WO2015036094A1 - Internal combustion engine and associated operational method - Google Patents

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WO2015036094A1
WO2015036094A1 PCT/EP2014/002355 EP2014002355W WO2015036094A1 WO 2015036094 A1 WO2015036094 A1 WO 2015036094A1 EP 2014002355 W EP2014002355 W EP 2014002355W WO 2015036094 A1 WO2015036094 A1 WO 2015036094A1
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WO
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operating mode
crankshaft angle
angle curve
valve lift
intake
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PCT/EP2014/002355
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Tobias BÖCKING
Götz Brachert
Sebastian Donath
Frank Otto
Klaus Rössler
Markus Schilling
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Daimler Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a method of operating an internal combustion engine according to claim 1 and an internal combustion engine according to claim 11, which can be operated according to such a method.
  • an internal combustion engine which comprises a plurality of cylinders, each having at least one exhaust valve and at least one
  • Inlet valve is assigned.
  • the known internal combustion engine is a
  • inhomogeneous stratified charge Operating strategy, referred to as inhomogeneous stratified charge.
  • inhomogeneous shift operating strategy multiple layers are generated in the respective cylinder by means of multiple injections, which have different ⁇ values, ⁇ standing in the usual way for the fuel-air ratio. It has been found that with such an inhomogeneous stratified operation strategy, improved pollutant emission values can be achieved by realizing an exhaust gas recirculation, wherein an internal recirculation of hot exhaust gases is particularly advantageous.
  • either the respective outlet valve can be closed later to suck exhaust gas out of the exhaust tract at the opening inlet valve, or the respective inlet valve can be opened sooner to allow exhaust gas to flow into the fresh air tract, which in the subsequent intake stroke is sucked in with the fresh air.
  • the shift of the inlet beginning to early or the outlet end to late is realized with the help of special valve lift crankshaft angle curves, which are characterized in that they have four turning points.
  • the present invention is concerned with the problem of an improved embodiment of an internal combustion engine or an associated method of operation
  • the present invention is based on the general idea of providing a standard operating mode and several special operating modes for operating the internal combustion engine. Furthermore, the current operating mode is dependent on the current operating state of the internal combustion engine and dependent on the current
  • Operating strategy can be selected.
  • the current operating state is suitably determined by its position in a medium-pressure speed map.
  • a homogeneous stratified operating strategy in which initially a homogeneous base mixture with a constant ⁇ value is generated, in the immediately before
  • Fuel injection occurs, which locally in the homogeneous base layer, a central core layer with excessive fuel content or with a greatly reduced ⁇ value is generated.
  • a homogeneous lean operating strategy a homogeneous, lean mixture is produced in the respective cylinder.
  • a stoichiometric operating strategy a stoichiometric mixture with a ⁇ value of 1 is generated in the respective cylinder.
  • the standard operating mode is characterized in that an intake valve lift crankshaft angle curve between a
  • a first special mode of operation is characterized in that the intake valve lift crankshaft angle curve has a beginning of intake that is delayed from the standard operating mode. As a result, exhaust gas can enter the fresh air tract, from which it can later be sucked back again.
  • the first special operating mode can be realized particularly simply if the inlet end is selected the same as in the standard operating mode. A further simplification results, even if the maximum is positioned the same as in the standard operating mode. Also, in the first special operating mode, the exhaust valve lift crankshaft angle curve is the same as in the standard operating mode.
  • Auslassventilhub-crankshaft angle curve has a relation to the standard mode of operation after retarded outlet end. As a result, exhaust gas can be sucked back from the still open exhaust tract.
  • the start of the outlet may remain the same as in the standard mode of operation.
  • the maximum can remain the same as positioned in standard operating mode.
  • the intake valve lift crankshaft angle curve is the same as in the standard operating mode.
  • a third special operating mode the two above-mentioned special operating modes are combined with each other such that the intake valve lift crankshaft angle curve has an intake start shifted from the standard operating mode and the exhaust valve lift crankshaft angle curve is over the standard operating mode postponed
  • Exhaust gas recirculation rate can be realized. Also in this case, it may be expedient to provide the positions of the outlet beginning and the inlet end opposite to the
  • the current operating strategy can be selected depending on the position of the current operating state of the internal combustion engine in the medium-pressure speed map.
  • Operating strategy can be selected depending on the current operating state and depending on the current operating strategy, the most suitable operating mode for this purpose can be selected. This results in diverse
  • Adaptation options for operating the internal combustion engine which can be realized in particular a minimization of fuel consumption and pollutant emissions.
  • Shift operating strategy can be selected. Particularly useful is a development in which during the inhomogeneous shift operating strategy below a first boundary pressure, which is smaller than the low mean pressure, and below a limit speed, which is smaller than the average speed, the second special operating mode is selected, while above the first boundary pressure and above the limit speed of the third special operating mode is selected.
  • a first boundary pressure which is smaller than the low mean pressure
  • a limit speed which is smaller than the average speed
  • a homogeneous lean operating strategy or a homogeneous stratified operating strategy may be selected below the average mean pressure, which is greater than the low medium pressure, and below the average speed.
  • a second map area is defined within the medium-pressure speed map in addition to a first map area, which triggers the inhomogeneous shift operating strategy, a strategy change to the homogeneous
  • the shifting of the inlet start to early in the first and third special operating mode is achieved in that before the maximum opening stroke of the intake valve, the inlet valve opens earlier and remains for a longer period in an opening stroke, which is below the maximum opening stroke.
  • a displacement of the outlet end late in the second and third special operating mode is achieved analogously by the exhaust valve remains after the maximum opening stroke of the exhaust valve over a prolonged period in a stroke range which is smaller than the maximum opening stroke, and accordingly closed later.
  • the intake start in the intake valve lift crankshaft angle curve is preferably not shifted early, but the same as in the standard operating mode.
  • the residence time of the intake valve may be extended in its maximum opening stroke. Both modifications result in one
  • the first special operating mode can be selected.
  • the first special mode of operation may also be below the first limit mean pressure, which is less than the low mean pressure, and below the limit speed, which is less than the average speed and / or below the mean mean pressure, which is greater than the low mean pressure, and below the average speed and the respective
  • a first special operating mode are selected with a modified Auslrawventilhub crankshaft angle curve, wherein the first special mode with the modified Exhaust Valve Stroke Crankshaft Angle Curve has an early shifted exhaust end as compared to the first standard operating mode.
  • a stoichiometric or substoichiometric operating strategy can be selected above the average mean pressure and / or above the medium speed. It is particularly possible, during the stoichiometric or substoichiometric operating strategy below a third boundary pressure, which is above the average mean pressure, to select the first special operating mode, while above the third
  • Boundary pressure the standard operating mode is selected.
  • the respective intake valve lift crankshaft angle curve in the first and third special operating mode have exactly four inflection points, with three
  • the intake valve lift crank angle curve between the first and third inflection point has a plateau with a constant intake valve.
  • the intake valve lift crankshaft angle curve between the first and third inflection point two more extremes, namely on either side of the second inflection point, a further maximum and a minimum before the
  • the Auslisterventilhub crankshaft angle curve in the second and third special operating mode have exactly four inflection points, with three inflection points are located after the maximum.
  • the Auslisterventilhub crankshaft angle curve between the second and the fourth inflection point has a plateau with a constant Ausltruventilhub.
  • the Auslassventilhub- crankshaft angle curve between the second and the fourth inflection point has two further extremes, namely a minimum and a further maximum on either side of the third inflection point.
  • the intake valve lift crankshaft angle curve can have exactly two turning points in a modified first special operating mode or alternatively have a plateau with constant valve lift in the region of the maximum.
  • the inlet start is selected as in the standard operating mode while the inlet end is delayed.
  • the first special operating mode is modified according to the Atkinson principle.
  • An internal combustion engine according to the invention which is preferably used in a motor vehicle, comprises a plurality of cylinders, each having at least one
  • Exhaust valve and at least one inlet valve is assigned. Furthermore, the configuration of Exhaust valve and at least one inlet valve is assigned. Furthermore, the configuration of Exhaust valve and at least one inlet valve is assigned. Furthermore, the configuration of Exhaust valve and at least one inlet valve is assigned. Furthermore, the configuration of Exhaust valve and at least one inlet valve is assigned. Furthermore, the configuration of Exhaust valve and at least one inlet valve is assigned. Furthermore, the exhaust valve and at least one inlet valve is assigned. Furthermore, the
  • a valvetrain having an exhaust camshaft for driving the exhaust valves and an intake camshaft for driving the intake valves.
  • the exhaust camshaft is switchable between an exhaust default position for producing the exhaust valve lift crankshaft angle curve of the standard operating mode and an exhaust pending position for generating the exhaust valve lift crankshaft angle curve of the first, second and third special operating modes.
  • the intake camshaft is switchable between an intake default position for generating the intake valve lift crankshaft angle curve of the standard operating mode and an intake discrete position for generating the intake valve lift crankshaft angle curve of the first and third special operating modes.
  • the internal combustion engine may preferably be a gasoline engine and in particular a gasoline engine with direct injection. Furthermore, the internal combustion engine can optionally be charged, that is to say be equipped with a charging device, in particular with at least one exhaust-gas turbocharger. In an advantageous embodiment, the internal combustion engine is equipped with a control device for operating the internal combustion engine according to the operating method described above.
  • an exhaust camshaft phaser for varying the phasing of the exhaust valve lift crankshaft angle curve with respect to
  • Crankshaft angle may be provided. Additionally or alternatively, a
  • Exhaust valve lift crankshaft angle curve to be provided with respect to the crankshaft angle.
  • the modified first special operating mode can be set to realize an Atkinson operating mode.
  • Fig. 6 is a medium-pressure-speed diagram for a homogeneous
  • Lean operation strategy 7 shows a valve lift crank angle diagram for a first special operating mode modified according to the Atkinson principle
  • Fig. 8 shows another valve lift crank angle diagram for after
  • Fig. 9 is a medium pressure-speed diagram for a stoichiometric
  • valve lift crank angle diagram of the first special operating mode with a modified exhaust valve lift crankshaft angle curve.
  • An internal combustion engine which is preferably used in a motor vehicle for driving the vehicle, usually comprises a plurality of cylinders, to which at least one outlet valve and at least one inlet valve are assigned. Furthermore, the internal combustion engine is equipped with a valve drive which has at least one exhaust camshaft for actuating the exhaust valves and at least one exhaust camshaft
  • the exhaust camshaft between an outlet default position for generating a Auslrawventilhub- crankshaft angle curve of a standard operating mode and an outlet special position for generating a Auslrawventilhub crankshaft angle curve of a first, second and third special operating mode switchable
  • the intake camshaft is switchable between an intake default position for generating an intake valve lift crankshaft angle curve of the standard operating mode and an intake special position for generating an intake valve lift crankshaft angle curve of a first and third special operating mode.
  • the internal combustion engine is equipped with a control device which is designed and / or programmed such that it can operate the internal combustion engine according to the operating method explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 10.
  • the internal combustion engine can basically be designed as a gasoline engine with spark ignition.
  • the internal combustion engine is preferably equipped with a direct injection, so that the fuel can be introduced directly into the cylinder.
  • the internal combustion engine can be charged and accordingly equipped with a suitable charging device, in particular with an exhaust gas turbocharger.
  • an exhaust valve lift crankshaft angle curve is designated 1, while an intake valve lift crankshaft angle curve is designated 1.
  • Crankshaft angle curve is denoted by 2.
  • a modified intake valve lift crankshaft angle curve can be seen in FIGS. 7 and 8, which is designated by 2 '.
  • a modified Auslrawventilhub- crankshaft angle curve can be seen, which is designated 1 '.
  • the crankshaft angle is abbreviated to "crank angle”.
  • the respective camshaft is equipped with corresponding cams having corresponding cams.
  • FIG. 1 shows the valve lift crankshaft angle curves 1 and 2, which are realized in a standard operating mode Q1.
  • Recognizable possesses the intake valve lift crankshaft angle curve 2 between an inlet start 3 and an inlet end 4 only two turning points 5, 6 and between the two turning points 5, 6 only a maximum 7.
  • the exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 has between an outlet start 8 and a Outlet end 9 also two turning points 10, 1 1, between which is exactly a maximum 12.
  • this standard operating mode Q1 there is usually a slight angular one
  • both the respective inlet valve and the respective outlet valve are open at the respective cylinder.
  • the respective valve lift is so small that hardly any exhaust gas can flow back from the exhaust gas tract into the respective cylinder.
  • FIG. 2 now shows a diagram representing the valve lift crankshaft angle curves 1, 2 for a first special operating mode Q2.
  • the Auslassventilhub- crankshaft angle curve 1 is unchanged, that is identical to the standard operating mode Q1.
  • the intake valve lift crankshaft angle curve 2 has an inlet start 3 that has been shifted earlier than the standard operating mode Q1.
  • the start of intake 3 is about 340 °
  • FIG. 3 shows a second special operating mode Q3, in which the intake valve lift crankshaft angle curve 2 is unchanged from the standard operating mode Q1.
  • the exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 is changed so as to have a late-shifted exhaust end 9 with respect to the standard operation mode Q1.
  • FIG. 4 shows a third special operating mode Q4, in which both valve lift crankshaft angle curves 1, 2 with respect to those of
  • Standard operating mode Q1 are changed.
  • the Auslassventilhub- crankshaft angle curve 1 is modified as in the second special operating mode Q3, such that it has a late-shifted outlet end 9, here again at about 480 ° crankshaft angle.
  • exhaust gas from the respective cylinder can escape into the fresh air tract as a result of the prematurely opening inlet valve. This is sucked in the following suction stroke of the respective piston together with the fresh air, whereby an internal exhaust gas recirculation is realized.
  • exhaust gas can flow back from the exhaust tract into the respective cylinder due to the exhaust valve closing late, whereby a significant internal exhaust gas recirculation is also realized.
  • the third special operating mode Q4 the two mechanisms leading to internal exhaust gas recirculation are combined, so that both exhaust gas can enter the fresh air tract and exhaust gas can be sucked back out of the exhaust tract. This results in a particularly intensive internal exhaust gas recirculation with a comparatively high exhaust gas recirculation rate.
  • Intake valve lift in the special operating modes Q2, Q3, Q4 to realize the respective camshaft may be equipped with a second set of cams, in which case the respective additional or special cam interacts with the respective valve either instead of the standard standard cam or in addition to the standard cam.
  • This can be realized, for example, by means of a so-called "cam-in-cam” camshaft in which two camshafts are arranged coaxially with one another and are rotationally adjustable relative to one another in order to realize the respective standard position or the respective special position.
  • the exhaust default position of the exhaust camshaft actuates the exhaust valves in accordance with the normal or standardized exhaust valve lift crankshaft angle curve 1, as shown in FIGS. 1 and 2 in the standard operating mode Q1 and the first special operating mode Q2.
  • the exhaust camshaft exhaust exceptional position controls the exhaust valves according to the modified or particular history of the exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 of FIGS. 3 and 4 as they occur in the second special operation mode Q3 and the third special operation mode Q4.
  • the intake camshaft in its standard intake position, actuates the intake valves according to the intake valve lift crankshaft angle curve 2 as shown in FIGS. 1 and 3, that is, the standard operating mode Q1 and the second special operating mode Q3.
  • a mean pressure is clamped to a speed
  • different operating strategies for operating the internal combustion engine can be defined or demarcated from each other.
  • the ordinate in the example of Figure 5 plots a calculated mean pressure, referred to as "pme.”
  • the mean pressure pme can be calculated from the engine torque output Indicated medium pressure, which is referred to as "pmi”.
  • the indicated mean pressure pmi can be determined by means of pressure measurement in the respective cylinder and therefore corresponds to the actual pressure prevailing in the respective cylinder.
  • the calculated mean pressure pme is smaller than the indexed one
  • Mean pressure pmi The difference results from a frictional medium pressure, the may also be termed "pmr."
  • the frictional mean pressure pmr takes into account the pressure drop resulting from friction losses in the
  • the control of the internal combustion engine selects the current operating mode on the one hand as a function of the current operating strategy and on the other as a function of the position of a current operating state of the internal combustion engine in the medium-pressure speed map, which is designated in Figure 5 with 14.
  • the current operating strategy is preferably also dependent on the position of the current
  • a map area I can be defined in which an inhomogeneous shift operating strategy is selected.
  • Shift operating strategy is realized in the respective cylinder by means of multiple injection, a layered mixture charge, different layers differ by different ⁇ -numbers from each other.
  • Map area I in which the inhomogeneous stratified operating strategy is selected, by means of a first boundary means pressure 17, which is in the example of Figure 5 at about 2 bar mean pressure pme, and by means of a limit speed 18, which in the example of Figure 5 at about 1500 U / is min, another map area I 'delimited, which is referred to below as a modified first map area ⁇ . Below the first boundary means pressure 17, which is in the example of Figure 5 at about 2 bar mean pressure pme, and by means of a limit speed 18, which in the example of Figure 5 at about 1500 U / is min, another map area I 'delimited, which is referred to below as a modified first map area ⁇ . Below the first boundary means pressure 17, which is in the example of Figure 5 at about 2 bar mean pressure pme, and by means of a limit speed 18, which in the example of Figure 5 at about 1500 U / is min, another map area I 'delimited, which is referred to below as a modified first map area ⁇ . Below the first boundary means pressure 17, which is in
  • a substantially linear dependence is shown, so that a connecting straight line 19 has a first state point 20, which is present at maximum first boundary-pressure 17 and at a minimum rotational speed 21 (here about 700 rpm), with a second state point 22 connects, which occurs at maximum limit speed 18 and at a minimum mean pressure 23 (about 0.5 bar).
  • a minimum rotational speed 21 here about 700 rpm
  • a second state point 22 connects, which occurs at maximum limit speed 18 and at a minimum mean pressure 23 (about 0.5 bar).
  • the average speed 16 is independent of the mean pressure.
  • a mean medium pressure 24 is further indicated, which is also substantially constant over the speed or is independent of the speed.
  • the mean medium pressure 24 is greater than the low mean pressure 15 and is in
  • Shift operating strategy can be selected.
  • a homogeneous lean operating strategy is characterized by a homogeneous mixture within the cylinder, in which excess air at a ⁇ value of 1, 2 to 1, 5 prevails.
  • Shift operating strategy is characterized by a homogeneous base mixture in that a constant ⁇ prevails, in this homogeneous basic mixture shortly before
  • Fuel injection is a core with a reduced ⁇ is generated, so quasi an internal fuel layer concentrated with respect to the total content
  • the third special operating mode Q4 may be preferred when the internal combustion engine is charged with a single exhaust gas turbocharger, while the first special operating mode Q2 is preferred, if the
  • the first special operating mode Q2 can also be selected for the modified first map area ⁇ and / or the second map area II with the respective inhomogeneous or homogeneous shift operating strategies.
  • Exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 ' is characterized by a shorter
  • Opening phase which is realized by means of a smaller cam with reduced cam width.
  • Exhaust gas recirculation rate can be achieved.
  • the respective operating mode can now be selected below a second boundary-line pressure 25, which has a substantially linear dependence on the rotational speed in FIG.
  • the second one has
  • Boundary medium pressure 25 at 500 rev / min a value of about 4.5 bar pmi.
  • the standard operating mode Q1 or a first special operating mode Q2 'modified according to the Atkinson principle can now be selected.
  • the first special operating mode Q2 or the second special operating mode Q3 or the third special operating mode Q4 can be selected.
  • a third map area III is defined within the map 14, which is limited to higher pressures and higher speeds through a maximum allowable speed 26 and a maximum allowable mean pressure 27.
  • the maximum speed 26 has a value of 5500 rpm and the maximum mean pressure 27 has a value of 19 bar.
  • a stoichiometric or substoichiometric operating strategy is selected.
  • the stoichiometric operating strategy is characterized by the fact that in the charge a ⁇ -value of 1 prevails, so that in the exhaust gases neither a fuel surplus nor an excess of air prevails.
  • sub-stoichiometric operating strategy is characterized by a fuel surplus.
  • a third boundary pressure 28 which in the example of FIG. 9 is essentially constant, that is independent of the rotational speed, and above the mean medium pressure 24 and below of the maximum allowable medium pressure 27, the first special operation mode Q2 is selected, while above this third boundary pressure 28 the standard operation mode Q1 is selected.
  • the third boundary pressure 28 is about 9.5 bar pmi.
  • Map area P and the second map area II expand. This means that below the third limit means pressure 28 in the entire remaining map above the minimum speed 21 and above the minimum mean pressure 23 of the first
  • the intake valve lift crankshaft angle curve 2 has exactly four turning points, namely the two standard turning points 5, 6 and two further inflection points 29, 30, which are both arranged with respect to the crankshaft angle before the maximum 7, so that in this intake valve lift crankshaft angle curve 2 a total of three
  • Turning points 5, 29, 30 are positioned before the maximum 7. In accordance with their chronological sequence according to the crankshaft angle, these four turning points are also referred to below as the first turning point 29, the second turning point 30, the third turning point 5 and the fourth turning point 6. The maximum 7 is thus between the third inflection point 5 and the fourth inflection point 6. In the case shown here
  • Embodiments has the respective intake valve lift crank angle curve 2 between the first inflection point 29 and the third inflection point 5, namely in the region of the second inflection point 30, a plateau 31 with a constant intake valve.
  • the respective inlet valve is held for a specific crankshaft angle range with a constant opening stroke which is smaller than the maximum opening stroke at 7.
  • the plateau 31 can extend over a crankshaft angle range from 40 ° to 80 ° crankshaft angle.
  • the Auslrawventilhub crankshaft angle curve 1 is formed in each case so that between the second inflection point 11 and the fourth inflection point 33, ie in the region of the third inflection point 32 forms a plateau 34, in which the respective exhaust valve via a limited crankshaft angle range has a constant opening stroke which is smaller than the maximum opening stroke at 12.
  • the plateau 34 may extend over a crankshaft angle range of 40 ° to 80 ° crankshaft angle.
  • the phase position of the intake valve lift crankshaft angle curve 2 can now be shifted in accordance with the first special operating mode Q2 with the aid of an intake camshaft phaser.
  • the shift is carried out in the example of Figure 7 so that for the start of intake 3 again about the same crankshaft angle value results as in the standard operating mode Q1.
  • the plateau 31 and the maximum 7 shifts late.
  • the intake valve lift crankshaft angle curve 2 can be varied according to the standard operating mode Q1 by widening the intake cam, resulting in the form of the modified intake valve lift crankshaft angle curve 2 'which can be seen in FIG 7 has a plateau 31 '.
  • Phase shift is the initial shift achieved in the first special operation mode Q2, the inlet start converted into early in a shift of the inlet end 4 to late. While the inlet end 4 in the operating modes Q1, Q2, Q3 and Q4 of FIGS. 1 to 4 is in each case approximately 560 °, the position of the inlet end 4 in FIG. 7 is approximately 640 ° crankshaft angle.
  • FIG. 8 shows a further alternative modified first special operating mode Q2 ", which in addition to the modified first special operating mode Q2 'is characterized by an exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 which corresponds to that of the second special operating mode Q3 modified first special operating mode Q2 "can be used in place of the modified first special operating mode Q2 '.
  • the shorter opening phase is realized by means of a smaller cam with reduced cam width.
  • the engine may optionally also include an exhaust camshaft phaser for varying the phasing of the exhaust valve lift crank angle curve 1 and 1 '.
  • the smaller cam has a cam width of approximately 150 ° CA with a valve lift of 2 mm.

Abstract

Method for operating an internal combustion engine which has at least one outlet valve and at least one inlet valve per cylinder and which has a valve drive for actuating the respective outlet valve according to an outlet valve stroke crankshaft angle curve (1) and for actuating the respective inlet valve according to an inlet valve stroke crankshaft angle curve (2), in which, in a first characteristic diagram region (I) below a low mean pressure (15) and below a mean rotational speed (16), a non-homogenous stratified operation strategy and a first special operating mode (Q2) are selected, wherein the first special operating mode (Q2) has an inlet valve stroke crankshaft angle curve (2) with an inlet start (3) which is shifted in the early direction compared to a standard operating mode (Q1), wherein, in the standard operating mode (Q1), the inlet valve stroke crankshaft angle curve (2) has two inflection points (5, 6) between an inlet start (3) and an inlet end (4) and has a maximum (7) between the two inflection points (5, 6), and the outlet valve stroke crankshaft angle curve (1) has two inflection points (10, 11) between an outlet start (8) and an outlet end (9), and a maximum (12) between the two inflection points (10, 11), and there is a slight, angled overlapping region (13) between the inlet start (3) and the outlet end (9).

Description

Brennkraftmaschine und zugehöriges Betriebsverfahren  Internal combustion engine and associated operating method
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 sowie eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 11 , die gemäß einem solchen Verfahren betrieben werden kann. The present invention relates to a method of operating an internal combustion engine according to claim 1 and an internal combustion engine according to claim 11, which can be operated according to such a method.
Aus der DE 10 2010 011 681 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die mehrere Zylinder umfasst, denen jeweils zumindest ein Auslassventil und zumindest ein From DE 10 2010 011 681 A1 an internal combustion engine is known, which comprises a plurality of cylinders, each having at least one exhaust valve and at least one
Einlassventil zugeordnet ist. Die bekannte Brennkraftmaschine ist dabei ein Inlet valve is assigned. The known internal combustion engine is a
fremdgezündeter Ottomotor mit Direkteinspritzung von Kraftstoff, der mit einer spark ignited gasoline engine with direct injection of fuel, with a
Betriebsstrategie betrieben wird, die als inhomogene Schichtladung bezeichnet wird. Bei einer solchen inhomogenen Schichtbetriebsstrategie werden im jeweiligen Zylinder mittels Mehrfacheinspritzungen mehrere Schichten generiert, die unterschiedliche λ-Werte besitzen, wobei λ in üblicher Weise für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis steht. Es hat sich gezeigt, dass bei einer derartigen inhomogenen Schichtbetriebsstrategie verbesserte Schadstoffemissionswerte dadurch erreicht werden können, dass eine Abgasrückführung realisiert wird, wobei eine interne Rückführung von heißen Abgasen besonders vorteilhaft ist. Zur Realisierung einer derartigen internen Abgasrückführung kann gemäß den bekannten Betriebsverfahren entweder das jeweilige Auslassventil später geschlossen werden, um Abgas bei öffnendem Einlassventil aus dem Abgastrakt zurückzusaugen, oder das jeweilige Einlassventil früher geöffnet werden, um Abgas in den Frischlufttrakt einströmen zu lassen, das im nachfolgenden Saughub mit der Frischluft angesaugt wird. Die Verschiebung des Einlassbeginns nach früh bzw. des Auslassendes nach spät wird dabei mit Hilfe spezieller Ventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurven realisiert, die sich dadurch charakterisieren, dass sie vier Wendepunkte besitzen. Hierdurch können innerhalb der jeweiligen Ventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve zusätzlich zum üblichen Maximum, welches den maximalen Öffnungshub des jeweiligen Ventils charakterisiert, entweder ein Plateau mit konstantem Ventilhub oder ein Zusatzmaximum und ein Zusatzminimum realisiert werden. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine bzw. für ein zugehöriges Betriebsverfahren eine verbesserte Ausführungsform Operating strategy, referred to as inhomogeneous stratified charge. In such an inhomogeneous shift operating strategy, multiple layers are generated in the respective cylinder by means of multiple injections, which have different λ values, λ standing in the usual way for the fuel-air ratio. It has been found that with such an inhomogeneous stratified operation strategy, improved pollutant emission values can be achieved by realizing an exhaust gas recirculation, wherein an internal recirculation of hot exhaust gases is particularly advantageous. In order to realize such an internal exhaust gas recirculation, according to the known operating methods, either the respective outlet valve can be closed later to suck exhaust gas out of the exhaust tract at the opening inlet valve, or the respective inlet valve can be opened sooner to allow exhaust gas to flow into the fresh air tract, which in the subsequent intake stroke is sucked in with the fresh air. The shift of the inlet beginning to early or the outlet end to late is realized with the help of special valve lift crankshaft angle curves, which are characterized in that they have four turning points. As a result, within the respective valve lift crankshaft angle curve, in addition to the usual maximum, which characterizes the maximum opening stroke of the respective valve, either a plateau with a constant valve lift or an additional maximum and an additional minimum can be realized. The present invention is concerned with the problem of an improved embodiment of an internal combustion engine or an associated method of operation
anzugeben, die sich insbesondere durch reduzierten Kraftstoffverbrauch und reduzierte Schadstoffemissionen auszeichnet. which is characterized in particular by reduced fuel consumption and reduced pollutant emissions.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für das Betreiben der Brennkraftmaschine einen Standard-Betriebsmodus und mehrere Sonder-Betriebsmodi vorzusehen. Des Weiteren soll der aktuelle Betriebsmodus abhängig vom aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine und abhängig von der aktuellen The present invention is based on the general idea of providing a standard operating mode and several special operating modes for operating the internal combustion engine. Furthermore, the current operating mode is dependent on the current operating state of the internal combustion engine and dependent on the current
Betriebsstrategie ausgewählt werden. Der aktuelle Betriebszustand wird zweckmäßig durch seine Position in einem Mitteldruck-Drehzahl-Kennfeld bestimmt. Durch die Operating strategy can be selected. The current operating state is suitably determined by its position in a medium-pressure speed map. By the
Kombination unterschiedlicher Betriebsstrategien mit unterschiedlichen Betriebsmodi abhängig vom aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine lassen sich der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen minimieren. Combination of different operating strategies with different operating modes depending on the current operating state of the internal combustion engine, the fuel consumption and pollutant emissions can be minimized.
Zusätzlich zur inhomogenen Schichtbetriebsstrategie können somit auch andere In addition to the inhomogeneous shift operating strategy, others can be used
Betriebsstrategien zur Anwendung kommen. Andere Betriebsstrategien sind Operating strategies are applied. Other operating strategies are
beispielsweise eine homogene Schichtbetriebsstrategie, bei der zunächst ein homogenes Grundgemisch mit konstantem λ-Wert erzeugt wird, in das unmittelbar vor dem For example, a homogeneous stratified operating strategy, in which initially a homogeneous base mixture with a constant λ value is generated, in the immediately before
Zündvorgang im Bereich der jeweiligen Zündeinrichtung eine zusätzliche Ignition in the field of the respective ignition an additional
Kraftstoffeinspritzung erfolgt, wodurch lokal in der homogenen Grundschicht eine zentrale Kernschicht mit überhöhtem Kraftstoffanteil bzw. mit stark reduziertem λ-Wert erzeugt wird. Bei einer homogenen Magerbetriebsstrategie wird im jeweiligen Zylinder ein homogenes, mageres Gemisch erzeugt. Bei einer stöchiometrischen Betriebsstrategie wird im jeweiligen Zylinder ein stöchiometrisches Gemisch mit einem λ-Wert von 1 erzeugt. Fuel injection occurs, which locally in the homogeneous base layer, a central core layer with excessive fuel content or with a greatly reduced λ value is generated. In a homogeneous lean operating strategy, a homogeneous, lean mixture is produced in the respective cylinder. In a stoichiometric operating strategy, a stoichiometric mixture with a λ value of 1 is generated in the respective cylinder.
Beim erfindungsgemäßen Betriebsverfahren sind zweckmäßig ein Standard- Betriebsmodus und genau drei Sonder-Betriebsmodi vorgesehen, wodurch eine besonders hohe Flexibilität zur Realisierung unterschiedlich effizienter interner In the operating method according to the invention, a standard operating mode and exactly three special operating modes are expediently provided, as a result of which a particularly high degree of flexibility for realizing different internal efficiency
Abgasrückführungen erreicht wird. Der Standard-Betriebsmodus charakterisiert sich dadurch, dass eine Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve zwischen einem Exhaust gas recirculation is achieved. The standard operating mode is characterized in that an intake valve lift crankshaft angle curve between a
Einlassbeginn und einem Einlassende nur zwei Wendepunkte und zwischen den Wendepunkten nur ein Maximum aufweist, während eine Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve zwischen einem Auslassbeginn und einem Auslassende nur zwei Wendepunkte und zwischen den Wendepunkten nur ein Maximum aufweist. Dies entspricht einer üblichen Ansteuerung von Gaswechselventilen, bei denen keine oder nur eine geringfügige Überschneidung zwischen Auslassende und Einlassbeginn vorliegt. Beginning of admission and an inlet end only two turning points and between the Turning points has only one maximum, while a Auslaßventilhub- crankshaft angle curve between a Auslassbeginn and an outlet end only two turning points and between the turning points has only one maximum. This corresponds to a usual activation of gas exchange valves, in which there is no or only a slight overlap between the outlet end and inlet start.
Ein erster Sonder-Betriebsmodus charakterisiert sich dadurch, dass die Einlassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve einen gegenüber dem Standard-Betriebsmodus nach früh verschobenen Einlassbeginn aufweist. Hierdurch kann Abgas in den Frischlufttrakt eintreten, aus dem es später wieder zurückgesaugt werden kann. Besonders einfach lässt sich der erste Sonder-Betriebsmodus realisieren, wenn das Einlassende gleich wie beim Standard-Betriebsmodus gewählt wird. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn auch das Maximum gleich wie beim Standard-Betriebsmodus positioniert ist. Auch ist im ersten Sonder-Betriebsmodus die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve gleich wie im Standard-Betriebsmodus. A first special mode of operation is characterized in that the intake valve lift crankshaft angle curve has a beginning of intake that is delayed from the standard operating mode. As a result, exhaust gas can enter the fresh air tract, from which it can later be sucked back again. The first special operating mode can be realized particularly simply if the inlet end is selected the same as in the standard operating mode. A further simplification results, even if the maximum is positioned the same as in the standard operating mode. Also, in the first special operating mode, the exhaust valve lift crankshaft angle curve is the same as in the standard operating mode.
Ein zweiter Sonder-Betriebsmodus charakterisiert sich dadurch, dass die A second special mode of operation is characterized by the fact that the
Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve ein gegenüber dem Standard-Betriebsmodus nach spät verschobenes Auslassende aufweist. Hierdurch kann Abgas aus dem noch offenen Abgastrakt zurückgesaugt werden. Für eine einfache Realisierbarkeit dieses zweiten Sonder-Betriebsmodus kann der Auslassbeginn gleich wie im Standard- Betriebsmodus bleiben. Außerdem kann für eine einfache Realisierbarkeit das Maximum gleich wie im Standard-Betriebsmodus positioniert bleiben. Auch ist im zweiten Sonder- Betriebsmodus die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve gleich wie im Standard- Betriebsmodus. Auslassventilhub-crankshaft angle curve has a relation to the standard mode of operation after retarded outlet end. As a result, exhaust gas can be sucked back from the still open exhaust tract. For ease of implementation of this second special mode of operation, the start of the outlet may remain the same as in the standard mode of operation. Also, for ease of realization, the maximum can remain the same as positioned in standard operating mode. Also in the second special operating mode, the intake valve lift crankshaft angle curve is the same as in the standard operating mode.
In einem dritten Sonder-Betriebsmodus sind die beiden vorstehenden Sonder- Betriebsmodi miteinander kombiniert, derart, dass die Einlassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve einen gegenüber dem Standard-Betriebsmodus nach früh verschobenen Einlassbeginn aufweist und dass die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel- Kurve ein gegenüber dem Standard-Betriebsmodus nach spät verschobenes In a third special operating mode, the two above-mentioned special operating modes are combined with each other such that the intake valve lift crankshaft angle curve has an intake start shifted from the standard operating mode and the exhaust valve lift crankshaft angle curve is over the standard operating mode postponed
Auslassende aufweist. Auf diese Weise kann eine besonders hohe interne Exhaust end has. In this way, a particularly high internal
Abgas rückführrate realisiert werden. Auch für diesen Fall kann zweckmäßig vorgesehen sein, die Positionen des Auslassbeginns und des Einlassendes gegenüber dem Exhaust gas recirculation rate can be realized. Also in this case, it may be expedient to provide the positions of the outlet beginning and the inlet end opposite to the
Standard-Betriebsmodus konstant zu halten. Ferner können auch die Maxima beibehalten werden. Die relativen Zeitangaben„spät" und„früh" beziehen sich auf den Kurbelwellenwinkel, so dass ein Verschieben nach früh einem Verschieben hin zu kleineren Kurbelwellenwinkeln entspricht, während ein Verschieben nach spät ein Verschieben zu größeren Standard operating mode to keep constant. Furthermore, the maxima can be maintained. The relative "late" and "early" times refer to the crankshaft angle so that shifting early corresponds to shifting toward smaller crankshaft angles while shifting late to shift to larger crankshaft angles
Kurbelwellenwinkeln bedeutet. Crankshaft angles means.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die aktuelle Betriebsstrategie abhängig von der Position des aktuellen Betriebszustands der Brennkraftmaschine im Mitteldruck- Drehzahl-Kennfeld ausgewählt werden. Somit kann abhängig vom aktuellen According to an advantageous embodiment, the current operating strategy can be selected depending on the position of the current operating state of the internal combustion engine in the medium-pressure speed map. Thus, depending on the current
Betriebszustand der Brennkraftmaschine zum einen eine hierfür geeignete Operating state of the internal combustion engine for a suitable one
Betriebsstrategie ausgewählt werden. Zum anderen kann abhängig vom aktuellen Betriebszustand und abhängig von der aktuellen Betriebsstrategie der hierfür am besten geeignete Betriebsmodus ausgewählt werden. Hierdurch ergeben sich vielfältige Operating strategy can be selected. On the other hand, depending on the current operating state and depending on the current operating strategy, the most suitable operating mode for this purpose can be selected. This results in diverse
Anpassungsmöglichkeiten für das Betreiben der Brennkraftmaschine, wodurch sich insbesondere eine Minimierung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen realisieren lässt. Adaptation options for operating the internal combustion engine, which can be realized in particular a minimization of fuel consumption and pollutant emissions.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann unterhalb eines niedrigen According to an advantageous development can be below a low
Mitteldrucks und unterhalb einer mittleren Drehzahl eine inhomogene Medium pressure and below a medium speed an inhomogeneous
Schichtbetriebsstrategie ausgewählt werden. Besonders zweckmäßig ist dabei eine Weiterbildung, bei der während der inhomogenen Schichtbetriebsstrategie unterhalb eines ersten Grenzmitteldrucks, der kleiner ist als der niedrige Mitteldruck, und unterhalb einer Grenzdrehzahl, die kleiner ist als die mittlere Drehzahl, der zweite Sonder- Betriebsmodus ausgewählt wird, während oberhalb des ersten Grenzmitteldrucks und oberhalb der Grenzdrehzahl der dritte Sonder-Betriebsmodus ausgewählt wird. Somit werden für die inhomogene Schichtbetriebsstrategie innerhalb des Mitteldruck-Drehzahl- Kennfelds zumindest zwei Kennfeldbereiche definiert, in die der aktuelle Betriebszustand fallen kann und die zu unterschiedlichen Betriebsmodi und insbesondere zu Shift operating strategy can be selected. Particularly useful is a development in which during the inhomogeneous shift operating strategy below a first boundary pressure, which is smaller than the low mean pressure, and below a limit speed, which is smaller than the average speed, the second special operating mode is selected, while above the first boundary pressure and above the limit speed of the third special operating mode is selected. Thus, at least two map areas are defined for the inhomogeneous shift operating strategy within the medium-pressure speed map, in which the current operating state can fall and the different operating modes and in particular to
unterschiedlichen Sonder-Betriebsmodi führen. lead to different special operating modes.
Bei einer anderen Ausführungsform kann unterhalb des mittleren Mitteldrucks, der größer ist als der niedrige Mitteldruck, und unterhalb der mittleren Drehzahl eine homogene Magerbetriebsstrategie oder eine homogene Schichtbetriebsstrategie ausgewählt werden. Auf diese Weise wird innerhalb des Mitteldruck-Drehzahl-Kennfelds neben einem ersten Kennfeldbereich, der die inhomogene Schichtbetriebsstrategie auslöst, ein zweiter Kennfeldbereich definiert, der einen Strategiewechsel zur homogenen In another embodiment, a homogeneous lean operating strategy or a homogeneous stratified operating strategy may be selected below the average mean pressure, which is greater than the low medium pressure, and below the average speed. In this way, a second map area is defined within the medium-pressure speed map in addition to a first map area, which triggers the inhomogeneous shift operating strategy, a strategy change to the homogeneous
Magerbetriebsstrategie oder zur homogenen Schichtbetriebsstrategie bewirkt. Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann während der homogenen Lean operating strategy or homogeneous shift operating strategy causes. According to an advantageous development can during the homogeneous
Magerbetriebsstrategie unterhalb eines zweiten Grenzmitteldrucks, der von der Drehzahl abhängig sein kann oder über die Drehzahl konstant sein kann, der Standard- Betriebsmodus oder ein nach dem Atkinson-Prinzip modifizierter erster Sonder- Betriebsmodus ausgewählt werden, während oberhalb des zweiten Grenzmitteldrucks einer der drei Sonder-Betriebsmodi ausgewählt wird. Lean operating strategy below a second boundary pressure, which may be speed dependent or constant over the speed, the standard operating mode or an Atkinson modified first special operating mode, while above the second boundary pressure one of the three Operating modes is selected.
Zweckmäßig wird das Verschieben des Einlassbeginns nach früh im ersten und dritten Sonder-Betriebsmodus dadurch erreicht, dass vor dem maximalen Öffnungshub des Einlassventils das Einlassventil früher geöffnet und über einen längeren Zeitraum in einem Öffnungshubbereich verbleibt, der unterhalb des maximalen Öffnungshubs liegt. Eine Verschiebung des Auslassendes nach spät im zweiten und dritten Sonder- Betriebsmodus wird analog dazu erreicht, indem nach dem maximalen Öffnungshub des Auslassventils das Auslassventil über einen verlängerten Zeitraum in einem Hubbereich verbleibt, der kleiner ist als der maximale Öffnungshub, und dementsprechend später geschlossen wird. Bei einem nach dem Atkinson-Prinzip modifizierten ersten Sonder- Betriebsmodus ist der Einlassbeginn in der Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve vorzugsweise nicht nach früh verschoben, sondern gleich wie beim Standard- Betriebsmodus. Alternativ kann die Verweildauer des Einlassventils in seinem maximalen Öffnungshub verlängert werden. Durch beide Modifizierungen ergibt sich eine Advantageously, the shifting of the inlet start to early in the first and third special operating mode is achieved in that before the maximum opening stroke of the intake valve, the inlet valve opens earlier and remains for a longer period in an opening stroke, which is below the maximum opening stroke. A displacement of the outlet end late in the second and third special operating mode is achieved analogously by the exhaust valve remains after the maximum opening stroke of the exhaust valve over a prolonged period in a stroke range which is smaller than the maximum opening stroke, and accordingly closed later. In a first special mode of operation modified according to the Atkinson principle, the intake start in the intake valve lift crankshaft angle curve is preferably not shifted early, but the same as in the standard operating mode. Alternatively, the residence time of the intake valve may be extended in its maximum opening stroke. Both modifications result in one
Verschiebung des Einlassendes nach spät. Mit Hilfe eines derartigen Atkinson- Betriebsmodus kann eine signifikante Entdrosselung erreicht werden, die eine Shifting the inlet end to late. With the help of such an Atkinson operating mode, a significant Entschrosselung can be achieved, the one
bemerkenswerte Verbrauchsreduzierung zur Folge hat. results in a remarkable reduction in consumption.
Alternativ kann unterhalb des niedrigen Mitteldrucks und unterhalb der mittleren Drehzahl mit der inhomogenen Schichtbetriebsstrategie der erste Sonder-Betriebsmodus ausgewählt werden. Alternatively, below the low mean pressure and below the average speed with the inhomogeneous shift operating strategy, the first special operating mode can be selected.
Der erste Sonder-Betriebsmodus kann auch unterhalb des ersten Grenzmitteldrucks, der kleiner ist als der niedrige Mitteldruck, und unterhalb der Grenzdrehzahl, die kleiner ist als die mittlere Drehzahl und/oder unterhalb des mittleren Mitteldrucks, der größer ist als der niedrige Mitteldruck, und unterhalb der mittleren Drehzahl und den jeweiligen The first special mode of operation may also be below the first limit mean pressure, which is less than the low mean pressure, and below the limit speed, which is less than the average speed and / or below the mean mean pressure, which is greater than the low mean pressure, and below the average speed and the respective
Schichtbetriebsstrategien ausgewählt werden. Shift operating strategies are selected.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann unterhalb des niedrigen Mitteldrucks und unterhalb der mittleren Drehzahl und/oder unterhalb des ersten Grenzmitteldrucks, der kleiner ist als der niedrige Mitteldruck, und unterhalb der Grenzdrehzahl, die kleiner ist als die mittlere Drehzahl und/oder unterhalb des mittleren Mitteldrucks, der größer ist als der niedrige Mitteldruck, und unterhalb der mittleren Drehzahl ein erster Sonder- Betriebsmodus mit einer modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve ausgewählt werden, wobei der erste Sonderbetriebs-Modus mit der modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve ein gegenüber dem ersten Standard- Betriebsmodus ein nach früh verschobenes Auslassende aufweist. According to an advantageous embodiment, below the low mean pressure and below the middle speed and / or below the first limit mean pressure, which is smaller than the low mean pressure, and below the limit speed, which is smaller as the average speed and / or below the average mean pressure, which is greater than the low mean pressure, and below the average speed, a first special operating mode are selected with a modified Auslaßventilhub crankshaft angle curve, wherein the first special mode with the modified Exhaust Valve Stroke Crankshaft Angle Curve has an early shifted exhaust end as compared to the first standard operating mode.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann oberhalb des mittleren Mitteldrucks und/oder oberhalb der mittleren Drehzahl eine stöchiometrische oder unterstöchiometrischen Betriebsstrategie ausgewählt werden. Dabei ist es insbesondere möglich, während der stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Betriebsstrategie unterhalb eines dritten Grenzmitteldrucks, der oberhalb des mittleren Mitteldrucks liegt, den ersten Sonder-Betriebsmodus auszuwählen, während oberhalb des dritten According to another advantageous embodiment, a stoichiometric or substoichiometric operating strategy can be selected above the average mean pressure and / or above the medium speed. It is particularly possible, during the stoichiometric or substoichiometric operating strategy below a third boundary pressure, which is above the average mean pressure, to select the first special operating mode, while above the third
Grenzmitteldrucks der Standard-Betriebsmodus ausgewählt wird. Boundary pressure the standard operating mode is selected.
Somit ergibt sich insgesamt ein Betriebsverfahren, bei dem bei hohen Drehzahlen und hohen Lasten bzw. Mitteldrücken der hierfür optimierte Standard-Betriebsmodus ausgewählt wird und dies in Verbindung mit einer stöchiometrischen oder This results in a total operating method, is selected at high speeds and high loads or mid-pressures of this optimized standard operating mode and this in conjunction with a stoichiometric or
unterstöchiometrischen Betriebsstrategie. Bei kleineren bis mittleren Drehzahlen und kleineren bis mittleren Lasten bzw. Mitteldrücken kann dann stark abhängig von der jeweiligen Betriebsstrategie zwischen den unterschiedlichen Sonder-Betriebsmodi ausgewählt werden, um stets einen minimalen Kraftstoffverbrauch und eine minimale Schadstoffemission realisieren zu können. substoichiometric operating strategy. At low to medium speeds and small to medium loads or mean pressures can then be highly dependent on the respective operating strategy between the different special operating modes are selected to always realize a minimum fuel consumption and minimum pollutant emissions.
Zweckmäßig kann die jeweilige Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve im ersten und dritten Sonder-Betriebsmodus genau vier Wendepunkte aufweisen, wobei drei Suitably, the respective intake valve lift crankshaft angle curve in the first and third special operating mode have exactly four inflection points, with three
Wendepunkte vor dem Maximum angeordnet sind. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve zwischen dem ersten und dritten Wendepunkt ein Plateau mit konstantem Einlassventilhub aufweist. Alternativ ist grundsätzlich auch denkbar, dass die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve zwischen dem ersten und dritten Wendepunkt zwei weitere Extrema, nämlich beiderseits des zweiten Wendepunkts ein weiteres Maximum sowie ein Minimum vor dem Turning points are located in front of the maximum. It can be provided in particular that the intake valve lift crank angle curve between the first and third inflection point has a plateau with a constant intake valve. Alternatively, it is also conceivable that the intake valve lift crankshaft angle curve between the first and third inflection point two more extremes, namely on either side of the second inflection point, a further maximum and a minimum before the
eigentlichen maximalen Einlassventilhub besitzt. actual maximum intake valve lift owns.
Zusätzlich oder alternativ kann die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve im zweiten und dritten Sonder-Betriebsmodus genau vier Wendepunkte aufweisen, wobei drei Wendepunkte nach dem Maximum angeordnet sind. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve zwischen dem zweiten und dem vierten Wendepunkt ein Plateau mit konstantem Auslassventilhub aufweist. Alternativ kann ebenso vorgesehen sein, dass die Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve zwischen dem zweiten und dem vierten Wendepunkt zwei weitere Extrema besitzt, nämlich ein Minimum und ein weiteres Maximum beiderseits des dritten Wendepunkts. Additionally or alternatively, the Auslaßventilhub crankshaft angle curve in the second and third special operating mode have exactly four inflection points, with three inflection points are located after the maximum. In particular, it can be provided that the Auslaßventilhub crankshaft angle curve between the second and the fourth inflection point has a plateau with a constant Auslaßventilhub. Alternatively, it may also be provided that the Auslassventilhub- crankshaft angle curve between the second and the fourth inflection point has two further extremes, namely a minimum and a further maximum on either side of the third inflection point.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Einlassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve in einem modifizierten ersten Sonder-Betriebsmodus genau zwei Wendepunkte aufweisen oder alternativ im Bereich des Maximums ein Plateau mit konstantem Ventilhub besitzen. Ferner ist der Einlassbeginn wie im Standard- Betriebsmodus gewählt, während das Einlassende nach spät verschoben ist. In diesem Fall ist der erste Sonder-Betriebsmodus nach dem Atkinson-Prinzip modifiziert. According to another advantageous embodiment, the intake valve lift crankshaft angle curve can have exactly two turning points in a modified first special operating mode or alternatively have a plateau with constant valve lift in the region of the maximum. Further, the inlet start is selected as in the standard operating mode while the inlet end is delayed. In this case, the first special operating mode is modified according to the Atkinson principle.
Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, die vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung kommt, umfasst mehrere Zylinder, denen jeweils zumindest ein An internal combustion engine according to the invention, which is preferably used in a motor vehicle, comprises a plurality of cylinders, each having at least one
Auslassventil und zumindest ein Einlassventil zugeordnet ist. Ferner umfasst die Exhaust valve and at least one inlet valve is assigned. Furthermore, the
Brennkraftmaschine einen Ventiltrieb, der eine Auslassnockenwelle zum Ansteuern der Auslassventile und eine Einlassnockenwelle zum Ansteuern der Einlassventile aufweist. Es ist klar, dass bei einer Brennkraftmaschine, die mehr als eine Zylinderbank aufweist, auch mehrere Auslassnockenwellen und mehrere Einlassnockenwellen vorgesehen sein können. Ebenfalls ist die Auslassnockenwelle zwischen einer Auslass-Standardstellung zum Erzeugen der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve des Standard- Betriebsmodus und einer Auslass-Sonderstellung zum Erzeugen der Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve des ersten, zweiten und dritten Sonder-Betriebsmodus umschaltbar. Auch die Einlassnockenwelle ist zwischen einer Einlass-Standardstellung zum Erzeugen der Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve des Standard- Betriebsmodus und einer Einlass-Sonderstellung zum Erzeugen der Einlassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve des ersten und dritten Sonder-Betriebsmodus umschaltbar. Internal combustion engine, a valvetrain having an exhaust camshaft for driving the exhaust valves and an intake camshaft for driving the intake valves. It will be appreciated that in an internal combustion engine having more than one cylinder bank, multiple exhaust camshafts and multiple intake camshafts may also be provided. Also, the exhaust camshaft is switchable between an exhaust default position for producing the exhaust valve lift crankshaft angle curve of the standard operating mode and an exhaust pending position for generating the exhaust valve lift crankshaft angle curve of the first, second and third special operating modes. Also, the intake camshaft is switchable between an intake default position for generating the intake valve lift crankshaft angle curve of the standard operating mode and an intake discrete position for generating the intake valve lift crankshaft angle curve of the first and third special operating modes.
Bei der Brennkraftmaschine kann es sich vorzugsweise um einen Ottomotor und insbesondere um einen Ottomotor mit Direkteinspritzung handeln. Des Weiteren kann die Brennkraftmaschine optional aufgeladen sein, also mit einer Aufladeeinrichtung, insbesondere mit zumindest einem Abgasturbolader, ausgestattet sein. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine gemäß dem vorstehend beschriebenen Betriebsverfahren ausgestattet. The internal combustion engine may preferably be a gasoline engine and in particular a gasoline engine with direct injection. Furthermore, the internal combustion engine can optionally be charged, that is to say be equipped with a charging device, in particular with at least one exhaust-gas turbocharger. In an advantageous embodiment, the internal combustion engine is equipped with a control device for operating the internal combustion engine according to the operating method described above.
Ferner kann optional ein Auslassnockenwellen-Phasensteller zum Verändern der Phasenlage der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve bezüglich des Further, optionally, an exhaust camshaft phaser for varying the phasing of the exhaust valve lift crankshaft angle curve with respect to
Kurbelwellenwinkels vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Crankshaft angle may be provided. Additionally or alternatively, a
Einlassnockenwellen-Phasensteller zum Verändern der Phasenlage der Intake camshaft phaser for changing the phasing of the
Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve bezüglich des Kurbelwellenwinkels vorgesehen sein. Beispielsweise lässt sich mit Hilfe des Einlassnockenwellen- Phasenstellers in der Einlass-Sonderstellung der modifizierte erste Sonder- Betriebsmodus zur Realisierung eines Atkinson-Betriebsmodus einstellen. Exhaust valve lift crankshaft angle curve to be provided with respect to the crankshaft angle. For example, with the aid of the intake camshaft phaser in the inlet special position, the modified first special operating mode can be set to realize an Atkinson operating mode.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch It show, each schematically
Fig. 1 ein Ventilhub-Kurbelwinkel-Diagramm eines Standard-Betriebsmodus,1 is a valve lift crank angle diagram of a standard operating mode,
Fig. 2 ein Ventilhub-Kurbelwinkel-Diagramm eines ersten Sonder-Betriebsmodus,2 shows a valve lift crank angle diagram of a first special operating mode,
Fig. 3 ein Ventilhub-Kurbelwinkel-Diagramm eines zweiten Sonder-3 is a valve lift crank angle diagram of a second special
Betriebsmodus, Operation mode,
Fig. 4 ein Ventilhub-Kurbelwinkel-Diagramm eines dritten Sonder-Betriebsmodus, 4 shows a valve lift crank angle diagram of a third special operating mode,
Fig. 5 ein Mitteldruck-Drehzahl-Kennfeld, 5 shows a medium-pressure speed map,
Fig. 6 ein Mitteldruck-Drehzahl-Diagramm für eine homogene  Fig. 6 is a medium-pressure-speed diagram for a homogeneous
Magerbetriebsstrategie, Fig. 7 ein Ventilhub-Kurbelwinkel-Diagramm für einen nach dem Atkinson-Prinzip modifizierten ersten Sonder-Betriebsmodus, Lean operation strategy 7 shows a valve lift crank angle diagram for a first special operating mode modified according to the Atkinson principle,
Fig. 8 ein weiteres Ventilhub-Kurbelwinkel-Diagramm für einen nach dem Fig. 8 shows another valve lift crank angle diagram for after
Atkinson-Prinzip modifizierten ersten Sonder-Betriebsmodus, Fig. 9 ein Mitteldruck-Drehzahl-Diagramm für eine stöchiometrische  Atkinson principle modified first special mode of operation, Fig. 9 is a medium pressure-speed diagram for a stoichiometric
Betriebsstrategie und  Operating strategy and
Fig. 10 ein Ventilhub-Kurbelwinkel-Diagramm des ersten Sonder-Betriebsmodus mit einer modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve.  10 shows a valve lift crank angle diagram of the first special operating mode with a modified exhaust valve lift crankshaft angle curve.
Eine Brennkraftmaschine, die bevorzugt in einem Kraftfahrzeug zum Antreiben des Fahrzeugs zur Anwendung kommt, umfasst üblicherweise mehrere Zylinder, denen jeweils zumindest ein Auslassventil und zumindest ein Einlassventil zugeordnet sind. Ferner ist die Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb ausgestattet, der zumindest eine Auslassnockenwelle zum Ansteuern der Auslassventile und zumindest eine An internal combustion engine, which is preferably used in a motor vehicle for driving the vehicle, usually comprises a plurality of cylinders, to which at least one outlet valve and at least one inlet valve are assigned. Furthermore, the internal combustion engine is equipped with a valve drive which has at least one exhaust camshaft for actuating the exhaust valves and at least one exhaust camshaft
Einlassnockenwelle zum Ansteuern der Einlassventile aufweist. Um das nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 1 bis 10 näher erläuterte Betriebsverfahren der Having inlet camshaft for driving the intake valves. To that explained in more detail below with reference to Figures 1 to 10 operating method of
Brennkraftmaschine durchführen zu können, ist zum einen die Auslassnockenwelle zwischen einer Auslass-Standardstellung zum Erzeugen einer Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve eines Standard-Betriebsmodus und einer Auslass- Sonderstellung zum Erzeugen einer Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve eines ersten, zweiten und dritten Sonder-Betriebsmodus umschaltbar. Zum anderen ist die Einlassnockenwelle zwischen einer Einlass-Standardstellung zum Erzeugen einer Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve des Standard-Betriebsmodus und einer Einlass-Sonderstellung zum Erzeugen einer Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve eines ersten und dritten Sonder-Betriebsmodus umschaltbar. Des Weiteren ist die Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung ausgestattet, die so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Brennkraftmaschine nach dem nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 10 näher erläuterten Betriebsverfahren betreiben kann. Dabei kann die Brennkraftmaschine grundsätzlich als Ottomotor mit Fremdzündung konzipiert sein. Ferner ist die Brennkraftmaschine vorzugsweise mit einer Direkteinspritzung ausgestattet, so dass der Kraftstoff unmittelbar in die Zylinder eingebracht werden kann. Optional kann die Brennkraftmaschine aufgeladen sein und dementsprechend mit einer geeigneten Aufladeeinrichtung, insbesondere mit einem Abgasturbolader, ausgestattet sein. To be able to perform internal combustion engine, on the one hand, the exhaust camshaft between an outlet default position for generating a Auslaßventilhub- crankshaft angle curve of a standard operating mode and an outlet special position for generating a Auslaßventilhub crankshaft angle curve of a first, second and third special operating mode switchable , On the other hand, the intake camshaft is switchable between an intake default position for generating an intake valve lift crankshaft angle curve of the standard operating mode and an intake special position for generating an intake valve lift crankshaft angle curve of a first and third special operating mode. Furthermore, the internal combustion engine is equipped with a control device which is designed and / or programmed such that it can operate the internal combustion engine according to the operating method explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 10. In this case, the internal combustion engine can basically be designed as a gasoline engine with spark ignition. Furthermore, the internal combustion engine is preferably equipped with a direct injection, so that the fuel can be introduced directly into the cylinder. Optionally, the internal combustion engine can be charged and accordingly equipped with a suitable charging device, in particular with an exhaust gas turbocharger.
In den Diagrammen der Figuren 1 bis 4, 7, 8 und 10 ist eine Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve mit 1 bezeichnet, während eine Einlassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve mit 2 bezeichnet ist. In den Figuren 7 und 8 sind jeweils außerdem eine modifizierte Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve erkennbar, die mit 2' bezeichnet ist. In der Figur 10 ist eine modifizierte Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve erkennbar, die mit 1 ' bezeichnet ist. In den Diagrammen der Figuren 1 bis 4, 7, 8 und 10 ist der Kurbelwellenwinkel verkürzt mit "Kurbelwinkel" bezeichnet. Zum Erzeugen der Ventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurven 1 und 2 ist die jeweilige Nockenwelle mit entsprechenden Nocken ausgestattet, die entsprechende Steuerkurven aufweisen. In the diagrams of FIGS. 1 to 4, 7, 8 and 10, an exhaust valve lift crankshaft angle curve is designated 1, while an intake valve lift crankshaft angle curve is designated 1. Crankshaft angle curve is denoted by 2. In addition, a modified intake valve lift crankshaft angle curve can be seen in FIGS. 7 and 8, which is designated by 2 '. In the figure 10 a modified Auslaßventilhub- crankshaft angle curve can be seen, which is designated 1 '. In the diagrams of FIGS. 1 to 4, 7, 8 and 10, the crankshaft angle is abbreviated to "crank angle". For generating the valve lift crankshaft angle curves 1 and 2, the respective camshaft is equipped with corresponding cams having corresponding cams.
Das in Figur 1 gezeigte Diagramm zeigt die Ventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurven 1 und 2, die bei einem Standard-Betriebsmodus Q1 realisiert werden. Erkennbar besitzt die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 zwischen einem Einlassbeginn 3 und einem Einlassende 4 nur zwei Wendepunkte 5, 6 und zwischen den beiden Wendepunkten 5, 6 nur ein Maximum 7. Die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 besitzt zwischen einem Auslassbeginn 8 und einem Auslassende 9 ebenfalls zwei Wendepunkte 10, 1 1 , zwischen denen sich genau ein Maximum 12 befindet. Bei diesem Standard- Betriebsmodus Q1 existiert üblicherweise eine geringfügige winkelmäßige The diagram shown in Figure 1 shows the valve lift crankshaft angle curves 1 and 2, which are realized in a standard operating mode Q1. Recognizable possesses the intake valve lift crankshaft angle curve 2 between an inlet start 3 and an inlet end 4 only two turning points 5, 6 and between the two turning points 5, 6 only a maximum 7. The exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 has between an outlet start 8 and a Outlet end 9 also two turning points 10, 1 1, between which is exactly a maximum 12. In this standard operating mode Q1, there is usually a slight angular one
Überschneidung zwischen dem Einlassbeginn 3 und dem Auslassende 9. Ein Overlap between the inlet beginning 3 and the outlet end 9
entsprechender Überschneidungsbereich ist dabei mit 13 bezeichnet. In diesem corresponding overlapping area is denoted by 13. In this
Überschneidungsbereich 13 sind sowohl das jeweilige Einlassventil als auch das jeweilige Auslassventil beim jeweiligen Zylinder geöffnet. Der jeweilige Ventilhub ist dabei jedoch so gering, dass kaum Abgas vom Abgastrakt in den jeweiligen Zylinder zurückströmen kann. Intersecting region 13, both the respective inlet valve and the respective outlet valve are open at the respective cylinder. However, the respective valve lift is so small that hardly any exhaust gas can flow back from the exhaust gas tract into the respective cylinder.
In Figur 2 ist nun ein Diagramm dargestellt, das die Ventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurven 1 , 2 für einen ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 wiedergibt. Die Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ist dabei unverändert, also identisch wie im Standard- Betriebsmodus Q1. Im Unterschied dazu besitzt im ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 einen gegenüber dem Standard- Betriebsmodus Q1 nach früh verschobenen Einlassbeginn 3. Rein exemplarisch ist gemäß Fig. 1 im Standard-Betriebsmodus Q1 der Einlassbeginn 3 bei etwa 340° FIG. 2 now shows a diagram representing the valve lift crankshaft angle curves 1, 2 for a first special operating mode Q2. The Auslassventilhub- crankshaft angle curve 1 is unchanged, that is identical to the standard operating mode Q1. In contrast to this, in the first special operating mode Q2, the intake valve lift crankshaft angle curve 2 has an inlet start 3 that has been shifted earlier than the standard operating mode Q1. Purely by way of example, according to FIG. 1 in the standard operating mode Q1, the start of intake 3 is about 340 °
Kurbelwellenwinkel, während er gemäß Fig. 2 beim ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 bei etwa 280° Kurbelwellenwinkel liegt. Dementsprechend vergrößert sich der Crankshaft angle, while it is according to FIG. 2 in the first special operating mode Q2 at about 280 ° crankshaft angle. Accordingly, the increased
Überschneidungsbereich 13. Beim Standard-Betriebsmodus Q1 liegt das Auslassende 9 gemäß Fig. 1 etwa bei 420° Kurbelwellenwinkel, so dass im Standard-Betriebsmodus Q1 der Überschneidungsbereich sich über etwa 420°-340° = 80° Kurbelwellenwinkel erstreckt. Im Unterschied dazu erstreckt sich der Überschneidungsbereich 13 im ersten Sonder-Betriebsmodus gemäß Fig. 2 über etwa 420°-280° = 140° Kurbelwellenwinkel. Overlap area 13. In the standard operating mode Q1, the outlet end 9 of FIG. 1 is approximately at 420 ° crankshaft angle, so that in the standard operating mode Q1 the overlap area is above approximately 420 ° -340 ° = 80 ° crankshaft angle extends. In contrast thereto, the overlapping region 13 in the first special operating mode according to FIG. 2 extends over approximately 420 ° -280 ° = 140 ° crankshaft angle.
Im Diagramm der Figur 3 ist ein zweiter Sonder-Betriebsmodus Q3 dargestellt, bei dem die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 gegenüber dem Standard- Betriebsmodus Q1 unverändert ist. Dafür ist in diesem Fall die Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 verändert, derart, dass sie gegenüber dem Standard- Betriebsmodus Q1 ein nach spät verschobenes Auslassende 9 besitzt. Im Beispiel der Figur 3 liegt das Auslassende 9 etwa bei 480° Kurbelwellenwinkel. Hierdurch ergibt sich auch in diesem Fall eine Vergrößerung des Überschneidungsbereichs 13, der sich hier über etwa 480°-340° = 140° Kurbelwellenwinkel erstreckt. The diagram of FIG. 3 shows a second special operating mode Q3, in which the intake valve lift crankshaft angle curve 2 is unchanged from the standard operating mode Q1. In this case, in this case, the exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 is changed so as to have a late-shifted exhaust end 9 with respect to the standard operation mode Q1. In the example of Figure 3, the outlet end 9 is approximately at 480 ° crankshaft angle. This results in an enlargement of the overlapping region 13, which in this case extends over approximately 480 ° -340 ° = 140 ° crankshaft angle.
Schließlich zeigt das Diagramm der Figur 4 einen dritten Sonder-Betriebsmodus Q4, bei dem beide Ventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurven 1 , 2 gegenüber denjenigen des Finally, the diagram of Figure 4 shows a third special operating mode Q4, in which both valve lift crankshaft angle curves 1, 2 with respect to those of
Standard-Betriebsmodus Q1 verändert sind. Dabei ist die Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 wie im zweiten Sonder-Betriebsmodus Q3 modifiziert, derart, dass sie ein nach spät verschobenes Auslassende 9 aufweist, das hier wieder bei etwa 480° Kurbelwellenwinkel liegt. Die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 ist analog zum ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 modifiziert, derart, dass ihr Einlassbeginn 3 nach früh verschoben ist, so dass er wieder etwa bei 280° Kurbelwellenwinkel liegt. Insgesamt ergibt sich daraus ein nochmals vergrößerter Überschneidungsbereich 13, der sich in diesem Fall rein exemplarisch über etwa 480°-280° = 200° Kurbelwellenwinkel erstreckt. Standard operating mode Q1 are changed. In this case, the Auslassventilhub- crankshaft angle curve 1 is modified as in the second special operating mode Q3, such that it has a late-shifted outlet end 9, here again at about 480 ° crankshaft angle. The intake valve lift crankshaft angle curve 2 is modified analogously to the first special operating mode Q2, such that its intake start 3 is shifted to early, so that it is again at about 280 ° crankshaft angle. Overall, this results in a further enlarged overlapping region 13, which in this case extends purely by way of example over approximately 480 ° -280 ° = 200 ° crankshaft angle.
Beim ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 kann durch das verfrüht öffnende Einlassventil Abgas vom jeweiligen Zylinder in den Frischlufttrakt austreten. Dieses wird beim folgenden Saughub des jeweiligen Kolbens zusammen mit der Frischluft angesaugt, wodurch eine interne Abgasrückführung realisiert wird. Beim zweiten Sonder- Betriebsmodus Q3 kann durch das verspätet schließende Auslassventil Abgas vom Abgastrakt in den jeweiligen Zylinder zurückströmen, wodurch ebenfalls eine signifikante interne Abgasrückführung realisiert wird. Beim dritten Sonder-Betriebsmodus Q4 werden die beiden Mechanismen, die zur internen Abgasrückführung führen, kombiniert, so dass sowohl Abgas in den Frischlufttrakt eintreten kann als auch Abgas aus dem Auslasstrakt zurückgesaugt werden kann. Hierdurch ergibt sich eine besonders intensive interne Abgasrückführung mit vergleichsweise hoher Abgasrückführrate. In the first special operating mode Q2, exhaust gas from the respective cylinder can escape into the fresh air tract as a result of the prematurely opening inlet valve. This is sucked in the following suction stroke of the respective piston together with the fresh air, whereby an internal exhaust gas recirculation is realized. In the second special operating mode Q3 exhaust gas can flow back from the exhaust tract into the respective cylinder due to the exhaust valve closing late, whereby a significant internal exhaust gas recirculation is also realized. In the third special operating mode Q4, the two mechanisms leading to internal exhaust gas recirculation are combined, so that both exhaust gas can enter the fresh air tract and exhaust gas can be sucked back out of the exhaust tract. This results in a particularly intensive internal exhaust gas recirculation with a comparatively high exhaust gas recirculation rate.
Um diese modifizierten Kurven 1 , 2 für die Auslassventilerhebung und die To these modified curves 1, 2 for the exhaust valve lift and the
Einlassventilerhebung in den Sonder-Betriebsmodi Q2, Q3, Q4 realisieren zu können, kann die jeweilige Nockenwelle mit einem zweiten Satz an Nocken ausgestattet sei, wobei dann der jeweilige Zusatz- oder Sonder-Nocken entweder anstelle des normalen Standard-Nockens oder zusätzlich zum Standard-Nocken mit dem jeweiligen Ventil zusammenwirkt. Dies kann beispielsweise mittels einer sogenannten„Cam-in-Cam"- Nockenwelle realisiert werden, bei der zwei Nockenwellen koaxial ineinander angeordnet sind und gegeneinander drehverstellbar sind, um die jeweilige Standardstellung bzw. die jeweilige Sonderstellung zu realisieren. Intake valve lift in the special operating modes Q2, Q3, Q4 to realize the respective camshaft may be equipped with a second set of cams, in which case the respective additional or special cam interacts with the respective valve either instead of the standard standard cam or in addition to the standard cam. This can be realized, for example, by means of a so-called "cam-in-cam" camshaft in which two camshafts are arranged coaxially with one another and are rotationally adjustable relative to one another in order to realize the respective standard position or the respective special position.
Die Auslass-Standardstellung der Auslassnockenwelle steuert die Auslassventile gemäß dem normalen oder standardisierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Verlauf 1 an, wie er in den Figuren 1 und 2 beim Standard-Betriebsmodus Q1 und beim ersten Sonder- Betriebsmodus Q2 vorhanden ist. Die Auslass-Sonderstellung der Auslassnockenwelle steuert die Auslassventile jedoch gemäß dem modifizierten oder besonderen Verlauf der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 der Figuren 3 und 4 an, wie sie beim zweiten Sonder-Betriebsmodus Q3 und beim dritten Sonder-Betriebsmodus Q4 auftreten. Die Einlassnockenwelle steuert in ihrer Einlass-Standardstellung die Einlassventile gemäß der Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 an, wie sie in den Figuren 1 und 3 vorliegt, also beim Standard-Betriebsmodus Q1 und beim zweiten Sonder- Betriebsmodus Q3. In der Einlass-Sonderstellung der Einlassnockenwelle steuert sie dagegen die Einlassventile gemäß der besonderen Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel- Kurve 2 der Figuren 2 und 4 an, die beim ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 und beim dritten Sonder-Betriebsmodus Q4 auftreten. Da somit beide Nockenwellen jeweils zwei verschiedene Stellungen besitzen, die zu unterschiedlichen Ventilhub-Kurbelwellenwinkel- Kurven führen, lassen sich insgesamt vier unterschiedliche Betriebsmodi realisieren, nämlich beispielsweise die vorstehend genannten Betriebsmodi Q1 , Q2, Q3 und Q4. The exhaust default position of the exhaust camshaft actuates the exhaust valves in accordance with the normal or standardized exhaust valve lift crankshaft angle curve 1, as shown in FIGS. 1 and 2 in the standard operating mode Q1 and the first special operating mode Q2. However, the exhaust camshaft exhaust exceptional position controls the exhaust valves according to the modified or particular history of the exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 of FIGS. 3 and 4 as they occur in the second special operation mode Q3 and the third special operation mode Q4. The intake camshaft, in its standard intake position, actuates the intake valves according to the intake valve lift crankshaft angle curve 2 as shown in FIGS. 1 and 3, that is, the standard operating mode Q1 and the second special operating mode Q3. In the inlet special position of the intake camshaft, however, it controls the intake valves according to the particular intake valve lift crankshaft angle curve 2 of Figures 2 and 4, which occur in the first special operating mode Q2 and the third special operating mode Q4. Thus, since both camshafts each have two different positions that lead to different valve lift crankshaft angle curves, a total of four different operating modes can be realized, namely, for example, the aforementioned operating modes Q1, Q2, Q3 and Q4.
Gemäß dem in Figur 5 dargestellten Kennfeld, in dem ein Mitteldruck gegenüber einer Drehzahl aufgespannt ist, können unterschiedliche Betriebsstrategien zum Betreiben der Brennkraftmaschine definiert bzw. gegeneinander abgegrenzt werden. Auf der Ordinate ist im Beispiel der Figur 5 ein berechneter Mitteldruck aufgetragen, der als„pme" bezeichnet wird. Der Mitteldruck pme lässt sich aus dem abgegebenen Drehmoment der Brennkraftmaschine berechnen. In den Diagrammen der Figuren 6 und 9 ist auf der Ordinate jeweils ein indizierter Mitteldruck angegeben, der als„pmi" bezeichnet wird. Der indizierte Mitteldruck pmi kann mittels Druckmessung im jeweiligen Zylinder bestimmt werden und entspricht daher dem tatsächlichen, im jeweiligen Zylinder herrschenden Druck. Üblicherweise ist der errechnete Mitteldruck pme kleiner als der indizierte According to the map shown in Figure 5, in which a mean pressure is clamped to a speed, different operating strategies for operating the internal combustion engine can be defined or demarcated from each other. The ordinate in the example of Figure 5 plots a calculated mean pressure, referred to as "pme." The mean pressure pme can be calculated from the engine torque output Indicated medium pressure, which is referred to as "pmi". The indicated mean pressure pmi can be determined by means of pressure measurement in the respective cylinder and therefore corresponds to the actual pressure prevailing in the respective cylinder. Usually, the calculated mean pressure pme is smaller than the indexed one
Mitteldruck pmi. Die Differenz ergibt sich aus einem reibungsbehafteten Mitteldruck, der auch mit„pmr" bezeichnet werden kann. Der reibungsbehaftete Mitteldruck pmr berücksichtigt den Druckabfall, der sich aus Reibungsverlusten in der Mean pressure pmi. The difference results from a frictional medium pressure, the may also be termed "pmr." The frictional mean pressure pmr takes into account the pressure drop resulting from friction losses in the
Brennkraftmaschine ergibt. In der Regel gilt: pme = pmi-pmr. Internal combustion engine results. As a rule, pme = pmi-pmr.
Die Steuerung der Brennkraftmaschine wählt den aktuellen Betriebsmodus zum einen in Abhängigkeit der aktuellen Betriebsstrategie und zum anderen in Abhängigkeit der Position eines aktuellen Betriebszustands der Brennkraftmaschine im Mitteldruck- Drehzahl-Kennfeld, das in Figur 5 mit 14 bezeichnet ist. Die aktuelle Betriebsstrategie wird dabei vorzugsweise ebenfalls abhängig von der Position des aktuellen The control of the internal combustion engine selects the current operating mode on the one hand as a function of the current operating strategy and on the other as a function of the position of a current operating state of the internal combustion engine in the medium-pressure speed map, which is designated in Figure 5 with 14. The current operating strategy is preferably also dependent on the position of the current
Betriebszustands der Brennkraftmaschine im Mitteldruck-Drehzahl-Kennfeld 14 festgelegt. Operating state of the internal combustion engine in the medium-pressure speed map 14 set.
Beispielsweise kann gemäß Figur 5 unterhalb eines niedrigen Mitteldrucks 15, der im Diagramm der Figur 5 rein exemplarisch bei etwa 4 bar Mitteldruck pme liegt, und unterhalb einer mittleren Drehzahl 16, die im Diagramm der Figur 5 rein exemplarisch bei etwa 3000 U/min liegt, ein Kennfeldbereich I definiert werden, in dem eine inhomogene Schichtbetriebsstrategie ausgewählt wird. Bei einer derartigen inhomogenen For example, according to FIG. 5, below a low mean pressure 15, which in the diagram of FIG. 5 is purely exemplary at about 4 bar mean pressure pme, and below a mean rotational speed 16, which in the diagram of FIG. 5 is purely exemplary at about 3000 rpm, a map area I can be defined in which an inhomogeneous shift operating strategy is selected. In such an inhomogeneous
Schichtbetriebsstrategie wird im jeweiligen Zylinder mittels Mehrfacheinspritzung eine geschichtete Gemischladung realisiert, wobei sich unterschiedliche Schichten durch unterschiedliche λ-Zahlen voneinander unterscheiden. Innerhalb dieses ersten Shift operating strategy is realized in the respective cylinder by means of multiple injection, a layered mixture charge, different layers differ by different λ-numbers from each other. Within this first
Kennfeldbereichs I, bei dem die inhomogene Schichtbetriebsstrategie ausgewählt wird, ist mit Hilfe eines ersten Grenzmitteldrucks 17, der im Beispiel der Figur 5 bei etwa 2 bar Mitteldruck pme liegt, und mittels einer Grenzdrehzahl 18, die im Beispiel der Figur 5 bei etwa 1500 U/min liegt, ein weiterer Kennfeldbereich I' abgegrenzt, der im Folgenden als modifizierter erster Kennfeldbereich Γ bezeichnet wird. Unterhalb des ersten Map area I, in which the inhomogeneous stratified operating strategy is selected, by means of a first boundary means pressure 17, which is in the example of Figure 5 at about 2 bar mean pressure pme, and by means of a limit speed 18, which in the example of Figure 5 at about 1500 U / is min, another map area I 'delimited, which is referred to below as a modified first map area Γ. Below the first
Grenzmitteldrucks 17, der kleiner ist als der niedrige Mitteldruck 15; und unterhalb der Grenzdrehzahl 18, die kleiner ist als die mittlere Drehzahl 16, wird der zweite Sonder- Betriebsmodus Q3 ausgewählt, während zwischen dem ersten Grenzmitteldruck 17 und dem niedrigen Mitteldruck 15 und zwischen der Grenzdrehzahl 18 und der mittleren Drehzahl 16 der dritte Sonder-Betriebsmodus Q4 ausgewählt wird. Bemerkenswert ist dabei, dass der erste Grenzmitteldruck 17 im ersten Kennfeldbereich I drehzahlabhängig ist, derart, dass der erste Grenzmitteldruck 17 mit zunehmender Drehzahl abnimmt. Im Beispiel der Figur 5 ist eine im Wesentlichen lineare Abhängigkeit dargestellt, so dass eine Verbindungsgerade 19 einen ersten Zustandspunkt 20, der bei maximalem ersten Grenzmitteldruck 17 und bei einer minimalen Drehzahl 21 (hier etwa 700 U/min) vorliegt, mit einem zweiten Zustandspunkt 22 verbindet, der bei maximaler Grenzdrehzahl 18 und bei einem minimalem Mitteldruck 23 (etwa 0,5 bar) auftritt. Im Unterschied dazu ist der niedrige Mitteldruck 15 über die Drehzahl im Wesentlichen konstant. Auch die mittlere Drehzahl 16 ist unabhängig vom Mitteldruck. Boundary mean pressure 17, which is smaller than the low mean pressure 15; and below the limit speed 18, which is smaller than the average speed 16, the second special mode Q3 is selected, while between the first boundary pressure 17 and the low mean pressure 15 and between the limit speed 18 and the average speed 16, the third special operating mode Q4 is selected. It is noteworthy that the first boundary-pressure 17 in the first map area I speed-dependent, such that the first boundary pressure 17 decreases with increasing speed. In the example of FIG. 5, a substantially linear dependence is shown, so that a connecting straight line 19 has a first state point 20, which is present at maximum first boundary-pressure 17 and at a minimum rotational speed 21 (here about 700 rpm), with a second state point 22 connects, which occurs at maximum limit speed 18 and at a minimum mean pressure 23 (about 0.5 bar). In contrast to this is the low mean pressure 15 across the speed substantially constant. The average speed 16 is independent of the mean pressure.
Im Diagramm der Figur 5 ist ferner ein mittlerer Mitteldruck 24 angegeben, der ebenfalls über die Drehzahl im Wesentlichen konstant ist bzw. von der Drehzahl unabhängig ist. Der mittlere Mitteldruck 24 ist größer als der niedrige Mitteldruck 15 und liegt im In the diagram of Figure 5, a mean medium pressure 24 is further indicated, which is also substantially constant over the speed or is independent of the speed. The mean medium pressure 24 is greater than the low mean pressure 15 and is in
Diagramm der Figur 5 etwa bei 10 bar pme. Unterhalb des mittleren Mitteldrucks 24 und unterhalb der mittleren Drehzahl 16 liegt ein zweiter Kennfeldbereich II vor, in dem entweder eine homogene Magerbetriebsstrategie oder eine homogene  Diagram of Figure 5 at about 10 bar pme. Below the average mean pressure 24 and below the average speed 16 is a second map area II, in which either a homogeneous lean operating strategy or a homogeneous
Schichtbetriebsstrategie ausgewählt werden. Eine homogene Magerbetriebsstrategie zeichnet sich durch ein homogenes Gemisch innerhalb des Zylinders aus, bei dem Luftüberschuss bei einem λ-Wert von 1 ,2 bis 1 ,5 herrscht. Eine homogene Shift operating strategy can be selected. A homogeneous lean operating strategy is characterized by a homogeneous mixture within the cylinder, in which excess air at a λ value of 1, 2 to 1, 5 prevails. A homogeneous one
Schichtbetriebsstrategie zeichnet sich durch ein homogenes Grundgemisch aus, indem ein konstantes λ herrscht, wobei in dieses homogene Grundgemisch kurz vor der Shift operating strategy is characterized by a homogeneous base mixture in that a constant λ prevails, in this homogeneous basic mixture shortly before
Zündung im Bereich der jeweiligen Zündeinheit lokal durch eine weitere Ignition in the area of the respective ignition unit locally by another
Kraftstoffeinspritzung ein Kern mit reduziertem λ erzeugt wird, also quasi eine bezüglich des Kraftstoffgehalts konzentrierte Innenschicht Insgesamt liegt bei der Fuel injection is a core with a reduced λ is generated, so quasi an internal fuel layer concentrated with respect to the total content
Schichtbetriebsstrategie ein mageres Gemisch im Zylinder vor, d.h. es liegt ein Shift operating strategy a lean mixture in the cylinder before, i. it lies
Magerbetrieb mit Schichtladung vor. Lean operation with stratified charge before.
Innerhalb des zweiten Kennfeldbereichs II kann im homogenen Schichtbetrieb bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine der dritte Sonder-Betriebsmodus Q4 dann bevorzugt werden, wenn die Brennkraftmaschine mit einem Einfach-Abgasturbolader aufgeladen ist, während der erste Sonder-Betriebsmodus Q2 bevorzugt wird, falls die Within the second map area II, in homogeneous stratified operation in a supercharged internal combustion engine, the third special operating mode Q4 may be preferred when the internal combustion engine is charged with a single exhaust gas turbocharger, while the first special operating mode Q2 is preferred, if the
Brennkraftmaschine mit einem mehrflutigen Abgasturbolader, insbesondere einem sogenanntem Twin-Scroll-Abgasturbolader, aufgeladen wird. Dabei ist auch der Einsatz von zwei oder mehr mehrflutigen Abgasturboladern denkbar. Internal combustion engine with a mehrflutigen exhaust gas turbocharger, in particular a so-called twin-scroll turbocharger, is charged. It is also conceivable to use two or more multi-flow turbochargers.
Es ist auch denkbar innerhalb des ersten Kennfeldbereichs I mit seiner inhomogenen Schichtbetriebsstrategie einen ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 auszuwählen. Der erste Sonder-Betriebsmodus Q2 kann auch für den modifizierten ersten Kennfeldbereich Γ und/oder dem zweiten Kennfeldbereich II mit den jeweiligen inhomogenen oder homogenen Schichtbetriebsstrategien ausgewählt werden. It is also conceivable within the first map area I with its inhomogeneous shift operating strategy to select a first special operating mode Q2. The first special operating mode Q2 can also be selected for the modified first map area Γ and / or the second map area II with the respective inhomogeneous or homogeneous shift operating strategies.
Es ist weiterhin denkbar innerhalb des ersten Kennfeldbereichs I und/oder dem It is furthermore conceivable within the first map area I and / or the
modifizierten ersten Kennfeldbereich Γ und/oder dem zweiten Kennfeldbereich II bei der jeweiligen Auswahl der inhomogenen oder homogenen Schichtbetriebsstrategien den ersten Sonder-Betriebsmodus mit einer modifizierten Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve Q2'" auszuwählen. Zur Erläuterung des ersten Sonder- Betriebsmodus mit einer modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve Q2'" wird auf die unten stehende Erläuterung zu Figur 10 verwiesen. Die modifizierten Modified first map area Γ and / or the second map area II in the respective selection of inhomogeneous or homogeneous shift operating strategies the In order to explain the first special operating mode with a modified Auslassventilhub crankshaft angle curve Q2 '", reference is made to the explanation below to Figure 10, the first special operating mode with a modified Auslaßventilhub- crankshaft angle curve Q2. The modified
Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ' zeichnet sich durch eine kürzere Exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 'is characterized by a shorter
Öffnungsphase aus, die mittels eines kleineren Nockens mit reduzierter Nockenbreite realisiert wird. In Kombination mit der Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 des Standard-Betriebsmodus Q1 bzw. Sonder-Betriebsmodus Q2 kann mit der modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ' eine besonders hohe interne Opening phase, which is realized by means of a smaller cam with reduced cam width. In combination with the intake valve lift crankshaft angle curve 2 of the standard operating mode Q1 or special operating mode Q2, with the modified exhaust valve lift crank angle curve 1 'a particularly high internal
Abgas rückführrate erreicht werden. Exhaust gas recirculation rate can be achieved.
Gemäß Figur 6 kann nun für den Fall, dass im zweiten Kennfeldbereich II die homogene Magerbetriebsstrategie ausgewählt wird, unterhalb eines zweiten Grenzmitteldrucks 25, der in Figur 6 eine im Wesentlichen lineare Abhängigkeit von der Drehzahl besitzt, der jeweilige Betriebsmodus ausgewählt werden. Beispielsweise besitzt der zweite According to FIG. 6, in the case where the homogeneous lean operating strategy is selected in the second map region II, the respective operating mode can now be selected below a second boundary-line pressure 25, which has a substantially linear dependence on the rotational speed in FIG. For example, the second one has
Grenzmitteldruck 25 bei 500 U/min einen Wert von etwa 4,5 bar pmi. Unterhalb des zweiten Grenzmitteldrucks 25 kann nun entweder der Standard-Betriebsmodus Q1 oder ein nach dem Atkinson-Prinzip modifizierter erster Sonder-Betriebsmodus Q2' ausgewählt werden. Oberhalb des zweiten Grenzmitteldrucks 25 kann dagegen entweder der erste Sonder-Betriebsmodus Q2 oder der zweite Sonder-Betriebsmodus Q3 oder der dritte Sonder-Betriebsmodus Q4 ausgewählt werden. Boundary medium pressure 25 at 500 rev / min a value of about 4.5 bar pmi. Below the second boundary pressure 25, either the standard operating mode Q1 or a first special operating mode Q2 'modified according to the Atkinson principle can now be selected. On the other hand, above the second boundary-line pressure 25, either the first special operating mode Q2 or the second special operating mode Q3 or the third special operating mode Q4 can be selected.
Zur Erläuterung des nach dem Atkinson-Prinzip modifizierten ersten Sonder- Betriebsmodus Q2' wird auf die unten stehenden Erläuterungen zu Figur 7 verwiesen. Mit Hilfe der Atkinson-Betriebsstrategie lässt sich ein hohes Entdrosselungspotential realisieren. In Kombination mit einem homogenen und mageren Brennverfahren ermöglicht die Anwendung des Atkinson-Prinzips bei unteren Teillasten, beispielsweise zwischen 2 und 4 bar pmi, eine nicht unerhebliche Verbrauchsreduzierung. To explain the first special operating mode Q2 'modified according to the Atkinson principle, reference is made to the explanations below regarding FIG. 7. With the help of the Atkinson operating strategy, a high de-throttling potential can be realized. In combination with a homogeneous and lean combustion process, the application of the Atkinson principle at lower partial loads, for example between 2 and 4 bar pmi, enables a not inconsiderable reduction in fuel consumption.
Zurückkommend auf Figur 5 lässt sich feststellen, dass oberhalb des mittleren Coming back to Figure 5 can be found that above the middle
Mitteldrucks 24 und oberhalb der mittleren Drehzahl 16 ein dritter Kennfeldbereich III innerhalb des Kennfelds 14 definiert wird, der zu höheren Drücken und zu höheren Drehzahlen hin durch eine maximal zulässige Drehzahl 26 und einen maximal zulässigen Mitteldruck 27 begrenzt ist. Beispielsweise besitzt die maximale Drehzahl 26 einen Wert von 5500 U/min und der maximale Mitteldruck 27 einen Wert von 19 bar. Oberhalb des mittleren Mitteldrucks 24 und/oder oberhalb der mittleren Drehzahl 16, also im dritten Kennfeldbereich III wird eine stöchiometrische oder unterstöchiometrische Betriebsstrategie ausgewählt. Die stöchiometrische Betriebsstrategie zeichnet sich dadurch aus, dass in der Ladung ein λ-Wert von 1 herrscht, so dass in den Abgasen weder ein Kraftstoffüberschuss noch ein Luftüberschuss herrscht. Die Medium pressure 24 and above the average speed 16, a third map area III is defined within the map 14, which is limited to higher pressures and higher speeds through a maximum allowable speed 26 and a maximum allowable mean pressure 27. For example, the maximum speed 26 has a value of 5500 rpm and the maximum mean pressure 27 has a value of 19 bar. Above the average mean pressure 24 and / or above the average speed 16, ie in the third characteristic area III, a stoichiometric or substoichiometric operating strategy is selected. The stoichiometric operating strategy is characterized by the fact that in the charge a λ-value of 1 prevails, so that in the exhaust gases neither a fuel surplus nor an excess of air prevails. The
unterstöchiometrische Betriebsstrategie zeichnet sich dadurch einen Kraftstoffüberschuss aus. sub-stoichiometric operating strategy is characterized by a fuel surplus.
Gemäß Figur 9 kann innerhalb dieses dritten Kennfeldbereichs III, also während der stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Betriebsstrategie unterhalb eines dritten Grenzmitteldrucks 28, der im Beispiel der Figur 9 im Wesentlichen konstant ist, also unabhängig von der Drehzahl ist, und der oberhalb des mittleren Mitteldrucks 24 und unterhalb des maximal zulässigen Mitteldrucks 27 liegt, der erste Sonder-Betriebsmodus Q2 ausgewählt werden, während oberhalb dieses dritten Grenzmitteldrucks 28 der Standard-Betriebsmodus Q1 ausgewählt wird. Im Beispiel der Figur 9 liegt der dritte Grenzmitteldruck 28 bei etwa 9,5 bar pmi. According to FIG. 9, within this third characteristic area III, that is to say during the stoichiometric or substoichiometric operating strategy below a third boundary pressure 28, which in the example of FIG. 9 is essentially constant, that is independent of the rotational speed, and above the mean medium pressure 24 and below of the maximum allowable medium pressure 27, the first special operation mode Q2 is selected, while above this third boundary pressure 28 the standard operation mode Q1 is selected. In the example of FIG. 9, the third boundary pressure 28 is about 9.5 bar pmi.
Es ist auch denkbar die stöchiometrische oder unterstöchiometrische Betriebsstrategie des dritten Kennfeldbereiches III auf den ersten Kennfeldbereich I, den weiteren It is also conceivable stoichiometric or stoichiometric operating strategy of the third map area III on the first map area I, the other
Kennfeldbereich P und den zweiten Kennfeldbereich II auszudehnen. Dies bedeutet, dass unterhalb des dritten Grenzmittel drucks 28 im gesamten verbleibenden Kennfeld oberhalb der minimalen Drehzahl 21 und oberhalb des minimalen Mitteldrucks 23 der erste Map area P and the second map area II expand. This means that below the third limit means pressure 28 in the entire remaining map above the minimum speed 21 and above the minimum mean pressure 23 of the first
Sonder-Betriebsmodus Q2 ausgewählt wird. Special operating mode Q2 is selected.
Es ist weiterhin denkbar die stöchiometrische oder unterstöchiometrische It is also conceivable the stoichiometric or substoichiometric
Betriebsstrategie des dritten Kennfeldbereichs III mit dem ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 unterhalb des dritten Grenzmitteldrucks 28 mit einer oder mehreren Betriebsstrategien mit ihren jeweiligen Betriebsmodi gemäß dem ersten Kennfeldbereich I, dem weiteren Kennfeldbereich P oder dem zweiten Kennfeldbereich II zu kombinieren. Operating strategy of the third map area III with the first special operating mode Q2 below the third Grenzmitteldrucks 28 with one or more operating strategies with their respective operating modes according to the first map area I, the other map area P or the second map area II to combine.
Vorteilhafterweise können ausgehend von der stöchiometrischen oder Advantageously, starting from the stoichiometric or
unterstöchiometrischen Betriebsstrategie des dritten Kennfeldbereichs III mit dem ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 unterhalb des dritten Grenzmitteldrucks 28 eine Vielzahl von Kombinationen gebildet werden, so dass eine bedarfsgerechte Anwendung der verschiedenen Betriebsstrategien mit ihren jeweiligen Betriebsmodi gemäß dem aktuellen Betriebszustand oder Anforderung an die Brennkraftmaschine ausgewählt werden, wodurch Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen weiter gesenkt werden können. Beim ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 gemäß Fig. 2 und beim dritten Sonder- Betriebsmodus Q4 gemäß Fig. 4 sowie in der Darstellung der Figur 7 und der Figur 10 besitzt die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 genau vier Wendepunkte, nämlich die beiden Standard-Wendepunkte 5, 6 sowie zwei weitere Wendepunkte 29, 30, die beide bezüglich des Kurbelwellenwinkels vor dem Maximum 7 angeordnet sind, so dass bei dieser Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 insgesamt drei stoichiometric operating strategy of the third map area III with the first special operating mode Q2 below the third boundary pressure 28 a plurality of combinations are formed so that an appropriate application of the various operating strategies are selected with their respective operating modes according to the current operating condition or request to the internal combustion engine Fuel consumption and pollutant emissions can be further reduced. In the first special operating mode Q2 according to FIG. 2 and in the third special operating mode Q4 according to FIG. 4 and in the representation of FIG. 7 and FIG. 10, the intake valve lift crankshaft angle curve 2 has exactly four turning points, namely the two standard turning points 5, 6 and two further inflection points 29, 30, which are both arranged with respect to the crankshaft angle before the maximum 7, so that in this intake valve lift crankshaft angle curve 2 a total of three
Wendepunkte 5, 29, 30 vor dem Maximum 7 positioniert sind. Gemäß ihrer zeitlichen Abfolge gemäß dem Kurbelwellenwinkel werden diese vier Wendepunkte nachfolgend auch als erster Wendepunkt 29, zweiter Wendepunkt 30, dritter Wendepunkt 5 und vierter Wendepunkt 6 bezeichnet. Das Maximum 7 befindet sich also zwischen dem dritten Wendepunkt 5 und dem vierten Wendepunkt 6. Bei den hier gezeigten Turning points 5, 29, 30 are positioned before the maximum 7. In accordance with their chronological sequence according to the crankshaft angle, these four turning points are also referred to below as the first turning point 29, the second turning point 30, the third turning point 5 and the fourth turning point 6. The maximum 7 is thus between the third inflection point 5 and the fourth inflection point 6. In the case shown here
Ausführungsformen besitzt die jeweilige Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 zwischen dem ersten Wendepunkt 29 und dem dritten Wendepunkt 5, nämlich im Bereich des zweiten Wendepunkts 30 ein Plateau 31 mit konstantem Einlassventilhub. Hierdurch wird das jeweilige Einlassventil für einen bestimmten Kurbelwellenwinkelbereich mit einem konstanten Öffnungshub gehalten, der kleiner ist als der maximale Öffnungshub bei 7. Das Plateau 31 kann sich über einen Kurbelwellenwinkelbereich von 40° bis 80° Kurbelwellwinkel erstrecken. Embodiments has the respective intake valve lift crank angle curve 2 between the first inflection point 29 and the third inflection point 5, namely in the region of the second inflection point 30, a plateau 31 with a constant intake valve. As a result, the respective inlet valve is held for a specific crankshaft angle range with a constant opening stroke which is smaller than the maximum opening stroke at 7. The plateau 31 can extend over a crankshaft angle range from 40 ° to 80 ° crankshaft angle.
Entsprechendes gilt nun für die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurven 1 der Figuren 3 und 4, also des zweiten Sonder-Betriebsmodus Q3 und des dritten Sonder- Betriebsmodus Q4. Auch dort enthält die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 genau vier Wendepunkte, nämlich die beiden Standard-Wendepunkte 10 und 11 sowie zwei weitere Wendepunkte 32 und 33. Auch hier werden die Wendepunkte 10, 1 1 , 32, 33 entsprechend ihrer zeitlichen Abfolge gemäß dem Kurbelwellenwinkel im Folgenden als erster Wendepunkt 10, zweiter Wendepunkt 1 1 , dritter Wendepunkt 32 und vierter Wendepunkt 33 bezeichnet. Während das Maximum 12 zwischen den Standard- Wendepunkten 10, 11 , also zwischen dem ersten Wendepunkt 10 und dem zweiten Wendepunkt 11 verbleibt, folgen die zusätzliche Wendepunkte 32, 33, also der dritte Wendepunkt 32 und der vierte Wendepunkt 33 nach dem Maximum 12 auf den zweiten Wendepunkt 11. Auch hier erfolgt die Formung der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel- Kurve 1 jeweils so, dass sich zwischen dem zweiten Wendepunkt 11 und dem vierten Wendepunkt 33, also im Bereich des dritten Wendepunkte 32 ein Plateau 34 ausbildet, bei dem das jeweilige Auslassventil über einen begrenzten Kurbelwellenwinkelbereich einen konstanten Öffnungshub besitzt, der kleiner ist als der maximale Öffnungshub bei 12. Das Plateau 34 kann sich über einen Kurbelwellenwinkelbereich von 40° bis 80° Kurbelwellwinkel erstrecken. The same applies to the exhaust valve lift crankshaft angle curves 1 of FIGS. 3 and 4, that is to say the second special operating mode Q3 and the third special operating mode Q4. Also there contains the Auslaßventilhub crankshaft angle curve 1 exactly four turning points, namely the two standard turning points 10 and 11 and two other inflection points 32 and 33. Again, the inflection points 10, 1 1, 32, 33 according to their time sequence according to Crankshaft angle hereinafter referred to as first inflection point 10, second inflection point 1 1, third inflection point 32 and fourth inflection point 33. While the maximum 12 between the standard inflection points 10, 11, ie between the first inflection point 10 and the second inflection point 11 remains, follow the additional inflection points 32, 33, ie the third inflection point 32 and the fourth inflection point 33 to the maximum 12 on the second inflection point 11. Again, the Auslaßventilhub crankshaft angle curve 1 is formed in each case so that between the second inflection point 11 and the fourth inflection point 33, ie in the region of the third inflection point 32 forms a plateau 34, in which the respective exhaust valve via a limited crankshaft angle range has a constant opening stroke which is smaller than the maximum opening stroke at 12. The plateau 34 may extend over a crankshaft angle range of 40 ° to 80 ° crankshaft angle.
Zur Realisierung des gemäß dem Atkinson-Prinzip modifizierten ersten Sonder- Betriebsmodus Q2' kann nun mit Hilfe eines Einlassnockenwellen-Phasenstellers die Phasenlage der Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 gemäß dem ersten Sonder- Betriebsmodus Q2 verschoben werden, und zwar nach spät. Die Verschiebung ist im Beispiel der Figur 7 so durchgeführt, dass sich für den Einlassbeginn 3 wieder etwa derselbe Kurbelwellenwinkelwert ergibt wie im Standard-Betriebsmodus Q1. Gleichzeitig verschiebt sich das Plateau 31 und das Maximum 7 nach spät. Alternativ kann die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2 gemäß dem Standard-Betriebsmodus Q1 durch eine Verbreiterung des Einlass-Nockens verändert werden, so dass sich die in Figur 7 erkennbare Form der modifizierten Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 2' ergibt, die im Bereich des Maximums 7 ein Plateau 31 ' aufweist. Durch die In order to realize the first special operating mode Q2 'modified according to the Atkinson principle, the phase position of the intake valve lift crankshaft angle curve 2 can now be shifted in accordance with the first special operating mode Q2 with the aid of an intake camshaft phaser. The shift is carried out in the example of Figure 7 so that for the start of intake 3 again about the same crankshaft angle value results as in the standard operating mode Q1. At the same time, the plateau 31 and the maximum 7 shifts late. Alternatively, the intake valve lift crankshaft angle curve 2 can be varied according to the standard operating mode Q1 by widening the intake cam, resulting in the form of the modified intake valve lift crankshaft angle curve 2 'which can be seen in FIG 7 has a plateau 31 '. By the
Phasenverschiebung wird die ursprünglich im ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 erreichte Verschiebung des Einlassbeginns nach früh umgewandelt in eine Verschiebung des Einlassendes 4 nach spät. Während das Einlassende 4 bei den Betriebsmodi Q1 , Q2, Q3 und Q4 der Figuren 1 bis 4 jeweils bei etwa 560° liegt, ergibt sich für das Einlassende 4 nunmehr in Figur 7 eine Position von etwa 640° Kurbelwellenwinkel. Phase shift is the initial shift achieved in the first special operation mode Q2, the inlet start converted into early in a shift of the inlet end 4 to late. While the inlet end 4 in the operating modes Q1, Q2, Q3 and Q4 of FIGS. 1 to 4 is in each case approximately 560 °, the position of the inlet end 4 in FIG. 7 is approximately 640 ° crankshaft angle.
In Figur 8 ist ein weiterer alternativer modifizierte erste Sonder-Betriebsmodus Q2" dargestellt. Dieser zeichnet sich zum modifizierten ersten Sonder-Betriebsmodus Q2' zusätzlich durch eine Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 aus, die der des zweiten Sonder-Betriebsmodus Q3 entspricht. Der alternative modifizierte erste Sonder- Betriebsmodus Q2" kann anstelle des modifizierten ersten Sonder-Betriebsmodus Q2' angewendet werden. 8 shows a further alternative modified first special operating mode Q2 ", which in addition to the modified first special operating mode Q2 'is characterized by an exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 which corresponds to that of the second special operating mode Q3 modified first special operating mode Q2 "can be used in place of the modified first special operating mode Q2 '.
In Figur 10 ist der erste Sonder-Betriebsmodus mit einer modifizierten Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve Q2'" dargestellt. Dieser zeichnet sich durch die modifizierte Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ' aus. Die modifizierte Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ' weist eine kürzere Öffnungsphase gegenüber 10 shows the first special operating mode with a modified Auslaßventilhub- crankshaft angle curve Q2 '"This is characterized by the modified Auslassventilhub crankshaft angle curve 1' The modified Auslaßventilhub- crankshaft angle curve 1 'has a shorter opening phase across from
Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 des Standard-Betriebsmodus Q1 bzw. des ersten Sonder-Betriebsmodus Q2 auf. Die kürzere Öffnungsphase wird mittels eines kleineren Nockens mit reduzierter Nockenbreite realisiert. In Figur 10 ist der Auslassventilhub crankshaft angle curve 1 of the standard operating mode Q1 and the first special operating mode Q2 on. The shorter opening phase is realized by means of a smaller cam with reduced cam width. In FIG. 10, the
Auslassbeginn 8 gegenüber der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 nicht verändert. Dagegen ist das Auslassende 9' der modifizierten Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ' gegenüber dem Auslassende 9 der Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 nach früh verschoben, wodurch der Wendepunkt 1 1 ' gegenüber dem Wendepunkt 11 ebenfalls nach früh verschoben ist. Durch den kleineren Nocken sinkt das Maximum 12' der modifizierte Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel- Kurve 1 ' auf einen niedrigeren Wert gegenüber dem Maximum 12 der Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve 1. Dementsprechend ändert sich der Überschneidungsbereich 13' auf etwa 380°-280° = 100° Kurbelwellenwinkel. Der Wendepunkt 10 bleibt im Auslassbeginn 8 with respect to the Auslaßventilhub crankshaft angle curve 1 not changed. In contrast, the outlet end 9 'of the modified Auslaßventilhub- crankshaft angle curve 1' relative to the outlet end 9 of the Auslassventilhub- Crankshaft angle curve 1 shifted to early, whereby the inflection point 1 1 'relative to the inflection point 11 is also moved to early. Due to the smaller cam, the maximum 12 'of the modified exhaust valve lift crankshaft angle curve 1' drops to a lower value than the maximum 12 of the Auslassventilhub- crankshaft angle curve 1. Accordingly, the overlap region 13 'changes to about 380 ° -280 ° = 100 ° crankshaft angle. The turning point 10 remains in
Wesentlichen unverändert. Essentially unchanged.
Es ist auch denkbar, dass die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ' mit seiner kürzeren Öffnungsphase zwischen dem bisherigen Auslassbeginn 8 und dem bisherigen Auslassende 9 der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 verläuft oder das Auslassende der modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ' mit dem Auslassende 9 Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 zusammenfällt. Die It is also conceivable that the Auslassventilhub crankshaft angle curve 1 'with its shorter opening phase between the previous Auslassbeginn 8 and the previous outlet end 9 of the Auslaßventilhub crankshaft angle curve 1 runs or the outlet end of the modified Auslaßventilhub crankshaft angle curve 1' with the Outgoing 9 exhaust valve lift crankshaft angle curve 1 coincides. The
Verschiebung der modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve 1 ' kann durch entsprechendes Vorsehen jeweiliger Zusatz- oder Sonder-Nocken zusätzlich zum Displacement of the modified Auslaßventilhub crankshaft angle curve 1 'can be made by appropriately providing respective additional or special cam in addition to
Standard-Nocken auf der Nockenwelle realisiert werden. Standard cams are realized on the camshaft.
Es ist klar, dass die Brennkraftmaschine optional auch einen Auslassnockenwellen- Phasensteller zum Verändern der Phasenlage der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel- Kurve 1 und 1 ' aufweisen kann. It will be appreciated that the engine may optionally also include an exhaust camshaft phaser for varying the phasing of the exhaust valve lift crank angle curve 1 and 1 '.
Im Sonder-Betriebsmodus mit einer modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel- Kurve Q2'" wird mittels der kürzeren Öffnungsphase des Auslassventils ein höherer Anteil von Abgas im Brennraum zurückgehalten als beim ersten Sonder-Betriebsmodus Q2, so dass mehr Abgas für die interne Abgasrückführung zur Verfügung steht, wodurch eine besonders hohe interne Abgasrückführrate erreicht werden kann. In the special operating mode with a modified Auslaßventilhub crankshaft angle curve Q2 '"a higher proportion of exhaust gas is retained in the combustion chamber by means of the shorter opening phase of the exhaust valve than in the first special operating mode Q2, so that more exhaust gas for internal exhaust gas recirculation is available whereby a particularly high internal exhaust gas recirculation rate can be achieved.
Der kleinere Nocken weist eine Nockenbreite von ca. 150°KW bei einem Ventilhub von 2 mm auf. The smaller cam has a cam width of approximately 150 ° CA with a valve lift of 2 mm.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die je Zylinder wenigstens ein Auslassventil und wenigstens ein Einlassventil aufweist und die einen Ventiltrieb zum Ansteuern des jeweiligen Auslassventils gemäß einer Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve (1 ) und zum Ansteuern des jeweiligen Einlassventils gemäß einer Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (2) aufweist, bei dem in einem ersten Kennfeldbereich I unterhalb eines niedrigen Mitteldrucks (15) und unterhalb einer mittleren Drehzahl (16) eine inhomogene Schichtbetriebsstrategie und ein erster Sonder-Betriebsmodus (Q2) ausgewählt werden, wobei der erste Sonderbetriebs-Modus (Q2) eine Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (2) mit einem gegenüber einem Standard-Betriebsmodus (Q1) nach früh verschobenen Einlassbeginn (3) aufweist, wobei im Standardbetriebs-Modus (Q1 ) die 1. Method for operating an internal combustion engine which has at least one exhaust valve and at least one intake valve per cylinder and which has a valve train for controlling the respective exhaust valve according to an exhaust valve lift-crankshaft angle curve (1) and for controlling the respective intake valve according to an intake valve lift-crankshaft angle curve. Curve (2), in which an inhomogeneous shift operating strategy and a first special operating mode (Q2) are selected in a first map area I below a low mean pressure (15) and below a medium speed (16), the first special operating mode ( Q2) has an intake valve lift-crankshaft angle curve (2) with an intake start (3) that is shifted early compared to a standard operating mode (Q1), wherein in the standard operating mode (Q1) the
Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve Intake valve lift-crankshaft angle curve
(2) zwischen einem Einlassbeginn (2) between an entry start
(3) und einem Einlassende (3) and an inlet end
(4) zwei Wendepunkte (5, 6) und zwischen den beiden Wendepunkten (5, 6) ein Maximum (7) besitzt und die Auslassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve (1) zwischen einem Auslassbeginn (8) und einem (4) has two turning points (5, 6) and a maximum (7) between the two turning points (5, 6) and the exhaust valve lift-crankshaft angle curve (1) between an exhaust start (8) and one
Auslassende (9) zwei Wendepunkte (10, 1 1 ) und zwischen den beiden Omitting (9) two turning points (10, 1 1 ) and between the two
Wendepunkten (10, 11) ein Maximum (12) besitzt und ein geringfügiger Turning points (10, 11) have a maximum (12) and a minor one
winkelmäßiger Überschneidungsbereich (13) zwischen dem Einlassbeginn (3) und dem Auslassende (9) existiert und innerhalb des ersten Kennfeldbereichs I ist ein modifizierter erster Kennfeldbereich abgegrenzt ist, der unterhalb eines ersten Grenzmitteldrucks (17) und unterhalb einer Grenzdrehzahl (18) liegt, wobei der erste Grenzmitteldruck (17) kleiner ist als der niedrige Mitteldruck (15) und die Grenzdrehzahl (18) kleiner ist als die mittlere Drehzahl (16) und der erste angular overlap region (13) exists between the inlet start (3) and the outlet end (9) and within the first map region I a modified first map region is delimited, which lies below a first limit mean pressure (17) and below a limit speed (18), where the first limit mean pressure (17) is smaller than the low mean pressure (15) and the limit speed (18) is smaller than the mean speed (16) and the first
Sonderbetriebs-Modus (Q2) ausgewählt wird. Verfahren nach Anspruch 1 , Special operating mode (Q2) is selected. Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der erste Grenzmitteldruck (17) mit zunehmender Drehzahl abnimmt. the first limit mean pressure (17) decreases as the speed increases.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in einem zweiten Kennfeldbereich II unterhalb eines mittleren Mitteldrucks (24), der größer ist als der niedrige Mittedruck (15) und unterhalb der mittleren Drehzahl (16) eine homogene Schichtbetriebsstrategie und der erste Sonderbetriebs-Modus (Q2) ausgewählt wird. in a second map area II below a mean mean pressure (24), which is greater than the low mean pressure (15) and below the mean speed (16), a homogeneous shift operation strategy and the first special operating mode (Q2) are selected.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
für den ersten Kennfeldbereich I und/oder für den modifizierten ersten for the first map area I and/or for the modified first
Kennfeldbereich I' und/oder für den zweiten Kennfeldbereich II ein erster Sonder- Betriebsmodus mit einer modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (Q2'") ausgewählt wird, wobei der erste Sonderbetriebs-Modus mit einer modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (Q2'") eine Map area I' and/or for the second map area II a first special operating mode with a modified exhaust valve lift-crankshaft angle curve (Q2'") is selected, the first special operating mode having a modified exhaust valve lift-crankshaft angle curve (Q2'") ) one
Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (2) mit einem gegenüber einem Intake valve lift-crankshaft angle curve (2) with one versus one
Standard-Betriebsmodus (Q1) nach früh verschobenen Einlassbeginn (3) aufweist, während die modifizierte Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (1 ') ein gegenüber dem Standard-Betriebsmodus (Q1) nach früh verschobenes Standard operating mode (Q1) has an early shifted intake start (3), while the modified exhaust valve lift-crankshaft angle curve (1 ') has an early shifted compared to the standard operating mode (Q1).
Auslassende (9') aufweist. Has outlet end (9 ').
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in einem dritten Kennfeldbereich III oberhalb des mittleren Mitteldrucks (24) und oberhalb der mittleren Drehzahl (16) eine stöchiometrische oder in a third map area III above the mean mean pressure (24) and above the mean speed (16) a stoichiometric or
unterstöchiometrische Betriebsstrategie ausgewählt wird. substoichiometric operating strategy is selected.
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. Method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
innerhalb des dritten Kennfeldbereichs III unterhalb eines dritten Grenzmitteldrucks (28) der erste Sonderbetriebs-Modus (Q2) und oberhalb des dritten within the third map area III below a third limit mean pressure (28), the first special operating mode (Q2) and above the third
Grenzmitteldrucks (28) der Standard-Betriebsmodus (Q1) ausgewählt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Limit mean pressure (28) the standard operating mode (Q1) can be selected. Method according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
- die Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (2) im ersten Sonder- Betriebsmodus (Q2) genau vier Wendepunkte (5, 6, 29, 30) aufweist, wobei drei Wendepunkte (5, 29, 30) vor dem Maximum (7) angeordnet sind, und/oder - The intake valve lift-crankshaft angle curve (2) in the first special operating mode (Q2) has exactly four turning points (5, 6, 29, 30), with three turning points (5, 29, 30) being arranged before the maximum (7). , and or
- dass die modifizierte Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (1 ') im ersten Sonder-Betriebsmodus (Q2'") genau zwei Wendepunkte (10, 11 ') aufweist, wobei der Wendepunkt (11 ) nach dem Maximum (12') angeordnet ist, und/oder - that the modified exhaust valve lift-crankshaft angle curve (1 ') in the first special operating mode (Q2'") has exactly two turning points (10, 11 '), the turning point (11) being arranged after the maximum (12'), and or
- dass insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Einlassventilhub- Kurbelwellenwinkel-Kurve (2) zwischen dem ersten Wendepunkt (29) und dem dritten Wendepunkt (5) ein Plateau (31) mit konstantem Einlassventilhub aufweist und/oder dass die Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (1) zwischen dem zweiten Wendepunkt (11) und dem vierten Wendepunkt (33) ein Plateau (31 ) mit konstantem Auslassventilhub aufweist. - In particular, it can be provided that the intake valve lift-crankshaft angle curve (2) has a plateau (31) with a constant intake valve lift between the first turning point (29) and the third turning point (5) and/or that the exhaust valve lift-crankshaft angle curve (1) has a plateau (31) with a constant exhaust valve lift between the second turning point (11) and the fourth turning point (33).
Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, betrieben nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, Internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, operated according to one of the preceding claims 1 to 7,
- mit mehreren Zylindern, denen jeweils wenigstens ein Auslassventil und wenigstens ein Einlassventil zugeordnet ist, - with several cylinders, each of which is assigned at least one exhaust valve and at least one inlet valve,
- mit einem Ventiltrieb, der eine Auslassnockenwelle zum Ansteuern der - with a valve train that has an exhaust camshaft to control the
Auslassventile und eine Einlassnockenwelle zum Ansteuern der Einlassventile aufweist, Has exhaust valves and an intake camshaft for controlling the intake valves,
- wobei die Auslassnockenwelle zwischen einer Auslass-Standardstellung zum - whereby the exhaust camshaft is between a standard exhaust position
Erzeugen der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (1) des Standard- Betriebsmodus (Q1) und einer Auslass-Sonderstellung zum Erzeugen der Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (1 ') des ersten Sonder-Betriebsmodus mit einer modifizierten Auslassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (Q2'") umschaltbar ist, Generating the exhaust valve lift-crankshaft angle curve (1) of the standard operating mode (Q1) and a special exhaust position for generating the exhaust valve lift-crankshaft angle curve (1 ') of the first special operating mode with a modified exhaust valve lift-crankshaft angle curve (Q2' ") is switchable,
- wobei die Einlassnockenwelle zwischen einer Einlass-Standardstellung zum - wherein the intake camshaft is between a standard intake position
Erzeugen der Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (2) des Standard- Betriebsmodus (Q1) und einer Einlass-Sonderstellung zum Erzeugen der Generating the intake valve lift-crankshaft angle curve (2) of the standard operating mode (Q1) and a special intake position to generate the
Einlassventilhub-Kurbelwellenwinkel-Kurve (2) des ersten Sonder-Betriebsmodus (Q2) umschaltbar ist. Intake valve lift-crankshaft angle curve (2) of the first special operating mode (Q2) can be switched.
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