WO2002079622A1 - Method of operating a self-ignited internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a method of operating an internal combustion engine (1), especially a motor vehicle. In order to allow for a safe and reliable self-ignition of the fuel-air mixture present in a combustion chamber (4) of the internal combustion engine (1), the air present in a combustion chamber (4) of the internal combustion engine (1) is heated up and fuel is directly injected into the combustion chamber (4) during a compression phase of the internal combustion engine (1) where it forms a self-ignited fuel-air mixture with the compressed, heated up air. The inventive method further suggests measures supplementary to the heating up of air, such as an increased compression ratio, exhaust gas recirculation or pressure charging.

Description

VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER SELBSZÜNDENDEN BRENNKRAFTMASCHINE METHOD FOR OPERATING A AUTO IGNITION COMBUSTION ENGINE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs .The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Speicherelement für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs . Auf dem Speicherelement ist ein Computerprogramm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist. Das Speicherelement ist bsp . als. ein Read-Only-Memory, ein Random-Access-Memory oder als ein Flash-Memory ausgebildet.The invention also relates to a memory element for a control unit of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle. A computer program is stored on the memory element and can be run on a computing device, in particular on a microprocessor. The storage element is e.g. as. a read-only memory, a random access memory or as a flash memory.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist.The present invention further relates to a computer program that can run on a computing device, in particular on a microprocessor.
Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Steuergerät dient zur Steuerung und/oder Regelung derThe invention also relates to a control device for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle. The control unit is used to control and / or regulate the
Einspritzung von Benzin in einen Brennraum der Brennkraftmaschine .Injection of gasoline into a combustion chamber of the internal combustion engine.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs.' Die Brennkraftmaschine weist ein Kraftstoffeinspritzsystem zum direkten Einspritzen von Benzin in einen Brennraum der Brennkraftmaschine auf.Finally, the present invention relates to an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle. 'The internal combustion engine has a fuel injection system for directly injecting fuel into a combustion chamber of Internal combustion engine on.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind für Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung Ansätze zum Erzeugen einer selbstzündfähigen Benzin-Luft-Gemischladung bekannt, bei denen ein Benzin-Luft-Gemisch von dem Kolben der Brennkraftmaschine angesaugt wird und unter Einbeziehung von Zusatzmaßnahmen, die der Aufheizung des Gemisches in dem Brennraum dienen, zur Selbstzündung zu bringen.Approaches for generating a self-ignitable gasoline-air mixture charge are known from the prior art for internal combustion engines with intake manifold injection, in which a gasoline-air mixture is sucked in by the piston of the internal combustion engine and with the inclusion of additional measures that heat the mixture in the The combustion chamber is used to ignite.
Als Zusatzmaßnahmen zum Aufheizen des Gemisches sind bekannt : 1. Variation der Füllung des Brennraums über einen variablen Ventiltrieb. Ab einer definierten Luftmenge, die über die Öffnungszeiten der Einlaßventile beeinflußt werden kann, erhitzt sich das komprimierte Benzin-Luftgemisch. Diese Maßnahme weist jedoch Hub- zu-Hub Streuungen der jeweiligen Einzelzylinder auf, sowie zylinderindividuelle Abweichungen einer Brennkraftmaschine. Außerdem können die Brennbeginne der jeweiligen Arbeitszyklen und der einzelnen Zylinder nur schwer kontrolliert werden. 2. Hohe Abgasrückführungsrate. Durch die Rückführung heißer Abgase in den Brennraum kann die Temperatur des in dem Brennraum eingeschlossenen Kraftstoff- Brennluft-Gemisches vor dem Einsetzen der Verbrennung deutlich erhöht werden. Die eigentliche Verbrennungstemperatur während der Verbrennung desAdditional measures for heating the mixture are known: 1. Varying the filling of the combustion chamber via a variable valve train. The compressed gasoline-air mixture heats up from a defined amount of air that can be influenced via the opening times of the inlet valves. This measure, however, shows stroke-to-stroke scattering of the respective individual cylinders, as well as cylinder-specific deviations of an internal combustion engine. In addition, the start of combustion of the respective work cycles and the individual cylinders is difficult to control. 2. High exhaust gas recirculation rate. By returning hot exhaust gases to the combustion chamber, the temperature of the fuel / combustion air mixture enclosed in the combustion chamber can be significantly increased before the onset of combustion. The actual combustion temperature during the combustion of the
Benzin-Luft-Gemisches wird durch die Abgasrückführung jedoch verringert, da durch das Abgas der Sauerstoffgehalt in dem Brennraum reduziert wird. Dadurch wird die Stickoxidemission verringert. Das Abgas dient als Inertgas, durch das die Temperatur derHowever, gasoline-air mixture is reduced by the exhaust gas recirculation since the oxygen content in the combustion chamber is reduced by the exhaust gas. This reduces nitrogen oxide emissions. The exhaust gas serves as an inert gas, through which the temperature of the
Brennluft erhöht wird und das sich zwar während der Verbrennung in dem Brennraum befindet, an der eigentlichen Verbrennungsreaktion jedoch kaum beteiligt ist. Der Nachteil dieser Maßnahme besteht darin, dass die geeignete Abgasmenge nur schwer zu steuern ist. Es handelt sich um eine träges System, das Hub-zu-Hub Streuungen und eine ungleichmäßige Verteilung auf die Brennräume aller Zylinder aufweist . 3. Aufladung der Brennluft . Durch die Aufladung wird die Brennluft verdichtet und ihre Temperatur erhöht . Nachteilig ist jedoch auch bei dieser Maßnahme, dass es sich um ein relativ träges System handelt, das Füllungsunterschiede in den Brennräumen der einzelnen Zylinder aufweist.Combustion air is increased and that during the Combustion is located in the combustion chamber, but is hardly involved in the actual combustion reaction. The disadvantage of this measure is that the suitable amount of exhaust gas is difficult to control. It is a sluggish system that has stroke-to-stroke scattering and an uneven distribution across the combustion chambers of all cylinders. 3. Charging the combustion air. Charging compresses the combustion air and raises its temperature. However, this measure also has the disadvantage that it is a relatively sluggish system that has filling differences in the combustion chambers of the individual cylinders.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten direkteinspritzenden Benzin-Brennkraftmaschinen wird Benzin direkt in den Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine eingespritzt. Das in dem Brennraum komprimierte Benzin-Luft-Gemisch wird anschließend durch Zünden eines Zündfunkens in dem Brennraum entzündet. Das Volumen des entzündeten Benzin-Luft-Gemisches dehnt sich explosionsartig aus und versetzt einen in dem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben in Bewegung. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens wird auf eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine übertragen.In direct-injection gasoline internal combustion engines known from the prior art, gasoline is injected directly into the combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine. The gasoline-air mixture compressed in the combustion chamber is then ignited by igniting an ignition spark in the combustion chamber. The volume of the ignited gasoline-air mixture expands explosively and sets a piston that can be moved back and forth in the cylinder in motion. The reciprocation of the piston is transmitted to a crankshaft of the internal combustion engine.
Direkteinspritzende Brennkraftmaschinen können in verschiedenen Betriebsarten betrieben werden. Als eine erste Betriebsart ist ein sog. Schichtbetrieb bekannt, der insbesondere bei kleineren Lasten verwendet wird. Als eine zweite Betriebsart ist ein sog. Homogenbetrieb bekannt, der bei größeren, an der Brennkraftmaschine anliegenden Lasten zur Anwendung kommt . Die verschiedenen Betriebsarten unterscheiden sich insbesondere in dem Einspritzzeitpunkt und der Einspritzdauer sowie in dem Zündzeitpunkt. Im Schichtbetrieb wird das Benzin während der Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine in den Brennraum derart eingespritzt, dass sich im Zeitpunkt der Zündung eine Kraftstoffwolke in unmittelbarer Umgebung einer Zündkerze befindet. Diese Einspritzung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es möglich, dass die eingespritzte Kraftstoffwolke sich bereits während bzw. unmittelbar nach der Einspritzung bei der Zündkerze befindet und von dieser entzündet wird. Ebenfalls ist es möglich, dass die eingespritzte Kraftstoffwolke durch eine Ladungsbewegung zu der Zündkerze geführt und dann erst entzündet wird. Bei beiden Brennverfahren liegt keine gleichmäßige Kraftstoffverteilung in dem Brennraum vor, sondern eine Schichtladung.Direct-injection internal combustion engines can be operated in various operating modes. A so-called shift operation is known as a first operating mode, which is used in particular for smaller loads. A so-called homogeneous operation is known as a second operating mode, which is used for larger loads applied to the internal combustion engine. The different operating modes differ in particular in the injection timing and the injection duration as well as in the ignition timing. In stratified operation, the gasoline is injected into the combustion chamber during the compression phase of the internal combustion engine in such a way that a cloud of fuel is in the immediate vicinity of a spark plug at the time of ignition. This injection can take place in different ways. It is thus possible that the injected fuel cloud is already at the spark plug during or immediately after the injection and is ignited by the latter. It is also possible that the injected fuel cloud is guided to the spark plug by a charge movement and only then ignited. In both combustion processes, there is no uniform fuel distribution in the combustion chamber, but a stratified charge.
Der Vorteil des Schichtbetriebs liegt darin, dass mit einer sehr geringen Kraftstoffmenge die anliegenden kleineren Lasten von der Brennkraftmaschine ausgeführt werden können. Größere Lasten können allerdings nicht durch den Schichtbetrieb erfüllt werden.The advantage of shift operation is that the applied smaller loads can be carried out by the internal combustion engine with a very small amount of fuel. However, larger loads cannot be met by shift operation.
Bei der Benzin-Direkteinspritzung nach dem strahlgeführten Brennverfahren kann auch Volllast im Schichtbetrieb bei stöchiometrischem Kraftstoff-Luft-Gemisch gefahren werden. In diesem Fall bedeutet Schichtbetrieb - wie im Tiellastbetrieb - Einspritzung in der Nähe des Zündzeitpunkts .With gasoline direct injection using the jet-guided combustion process, full load can also be operated in shift operation with a stoichiometric fuel-air mixture. In this case, shift operation - as in target load operation - means injection near the ignition point.
In dem für derartige größere Lasten vorgesehenen Homogenbetrieb wird das Benzin während der Ansaugphase der Brennkraftmaschine eingespritzt, so dass eine Verwirbelung und damit eine Verteilung des Benzins in dem Brennraum noch vor der Zündung noch ohne Weiteres erfolgen kann. Insoweit entspricht der Homogenbetrieb in etwa der Betriebsweise von Brennkraftmaschinen, bei denen in herkömmlicher WeiseIn the homogeneous operation provided for such larger loads, the gasoline is injected during the intake phase of the internal combustion engine, so that swirling and thus distribution of the gasoline in the combustion chamber can take place easily before the ignition. In this respect, the homogeneous operation corresponds approximately to the operating mode of internal combustion engines, in the conventional way
Kraftstoff in das Ansaugrohr eingespritzt wird. Bei Bedarf
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Fuel is injected into the intake pipe. If necessary
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SD H- CD CQ rr fi Ό μ- 3 i SD H rt rt LQ φ 0 Φ μ- trSD H- CD CQ rr fi Ό μ- 3 i SD H rt rt LQ φ 0 Φ μ- tr
3 iQ li CD 3 N ?r P- HI 3 3 tr SD ü LQ O Φ 3 P. rr 3 φ rr ? CD H- •- H- α CD μ- tr CD <! μ- CD 0= Λ" μ- rr3 iQ li CD 3 N? R P- HI 3 3 tr SD ü LQ O Φ 3 P. rr 3 φ rr? CD H- • - H- α CD μ- tr CD <! μ- CD 0 = Λ " μ- rr
CD CD 3 IQ 3 3 SD n CD D μ- 0 CD rr CD 01 ~\ φ 0 φ fiCD CD 3 IQ 3 3 SD n CD D μ- 0 CD rr CD 01 ~ \ φ 0 φ fi
H- H- CD 3 μ- tT N rr 3 CD fi :> ω tr r 3 SD 0 3 H- μ- rr α }-• rr 3 CD CD CD P- fi ω 3 CD 3 CD r CD SD 3 ^ P. 3 φH- H- CD 3 μ- tT N rr 3 CD fi:> ω tr r 3 SD 0 3 H- μ- rr α} - • rr 3 CD CD CD P- fi ω 3 CD 3 CD r CD SD 3 ^ P. 3 φ
H SD H- μ- s^ μ- *Ö fi μ- μ- 0 d 0 01 Φ i φ Φ tr fl) N CD 3 Q, CD 3 f . CD H tr 3 rt 3 φ 01 rt Φ fi 3H SD H- μ- s ^ μ- * Ö fi μ- μ- 0 d 0 01 Φ i φ Φ tr fl) N CD 3 Q, CD 3 f. CD H tr 3 rt 3 φ 01 rt Φ fi 3
H- f- tr LQ CD fi CD £ Ω tr H- CD CQ f» H Φ μ-H- f- tr LQ CD fi CD £ Ω tr H- CD CQ f »H Φ μ-
3 N (D l s: 3 CD 3- r μ- CD CD fi 3 rr tr φ t i3 N (D l s: 3 CD 3- r μ- CD CD fi 3 rr tr φ t i
3 SD 3 SD μ. ι-i t- P- fi fi D S μ- 5- N 3 C-3 SD 3 SD μ. ι-i t- P- fi fi D S μ- 5- N 3 C-
01 3J 3 C CD CD C fi 01 3 μ- s01 3 J 3 C CD CD C fi 01 3 μ- s
0 CD N P. CD 3 3 < 1 3 w fi0 CD N P. CD 3 3 <1 3 w fi
1 3 CQ CD LQ CD P. Φ fi fi j 3 P- rt' μ- LQ 3 1 3 CQ CD LQ CD P. Φ fi fi j 3 P- rt ' μ- LQ 3
hoher Druck aufbauen kann, dass eine unkontrollierte Selbstzündung eintritt, noch bevor die Flammenfront das restliche unverbrannte Benzin-Luft-Gemisch erfassen kann. Ist die Brenngeschwindigkeit schnell genug, erfasst die Flammenfront auch diesen Endgasbereich, noch bevor sich dieser hohe Selbstzündungsdruck in der unverbrannten Zone aufbauen kann .high pressure can build up that an uncontrolled self-ignition occurs even before the flame front can detect the remaining unburned gasoline-air mixture. If the burning speed is fast enough, the flame front also detects this end gas area before this high auto-ignition pressure can build up in the unburned zone.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennkraftmaschine durch geeignete Zusatzmaßnahmen unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik die Zündfähigkeit eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in einem Brennraum der Brennkraftmaschine zu erhöhen und zumindest nach Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine eine sichere und zuverlässige Selbstentzündung des Gemisches zu ermöglichen.The present invention is based on the object of increasing the ignitability of a fuel-air mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine by means of suitable additional measures while avoiding the disadvantages of the prior art and at least after reaching the operating temperature of the internal combustion engine a safe and reliable self-ignition of the mixture.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vor, dass in einem Brennraum derTo achieve this object, the invention proposes, based on the method for operating an internal combustion engine of the type mentioned, that in a combustion chamber
Brennkraftmaschine befindliche Luft aufgeheizt wird und Kraftstoff während einer Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine direkt in den Brennraum eingespritzt wird, wo er zusammen mit der verdichteten, aufgeheizten Luft ein selbstentzündbares Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet.Air located in the internal combustion engine is heated and fuel is injected directly into the combustion chamber during a compression phase of the internal combustion engine, where it forms a self-ignitable fuel-air mixture together with the compressed, heated air.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur für mit Benzin betriebene Brennkraftmaschinen, sonderen .auch für solcheThe present invention is not only for gasoline-powered internal combustion engines, but also for such
Brennkraftmaschinen geeignet, die mit anderen flüssigen Kraftstoffen, die bei bisherigen Anwendungen auf Fremdzündung angewiesen sind, z. B. Kraftstoffe auf Alkoholbasis wie Methanol, Äthanol o.a. oder Flüssiggas.Internal combustion engines suitable with other liquid fuels that have relied on spark ignition in previous applications, e.g. B. Alcohol-based fuels such as methanol, ethanol, etc. or LPG.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine L to H in o in o LΠ o inAn essential aspect of the present invention is one L to H in o in o LΠ o in
< ω 0- Pi Φ Cd μ- 3 0 Cd i < ^ α Ω ^ X H 3 < < N N φ r Φ SD μ- φ « 3 Cd tr1 Pi φ Φ tr Φ fi fi 3 μ- 3 fi Φ Φ μ- 0 φ Φ 3 SD Φ 0 Φ Φ μ- fi fi tr 01 μ- fi 0= φ C Φ fi φ 3 3 φ rt P, Hi 0 fi SD fi 3 SD μ- Ω fi H μ- μ- 3 SD tr LQ rt 3 SD LQ rt Hi 0 tr tr H 0= 3 i μ- rr tr 3 Ω μ- 3 3 tr tr SD r rr rr Hi μ- Φ Φ Hl fi rt rt fi 03 Hi M LQ 3 φ t <! 3 fi 3 tr 03 3 φ 3 fi 0 LQ "Ü fi H- rt 01 & rt μ- μ- φ rt μ- h-1 3 μ- Φ Pi μ- φ Φ Ω Φ rt Pi φ ω Φ 0 μ- 01 N Ω SD •^ 01 Ω Φ Ω μ-<ω 0- Pi Φ Cd μ- 3 0 Cd i <^ α Ω ^ XH 3 <<NN φ r Φ SD μ- φ «3 Cd tr 1 Pi φ Φ tr Φ fi fi 3 μ- 3 fi Φ Φ μ - 0 φ Φ 3 SD Φ 0 Φ Φ μ- fi fi tr 01 μ- fi 0 = φ C Φ fi φ 3 3 φ rt P, Hi 0 fi SD fi 3 SD μ- Ω fi H μ- μ- 3 SD tr LQ rt 3 SD LQ rt Hi 0 tr tr H 0 = 3 i μ- rr tr 3 Ω μ- 3 3 tr tr SD r rr rr Hi μ- Φ Φ Hl fi rt rt fi 03 Hi M LQ 3 φ t <! 3 fi 3 tr 03 3 φ 3 fi 0 LQ "Ü fi H- rt 01 & rt μ- μ- φ rt μ- h- 1 3 μ- Φ Pi μ- φ Φ Ω Φ rt Pi φ ω Φ 0 μ- 01 N Ω SD • ^ 01 Ω Φ Ω μ-
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3 0= 01 ω o Hi < Hl tr 3 tr 3 Hl μ- Hi 0 H 3 3 Φ Φ X rr O -1 φ Φ O - 01 3 tr3 0 = 01 ω o Hi <Hl tr 3 tr 3 Hl μ- Hi 0 H 3 3 Φ Φ X rr O - 1 φ Φ O - 01 3 tr
0 3 01 SD tr rt Φ φ fi LQ 0 H φ N i 3 01 0 rt Ω rr • Hi ≤ 0 μ- 3 Hi rt μ- Φ0 3 01 SD tr rt Φ φ fi LQ 0 H φ N i 3 01 0 rt Ω rr • Hi ≤ 0 μ- 3 Hi rt μ- Φ
3 i μ- rt rt fi Φ 03 fi 3 0 0: 0 X Ω 0 3 ISl tr Hi μ- UI Pi Hi Pi Φ 033 i μ- rt rt fi Φ 03 fi 3 0 0: 0 X Ω 0 3 ISl tr Hi μ- UI Pi Hi Pi Φ 03
LQ c LQ N < P, φ 3 LQ Φ LQ 3 Cd 3 3 rt tr tr LQ 0 rr P, ü fi 01 ü N Φ μ- 3 Ω <LQ c LQ N <P, φ 3 LQ Φ LQ 3 Cd 3 3 rt tr tr LQ 0 rr P, ü fi 01 ü N Φ μ- 3 Ω <
3 Φ O μ- μ- 3 φ , rt 3 Pi rt 0 μ- Φ 03 3 Φ Φ μ- Pi φ SD 0'- 3 φ TS tr Φ3 Φ O μ- μ- 3 φ, rt 3 Pi rt 0 μ- Φ 03 3 Φ Φ μ- Pi φ SD 0'- 3 φ TS tr Φ
Pi LQ 3 Φ μ- fi Ω s 0 3 0 < rt Φ tr Φ φ fi LQ Φ fi fi 3 " 3 01 3 Φ Φ fiPi LQ 3 Φ μ- fi Ω s 0 3 0 <rt Φ tr Φ φ fi LQ Φ fi fi 3 " 3 01 3 Φ Φ fi
Φ SD μ- 3 LQ tr φ s SD= N Φ £ N rr μ- .p φ SD Φ μ- φ Pi 3 Cd fi 01 trΦ SD μ- 3 LQ tr φ s SD = N Φ £ N rr μ- .p φ SD Φ μ- φ Pi 3 Cd fi 01 tr
0 X Ω 3 Φ Φ rt fi LQ LΛ μ- fi Φ 0: μ-1 ts LQ 3 3 H N fi Pi 3 <! 0 μ- fi SD Φ rt SD t Φ 3 01 0 01 φ 3 fi 0 i fii φ N Φ LQ 3 Φ μ- SD 0 3 rr Φ rt 010 X Ω 3 Φ Φ rt fi LQ LΛ μ- fi Φ 0 : μ- 1 ts LQ 3 3 HN fi Pi 3 <! 0 μ- fi SD Φ rt SD t Φ 3 01 0 01 φ 3 fi 0 i fii φ N Φ LQ 3 Φ μ- SD 0 3 rr Φ rt 01
3 Φ H Ω 3 N φ 2 i μ- ü Pi 0 0 0 r i Hi Φ rt μ- φ 01 td fi LQ 3 0 σ 01 μ- 3 3 X tr LQ Φ μ- μ- rt φ φ 0 fi 3 H fi 0: . — . 0-- 01 Hi rr 01 fi tr to 3 fi SD φ3 Φ H Ω 3 N φ 2 i μ- ü Pi 0 0 0 ri Hi Φ rt μ- φ 01 td fi LQ 3 0 σ 01 μ- 3 3 X tr LQ Φ μ- μ- rt φ φ 0 fi 3 H fi 0:. -. 0-- 01 Hi rr 01 fi tr to 3 fi SD φ
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Ξ Ül μ- Φ SD H tr μ- Hl 0 tr fi Hi fi φ fi TS rt 0 Cd Pi 0 SD SD (= (D:Ξ Ül μ- Φ SD H tr μ- Hl 0 tr fi Hi fi φ fi TS rt 0 Cd Pi 0 SD SD (= (D:
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Pi tr 3 fi tr 0 tr 01 rr μ- Cd TS l Φ Pi SD φ 3 0 01 rr rr rt fi tr 3 Φ tr 3 3 LQ φ • rt 01 3 N rt 01 rt μ- Φ tr1 fi SD 01 H rt Φ α 01 01 N Φ 3 3 rt d ?Pi tr 3 fi tr 0 tr 01 rr μ- Cd TS l Φ Pi SD φ 3 0 01 rr rr rt fi tr 3 Φ tr 3 3 LQ φ • rt 01 3 N rt 01 rt μ- Φ tr 1 fi SD 01 H rt Φ α 01 01 N Φ 3 3 rt d?
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H LQ rt fi fi H LQ rt f i fi
die Tatsache, dass die Verbrennung nicht mehr von der Zündkerze eingeleitet wird und sich in einer Flammenfront von der Zündkerze ausgehend ausbreitet, sondern allein durch die Aufheizung eines in dem Brennraum eingeschlossenen Kraftstoff-Luft-Gemisches.the fact that the combustion is no longer initiated by the spark plug and spreads in a flame front from the spark plug, but only by heating a fuel-air mixture enclosed in the combustion chamber.
Die Verbrennungseinleitung über Selbstzündung besitzt die Eigenschaften einer überwiegend vorgemischten Verbrennung mit geringen Di fusionsanteilen. Dabei entstehen gleichzeitig mehrere Zündquellen, die im gesamten Brennraum verteilt sein können und zwar dort, wo sich ein gut aufbereitetes zündfähiges Kraf stoff-Luft-Gemisch befindet. Die weitere Flammenausbreitung wird durch die Luft orwärmung auch in eventuell vorhandenen extrem mageren Gemischzonen unterstützt. Dieses zündfähige Benzin-Luft- Gemisch kann mit den heutigen Mitteln der Einspritztechnik problemlos erzeugt werden (z.B. kleinerThe initiation of combustion via self-ignition has the properties of a predominantly premixed combustion with low diffusion fractions. This creates several ignition sources at the same time, which can be distributed throughout the combustion chamber, where there is a well-prepared ignitable fuel-air mixture. The further flame spread is supported by the air warming also in possibly existing extremely lean mixture zones. This ignitable gasoline-air mixture can be easily generated using today's injection technology (e.g. smaller
Spritzlochdurchmesser eines Einspritzventils im Bereich von 0,12mm, Mehrfacheinspritzung, Variation des Raildrucks oder Aufheizung des Kraftstoffs kurz vor der Einspritzung) .Injection hole diameter of an injection valve in the range of 0.12mm, multiple injection, variation of the rail pressure or heating of the fuel shortly before the injection).
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Verbrennungsluft in dem Brennraum aufzuheizen, von denen nachfolgend einige näher erläutert werden.There are various possibilities within the scope of the present invention to heat the combustion air in the combustion chamber, some of which are explained in more detail below.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass zum Aufheizen der in dem Brennraum befindlichen Luft ein höheres Verdichtungsverhältnis vorgesehen wird. Das erhöhteAccording to an advantageous development of the present invention, it is proposed that a higher compression ratio be provided for heating the air in the combustion chamber. That increased
Verdichtungsverhältnis stellt sicher, dass die Verbrennung unter Berücksichtigung eines geringen Zündverzugs unmittelbar nach der Einspritzung stattfinden kann. Durch die späte Einspritzung kurz vor dem oberen Zündtotpunkt wird ein motorschädigendes Klopfen wirksam unterbunden, da kein Kraftstoff in die Zwickelräume zwischen Kolben und
Figure imgf000011_0001
Compression ratio ensures that the combustion can take place immediately after the injection, taking into account a slight ignition delay. The late injection shortly before the top ignition dead point effectively prevents knocking, which is damaging to the engine, since there is no fuel in the gusset spaces between the piston and
Figure imgf000011_0001
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Sauerstoffgehalt in dem Brennraum reduziert wird. Dadurch wird die Stickoxidemission verringert.Oxygen content in the combustion chamber is reduced. This reduces nitrogen oxide emissions.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass zum Aufheizen der in dem Brennraum befindlichen Luft während einer Ansaugphase der Brennkraftmaschine vorverdichtete Luft in den Brennraum gesaugt wird. Durch die Aufladung wird die Brennluft verdichtet und dadurch ihre Temperatur erhöht .According to a preferred embodiment of the present invention, it is proposed that pre-compressed air is sucked into the combustion chamber to heat up the air in the combustion chamber during an intake phase of the internal combustion engine. Charging compresses the combustion air and increases its temperature.
Die Bildung einer Flammenfront während der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Brennraum kann insbesondere dadurch verhindert werden, dass der Kraftstoff fein verteilt in den Brennraum eingespritzt wird.The formation of a flame front during the combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber can in particular be prevented by injecting the fuel into the combustion chamber in a finely divided manner.
Vorteilhafterweise wird der Kraftstoff mit Hilfe eines in Durchlassrichtung öffnenden A-Ventils in den Brennraum eingespritzt. Alternativ kann der Kraftstoff mit Hilfe eines entgegen der Durchlassrichtung öffnenden I-Ventils mit mehreren, vorzugsweise mit mindestens sechs,The fuel is advantageously injected into the combustion chamber with the aid of an A valve that opens in the forward direction. Alternatively, the fuel can be supplied with an I-valve that opens against the direction of passage with several, preferably with at least six,
Spritzlöchern in den Brennraum eingespritzt werden, die auf einer Ellipsenlinie oder einer Kreislinie mit der Injektorspitze als Mittelpunkt oder einer sonst geeigneten Form in Abstimmung zur Brennraumgeometrie angeordnet sind. Die Spritzlöcher sind vorzugsweise derart angeordnet, dass der Kraftstoff möglichst gleichmäßig in dem Brennraum verteilt werden kann. Damit kann eine gleichmäßige Verteilung des Kraftstoffs in dem Brennraum und eine zuverlässige Verbrennung erreicht werden. Dadurch kann sich ein Flammenkern, der sich im Bereich des Einspritzstrahls gebildet hat, unmittelbar auf benachbarte Zonen ausbreiten, ohne dass die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit durch mehr oder weniger große Magerzonen verzögert wird. Die Ausgestaltung des Lochbildes der Einspritzventile entspricht weitgehend dem Lochbild für strahlgeführte Brennverfahren (vgl. "Kraftfahrtechnisches Taschenbuch/Bosch", 22. Aufl., Springer-Verlag, 1998, S. 369) , worauf ausdrücklich Bezug genommen wird.Injection holes are injected into the combustion chamber, which are arranged on an ellipse or a circular line with the injector tip as the center or some other suitable shape in coordination with the combustion chamber geometry. The spray holes are preferably arranged such that the fuel can be distributed as evenly as possible in the combustion chamber. A uniform distribution of the fuel in the combustion chamber and reliable combustion can thus be achieved. As a result, a flame core, which has formed in the region of the injection jet, can spread directly to adjacent zones without the flame propagation speed being delayed by more or less large lean zones. The design of the hole pattern of the injection valves largely corresponds to the hole pattern for jet-guided combustion processes (cf. "Automotive engineering Taschenbuch / Bosch ", 22nd edition, Springer-Verlag, 1998, p. 369), to which express reference is made.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Kraftstoff über einen Injektor in den Brennraum eingespritzt wird, dessen Kegelöffnungswinkel mindestens 60° beträgt. Die Einspritzstrahlen spannen eine angenäherte Mantelfläche eines Einspritzkegels auf. Je mehr Einspritzstrahlen bei Mehrlochinjektoren vorhanden sind, desto vollkommener ist der Kegelmantel ausgebildet. Mit Mehrlochventilen kann auch ein variabler Strahlkegel dargestellt werden, der in Motorlängsrichtung einen anderen Kegelwinkel besitzt als in Motorquerrichtung. Diese Eigenschaft ist bei dachförmigen Brennräumen wichtig, da aufgrund einer intensiven Strahlbelüftung in Richtung des Dachfirstes ein größerer Kegelwinkel vorteilhafter ist als in Richtung der Dachneigung. Statt Mehrlochinjektoren können bspw. auch nach außen öffnende Schirmstrahldüsen eingesetzt werden, die einen vollkommenen Strahlkegel aufbauen.According to another preferred embodiment of the present invention, it is proposed that the fuel is injected into the combustion chamber via an injector, the cone opening angle of which is at least 60 °. The injection jets span an approximate lateral surface of an injection cone. The more injection jets there are in multi-hole injectors, the more perfect the cone jacket is. With multi-hole valves, a variable jet cone can also be represented, which has a different cone angle in the longitudinal direction of the engine than in the transverse direction of the engine. This property is important for roof-shaped combustion chambers, because due to intensive jet ventilation in the direction of the roof ridge, a larger cone angle is more advantageous than in the direction of the roof pitch. Instead of multi-hole injectors, it is also possible, for example, to use outwardly opening screen jet nozzles that build up a perfect jet cone.
Die Aufheizung der in dem Brennraum befindlichen Brennluft kann noch dadurch verbessert werden, dass in den Brennraum eine Glühstiftkerze ragt, die bei einem Kaltstart derThe heating of the combustion air in the combustion chamber can be further improved in that a glow plug protrudes into the combustion chamber, which, when the engine is cold-started
Brennkraftmaschine aktiviert wird. Dadurch kann selbst bei einem Kaltstart bei extrem niedrigen Umgebungstemperaturen eine sichere und zuverlässige Zündung und Entflammung des Kraftstoff-Luft-Gemisches sichergestellt werden. Mit Hilfe der Glühstifkerze kann die Selbstentzündung des Kraftstoff- Luft-Gemisches zusätzlich unterstützt werden. Die Glühstiftkerze kann deaktiviert werden, sobald die Brennkraftmaschine rund läuft .Internal combustion engine is activated. This ensures safe and reliable ignition and ignition of the fuel-air mixture even during a cold start at extremely low ambient temperatures. With the help of the glow plug, the self-ignition of the fuel-air mixture can be additionally supported. The glow plug can be deactivated as soon as the internal combustion engine runs smoothly.
Schließlich wird gemäß einer anderen bevorzugtenFinally, another is preferred
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, t μ> in o in O n inEmbodiment of the present invention proposed t μ> in o in O n in
ff
SDSD
03 π03 π
00
3 i3 i
0 r0 r
Φ SΦ p
00
0 Q0 Q
00
SDSD
33
33
SDSD
CC
Hl φ μ-Hl φ μ-
0 φ0 φ
33
0101
TS φ μ-TS φ μ-
Ω tr φΩ tr φ
Φ φΦ φ
33
ΦΦ
0 et0 et
--
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insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist .is stored in particular on a flash memory.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von- dem Steuergerät der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät eine Aufheizung von in dem Brennraum der Brennkraftmaschine befindlicher Luft und eine Einspritzung des Kraftstoffs während einer Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine direkt in den Brennraum veranlasst, wo er zusammen mit der verdichteten, aufgeheizten Luft ein selbstentzündbares Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet.As a further solution to the object of the present invention, starting from the control device of the type mentioned at the outset, it is proposed that the control device cause heating of air in the combustion chamber of the internal combustion engine and injection of the fuel directly into the combustion chamber during a compression phase of the internal combustion engine, where it forms a self-igniting fuel-air mixture together with the compressed, heated air.
Schließlich wird als noch eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausgehend von der Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Brennkraftmaschine Mittel zum Aufheizen von in dem Brennraum der Brennkraftmaschine befindlicher Luft aufweist und das Kraftstoffeinspritzsystem Kraftstoff während einer Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine direkt in denFinally, as yet another solution to the object of the present invention, starting from the internal combustion engine of the type mentioned at the outset, it is proposed that the internal combustion engine have means for heating air located in the combustion chamber of the internal combustion engine and that the fuel injection system delivers fuel directly into the engine during a compression phase of the internal combustion engine
Brennraum einspritzt, wo es zusammen mit der verdichteten, aufgeheizten Luft ein selbstentzündbares Kraftstoff-Luft- Gemisch bildet.Injects combustion chamber, where it forms a self-ignitable fuel-air mixture together with the compressed, heated air.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Brennkraftmaschine Mittel zum Aufheizen des Kraftstoffs in dem Kraftstoffeinspritzsystem aufweist und das Kraftstoffeinspritzsystem den aufgeheizten Kraftstoff in den Brennraum einspritzt.According to an advantageous development of the present invention, it is proposed that the internal combustion engine have means for heating the fuel in the fuel injection system and the fuel injection system injects the heated fuel into the combustion chamber.
Zeichnungendrawings
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen :Further features, possible applications and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are described in the Drawing are shown. All of the features described or illustrated, individually or in any combination, form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the patent claims or their dependency, and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing. Show it :
Figur 1 eine erfindungsgemäße direkteinspritzende Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugtenFigure 1 shows a direct injection internal combustion engine according to the invention according to a preferred
Ausführungsform;embodiment;
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; undFIG. 2 shows a flow chart of a method according to the invention in accordance with a preferred embodiment; and
Figur 3 ein Beispiel für einen zeitlichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Figur 2 in Abhängigkeit von einer Drehwinkelstellung °KW einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine.3 shows an example of a time sequence of the method according to the invention from FIG. 2 as a function of an angle of rotation position ° KW of a crankshaft of the internal combustion engine.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße direkteinspritzende Benzin-Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin und her bewegbar ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur für mit Benzin betriebene Brennkraftmaschinen 1, sonderen auch für solche Brennkraftmaschinen geeignet, die mit anderen flüssigen Kraftstoffen, die bei bisherigen Anwendungen auf Fremdzündung angewiesen sind, z. B. Kraftstoffe auf Alkoholbasis wie Methanol, Äthanol o.a. oder Flüssiggas. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Es können auch mehrere Einlassventile 5 und/oder mehrere Auslassventile 6 je Brennraum 4 vorgesehen sein. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil ein Abgasrohr 8 gekoppelt.1 shows a direct-injection gasoline internal combustion engine 1 of a motor vehicle according to the invention, in which a piston 2 can be moved back and forth in a cylinder 3. The present invention is not only suitable for petrol-operated internal combustion engines 1, but also for those internal combustion engines which are compatible with other liquid fuels which have relied on spark ignition in previous applications, e.g. B. alcohol-based fuels such as methanol, ethanol or the like or LPG. The cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4, which is delimited inter alia by the piston 2, an inlet valve 5 and an outlet valve 6. Several inlet valves 5 and / or several can also be used Exhaust valves 6 can be provided per combustion chamber 4. An intake pipe 7 is coupled to the inlet valve 5 and an exhaust pipe 8 is coupled to the outlet valve.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragt ein Einspritzventil 9 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Benzin in den Brennraum 4 eingespritzt werden.In the area of the inlet valve 5 and the outlet valve 6, an injection valve 9 projects into the combustion chamber 4. Gasoline can be injected into the combustion chamber 4 via the injection valve 9.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar ist . Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches entstehenden Abgase dient.In the intake pipe 7, a rotatable throttle valve 11 is accommodated, via which air can be fed to the intake pipe 7. The amount of air supplied is dependent on the angular position of the throttle valve 11. A catalytic converter 12 is accommodated in the exhaust pipe 8 and serves to clean the exhaust gases resulting from the combustion of the fuel-air mixture.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoff- Luft-Gemisches 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die auf eine nicht dargestellte Kurbelwelle übertragen wird und auf diese ein Drehmoment ausübt . An der Oberseite des Kolbens 2 ist eine Brennraummulde 23 vorgesehen. Das Einspritzventil 9 ist zentrisch zu der Brennraummulde 23 angeordnet und weist eine Mehrloch-Düse auf. Durch die Brennraummulde 23 und das besonders ausgebildeteThe combustion of the fuel-air mixture 4 causes the piston 2 to move back and forth, which is transmitted to a crankshaft (not shown) and exerts a torque thereon. A combustion chamber trough 23 is provided on the top of the piston 2. The injection valve 9 is arranged centrally to the combustion chamber trough 23 and has a multi-hole nozzle. Through the combustion chamber trough 23 and the specially trained
Einspritzventil 9 kann ein strahlgeführtes Brennverfahren realisiert werden. Die Brennkraftmaschine 1 wird im Schichtbetrieb betrieben.Injection valve 9, a jet-guided combustion process can be implemented. The internal combustion engine 1 is operated in shift operation.
Ein Steuergerät 18 zur Steuerung und/oder Regelung der direkteinspritzenden Brennkraftmaschine 1 ist von Eingangssignalen 19 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Bspw. ist das Steuergerät 18 mit einem Luftmassensensor, einem Lambda-Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät lυ t H in o in o inA control device 18 for controlling and / or regulating the direct-injection internal combustion engine 1 is acted upon by input signals 19, which represent operating variables of the internal combustion engine 1 measured by sensors. For example. the control unit 18 is connected to an air mass sensor, a lambda sensor, a speed sensor and the like. Furthermore, the control unit lυ t H in o in o in
tr LQtr LQ
Φ φ rt 0=Φ φ rt 0 =
0 Hl μ- Hl0 Hl μ- Hl
Φ 0 tr ΦTr 0 tr Φ
Φ rtΦ rt
00
00
^ 0^ 0
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00
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03 303 3
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Φ HlΦ St.
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3 μ-3 μ-
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0303
0101
Φ rtΦ rt
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Schichtbetrieb weitgehend über die Kraftstoffmasse eingestellt. Mit dem Schichtbetrieb kann die Brennkraftmaschine 1 insbesondere im Leerlauf und bei Teillast betrieben werden. Da es sich um ein strahlgeführtes Brennverfahren handelt, kann dieShift operation largely set via the fuel mass. With stratified operation, the internal combustion engine 1 can be operated, in particular, when idling and at partial load. Since it is a beam-guided combustion process, the
Brennkraftmaschine auch bei Volllast im Schichtbetrieb gefahren werden.Internal combustion engine can also be operated in full shift operation.
In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Verfahren beginnt in einem2 shows a flow chart of a method according to the invention. The process begins in one
Funktionsblock 30. In einem Funktionsblock 31 wird Luft aus dem Ansaugrohr 7 über das Einlassventil 5 in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine gesaugt . In einem Funktionsblock 32 wird die angesaugte Brennluft erhitzt. Das kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, bspw. durch ein erhöhtes Verdichtungsverhältnis, durch eine Aufladung oder durch eine Abgasrückführung. In einem Funktionsblock 33 wird dann über das Einspritzventil 9 Benzin in die komprimierte und erwärmte Brennluft eingespritzt. Das Benzin bildet zusammen mit der Brennluft ein selbstzündf higes Benzin-Luft- Gemisch, das sich nach einem kurzen Zündverzug selbst entzündet. Zur Verkürzung des Zündverzugs kann bspw. eine Glühstiftkerze in dem Brennraum 4 angeordnet werden, die bei Bedarf für eine zusätzliche Erwärmung der Brennluft zugeschaltet wird. Der Zündverzug kann auch durch eine vorteilhafte Ausgestaltung des Einspritzventils, bspw. einen Mehrlochventil oder eine nach außen öffnende Schirmstrahldüse, verringert werden. In einem Funktionsblock 34 wird das erfindungsgemäße Verfahren dann beendet.Function block 30. In a function block 31, air is sucked from the intake pipe 7 via the inlet valve 5 into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine. The sucked-in combustion air is heated in a function block 32. This can be done in different ways, for example by an increased compression ratio, by charging or by exhaust gas recirculation. In a function block 33, gasoline is then injected into the compressed and heated combustion air via the injection valve 9. Together with the combustion air, the gasoline forms a self-igniting gasoline-air mixture that ignites itself after a short delay in ignition. To shorten the ignition delay, for example, a glow plug can be arranged in the combustion chamber 4, which is switched on if necessary for additional heating of the combustion air. The ignition delay can also be reduced by an advantageous embodiment of the injection valve, for example a multi-hole valve or an outwardly opening screen jet nozzle. The method according to the invention is then ended in a function block 34.
In Fig. 3 ist ein Beispiel für einen zeitlichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, aus Fig. 2 in Abhängigkeit von einer Drehwinkelstellung °KW der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Die genauen Zeiten fürFIG. 3 shows an example of a chronological sequence of the method according to the invention, from FIG. 2 as a function of an angular position ° KW of the crankshaft of the internal combustion engine 1. The exact times for
Ansteuerbeginn und Ansteuerende hängen vom Injektor und der
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The start and end of activation depend on the injector and the
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Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Brennraum (4) der Brennkraf maschine (1) befindliche Luft aufgeheizt wird und Kraftstoff während einer Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine (1) direkt in den Brennraum (4) eingespritzt wird, wo er zusammen mit der verdichteten, aufgeheizten Luft ein selbstentzundbares Kraftstoff-Lu t-Gemisch bildet.1. A method for operating an internal combustion engine (1), in particular a motor vehicle, characterized in that air located in a combustion chamber (4) of the internal combustion engine (1) is heated and fuel is injected directly into the combustion chamber (4) during a compression phase of the internal combustion engine (1) ) is injected, where it forms a self-ignitable fuel-air mixture together with the compressed, heated air.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufheizen der in dem Brennraum (4) befindlichen2. The method according to claim 1, characterized in that for heating the located in the combustion chamber (4)
Luft ein höheres Verdichtungsverhältnis vorgesehen wird.Air a higher compression ratio is provided.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein höheres geometrisches Kompressionsverhältnis (egeom) vorgesehen wird.3. The method according to claim 2, characterized in that a higher geometric compression ratio (egeom) is provided.
. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass ein höheres effektives Kompressionsverhältnis (eeff) vorgesehen wird., A method according to claim 2 or 3, characterized in that a higher effective compression ratio (eeff) is provided.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufheizen der in dem Brennraum (4i befindlichen Luft während einer Ansaugphase der Brennkraftmaschine (1) zum Teil verbrannte Abgase in den Brennraum (4) gesaugt werden. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that partially burned exhaust gases are sucked into the combustion chamber (4) for heating the air in the combustion chamber (4i) during a suction phase of the internal combustion engine (1).
S. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufheizen der in dem Brennraum (4) befindlichen Luft während einer Ansaugphase der Brennkraftmaschine (1) vorverdichtete Luft in den Brennraum (4) gesaugt wird. S. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that for heating the air located in the combustion chamber (4) during a suction phase of the internal combustion engine (1) pre-compressed air is sucked into the combustion chamber (4).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff fein verteilt in den Brennraum (4) eingespritzt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the fuel is injected finely divided into the combustion chamber (4).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff mit Hilfe eines in Durchlassrichtung öffnenden A-Ventils in den Brennraum (4) eingespritzt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the fuel is injected into the combustion chamber (4) with the aid of an A valve opening in the forward direction.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff mit Hilfe eines entgegen der Durchlassrichtung öffnenden I-Ventils mit mehreren, vorzugsweise mit mindestens' sechs, Spritzlöchern in den Brennraum (4) eingespritzt wird, die auf einer Ellipsenlinie oder einer Kreislinie mit der Injektorspitze als Mittelpunkt angeordnet sind.9. The method according to claim 7, characterized in that the fuel is injected into the combustion chamber (4) with the aid of an I-valve opening counter to the passage direction with several, preferably with at least ' six, spray holes, which are on an ellipse or a circular line the injector tip are arranged as the center.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff über einen Injektor in den Brennraum eingespritzt wird, dessen Kegelöffnungswinkel mindestens 60° beträgt.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the fuel is injected into the combustion chamber via an injector, the cone opening angle of which is at least 60 °.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Brennraum eine Glühstiftkerze ragt, die bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine (1) aktiviert wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a glow plug protrudes into the combustion chamber, which is activated when the internal combustion engine (1) is cold started.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Einspritzung von Kraftstoff während der Verdichtungsphase eine geringe Menge Kraftstoff direkt in den Brennraum (4) der Brennkraftmaschine (1) voreingespritzt wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that before the injection of fuel during the compression phase, a small amount of fuel directly into the combustion chamber (4) of the internal combustion engine (1) is pre-injected.
13. Speicherelement (22), insbesondere Read-Only-Memory, Random-Access-Memory oder Flash-Memory, für ein Steuergerät (18) einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Computerprogramm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät (21), insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 geeignet ist.13. Memory element (22), in particular read-only memory, random access memory or flash memory, for a control device (18) of an internal combustion engine (1), in particular a motor vehicle, on which a computer program is stored, which is stored on a computing device (21), in particular on a microprocessor, is executable and suitable for executing a method according to one of claims 1 to 12.
14. Computerprogramm, das auf einem Rechengerät (21), insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 geeignet ist, wenn es auf dem Rechengerät (21) abläuft.14. Computer program that can run on a computing device (21), in particular on a microprocessor, characterized in that the computer program is suitable for executing a method according to one of claims 1 to 12 when it runs on the computing device (21).
15. Computerprogramm nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm auf einem Speicherelement (22), insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.15. Computer program according to claim 14, characterized in that the computer program is stored on a memory element (22), in particular on a flash memory.
16. Steuergerät (18) für eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs zur Steuerung und/oder Regelung der Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum (4) der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (18) eine Aufheizung von in dem Brennraum (4) der Brennkraftmaschine (1) befindlicher Luft und eine Einspritzung des Kraftstoffs während einer Verdichtungsphase der Brennkraftmaschine (1) direkt in den Brennraum (4) veranlasst, wo es zusammen mit der verdichteten, aufgeheizten Luft ein selbstentzündbares Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet.16. Control unit (18) for an internal combustion engine (1), in particular of a motor vehicle, for controlling and / or regulating the injection of fuel into a combustion chamber (4) of the internal combustion engine, characterized in that the control unit (18) heats up in the combustion chamber ( 4) of the internal combustion engine (1) and an injection of the fuel during a compression phase of the internal combustion engine (1) directly into the combustion chamber (4), where it forms a self-ignitable fuel-air mixture together with the compressed, heated air.
17. Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Brennkraftmaschine (1) ein17. Internal combustion engine (1), in particular a motor vehicle, the internal combustion engine (1) being a
Kraftstoffeinspritzsystem zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum (4) der Brennkraftmaschine (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) Mittel zum Aufheizen von in dem Brennraum (4) der Brennkraftmaschine (1) befindlicher Luft aufweist und das Kraftstoffeinspritzsystem der Kraftstoff während einer Verdichtungsphase der Brennkra tmaschine (1) direkt in den Brennraum (4) einspritzt, wo es zusammen mit der verdichteten, aufgeheizten Luft ein selbstentzündbares Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet.Fuel injection system for direct injection of Fuel in a combustion chamber (4) of the internal combustion engine (1), characterized in that the internal combustion engine (1) has means for heating air in the combustion chamber (4) of the internal combustion engine (1) and the fuel injection system of the fuel during a compression phase of the Brennkra tmaschine (1) injected directly into the combustion chamber (4), where it forms a self-ignitable fuel-air mixture together with the compressed, heated air.
18. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) Mittel zum Aufheizen des Kraftstoffs in dem Kraftstoffeinspritzsystem aufweist und das Kraftstoffeinspritzsystem den aufgeheizten Kraftstoff in den Brennraum (4) einspritzt. 18. Internal combustion engine (1) according to claim 17, characterized in that the internal combustion engine (1) has means for heating the fuel in the fuel injection system and the fuel injection system injects the heated fuel into the combustion chamber (4).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10354428A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-23 Bayerische Motoren Werke Ag Management system for IC engine especially during cold starting has the opening time of the inlet valve reduced and with retarded timing
WO2019072457A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-18 Robert Bosch Gmbh Gas and liquid fuel injection with a dual-fuel injection valve

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10306457B4 (en) * 2003-02-17 2014-03-20 Robert Bosch Gmbh Method and device for increasing the heating power in motor vehicles with internal combustion engines
DE102008020221B4 (en) * 2008-04-22 2018-10-25 Thomas Koch Method for starting a self-igniting internal combustion engine at low temperatures

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4414940A (en) * 1981-04-13 1983-11-15 Loyd Robert W Conditioned compression ignition system for stratified charge engines
EP0639710A1 (en) * 1993-08-20 1995-02-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Compression-ignition type engine and combustion method of same
JPH09287528A (en) * 1996-04-23 1997-11-04 Toyota Motor Corp Cylinder injection type internal combustion engine
WO1999042718A1 (en) * 1998-02-23 1999-08-26 Cummins Engine Company, Inc. Premixed charge compression ignition engine with optimal combustion control
US6082342A (en) * 1997-03-07 2000-07-04 Institut Francais Du Petrole Process for controlling self-ignition in a 4-stroke engine
EP1096118A1 (en) * 1999-10-26 2001-05-02 Institut Francais Du Petrole Controlled self-ignition combustion process and four cycle engine with transfer conduits between exhaust and intake conduit
FR2816660A1 (en) * 2000-11-15 2002-05-17 Sagem Method, for controlling engine operating by auto-ignition technique, involves control of fuel-air mixture and quantity and temperature of air admitted
US20020059914A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-23 Nissan Motor Co., Ltd. System and method for enhanced combustion control in an internal combustion engine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896636A (en) * 1989-02-17 1990-01-30 Pfefferle William C Method of operating I. C. engines and apparatus thereof
DK173242B1 (en) * 1997-01-29 2000-05-22 Man B&W Diesel A/S of such a gas engine and a method of fuel supply Diesel-type combustion engine for combustion
JP3817977B2 (en) * 1999-07-06 2006-09-06 株式会社日立製作所 Control method of compression ignition engine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4414940A (en) * 1981-04-13 1983-11-15 Loyd Robert W Conditioned compression ignition system for stratified charge engines
EP0639710A1 (en) * 1993-08-20 1995-02-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Compression-ignition type engine and combustion method of same
JPH09287528A (en) * 1996-04-23 1997-11-04 Toyota Motor Corp Cylinder injection type internal combustion engine
US6082342A (en) * 1997-03-07 2000-07-04 Institut Francais Du Petrole Process for controlling self-ignition in a 4-stroke engine
WO1999042718A1 (en) * 1998-02-23 1999-08-26 Cummins Engine Company, Inc. Premixed charge compression ignition engine with optimal combustion control
EP1096118A1 (en) * 1999-10-26 2001-05-02 Institut Francais Du Petrole Controlled self-ignition combustion process and four cycle engine with transfer conduits between exhaust and intake conduit
FR2816660A1 (en) * 2000-11-15 2002-05-17 Sagem Method, for controlling engine operating by auto-ignition technique, involves control of fuel-air mixture and quantity and temperature of air admitted
US20020059914A1 (en) * 2000-11-21 2002-05-23 Nissan Motor Co., Ltd. System and method for enhanced combustion control in an internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10354428A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-23 Bayerische Motoren Werke Ag Management system for IC engine especially during cold starting has the opening time of the inlet valve reduced and with retarded timing
WO2019072457A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-18 Robert Bosch Gmbh Gas and liquid fuel injection with a dual-fuel injection valve

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