DE102006004236A1

DE102006004236A1 - Method and device for operating an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102006004236A1
Application number: DE200610004236
Authority: DE
Inventors: Erwin Bauer; Dietmar Ellmer; Rüdiger Dr. Herweg; Matthias Pfau
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-08-09
Also published as: WO2007085657A1

Abstract

Eine Brennkraftmaschine umfasst eine Einblasevorrichtung, die zum Einblasen von Luft direkt in einen Brennraum eines Zylinders unabhängig von der Stellung eines Gaseinlassventils und unabhängig von dem Zumessen des Kraftstoffs vorgesehen ist. Die Einblasevorrichtung wird zum Einblasen von Gas angesteuert innerhalb eines Einblas-Kurbelwellenwinkelfensters, das sich von einem Beginn-Kurbelwellenwinkel (CRK_B) nahe zu einem Schließt-Kurbelwellenwinkel (CRK_CL) des Gaseinlassventils bis zu einem Ende-Kurbelwellenwinkel (CRK_E) in dem Bereich des folgenden oberen Totpunkts des Kolbens erstreckt.An internal combustion engine includes an injector provided for injecting air directly into a combustion chamber of a cylinder regardless of the position of a gas inlet valve and independently of the metering of the fuel. The sparger is driven to inject gas within a blow-in crankshaft angle window extending from a starting crankshaft angle (CRK_B) close to a closed crankshaft angle (CRK_CL) of the gas inlet valve to an end crankshaft angle (CRK_E) in the region of the following upper one Dead center of the piston extends.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.The The invention relates to a method and an apparatus for operating an internal combustion engine.

Steigende Energiekosten und Verschärfungen gesetzlicher Bestimmungen bezüglich des zulässigen Kraftstoffverbrauchs oder der zulässigen Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich, Maßnahmen zu ergreifen, um einerseits den Kraftstoffverbrauch von Brennkraftmaschinen zu senken und andererseits sicherzustellen, dass die von dem Kraftfahrzeug ausgestoßenen Schadstoffemissionen geringe Werte einnehmen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt geworden, Brennkraftmaschinen, insbesondere benzinbetriebene, in bestimmten Betriebspunkten mit einem selbstzündenden Brennverfahren zu betreiben, das auch als Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI), Controlled Auto Ignition (CAI) oder Raumzündungsverfahren (RZV) genannt wird. Bei diesem selbstzündenden Brennverfahren wird die Selbstzündung und damit der Verbrennungsverlauf über die reaktive Energiemenge in dem Zylinder der Brennkraftmaschine gesteuert. Diese Energiemenge kann unter anderem durch einen im Vergleich zum konventionell gezündeten Ottomotorenbetrieb sehr hohen Restgasanteil bereitgestellt werden. Auch für konventionell gezündete Ottomotoren ist es bekannt, im unteren und mittleren Teillastbereich die Brennkraftmaschine mit einer hohen Abgasrückführrate zu betreiben, um die Verbrennung bezüglich der Gütekriterien Verbrauch und Emissionen zu optimieren.increasing Energy costs and tightening legal provisions regarding the permissible Fuel consumption or allowable pollutant emissions of motor vehicles in which internal combustion engines are arranged, make it necessary to take action to take on the one hand the fuel consumption of internal combustion engines reduce and on the other hand ensure that the motor vehicle expelled Pollutant emissions take low values. In this context It has become known, internal combustion engines, especially gasoline-powered, operate at certain operating points with a self-igniting combustion process, also called Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI), Controlled Auto Ignition (CAI) or space ignition method (RZV) is called. In this self-igniting combustion process is the auto-ignition and thus the combustion process over the reactive energy amount controlled in the cylinder of the internal combustion engine. This amount of energy can, inter alia, by a compared to the conventionally ignited gasoline engine operation be provided very high residual gas content. Also for conventional ignited Otto engines it is known in the lower and middle part load range to operate the internal combustion engine with a high exhaust gas recirculation rate to the combustion in terms of the quality criteria Optimize consumption and emissions.

Thermodynamische Grundlagen derartiger selbstzündender Brennverfahren sind in dem Fachartikel „Verbrennungssteuerung durch Selbstzündung, Teil 1: Thermodynamische Grundlagen", Motortechnische Zeitschrift 1/2004, Jahrgang 65, Seiten 56 bis 62 offenbart.Thermodynamic Basics of such self-igniting Combustion processes are described in the article "Combustion Control Ignition, Part 1: Thermodynamic Basics ", Motortechnische Zeitschrift 1/2004, Volume 65, pages 56 to 62.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen hohen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine ermöglichen.The The object of the invention is a method and a device to create an internal combustion engine, which has a high Enable efficiency of the internal combustion engine.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, in dem ein Brennraum ausgebildet ist und dem ein Kolben zugeordnet ist, mit einem Ansaugtrakt, der abhängig von der Stellung eines Gaseinlassventils mit dem Brennraum des Zylinders kommuniziert, mit einem Abgastrakt, der abhängig von der Stellung eines Gasauslassventils mit dem Brennraum des Zylinders kommuniziert, mit einem Einspritzventil, das zum Zumessen von Kraftstoff vorgesehen ist, und mit einer Einblasevorrichtung, die zum Einblasen von Gas direkt in den Brennraum des Zylinders unabhängig von der Stellung des Gaseinlassventils und unabhängig von dem Zumessen des Kraftstoffs vorgesehen ist. Die Einblasevorrichtung wird zum Einblasen von Gas angesteuert innerhalb eines Einblas-Kurbelwellenwinkelfensters, das sich von einem Beginn-Kubelwellenwinkel nahe zu einem Schließt-Kurbelwellenwinkel des Gaseinlassventils bis zu einem Ende-Kurbelwellenwinkel in dem Bereich des folgenden oberen Tot punkts des Kolbens erstreckt. Das einzublasende Gas kann beispielsweise Sauerstoff umfassen, es kann jedoch beispielsweise auch im Wesentlichen aus einem Inertgas, wie zum Beispiel Stickstoff, oder einem Edelgas bestehen oder einem Gas, das an einer Verbrennung des in dem Brennraum befindlichen Luft/Kraftstoff-Gemisches maximal als ein energiearmer Partner teilnimmt. Durch den Einblasevorgang des Gases während des Einblas-Kurbelwellenwinkelfensters kann die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder vorteilhaft beeinflusst werden, insbesondere bei einer Selbstzündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder. Bevorzugt hängt das Einblasen des Gases durch die Einblasevorrichtung ab von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine.The Invention is characterized by a method and a corresponding Apparatus for operating an internal combustion engine with at least a cylinder in which a combustion chamber is formed and the one Piston is associated with an intake tract that depends on the position of a gas inlet valve communicates with the combustion chamber of the cylinder, with an exhaust tract that depends on the position of a gas outlet valve with the combustion chamber of the cylinder communicates with an injector that is used to meter fuel is provided, and with a blowing device for blowing of gas directly into the combustion chamber of the cylinder regardless of the position of the gas inlet valve and independent of the metering of the fuel is provided. The injection device is used to inject gas driven within a blow-in crankshaft angle window, which is from a beginning crankshaft angle close to a closed crankshaft angle of the gas inlet valve to an end crankshaft angle in the range of following top dead center of the piston extends. The einzublasende For example, gas may include oxygen, but it may, for example also essentially of an inert gas, such as nitrogen, for example, or a noble gas or a gas that is involved in a combustion of the air / fuel mixture in the combustion chamber maximum as a low-energy partner. By the injection process of the gas during the injection crank angle window, the combustion of the Air / fuel mixture in the cylinder influenced advantageous be, especially in a self-ignition of the air / fuel mixture in the cylinder. Preferably, this depends Blowing the gas through the injector from at least an operating variable of the internal combustion engine.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhängig von einem durch die Brennkraftmaschine zu erzeugenden Drehmoment. Auf diese Weise kann insbesondere bei höheren zu erzeugenden Drehmomenten zusätzliches Gas, in diesem Fall enthaltend Sauerstoff, eingeblasen werden und so bei entsprechendem Vorhandensein von korrespondierendem Kraftstoff die durch die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches freizusetzende Energie erhöht werden. Auf diese Weise kann auch ein Betriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit Selbstzündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches betrieben werden kann erweitert werden.According to one advantageous embodiment of the invention is the injection device for blowing the gas driven depending on one by the internal combustion engine torque to be generated. In this way, especially at higher additional gas to be generated, in this case containing oxygen, injected and so on with the corresponding presence of corresponding fuel the to be released by the combustion of the air / fuel mixture Energy increased become. In this way, an operating area in which the Internal combustion engine with auto-ignition be operated of the air / fuel mixture can be extended.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhängig von einem vorgegebenen Beginn der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder. Dies hat den Vorteil, dass durch das Einblasen des Gases ein Beginn der Verbrennung beeinflusst werden kann, insbesondere bei der Selbstzündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum durch das Beeinflussen der Temperatur des in dem Brennraum befindlichen Gemisches.According to one Another advantageous embodiment is the injection device actuated to inject the gas depending on a given Start of the combustion of the air / fuel mixture in the respective Cylinder. This has the advantage that by blowing in the gas a start of combustion can be influenced, especially at auto-ignition of the air / fuel mixture in the combustion chamber by influencing the temperature of the mixture in the combustion chamber.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhängig von einer vorgegebenen Dauer der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder. Auf diese Weise können beispielsweise extrem hohe Druckgradienten während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches vermieden werden, die die Brennkraftmaschine schädigen können und so kann ferner ein Klopfen vermieden werden. Durch die so ebenfalls gesenkte Verbrennungsspitzentemperatur kann auch die Bildung von Stickoxiden effizient verringert werden.According to one Another advantageous embodiment is the injection device controlled to inject the gas depending on a given Duration of combustion of the air / fuel mixture in the respective Cylinder. That way you can For example, extremely high pressure gradients during the combustion of the air / fuel mixture can be avoided, which can damage the internal combustion engine and so can further Knocking can be avoided. By so also lowered peak combustion temperature Also, the formation of nitrogen oxides can be efficiently reduced.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhängig von einer vorgegebenen Strömung des Gemisches in dem jeweiligen Zylinder. Die Strömung kann beispielsweise so vorgegeben sein, dass das zusätzlich eingeblasene Gas an Zylinderinnenwänden des Zylinders entlang strömt und so vorteilhaft thermisch isolierend wirkt und damit Wandwärmeverluste reduziert werden. Auf diese Weise kann der Verbrennungswirkungsgrad gesteigert werden. Ferner kann durch eine geeignet vorgegebene Strömung des Gemisches unterstützt durch den Einblasevorgang des Gases auch eine gegebenenfalls gesenkte Verbrennungsspitzentemperatur erreicht werden und die Bildung von Stickoxiden so verringert werden. Die Einblasevorrichtung ermöglicht so das gezielte Einstellen der vorgegebenen Strömung des Gemisches.According to one Another advantageous embodiment is the injection device controlled to inject the gas depending on a given flow of the mixture in the respective cylinder. The flow can For example, be specified so that the additional injected gas Cylinder walls flows along the cylinder and so advantageous thermally insulating and thus wall heat losses be reduced. In this way, the combustion efficiency can be increased become. Furthermore, by a suitably predetermined flow of the Mixture supported by the injection process of the gas also an optionally lowered Peak combustion temperature can be achieved and the formation of Nitrogen oxides are thus reduced. The injection device allows so the targeted setting of the predetermined flow of the mixture.

Ein für die Kurbelwellenwinkel bezogene Lage des Einblasens des Gases repräsentativer Kurbelwellenwinkel dient als Ein griffsparameter im Rahmen des Steuerns des Einblasens des Gases durch die Einblasevorrichtung. Dies zeichnet sich dadurch aus, dass dieser Eingriffsparameter besonders einfach einstellbar ist.One for the Crankshaft angle related position of blowing the gas representative Crankshaft angle serves as a handle parameter in the context of controlling the blowing of the gas through the injection device. This draws characterized by the fact that this intervention parameter is particularly simple is adjustable.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dient eine einzublasende Gasmasse als Eingriffsparameter im Rahmen des Steuerns des Einblasens des Gases durch die Einblasevorrichtung. Dies hat den Vorteil, dass durch diesen Eingriffsparameter insbesondere wirkungsvoll gewünschte Wirkungen eingestellt werden können.According to one Another advantageous embodiment is a einzublasende gas mass as an intervention parameter in the context of controlling the blowing of the Gas through the injection device. This has the advantage that set particularly effective desired effects by this intervention parameter can be.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung angesteuert zum mehrfachen gepulsten Einblasen von Gas innerhalb des Einblas-Kurbelwellenwinkelfensters. Auf diese Weise kann beispielsweise insbesondere eine gewünschte Verteilung des eingeblasenen Gases präzise erreicht werden oder auch besonders gut die vorgegebene Strömung des Gemisches in dem jeweiligen Zylinder eingestellt werden.According to one Another advantageous embodiment is the injection device energized for multiple pulsed injection of gas within of the injection crankshaft angle window. In this way, for example, in particular a desired distribution of the injected gas precisely be achieved or particularly well the predetermined flow of Mixture can be adjusted in the respective cylinder.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Einblasevorrichtung zum Einblasen des Gases angesteuert abhängig von einer Kenngröße, die repräsentativ ist für eine in dem Brennraum befindliche Abgasmasse vor der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Auf diese Weise kann die Temperatur des Gemisches in dem Brennraum des Zylinders sehr gut beeinflusst werden und insbesondere präzise eingestellt werden, da insbesondere durch die in dem Brennraum befindliche Abgasmasse zunächst die Temperatur des Gemisches maßgeblich beeinflusst wird und so durch das Zumessen des eingeblasenen Gases sehr präzise eingestellt werden kann. Dies kann insbesondere im Hinblick auf das gezielte Einstellen des Beginns der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches im Rahmen des Selbstzündungsprozesses wesentlich sein. Ferner kann auch auf diese Weise die Füllung des Brennraums mit dem Gemisch sehr geeignet eingestellt werden.According to one Another advantageous embodiment is the injection device actuated to inject the gas depending on a characteristic that representative is for an exhaust gas mass located in the combustion chamber before combustion of the air / fuel mixture. That way, the temperature can be the mixture in the combustion chamber of the cylinder very well influenced and in particular precise be set because in particular by the located in the combustion chamber Exhaust mass first the temperature of the mixture prevail is influenced and so by the metering of the injected gas very precise can be adjusted. This particular may be with regard to the targeted setting of the beginning of the combustion of the air / fuel mixture in the context of the auto-ignition process be essential. Furthermore, in this way, the filling of the Combustion chamber with the mixture can be adjusted very suitable.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are explained below with reference to the schematic drawings. It demonstrate:

1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung, 1 an internal combustion engine with a control device,

2 eine Schnittdarstellung einer Zumessbaueinheit, 2 a sectional view of a Zumessbaueinheit,

3 ein Blockschaltbild eines Teils der Steuervorrichtung und 3 a block diagram of a part of the control device and

4 Druckverläufe des Drucks in dem Brennraum und Ventilhubverläufe. 4 Pressure curves of the pressure in the combustion chamber and valve lift curves.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.elements same construction or function are cross-figurative with the same Reference number marked.

Eine Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.An internal combustion engine comprises an intake tract 1 , an engine block 2 , a cylinder head 3 and an exhaust tract 4 , The intake tract 1 preferably comprises a throttle valve 5 and a collector 6 and a suction tube 7 leading to a cylinder Z1 via an inlet passage in the engine block 2 is guided. The engine block 2 further comprises a crankshaft 8th , which has a connecting rod 10 with the piston 11 of the cylinder Z1 is coupled.

Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13. Ferner ist dem Ventiltrieb bevorzugt jeweils für das Gaseinlassventil 12 und gegebenenfalls auch für das Gasauslassventil 13 ein Phasenversteller 14, 15 zugeordnet, mittels dessen eine Phase des Gaseinlassventilhubverlaufs beziehungsweise des Gasauslassventilhubverlaufs bezogen auf einen Referenzpunkt bezüglich der Kurbelwelle verstellbar ist. Darüber hinaus ist bevorzugt mindestens ein Ventilhubversteller vorgesehen mittels dessen der Ventilhub des Gaseinlassventils 12 und/oder des Gasauslassventils 13 verstellbar ist. Alternativ kann dem Ventiltrieb für jeweils das Gaseinlassventil 12 und/oder das Gasauslassventil 13 ein vollvariabler Ventiltrieb zugeordnet sein, der beispielsweise als elektromagnetischer, piezoelektrischer, elektropneumatischer, elektrohydraulischer oder als sonstiger dem zuständigen Fachmann für diese Zwecke bekannter Stellantrieb ausgebildet sein kann.The cylinder head 3 includes a valvetrain with a gas inlet valve 12 and a gas outlet valve 13 , Furthermore, the valve train is preferably in each case for the gas inlet valve 12 and optionally also for the gas outlet valve 13 a phaser 14 . 15 assigned, by means of which a phase of the Gaseinlaßventilhubverlaufs or the Gasauslaßventilhubverlaufs relative to a reference point with respect to the crankshaft is adjustable. In addition, at least one valve is preferred Hubversteller provided by means of the valve lift of the gas inlet valve 12 and / or the gas outlet valve 13 is adjustable. Alternatively, the valvetrain for each of the gas inlet valve 12 and / or the gas outlet valve 13 be associated with a fully variable valve train, which may be formed, for example, as an electromagnetic, piezoelectric, electropneumatic, electro-hydraulic or other known to those skilled in the art for this purpose actuator.

Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner neben einer Zündkerze 33 ein Einspritzventil und eine Einblasevorrichtung. Besonders bevorzugt sind das Einspritzventil und die Einblasevorrichtung in einer Baueinheit und zwar in einer Zumessbaueinheit 18 angeordnet. Die Zumessbaueinheit 18 umfasst einen Gehäusekörper 19 (2), der eine erste Ausnehmung 20 aufweist, in die ein Kraftstoffeinlass 21 mündet, der dazu vorgesehen ist mit einer Kraftstoffversorgung, wie beispielsweise einem Common Rail, hydraulisch gekoppelt zu sein. Ferner ist in der ersten Ausnehmung 20 eine Düsennadel 22 angeordnet, die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch eine Einspritzdüse 23 unterbindet und diesen in sonstigen Positionen freigibt und somit ein Zumessen von Fluid, insbesondere Kraftstoff, in den Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 ermöglicht. Eine Rückstellfeder 24 stützt sich auf einen Absatz 25 des Gehäusekörpers 19 an ihrem einen axialen freien Ende ab und ist an ihrem anderen freien axialen Ende mit einem Federteller 26 gekoppelt, der wiederum mechanisch gekop pelt ist mit der Düsennadel 22. Auf diese Weise wird die Düsennadel 22 ohne das Einwirken weiterer Kräfte in ihre Schließposition vorgespannt.The cylinder head 3 further includes besides a spark plug 33 an injection valve and a blowing device. Particularly preferably, the injection valve and the injection device in a structural unit and that in a Zumessbaueinheit 18 arranged. The Zumessbaueinheit 18 includes a housing body 19 ( 2 ), which is a first recess 20 in which a fuel inlet 21 opens, which is intended to be hydraulically coupled to a fuel supply, such as a common rail. Further, in the first recess 20 a nozzle needle 22 arranged in a closed position, a fluid flow through an injection nozzle 23 prevents and this releases in other positions and thus allows a metering of fluid, in particular fuel, in the combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4. A return spring 24 relies on a paragraph 25 of the housing body 19 at its one axial free end and is at its other free axial end with a spring plate 26 coupled, which in turn is mechanically gekop Pelt with the nozzle needle 22 , In this way, the nozzle needle 22 biased without the intervention of other forces in their closed position.

Ferner ist in dem Gehäusekörper 19, insbesondere in der ersten Ausnehmung 20, ein Aktuator 27 angeordnet, der auf die Düsennadel 22 einwirkt. Der Aktuator ist vorzugsweise als Festkörperaktuator, insbesondere als Piezoaktuator, ausgebildet. Er kann jedoch auch als ein weiterer dem Fachmann für diesen Zweck bekannter Aktuator ausgebildet sein, wie beispielsweise ein elektromagnetischer Aktuator.Further, in the case body 19 , in particular in the first recess 20 , an actuator 27 arranged on the nozzle needle 22 acts. The actuator is preferably designed as a solid-state actuator, in particular as a piezoactuator. However, it can also be designed as another actuator known to the person skilled in the art for this purpose, for example an electromagnetic actuator.

Der Gehäusekörper 19 umfasst ferner eine weitere Ausnehmung 28, die mit einem Gaseinlass 29 kommuniziert, der bei der bestimmungsgemäß montierten Zumessbaueinheit 18 mit einer Luftversorgungseinheit pneumatisch gekoppelt ist, die bevorzugt Luft unter erhöhtem Druck, wie z. B. 6 bar oder auch mehr oder etwas weniger, zur Verfügung stellt. Dazu kann der Brennkraftmaschine beispielsweise ein Kompressor zugeordnet sein, der die Luft entsprechend verdichtet. Ferner ist in der weiteren Ausnehmung 28 ein Einblaseventil 30 angeordnet, mittels dessen ein Einblasen der Luft in den Brennraum des Zylinders Z1 steuerbar ist.The housing body 19 further comprises a further recess 28 that with a gas inlet 29 communicates with the intended purpose assembled Zumessbaueinheit 18 is pneumatically coupled to an air supply unit, which preferably air under elevated pressure, such as. B. 6 bar or more or less, provides. For this purpose, the internal combustion engine may for example be associated with a compressor which compresses the air accordingly. Furthermore, in the further recess 28 a blow-in valve 30 arranged, by means of which an injection of air into the combustion chamber of the cylinder Z1 is controllable.

In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 34 angeordnet, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist.In the exhaust tract 4 is an exhaust gas catalyst 34 arranged, which is preferably designed as a three-way catalyst.

Eine Steuervorrichtung 36 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Messgrößen und von diesen abgeleitete Größen werden im Folgenden als Betriebsgrößen bezeichnet. Die Steuervorrichtung kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden. Die Steu ervorrichtung 36 ermittelt abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.A control device 36 is provided, the sensors are assigned, which detect different parameters and each determine the value of the measured variable. Measured variables and quantities derived from these are referred to below as operating variables. The control device may also be referred to as a device for operating the internal combustion engine. The STEU ervorrichtung 36 determined depending on at least one of the operating variables manipulated variables, which are then converted into one or more control signals for controlling the actuators by means of appropriate actuators.

Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 37, welcher eine Pedalstellung PV eines Fahrpedals 38 erfasst, ein Luftmassensensor 39, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 42, welcher eine Ansauglufttemperatur TIA erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 44, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 46, welcher einen Kurbelwellenwinkel CRK erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird. Ferner ist bevorzugt ein Drosselklappenstellungssensor 40 vorgesehen, der einen TPS Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 erfasst. Ferner ist bevorzugt ein zweiter Temperatursensor 48 vorgesehen, der eine Kühlmitteltemperatur erfasst. Ein Zylinderdrucksensor 50 ist bevorzugt vorgesehen, der einen Druckverlauf in dem Brennraum des Zylinders Z1 erfasst. Ein Kraftstoffdrucksensor ist vorgesehen, der einen Kraftstoffdruck P_FUEL erfasst, mit dem das Einspritzventil beaufschlagt wird. Ferner ist bevorzugt eine Abgassonde 51 vorgesehen, die stromaufwärts des Abgaskatalysators 34 angeordnet ist und den Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst.The sensors are a pedal position transmitter 37 , which is a pedal position PV of an accelerator pedal 38 detected, an air mass sensor 39 , which is an air mass flow upstream of the throttle 5 detected, a first temperature sensor 42 , which detects an intake air temperature TIA, an intake manifold pressure sensor 44 , which is an intake manifold pressure in the collector 6 detected, a crankshaft angle sensor 46 , which detects a crankshaft angle CRK, which is then assigned a speed N. Furthermore, a throttle position sensor is preferred 40 provided a TPS opening degree of the throttle 5 detected. Furthermore, a second temperature sensor is preferred 48 provided, which detects a coolant temperature. A cylinder pressure sensor 50 is preferably provided which detects a pressure curve in the combustion chamber of the cylinder Z1. A fuel pressure sensor is provided, which detects a fuel pressure P_FUEL, with which the injection valve is acted upon. Furthermore, an exhaust gas probe is preferred 51 provided upstream of the catalytic converter 34 is arranged and detects the residual oxygen content of the exhaust gas.

Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.ever according to embodiment The invention may be any subset of said sensors be present or it can also additional Sensors be present.

Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, die Phasenversteller 14A, 15A oder die Ventilhubversteller, die Drallklappe, das Einspritzventil, die Einblasevorrichtung oder die Zündkerze.The actuators are, for example, the throttle 5 , the gas inlet and outlet valves 12 . 13 , the phaser 14A . 15A or the valve lift adjuster, the swirl flap, the injector, the sparger or the spark plug.

Neben dem Zylinder Z1 sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls Sensoren zugeordnet sind.Next The cylinder Z1 are preferably also further cylinders Z2 to Z4 provided, which then also corresponding actuators and optionally Sensors are assigned.

Anhand des Blockschaltbilds gemäß der 3 ist ein relevanter Teil der Steuervorrichtung 36 dargestellt. Einem Block B1 sind Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine zugeführt. Die zugeführten Betriebsgrößen des Blockes B1 umfassen beispielsweise die Drehzahl N, den Pedalwert PV, den Öffnungsgrad TPS der Drosselklappe 5, den Kurbelwellenwinkel CRK, einen Umgebungsdruck AMP, der beispielsweise aus dem Messsignal des Saugrohrdrucksensors 44 abgeleitet sein kann, die Ansauglufttemperatur TIA, eine Phase CAM_IN des Gaseinlassventils und eine Phase CAM_EX des Gasauslassventils. In diesem Zusammenhang ist bevorzugt sowohl dem Gaseinlassventil 12 als auch dem Gasauslassventil 13 eine separate Nockenwelle zugeordnet und die jeweilige Phase CAM_IN, CAM_EX bezeichnet ist bezogen auf eine vorgegebene Bezugsstellung der Kurbelwelle 8 und einer vorgebbaren Winkelmarke auf der jeweiligen Nockenwelle. Die Phase CAM_IN des Gaseinlassventils 12 ist mittels des Phasenverstellers 14 und die Phase CAM_EX des Gasauslassventils ist mittels des Phasenverstellers 15 des Gasauslassventils 13 verstellbar.Based on the block diagram according to the 3 is a relevant part of the control device 36 shown. A block B1 are operating variables of Internal combustion engine supplied. The supplied operating quantities of the block B1 include, for example, the rotational speed N, the pedal value PV, the opening degree TPS of the throttle valve 5 , Crankshaft angle CRK, an ambient pressure AMP, for example, from the measurement signal of the intake manifold pressure sensor 44 may be derived, the intake air temperature TIA, a phase CAM_IN of the gas inlet valve and a phase CAM_EX of the gas outlet valve. In this context, both the gas inlet valve is preferred 12 as well as the gas outlet valve 13 associated with a separate camshaft and the respective phase CAM_IN, CAM_EX is referred to a predetermined reference position of the crankshaft 8th and a predetermined angle mark on the respective camshaft. The phase CAM_IN of the gas inlet valve 12 is by means of the phase adjuster 14 and the phase CAM_EX of the gas outlet valve is by means of the phaser 15 the gas outlet valve 13 adjustable.

Ferner können dem Block B1 auch weitere Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine zugeführt sein. Bevorzugt umfasst der Block B1 auch ein Drehmomentmodell der Brennkraftmaschine, das bevorzugt entsprechende Kennfelder umfasst und mittels dessen ein zu erzeugendes Drehmoment TQI_SP ermittelt werden kann und zwar abhängig von mindestens einer der Betriebsgrö ßen. Eine Untermenge oder auch alle der dem Block B1 zugeführten Betriebsgrößen oder auch weitere zusätzliche in dem Block B1 ermittelte Betriebsgrößen oder auch das zu erzeugende Drehmoment TQI_SP sind dann Blöcken B2 bis B4 zugeführt.Further can the block B1 also other operating variables of the internal combustion engine be fed. Block B1 also preferably includes a torque model of the internal combustion engine, which preferably comprises corresponding maps and by means of which a torque to be generated TQI_SP can be determined and that dependent of at least one of the operating variables. A subset or too all of those fed to block B1 Company sizes or also additional in the block B1 determined operating variables or even to be generated Torque TQI_SP are then blocks Supplied to B2 to B4.

Block B2 ist ausgebildet zum Ermitteln eines Luftmassenstroms MAF_CYL in den jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4. Dazu umfasst er bevorzugt ein Saugrohrfüllungsmodell des Ansaugtraktes 1.Block B2 is designed to determine an air mass flow MAF_CYL in the respective combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4. For this purpose, it preferably comprises a Saugrohrfüllungsmodell the intake system 1 ,

Ein Block B4 ist dazu ausgebildet Ausgangsgrößen abhängig von den ihm zugeführten Größen ein vorgegebenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis LAM_SP und/oder einen vorgegebenen Homogenisierungsgrad HOM_SP des Gemisches und zwar insbesondere des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4, und/oder einen vorgegebenen Beginn ST_COMB der Verbrennung und/oder einer vorgegebenen Dauer DUR_COMB der Verbrennung, und/oder einer vorgegebenen Strömung CURRENT des Gemisches in dem jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 und/oder einer Anzahl N_INJ der Einspritzungen des Kraftstoffs und/oder einer Anzahl N_MAF_ADD an Einblasungen von Gas mittels der Einblasevorrichtung zu ermitteln und zwar abhängig von jeweils mindestens einer der Betriebsgrößen oder auch dem zu erzeugenden Drehmoment TQI_SP.One Block B4 is adapted to output variables depending on the quantities supplied to it predetermined air / fuel ratio LAM_SP and / or a predetermined degree of homogenization HOM_SP of the mixture and Although in particular the air / fuel mixture in the combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4, and / or a predetermined Start ST_COMB of combustion and / or a given duration DUR_COMB combustion, and / or a given flow CURRENT of the mixture in the respective combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4 and / or a number N_INJ of the injections of the fuel and / or a Number N_MAF_ADD of injections of gas by means of the injection device to determine and depending on in each case at least one of the operating variables or also to be generated Torque TQI_SP.

Ferner ist ein Block B6 vorgesehen, der ausgebildet zum Ermitteln einer Kenngröße, die repräsentativ ist für eine in dem Brennraum befindliche Abgasmasse vor der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Bevorzugt ist dies eine Abgasrückführrate EGR. Das Ermitteln der Abgasrückführrate erfolgt ebenso abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen. Die Abgasrückführrate ist dann beispielhaft dem Block B4 ebenso zugeführt.Further a block B6 is provided, which is designed to determine a Characteristic that representative is for an exhaust gas mass located in the combustion chamber before combustion of the air / fuel mixture. This is preferably an exhaust gas recirculation rate EGR. The determination of the exhaust gas recirculation rate takes place equally dependent of at least one of the farm sizes. The exhaust gas recirculation rate is then, as an example, also fed to block B4.

Der Block B4 ist ferner dazu ausgebildet abhängig von den ihm zugeführten Größen und auch den intern in dem Block B4 ermittelten Größen oder Werten für einen Block B8 zuzumessende Kraftstoffmassen und/und gegebenenfalls ein Einspritzende EOI_x des Zumessens des Kraftstoffs für den jeweiligen Zylinder zu ermitteln. Ein x repräsentiert hier und auch im Folgenden jeweils einen Zähler für eine erste, zweite oder auch weitere Zumessungen und zwar von Kraftstoff oder im Folgenden auch gegebenenfalls von Gas durch die Einblasevorrichtung.Of the Block B4 is also designed to depend on the quantities supplied to it and also the values or values determined internally in block B4 for one Block B8 to be metered fuel mass and / and optionally on Injecting end EOI_x of metering the fuel for the respective one Cylinder to determine. An x represents here and in the following one counter each for a first, second or even further metering and that of fuel or in the following also, if appropriate, of gas through the injection device.

Bevorzugt ist der Block B4 insbesondere ausgebildet zum Ermitteln seiner Ausgangsgrößen zum Steuern der Selbstzündung des in dem jeweiligen Brennraum des Zylinders Z1 bis Z4 befindlichen Luft/Kraftstoff-Gemisches.Prefers the block B4 is designed in particular for determining its output variables for Controlling the auto-ignition of the in the respective combustion chamber of the cylinder Z1 to Z4 located air / fuel mixture.

Ein Block B8 ist vorgesehen, dessen Eingangsgrößen die zuzumessende Kraftstoffmasse M_FUEL_x, das Einspritzende EOI_x und bevorzugt den Kraftstoffdruck P_FUEL und eine Kraftstofftemperatur T_FUEL umfassen. Die Kraftstofftemperatur T_FUEL kann beispielsweise ermittelt sein abhängig von der Kühlmitteltemperatur. Es kann jedoch auch ein eigener Temperatursensor für diese Zwecke vorgesehen sein. Abhängig von den Eingangsgrößen des Blocks B8 werden in diesem Stellsignale für das jeweilige Einspritzventil ermittelt. Dies kann beispielsweise umfassen einen Einspritzbeginn SOI_x und/oder eine Einspritzdauer TI FUEL_x. Entsprechend der in dem Block B8 ermittelten Stellsignale wird dann das jeweilige Einspritzventil angesteuert.One Block B8 is provided, the input variables of which are the fuel mass M_FUEL_x to be metered, the injection end EOI_x and preferably the fuel pressure P_FUEL and a fuel temperature T_FUEL. The fuel temperature T_FUEL can be determined, for example, depending on the coolant temperature. However, it can also have its own temperature sensor for this Be provided for purposes. Dependent from the input values of the Blocks B8 are used in this control signals for the respective injection valve determined. This may include, for example, an injection start SOI_x and / or an injection duration TI FUEL_x. According to the in The control signals determined in block B8 then become the respective injection valve driven.

Ferner ist der Block B4 auch ausgebildet zum Ermitteln von Eingriffsparametern im Rahmen des Steuerns des Einblasens des Gases durch die Einblasevorrichtung. So wird in dem Block B4 beispielsweise abhängig von dem diesem zur Verfügung stehenden Größen oder einer Untermenge dieser Größen eine einzublasende Gasmasse MAF_ADD_x und/oder ein Einblasende EOI_MAF_ADD_x ermittelt. Dabei ist das Einblasende EOI_MAF_ADD_x ein für die Kurbelwellenwinkel bezogene Lage des Einblasens des Gases repräsentativer Kurbelwellenwinkel.Further Block B4 is also designed to determine intervention parameters in the context of controlling the blowing of the gas through the injection device. For example, in block B4, depending on the one available to it Sizes or a subset of these sizes one gas mass MAF_ADD_x to be blown in and / or a blowing EOI_MAF_ADD_x determined. In this case, the blowing end EOI_MAF_ADD_x is one for the crankshaft angle related position of blowing the gas representative crankshaft angle.

Ein Block B10 ist ausgebildet von den ihm zugeführten Eingangsgrößen, wie beispielsweise der einzublasenden Gasmasse MAF_ADD_x, des Einblasendes EOI_MAF_ADD_x und unter Berücksichtigung eines Einblasegasdrucks P_AIR und/oder einer Einblasegastemperatur T_AIR ein Stellsignal für die Einblasevorrichtung zu ermitteln und diese entsprechend anzusteuern. Das Stellsignal kann beispielsweise einen Einblasbeginn SOI_AIR_x und/oder Einblasdauer TI_AIR_x umfassen.A block B10 is formed by the input variables supplied to it, such as the gas mass MAF_ADD_x to be injected, of the Ein blowing EOI_MAF_ADD_x and taking into account a Einblasegasdrucks P_AIR and / or a Einblasegastemperatur T_AIR to determine a control signal for the injection device and to control them accordingly. The control signal may include, for example, a start of injection SOI_AIR_x and / or injection duration TI_AIR_x.

Das Ermitteln der Ausgangsgrößen des Blockes B4 erfolgt beispielsweise derart, dass im Rahmen der Selbstzündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Brennraum das einzustellende Drehmoment TQI_SP möglichst präzise eingestellt werden kann, auch wenn es einen relativ hohen Wert annimmt. Ferner erfolgt das Ermitteln der Ausgangsgrößen des Blocks B4 ebenfalls im Rahmen der beabsichtigten Selbstzündung des Gemisches in dem Brennraum bevorzugt ferner in dem Sinne, dass die vorgegebene Strömung CURRENT geeignet eingestellt werden kann, um so insbesondere den Wirkungsgrad der Verbrennung möglichst hoch einzustellen. Ferner erfolgt das Ermitteln der Ausgangsgrößen auch derart, dass der Beginn der Verbrennung ST_COMB und/oder die vorgegebene Dauer der Verbrennung DUR_COMB gezielt eingestellt werden. Auf diese Weise kann bei geeigneter Ansteuerung der Einblasevorrichtung so sichergestellt werden, dass auch bei hohen Drehzahlen und einer hohen Last das Gemisch in dem Brennraum nicht zu früh gezündet wird. Dies kann insbesondere dadurch sichergestellt werden, dass das eingeblasene Gas insgesamt kühlend auf das in dem Brennraum befindliche Gemisch wirkt. Das eingeblasene Gas mittels der Einblasevorrichtung kann insbesondere im Hinblick auf das Beeinflussen des vorgegebenen Beginns ST_COMB der Verbrennung und/oder der vorgegebenen Dauer DUR_COMB der Verbrennung oder auch der vorgegebenen Strömung CURRENT auch von der üblichen Zusammensetzung von Luft abweichende Gasbestandteile enthalten oder auch gar keinen Sauerstoff enthalten. So kann das Gas beispielsweise ein Inertgas umfassen das an der Verbrennung nicht teilnimmt oder auch ein Gas umfassen, das lediglich als ein energiearmer Partner an der Verbrennung des Gemisches in dem Brennraum des jeweiligen Zylinders teilnimmt.The Determining the output quantities of the Block B4 takes place, for example, such that in the context of auto-ignition of the Air / fuel mixture in the respective combustion chamber to be adjusted Torque TQI_SP possible precise can be adjusted, even if it assumes a relatively high value. Further, the determination of the outputs of block B4 is also done in the context of the intended autoignition of the mixture in the Combustion chamber also favors in the sense that the predetermined flow CURRENT can be suitably adjusted, in particular the efficiency the combustion as possible high. Furthermore, the determination of the output variables also takes place such that the beginning of the combustion ST_COMB and / or the default Duration of combustion DUR_COMB can be set specifically. In this way can be ensured with suitable control of the injection device so that even at high speeds and a high load, the mixture not too early in the combustion chamber ignited becomes. This can be ensured in particular by the fact that cooling the injected gas altogether acts on the mixture in the combustion chamber. The blown in Gas by means of the injection device can in particular with regard to upon influencing the predetermined start ST_COMB of the combustion and / or the predetermined duration DUR_COMB of the combustion or also the predetermined flow CURRENT also from the usual Composition of air deviating gas constituents contained or also contain no oxygen. For example, the gas can an inert gas that does not participate in the combustion or also include a gas that merely acts as a low-energy partner on the combustion of the mixture in the combustion chamber of the respective Cylinder participates.

Durch das Einblasen des Gases mittels der Einblasevorrichtung kann auch gegebenenfalls eine Verbesserung der Akustik der Brennkraftmaschine erreicht werden.By the injection of the gas by means of the injection device can also optionally achieved an improvement in the acoustics of the internal combustion engine become.

Im Folgenden ist der Betrieb der Brennkraftmaschine im Hinblick auf das durch die Steuervorrichtung 36 erfolgende Ansteuern der Zumessbaueinheit noch näher anhand des Verlaufs des Drucks P und zwar des Zylinderdrucks in dem jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 und der zugeordneten Ventilhübe bezogen auf den Kurbelwellenwinkel CRK erläutert (4). 52 bezeichnet den Gasauslassventilhubverlauf, 54 bezeichnet den Gaseinlassventilhubverlauf und 56 bezeichnet den Zylinderdruckverlauf. TDC bezeichnet einen oberen Totpunkt des Kolbens 11.Hereinafter, the operation of the internal combustion engine with respect to that by the control device 36 the subsequent actuation of the metering unit is explained in more detail on the basis of the course of the pressure P and specifically of the cylinder pressure in the respective combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4 and the associated valve lift with respect to the crankshaft angle CRK ( 4 ). 52 denotes the gas outlet valve lift course, 54 denotes the Gaseinlaßventilhubverlauf and 56 denotes the cylinder pressure curve. TDC denotes a top dead center of the piston 11 ,

Die vier Takte des Arbeitszyklusses eines Viertaktbetriebs sind bezeichnet mit Komp für den Kompressionstakt, Exp für den Arbeitstakt, Aus für den Ausschiebetakt und An für den Ansaugtakt. Für eine bessere Verständlichkeit sind diese Bezeichnungen gewählt, auch wenn die Brennkraftmaschine quasi in einem Zweitaktbetrieb betrieben werden kann, wie nachfolgend erläutert ist.The four bars of the work cycle of a four-stroke operation are designated with comp for the compression stroke, Exp for the working stroke, off for the Ausschiebetakt and on for the intake stroke. For one better understandability are these names chosen, even if the internal combustion engine, so to speak, in a two-stroke operation can be operated, as explained below.

Der Zylinderdruck steigt während des Kompressionstaktes Komp stark an und bevorzugt hat das Gemisch in dem Zylinder eine derart hohe Temperatur, dass in der Nähe des oberen Totpunktes TDC eine Selbstzündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erfolgt. Zum Sicherstellen einer geeignet hohen Temperatur vor dem Zünden des Gemisches ist ein hoher Abgasanteil in dem Brennraum des Zylinders vorhanden. Durch das Zünden des Gemisches in der Nähe des oberen Totpunkts TDC, also hier im Bereich um 0° Kurbelwellenwinkel, erfolgt dann ein sehr deutlicher Druckanstieg des Zylinderdrucks in dem jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4, der dann innerhalb des Arbeitstaktes mit zunehmender Abwärtsbewegung des Kolbens 11 wieder abnimmt.The cylinder pressure increases sharply during the compression stroke Komp, and preferably, the mixture in the cylinder has such a high temperature that autoignition of the air / fuel mixture occurs near top dead center TDC. To ensure a suitably high temperature before the ignition of the mixture, a high proportion of exhaust gas is present in the combustion chamber of the cylinder. By igniting the mixture in the vicinity of the top dead center TDC, ie here in the range around 0 ° crankshaft angle, then takes place a very significant pressure increase of the cylinder pressure in the respective combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4, which then within the power stroke with increasing downward movement of the piston 11 decreases again.

Das Abgas wird zu einem Teil in den Abgastrakt 4 ausgeschoben, während das Gasauslassventil 13 in seiner Offenstellung ist. Die Offenstellung des Gasauslassventils 13 ist anhand des Ventilhubverlaufs 52 des Gasauslassventils 13 ersichtlich. Für den Betrieb mit Zwischenkompression ist der Ventilhub VL des Gasauslassventils 13 eher gering eingestellt, um tendenziell einen hohen Abgasanteil für die Zwischenkompression zum Erzeugen einer geeignet hohen Temperatur sicherzustellen. Darüber hinaus ist der Bereich, in dem sich das Gasauslassventil 13 in seiner Offenstellung befindet, bezogen auf den Kurbelwellenwinkel so eingestellt, dass noch ausrei chend Kurbelwellenwinkel zur Verfügung steht, um das in dem Brennraum des Zylinders befindliche Fluid während der Zwischenkompression geeignet zu verdichten. Ferner ist zu diesem Zweck auch der auf den Kurbelwellenwinkel CRK bezogene Bereich der Offenstellung des Gaseinlassventils 12 geeignet spät gewählt, wie das beispielhaft anhand des Ventilhubverlaufs 54 des Gaseinlassventils 12 dargestellt ist.The exhaust gas is a part of the exhaust tract 4 pushed out while the gas outlet valve 13 in its open position. The open position of the gas outlet valve 13 is based on the Ventilhubverlaufs 52 the gas outlet valve 13 seen. For operation with intermediate compression is the valve lift VL of the gas outlet valve 13 rather low to tend to ensure a high exhaust gas fraction for the intermediate compression to produce a suitably high temperature. In addition, the area in which the gas outlet valve 13 is in its open position, based on the crankshaft angle adjusted so that suffi cient crankshaft angle is available to compress the fluid located in the combustion chamber of the cylinder during the intermediate compression suitable. Furthermore, for this purpose, the area related to the crankshaft angle CRK is the open position of the gas inlet valve 12 suitably chosen late, as exemplified by the Ventilhubverlaufs 54 of the gas inlet valve 12 is shown.

Grundsätzlich kann die Zwischenkompression dazu dienen, unverbrannte Kraftstoffanteile zumindest teilweise zu oxidieren, um so eine geeignet hohe Temperatur in dem Brennraum sicherzustellen für den Kompressionstakt Komp und so dann für das in dem Expansionstakt stattfindende oder gegen Ende des Kompressionstaktes stattfindende Raumzünden des Luft/Kraftstoff-Gemisches die notwendige hohe Temperatur zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus können während der Zwischenkompression auch längerkettige Kohlenwasserstoffmoleküle fraktioniert werden, was gegebenenfalls auch für eine leichtere Zündbarkeit des Gemisches während der Hauptverbrennung förderlich sein kann. Darüber hinaus kann durch die Zwischenkompression auch das Bilden von Radikalen unterstützt sein.Basically, the intermediate compression can serve to at least partially oxidize unburned fuel components so as to ensure a suitably high temperature in the combustion chamber for the compression stroke Komp and so then for the space taking place in the expansion stroke or towards the end of the compression stroke igniting the air / fuel mixture to provide the necessary high temperature. In addition, longer-chain hydrocarbon molecules can also be fractionated during the intermediate compression, which may possibly also promote a lighter ignitability of the mixture during the main combustion. In addition, the intermediate compression can also support the formation of radicals.

Das Stellsignal für die Einblasevorrichtung wird während des Einblas-Kurbelwellenwinkelfensters CRK_W erzeugt und bewirkt ein Öffnen des Einblaseventils 30 und damit einhergehend ein Einblasen von Luft in den Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4.The actuation signal for the sparger is generated during the injection crankshaft angle window CRK_W and causes the inflation valve to open 30 and concomitantly an injection of air into the combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4.

Ein Beginn-Kurbelwellenwinkel CRK_B des Einblas-Kurbelwellenwinkelfensters CRK_W ist vorgegeben nahe zu einem Schließt-Kurbelwellenwinkel CRK_CL des Gaseinlassventils 12, bei dem das Gaseinlassventil gerade seine Schließstellung erreicht und somit ab diesem Kurbelwellenwinkel eine Kommunika tion des Brennraums des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 mit dem Ansaugtrakt 1 unterbindet.A starting crankshaft angle CRK_B of the injection crankshaft angle window CRK_W is set close to a closing crankshaft angle CRK_CL of the gas intake valve 12 , In which the gas inlet valve just reached its closed position and thus from this crankshaft angle communication of the combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4 with the intake 1 in derogation.

Der Beginn-Kurbelwellenwinkel CRK_B ist bevorzugt so vorgegeben, dass das Einblasen des Gases durch die Einblasevorrichtung sich im Wesentlichen nicht auf ein Einströmverhalten von Fluid aus dem Ansaugtrakt 1 in dem Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 auswirkt. Insofern kann der Beginn-Kurbelwellenwinkel CRK_B auch zeitlich und somit kurbelwellenwinkelmäßig vor dem Schließt-Kurbelwellenwinkel CRK_CL des Gaseinlassventils 12 liegen aufgrund einer Laufzeitdauer einer Druckwelle, die durch das Beginnen des Einblasens des Gases durch die Einblasevorrichtung vorgegeben ist, bis zum Erreichen des Einlasses in den Brennraum bezogen auf den Abgastrakt 1.The starting crankshaft angle CRK_B is preferably set such that the injection of the gas through the injection device is essentially not due to an inflow behavior of fluid from the intake tract 1 in the combustion chamber of the respective cylinder Z1 to Z4. In this respect, the start crankshaft angle CRK_B can also be in time and thus crankshaft angle angle before the Schließt crankshaft angle CRK_CL of the gas inlet valve 12 are due to a duration of a pressure wave, which is predetermined by the beginning of the blowing of the gas through the injection device, until reaching the inlet into the combustion chamber with respect to the exhaust gas tract 1 ,

Das Einblas-Kurbelwellenwinkelfenster CRK_W erstreckt sich bis zu einem Ende-Kurbelwellenwinkel CRK_E des in dem Bereich des folgenden oberen Totpunktes TDC des Kolbens 11 also des Totpunkts TDC zu Ende des Kompressionstaktes COMP. Dabei kann es beispielsweise auch vor oder nach dem oberen Totpunkt TDC liegen was einerseits abhängt von dem zur Verfügung stehenden Einblasegasdrucks P_AIR und andererseits auch abhängen kann davon bis zu welchen Kurbelwellenwinkel sich die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erstreckt. So kann beispielsweise bei geeignet hohem zur Verfügung stehenden Einblasegasdruck P_AIR gegebenenfalls auch noch Gas durch die Einblasevorrichtung während der schon stattfindenden Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches eingeblasen werden.The blow-in crankshaft angle window CRK_W extends to an end crankshaft angle CRK_E of the range of the following top dead center TDC of the piston 11 that is, the dead center TDC at the end of the compression stroke COMP. In this case, for example, it may also be before or after top dead center TDC, which on the one hand depends on the available injection gas pressure P_AIR and on the other hand may also depend on which crankshaft angle the combustion of the air / fuel mixture extends. For example, if the injection gas pressure P_AIR is available at a sufficiently high level, gas may also be blown through the injection device during the already occurring combustion of the air / fuel mixture.

Claims

Method for operating an internal combustion engine having at least one cylinder (Z1 to Z4), in which a combustion chamber is formed and a piston ( 11 ) is associated with an intake tract ( 1 ), which depends on the position of a gas inlet valve ( 12 ) communicates with the combustion chamber of the cylinder (Z1 to Z4), with an exhaust gas tract ( 4 ), which depends on the position of a gas outlet valve ( 13 ) communicates with the combustion chamber of the cylinder (Z1 to Z4), with an injection valve provided for metering fuel, and with a blow-in device for blowing air directly into the combustion chamber of the cylinder (Z1 to Z4) regardless of the position the gas inlet valve ( 12 ) and is provided independently of the metering of the fuel, in which - the injection device is driven to inject gas within a Einblas crankshaft angle window (CRK_W) extending from a starting crankshaft angle (CRK_B) close to a Schließt crankshaft angle (CRK_CL) the gas inlet valve ( 13 ) to an end crankshaft angle (CRK_E) in the range of the following top dead center of the piston (FIG. 11 ).

The method of claim 1, wherein the injection device is driven to inject the gas depending on a by the internal combustion engine torque to be generated (TQI SP).

Method according to one of the preceding claims, in the blower device is driven to inject the gas becomes dependent from a predetermined start (ST_COMB) of the combustion of the air / fuel mixture in the respective cylinder (Z1 to Z4).

Method according to one of the preceding claims, in the blower device is driven to inject the gas becomes dependent of a predetermined duration (DUR_COMB) of the combustion of the air / fuel mixture in the respective cylinder (Z1 to Z4).

Method according to one of the preceding claims, in the blower device is driven to inject the gas becomes dependent from a given flow (CURRENT) of the mixture in the respective cylinder (Z1 to Z4).

Method according to one of the preceding claims, in the one for the crankshaft angle related position of the blowing of the gas through the injection device more representative Crankshaft angle as an intervention parameter in the context of controlling the blowing of the gas through the injection device is used.

Method according to one of the preceding claims, in the gas mass to be injected as an intervention parameter in the frame controlling the blowing of the gas through the injection device.

Method according to one of the preceding claims, in the aspirator is powered to multiple pulsed Blowing in gas within the blow-in crankshaft angle window (CRK_W).

Method according to one of the preceding claims, in the blower device is driven to inject the gas becomes dependent from a characteristic that representative is for an exhaust gas mass located in the combustion chamber before combustion of the air / fuel mixture.

Device for operating an internal combustion engine having at least one cylinder (Z1 to Z4), in which a combustion chamber is formed and a piston ( 11 ) is associated with an intake tract ( 1 ), which depends on the position of a gas inlet valve ( 12 ) communicates with the combustion chamber of the cylinder (Z1 to Z4), with an exhaust gas tract ( 4 ), which depends on the position of a gas outlet valve ( 13 ) communicates with the combustion chamber of the cylinder (Z1 to Z4), with an injection valve provided for metering fuel, and with a blow-in device for blowing air directly into the combustion chamber of the cylinder (Z1 to Z4) regardless of the position the gas inlet valve ( 12 and independently of metering of the fuel, the apparatus being configured to actuate the injector to inject gas within a blow-in crankshaft angle window (CRK_W) extending from a start crankshaft angle (CRK_B) close to a closed crankshaft angle (FIG. CRK_CL) of the gas inlet valve ( 13 ) to an end crankshaft angle (CRK_E) in the range of the following top dead center of the piston (FIG. 11 ).