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Dokumentenidentifikation DE102009045884A1 28.04.2011
Titel Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Porten, Guido, 71665 Vaihingen, DE;
Amler, Markus, 71229 Leonberg, DE;
Meng, Jan-Matthias, 71636 Ludwigsburg, DE;
Haeming, Werner, 74861 Neudenau, DE
DE-Anmeldedatum 21.10.2009
DE-Aktenzeichen 102009045884
Offenlegungstag 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse F02D 41/22  (2006.01)  A,  F,  I,  20091021,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse F02D 41/00  (2006.01)  A,  L,  I,  20091021,  B,  H,  DE
Zusammenfassung Es werden ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (10) und ein solcher Verbrennungsmotor (10) beschrieben. Gemäß dem beschriebenen Verfahren wird bei Erkennen von Klopfereignissen die Frischluftmasse im Brennraum (12) erhöht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Verbrennungsmotoren mit direkter Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum sowie einer Motorsteuerung zum Darstellen mehrerer Betriebsarten und mehrerer Einspritzsequenzen pro Arbeitsspiel, wie bspw. Doppel-/Dreifacheinspritzung, sind im Stand der Technik bekannt. Im Rahmen verbrauchsreduzierender bzw. CO2-absenkender Maßnahmen wird gegenwärtig an Konzepten gearbeitet, den geschichteten bzw. mageren Betriebsbereich von Ottomotoren auszuweiten.

Neben optimierten Einspritz- und Regelungsstrategien ist die Kombination von Aufladung und Ladungsschichtung ein möglicher Weg. Begrenzt wird der tatsächlich nutzbare Schichtbereich dabei u. a. durch Emissionsanforderungen, wobei hier insbesondere die Partikel und Stickoxidemmissionen von Bedeutung sind. Aus innermotorischer Sicht ist der nutzbare innere Betriebsbereich des Schichtbetriebs und insbesondere des aufgeladenen Magerbetriebs durch Klopfen der Verbrennungen begrenzt. Da dieses Klopfen bzw. die Klopfereignisse sich auf den inneren Betriebsbereich auswirkt bzw. auswirken, muss bei Auftreten von Klopfen geeignet reagiert werden.

Es stellt sich somit die Aufgabe, die insbesondere im aufgeladenen und geschichteten Motorbetrieb bei hohen Lastzuständen auftretenden Klopfereignisse durch geeignete Regeleingriffe der Motorsteuerung zu vermeiden.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgestellt. Ausbildungen des Verfahrens und des Verbrennungsmotors ergeben sich aus den rückbezogenen Ansprüchen.

Somit werden insbesondere im aufgeladenen und geschichteten Motorbetrieb bei hohen Lastzuständen auftretende Klopfereignisse durch geeignete Regeleingriffe der Motorsteuerung vermieden, indem die Klopfneigung, d. h. Selbstentflammungseigenschaften des Luft-/Kraftstoffgemisches, gezielt verringert wird.

Durch eine an den geschichteten Magerbetrieb des Verbrennungsmotors angepasste Funktionalität ist eine zuverlässige Erkennung von unerwünschten Klopfereignissen gewährleistet. Werden nun insbesondere im aufgeladenen Schichtbetrieb Klopfereignisse erfasst bzw. detektiert, müssen unmittelbar Maßnahmen zur Verringerung der Selbstentflammungseigenschaften des Luft-/Kraftstoffgemisches eingeleitet werden.

Im homogenen Motorbetrieb erfolgt dies typischerweise über einen Zündwinkelspätzug, durch den die Klopfneigung reduziert werden kann. Im geschichteten Motorbetrieb kann jedoch der Zündwinkel nur in sehr engen Grenzen variiert werden, wobei der Einfluss auf die Selbstentflammungseigenschaften unzureichend ist.

Durch das hier beschriebene Verfahren ist die Verringerung der Klopfneigung durch Erhöhung der zugeführten Frischluftmasse und ggf. Anpassung der Inertgasrate möglich, was bei den zugrunde gelegten aufgeladenen Schichtmotoren, bspw. durch eine Erhöhung des Ladedrucks, darstellbar ist.

Nachdem motorkritische Klopfereignisse erkannt wurden, erfolgt eine gezielte Verdünnung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Brennraum, bspw. durch Anhebung des Ladedrucks. Durch die zusätzlich in den Brennraum geführte Frischluft erfolgt eine gezielte Verringerung der Klopfneigung durch Innenkühlung und durch Vermeidung lokaler Fettzonen. Weiterhin kann, z. B. aus Emissionsgesichtspunkten, eine Anpassung der Abgasrückführraten an die geänderte Frischluftmasse im Brennraum sinnvoll sein.

Treten trotz maximal zulässiger Erhöhung des Frischluftanteils und maximal zulässiger Anpassung der Abgasrückführrate weiterhin Klopfereignisse auf, sollte als finale Gegenmaßnahme der geschichtete Magerbetrieb temporär verboten und in eine alternative homogene (Zündwinkel variabel) Betriebsart gewechselt werden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung.

Es versteht sich, dass die voranstehend 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.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

1 zeigt eine Ausführung des beschriebenen Verbrennungsmotor Ausführungsform der Erfindung

Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

In 1 ist eine Ausführung des vorgestellten Verbrennungsmotors, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen, dargestellt. Dieser Verbrennungsmotor 10 umfasst einen Brennraum 12, in der die Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches stattfindet. Dabei kann es zu Klopfereignissen kommen.

Die Darstellung zeigt weiterhin eine Einrichtung 14 zur Erfassung und Auswertung von Klopfereignissen. Diese Einrichtung 14 weist einen Klopfsensor 16, der sich in dem Brennraum 12 befindet, und eine Auswerteeinheit 18 auf. Mit der Einrichtung 14 werden somit Klopfereignisse in dem Brennraum 12 detektiert und ausgewertet. Je nach Vorgabe werden entweder sofort bei Auftreten eines Klopfereignisses oder bei Erreichen einer kritischen Grenze der Anzahl oder Häufigkeit der Klopfereignisse geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet.

Hierzu wird an eine Einheit 20 zum Einstellen des Ladedrucks ein entsprechendes Signal gesendet, so dass der Ladedruck und damit die Frischluftmasse erhöht wird.


Anspruch[de]
Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (10), bei dem bei Erkennen von Klopfereignissen die Frischluftmasse im Brennraum (12) erhöht wird. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Erhöhung der Frischluftmasse durch Erhöhen des Ladedrucks erreicht wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem bei Erkennen von Klopfereignissen eine Inertgasrate angepasst wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das im geschichteten Betrieb durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das im aufgeladenen Betrieb durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Klopfereignisse mit mindestens einem Klopfsensor (16) erfasst werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Anpassung der Abgasrückführraten an die geänderte Frischluftmasse erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem, falls weiterhin Klopfereignisse auftreten, der geschichtete Magerbetrieb temporär ausgeschlossen und in eine alternative homogene Betriebsart gewechselt wird. Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung (14) zum Erfassen und Auswerten von Klopfereignissen, die bei Erfassen von Klopfereignissen eine Erhöhung der Frischluftmasse bewirkt. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, bei dem die Einrichtung (14) zum Erfassen und Auswerten von Klopfereignissen mindestens einen Klopfsensor (16) umfasst.






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