EP1725756A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine im motorbremsbetrieb - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine im motorbremsbetrieb

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EP1725756A1
EP1725756A1 EP05715708A EP05715708A EP1725756A1 EP 1725756 A1 EP1725756 A1 EP 1725756A1 EP 05715708 A EP05715708 A EP 05715708A EP 05715708 A EP05715708 A EP 05715708A EP 1725756 A1 EP1725756 A1 EP 1725756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
intake
valves
cylinder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05715708A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian Balles
Gregor Rottenkolber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP1725756A1 publication Critical patent/EP1725756A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/04—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation using engine as brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/0002—Controlling intake air
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle in engine braking operation according to the preamble of claim 1.
  • each internal combustion engine of a motor vehicle achieves. a certain braking effect due to the charge exchange work to be performed.
  • internal combustion engines with variably adjustable valve trains freely adjustable control times
  • a variably controllable braking torque of a higher degree In DE 195 46 652 A1. describes a method for reducing the driving speed of a vehicle equipped with a collision avoidance system, in which a distance-dependent braking of the vehicle takes place in that at least one cylinder in the internal combustion engine equipped with variable valve train is switched to compressor operation.
  • the invention has for its object to provide a method for operating an internal combustion engine with a charger, by means of which an adjustable increased engine braking effect is achieved.
  • a spontaneous response behavior of the internal combustion engine, in particular in overrun mode is to be ensured.
  • Controlled compression (control of the exhaust valves) of an adjustable air mass (control of the intake valves) in the combustion chamber of at least one deactivated (or non-fired, i.e. at least one cylinder combustion chamber not supplied with fuel) cylinder can generate an increased, adjustable braking torque for braking the vehicle.
  • the generation of a pressure pulse which is generated due to the targeted actuation of the exhaust valves for the spontaneous release of the previously compressed air mass (depending on the actuation of the intake valves), and the targeted application of a load device with this pressure impulse to a spontaneous response behavior of the internal combustion engine at any time be guaranteed. Due to the pressure pulse generated in each working cycle, the turbine of the charger can always be kept at a significantly increased speed.
  • the object of the invention successfully avoids the slow start-up behavior of conventional internal combustion engines with a charger, the turbines of which have to be accelerated starting from a very low speed.
  • all intake valves of all cylinders (preferably all cylinders) integrated to generate the braking effect are actuated in such a way that the greatest possible air mass is sucked into the cylinder combustion chamber (this roughly corresponds to actuation of the intake valves according to one of the following) Full load operation) and the exhaust valves of all cylinders are controlled in such a way that the compressed air mass is only released shortly before top dead center of the piston (TDC).
  • the desired braking torque is advantageously set by the type of control of the valves, alternatively or additionally, however, by switching between different engine operating modes (2-stroke operation, 4-stroke operation or the like) and / or by the variable number for the braking operation cylinder used.
  • the setting of the braking torque by controlling the valves can be realized in that, in a first embodiment, the intake valves are variably controlled according to a full load operation (intake of the largest possible air mass) and the exhaust valves for setting the degree of compression of the air mass provided by the intake valves. In a second embodiment, it is provided that the exhaust valves open as late as possible before TDC to control the intake valves variably to the setting position of the brake pressure. Finally, a third possible embodiment provides for variable control of both intake valves and exhaust valves for setting a desired braking torque.
  • the non-fired cylinders can be switched back and forth, for example between a two-stroke operation and a four-stroke operation, and / or the number of non-fired cylinders can be varied.
  • There in four-stroke mode compression and expansion take place between two successive brake cycles and these do not significantly contribute to the braking effect, an optimal combination of the braking effect to be achieved and the high speed of the charger in two-stroke mode can be achieved.
  • Figure 1 the schematic representation of an internal combustion engine with electromagnetic valve train and charger
  • FIG. 2 a diagram with curves for the control of intake and exhaust valves of a cylinder in four-stroke operation
  • FIG. 3a a diagram - illustrating the course of the valve strokes of intake and exhaust valves when actuated according to the inventive method in four-cycle operation and the resulting exhaust gas dynamics
  • Figure 4a a diagram with the course of the valve strokes of intake and exhaust valves when actuated according to the inventive method in two-stroke operation and the resulting exhaust gas dynamics
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 2 with an electromagnetic valve drive 4 and a control device 6 for targeted control of the electromagnetic valve drive 4.
  • the internal combustion engine 2 is connected to a charger device 8 via an exhaust pipe 10 and on the intake side via an intake pipe 20.
  • the charger device 8 can be driven via its turbine wheel 8a by the exhaust gas flow generated by the internal combustion engine 2.
  • the turbine wheel 8a of the supercharger device 8 is connected to a compressor wheel 8b via a shaft 8c, so that fresh air is sucked in from the outside and compressed in the intake tract of the internal combustion engine 2 by the drive of the turbine wheel 8a and the drive of the compressor wheel 8b connected to it.
  • air filling according to full load can be admitted into the combustion chamber for compression during normal operation, for example and through the targeted actuation of the exhaust valves, for example by opening the exhaust valves shortly before top dead center for the piston, compressing the air mass available in the combustion chamber for compression (and thus for generating the braking torque) to the greatest possible extent, thus achieving a maximum braking torque ,
  • the compressed air mass which was required for the build-up of the braking torque, is released in a targeted manner such that a pressure pulse is passed via the exhaust tract to the supercharger device 8 and the supercharger device 8 is thus already accelerated to an increased speed during the engine braking process.
  • a significantly improved response behavior of the internal combustion engine can be realized, in which the increase in performance of the charger device 8 takes effect at a considerably earlier point in time.
  • the method according to the invention can be used both in two-stroke mode and in four-stroke mode or in operating modes with other clock rates.
  • the method according to the invention finds a preferred application in connection with a valve actuation of the non-fired cylinders according to a two-stroke operation.
  • each compression process can be converted into an additional braking torque and a pressure pulse that can be forwarded to the charger 8.
  • a recirculation valve 22 arranged in the intake line 20 is preferably used.
  • This air recirculation valve can be controlled accordingly via an engine control device MSE, so that the pressure in the intake tract can be regulated while maintaining the supercharger speed.
  • a boost pressure relief valve 12 in the exhaust line 12 or in the Charger device 8 itself is present, which can also be controlled via the engine control device MSE.
  • the method according to the invention is independent of special operating principles of variable valve control - the only essential thing is that the valve control times of intake and exhaust valves are to be controlled variably.
  • the method is preferably used in electromagnetic valve trains with stroke or rotary actuators.
  • this speed can be increased by using the method according to the invention in four-cycle operation to supercharger speeds that range from 60% to 70% of the speed In two-stroke operation, significantly higher supercharger speeds can be achieved in engine braking.
  • Figure 2 illustrates schematically the control of intake and exhaust valves of a cylinder in four-stroke operation.
  • the continuous curves EV are assigned to the intake valves and the dash-dotted curves AV to the exhaust valves.
  • the upper diagram shows the control behavior and the path of the controlled intake and exhaust valves in fired operation for an EVT engine (engine with electromagnetic valve train).
  • the lower diagram shows the control behavior or the course of the controlled intake and exhaust valves in an at least partially unfired operation of an EVT engine (braking operation), the setting of the engine braking effect being able to be achieved by changing the control of the intake and exhaust valves.
  • the intake valves for the.
  • the braking effect of the cylinder used is controlled in such a way that either the cylinder combustion chamber is filled with an increased air mass (lengthening of the valve opening time) and / or the opening of the intake valves is delayed, so that an additional braking torque is generated.
  • the double arrows in the front and rear flanks of the curves are only intended to indicate that the opening and closing of the inlet and outlet valves can be shifted in time both in front of and behind by the control according to the invention.
  • the front flank for initiating the opening process of each intake valve of a four-stroke cylinder has been retained, so that the air filling of the combustion chamber is initiated starting from the top dead center of the piston.
  • the trailing edge of the curve which represents the initiation of the closing of the intake valves, has been delayed so that the air filling can take place over an extended period of time. This means that a larger volume of air is available for compression.
  • the increased air volume which is compressed in connection with the latest possible opening of the exhaust valves, can generate a significantly increased braking torque in overrun mode.
  • FIGS. 3a, 3b; 4a, 4b illustrate the results of the method according to the invention with appropriate activation of the intake and exhaust valves in engine brake operation.
  • FIGS. 3a and 4a show the valve lift or the actuation of intake and exhaust valves as well as the exhaust gas dynamics resulting therefrom or the pressure pulse generated thereby.
  • FIGS. 3b and 4b each illustrate the pressure curve built up by the compression of the air masses in the unfired cylinders in a pV diagram. Because of the Assignment of individual times indicated by arrows shows that the desired pressure pulse is generated in the exhaust line 10 shortly after the opening of the exhaust valves at time T1 or shortly before the maximum opening stroke of the exhaust valves at time T3 at time T2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs im Motorbremsbetrieb in dem die Brennkraftmaschine mit zumindest einem nicht befeuerten Zylinder betrieben wird und wobei die Brennkraftmaschine variabel steuerbare Ventiltriebe für Einlass- und Auslassventile eines jeden Zylinders sowie eine Ladereinrichtung zur Erhöhung Druckes im Ansaugtrakt der Zylinder aufweist. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde das Motorbremsverhalten und das Wiederansprechen der Ladereinrichtung eines Kraftfahrzeugs zu verbessern. Das Problem wird gelöst, indem die Einlassventile und die Auslassventile zur Einstellung eines bestimmten durch Verdichtung der Luftmasse in jedem unbefeuerten Zylinder einstellbaren Bremsmomentes angesteuert werden.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine im Motorbremsbetrieb
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs im Motorbremsbetrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Motorbrems- bzw. Schubbetrieb, in welchem der Brennkraftmaschine kein weiterer Kraftstoff zugeführt wird und somit eine weitere Verbrennung unterbunden wird, erzielt jede Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs . aufgrund der zu verrichtenden Ladungswechselarbeit eine gewisse Bremswirkung. Im Gegensatz zu konventionell gesteuerten Brennkraftmaschinen, die aufgrund ihrer mechanisch angesteuerten Ventiltriebe mit festen Steuerzeiten und Ventilhüben über ein vorgegebenes in der Regel sehr geringes Bremsmoment verfügen, erzeugen Brennkraftmaschinen mit variabel einstellbaren Ventiltrieben (frei einstellbare Steuerzeiten), wie z.B. mit elektromagnetischen Ventiltrieben, ein variabel steuerbares Bremsmoment höheren Ausmaßes. In der DE 195 46 652 A1 . wird ein Verfahren zur Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit eines mit einem Kollisionsvermeidungssystem ausgerüsteten Fahrzeugs beschrieben, bei dem eine abstandsabhängige Abbremsung des Fahrzeugs dadurch er olgt, dass bei der mit variablem Ventiltrieb ausgestatteten Brennkraftmaschine mindestens ein Zylinder auf Kompressorbetrieb umgesteuert wird.
Ferner ist aus der DE 101 43 330 A1 eine Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads der Brennkraftmaschine mit einem überschüssigen Hydraulikförderstrom einer Hydraulikpumpe zur Ansteuerung der Ventile weitere hydraulische Verbraucher - wie eine Ladereinrichtung zur Verdichtung der zur Verbrennung benötigten Luft - speist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Ladereinrichtung bereitzustellen, mittels dem eine einstellbare erhöhte Motorbremswirkung erreicht wird. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung soll ein spontanes Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine, insbesondere im Schubbetrieb, gewährleistet werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die gesteuerte Verdichtung (Steuerung der Auslassventile) einer einstellbaren Luftmasse (Steuerung der Einlassventile) im Brennraum zumindest eines abgeschalteten (bzw. unbefeuerten, also eines zumindest nicht mit Kraftstoff versorgten Zylinderbrennraums) Zylinders kann ein erhöhtes einstellbares Bremsmoment zur Abbremsung des Fahrzeugs generiert werden.
Des Weiteren kann durch die Erzeugung eines Druckimpulses, der aufgrund der gezielten Ansteuerung der Auslassventile zur spontanen Freigabe der zuvor verdichteten Luftmasse (in Abhängigkeit der Ansteuerung der Einlassventile) erzeugt wird sowie der gezielten Beaufschlagung einer Ladereinrichtung mit diesem Druckimpuls zu jeder Zeit ein spontanes Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine gewährleistet werden. Durch den in jedem Arbeitszyklus erzeugten Druckimpuls kann die Turbine der Ladereinrichtung stets auf einer deutlich erhöhten Drehzahl gehalten werden. Das träge Anlaufverhalten der herkömmlichen Brennkraftmaschinen mit Ladereinrichtung, deren Turbinen ausgehend von einer sehr niedrigen Drehzahl beschleunigt werden müssen, wird durch den Gegenstand der Erfindung erfolgreich vermieden. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden zur Erzeugung eines Impulses maximalen Druckes alle Einlassventile aller zur Erzeugung der Bremswirkung eingebundenen Zylinder (vorzugsweise aller Zylinder) derart angesteuert, dass eine größtmögliche Luftmasse in den Zylinderbrennraum angesaugt wird (dies entspricht in etwa einer Ansteuerung der Einlassventile gemäß einem Volllastbetrieb) und die Auslassventile aller Zylinder derart angesteuert, dass eine Freigabe der komprimierten Luftmasse erst kurz vor dem oberen Totpunkt des Kolbens (OT) erfolgt.
Die Einstellung des gewünschten Bremsmoments erfolgt mit Vorteil durch die Art der Ansteuerung der Ventile, kann alternativ oder zusätzlich aber auch durch die Umschaltung zwischen verschiedenen Motorbetriebsarten (2- Taktbetrieb, 4-Taktbetrieb oder dergleichen) und/oder durch die variierbare Anzahl der für den Bremsbetrieb verwendeten Zylinder erfolgen.
Die Einstellung des Bremsmoments durch die Ansteuerung der Ventile kann realisiert werden, indem in einer ersten Ausgestaltung die Einlassventile gemäß einem Volllastbetrieb (Einlass der größtmöglichen Luftmasse) und die Auslassventile zur Einstellung des Kompressionsgrades der durch die Einlassventile bereitgestellten Luftmasse variabel angesteuert werden. In einer zweiten Ausgestaltung ist vorgesehen, bei möglichst spät vor OT öffnenden Auslassventilen die Einlassventile variabel zur Einstellstellung des Bremsdruckes anzusteuern. Eine dritte Ausführungsmöglichkeit sieht schließlich vor sowohl Einlassventile als auch Auslassventile für die Einstellung eines gewünschten Bremsmoments variabel anzusteuern.
Zur Einstellung des gewünschten Bremsmoments mittels unterschiedlicher Betriebsarten können die nicht befeuerten Zylinder beispielsweise zwischen einem Zweitaktbetrieb und einem Viertaktbetrieb hin- und hergeschaltet werden und/oder die Anzahl der nicht befeuerten Zylinder variiert werden. Da im Viertaktbetrieb je eine Kompression und eine Expansion zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bremstakten stattfindet und diese nicht nennenswert zur Bremswirkung beitragen, ist eine optimale Kombination aus zu erreichender Bremswirkung und hoher Drehzahl der Ladereinrichtung im Zweitaktbetrieb zu erzielen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : die schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetischem Ventiltrieb und Ladereinrichtung,
Figur 2: ein Diagramm mit Kurven für die Ansteuerung von Ein- und Auslassventilen eines Zylinders im Viertaktbetrieb,
Figur 3a: ein Diagramm - darstellend den Verlauf der Ventilhübe von Einlass- und Auslassventilen bei Ansteuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren im Viertaktbetrieb und der hieraus resultierenden Abgasdynamik,
Figur 3b: ein p-V-Zustandsdiagramm gemäß dem Betriebszustand in Figur 3a,
Figur 4a: ein Diagramm mit dem Verlauf der Ventilhübe von Einlass- und Auslassventilen bei Ansteuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren im Zweitaktbetrieb und der hieraus resultierenden Abgasdynamik, und
Figur 4b: ein p-V-Zustandsdiagramm gemäß dem Betriebszustand in Figur 4a. Figur 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 2 mit elektromagnetischem Ventiltrieb 4 und einer Steuereinrichtung 6 zur gezielten Ansteuerung des elektromagnetischen Ventiltriebs 4. Die Brennkraftmaschine 2 ist dabei abgasseitig über eine Abgasleitung 10 und ansaugseitig über eine Ansaugleitung 20 mit einer Ladereinrichtung 8 verbunden. Durch den von der Brennkraftmaschine 2 erzeugten Abgasstrom ist die Ladereinrichtung 8 über ihr Turbinenrad 8a antreibbar. Das Turbinenrad 8a der Ladereinrichtung 8 ist über eine Welle 8c mit einem Verdichterrad 8b verbunden, so dass durch den Antrieb des Turbinenrades 8a und den damit zwangsweise verbundenen Antrieb des Verdichterrades 8b Frischluft von außen angesaugt und im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 2 verdichtet wird. Hierdurch sind deutliche Leistungssteigerungen der Brennkraftmaschine gerade in mittleren Drehzahlbereichen möglich. Da der im Leerlauf oder im Schubbetrieb entstehende Abgasstrom bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik nicht ausreicht, um die Ladereinrichtung 8 auf eine entsprechende vorgehaltene Drehzahl zu beschleunigen bzw. beschleunigt zu halten, muss bislang für jeden Beschleunigungsvorgang aus einem Schubbetrieb heraus die Trägheit der Ladereinrichtung erneut überwunden werden. Dies spürt der Benutzer des Fahrzeugs durch das sogenannte Turboloch, aufgrund dessen eine verstärkte Leistungsentfaltung erst merklich verspätet einsetzt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem im Brems- bzw. Schubbetrieb gezielt Bremsmoment durch Ansteuerung der Einlass- und der Auslassventile aufgebaut wird, kann im Vergleich zum Betrieb gemäß dem Stand der Technik ein deutlich höheres Bremsmoment aufgebaut werden. Durch die gezielte Ansteuerung der Einlassventile (insbesondere bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei ungedrosselten Motoren - d.h. bei Motoren ohne Drosselklappe) kann im Schub- bzw. Bremsbetrieb beispielsweise deutlich mehr Luft (z.B. Luftbefüllung gemäß Volllast) als im Normalfall zur Verdichtung in den Brennraum eingelassen werden und durch die gezielte Ansteuerung der Auslassventile, beispielsweise durch die Öffnung der Auslassventile kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes für den Kolben, die im Brennraum zur Verdichtung (und damit zur Erzeugung des Bremsmoments) zur Verfügung stehende Luftmasse im größtmöglichen Ausmaß komprimiert und so ein maximales Bremsmoment erreicht werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die verdichtete Luftmasse, die für den Aufbau des Bremsmoments benötigt wurde gezielt freigesetzt derart, dass ein Druckimpuls über den Abgastrakt auf die Ladereinrichtung 8 geführt und die Ladereinrichtung 8 so während des Motorbremsvorgangs bereits auf eine erhöhte Drehzahl vorbeschleunigt wird. Hierdurch ist ein deutlich verbessertes Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine realisierbar, bei dem bereits zu einem erheblich früheren Zeitpunkt die Leistungssteigerung der Ladereinrichtung 8 wirksam wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl im Zweitaktbetrieb als auch im Viertaktbetrieb oder in Betriebsarten mit anderen Taktraten anwendbar. Eine bevorzugte Anwendung findet das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einer Ventilansteuerung der nicht befeuerten Zylinder gemäß einem Zweitaktbetrieb. Hier kann im Gegensatz zum Viertaktbetrieb jeder Kompressionsvorgang in ein zusätzliches Bremsmoment und einen an die Ladereinrichtung 8 weiterleitbaren Druckimpuls umgesetzt werden.
Um den Überdruck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 2 unter Aufrechterhaltung der Drehzahl der Ladereinrichtung 8 zu begrenzen findet vorzugsweise ein in der Ansaugleitung 20 angeordnetes Umluftventil 22 Verwendung. Dieses Umluftventil ist über eine Motorsteuereinrichtung MSE entsprechend ansteuerbar, so dass der Druck im Ansaugtrakt bei Aufrechterhaltung der Laderdrehzahl regulierbar ist. Darüber hinaus kann ein Ladedruckbegrenzungsventil 12 in der Abgasleitung 12 oder in der Ladereinrichtung 8 selbst vorhanden sein, welches ebenfalls über die Motorsteuereinrichtung MSE ansteuerbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist unabhängig von speziellen Wirkprinzipien der variablen Ventilsteuerung - wesentlich ist lediglich, dass die Ventilsteuerzeiten von Einlass- und Auslassventilen, variabel zu steuern sind. Bevorzugt findet das Verfahren Anwendung bei elektromagnetischen Ventiltrieben mit Hub- oder Drehaktuatoren.
Ausgehend von einer durchschnittlichen Brennkraftmaschine, bei der im Schubbetrieb abhängig von "der jeweiligen Brennkraftmaschine Laderdrehzahlen definierter Größe realisiert werden, kann diese Drehzahl durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits im Viertaktbetrieb auf Laderdrehzahlen gesteigert werden, die im Bereich von 60% bis 70% der Drehzahl bei Volllast liegen. Im Zweitaktbetrieb sind noch erheblich höhere Laderdrehzahlen im Motorbremsbetrieb erzielbar.
Die Figur 2 veranschaulicht schematisch die Ansteuerung von Einlass- und Auslassventilen eines Zylinders im Viertaktbetrieb. Die durchgehend dargestellten Kurvenverläufe EV sind dabei den Einlassventilen und die strichpunktierten Kurvenverläufe AV den Auslassventilen zugeordnet. Im oberen Diagramm ist das Ansteuerverhalten bzw. der Wegverlauf der angesteuerten Ein- und Auslassventile in einem befeuerten Betrieb für einen EVT-Motor (Motor mit elektromagnetischen Ventiltrieb) dargestellt. Im unteren Diagramm ist das Ansteuerverhalten bzw. der Wegverlauf der angesteuerten Ein- und Auslassventile in einem zumindest zum Teil unbefeuerten Betrieb eines EVT-Motors (Bremsbetrieb) dargestellt, wobei die Einstellung der Motorbremswirkung durch eine veränderte Ansteuerung der Ein- und Auslassventile bewerkstelligt werden kann. Gemäß der Erfindung werden zusätzlich zur verzögerten Öffnung der Auslassventile im Brems- bzw. Schubbetrieb die Einlassventile des für die . Bremswirkung verwendeten Zylinders angesteuert derart, dass entweder eine Befüllung des Zylinderbrennraums mit einer erhöhten Luftmasse (Verlängerung der Ventilöffnungszeit) erfolgt und/oder die Öffnung der Einlassventile verzögert erfolgt, so dass ein zusätzliches Bremsmoment generiert wird. Durch die Doppelpfeile in den vorderen und hinteren Flanken der Kurven soll lediglich angedeutet werden, dass die Öffnung bzw. Schließung der Ein- und Auslassventile durch die erfindungsgemäße Ansteuerung zeitlich sowohl vor als auch nach hinten verlagert werden kann.
Im dargestellten Beispiel ist die vordere Flanke zur Einleitung des Öffnungsvorgangs jedes Einlassventils eines im Viertakt betriebenen Zylinders beibehalten worden, so dass ausgehend vom oberen Totpunkt des Kolbens die Luftbefüllung des Brennraums eingeleitet wird. Die hintere Flanke der Kurve, die die Einleitung des Schließvorgangs der Einlassventile darstellt, ist verzögert worden, so dass die Luftbefüllung über einen verlängerten Zeitraum erfolgen kann. Somit steht ein größeres Luftvolumen zur Komprimierung zur Verfügung. Durch das erhöhte Luftvolumen, welches komprimiert wird, in Verbindung mit einer spätest möglichen Öffnung der Auslassventile, kann ein deutlich erhöhtes Bremsmoment im Schubbetrieb erzeugt werden.
In den Figuren 3a, 3b; 4a, 4b sind die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens bei entsprechender Ansteuerung der Einlass- und Auslassventile im Motorbremsbetrieb veranschaulicht. Die Figuren 3a und 4a zeigen den Ventilhub bzw. die Ansteuerung von Einlass- und Auslassventilen sowie jeweils die hieraus resultierende Abgasdynamik bzw. den hierdurch generierten Druckimpuls. Die Figuren 3b und 4b veranschaulichen jeweils den durch die Verdichtung der Luftmassen in den unbefeuerten Zylindern aufgebauten Druckverlauf in einem p-V-Diagramm. Durch die aufgrund der Pfeile angedeutete Zuordnung einzelner Zeitpunkte wird gezeigt, dass bereits kurz nach der Öffnung der Auslassventile im Zeitpunkt T1 bzw. kurz vor Erreichen des maximalen Öffnungshubes der Auslassventile im Zeitpunkt T3 im Zeitpunkt T2 in der Abgasleitung 10 der gewünschte Druckimpuls generiert wird. Naturgemäß wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Kombination mit einem Viertaktverfahren lediglich im Zeitpunkt jedes vierten Taktes (also alle 720° Kurbel-Winkelgrad) ein entsprechender Druckimpuls generiert und eine entsprechende Bremswirkung erzeugt, während bei Kombination mit einem Zweitaktverfahren im Zeitpunkt jedes zweiten Taktes ein entsprechender Druckimpuls erzeugt wird und somit eine Verdoppelung der Bremswirkung bzw. des erzeugten Motorbremsmoments (also alle 360° Kurbel-Winkelgrad) und eine erhöhte Antriebskraft für die Ladereinheit 8 bereitgestellt wird. So ist in Figur 3b während der ersten zwei Takte eine Kurve (Kurvenabschnitte K1.1 , K1.2) laut p-V-Diagramm erzeugt, die nur eine sehr geringe Fläche einschließt, da der Druckverlauf bei nicht geöffneten Auslassventilen nahezu mit dem gleichen Kurvenverlauf wieder zu seinem Ausgangspunkt zurückkehrt. Erst während der letzten beiden Takte wird durch Öffnung der Auslassventile ein abweichender Kurvenverlauf (Kurvenabschnitte K1.3, K1.4) zum Ausgangspunkt und somit eine Kurve mit größeren einschließenden Flächenteilen erreicht. Im Vergleich hierzu ist deutlich erkennbar, dass bei Verwendung eines Zweitaktverfahrens zwei nahezu gleiche Kurvenverläufe über insgesamt vier Takte erreicht werden . (Figur 4b). Da die von den Kurvenabschnitten eingeschlossen Flächeteile äquivalent zu den bewusst erzeugten Ladungswechselverlusten (Ladungswechselarbeit) sind, ist leicht erkennbar, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung eines Zweitaktverfahrens im Vergleich zu der Verwendung eines Viertaktverfahrens die i.w. doppelte Bremswirkung erzielbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs im Motorbremsbetrieb in dem die Brennkraftmaschine (2) mit zumindest einem nicht befeuerten Zylinder betrieben wird und wobei die Brennkraftmaschine (2) variabel steuerbare Ventiltriebe (4) für Einlass- und Auslassventile eines jeden Zylinders sowie eine Ladereinrichtung (8) zur Erhöhung Druckes im Ansaugtrakt der Zylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Einlassventile und die Auslassventile zur Einstellung eines bestimmten durch Verdichtung der Luftmasse in jedem unbefeuerten Zylinder einstellbaren Bremsmomentes angesteuert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ladereinrichtung (8) mit einem Druckimpuls beaufschlagt wird, der durch die gezielte Ansteuerung der Auslassventile und der hierdurch freigegebenen, zuvor verdichteten Luftmasse erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile jedes nicht befeuerten Zylinders derart angesteuert werden, dass eine größtmögliche Luftmasse in den Zylinderbrennraum angesaugt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2) zur Einstellung eines gewünschten Bremsmoments zwischen einem Zweitaktbetrieb und einem Viertaktbetrieb hin- und hergeschaltet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung eines gewünschten Bremsmoments durch Ansteuerung der Auslassventile erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die gesteuerte Öffnung eines Umluftventils (22) der Überdruck im Saugrohr des Ansaugtraktes begrenzt wird.
n
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0203490D0 (en) * 2002-02-14 2002-04-03 Holset Engineering Co Exhaust brake control system
EP2092178B2 (de) * 2006-12-20 2019-10-23 Volvo Lastvagnar AB Motorbremse für fahrzeug
US8214113B2 (en) * 2008-06-30 2012-07-03 Caterpillar Inc. Retarding system that retards motion of power source
JP5724296B2 (ja) * 2010-10-28 2015-05-27 いすゞ自動車株式会社 エンジンシステム
CN103797235B (zh) * 2011-09-12 2017-02-15 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
WO2013054336A1 (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Sumra Hajibhai A Method and apparatus for operating an engine on natural air
US8880258B2 (en) 2011-10-17 2014-11-04 Tula Technology, Inc. Hybrid powertrain control
WO2013059365A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 Tula Technology, Inc. Hybrid vehicle with cylinder deactivation
US10167799B2 (en) 2012-07-31 2019-01-01 Tula Technology, Inc. Deceleration cylinder cut-off in a hybrid vehicle
US10408140B2 (en) 2012-07-31 2019-09-10 Tula Technology, Inc. Engine control in fuel and/or cylinder cut off modes based on intake manifold pressure
US9790867B2 (en) 2012-07-31 2017-10-17 Tula Technology, Inc. Deceleration cylinder cut-off
WO2014022313A1 (en) 2012-07-31 2014-02-06 Tula Technology, Inc. Engine braking controller
ITBO20130719A1 (it) * 2013-12-24 2015-06-25 Magneti Marelli Spa Metodo di controllo di un motore a combustione interna turbocompresso mediante un turbocompressore durante una fase di rilascio e/o durante una fase di cambio marcia
EP2894319B1 (de) * 2013-12-24 2020-06-10 Magneti Marelli S.p.A. Verfahren zur steuerung eines verbrennungsmotors mit turbolader während eines gasabnahmeschritts
DE102018128038A1 (de) 2018-11-09 2020-05-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motorbremsbetrieb einer Brennkraftmaschine
JP7047731B2 (ja) * 2018-12-04 2022-04-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関システム
US11549455B2 (en) 2019-04-08 2023-01-10 Tula Technology, Inc. Skip cylinder compression braking
US11339728B1 (en) * 2020-12-08 2022-05-24 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for engine braking with reduced noise, vibration, and harshness
GB2610425B (en) * 2021-09-06 2023-10-04 Dolphin N2 Ltd Split cycle internal combustion engine and methods of operating a split cycle internal combustion engine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3234923A (en) * 1962-06-18 1966-02-15 Caterpillar Tractor Co Method and braking system for internal combustion engines
US5117790A (en) * 1991-02-19 1992-06-02 Caterpillar Inc. Engine operation using fully flexible valve and injection events
US5271229A (en) * 1992-06-01 1993-12-21 Caterpillar Inc. Method and apparatus to improve a turbocharged engine transient response
DE4236009B4 (de) * 1992-10-24 2007-08-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Luftdurchsatzes durch einen Verbrennungsmotor im Schiebebetrieb
US5437156A (en) * 1993-11-16 1995-08-01 Jacobs Brake Technology Corporation Apparatus for selectively lowering intake manifold pressure of turbocharged engine during operation of associated compression release engine brake
US5813231A (en) * 1994-07-29 1998-09-29 Caterpillar Inc. Engine compression braking apparatus utilizing a variable geometry turbocharger
DE19546652A1 (de) * 1995-12-14 1997-06-19 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Verfahren zur Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit eines mit einem Kollisionsvermeidungssystem ausgerüsteten Kraftfahrzeuges
DE19851028C2 (de) * 1998-11-05 2001-06-13 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
DE10016421A1 (de) * 2000-04-01 2001-10-04 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Motorbremse
DE10122775A1 (de) * 2000-05-18 2001-11-22 Ford Global Tech Inc Hybrider Motor und Verfahren zu dessen Taktsteuerung
KR20020095384A (ko) * 2001-06-14 2002-12-26 현대자동차주식회사 내연기관의 휴지장치 및 그 제어방법
DE10143330A1 (de) * 2001-09-05 2003-03-20 Bosch Gmbh Robert Brennkraftmaschine mit einer elektrohydraulischen Ventilsteuervorrichtung
US6772742B2 (en) * 2002-03-01 2004-08-10 International Engine Intellectual Property Company, Llc Method and apparatus for flexibly regulating internal combustion engine valve flow

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005088105A1 *

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US7308886B2 (en) 2007-12-18

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