EP2935844A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung und abgasrückführung - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung und abgasrückführung

Info

Publication number
EP2935844A1
EP2935844A1 EP13796041.5A EP13796041A EP2935844A1 EP 2935844 A1 EP2935844 A1 EP 2935844A1 EP 13796041 A EP13796041 A EP 13796041A EP 2935844 A1 EP2935844 A1 EP 2935844A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
gas recirculation
egr
combustion engine
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP13796041.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Groenendijk
Stephan Kellner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP2935844A1 publication Critical patent/EP2935844A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a diesel engine or gasoline engine, in particular of a motor vehicle, with an external exhaust gas recirculation (EGR), wherein a closing time of intake valves of the internal combustion engine is changed, according to the preamble of patent claim 1.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the exhaust gas recirculation is one of the essential elements of the internal engine NO x reduction in a
  • Gas exchange valve timing realized by means of an additional opening s of inlet or outlet or a negative valve overlap via a variable valve train.
  • Advantageous over the external EGR are the short distances and the fast response times as well as the direct metering.
  • the disadvantage is the lack of effective cooling of the residual gas, as in the external feedback. For this reason, it is often suggested to provide a (basic) amount of EGR to the engine via the external, cooled EGR circuit and to increase or decrease a lower proportion of internal EGR for adjusting the air ratio during load transients.
  • Exhaust gas recirculation rate can be reduced.
  • Valve timing of intake and exhaust valves of an internal combustion engine is known, wherein an intake valve closing timing is controlled such that a desired intake air amount and a desired amount of internal exhaust gas recirculation for a cylinder charge is achieved.
  • the invention is based on the object, an output of unwanted
  • Exhaust gas recirculation is controlled with an actuator for the external exhaust gas recirculation such that at least one parameter of the exhaust gas recirculation remains constant.
  • a further improvement of the soot and NO x reduction is achieved in that the at least one constant held parameter of the exhaust gas recirculation is an EGR rate and / or an EGR mass of a cylinder charge.
  • the actuator for the external exhaust gas recirculation is an AGR actuator, in particular an exhaust valve, an EGR valve or a combination door, or two actuators, in particular an EGR valve with throttle in an intake tract or an exhaust tract of the internal combustion engine, comprising.
  • Closing timing of the intake valves is shifted so late in a time after a bottom dead center before a compression stroke that a total charge is reduced.
  • a particularly high effect of the emission reduction is achieved in that the closing time of the intake valves is shifted by 10 to 100 KW, in particular 30 ° to 35 KW, to the bottom dead center in the compression stroke.
  • an internal combustion engine having a control unit with a computer is particularly suitable.
  • the computer has a memory in which a program is stored is. When at least one subsection of the program is executed, the
  • Fig. 2 is a graph of emission of soot particles PM 1 PG R in
  • Fig. 3 is a graphical representation of an emission of nitrogen oxides NO x in
  • FIG. 4 shows a graph of a specific fuel consumption in g / kWh b e ff as a function of a closing time of intake valves at a specific operating point of the internal combustion engine for various parameters held constant.
  • FIG. 1 The embodiment of the internal combustion engine shown schematically in FIG. 1 comprises an exhaust gas turbocharger 10 with a turbine 12 and a compressor 14, a
  • Intercooler 16 a suction pipe 18, working cylinder 20 with two inlet valves 22 and two exhaust valves 24, wherein only one working cylinder 20 is exemplified, and an exhaust manifold 26, in which the exhaust gas from the exhaust valves 24 flows.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the following mass flows or masses contribute to a cylinder charge m z : an air mass m L 30, an inlet mass m E z 32, a control quantity mass m S price amount 34, a fuel mass m r 36 and a mass of externally recirculated exhaust gas m A GR 38.
  • the control amount of mass m S t e uermenge 34 is controlled by the closing timing of the Inlet valves 22 determined. Close this late, so a part of the cylinder charge is pushed out again in the compression stroke, thereby reducing the cylinder charge m z .
  • an EGR rate and / or an EGR mass to keep constant.
  • the regulation of the EGR parameter is thus not carried out by the opening or
  • Closing time of the intake valves 22 is a soot and NOX emission of
  • a first graph 61 illustrates a profile of the respective emission value PM LPEG R, NO x or b eff over the closing time 50 of the intake valves 22 for a constant air mass, ie with the displacement of the
  • a second graph 62 illustrates a profile of the respective emission value PM LP EGR, NO x or b eff over the closing time 50 of the inlet valves 22 for a constant EGR rate, ie with the displacement of the
  • a third graph 63 respectively illustrates a course of the respective emission value PM 1 PEGR , NO x and b e fi over the closing time 50 of the inlet valves 22 for a constant EGR mass, ie with the displacement of the
  • a fourth graph 64 illustrates a course of the respective emission value PM L PEGR, NO x or b etf over the closing time 50 of the intake valves 22 for a constant total mass of the cylinder charge, ie with the shifting of the closing time to late the boost pressure is raised. This corresponds to an operating procedure according to the so-called "Miller cycle".
  • Figs. 2 to 4 show a predetermined operating point "2000/90" of
  • vertical axis emission of soot particles PM L PEGR in grams per hour [g / h]
  • vertical axis emission of nitrogen oxides NO x in grams per kilowatt hour [g / kWh]
  • first graph curve of the respective emission value PM L PEGR, NO x or b eff over the closing time 50 of the inlet valves 22 for a constant air mass
  • second graph curve of the respective emission value PM L PEGR, NO x or b e ff over the closing time 50
  • the EGR rate constant inlet valve 22 third graph: the curve of the respective emission value PM L PEGR, NO x and b eff over the closing time 50 of the inlet valves 22 for a constant EGR mass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor oder Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer externen Abgasrückführung (AGR), wobei ein Schließzeitpunkt (50) von Einlassventilen der Brennkraftmaschine verändert wird. Hierbei wird der Schließzeitpunkt (50) der Einlassventile in Richtung spät auf einen Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt des Ansaughubs verschoben und die externe Abgasrückführung derart geregelt, dass entweder eine AGR-Masse oder eine AGR-Rate konstant bleibt.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER BRENNKRAFTMASCHINE MIT VARIABLER VENTILSTEUERUNG UND ABGASRÜCKFÜHRUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor oder Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer externen Abgasrückführung (AGR), wobei ein Schließzeitpunkt von Einlassventilen der Brennkraftmaschine verändert wird, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Abgasrückführung, wie beispielsweise aus der DE 2005 012 306 A1 bekannt, ist eine der wesentlichen Elemente der innermotorischen NOx-Reduzierung bei einem
Dieselmotor. Man unterscheidet die externe Abgasrückführung (mePGR) mit gekühlten und ungekühlten Varianten von der "internen" oder "inneren" AGR (miEGR). Bei Letzteren wird das Verbleiben oder Zurückführen von Restgas i.A. durch Beeinflussung der
Gaswechselventilsteuerzeiten mittels eines zusätzlichen Öffnen s von Ein- oder Auslass oder einer negativen Ventilüberschneidung über einen variablen Ventiltrieb realisiert. Vorteilhaft gegenüber der externen AGR sind dabei die kurzen Wege und die schnellen Reaktionszeiten sowie die direkte Dosierbarkeit. Nachteilig ist allerdings das Fehlen einer wirksamen Abkühlung des Restgases, wie bei der externen Rückführung. Aus diesem Grund wird häufig vorgeschlagen, eine (Grund-) EGR-Menge über den externen, gekühlten EGR-Kreislauf dem Motor bereitzustellen und einen geringeren Anteil innerer AGR zur Anpassung des Luftverhältnisses bei Lastsprüngen schnell zu- bzw.
wegzuschalten.
Aus der DE 103 48 366 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Diesel-Brennkraftmaschine bekannt wobei der Einlassschließzeitpunkt derart verschoben wird, dass der Einlassschluss verzögert ist. Hierdurch soll die
Abgasrückführrate vermindert werden können.
Aus der DE 600 31 074 T2 ist ein Steuerungsverfahren zum Variieren der
Ventilzeitpunkte der Einlass- und Auslassventile einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei ein Einlassventilschließzeitpunkt derart gesteuert wird, dass eine gewünschte Einlassluftmenge und eine gewünschte Menge einer inneren Abgasrückführung für eine Zylinderladung erzielt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausstoß von unerwünschten
Emissionen der Brennkraftmaschine zu minimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Dazu ist es bei einem Verfahren der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Schließzeitpunkt der Einlassventile in Richtung spät auf einen Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt vor einem Kompressionshub verschoben und die externe
Abgasrückführung mit einem Stellglied für die externe Abgasrückführung derart geregelt wird, dass mindestens ein Parameter der Abgasrückführung konstant bleibt.
Dies hat den Vorteil, dass gleichzeitig eine Ruß- und NOx-Reduktion erzielt wird.
Eine weitere Verbesserung der Ruß- und NOx-Reduktion erzielt man dadurch, dass der mindestens eine konstant gehaltene Parameter der Abgasrückführung eine AGR-Rate und/oder eine AGR-Masse einer Zylinderfüllung ist.
Eine besonders genaue und effektive Einstellung der AGR-Rate bzw. der AGR-Masse erzielt man dadurch, dass das Stellglied für die externe Abgasrückführung ein AGR- Steller, insbesondere eine Abgasklappe, ein AGR-Ventil oder eine Kombiklappe ist, oder zwei Steller, insbesondere ein AGR-Ventil mit Drosselklappe in einem Ansaugtrakt oder einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine, umfasst.
Eine weitere Verringerung von Emissionen erzielt man dadurch dass der
Schließzeitpunkt der Einlassventile derart in Richtung spät auf einen Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt vor einem Kompressionshub verschoben wird, dass eine Gesamtfüllung reduziert wird.
Eine besonders hohe Wirkung der Emissionsreduktion erzielt man dadurch, dass der Schließzeitpunkt der Einlassventile um 10 bis 100 KW, insbesondere 30° bis 35 KW, nach unterem Totpunkt im Kompressionshub verschoben wird.
Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den erfindungsgemäßen Verfahren ist besonders eine Brennkraftmaschine mit einer Steuerungseinheit mit einem Computer geeignet. Der Computer weist einen Speicher auf, in welchem ein Programm abgelegt ist. Bei Ausführung zumindest eines Teilabschnitts des Programms wird die
Brennkraftmaschine mit einem Verfahren nach den erfindungsgemäßen Merkmalen oder Kombinationen dieser betrieben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Massenströme bei einer Ausführungsform der Brennkraftmaschine,
Fig. 2 eine graphische Darstellung einer Emission von Rußpartikeln PM1 P GR in
Abhängigkeit von einem Schließzeitpunkt von Einlassventilen bei einem bestimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine für verschiedene konstant gehaltene Parameter:
Fig. 3 eine graphische Darstellung einer Emission von Stickoxiden NOx in
Abhängigkeit von einem Schließzeitpunkt von Einlassventilen bei einem bestimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine für verschiedene konstant gehaltene Parameter und
Fig. 4 eine graphische Darstellung eines spezifischen Kraftstoffverbrauchs in g/kWh beff in Abhängigkeit von einem Schließzeitpunkt von Einlassventilen bei einem bestimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine für verschiedene konstant gehaltene Parameter.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführungsform der Brennkraftmaschine umfasst einen Abgasturbolader 10 mit einer Turbine 12 und einem Verdichter 14, einen
Ladeluftkühler 16, ein Saugrohr 18, Arbeitszylinder 20 mit jeweils zwei Einlassventilen 22 und zwei Auslassventilen 24, wobei lediglich ein Arbeitszylinder 20 beispielhaft dargestellt ist, und einen Abgaskrümmer 26, in den das Abgas aus den Auslassventilen 24 strömt. Stromab der Turbine 12 ist für eine externe Abgasrückrührung (AGR) eine Verbindung 28 vom Abgastrakt zum Ansaugtrakt vorhanden, in dem ein AGR-Kühler 29 angeordnet ist.
Folgende Massenströme bzw. Massen tragen zu einer Zylinderladung mz bei: Eine Luftmasse mL 30, eine Einlassmasse mEz 32, eine Steuermengenmasse mSteuermenge 34, eine Kraftstoffmasse m r 36 sowie ein Masse des extern zurückgeführten Abgases mAGR 38. Die Steuermengenmasse mSteuermenge 34 wird durch den Schließzeitpunkt der Einlassventile 22 bestimmt. Schließen diese spät, so wird ein Teil der Zylinderladung im Kompressionshub wieder ausgeschoben und verringert dadurch die Zylinderladung mz. Insgesamt ergibt sich somit: ntZ = mEZ ~ mSteuermenge + MKr = ML + M AGR ~~™ Steuermenge + MKr
Weitere Massenströme bzw. Massen ergeben sich abgasseitig. Hier gibt es eine
Auslassmasse mAz 40 und eine Abgasmasse mA 42, wobei gilt mA = mAZ ™ mAGR
Bei einem Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist es vorgesehen, dass bei einem späten Schließzeitpunkt der Einlassventile 22, welcher beispielsweise auch bei einem sogenannten "Miller-Zyklus" angewendet wird, nicht der Ladedruck erhöht wird, um die Zylinderfüllungsmasse konstant zu halten, sondern durch Regelung der externen Abgasrückführung (AGR) mittels eines AGR-Stellers einen AGR-Parameter,
insbesondere eine AGR-Rate und/oder eine AGR-Masse, konstant zu halten. Die Regelung des AGR-Parameters erfolgt dabei also nicht durch die Öffnungs- bzw.
Schließzeitpunkte von Einlassventilen 22 oder Auslassventilen 24, sondern mittels eines Stellgliedes in der AGR-Verbindung 28, welches beispielsweise in den AGR-Kühler 29 integriert ist.
Durch das Konstanthalten eines AGR-Parameters bei der Verstellung des
Schließzeitpunktes der Einlassventile 22 wird eine Ruß- und NOX-Emission der
Brennkraftmaschine reduziert, wie nachfolgend anhand eines beispielhaften
Betriebspunktes der Brennkraftmaschine mittels der Fig. 2 bis 4 erläutert wird. Die Verstellung des Schließzeitpunktes der Einlassventile 22 erfolgt dabei in Richtung spät auf einen Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt vor einem Kompressionshub eines jeweiligen Hubkolbens in dem Arbeitszylinder 20 der Brennkraftmaschine. Hierdurch wird mit dem Beginn des Kompressionshubes ein Teil der Zylinderladung umfassend
Verbrennungsluft und extern rückgeführtes Abgas wieder in den Ansaugtrakt
ausgeschoben und nimmt dadurch nicht an dem nächsten Verbrennungsvorgang in diesem Arbeitszylinder 20 teil, liefert jedoch einen Beitrag zur Beladung des
Arbeitszylinders 20 im nächsten Arbeitstakt mit extern rückgeführtem Abgas, welches im Ansaugtrakt bis zum nächsten Ansaughub zwischengespeichert wird, oder zur Beladung anderer Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine, die dem gleichen Saugrohr 18 zugeordnet sind. Anhand der Fig. 2 bis 4 wird nachfolgend die Auswirkung auf die Emissionen der Brennkraftmaschine erläutert, wenn bei Spätverschiebung des Schließzeitpunktes der Einlassventile 22 verschiedene Parameter der Zylinderladung konstant gehalten werden.
In den Fig. 2 bis 4 ist jeweils auf der horizontalen Achse 50 ein Schließzeitpunkt für die Einlassventile 22 in Grad Kurbelwelle nach einem unteren Totpunkt vor einem
Kompressionshub [ KWnUT] aufgetragen. In Fig. 2 ist auf einer vertikalen Achse 52 eine Emission von Rußpartikeln PMLPEGR in Gramm pro Stunde [g/h] aufgetragen. In Fig. 3 ist auf einer vertikalen Achse 54 eine Emission von Stickoxiden NOX in Gramm pro
Kilowattstunde [g/kWh] aufgetragen. In Fig. 4 ist auf einer vertikalen Achse 56 ein spezifischer Kraftstoffverbrauch beff in Gramm pro Kilowattstunde [g/kWh] aufgetragen.
In den Fig. 2 bis 4 veranschaulicht jeweils ein erster Graph 61 einen Verlauf des jeweiligen Emissionswertes PMLPEGR, NOx bzw. beff über den Schließzeitpunkt 50 der Einlassventile 22 für eine konstante Luftmasse, d.h. mit dem Verschieben des
Schließzeitpunktes nach spät wird die AGR-Rate abgesenkt.
In den Fig. 2 bis 4 veranschaulicht jeweils ein zweiter Graph 62 einen Verlauf des jeweiligen Emissionswertes PMLPEGR, NOx bzw. beff über den Schließzeitpunkt 50 der Einlassventile 22 für eine konstante AGR-Rate, d.h. mit dem Verschieben des
Schließzeitpunktes nach spät wird die AGR-Masse abgesenkt.
In den Fig. 2 bis 4 veranschaulicht jeweils ein dritter Graph 63 einen Verlauf des jeweiligen Emissionswertes PM1 PEGR, NOx bzw. befi über den Schließzeitpunkt 50 der Einlassventile 22 für eine konstante AGR-Masse, d.h. mit dem Verschieben des
Schließzeitpunktes nach spät wird die AGR-Rate angehoben.
In den Fig. 2 bis 4 veranschaulicht jeweils ein vierter Graph 64 einen Verlauf des jeweiligen Emissionswertes PMLPEGR, NOx bzw. betf über den Schließzeitpunkt 50 der Einlassventile 22 für eine konstante Gesamtmasse der Zylinderladung, d.h. mit dem Verschieben des Schließzeitpunktes nach spät wird der Ladedruck angehoben. Dies entspricht einem Betriebsverfahren nach dem sogenannten "Miller-Zyklus".
Die Fig. 2 bis 4 zeigen ein vorbestimmten Betriebspunkt "2000/90" der
Brennkraftmaschine, wobei ein Ladedruck pLade = 1 .350 mbar, ein Kraftstoffdruck P aii = 900 bar und eine Schwerpunktlage der Verbrennung, d.h. der 50%-Umsatzpunkt Al50 = 16 KWnZOT (Grad Kurbelwelle nach oberem Totpunkt im Zündhub) beträgt.
Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ergibt sich bei konstanter Luftmasse gemäß der ersten Graphen 61 ein Nachteil bei der Stickoxid-Emission (NOx) und ein maximaler Vorteil bei der Rußpartikel-Emission (PMLPEGR)- Bei konstanter AGR-Rate gemäß der zweiten Graphen 62 ergibt sich eine simultane Verbesserung Stickoxid-Emission (NOx) und der Rußpartikel-Emission (PMLPEGR)- Bei konstanter AGR-Masse gemäß der dritten Graphen 63 ergibt sich eine Verschiebung der Emissionsvorteile von der Rußpartikel- Emission (PMLPEGR) in Richtung Stickoxid-Emission (NOx). Bei der Ladedruckanpassung für den Luftmassenausgleich nach dem "Miller-Zyklus" gemäß der vierten Graphen 64 ergibt sich im Vergleich zu der Verfahrensweise bei konstanter AGR-Rate bzw.
konstanter AGR-Masse eine Verschlechterung der Rußpartikel-Emission (PMLPEGR) ohne dafür einen nennenswerten Vorteil bei der Stickoxid-Emission (NOx) zu erzielen.
Bezugszeichenliste Abgasturbolader
Turbine
Verdichter
Ladeluftkühler
Saugrohr
Arbeitszylinder
Einlassventilen
Auslassventilen
Abgaskrümmer
Verbindung
EGR-Kühler
Luftmasse mL
Einlassmasse mEZ
Steuermengenmasse mSteUermenge
Kraftstoffmasse mKr
Masse des extern zurückgeführten Abgases mEAGR
Auslassmasse mAZ
Abgasmasse mA
horizontale Achse: Schließzeitpunkt für die Einlassventile 22 in Grad Kurbelwelle nach einem unteren Totpunkt vor einem Kompressionshub [ KWnUT]
vertikale Achse: Emission von Rußpartikeln PMLPEGR in Gramm pro Stunde [g/h] vertikale Achse: Emission von Stickoxiden NOx in Gramm pro Kilowattstunde [g/kWh]
vertikale Achse: Spezifischer Kraftstoffverbrauch beff in Gramm pro Kilowattstunde [g/kWh]
erster Graph: Verlauf des jeweiligen Emissionswertes PMLPEGR, NOx bzw. beff über den Schließzeitpunkt 50 der Einlassventile 22 für eine konstante Luftmasse zweiter Graph: Verlauf des jeweiligen Emissionswertes PMLPEGR, NOx bzw. beff über den Schließzeitpunkt 50 der Einlassventile 22 für eine konstante AGR-Rate dritter Graph: Verlauf des jeweiligen Emissionswertes PMLPEGR, NOx bzw. beff über den Schließzeitpunkt 50 der Einlassventile 22 für eine konstante AGR- Masse
vierter Graph: Verlauf des jeweiligen Emissionswertes PMLPEGR, NOx bzw. beff über den Schließzeitpunkt 50 der Einlassventile 22 für eine konstante Gesamtmasse der Zylinderladung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor oder Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer externen
Abgasrückführung (AGR), wobei ein Schließzeitpunkt von Einlassventilen (22) der Brennkraftmaschine verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der
Schließzeitpunkt der Einlassventile (22) in Richtung spät auf einen Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt vor einem Kompressionshub verschoben und die externe Abgasrückführung mit einem Stellglied für die externe Abgasrückführung derart geregelt wird, dass mindestens ein Parameter der Abgasrückführung konstant bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine konstant gehaltene Parameter der Abgasrückführung eine AGR- Rate ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine konstant gehaltene Parameter der Abgasrückführung eine AGR-Masse einer Zylinderfüllung ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied für die externe Abgasrückführung ein AGR-Steller, insbesondere eine Abgasklappe, ein AGR-Ventil oder eine Kombiklappe, ist, oder zwei Steller, insbesondere ein AGR-Ventil mit Drosselklappe in einem Ansaugtrakt oder einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine, umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt der Einlassventile (22) derart in Richtung spät auf einen Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt vor einem Kompressionshub verschoben wird, dass eine Gesamtfüllung reduziert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt der Einlassventile (22) um 10 bis 100° KW, insbesondere 30° bis 35 KW, nach unterem Totpunkt im Kompressionshub verschoben wird.
7. Brennkraftmaschine mit einer Steuerungseinheit mit einem Computer, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speicher des Computers der Steuerungseinheit ein Programm abgelegt ist, das wenigstens einen Teilabschnitt aufweist, bei dessen Ausführung die Brennkraftmaschine mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 betrieben wird.
EP13796041.5A 2012-12-19 2013-11-25 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung und abgasrückführung Ceased EP2935844A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012024927.6A DE102012024927A1 (de) 2012-12-19 2012-12-19 Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
PCT/EP2013/074569 WO2014095234A1 (de) 2012-12-19 2013-11-25 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung und abgasrückführung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2935844A1 true EP2935844A1 (de) 2015-10-28

Family

ID=49674285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13796041.5A Ceased EP2935844A1 (de) 2012-12-19 2013-11-25 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung und abgasrückführung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2935844A1 (de)
DE (1) DE102012024927A1 (de)
WO (1) WO2014095234A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016002233A1 (de) 2016-02-25 2017-08-31 Karlheinrich Winkelmann Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Mischkraftstoff
JP7073843B2 (ja) * 2018-03-28 2022-05-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0849453B1 (de) * 1990-11-06 2002-08-28 Mazda Motor Corporation Abgasrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine
DE4232044C2 (de) * 1991-09-26 1998-01-29 Mazda Motor Brennkraftmaschine mit Funkenzündung
EP1707782A3 (de) 1999-12-03 2011-07-06 Nissan Motor Co., Ltd. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
JP4144251B2 (ja) * 2002-05-09 2008-09-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関における排気環流の制御
AT7207U1 (de) 2002-10-22 2004-11-25 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden diesel-brennkraftmaschine
DE102005012306A1 (de) 2005-03-17 2006-09-28 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine hierzu
US7480558B2 (en) * 2007-02-28 2009-01-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus for controlling a homogeneous charge compression ignition engine
JP5029782B2 (ja) * 2009-05-01 2012-09-19 トヨタ自動車株式会社 火花点火式内燃機関
DE102010056514A1 (de) * 2010-12-31 2012-07-05 Fev Gmbh NOX-Regelung mit innerer und äußerer Abgasrückführung
JP5929015B2 (ja) * 2011-06-06 2016-06-01 日産自動車株式会社 内燃機関の排気還流装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2014095234A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012024927A1 (de) 2014-06-26
WO2014095234A1 (de) 2014-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015205707B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer abgasturboaufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine mit abschaltbarem Zylinder
DE102013210611B4 (de) Brennkraftmaschine mit Teilabschaltungund Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP2898207B1 (de) Verfahren zum betreiben einer steuerzeit eines einlassventils einer brennkraftmaschine
DE102011017036B4 (de) Verfahren zur Regelung der NOx-Konzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine
WO2006111280A1 (de) Brennkraftmaschine mit abgasrückführung
WO2011095197A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102011109762A1 (de) Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen
WO2005035958A1 (de) Verfahren zur optimierung des betriebs einer aufgeladenen kolbenbrennkraftmaschine im unteren drehzahlbereich
EP2923073A1 (de) Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine mit einem abgasturbolader
EP2935844A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung und abgasrückführung
WO2015036092A1 (de) Brennkraftmaschine und zugehöriges betriebsverfahren
EP2103790B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotor mit Selbstzündung und einem optimierten Injektor
DE102007000046B4 (de) Steuersystem für eine Selbstzündungsbrennkraftmaschine
DE102014019556A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen
DE102009028798A1 (de) Verfahren zum Durchführen einer Saugrohreinspritzung
DE102015200045A1 (de) Verfahren zum optimierten Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
DE102007053891B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit Selbstzündung
EP2031216B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP2625407A2 (de) Betriebsverfahren einer brennkraftmaschine mit einem agr katalysator während des wechsels zwischen den hcci-brennverfahren und den brennverfahren mit fremdzündung (si)
DE102012006342A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102007053890B4 (de) Verbrennungsmotor mit Selbstzündung
DE102011121100B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoffeinspritzsystem mit zumindest zwei Einspritzvorrichtungen
EP4077897B1 (de) Gemischzuführsystem für einen verbrennungsmotor mit quantitativer gemischregelung
DE102020215579A1 (de) Verfahren zur Reduktion der benötigten Wassermenge zum Bauteilschutz bei Otto-Motoren mit Wassereinspritzsystem
DE202014102194U1 (de) Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20150720

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20190724

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20200813