piston 3 through a line 18b shown, which are also part of the low pressure loop 18 is. The difference between these two pressures, in 2 represented by the hatched area between the lines 18a and 18b , represents the proportion of losses in gas or charge exchange work on the total drag torque of the internal combustion engine 1 is and is merely a consequence of the inevitable flow losses in the channels and on the valves. Of course, the friction losses, which also form part of the drag torque, are not shown in this pV diagram.

In der mit dem Bezugszeichen 19 bezeichneten Hochdruckschleife, in der der Verdichtungstakt und der Arbeitstakt des Zylinders 2 der Brennkraftmaschine 1 zusammengefasst sind, ist zu erkennen, dass bei der Bewegung des Kolbens 3 vom unteren Totpunkt UT in Richtung des oberen Totpunkts OT, also während des Verdichtungstakts, der Druck p in dem Zylinder 2 erheblich ansteigt, was einer üblichen Kompression entspricht, da die Gaswechselventile 8 und 10 geschlossen sind. Diese Bewegung des Kolbens 3 ist durch eine Linie 19a, die Teil der Hochdruckschleife 19 ist, in dem Diagramm dargestellt.In the with the reference numeral 19 designated high-pressure loop, in which the compression stroke and the working stroke of the cylinder 2 the internal combustion engine 1 are summarized, it can be seen that during the movement of the piston 3 from the bottom dead center UT in the direction of the top dead center OT, ie during the compression stroke, the pressure p in the cylinder 2 increases significantly, which corresponds to a conventional compression, since the gas exchange valves 8th and 10 are closed. This movement of the piston 3 is through a line 19a that part of the high pressure loop 19 is shown in the diagram.

Bewegt sich der Kolben 3 nach Überschreiten des oberen Totpunkts OT während des Arbeitstakts wieder entlang einer Linie 19b in Richtung des unteren Totpunkts UT, so fällt der Druck p in dem Zylinder 2 ab und verläuft wegen der abgegebenen Wärme des Gases an die Zylinderwand und wegen des Druckverlustes durch sogenanntes Blowby-Gas unterhalb des während des Verdichtungstakts herrschenden Drucks p, sodass auch hier ein Schleppmoment der Brennkraftmaschine 1 entsteht, welches durch die schraffierte Fläche zwischen den Linien 19a und 19b dargestellt ist. Die während der Niederduckschleife 18 und der Hochdruckschleife 19 entstehenden Schleppmomente stellen die beim ungedrosselten Betrieb der Brennkraftmaschine 1 ohne die Einspritzung von Kraftstoff auftretenden Verluste dar und sollen hier als Vergleichsbasis für die erfindungsgemäßen Verfahren dienen.Moves the piston 3 after exceeding the top dead center OT during the working cycle again along a line 19b in the direction of the bottom dead center UT, the pressure p falls in the cylinder 2 because of the heat emitted by the gas to the cylinder wall and because of the pressure loss by so-called blow-by gas below the pressure prevailing during the compression stroke p, so that here also a drag torque of the internal combustion engine 1 created by the hatched area between the lines 19a and 19b is shown. The during the Niederduckschleife 18 and the high pressure loop 19 The resulting drag torque represents the unrestricted operation of the internal combustion engine 1 without the injection of fuel occurring losses and are intended to serve as a basis for comparison of the inventive method.

Das Diagramm von 3 zeigt den Verlauf des Drucks p innerhalb des Zylinders 2 über dem Hubvolumen V des Kolbens 3 in dem Brennraum 4 unter Einsatz des ersten Steuerelements 11 in dem Einlasskanal 7.The diagram of 3 shows the course of the pressure p within the cylinder 2 above the stroke volume V of the piston 3 in the combustion chamber 4 using the first control 11 in the inlet channel 7 ,

Dabei wird das erste Steuerelement 11 zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Kolben 3 kurz vor oder während des Ansaugtakts in der Nähe des oberen Totpunkts OT befindet, in seine den Einlasskanal 7 verschließende Stellung gebracht, was dazu führt, dass über den Einlasskanal 7 kein Gas in den Brennraum 4 angesaugt werden kann. Während der Bewegung des Kolbens 3 vom oberen Totpunkt OT in Richtung des unteren Totpunkts UT wird das erste Steuerelement 11 in dieser Geschlossenstellung gehalten, sodass sich ein gewisser Unterdruck in dem Brennraum 4 einstellt. Dies ist an dem Verlauf der Linie 20b der hier mit dem Bezugszeichen 20 bezeichneten Niederdruckschleife in 3 erkennbar. Erst mit Annäherung des Kolbens 3 in den Bereich des unteren Totpunkts UT wird das Steuerelement 11 in seine den Einlasskanal 7 freigebende Stellung bzw. Offenstellung gebracht. Dadurch strömt das Gas innerhalb sehr kurzer Zeit und daher mit relativ hohen thermodynamischen Verlusten bzw. Strömungsverlusten in den Brennraum 4 ein, so dass das durch den oben beschriebenen Unterdruck entstehende Schleppmoment nicht wieder in ein positives Moment für die Brennkraftmaschine 1 umgewandelt werden kann, sondern als Ladungswechselverlust zu dem tatsächlichen Strömungsverlust führt. Durch den größeren Bereich zwischen den Linien 20a und 20b ist erkennbar, dass das entstehende Schleppmoment erheblich größer ist als im Falle von 2.This becomes the first control 11 at the time of the piston 3 located just before or during the intake stroke near top dead center OT, in its intake passage 7 brought closing position, which causes that over the inlet duct 7 no gas in the combustion chamber 4 can be sucked. During the movement of the piston 3 from the top dead center OT in the direction of the bottom dead center UT is the first control 11 held in this closed position, so that a certain negative pressure in the combustion chamber 4 established. This is due to the course of the line 20b here with the reference numeral 20 designated low pressure loop in 3 recognizable. Only with approach of the piston 3 in the area of the bottom dead center UT is the control 11 in his the inlet channel 7 released position or open position. As a result, the gas flows within a very short time and therefore with relatively high thermodynamic losses or flow losses in the combustion chamber 4 a, so that the drag torque generated by the negative pressure described above is not back to a positive moment for the internal combustion engine 1 can be converted, but as a charge exchange loss leads to the actual flow loss. Due to the larger area between the lines 20a and 20b can be seen that the resulting drag torque is significantly greater than in the case of 2 ,

Im p-V-Diagramm in 3 stellt das Ausschieben gegen Umgebungsdruck und das eben beschriebene Ansaugen bei geschlossenem Einlasskanal 7 eine gegen den Uhrzeigersinn umfahrene Ladungswechselschleife dar, was für die Brennkraftmaschine 1 gleichbedeutend mit einem erhöhten Schleppmoment ist. Dadurch, dass am Ende des Ansaughubs dennoch die volle, nur um die erhöhte Temperatur gegenüber den Umgebungsbedingungen geminderte Luftmasse in den Zylinder 2 strömt, ist die anschließende Hochdruckschleife 19 ähnlich der der ungedrosselten Brennkraftmaschine 1 und es entsteht, im Gegensatz zur gedrosselten Brennkraftmaschine 1 auch in dieser Phase der Kolbenbewegung das Schleppmoment der angedrosselten Brennkraftmaschine 1. Das gesamte Schleppmoment ist daher sogar größer als das der gedrosselten Brennkraftmaschine 1, obwohl dessen Ladungswechselschleife etwas größer ist, zumindest wenn man Beginn und Ende der Schleifen im unteren Totpunkt UT definiert.In the pV diagram in 3 represents the pushing against ambient pressure and the suction just described with the inlet closed 7 a counter-clockwise bypassed charge cycle, which is for the internal combustion engine 1 is synonymous with an increased drag torque. The fact that at the end of the intake still the full, reduced only by the increased temperature relative to the ambient air mass in the cylinder 2 flows, is the subsequent high-pressure loop 19 similar to that of the unthrottled internal combustion engine 1 and it arises, in contrast to the throttled internal combustion engine 1 also in this phase of the piston movement, the drag torque of the throttled engine 1 , The total drag torque is therefore even greater than that of the throttled Internal combustion engine 1 although its charge cycle is slightly larger, at least when defining the beginning and end of loops at bottom dead center UT.

Der Bereich, in dem das erste Steuerelement 11 in seine Geschlossenstellung gebracht wird, ist mit dem Bezugszeichen 21 versehen und gestrichelt dargestellt. Der Bereich, in dem das erste Steuerelement 11 in seine Offenstellung gebracht wird, ist mit dem Bezugszeichen 22 versehen und ebenfalls gestrichelt dargestellt. Die zusätzlich entstandene Fläche 23 zwischen den Linien 18b und 20b stellt das zusätzliche Schleppmoment dar.The area where the first control 11 is brought into its closed position, with the reference numeral 21 provided and shown in dashed lines. The area where the first control 11 is brought into its open position, with the reference numeral 22 provided and also shown in dashed lines. The additional surface created 23 between the lines 18b and 20b represents the additional drag torque.

In 4 ist der Druck p innerhalb des Zylinders 2 dargestellt, wenn zusätzlich zu dem Verschließen des ersten Steuerelements 11 in dem Einlasskanal 7 auch das zweite Steuerelement 12 in dem Auslasskanal 9 verschlossen wird. Allerdings ist zu beachten, dass das Verfahren auch lediglich mit dem zweiten Steuerelement 12 und somit ohne das erste Steuer element 11 durchgeführt werden kann. Der Verlauf des Ansaugdrucks entspräche dann der Linie 18b aus 2.In 4 is the pressure p inside the cylinder 2 shown when in addition to the closing of the first control 11 in the inlet channel 7 also the second control 12 in the exhaust duct 9 is closed. However, it should be noted that the procedure also only with the second control 12 and thus without the first control element 11 can be carried out. The course of the suction pressure would then correspond to the line 18b out 2 ,

Das zweite Steuerelement 12 wird zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Kolben 3 kurz vor bzw. während des Ausstoßtakts im Bereich des unteren Totpunkts UT befindet, in seine den Auslasskanal 9 verschließende Stellung bzw. Geschlossenstellung gebracht, wodurch der sich vom unteren Totpunkt UT zum oberen Totpunkt OT bewegende Kolben 3 das Gas nicht ausstoßen kann sondern in dem Brennraum 4 komprimiert und dabei einen erhöhten Druck p des Zylinders 2 entsprechend der Linie 20a erzeugt. Die Tatsache, dass der Druck p in dem Zylinder 2 entlang der Linie 20a geringer ist als während der Hochdruckschleife 19 hängt damit zusammen, dass der durch den Kolben 3 komprimierte Raum um den Raum zwischen dem Auslassventil 10 und dem zweiten Steuerelement 12 vergrößert wird. Der Bereich, in dem das zweite Steuerelement 12 in seine Geschlossenstellung gebracht wird, ist mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet und gestrichelt dargestellt.The second control 12 is at the time when the piston 3 is located in the area of bottom dead center UT just before or during the exhaust stroke, in its exhaust port 9 brought closing position or closed position, whereby the moving from bottom dead center UT to top dead center OT piston 3 the gas can not eject but in the combustion chamber 4 compressed and thereby an increased pressure p of the cylinder 2 according to the line 20a generated. The fact that the pressure p in the cylinder 2 along the line 20a less than during the high pressure loop 19 is related to that by the piston 3 compressed space around the space between the exhaust valve 10 and the second control 12 is enlarged. The area where the second control 12 is brought into its closed position, with the reference numeral 24 designated and shown in dashed lines.

Zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem sich der Kolben 3 in der Nähe des oberen Totpunkts OT befindet, wird das zweite Steuerelement 12 in eine den Auslasskanal 9 freigebende Stellung bzw. Offenstellung gebracht. Dadurch entweicht das Gas schlagartig und mit hohen Strömungsverlusten durch den Auslasskanal 9 und die Verdichtungsarbeit, die der Kolben 3 während seiner Bewegung vom unteren Totpunkt UT zum oberen Totpunkt OT an dem in dem Brennraum 4 sich befindlichen Gas verrichtet hat, wird nicht an den Kolben 3 zurückgegeben, sodass ein sehr hohes Schleppmoment entsteht. Auch hier ist am größeren Bereich zwischen den Linien 20a und 18b bzw. 20b erkennbar, dass das entstehende Schleppmoment erheblich größer ist als im Falle von 2 und 3. Der Bereich, in dem das zweite Steuerelement 12 in seine Offenstellung gebracht wird, ist mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet und gestrichelt ebenfalls dargestellt.At the time when the piston 3 located near top dead center OT, becomes the second control 12 in a the outlet channel 9 released position or open position. As a result, the gas escapes abruptly and with high flow losses through the outlet channel 9 and the compression work that the piston 3 during its movement from bottom dead center UT to top dead center OT at the in the combustion chamber 4 gas has not been applied to the piston 3 returned, so that a very high drag torque arises. Again, the larger area is between the lines 20a and 18b respectively. 20b recognizable that the resulting drag torque is significantly greater than in the case of 2 and 3 , The area where the second control 12 is brought into its open position, with the reference numeral 25 designated and dashed also shown.

Durch die Variation der Steuerzeiten 21, 22, 24 und 25, in denen das erste Steuerelement 11 bzw. das zweite Steuerelement 12 in ihre jeweilige Geschlossen- bzw. Offenstellung gebracht werden, kann die Höhe des durch das beschriebene Verfahren erzeugten Schleppmoments beeinflusst werden. Dabei ist offensichtlich, dass die Steuerelemente 11 und 12 auch kurz vor dem jeweiligen unteren Totpunkt UT bzw. dem oberen Totpunkt OT geöffnet werden können, sodass die Angaben „während des Ausstoßtakts" bzw. „während des Ansaugtakts" auch solche Zeitpunkte umfassen, da die Wirkung im wesentlichen dieselbe ist. Die Größe des zusätzlich erzeugten Schleppmoments ist sowohl für das Verfahren gemäß 3 als auch für dasjenige gemäß 4 jeweils durch die Wahl der Steuerzeiten der Steuerelemente 11 und 12 stufenlos und sehr schnell, insbesondere von Arbeitsspiel zu Arbeitsspiel, verstellbar.By varying the timing 21 . 22 . 24 and 25 in which the first control 11 or the second control 12 be brought into their respective closed or open position, the height of the drag torque generated by the described method can be influenced. It is obvious that the controls 11 and 12 can also be opened just before the respective bottom dead center UT or the top dead center OT, so that the information "during the exhaust stroke" or "during the intake stroke" also include such times, since the effect is substantially the same. The size of the additionally generated drag torque is for both the method according to 3 as well as for that according to 4 each by the choice of the timing of the controls 11 and 12 stepless and very fast, especially from working game to working game, adjustable.

Des weiteren sollte deutlich geworden sein, dass das Verfahren sowohl durch den ausschließlichen Einsatz des ersten Steuerelements 11 in dem Einlasskanal 7 als auch durch den ausschließlichen Einsatz des zweiten Steuerelements 12 in dem Auslasskanal 9 als auch durch eine kombinierte Verwendung beider Steuerelemente 11 und 12 durchgeführt werden kann.Furthermore, it should have become clear that the procedure both by the exclusive use of the first control 11 in the inlet channel 7 as well as by the exclusive use of the second control element 12 in the exhaust duct 9 as well as through a combined use of both controls 11 and 12 can be carried out.

Das Verfahren kann neben dem reinen Abbremsen eines Kraftfahrzeugs auch dazu verwendet werden, einen Abstand zu einem dem mit der Brennkraftmaschine 1 ausgestatteten Kraftfahrzeug vorausfahrenden Kraftfahrzeug zu regeln, wenn das Fahrzeug mit einem Abstandstempomat ausgestattet ist.The method can also be used in addition to the pure braking of a motor vehicle, a distance to the one with the internal combustion engine 1 equipped motor vehicle to drive ahead when the vehicle is equipped with a Abstandstempomat.

Des weiteren kann mit dem Verfahren die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 bei einem Gangwechsel in einen höheren Gang eines mit der Brennkraftmaschine 1 verbundenen Getriebes verringern werden, um eine bessere Synchronisation zwischen den beiden Gängen zu erreichen.Furthermore, with the method, the speed of the internal combustion engine 1 at a gear change in a higher gear one with the internal combustion engine 1 connected transmission to achieve better synchronization between the two gears.

Claims

Method for increasing the drag torque of a four-stroke internal combustion engine, wherein at least one piston within a cylinder performs an oscillating movement between a bottom dead center and a top dead center, wherein the supply of fuel to the cylinder is interrupted, characterized in that during the intake stroke of internal combustion engine ( 1 ) at the time the piston ( 3 ) is in the region of top dead center (TDC), one in one to the cylinder ( 2 ) leading inlet channel ( 7 ) arranged control ( 11 ) into an inlet channel ( 7 ) closing position, and that the control ( 11 ) at the time the piston ( 3 ) in the area of bottom dead center (UT), into an inlet channel (UT) 7 ) releasing position is brought.

Method according to claim 1, characterized in that during the exhaust stroke of the internal combustion engine ( 1 ) at the time the piston ( 3 ) is located in the area of bottom dead center (UT), one in the cylinder ( 2 ) leading exhaust passage ( 9 ) arranged control ( 12 ) in an outlet channel ( 9 ) closing position, and that the control ( 12 ) at the time the piston ( 3 ) is in the region of top dead center (TDC), in an outlet channel ( 9 ) releasing position is brought.

A method for increasing the drag torque of a four-stroke internal combustion engine, wherein at least one piston within a cylinder performs an oscillating movement between a bottom dead center and a top dead center, wherein the supply of fuel to the cylinder is interrupted, characterized in that during the exhaust stroke of Internal combustion engine ( 1 ) at the time the piston ( 3 ) is located in the area of bottom dead center (UT), one in the cylinder ( 2 ) leading exhaust passage ( 9 ) arranged control ( 12 ) in an outlet channel ( 9 ) closing position, and that the control ( 12 ) at the time the piston ( 3 ) is in the region of top dead center (TDC), in an outlet channel ( 9 ) releasing position is brought.

A method according to claim 3, characterized in that during the intake stroke of the internal combustion engine ( 1 ) at the time the piston ( 3 ) is in the region of top dead center (TDC), one in one to the cylinder ( 2 ) leading inlet channel ( 7 ) arranged control ( 11 ) into an inlet channel ( 7 ) closing position, and that the control ( 11 ) at the time the piston ( 3 ) in the area of bottom dead center (UT), into an inlet channel (UT) 7 ) releasing position is brought.

Method according to one of claims 1 to 4 for braking a with the internal combustion engine ( 1 ) equipped motor vehicle.

Method according to Claim 5 for regulating a distance to that with the internal combustion engine ( 1 ) equipped motor vehicle preceding vehicle.

Method according to one of claims 1 to 4 for reducing the rotational speed of the internal combustion engine ( 1 ) at a gear change of one with the internal combustion engine ( 1 ) connected gear.