• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Bei einer Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Aufladesystem und mit einem System zur Verstellung der Steuerzeiten zumindest eines Einlassventils eines Zylinders innerhalb eines vorgegebenen Verstellbereiches, ausgehend von einer Nulllage bis zu einer maximalen Verstellposition, um einen definierten maximal möglichen Kurbelwellenwinkelbereich in Richtung früh ist die Einlasslänge der dem Einlassventil zugeordneten Einlassnocke derart bemessen, dass die Steuerzeit für das Schließen des Einlassventils bei Vorliegen der Nulllage des Systems zur Verstellung der Steuerzeiten bei oder vor dem dem unteren Ladungswechsel-Totpunkt des Zylinderkolbens zugeordneten Kurbelwellenwinkel liegt.
    公开号:DE102004028972A1
    申请号:DE200410028972
    申请日:2004-06-16
    公开日:2006-01-12
    发明作者:Peter Frehland
    申请人:Bayerische Motoren Werke AG；
    IPC主号:F02B29-08
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinenmit einem Aufladesystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs1.
    [0002] Einederartige Steuervorrichtung ist beispielsweise aus der DE 43 12 085 A1 bekannt.Diese bekannte Steuervorrichtung beschäftigt sich mit der Einstellungeiner optimalen Ventilüberschneidung abhängig vonLast und Drehzahl der Brennkraftmaschine speziell bei aufgeladenenBrennkraftmaschinen. Es wird also lediglich die Steuerzeit zum Öffnen, nichtjedoch zum Schließendes Einlassventils betrachtet. Bei der hier beschriebenen Steuervorrichtungwird das Problem behandelt, dass bei einer Ventilüberschneidungdurch das Aufladesystem unverbrannter Kraftstoff durch den Zylindergeblasen werden kann (sogenannter „blow-by" Effekt).
    [0003] Weiterebekannte Steuervorrichtungen, die sich mit der Einstellung eineroptimalen Ventilüberschneidungbeschäftigen,vernachlässigendas Problem, dass im unteren Teillastbereich durch das negativeSpülgefälle Restgasein den Zylinder strömen können, diezunächstzur Entdrosselung des Ladungswechsels beitragen, ab einer bestimmtenMenge aber eine stabile Verbrennung verhindern können.
    [0004] Aufgabeder Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung eingangs genannterArt derart zu verbessern, dass zumindest im Teillastbereich eineReduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei Verhinderung von zu großer Ventilüberschneidungerreicht wird.
    [0005] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß durch dieMerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungensind die Gegenständeder abhängigenAnsprüche.
    [0006] Erfindungsgemäß wird insbesondereim Teillastbereich eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs durchEntdrosselung mit frühemEinlassschluss bei gleichzeitiger Verhinderung von zu großer Ventilüberschneidungohne Änderungder Gesamteinlasssteuerzeit erreicht. Gegenstand der Erfindung istdie Anwendung einer festen, reduzierten Einlassteuerzeit mit einemAufladesystem. Als Aufladesystem wird erfindungsgemäß vorzugsweiseein System mit Abgasturbo-Aufladung oder mit Kompressor-Aufladungverwendet.
    [0007] Beider erfindungsgemäßen Steuervorrichtungfür Brennkraftmaschinenmit einem Aufladesystem und mit einem System zur Verstellung derSteuerzeiten zumindest eines Einlassventils eines Zylinders innerhalbeines vorgegebenen Verstellbereiches ausgehend von einer Nulllagebis zu einer maximalen Verstellposition um einen definierten maximalmöglichenKurbelwellenwinkelbereich in Richtung früh ist die Einlasslänge derdem Einlassventil zugeordneten Einlassnocke derart bemessen, dass dieSteuerzeit fürdas Schließendes Einlassventils bei Vorliegen der Nulllage des Systems zur Verstellungder Steuerzeiten bei oder vor dem dem unteren Ladungswechsel-Totpunkt(LUT) des Zylinderkolbens zugeordneten Kurbelwellenwinkel (°KW) liegt. Systemezur Verstellung der Steuerzeiten insbesondere durch Nockenwellenverdrehungsind auch unter der AbkürzungVANOS seit langem bekannt.
    [0008] DieNulllage entspricht hier der größten Einlassspreizung,d.h. der maximalen Verstellposition in Richtung spät. Die Einlasslänge wird üblicherweise bezogenauf einen vorgegebenen Öffnungs-und Schließ-Ventilhub etwas über 0 mm,hier vorzugsweise auf 1 mm Öffnungs-und Schließhub,definiert, wodurch die asymptotischen Beginn- und Endeverläufe einerVentilerhebungskurve im Hinblick auf einen schärferen Verlauf „abgeschnitten" werden.
    [0009] Vorzugsweiseist die Einlasslängeder dem Einlassventil zugeordneten Einlassnocke derart bemessen,dass die Steuerzeit fürdas Schließendes Einlassventils bei Vorliegen der maximalen Verstellpositiondes Systems zur Verstellung der Steuerzeiten um den gesamten Verstellbereichin Richtung frühvor dem dem unteren Ladungswechsel-Totpunkt des Zylinderkolbenszugeordneten Kurbelwellenwinkel liegt.
    [0010] Weiterhinist die Einlasslängeder dem Einlassventil zugeordneten Einlassnocke zusätzlich derartbemessen, dass bei einer maximal möglichen Verstellung der Steuerzeitenin Richtung frühzur Entdrosselung des Ladungswechselvorganges durch frühen Einlassschließzeitpunkteine vorgegebene maximal zulässigeVentilüberschneidungnicht überschrittenwird.
    [0011] Insgesamtliegt die erfindungsgemäße Einlasslänge bzw.effektive Einlasssteuerzeit (ab einer Öffnungs- und Schließhöhe des Einlassventilsvon etwa 1 mm) der dem Einlassventil zugeordneten Einlassnocke vorzugsweiseetwa zwischen 150 Grad Kurbelwellenwinkel und 190 Grad Kurbelwellenwinkel.
    [0012] DerErfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Vorverlegungdes Einlassschließens,vorzugsweise um den vollen VANOS-Verstellbereich von z. B. bekannterweise60°KW-70°KW in Richtungfrüh, hinsichtlichdes unteren Totpunktes im Ansaugtakt während des Ladungswechsels eineBegrenzung des Ansaugvolumens erreicht wird. Hierdurch wird Kraftstoffgespart. Die erfindungsgemäße Lösung siehthierbei lediglich die Verwendung einer im Vergleich mit üblicherweisebenutzten Nocken (Einlasslängeab 1mm Ventilhub > 200Grad Kurbelwellenwinkel [°KW]) „kürzere" Nocke (Einlasslänge ab 1mm Ventilhub < 190Grad Kurbelwellenwinkel [°KW])vor. Dies ist möglich,da aufgrund des durch das Aufladesystem erhöhten Aufladedrucks der Nachteilder kurzen Einlassnockenwellensteuerzeit hinsichtlich eines für die Verbrennungausreichenden Frischluftvolumens kompensiert werden kann. Durch dieErfindung könnenaufwendige Zusatzsysteme zur Verstellung der Steuerzeiten, wie z.B. Systeme zur Nockenwellenumschaltung (z. B. VVT) oder voll variableVentilsteuerungen (z. B. EVT) eingespart werden.
    [0013] DerErfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass eine bloße Vorverlegungdes Einlassschließensallein nicht ausreicht, sondern dass durch die erfindungsgemäße Verkürzung derEinlasslängeauch eine zu großeVentilüberschneidung vermiedenwird; denn andererseits könnteein zu hoher Restgasanteil die Verbrennung verschlechtern.
    [0014] Inder Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel derErfindung dargestellt.
    [0015] Dieeinzige Figur zeigt die üblichenSteuerzeiten (AÖ=Auslass öffnet, AS=Auslassschließt)für einAuslassventil (Auslassventilsteuerdiagramm oder Auslassventilerhebungskurvea), dessen Steuerzeiten ebenfalls verstellbar sein können abernicht müssen,die üblichenSteuerzeiten (EÖ=Einlass öffnet, ES=Einlassschließt)für einEinlassventil (Einlassventilsteuerdiagramm oder Einlassventilerhebungskurveb nach dem Stand der Technik) und die erfindungsgemäßen Steuerzeiten(EÖneu=Einlass öffnet, ESneu=Einlassschließtneu) fürein Einlassventil aufgrund der erfindungsgemäßen Auslegung der zugehörigen Einlassnocke(Einlassventilsteuerdiagramm oder Einlassventilerhebungskurve cnach der Erfindung). Das Einlassventilsteuerdiagramm c ist für die maximaleVerstellposition des Systems zur Verstellung der Steuerzeiten inRichtung frühdargestellt. Beispielsweise bei hoher Lastanforderung kann durchdas System zur Verstellung der Steuerzeiten die Steuerzeit für das Einlassschließen auchzeitweise auf den unteren Ladungswechsel-Totpunkt (LUT) in Richtungspät verstelltwerden (hier Nulllage). Doch grundsätzlich findet verglichen mitdem Stand der Technik (Einlassventilsteuerdiagramm b) eine VorverschiebungV des Einlassschließensaufgrund der „kürzer" bemessenen Nockevorzugsweise um den gesamten Verstellbereich statt. Hierdurch kann eineerhebliche Entdrosselung E erreicht werden, was am Verlauf d desAnsaugvolumens im Zylinder ersichtlich ist. Die Ventilüberschneidungist durch den Kurbelwellenwinkelbereich definiert, bei dem Auslassventilund Einlassventil gleichzeitig geöffnet sind (also zwischen EÖ und AS).
    [0016] Zumtechnischen Hintergrund im Hinblick auf die Funktionsweise verstellbarerVentilsteuerzeiten wird ergänzendauf das Lehrbuch „Autoelektrik,Autoelektronik am Ottomotor" vonBosch, 2. Auflage, 1994, VDI-Verlag, Düsseldorf, Seiten 7 und 8 sowie Seiten246 und 247, hingewiesen. Aus den hier dargestellten Ventilsteuerdiagrammenist ersichtlich, dass nach dem Stand der Technik selbst bei voller Verstellungder Steuerzeiten in Richtung frühein Einlassschließenstets nach dem unteren Ladungswechsel-Totpunkt stattfindet. Nachdem Gegenstand der Erfindung findet jedoch das Einlassschließen vorzugsweisevor „spätestens" aber bei dem unterenLadungswechsel-Totpunkt statt.
    [0017] Durchdie Erfindung wird eine kostenneutrale Lösung zur Reduzierung von Kraftstoffverbrauchgeboten.
    权利要求:
    Claims (4)
    [1] Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einemAufladesystem und mit einem System zur Verstellung der Steuerzeitenzumindest eines Einlassventils eines Zylinders innerhalb eines vorgegebenenVerstellbereiches ausgehend von einer Nulllage bis zu einer maximalenVerstellposition um einen definierten maximal möglichen Kurbelwellenwinkelbereichin Richtung früh, dadurchgekennzeichnet, dass die Einlasslänge (EL) der dem Einlassventilzugeordneten Einlassnocke derart bemessen ist, dass die Steuerzeit(ESneu) für das Schließen desEinlassventils bei Vorliegen der Nulllage des Systems zur Verstellungder Steuerzeiten bei oder vor dem dem unteren Ladungswechsel-Totpunkt(LUT) des Zylinderkolbens zugeordneten Kurbelwellenwinkel (°KW) liegt.
    [2] Steuervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Einlasslänge (EL) der dem Einlassventilzugeordneten Einlassnocke derart bemessen ist, dass die Steuerzeit(ESneu) für das Schließen desEinlassventils bei Vorliegen der maximalen Verstellposition desSystems zur Verstellung der Steuerzeiten um den gesamten Verstellbereichin Richtung frühvor dem dem unteren Ladungswechsel-Totpunkt (LUT) des Zylinderkolbenszugeordneten Kurbelwellenwinkel (°KW)liegt.
    [3] Steuervorrichtung nach einem der vorangegangenenPatentansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasslänge (EL) der dem Einlassventil zugeordnetenEinlassnocke zusätzlichderart bemessen ist, dass bei einer maximal möglichen Verstellung der Steuerzeitenin Richtung früheine vorgegebene maximal zulässigeVentilüberschneidungnicht überschrittenwird.
    [4] Steuervorrichtung nach einem der vorangegangenenPatentansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasslänge (EL) der dem Einlassventil zugeordnetenEinlassnocke ab 1mm Öffnungshub bis1 mm Schließhubvorzugsweise etwa zwischen 150 Grad Kurbelwellenwinkel (°KW) und 190Grad Kurbelwellenwinkel (°KW)liegt.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    CN105317564B|2020-11-13|用于对角吹气排气清扫的方法和系统
    US6622689B2|2003-09-23|Method and system for controlling auto-ignition in an internal combustion engine
    DE602004001529T2|2006-12-28|Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
    JP4609541B2|2011-01-12|過給機付き内燃機関の制御装置
    DE102004045967B4|2015-07-23|Verdichtungs-Brennkraftmaschine mit homogener Ladung, die eine EGR durchführt, und Zündzeitgebungssteuerverfahren für die Kraftmaschine
    KR100879486B1|2009-01-20|엔진
    US5161497A|1992-11-10|Variable valve timing operated engine
    US7823550B2|2010-11-02|Engine equipped with adjustable valve timing mechanism
    US6405694B2|2002-06-18|Variable valve timing control device for internal combustion engine
    US6948310B2|2005-09-27|Use of a variable valve actuation system to control the exhaust gas temperature and space velocity of aftertreatment system feedgas
    CN105587357B|2020-02-18|用于具有分离排气道的发动机的方法和发动机系统
    US8365528B2|2013-02-05|Engine valve duration control for improved scavenging
    DE10213840B4|2005-09-22|Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer variablen Ventilsteuervorrichtung
    EP2397673B1|2013-04-24|Steuervorrichtung für einen verbrennungsmotor
    DE19681579B4|2007-10-04|Ventil-Zeitsteuerung für Viertakt-Verbrennungsmaschinen
    US8220263B2|2012-07-17|Control apparatus for internal combustion engine
    US8931444B2|2015-01-13|Head packaging for cylinder deactivation
    KR100548122B1|2006-03-23|고성능엔진을 위한 초저배기차량설계
    DE112012003878B4|2019-02-07|Steuersystem und Steuerverfahren eines Ottomotors
    EP1331382B1|2008-09-03|Verfahren, Computerprogramm und Steuer und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
    DE10359267B4|2014-03-06|Verbrennungsmotor mit Ansaugventilen, variabler Ventilbetätigung und Zeitsteuerung
    EP1616091B1|2007-09-12|Verfahren zur inneren abgasrückführung bei einer brennkraftmaschine
    JP2009197740A|2009-09-03|エンジンの吸排気制御方法および吸排気制御装置
    DE102015200815A1|2015-07-23|Verfahren und System für die Vorzündungssteuerung
    US7647159B2|2010-01-12|Control method and control apparatus for internal combustion engine
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US7444965B2|2008-11-04|
    WO2005124126A1|2005-12-29|
    DE102004028972B4|2007-03-29|
    EP1763626A1|2007-03-21|
    US20070119399A1|2007-05-31|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-12| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-09-27| 8364| No opposition during term of opposition|
    2019-01-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410028972|DE102004028972B4|2004-06-16|2004-06-16|Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Aufladesystem|DE200410028972| DE102004028972B4|2004-06-16|2004-06-16|Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Aufladesystem|
    EP20050755640| EP1763626A1|2004-06-16|2005-06-15|Steuervorrichtung für brennkraftmaschinen mit einem aufladesystem und mit einem system zur verstellung der steuerzeiten eines einlassventils|
    PCT/EP2005/006410| WO2005124126A1|2004-06-16|2005-06-15|Steuervorrichtung für brennkraftmaschinen mit einem aufladesystem und mit einem system zur verstellung der steuerzeiten eines einlassventils|
    US11/638,419| US7444965B2|2004-06-16|2006-12-14|Control device for supercharged internal combustion engines comprising a system for adjusting the control times of an inlet valve|
    [返回顶部]