DE102006025891B3 - Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Drehzahlbegrenzung und/oder Drehmomentreduzierung - Google Patents
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Abstract
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
mit einer Mehrzahl von Zylindern, in den Zylindern hin und her beweglichen
Kolben sowie einer von den Kolben angetriebenen Kurbelwelle, insbesondere
zur Begrenzung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, wobei ein von
den Kolben in Drehrichtung der Kurbelwelle auf diese aufgebrachtes Drehmoment
verringert wird. Um die Kurbelwelle möglichst schnell abzubremsen,
zum Beispiel zur schnelleren Absenkung der Drehzahl im Falle einer Überschreitung
einer vorgegebenen maximalen Drehzahl, wird erfindungsgemäß ein Druckmaximum
(M) des Gasdrucks der Verbrennungsgase in mindestens einem der Zylinder
nach früh
verschoben, vorzugsweise bis zum oberen Totpunkt (OT) des Kolbens
in dem mindestens einen Zylinder oder darüber hinaus.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern, in den Zylindern hin und her beweglichen Kolben, sowie einer von den Kolben angetriebenen Kurbelwelle, zur Begrenzung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, bei dem ein von den Kolben in Drehrichtung der Kurbelwelle auf diese aufgebrachtes Drehmoment verringert wird.
- Ferner beziecht sich die Erfindung auf Verwendungen gemäß den Ansprüchen 18, 19, 20, 21 und 22.
- Bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen ist es üblich, in bestimmten Betriebssituationen, wie zum Beispiel bei einer Bergabfahrt, die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf eine vorgegebene maximale Drehzahl zu begrenzen, um andere Bauteile des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel ein AVS-System, zu schützen.
- Aus der
DE 199 13 272 A1 ist bereits ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Einhaltung einer gewünschten Drehzahlgrenze ohne Abschalten der Kraftstoffzufuhr durch Füllungs- und Zündwinkeleingriffe und/oder Eingriffe in die Kraftstoffzufuhr sichergestellt wird. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Drehzahlbegrenzungsregler eingesetzt, mit dem man die Motordrehzahl auf eine vorgegebene, vorzugsweise von der Fahrpedalstellung oder dem Fahrerwunsch abhängige Überwachungsdrehzahl begrenzt, indem ein Sollmoment bis auf ein zulässiges Minimalmoment für den gefeuerten Betrieb reduziert wird. Das- letztere wird auf Null gesetzt, wenn Einspritzausblendungen, d.h. Abschaltungen der Kraftstoffzufuhr zu einzelnen Zylindern zulässig sind. Hinsichtlich des Füllungs- und Zündwinkeleingriffs wird ausgeführt, dass die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine auf einen Minimalwert und der Zündwinkel auf einen vorgegebenen Spätzündwinkel reduziert wird und darüber hinaus auf dieDE 42 39 711 A1 verwiesen, in der zur Reduzierung eines gewünschten Drehmoments unter anderem eine Zündwinkelkorrektur beschrieben ist, mit der jedoch allein keine große Momentenänderung realisierbar sein soll. - Weiter ist es aus der
DE 43 34 864 A1 bereits bekannt, den Zündzeitpunkt zu verschieben. Jedoch erfolgt diese Verschiebung zur Momentenreduktion nach spät und zur Momentenerhöhung nach früh. - Weiter beschreibt die
DE 10 2004 037 773 A1 ein Verfahren für eine weiche Drehzahlbegrenzung, bei dem ein motorschonender und für den Fahrer nicht direkt spürbarer Eingriff durch eine kurzzeitige Verschiebung des Zündzeitpunkts nach spät und ein gleichzeitiges Schließen der Drosselklappe ausgeführt wird. - Die
EP 0 383 797 B1 betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Verbrennungsdrucks einer Brennkraftmaschine und offenbart, dass sich das Druckmaximum im Brennraum durch eine Änderung des Zündwinkels verschiebt und jeweils bei einem anderen Kurbelwinkel auftritt. - Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass zum Beispiel im Falle einer Überschreitung einer vorgegebenen maximalen Drehzahl eine schnelle Abbremsung der Kurbelwelle und damit eine schnelle Absenkung der Drehzahl möglich ist.
- Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Ansprüche 1, 18, 19, 20, 21 oder 22 gelöst.
- Dabei wird vorgeschlagen, dass ein Druckmaximum oder Spitzendruck des Gasdrucks der Verbrennungsgase, das heißt des Drucks im gefeuerten Betrieb, in mindestens einem der Zylinder nach früh verschoben wird.
- Wenn das Druckmaximum des Gasdrucks nicht ganz bis zum oberen Totpunkt nach früh verschoben wird, führt dies dazu, dass die ansteigende Flanke des Druckverlaufs ebenfalls nach früh verschoben wird und somit der Kolben bis zum Erreichen des oberen Totpunkts einem höheren Druck im Brennraum ausgesetzt ist, so dass er stärker abgebremst wird, und dass der Kolben nach dem Erreichen des oberen Totpunkts weniger stark beschleunigt wird, was sich beides in Form eines verringerten Antriebsmoments auf die Kurbelwelle auswirkt.
- Um das vom Kolben auf die Kurbelwelle ausgeübte Bremsmoment so weit wie möglich zu vergrößern, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, das Druckmaximum mindestens bis zum oberen Totpunkt und besser noch darüber hinaus nach früh zu verschieben, wodurch der gesamte bei der Verbrennung des Kraftstoffs im Brennraum erzeugte Gasdruck dem Kolben bei seinem Aufwärtshub entgegenwirkt, statt dass er wie üblich beim Abwärtshub für eine Beschleunigung des Kolbens sorgt. Dadurch übt der Kolben bis zum Erreichen seines oberen Totpunkts ein bedeutendes Bremsmoment auf die Kurbelwelle aus, während er nach dem Erreichen des oberen Totpunkts praktisch kein Antriebsdrehmoment mehr auf die Kurbelwelle ausübt.
- Mit anderen Worten wird in diesem Fall mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein großer Teil der Energie der expandierenden Verbrennungsgase im betreffenden Zylinder statt zur Beschleunigung des Kolbens zur Abbremsung desselben ausgenutzt, so dass im Falle einer Überschreitung der maximalen Drehzahl der Brennkraftmaschine eine sehr schnelle und effektive Rückführung der Drehzahl unter die maximale Drehzahl möglich ist.
- Die Verschiebung des Druckmaximums in Richtung des oberen Totpunkts erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass zum einen der Einspritzzeitpunkt und zum anderen der Zündzeitpunkt vom oberen Totpunkt weg nach früh verschoben werden, wodurch der Zylinder früher mit Kraftstoff gefüllt und das Gemisch im Zylinder früher gezündet wird, so dass sich der Druck der Verbrennungsgase im Zylinder ganz oder überwiegend bereits vor Erreichen des oberen Totpunkts aufbauen und bis dahin der Kolbenbewegung entgegen wirken kann.
- Um die Höhe des gewünschten Bremsmoments zu steuern, kann die Füllung des Zylinders variiert werden, indem die Menge des in den Zylinder eingespritzten Kraftstoffs und/oder die Menge der in den Zylinder zugeführten Verbrennungsluft verändert wird, das erstere vorzugsweise durch Veränderung der Einspritzdauer und/oder des Einspritzdrucks und das letztere zum Beispiel durch Veränderung der Drosselklappenstellung, Veränderung des Ventilhubs (Ventilhubumschaltung) oder der Stellung eines Schaltsaugrohrs (Saugrohrumschaltung), wodurch trotz des frühen Einspritzzeitpunkts und des frühen Verbrennungsbeginns zugleich eine vollständige Umsetzung des Kraftstoffs angestrebt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung des gewünschten Bremsmoments auch durch Verschiebung des Zündzeitpunkts erfolgen.
- Weitere bestimmende Einflussgrößen für die oben genannten Parameter sind darüber hinaus die augenblickliche Motortemperatur, die Abgasrückführrate bei Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung, die Stellung einer Ladungsbewegungsklappe, sowie die Betriebsweise der Brennkraftmaschine, d.h. ob diese im Homogen- oder Schichtbetrieb betrieben wird.
- Darüber hinaus kann das auf die Kurbelwelle aufgebrachte Bremsmoment auch durch die Anzahl der Zylinder verändert werden, in denen das Druckmaximum über den oberen Totpunkt hinaus nach früh verschoben wird, wobei durch eine allmähliche Vergrößerung der Anzahl dieser Zylinder stärkere Drehmomentschwankungen und damit Drehungleichförmigkeiten in der Kurbelwelle vermieden werden können.
- Insbesondere dann, wenn das Druckmaximum in allen Zylindern der Brennkraftmaschine oder in allen Zylindern einer Zylinderbank der Brennkraftmaschine verschoben wird, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Einlassventile dieser Zylinder entsprechend dem früheren Zündzeitpunkt früher geschlossen werden, indem die zugehörige Einlassnockenwelle auf einen früheren Einlassschluss verstellt wird.
- Darüber hinaus können in einem solchen Fall auch die Auslassventile dieser Zylinder früher geöffnet werden, wodurch sich der nach der Zündung im Zylinder aufgebaute Druck nach dem Erreichen des oberen Totpunkts früher entspannen kann, so dass von den Kolben in diesen Zylindern nach dem Erreichen des oberen Totpunkts nur ein geringeres antreibendes Moment auf die Kurbelwelle aufgebracht wird, wodurch die Bremswirkung ebenfalls verstärkt werden kann.
- Für den Fall, dass nur bei einzelnen Zylindern ein früherer Einlassschluss oder ein früherer Auslassbeginn vorgesehen ist, wird die Brennkraftmaschine zweckmäßigerweise mit steuerbaren Einlass- und/oder Auslassventilen versehen, bei denen durch Verstellen der mit den Einlass- und/oder Auslassventilen in Eingriff tretenden Nockenprofile ein gewünschter Schließ- bzw. Öffnungszeitpunkt zylinderselektiv eingestellt werden kann.
- Die Drehzahlbegrenzung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch andere Verfahren zur Drehzahlbegrenzung durch Drehmomentreduzierung ergänzt werden, wobei zum Beispiel zuerst ausgehend von einem positiven Antriebsmoment mit bekannten Verfahren eine Verringerung des Antriebsdrehmoments erfolgt, zum Beispiel indem in dem mindestens einen Zylinder der Zündzeitpunkt nach spät verschoben oder die Zündung deaktiviert und die Einspritzung ausgeblendet wird, und wobei dann das Motordrehmoment mit dem erfindungsgemäßen Verfahren weiter abgerampt wird, indem durch Verschiebung des Druckmaximums vor den oberen Totpunkt in einem oder mehreren Zylindern ein Bremsmoment entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle auf diese aufgebracht wird.
- Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch für andere momentenreduzierende Eingriffe in den Betrieb der Brennkraftmaschine nutzen, zum Beispiel bei Schaltwechseln oder ASR-Eingriffen. In weiteren Anwendungen kann das Verfahren zum genauen momentengeregelten Abbremsen eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs verwendet werden, zum Beispiel im GRA/ACC-Betrieb, bei Bergabfahrten oder bei einer manuellen Bremsbetätigung.
- Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für eine allgemein als FSI (Fuel Stratified Injection) bezeichnete geschichtete Kraftstoffdirekteinspritzung in die Zylinder der Brennkraftmaschine, wobei hier ein strahlgeführtes Brennverfahren die größten Freiheitsgrade bietet.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine graphische Darstellung des Druckverlaufs in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine während einer normalen Verbrennung; -
2 eine graphische Darstellung des Druckverlaufs im Zylinder während einer Begrenzung der Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine durch Aufbringen eines Bremsmoments; -
3 eine graphische Darstellung des Drehzahlverlaufs der Kurbelwelle vor, während und nach dem Aufbringen eines Bremsmoments. - Der in
1 als durchgezogene Kurve A dargestellte Verlauf des Drucks p im Brennraum eines Zylinders einer als FSI-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine über den Kurbelwellenwinkel °KW im Falle einer "normalen" Verbrennung des in den Zylinder zugeführten Kraftstoff-/Luft-Gemischs weist bis zur Zündung Z des im Zylinder befindlichen Kraftstoff-/Luft-Gemischs infolge von dessen Verdichtung einen flach ansteigenden Abschnitt A1 auf, an den sich während eines unmittelbar auf die Zündung folgenden Brennverzugs BV ein weiterer flach ansteigender Abschnitt A2 anschließt. Der Brennverzug BV bildet den ersten Teil der Brenndauer BD des Kraftstoff-/Luft-Gemischs, an den sich als zweiter Teil die effektive Brenndauer BDeff anschließt. Während dieser letzteren steigt der Druck p zunächst in einem Abschnitt A3 steil an, bevor er sein Maximum M erreicht und dann in einem Abschnitt A4 bis zum Ende der effektiven Brenndauer BDeff und der Brenndauer BD wieder steil abfällt. - Der Kraftstoff wird während eines der Zündung Z unmittelbar vorangehenden Zeitraums E in die zuvor in den Brennraum angesaugte Frischluft eingespritzt und dabei je nach Betriebsweise der Brennkraftmaschine homogen mit der Luft verwirbelt oder im Brennraum geschichtet. Die Zündung erfolgt in einem Winkelabstand α1 vor dem oberen Tot punkt OT des im Zylinder auf und ab beweglichen Kolbens. Dieser Winkelabstand α1 ist so gewählt, dass der Druck p etwas mehr als die Hälfte seines Maximums M erreicht, wenn sich der Kolben im oberen Totpunkt OT befindet, und das Maximum M des Druckverlaufs in einem Winkelabstand α2 zeitlich hinter dem oberen Totpunkt OT liegt.
- Die Lage des Druckmaximums M bei der normalen Verbrennung ist ein wichtiger Indikator für den Wirkungsgrad des Verbrennungsprozesses. Für jede Drehzahl existiert eine hinsichtlich der Leistungsausbeute optimale Lage, die im Allgemeinen zwischen α2 = 14° nOT (nach OT bei hohen Drehzahlen und α2 > 20° nOT bei niedrigen Drehzahlen variiert, weshalb die Brennkraftmaschine im normalen Betrieb gewöhnlich in diesem Bereich betrieben werden.
- In
1 zeigt eine unterbrochene Kurve B den Verlauf des Drucks p im Zylinder ohne eine Verbrennung, das heißt den Druck im geschleppten Betrieb. Dieser Druckverlauf setzt sich aus einem ansteigenden Ast aufgrund der Verdichtung des Kraftstoff-Luft-Gemischs bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens und einem absteigenden Ast infolge der Vergrößerung des Brennraums bei der Abwärtsbewegung des Kolbens nach dem Erreichen des oberen Totpunkts OT zusammen, wobei das Maximum im oberen Totpunkt OT liegt. -
2 zeigt den Verlauf des Drucks p in einem Zylinder der Brennkraftmaschine, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle durch Aufbringen eines der Drehrichtung der Kurbelwelle entgegen wirkenden Bremsmoments schnell reduziert werden soll. - In diesem Fall wird sowohl die Einspritzzeit E und der unmittelbar am Ende der Einspritzzeit gelegene Zündzeitpunkt Z vom oberen Totpunkt OT weg so weit nach früh verschoben, dass sich das Maximum M des Drucks p nicht mehr hinter dem oberen Totpunkt OT sondern in einem Winkelabstand α3 vor diesem befindet. Bei dem dargestellten Beispiel beträgt dieser Winkelabstand α3 etwa 5 bis 10°. Im Vergleich zu
1 endet der Brennverzug BV früher, wodurch bei etwa gleicher Brenndauer BD wie in1 der größte Teil der effektiven Brenndauer BDeff vor dem oberen Totpunkt OT liegt. - Durch die nach früh verschobene Verbrennung wirken die bei der Verbrennung entstehenden Verbrennungsgase und damit das Maximum M des Drucks p dem Kolben bei seiner Aufwärtsbewegung entgegen, wodurch beim Verdichtung- und Arbeitstakt statt einer beschleunigenden Kraft, wie bei der normalen Verbrennung in
1 , eine starke Bremskraft auf den Kolben ausgeübt wird, die von diesem in Form eines entsprechenden Bremsmoments auf die Kurbelwelle übertragen wird. - Wie man durch Vergleich der beiden Kurven A in
1 und2 sieht, wird zudem der Kolben bei seiner Abwärtsbewegung weniger stark beschleunigt, da der nach dem Erreichen des oberen Totpunkts OT auf den Kolben einwirkende Druck p kleiner ist und über eine geringere Zeitdauer einwirkt, nämlich nur den hinter dem oberen Totpunkt OT gelegenen Teil von BDeff. - Die unterbrochene Kurve B in
2 zeigt wieder den Verlauf des Drucks p im Zylinder im geschleppten Betrieb ohne Verbrennung, wobei der Kurvenverlauf dem aus1 entspricht, da das erfindungsgemäße Verfahren nur den gefeuerten Betrieb betrifft. - Wie man durch Vergleich der beiden Kurven A und B in
2 sieht, wird die Kurbelwelle durch die vorgezogene Verbrennung erheblich stärker abgebremst als durch das bei der verbrennungslosen Verdichtung auf die Kurbelwelle ausgeübte Schleppmoment, da der bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens auf den Kolben einwirkende Druck im Brennraum erheblich größer ist. -
3 zeigt den Drehzahlverlauf der Kurbelwelle, wenn ausgehend von einem im Sektor I dargestellten normalen Betrieb im Sektor II eine zulässige maximale Drehzahl Dmax überschritten wird und zur Begrenzung der Drehzahl zuerst eine Reduzierung des Moments erfolgt, das von den Kolben der Zylinder auf die Kurbelwelle aufgebracht wird. Die Momentenreduzierung im Sektor II kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass an einem oder mehreren Zylindern die Zündung deaktiviert und die Einspritzung ausgeblendet wird, wodurch von den Kolben in diesen Zylindern ein Schleppmoment auf die Kurbelwelle aufgebracht wird. Anschließend erfolgt im Sektor III eine weitere Reduzierung des Moments, indem durch einen Verschiebung der Einspritzzeit E und des Zündzeitpunkts Z nach früh das Maximum M des Drucks p in einem oder mehreren Zylindern vor den oberen Totpunkt OT verschoben wird, wie zuvor beschrieben. Dadurch wird in der zweiten Hälfte des Sektors III ein negatives Moment, d.h. ein Moment entgegen der Drehrichtung, auf die Kurbelwelle aufgebracht. Im Sektor IV wird das Druckmaximum M in dem einen oder den mehreren Zylindern wieder hinter den oberen Totpunkt OT verschoben und damit wieder ein positives Moment auf die Kurbelwelle ausgeübt, dessen Betrag durch geeignete Maßnahmen so gesteuert wird, dass die Drehzahl der Kurbelwelle bis zum erneuten Erreichen eines normalen Betriebs im Sektor V knapp unterhalb der maximalen Drehzahl Dmax gehalten wird. - Um Momentensprünge und damit starke Drehzahlschwankungen der Kurbelwelle zu vermeiden, wird das Drehmoment im Sektor II und III allmählich verkleinert, d.h. abgerampt. Dies erfolgt im Sektor III dadurch, dass die Höhe des negativen Moments zuerst allmählich vergrößert und dann allmählich wieder verkleinert wird, zum Beispiel durch Veränderung der Anzahl der Zylinder, in denen die Einspritzzeit E und die Zündung Z nach früh verschoben werden, durch eine geeignete Wahl des Zündzeitpunkts Z und/oder durch eine geeignete Wahl der eingespritzten Kraftstoffmenge.
- Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Motorsteuerungen lässt sich ein gewünschtes, an die Kurbelwelle abgegebenes positives Motormoment in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch genau einstellen. Die Vorgabe dieses positiven Wunschmoments erfolgt dabei z.B. in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung und der Motordrehzahl, wobei dann von der Motorsteuerung unter Berücksichtigung aktueller Motorparameter, wie Nockenwellenposition, Ventilhub, Schaltsaugrohrstellung, Motortemperatur, Motorreibung und dergleichen, die Einstellung von Luftmasse, Einspritzdauer, Einspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt vorgenommen wird.
- In entsprechender Weise kann mit Hilfe der bekannten Motorsteuerungen auch eine genaue Einstellung eines gewünschten Motorbremsmoments erfolgen, das mit den zuvor beschriebenen Maßnahmen auf die Kurbelwelle aufgebracht wird.
-
- p
- Druck im Zylinder
- M
- Maximum des Drucks
- A
- Druckverlauf im gefeuerten Betrieb
- A1–A4
- Abschnitte des Druckverlaufs
- B
- Druckverlauf im geschleppten Betrieb
- E
- Einspritzdauer
- Z
- Zündzeitpunkt
- BD
- Brenndauer
- BDeff
- effektive Brenndauer
- BV
- Brennverzug
- OT
- oberer Totpunkt
- α1
- Winkelabstand zwischen Z und OT
- α2
- Winkelabstand zwischen OT und M bei normaler Verbrennung
- α3
- Winkelabstand zwischen M und OT bei frühzeitiger Verbrennung
Claims (22)
- Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern, in den Zylindern hin und her beweglichen Kolben sowie einer von den Kolben angetriebenen Kurbelwelle, zur Begrenzung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, wobei ein von den Kolben in Drehrichtung der Kurbelwelle auf diese aufgebrachtes Drehmoment verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung des auf die Kurbelwelle aufgebrachten Drehmoments ein Druckmaximum (M) des Gasdrucks der Verbrennungsgase in mindestens einem der Zylinder nach früh verschoben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmaximum (M) mindestens bis zum oberen Totpunkt (OT) des Kolbens in dem mindestens einen Zylinder verschoben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmaximum über den oberen Totpunkt (OT) des Kolbens in dem mindestens einen Zylinder hinaus nach früh verschoben wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zündzeitpunkt (Z) oder Zündwinkel in dem mindestens einen Zylinder nach früh verschoben wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspritzzeit (E) in dem mindestens einen Zylinder nach früh verschoben wird.
- Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündzeitpunkt (Z) auf das Ende der Einspritzzeit (E) oder auf einen Zeitpunkt unmittelbar nach dem Ende der Einspritzzeit (E) eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung des mindestens einen Zylinders verändert wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des in den mindestens einen Zylinder eingespritzten Kraftstoffs verändert wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der in den mindestens einen Zylinder zugeführten Ansaugluft verändert wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Einlassventile des mindestens einen Zylinders früher geschlossen werden.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Auslassventile des mindestens einen Zylinders früher geöffnet werden.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilhub von einem oder mehreren Ventilen des mindestens einen Zylinders verändert wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung eines Schaltsaugrohrs des mindestens einen Zylinders verändert wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmaximum (M) in mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine nach früh verschoben wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorangehenden Schritt in dem mindestens einen Zylinder der Zündzeitpunkt nach spät verschoben oder die Zündung deaktiviert und die Einspritzung ausgeblendet wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit einer geschichteten Kraftstoffdirekteinspritzung betrieben wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit einem strahlgeführten Brennverfahren betrieben wird.
- Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche bei einem Gangwechsel eines Schaltgetriebes eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs.
- Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–17 bei einem Eingriff zur Antriebsschlupfregelung (ASR) eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs.
- Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–17 zum momentengeregelten Abbremsen eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs.
- Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–17 zur Begrenzung der Kurbelwellendrehzahl eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs beim Bergabfahren.
- Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–17 zur Reduzierung des Drehmoments der Kurbelwelle eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs bei einer Betätigung einer Bremse des Kraftfahrzeugs.
Priority Applications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007059877B3 (de) * | 2007-12-12 | 2009-07-09 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung des abgegebenen Drehmoments einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine |
| DE102008057923A1 (de) * | 2008-11-19 | 2010-06-10 | Audi Ag | Verfahren zum Regeln sowie Verfahren zum Verringern einer Motordrehzahl |
| DE102010031095A1 (de) * | 2010-07-08 | 2012-01-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors |
| DE102020126770A1 (de) | 2020-10-13 | 2022-04-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Ermittlung eines Brennverzugs in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383797B1 (de) * | 1987-10-28 | 1992-07-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur ermittlung des verbrennungsdrucks einer brennkraftmaschine sowie zur auswertung dieses drucks |
| DE4239711A1 (de) * | 1992-11-26 | 1994-06-01 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs |
| DE4334864A1 (de) * | 1993-10-13 | 1995-04-20 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE19913272A1 (de) * | 1999-03-24 | 2000-09-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE19926351C2 (de) * | 1999-04-13 | 2001-11-08 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung von Motoren und/oder zur Geschwindigkeitsbegrenzung von motorbetriebenen Kraftfahrzeugen |
| DE102004037773A1 (de) * | 2004-08-04 | 2006-02-23 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag | Verfahren zur Begrenzung der Drehzahl von Brennkraftmaschinen |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0383797B1 (de) * | 1987-10-28 | 1992-07-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur ermittlung des verbrennungsdrucks einer brennkraftmaschine sowie zur auswertung dieses drucks |
| DE4239711A1 (de) * | 1992-11-26 | 1994-06-01 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs |
| DE4334864A1 (de) * | 1993-10-13 | 1995-04-20 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE19913272A1 (de) * | 1999-03-24 | 2000-09-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE19926351C2 (de) * | 1999-04-13 | 2001-11-08 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung von Motoren und/oder zur Geschwindigkeitsbegrenzung von motorbetriebenen Kraftfahrzeugen |
| DE102004037773A1 (de) * | 2004-08-04 | 2006-02-23 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag | Verfahren zur Begrenzung der Drehzahl von Brennkraftmaschinen |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007059877B3 (de) * | 2007-12-12 | 2009-07-09 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung des abgegebenen Drehmoments einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine |
| DE102008057923A1 (de) * | 2008-11-19 | 2010-06-10 | Audi Ag | Verfahren zum Regeln sowie Verfahren zum Verringern einer Motordrehzahl |
| DE102010031095A1 (de) * | 2010-07-08 | 2012-01-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors |
| DE102010031095B4 (de) * | 2010-07-08 | 2013-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Verbrennungsmotors |
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