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Title:
DIRECT INJECTING INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/072457
Kind Code:
A1
Abstract:
The injection relates to a direct injecting internal combustion engine, especially a diesel engine, more particularly of a motor vehicle, comprising a throttle valve (14) arranged in an inlet pipe (12) and a bypass channel (18) bypassing said throttle valve (14). A valve, which can be controlled independently from the throttle valve (14), is also arranged in the bypass channel (18). A control device (22) closes the throttle valve (14) during idling of the internal combustion engine and controls the valve in order to regulate the air supply to the internal combustion engine so that it is in a throttled operational state. The throttle valve is fully closed in order to throttle the internal combustion engine when idling and the air fed to the internal combustion engine flowing past the throttle valve via a bypass is controlled by means of a control device which is independent from the throttle valve.

Inventors:
Biener, Martin (Harzblick 37, Veltheim, 38173, DE)
Application Number:
PCT/EP2004/000155
Publication Date:
August 26, 2004
Filing Date:
January 13, 2004
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Wolfsburg, 38436, DE)
Biener, Martin (Harzblick 37, Veltheim, 38173, DE)
International Classes:
F02D9/02; F02D9/10; F02D31/00; F02B3/06; (IPC1-7): F02D9/02; F02D9/10; F02D41/10
Foreign References:
US4354464A1982-10-19
DE10151305A12002-07-11
US20020145053A12002-10-10
US4519369A1985-05-28
FR2605049A11988-04-15
US6231478B12001-05-15
DE3641273A11987-06-19
Other References:
See also references of EP 1597466A1
Attorney, Agent or Firm:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Brieffach 1770, Wolfsburg, 38436, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer im Saugrohr angeordneten Drosselklappe, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine die Drosselklappe vollständig geschlossen wird und eine der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge an der Drosselklappe vorbei über einen Bypaß mittels einer von der Drosselklappe unabhängigen Regeleinrichtung geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Drosselklappe unabhängige Regelung mittels eines Umluftventils durchgeführt wird.
3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gelennzeBchnet, daß während der Regelung der Luftzuführung über den Bypaß eine Bewegung eines Kupplungspedals überwacht und in Abhängigkeit von der Bewegung des Kupplungspedals die Androsselung über den Bypaß aufgehoben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Bewegung des Kupplungspedals eine Voraussage für einen Einkuppeizeitpunkt bestimmt und in Abhängigkeit von diesem Zeitpunkt die Androsselung der Brennkraftmaschine über den Bypaß aufgehoben wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Regelung der Luftzuführung über den Bypaß eine Stellung und/oder Bewegung eines Gaspedals überwacht und in Abhängigkeit von der Stellung und/oder Bewegung eines Gaspedals die Androsselung über den Bypaß aufgehoben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Stellung und/oder Bewegung des Gaspedals eine Voraussage für ein gewünschtes Anfahrmoment bestimmt und in Abhängigkeit von diesem Anfahrmoment die Androsselung der Brennkraftmaschine über den Bypaß aufgehoben wird.
7. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer in einem Saugrohr (12) angeordneten Drosselklappe (14) sowie mit einem die Drosselklappe (14) überbrückenden Bypaßkanal (18), dadurch gekennzeichnet, daß im Bypaßkanal (18) ein von der Drosselklappe (14) unabhängig ansteuerbares Ventil (20) angeordnet ist, wobei eine Regeleinrichtung (22) vorgesehen ist, welche im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine die Drosselklappe (14) schließt und zum Regeln der Luftzuführung an die Brennkraftmaschine derart, daß diese in einem abgedrosselten Betriebszustand ist, das Ventil (20) ansteuert.
8. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennseiehnet daß das Ventil (18) ein regelbares Umluftventil ist.
9. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennseichnei, daß die Regeleinrichtung (22) ein Steuergerät der Brennkraftmaschine ist.
Description:
DIREKTEINSPRITZENDE BRENNKRAFTMASCHINE UND VERFAHREN ZU DEREN BETRIEB Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer im Saugrohr angeordneten Drosselklappe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer in einem Saugrohr angeordneten Drosselklappe sowie mit einem die Drosselklappe überbrückenden Bypaßkanal, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Aus der DE 36 41 273 A1 ist eine Saugrohranordnung für eine Dieselmaschine bekannt, wobei eine von einem Maschinenparameter verstellbare Drossel zur Verringerung des Ungleichförmigkeitsgrades der Maschine im Leerlast-oder Teillastbereich vorgesehen ist. Zusätzlich ist ein Bypaß zur Drossel vorgesehen, dessen Strömungsquerschnitt zwecks Sicherstellung des zur einwandfreien Verbrennung im Leerlast-oder Teillastbetrieb erforderlichen Luftüberschusses mit zunehmender Drosselwirkung der Drossel zumindest konstant bleibt, vorzugsweise zunimmt. Bei im Leerlauf angedrosselten Zustand der Brennkraftmaschine sinkt jedoch bei Turbomotoren eine Drehzahl des Abgasturboladers (ATL) und damit das zum Anfahren zur Verfügung stehende Moment. Zusätzlich erfordert eine geregelte Androsselung im Leerlauf eine hochpräzise Erfassung sowie Regelung der Drosselklappenposition.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Brennkraftmaschine der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei die Regelung für die Androsselung im Leerlauf vereinfacht und für den Fahrer bemerkbare Anfahrschwächen vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch eine Brennkraftmaschine der o. g.

Art mit den in Anspruch 7 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Dazu ist es bei einem Verfahren der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß in einem Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine die Drosselklappe vollständig geschlossen wird und eine der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge an der Drosselklappe vorbei über einen Bypaß mittels einer von der Drosselklappe unabhängigen Regeleinrichtung geregelt wird.

Dies hat den Vorteil, daß die Regelung der Androsselung der Brennkraftmaschine bzw.

Luftzuführung zur Brennkraftmaschine im Leerlauf vereinfacht ist, da nicht eine Drosselklappenstellung hochpräzise abgetastet und eingestellt werden muß.

Beispielsweise wird die von der Drosselklappe unabhängige Regelung mittels eines Umluftventils durchgeführt.

Um rechtzeitig einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu erkennen, bei dem die Brennkraftmaschine ein gewünschtes Drehmoment abgeben soll, beispielsweise zum Anfahren nach einem Leerlaufzustand, wird während der Regelung der Luftzuführung über den Bypaß eine Stellung und/oder Bewegung eines Kupplungspedals überwacht und in Abhängigkeit von der Stellung und/oder Bewegung des Kupplungspedals die Androsselung über den Bypaß aufgehoben. Zweckmäßigerweise wird aus der Bewegung des Kupplungspedals eine Voraussage für einen Einkuppelzeitpunkt bestimmt und in Abhängigkeit von diesem Zeitpunkt die Androsselung der Brennkraftmaschine über den Bypaß aufgehoben.

Alternativ oder zusätzlich wird zur Erkennung des Zustandes"Anfahren"während der Regelung der Luftzuführung über den Bypaß eine Stellung und/oder Bewegung eines Gaspedals überwacht und in Abhängigkeit von der Stellung und/oder Bewegung eines Gaspedals die Androsselung über den Bypaß aufgehoben. Zweckmäßigerweise wird aus der Stellung und/oder Bewegung des Gaspedals eine Voraussage für ein gewünschtes Anfahrmoment bestimmt und in Abhängigkeit von diesem Anfahrmoment die Androsselung der Brennkraftmaschine über den Bypaß aufgehoben.

Ferner ist es bei einer Brennkraftmaschine der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Bypaßkanal ein von der Drosselklappe unabhängig ansteuerbares Ventil angeordnet ist, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, welche im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine die Drosselklappe schließt und zum Regeln der Luftzuführung an die Brennkraftmaschine derart, daß diese in einem abgedrosselten Betriebszustand ist, das Ventil ansteuert.

Dies hat den Vorteil, daß die Androsselung der Brennkraftmaschine im Leerlauf durch Regelung der Luftzuführung unabhängig von der Drosselklappe vereinfacht realisiert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil ein regelbares Umluftventil und die Regeleinrichtung ein Steuergerät der Brennkraftmaschine.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigt in der einzigen Fig. ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.

Die aus der einzigen Fig. ersichtliche, bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, welche beispielsweise ein Dieselmotor ist, für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug umfaßt einen Motorblock 10, ein Saugrohr 12, eine im Saugrohr 12 angeordnete Drosselklappe 14 und ein dem Saugrohr 12 vorgeschaltetes Luftfilter 16. Zusätzlich ist ein die Drosselklappe 14 überbrückender Bypaßkanai 18 vorgesehen. ! n diesem Bypaßkanai 18 ist ein regelbares Umluftventil 20 vorgesehen, welches von einem Steuergerät 22 angesteuert wird.

In einem Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine wird die Drosselklappe 14 vollständig geschlossen und die Luftzufuhr über das Saugrohr 12 an den Motorblock 10 über den Bypaßkanal 18 mittels des Umluftventils 20 derart gesteuert, daß die Brennkraftmaschine angedrosseit wird. Hierbei wird die Luftzufuhr im Leerlauf der Brennkraftmaschine so weit gedrosselt, daß die Gaskräfte, welche Auslöser für starke Ungleichförmigkeiten beispielsweise bei einem Dieselmotor im Leerlauf sind, stark reduziert werden. Der Motor läuft spürbar weicher, das Verbrennungsgeräusch sowie das Ansauggeräusch aus einem Lufffilterkasten werden erheblich gemindert. Die Maßnahme kommt einer Verdichtungssenkung gleich. Durch das geänderte Lambda-Verhältnis ist zudem eine andere Parametrierung der Einspritz-und Leerlaufdrehzahlwerte möglich, als bei"normaler", d. h. ungedrosselter, Luftzufuhr. Dies verbessert zusätzlich die Leerlaufqualität der Brennkraftmaschine. Somit bringt es erhebliche Vorteile, wenn im Leerlauf die Luftzufuhr bei warmen Motor soweit gedrosselt wird, daß die Gaskräfte reduziert werden, da der Motor erheblich ruhiger läuft. Das für Dieselmotoren typische und unerwünschte Leerlaufschütteln ist weitgehend eliminiert und die Leerlaufakustik verbessert, d. h. das dieseltypische"Nageln", vermieden. Mittels des Umluftventils 20 erfolgt die Androsselung bei vollständig geschlossener Drosselklappe vereinfacht und ohne die Notwendigkeit einer hochpräzisen Erfassung und Regelung einer Stellung der Drosselklappe.

Sofern die Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader (ATL) ausgerüstet ist, sinkt die ATL-Drehzahl und damit das zum Anfahren zur Verfügung stehende Moment. Über eine entsprechende Regelung erfolgt eine zuverlässige Erkennung, ob ein Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs unmittelbar bevorsteht. In diesem Fall wird die Brennkraftmaschine umgehend"entdrosselt". Eine Erkennung des Zustandes "Anfahren"über Fahrzeuggeschwindigkeit oder Kupplungspedalstellung ist hierfür nicht ausreichend, da sie zu einem zu späten Zeitpunkt greift. Erfindungsgemäß ist statt dessen ein Kupplungspedalgeber vorgesehen, der eine Voraussage des Einkuppelzeitpunktes sowie über das gewünschte Anfahrmoment anhand des Gradienten des Kupplungsweges ermöglicht. Es kann dann durch das Motorsteuergerät 22 ein frühzeitige Entdrosselung erfolgen, ohne Komfortverlust im Leerlauf, d. h. die Entdrosselung wird nicht schon beim Treten der Kupplung ausgeführt, und ohne Anfahrschwäche, d. h. die Entdrosselung erfolgt nicht erst beim Anrollen des Kraftfahrzeuges oder bei erkanntem Kuppiungspedaischaiter. in analoger Weise kann auch ein Gaspedalgeber vorgesehen sein.