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    • 专利摘要:
    Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), welche wenigstens einen Zylinder (10, 20, 30, 40, 50, 60) mit einem demselben zugeordneten Brennraum (17, 27, 37, 47, 57, 67) aufweist, führt in dem Zylinder (10, 20, 30, 40, 50, 60) ein Kolben (11, 21, 31, 41, 51, 61) eine oszillierende Bewegung zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt aus. In dem Brennraum (17, 27, 37, 47, 57, 67) wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet. Bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Brennraum (17, 27, 37, 47, 57, 67) entstehendes Abgas wird einer Abgasleitung (5) zugeführt und das Abgas wird in einer in der Abgasleitung (5) angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) gereinigt. Zur Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) wird die Temperatur in der Abgasleitung (5) dadurch erhöht, dass ein den Brennraum (17, 27, 37, 47, 57, 67) in Richtung der Abgasleitung (5) freigebendes Auslassventil (16, 26, 36, 46, 56, 66) im Bereich des oberen Kompressionstotpunkts des Kolbens (11, 21, 31, 41, 51, 61) geöffnet wird.In a method for operating an internal combustion engine (1), which has at least one cylinder (10, 20, 30, 40, 50, 60) with a combustion chamber (17, 27, 37, 47, 57, 67) associated therewith the cylinder (10, 20, 30, 40, 50, 60), a piston (11, 21, 31, 41, 51, 61) from an oscillating movement between a bottom dead center and a top dead center. In the combustion chamber (17, 27, 37, 47, 57, 67), a fuel-air mixture is ignited. In the combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber (17, 27, 37, 47, 57, 67) resulting exhaust gas is supplied to an exhaust pipe (5) and the exhaust gas is disposed in an exhaust gas in the exhaust line (5) aftertreatment device (6 ) cleaned. In order to regenerate the exhaust gas aftertreatment device (6), the temperature in the exhaust gas line (5) is increased by virtue of an exhaust valve (16, 26, 16, 26, 17, 27, 37, 47, 57, 67) which opens in the direction of the exhaust gas line (5). 36, 46, 56, 66) in the region of the compression top dead center of the piston (11, 21, 31, 41, 51, 61) is opened.
    公开号:DE102004031502A1
    申请号:DE102004031502
    申请日:2004-06-30
    公开日:2006-03-09
    发明作者:Markus Kemmner；Thomas Dr.-Ing. Koch
    申请人:DaimlerChrysler AG；
    IPC主号:F01L1-34
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,welche wenigstens einen Zylinder mit einem demselben zugeordnetenBrennraum aufweist, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definiertenArt.TheThe invention relates to a method for operating an internal combustion engine,which at least one cylinder associated with a sameHaving combustion chamber, after further defined in the preamble of claim 1Art.
    [0002] Eingattungsgemäßes Verfahrenist beispielsweise aus der DE102 50 121 A1 bekannt. Hierbei wird während des von dem Kolben ausgeführten Kompressionshubsdas Auslassventil geöffnet,so dass aus dem Zylinder unverbrannter Kraftstoff und Luft freigesetztwird. Der Kraftstoff oxidiert in der Abgasnachbehandlungsvorrichtungmit der Luft, was zur Freisetzung von Wärme führt, die in der Abgasnachbehandlungsvorrichtungeine gewünschteTemperaturerhöhungerzeugt. Diese Zudosierung von Kraftstoff in die Abgasleitung istjedoch nicht ganz unproblematisch und bedarf einer sehr effektivenSteuerung, um keine nachteiligen Effekte zu erzeugen.A generic method is for example from the DE 102 50 121 A1 known. Here, during the compression stroke performed by the piston, the exhaust valve is opened so that unburned fuel and air are released from the cylinder. The fuel oxidizes in the exhaust aftertreatment device with the air, resulting in the release of heat that produces a desired increase in temperature in the exhaust aftertreatment device. However, this metering of fuel into the exhaust pipe is not without problems and requires a very effective control in order not to produce adverse effects.
    [0003] Ausder WO 03/104622 A1 ist ein Steuerverfahren zum Regenerieren einesPartikelfilters in einem Abgassystem bekannt, bei der die Steuerzeiten derGaswechselventile währenddes Einlasshubs verändertwerden sollen, um die Temperatur in der Abgasleitung auf eine Temperaturzu erhöhen,die zur Regeneration des Partikelfilters geeignet ist. Allerdingskönnenmit der dort beschriebenen Lösung keineausreichenden Effekte erzielt werden.OutWO 03/104622 A1 is a control method for regenerating aParticle filter in an exhaust system known in which the timing of theGas exchange valves duringchanged the intake strokeshould be to the temperature in the exhaust pipe to a temperatureto increase,which is suitable for the regeneration of the particulate filter. Indeedcanwith the solution described there nonesufficient effects are achieved.
    [0004] DieWO 01/29383 A1 beschreibt ein Verfahren zur Beeinflussung der Abgastemperaturin einer Brennkraftmaschine, bei welcher zur Erhöhung der Abgastemperatur dasBrennraumauslassventil früher geöffnet wird.Hierzu werden üblicheNockenwellenverstelleinrichtungen eingesetzt, mit denen eine Verstellungder Nockenwelle typischerweise um ca. 10 bis 20° möglich ist. Das beschriebeneVerfahren ist außerdemnur fürBrennkraftmaschinen mit variablem Verdichtungsverhältnis geeignet,was jedoch einen sehr hohen Aufwand und somit äußerst hohe Kosten erzeugt.TheWO 01/29383 A1 describes a method for influencing the exhaust gas temperaturein an internal combustion engine, in which to increase the exhaust gas temperature, theCombustor exhaust valve opens earlier.This will be usualCamshaft adjusting used, with which an adjustmentThe camshaft is typically possible by about 10 to 20 °. The describedProcedure is as wellonly forInternal combustion engines with variable compression ratio suitable,However, which generates a very high cost and therefore extremely high costs.
    [0005] Die JP 2002295215 A beschreibteine Vorrichtung zum Erhöhender Abgastemperatur einer Brennkraftmaschine, bei der die Steuerzeitendes Auslassventils um ca. 20 bis 40° Kurbelwellenwinkel in Richtungfrüh verstelltwerden können.Dabei wird das Auslassventil im Verdichtungshub geöffnet.The JP 2002295215 A describes a device for increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine, in which the timing of the exhaust valve can be adjusted by approximately 20 to 40 ° crank angle in the direction early. The outlet valve is opened during the compression stroke.
    [0006] Inder EP 1 389 674 A1 isteine Strategie beschrieben, nach welcher das Auslassventil während desEinlasshubs geöffnetwird, um nicht nur kalte Frischluft, sondern auch bereits verbranntes,heißes Gasnochmals anzusaugen.In the EP 1 389 674 A1 a strategy is described, after which the exhaust valve is opened during the intake stroke, to suck in not only cold fresh air, but also already burned, hot gas again.
    [0007] Sämtlicheder genannten Verfahren und Vorrichtungen sind jedoch nicht in derLage, eine beispielsweise zur Regeneration eines Partikelfilters ausreichendeTemperatur des den Brennraum verlassenden Abgases zu erzeugen.AllHowever, the above methods and devices are not in theLage, sufficient for example for the regeneration of a particulate filterTo produce temperature of the exhaust gas leaving the combustion chamber.
    [0008] Esist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zumBetreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, durch welches miteinfachen Mitteln eine zur Regeneration einer Abgasnachbehandlungseinrichtungausreichende Erhöhungder in der Abgasleitung herrschenden Temperatur erzielbar ist.ItIt is therefore an object of the present invention to provide a method forTo operate an internal combustion engine, through whicha simple means for the regeneration of an exhaust aftertreatment devicesufficient increasethe temperature prevailing in the exhaust pipe temperature can be achieved.
    [0009] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention thisProblem solved by the features mentioned in claim 1.
    [0010] Beidem erfindungsgemäßen Verfahrenwird das Auslassventil im Bereich des oberen Kompressionstotpunktsdes Kolbens und somit zu einem erheblich früheren Zeitpunkt als üblich geöffnet, wodurch dieheiße,komprimierte Luft oder die Abgase aus dem Brennraum in die Abgasleitungentweichen können,dort die Temperatur anheben und auf diese Weise die Abgasnachbehandlungseinrichtungerwärmen.Dadurch ist eine Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtungmöglich.atthe method according to the inventionthe outlet valve will be in the area of the upper compression dead centerthe piston and thus opened at a much earlier time than usual, causing thename is,compressed air or the exhaust gases from the combustion chamber in the exhaust pipecan escapethere raise the temperature and in this way the exhaust aftertreatment deviceheat.This is a regeneration of the exhaust aftertreatment devicepossible.
    [0011] Daserfindungsgemäße Verfahrenkann vorteilhafterweise mit sehr einfachen, beispielsweise hydraulischenoder mechanischen Mitteln durchgeführt werden, da ein entsprechendes Öffnen desAuslassventils durch bekannte, an der Brennkraftmaschine gegebenenfallsbereits vorhandene Einrichtungen durchgeführt werden kann.Theinventive methodcan advantageously with very simple, such as hydraulicor mechanical means, since a corresponding opening of theExhaust valve by known, if necessary, on the internal combustion enginealready existing facilities can be carried out.
    [0012] Alsbesonders vorteilhaft bezüglichder in die Abgasleitung eingebrachten Wärme hat es sich herausgestellt,wenn das Auslassventil frühestens40° vorund spätestens40° nachdem oberen Kompressionstotpunkt des Kolbens geöffnet wird.Whenparticularly advantageous with respectthe heat introduced into the exhaust pipe has been foundif the exhaust valve at the earliest40 ° beforeand at the latest40 ° afterthe upper compression dead center of the piston is opened.
    [0013] EineSynchronisation der Zündungdes Kraftstoff-Luft-Gemischs mit dem Öffnen des Auslassventils kannsich ergeben, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder frühestens40° vordem oberen Kompressionstotpunkt des Kolbens und spätestens 40° nach demoberen Kompressionstotpunkt des Kolbens gezündet wird.ASynchronization of the ignitionthe fuel-air mixture with the opening of the exhaust valve canarise when the fuel-air mixture in the cylinder at the earliest40 ° beforethe upper compression dead center of the piston and no later than 40 ° after thetop compression dead center of the piston is ignited.
    [0014] Beimehrzylindrigen Brennkraftmaschinen kann eine besonders vorteilhafteAusführungsform desVerfahrens darin bestehen, dass wenigstens einer der Zylinder unbefeuertbetrieben wird, wobei bei diesem wenigstens einen Zylinder die Temperaturin der Abgasleitung dadurch erhöhtwird, dass das Auslassventil im Bereich des oberen Kompressionstotpunktsdes Kolbens geöffnetwird, und wobei wenigstens einer der Zylinder befeuert betriebenwird, wobei bei diesem Zylinder das Auslassventil während des Kompressionshubsim wesentlichen in seiner ge schlossenen Stellung gehalten wird.Hierbei wird die Luft in den unbefeuerten Zylindern auf eine höhere Temperaturkomprimiert und im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens in dieAbgasleitung geleitet.In multi-cylinder internal combustion engines, a particularly advantageous embodiment of the method may be that at least one of the cylinders is operated unfired, wherein in this at least one cylinder, the temperature in the exhaust pipe is increased by the exhaust valve is opened in the region of the compression top dead center of the piston, and being little is operated at least one of the cylinder fueled, wherein in this cylinder, the exhaust valve is held during the compression stroke substantially in its closed position ge. In this case, the air is compressed in the unfired cylinders to a higher temperature and passed in the region of top dead center of the piston in the exhaust pipe.
    [0015] Durchein derartiges Verfahren ist es möglich, gleichzeitig die Abgasnachbehandlungseinrichtungzu regenerieren und dennoch die Brennkraftmaschine so zu betreiben,dass dieselbe eine ausreichende nutzbare Leistung abgibt, beispielsweiseum ein Kraftfahrzeug anzutreiben. Hierbei ergibt sich eine um sohöhereTemperatur in der Abgasleitung, je mehr Zylinder unbefeuert undmit dem erfindungsgemäßen Öffnen desAuslassventils im Bereich des oberen Kompressionstotpunkts des Kolbensbetrieben werden. Die befeuerten Zylinder müssen hierbei eine größere Leistungerbringen als bei einer Betriebsweise, bei der alle Zylinder befeuertwerden, was vorteilhafterweise eine weitere Erhöhung der Abgastemperatur zurFolge hat.BySuch a method makes it possible to simultaneously the exhaust aftertreatment deviceto regenerate and still operate the internal combustion engine sothat it gives sufficient usable power, for exampleto drive a motor vehicle. This results in a sohigherTemperature in the exhaust pipe, the more cylinders unfired andwith the opening according to the inventionExhaust valve in the area of the upper compression dead center of the pistonoperate. The fired cylinders have to have a bigger poweras in a mode of operation in which all cylinders are firedbe what advantageously a further increase in the exhaust gas temperatureEpisode has.
    [0016] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergebensich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispielder Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.Furtheryield advantageous embodiments and refinements of the inventionfrom the remaining subclaims. Below is an embodimentof the invention shown in principle with reference to the drawing.
    [0017] Dieeinzige Figur zeigt eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, derenZylinder in unterschiedlichen Modi betrieben werden.Thesingle figure shows a multi-cylinder internal combustion engine whoseCylinders are operated in different modes.
    [0018] Einein an sich bekannter Weise ausgebildete, nach dem Diesel- oder Otto-Prinziparbeitende Brennkraftmaschine 1 weist in der dargestelltenAusführungsforminsgesamt sechs Zylinder 10, 20, 30, 40, 50 und 60 auf,in denen jeweilige Kolben 11, 21, 31, 41, 51 und 61 Oszillationsbewegungenzwischen einem nicht näherbezeichneten unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt ausführen. DieKolben 11–61 sind über jeweiligePleuel 12, 22, 32, 42, 52 und 62 miteiner Kurbelwelle 2 der Brennkraftmaschine 1 verbunden.A trained in a known manner, working on the diesel or Otto principle internal combustion engine 1 has a total of six cylinders in the illustrated embodiment 10 . 20 . 30 . 40 . 50 and 60 on, in which respective pistons 11 . 21 . 31 . 41 . 51 and 61 Perform oscillatory movements between an unspecified bottom dead center and a top dead center. The pistons 11 - 61 are via respective connecting rods 12 . 22 . 32 . 42 . 52 and 62 with a crankshaft 2 the internal combustion engine 1 connected.
    [0019] Indem nicht dargestellten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 1 befindensich jedem Zylinder 10–60 zugeordneteEinlasskanäle 13, 23, 33, 43, 53 und 63 sowiejeweilige Auslasskanäle 14, 24, 34, 44, 54 und 64.Des weiteren weist jeder Zylinder 10–60 jeweilige Einlassventile 15, 25, 35, 45, 55 und 65 sowiejeweilige Auslassventile 16, 26, 36, 46, 56 und 66 auf,die den Eintritt von Luft oder eines Kraftstoff-Luft-Gemisches über dieEinlasskanäle 13–63 in jeweiligeBrennräume 17, 27, 37, 47, 57 und 67 der Zylinder 10–60 bzw.den Austritt von Abgas aus den Brennräumen 17–67 über dieAuslasskanäle 14–64 steuern.Die Steuerung der Einlassventile 15–65 und der Auslassventile 16–66 erfolgt über nichtdargestellte Nockenwellen. Selbstverständlich kann jeder Zylinder 10–60 mehrals ein Einlassventil 15–65 und/oder mehrals ein Auslassventil 16–66 aufweisen.In the cylinder head, not shown, of the internal combustion engine 1 are located in each cylinder 10 - 60 associated inlet channels 13 . 23 . 33 . 43 . 53 and 63 as well as respective outlet channels 14 . 24 . 34 . 44 . 54 and 64 , Furthermore, every cylinder has 10 - 60 respective intake valves 15 . 25 . 35 . 45 . 55 and 65 and respective exhaust valves 16 . 26 . 36 . 46 . 56 and 66 on, the entry of air or a fuel-air mixture through the inlet channels 13 - 63 in respective combustion chambers 17 . 27 . 37 . 47 . 57 and 67 the cylinder 10 - 60 or the exit of exhaust gas from the combustion chambers 17 - 67 via the outlet channels 14 - 64 Taxes. The control of intake valves 15 - 65 and the exhaust valves 16 - 66 takes place via camshafts, not shown. Of course, every cylinder 10 - 60 more than one inlet valve 15 - 65 and / or more than one exhaust valve 16 - 66 exhibit.
    [0020] Imvorliegenden Fall weist die Brennkraftmaschine 1 insgesamtsechs Zylinder 10–60 auf,es könntejedoch auch jede andere Anzahl an Zylindern vorgesehen sein. Desweiteren wärees auch möglich,die Zylinder 10–60 inV- oder einer anderen geeigneten Bauweise anzuordnen und nicht,wie dargestellt, in Reihenbauweise.In the present case, the internal combustion engine 1 a total of six cylinders 10 - 60 but any other number of cylinders could be provided. Furthermore, it would also be possible to use the cylinders 10 - 60 in V or any other suitable construction and not, as shown, in series construction.
    [0021] DieBrennkraftmaschine 1 kann gemäß einem nachfolgend beschriebenenVerfahren betrieben werden, wozu die Zylinder 10–60 inzwei Zylindergruppen aufgeteilt sind, nämlich eine erste Zylindergruppe 3,bestehend aus den Zylindern 10, 20 und 30,sowie eine zweite Zylindergruppe 4, bestehend aus den Zylindern 40, 50 und 60.Hierbei werden die Zylinder 10–30 der ersten Zylindergruppe 3 nichtbefeuert, d.h. in dieselben wird kein Kraftstoff-Luft-Gemisch eingeleitetund es findet keine Verbrennung statt. Statt dessen werden die Auslassventile 16, 26 und 36 imBereich des oberen Kompressionstotpunkts der Kolben 11, 21 und 31 geöffnet, wasfür dasAuslassventil 16 des Zylinders 10 beispielhaftdargestellt ist. Im allgemeinen ist es vorgesehen, die Auslassventile 16–36 frühestens40° vorund spätestens40° nachdem oberen Kom pressionstotpunkt des Kolbens 11–31 zu öffnen, wobei dasSchließenderselben so lange verzögertwerden kann, bis sie üblicherweisezum Beenden des Ausschubtaktes geschlossen werden. Besonders wirkungsvollist eine möglichstlange Öffnungsphaseder Auslassventile 16–36.The internal combustion engine 1 can be operated according to a method described below, including the cylinder 10 - 60 are divided into two groups of cylinders, namely a first cylinder group 3 consisting of the cylinders 10 . 20 and 30 , as well as a second cylinder group 4 consisting of the cylinders 40 . 50 and 60 , Here are the cylinders 10 - 30 the first cylinder group 3 not fired, that is, in which no fuel-air mixture is introduced and there is no combustion. Instead, the exhaust valves 16 . 26 and 36 in the area of the upper compression dead center of the pistons 11 . 21 and 31 open, what the exhaust valve 16 of the cylinder 10 is shown by way of example. In general, it is provided, the exhaust valves 16 - 36 at the earliest 40 ° before and not later than 40 ° after the upper compres- sion dead center of the piston 11 - 31 to open, the closing of the same can be delayed until they are usually closed to complete the Ausschubtaktes. Particularly effective is the longest possible opening phase of the exhaust valves 16 - 36 ,
    [0022] Durchdiese Vorgehensweise wird die innerhalb der Brennräume 17, 27 und 37 komprimierteund dadurch erhitzte Luft in den jeweiligen Auslasskanal 14, 24 und 34 undsomit in eine sich an sämtliche Auslasskanäle 14–64 anschließende Abgasleitung 5 derBrennkraftmaschine 1 geleitet. Dies führt zu einer erheblichen Erhöhung derTemperatur innerhalb der Abgasleitung 5, die ausreichendist, um eine in der Abgasleitung 5 angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 zuregenerieren. Bei der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 kannes sich in Abhängigkeitder Bauart der Brennkraftmaschine 1 beispielsweise um einenPartikelfilter oder auch um einen NOx-Speicherkatalysatorhandeln. Das Verfahren kann von einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinrichtungeingeleitet werden, die eine erforderliche Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 erkennt.By doing so, the inside of the combustion chambers 17 . 27 and 37 compressed and thus heated air in the respective outlet channel 14 . 24 and 34 and thus in one to all outlet channels 14 - 64 subsequent exhaust pipe 5 the internal combustion engine 1 directed. This leads to a considerable increase in the temperature within the exhaust pipe 5 which is sufficient to one in the exhaust pipe 5 arranged exhaust gas aftertreatment device 6 to regenerate. In the exhaust aftertreatment device 6 It can vary depending on the type of internal combustion engine 1 for example, to act on a particulate filter or a NO x storage catalytic converter. The method may be initiated by an electronic control device, not shown, which requires a required regeneration of the exhaust aftertreatment device 6 recognizes.
    [0023] Auchdie Auslassventile 26 und 36 der Zylinder 20 und 30 werdenin der beschriebenen Art und Weise im Bereich des oberen Kompressionstotpunktsdes zugehörigenKolbens 21 und 31 geöffnet, wobei sich die Zylinder 20 und 30 inder dargestellten Stellung jedoch in einem anderen Zustand befinden. Soist bei dem Zylinder 20 das Einlassventil 25 und beidem Zylinder 30 das Auslassventil 36 geöffnet, allerdingsbefinden sich die Kolben 21 und 31 jeweils imBereich ihres unteren Totpunkts.Also the exhaust valves 26 and 36 the cylinder 20 and 30 be in the described manner and Way in the area of the upper compression dead center of the associated piston 21 and 31 open, with the cylinders 20 and 30 in the illustrated position but in a different state. So is the cylinder 20 the inlet valve 25 and at the cylinder 30 the outlet valve 36 opened, however, are the pistons 21 and 31 each in the area of their bottom dead center.
    [0024] DieZylinder 40, 50 und 60 werden in üblicher Weise,d.h. befeuert, betrieben, wobei sich der Kolben 41 desZylinders 40 in seinem unteren Totpunkt befindet und amBeginn seines Kompressionshubs steht. Das Einlassventil 45 unddas Auslassventil 46 des Zylinders 40 sind geschlossen.Der Kolben 51 des Zylinders 50 befindet sich anseinem oberen Totpunkt, wobei sowohl das Einlassventil 55 alsauch das Auslassventil 56 geöffnet sind. Der Zylinder 60 ist während desExpansionshubs des Kolbens 61 dargestellt, bei dem dasKraftstoff-Luft-Gemischgezündetwird und sich das Auslassventil 66 durch die Ansteuerungder Nockenwelle zu einem üblichenZeitpunkt und ausschließlichmit dem Ziel des Ladungswechsels öffnet.The cylinders 40 . 50 and 60 are operated in a conventional manner, ie fired, with the piston 41 of the cylinder 40 is at its bottom dead center and is at the beginning of its compression stroke. The inlet valve 45 and the exhaust valve 46 of the cylinder 40 are closed. The piston 51 of the cylinder 50 is located at its top dead center, with both the inlet valve 55 as well as the exhaust valve 56 are open. The cylinder 60 is during the expansion stroke of the piston 61 shown, in which the fuel-air mixture is ignited and the exhaust valve 66 opens by the control of the camshaft at a common time and exclusively with the goal of the charge exchange.
    [0025] Beider Auswahl der Zylinder 10–60 für den befeuertenbzw. nicht befeuerten Betrieb sollte auf eine möglichst gleichmäßige Zündfolgegeachtet werden, wobei die räumlicheAnordnung derselben eine untergeordnete Rolle spielt.When choosing the cylinder 10 - 60 for the fired or not fired operation should be paid attention to the most uniform firing order, the spatial arrangement of which plays a minor role.
    [0026] Dasunter Bezugnahme auf die Zeichnung beschriebene Verfahren, bei demallgemein wenigstens einer der Zylinder 10–60 unbefeuertbetrieben wird, wobei bei diesem wenigstens einen Zylinder 10–60 dieTemperatur des Abgases dadurch erhöht wird, dass das zugehörige Auslassventil 16–66 im Bereichdes oberen Kompressionstotpunkts des Kolbens 11–61 geöffnet wird,und wobei wenigstens einer der Zylinder 10–60 befeuertbetrieben wird, wobei bei diesem Zylinder 10–60 dasAuslassventil 16–66 während desKompressionshubs geschlossen bleibt, stellt eine spezielle Ausführung einesVerfahrens dar, gemäß welchemganz allgemein zur Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 dieTemperatur des Abgases dadurch erhöht wird, dass das den Brennraum 17–67 inRichtung der Abgasleitung 5 freigebende Auslassventil 16–66 imBereich des oberen Kompressionstotpunkts des Kolbens 11–61 geöffnet wird.Dies bedeutet, dass auch sämtlicheZylinder 10–60 derBrennkraftmaschine 1 befeuert, d.h. mit der Einleitungeines Kraftstoff-Luft-Gemisches und einer Verbrennung desselben,betrieben und deren Auslassventile 16–66 zu dem genanntenZeitpunkt geöffnetwerden können.Genauso bedeutet dies auch, dass es möglich ist, sämtlicheZylinder 10–60 unbefeuertzu betreiben und deren Auslassventile 16–66 zudem genannten Zeitpunkt zu öffnen, beispielsweisein einem Bremsbetrieb. Ebenfalls umfasst sind sämtliche Kombinationen zwischenbefeuertem und unbefeuertem Betrieb einer beliebigen Anzahl dereinzelnen Zylinder 10–60.Je nach Lastzustand der Brennkraftmaschine 1 kann die Anzahlder befeuerten bzw. unbefeuerten Zylinder 10–60 variiert werden.The method described with reference to the drawing, wherein generally at least one of the cylinders 10 - 60 operated unfired, with at least one cylinder 10 - 60 the temperature of the exhaust gas is increased by the fact that the associated exhaust valve 16 - 66 in the area of the upper compression dead center of the piston 11 - 61 is opened, and wherein at least one of the cylinders 10 - 60 is fired, with this cylinder 10 - 60 the outlet valve 16 - 66 is closed during the compression stroke represents a special embodiment of a method, according to which in general for the regeneration of the exhaust aftertreatment device 6 the temperature of the exhaust gas is thereby increased, that the combustion chamber 17 - 67 in the direction of the exhaust pipe 5 releasing exhaust valve 16 - 66 in the area of the upper compression dead center of the piston 11 - 61 is opened. This means that all cylinders too 10 - 60 the internal combustion engine 1 fired, ie with the introduction of a fuel-air mixture and combustion thereof, operated and their exhaust valves 16 - 66 can be opened at that time. Likewise, this also means that it is possible to have all the cylinders 10 - 60 to operate unbefeuert and their exhaust valves 16 - 66 to open at the said time, for example in a braking operation. Also included are all combinations between fired and non-fired operation of any number of individual cylinders 10 - 60 , Depending on the load condition of the internal combustion engine 1 can be the number of fired or unfired cylinders 10 - 60 be varied.
    [0027] Wennwenigstens eines der Auslassventile 16–66 von wenigstenseinem befeuerten Zylinder 10–60 im Bereich desoberen Kompressionstotpunkts des zugehörigen Kolbens 11–61 geöffnet werden,so ist es sinnvoll, das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder 10–66 frühestens40° vordem oberen Kompressionstotpunkt des Kolbens 11–61 undspätestens40° nachdem oberen Kompressionstotpunkt des Kolbens 11–61 zuzünden.Prinzipiell kann das Auslassventil 16–66 vor oder nachdem Beginn der Zündungoder auch gleichzeitig mit dem Beginn der Zündung geöffnet werden. Es ist möglich, dasAuslassventil 16–66 nachdem Ende der Verbrennung, vorzugsweise unmittelbar nach dem Endeder Verbrennung, zu öffnen.Eine umso stärkereErwärmung desAbgases ergibt sich, je früherdas Auslassventil 16–66 geöffnet wird,da auf diese Weise ein beträchtlicherTeil der Nutzarbeit in dem jeweiligen Zylinder 10–60 nichtumgesetzt wird.If at least one of the exhaust valves 16 - 66 of at least one fired cylinder 10 - 60 in the area of the upper compression dead center of the associated piston 11 - 61 be opened, so it makes sense, the fuel-air mixture in the cylinder 10 - 66 at the earliest 40 ° before the upper compression dead center of the piston 11 - 61 and no later than 40 ° after the upper compression dead center of the piston 11 - 61 to ignite. In principle, the exhaust valve 16 - 66 be opened before or after the start of ignition or simultaneously with the start of ignition. It is possible the exhaust valve 16 - 66 after the end of the combustion, preferably immediately after the end of the combustion to open. A stronger heating of the exhaust gas results, the earlier the exhaust valve 16 - 66 is opened, as in this way a considerable part of the useful work in the respective cylinder 10 - 60 not implemented.
    [0028] Esist besonders sinnvoll, das beschriebene Verfahren während desLeerlaufs oder in Zeitpunkten niedriger Last bzw. Teillast der Brennkraftmaschine 1 durchzuführen, dagerade in diesen Betriebsbereichen oft keine ausreichende Abgastemperaturbzw. Temperatur in der Abgasleitung 5 zur Regeneration derAbgasnachbehandlungseinrichtung 6 zur Verfügung steht.Grundsätzlichist dies währenddes regulärenFahrbetriebs möglich,es kann jedoch auch ein Notregenerationsbetrieb ohne Abgabe einerMotorlast durchgeführtwerden, falls der Zustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 dieserfordert. Bei zunehmender Last der Brennkraftmaschine 1 istes aufgrund der steigenden Temperatur innerhalb der Abgasleitung 5 sinnvoll,eine geringere Anzahl an Zylindern 10–60 unbefeuert zubetreiben. Dabei kann es sinnvoll sein, bei sich änderndenLastbedingungen der Brennkraftmaschine 1 die jeweiligeBe triebsstrategie an den Lastzustand anzupassen. Zur Durchführung undgegebenenfalls Anpassung der Betriebsstrategie kann eine üblicherweisebereits vorhandene und gegebenenfalls zu applizierende Steuereinheiteingesetzt werden.It is particularly useful, the method described during idling or in times of low load or partial load of the internal combustion engine 1 perform because in these operating areas often no sufficient exhaust gas temperature or temperature in the exhaust pipe 5 for the regeneration of the exhaust aftertreatment device 6 is available. Basically, this is possible during the regular driving operation, but it can also be an emergency regeneration operation performed without delivery of an engine load, if the state of the exhaust aftertreatment device 6 this requires. With increasing load of the internal combustion engine 1 it is due to the rising temperature within the exhaust pipe 5 makes sense, a smaller number of cylinders 10 - 60 to operate unbefeuert. It may be useful in changing load conditions of the internal combustion engine 1 adapt the respective operating strategy to the load condition. In order to carry out and if necessary to adapt the operating strategy, it is possible to use a control unit which is usually already present and may have to be applied.
    [0029] Dasbeschriebene Verfahren kann mit einer an sich bekannten Rückführung vonAbgasen kombiniert werden, da eine Öffnung eines Abgasrückführventilszu einer weiteren Erhöhungder Temperatur innerhalb der Abgasleitung 5 führt. AuchKombinationen mit weiteren, an sich bekannten Verfahren zur Temperaturerhöhung, wiezum Beispiel das Schließeneiner Bremsklappe nach der Abgasturboladerturbine, die Umgehungeines Ladeluftkühlers,die Aufheizung der Ansaugluft oder eine späte Einspritzung, sind möglich.The method described can be combined with a known recirculation of exhaust gases, since an opening of an exhaust gas recirculation valve to a further increase in the temperature within the exhaust pipe 5 leads. Combinations with other methods known per se for increasing the temperature, such as the closing of a brake flap after the turbocharger turbine, the bypass of a charge air cooler, the heating of the intake air or a late Einsprit tion, are possible.
    [0030] Zusätzlich kannbei jedem Betriebsmodus vorgesehen sein, dass während der Phase der Regenerationder Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 zusätzlicheMaßnahmenzum Regenerieren der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6,wie zum Beispiel Einspritzen von Kraftstoff, Harnstoff oder ähnliches, durchgeführt werden.In addition, it can be provided in each operating mode that during the phase of the regeneration of the exhaust gas aftertreatment device 6 additional measures for regenerating the exhaust aftertreatment device 6 , such as injecting fuel, urea or the like, are performed.
    [0031] Eineweitere möglicheBetriebsweise kann darin bestehen, dass nach dem Öffnen desAuslassventils 16–66,wenn sich die Temperatur innerhalb der Zylinder 10–60 bereitsverringert hat, beispielsweise auf eine Temperatur von ca. 400–500°C, in die nichtbefeuerten, geschleppten Zylinder 10–60 Kraftstoff eingespritztwird. In diesem Temperaturbereich kann eine Entflammung des Kraftstoffsweitestgehend vermieden werden, gleichzeitig wird jedoch eine sehrgute Verdampfung und Aufbereitung des Kraftstoffs erzielt. DieserKraftstoff kann in einem der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 vorgeschalteten,nicht dargestellten Oxydationskatalysator die Temperatur derarterhöhen,dass die Abgastemperatur ausreicht, um die Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 zuregenerieren, wodurch auf das Zuführen von Kraftstoff in einerexternen HC-Dosiereinheitverzichtet werden kann. Ein zusätzlicherVor teil dieser Lösungbesteht darin, dass der Kraftstoff zu einem Zeitpunkt in die Zylinder 10–60 eingespritztwird, an dem der Kolben 11–61 sich noch relativnah am oberen Totpunkt befindet, wodurch die Benetzung der Zylinderwandund die sich hieraus ergebenden Probleme bezüglich Ölverdünnung usw. weitestgehend vermiedenwerden können.Hierbei spielt es keine Rolle, ob zum Zeitpunkt der Einspritzungdas Auslassventil 16–66 geöffnet oderbereits wieder geschlossen ist.Another possible mode of operation may be that after opening the exhaust valve 16 - 66 when the temperature inside the cylinder 10 - 60 has already reduced, for example, to a temperature of about 400-500 ° C, in the non-fired, towed cylinder 10 - 60 Fuel is injected. In this temperature range, ignition of the fuel can be largely avoided, but at the same time a very good evaporation and treatment of the fuel is achieved. This fuel may be in one of the exhaust aftertreatment device 6 upstream, not shown oxidation catalyst, the temperature increase so that the exhaust gas temperature is sufficient to the exhaust aftertreatment device 6 to regenerate, which can be dispensed with the supply of fuel in an external HC dosing unit. An additional part before this solution is that the fuel at a time in the cylinder 10 - 60 is injected, at which the piston 11 - 61 is still relatively close to the top dead center, whereby the wetting of the cylinder wall and the resulting problems regarding oil dilution, etc. can be largely avoided. It does not matter if at the time of injection, the exhaust valve 16 - 66 opened or closed again.
    权利要求:
    Claims (11)
    [1]
    Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,welche wenigstens einen Zylinder mit einem demselben zugeordnetenBrennraum aufweist, wobei in dem Zylinder ein Kolben eine oszillierendeBewegung zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunktausführt,wobei in dem Brennraum ein Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet wird,wobei bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Brennraumentstehendes Abgas einer Abgasleitung zugeführt wird, und wobei das Abgasin einer in der Abgasleitung angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtunggereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regenerationder Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) die Temperaturin der Abgasleitung (5) dadurch erhöht wird, dass wenigstens einden wenigstens einen Brennraum (17, 27, 37, 47, 57, 67)in Richtung der Abgasleitung (5) freigebendes Auslassventil(16, 26, 36, 46, 56, 66)im Bereich des oberen Kompressionstotpunkts des wenigstens einenKolbens (11, 21, 31, 41, 51, 61)geöffnetwird.Method for operating an internal combustion engine having at least one cylinder with a combustion chamber associated therewith, wherein in the cylinder, a piston performs an oscillating movement between a bottom dead center and a top dead center, wherein in the combustion chamber, a fuel-air mixture is ignited when the combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber resulting exhaust gas is supplied to an exhaust pipe, and wherein the exhaust gas is cleaned in an arranged in the exhaust pipe exhaust aftertreatment device, characterized in that for regeneration of the exhaust aftertreatment device ( 6 ) the temperature in the exhaust pipe ( 5 ) is increased by at least one of the at least one combustion chamber ( 17 . 27 . 37 . 47 . 57 . 67 ) in the direction of the exhaust pipe ( 5 ) releasing exhaust valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) in the region of the upper compression dead center of the at least one piston ( 11 . 21 . 31 . 41 . 51 . 61 ) is opened.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (16, 26, 36, 46, 56, 66)frühestens40° vorund spätestens40° nachdem oberen Kompressionstotpunkt des Kolbens (11, 21, 31, 41, 51, 61)geöffnetwird.Method according to claim 1, characterized in that the outlet valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) at the earliest 40 ° before and at the latest 40 ° after the upper compression dead center of the piston ( 11 . 21 . 31 . 41 . 51 . 61 ) is opened.
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder (10, 20, 30, 40, 50, 60)frühestens40° vordem oberen Kompressionstotpunkt des Kolbens (11, 21, 31, 41, 51, 61)und spätestens40° nachdem oberen Kompressionstotpunkt des Kolbens (11, 21, 31, 41, 51, 61)gezündetwird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel-air mixture in the cylinder ( 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 ) at least 40 ° before the upper compression dead center of the piston ( 11 . 21 . 31 . 41 . 51 . 61 ) and at the latest 40 ° after the upper compression dead center of the piston ( 11 . 21 . 31 . 41 . 51 . 61 ) is ignited.
    [4]
    Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (16, 26, 36, 46, 56, 66)vor dem Beginn der Zündungdes Kraftstoff-Luft-Gemisches geöffnetwird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outlet valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) is opened before the start of the ignition of the fuel-air mixture.
    [5]
    Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (16, 26, 36, 46, 56, 66)nach dem Beginn der Zündungdes Kraftstoff-Luft-Gemisches geöffnetwird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outlet valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) is opened after the start of the ignition of the fuel-air mixture.
    [6]
    Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (16, 26, 36, 46, 56, 66)nach dem Ende der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches geöffnet wird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outlet valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) is opened after the end of the combustion of the fuel-air mixture.
    [7]
    Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (16, 26, 36, 46, 56, 66)gleichzeitig mit dem Beginn der Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemischesgeöffnetwird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outlet valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) is opened simultaneously with the start of the ignition of the fuel-air mixture.
    [8]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Betreiben einermehrzylindrigen Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dasswenigstens einer der Zylinder (10, 20, 30)unbefeuert betrieben wird, wobei bei diesem wenigstens einen Zylinder (10, 20, 30)die Temperatur in der Abgasleitung (5) dadurch erhöht wird,dass das Auslassventil (16, 26, 36, 46, 56, 66)im Bereich des oberen Kompressionstotpunkts des Kolbens (11, 21, 31, 41, 51, 61)geöffnetwird, und wobei wenigstens einer der Zylinder (40, 50, 60)befeuert betrieben wird, wobei bei diesem Zylinder (40, 50, 60)das Auslassventil (16, 26, 36, 46, 56, 66)währenddes Kompressionshubs im wesentlichen in seiner geschlossenen Stellunggehalten wird.Method according to one of claims 1 to 7 for operating a multi-cylinder internal combustion engine, characterized in that at least one of the cylinders ( 10 . 20 . 30 ) is operated unfired, wherein in this at least one cylinder ( 10 . 20 . 30 ) the temperature in the exhaust pipe ( 5 ) is increased by the fact that the exhaust valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) in the region of the upper compression dead center of the piston ( 11 . 21 . 31 . 41 . 51 . 61 ), and wherein at least one of the cylinders ( 40 . 50 . 60 ) is fired, wherein in this cylinder ( 40 . 50 . 60 ) the outlet valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) is held substantially in its closed position during the compression stroke.
    [9]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass währendder Phase der Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6)zusätzlicheMaßnahmenzum Regenerieren der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) durchgeführt werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that during the phase of regeneration of the exhaust gas aftertreatment device ( 6 ) additional measures for regenerating the exhaust aftertreatment device ( 6 ) be performed.
    [10]
    Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass nach dem Öffnendes Auslassventils (16, 26, 36, 46, 56, 66)in die nicht befeuerten, geschleppten Zylinder Kraftstoff eingespritztwird.Process according to claim 9, characterized records that after opening the exhaust valve ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 ) is injected into the non-fired, towed cylinder fuel.
    [11]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass es währenddes Leerlaufs oder in Zeitpunkten niedriger Last der Brennkraftmaschine(1) durchgeführtwird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that it during idling or at times of low load of the internal combustion engine ( 1 ) is carried out.
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