DE102017000312A1

DE102017000312A1 - Method for operating a metering device of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102017000312A1
Application number: DE102017000312.2A
Authority: DE
Inventors: Tobias Böcking; Bernd Baur; Jürgen Friedrich; Normann Freisinger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-01-14
Publication date: 2018-06-21
Also published as: DE102017000315A1; DE102017002203A1; DE102017000313A1; DE102017000314A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung (38) einer Verbrennungskraftmaschine (10), welche einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbaren Abgastrakt (18) und wenigstens einen Brennraum (14a-d) aufweist, welcher mit einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) und mit Verbrennungsluft versorgbar ist, in die mittels der Dosiereinrichtung (38) ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium (40) zum Kühlen der Verbrennungsluft einbringbar ist, mit den Schritten:
- Aktivieren eines Koordinationsmoduls in Abhängigkeit von dem Erfülltsein wenigstens eines vorgebbaren Kriteriums;
- Ermitteln wenigstens einer Temperatur des Abgases; und
- Infolge des Aktivierens des Koordinationsmoduls: Berechnen einer in die Verbrennungsluft einzubringenden Menge des Kühlmediums (40) mittels des Koordinationsmoduls in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgases.

The invention relates to a method for operating a metering device (38) of an internal combustion engine (10) which comprises an exhaust gas tract (18) through which exhaust gas of the internal combustion engine (10) flows and at least one combustion chamber (14a-d), which is provided with a fuel for operating the Internal combustion engine (10) and can be supplied with combustion air, in which by means of the metering device (38) a different from the fuel cooling medium (40) for cooling the combustion air can be introduced, comprising the steps:
Activating a coordination module as a function of the fulfillment of at least one predeterminable criterion;
Determining at least one temperature of the exhaust gas; and
- As a result of activating the coordination module: calculating an amount of the cooling medium (40) to be introduced into the combustion air by means of the coordination module as a function of the temperature of the exhaust gas.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for operating a metering device of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.

Ein solches Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der DE 10 2014 204 509 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum auf, welcher mit Luft und einem Kraftstoff, insbesondere einem flüssigen Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine versorgbar ist. Dabei ist in die Verbrennungsluft ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium zum Kühlen der Verbrennungsluft mittels der Dosiereinrichtung einbringbar. Ferner weist die Verbrennungskraftmaschine einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt auf.Such a method for operating a metering device of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, for example, is already the DE 10 2014 204 509 A1 to be known as known. The internal combustion engine has at least one, for example, designed as a cylinder combustion chamber, which can be supplied with air and a fuel, in particular a liquid fuel for operating the internal combustion engine. In this case, a different cooling medium for cooling the combustion air by means of the metering device can be introduced into the combustion air. Furthermore, the internal combustion engine has an exhaust gas tract which can be flowed through by exhaust gas of the internal combustion engine.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2012 207 904 A1 ein Verfahren zur Unterdrückung von vor einem Zündzeitpunkt auftretender Vorentflammung in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors.Furthermore, the DE 10 2012 207 904 A1 a method for suppressing occurring before an ignition pre-ignition in a combustion chamber of an internal combustion engine.

Schließlich offenbart die DE 10 2006 054 226 A1 ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, und mindestens einer Wärmeübertragungseinrichtung. Dabei ist eine Vorrichtung zur Gewinnung, Speicherung und/oder Verwendung von Wasser zur Verringerung des Schadstoffausstoßes mit der Wärmeübertragungseinrichtung verbunden. Auch die DE 10 2014 222 461 A1 , die DE 601 14 716 T2 , die EP 2 789 839 A2 , die DE 10 2006 045 422 A1 und die EP 3 029 301 A1 offenbaren entsprechende Verbrennungskraftmaschinen.Finally, the reveals DE 10 2006 054 226 A1 a motor vehicle with an internal combustion engine, in particular a diesel engine, and at least one heat transfer device. In this case, a device for the extraction, storage and / or use of water to reduce pollutant emissions is connected to the heat transfer device. Also the DE 10 2014 222 461 A1 , the DE 601 14 716 T2 , the EP 2 789 839 A2 , the DE 10 2006 045 422 A1 and the EP 3 029 301 A1 reveal corresponding internal combustion engines.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders vorteilhafter Betrieb der Dosiereinrichtung realisieren lässt.Object of the present invention is to develop a method of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous operation of the metering can be realized.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebener Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders vorteilhafter Betrieb der Dosiereinrichtung sowie der Verbrennungskraftmaschine insgesamt realisieren lässt, ist erfindungsgemäß ein erster Schritt vorgesehen, bei welchem ein Koordinationsmodul in Abhängigkeit von dem Erfülltsein wenigstens eines vorgebbaren Kriteriums aktiviert wird. Das Koordinationsmodul, dessen Funktion im Folgenden näher erläutert wird, wird auch als Einspritzkoordinator oder Einbringkoordinator bezeichnet.In order to develop a method specified in the preamble of claim 1 type such that a particularly advantageous operation of the metering device and the internal combustion engine can be implemented in total, a first step is provided according to the invention, in which activates a coordination module in response to the fulfillment of at least one predetermined criterion becomes. The coordination module, the function of which will be explained in more detail below, is also referred to as injection coordinator or introduction coordinator.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, bei welchem wenigstens eine Temperatur des Abgases der Verbrennungskraftmaschine ermittelt wird. Außerdem ist erfindungsgemäß ein dritter Schritt vorgesehen, bei welchem - infolge des Aktivierens des Koordinationsmoduls - eine in die Verbrennungsluft einzubringende Menge des Kühlmediums mittels des Koordinationsmoduls in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur des Abgases berechnet wird. Die Berechnung erfolgt beispielsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät bezeichnet wird und beispielsweise Bestandteil der Dosiereinrichtung ist.The inventive method further comprises a second step, wherein at least one temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine is determined. In addition, according to the invention a third step is provided, in which - due to the activation of the coordination module - an amount of cooling medium to be introduced into the combustion air is calculated by means of the coordination module as a function of the determined temperature of the exhaust gas. The calculation is carried out for example by means of an electronic computing device, which is also referred to as a control unit and, for example, part of the metering device.

Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Bedingt durch den ungebrochenen Trend des Downsizings zur Reduzierung der CO₂-Emissionen von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Kraftwagen wie insbesondere Personenkraftwagen, mit verbrennungsmotorischem Antrieb steigen des spezifische Drehmoment und die spezifische Leistung von beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen immer weiter an. Ermöglicht wird dies unter anderem durch eine Aufladung der beispielsweise mit einer Direkteinspritzung ausgestatteten Verbrennungskraftmaschine. Unter der Aufladung ist zu verstehen, dass die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere deren wenigstens einer, beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum, mit verdichteter Luft versorgt wird, sodass es sich bei der zuvor genannten Verbrennungsluft um verdichtete Luft handelt, welche mittels wenigstens eines Verdichters verdichtet wird. Die Aufladung wird beispielsweise mittels eines Abgasturboladers durchgeführt, welcher beispielsweise den zuvor genannten Verdichter umfassen kann.The invention is based in particular on the following finding: Due to the unbroken trend of downsizing to reduce the CO ₂ emissions of motor vehicles, in particular motor vehicles such as passenger cars, with internal combustion engine drive increase the specific torque and specific power of trained as gasoline engines Internal combustion engines on and on. This is made possible, among other things, by charging the internal combustion engine, which is equipped, for example, with direct injection. Under the charge is to be understood that the internal combustion engine, in particular its at least one, for example, designed as a cylinder combustion chamber, is supplied with compressed air, so that it is in the aforementioned combustion air to compressed air, which is compressed by means of at least one compressor. The charging is carried out for example by means of an exhaust gas turbocharger, which may comprise, for example, the aforementioned compressor.

Um im aufgeladenen Betrieb einen günstigen Wirkungsgrad - und damit einen niedrigen Kraftstoffverbrauch - erreichen zu können, sollte die Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichnet wird, mit einer günstigen Verbrennungsschwerpunktlage betrieben werden. Hierzu ist eine wirkungsvolle Kühlung der beispielsweise verdichteten Verbrennungsluft, welche einfach auch als Luft bezeichnet wird, von besonderer Bedeutung, die bedingt durch das Streben, das Verdichtungsverhältnis mit dem Ziel einer weiteren Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs zu erhöhen, zunehmend an Bedeutung gewinnt. Darüber hinaus ist das darstellbare maximale Drehmoment - insbesondere bei höherer Motordrehzahl - durch Bauteilspezifische Grenztemperaturen begrenzt. Hieraus ergibt sich neben der Möglichkeit, die Verbrennungsschwerpunktlage in Richtung früh zu verschieben - sofern dies möglich ist - ein Bedarf für zusätzliche Kühlmaßnahmen.In order to achieve a favorable efficiency - and thus a low fuel consumption - in supercharged operation, the internal combustion engine, which is also referred to as an internal combustion engine or engine, should be operated with a favorable focal point of combustion. For this purpose, an effective cooling of, for example, compressed combustion air, which is simply referred to as air, of particular importance, due to the desire to increase the compression ratio with the aim of further improving fuel economy, is becoming increasingly important. In addition, the representable maximum torque - especially at higher engine speeds - limited by component-specific limit temperatures. This results in addition to the possibility to move the focus of combustion focus towards early - if possible - a need for additional cooling measures.

Sowohl mit steigendem spezifischem Drehmoment und steigender spezifischer Leistung der Verbrennungskraftmaschine als auch durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses steigt der Kühlungsbedarf der beispielsweise verdichteten Luft und/oder des Brennraums weiter an. Bei aktuellen, beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen erfolgt eine Kühlung der beispielsweise verdichteten Luft mittels wenigstens einer Kühleinrichtung, welche auch als Ladeluftkühler bezeichnet wird, da die verdichtete Luft auch als Ladeluft bezeichnet wird. Der Ladeluftkühler wird von der verdichteten Luft durchströmt und entzieht dieser damit Wärme. Letztere wird von dem als Wärmetauscher fungierenden Ladeluftkühler beispielsweise direkt an die Umgebung oder an ein den als Wärmetauscher fungierenden Ladeluftkühler durchströmendes Kühlmittel eines beispielsweise als Niedertemperaturkreislauf ausgebildeten Kühlkreislaufs abgegeben. Es wird folglich zwischen der so genannten direkten und indirekten Ladeluftkühlung unterschieden.Both with increasing specific torque and increasing specific power of the internal combustion engine as well as by increasing the compression ratio, the cooling demand of the compressed air and / or the combustion chamber, for example, continues to increase. In the case of current internal combustion engines designed, for example, as Otto engines, the compressed air, for example, is cooled by means of at least one cooling device, which is also referred to as a charge air cooler, since the compressed air is also referred to as charge air. The charge air cooler is flowed through by the compressed air and thus deprives it of heat. The latter is discharged from the intercooler acting as a heat exchanger, for example directly to the environment or to a coolant of a coolant, for example a low-temperature circuit, which flows through the coolant acting as a heat exchanger. It is therefore distinguished between the so-called direct and indirect charge air cooling.

Die Überschreitung von bauteilspezifischen Grenztemperaturen bei hohen Lasten wird heute durch eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches oder durch eine Reduzierung des verfügbaren Drehmoments verhindert. Der zu Kühlungszwecken zusätzlich eingespritzte Kraftstoff führt aufgrund des Sauerstoffmangels zu einem erhöhten Schadstoffausstoß, der insbesondere durch die zukünftige Abgasgesetzgebung im Hinblick auf RDE (real driving emissions) als kritisch zu bewerten ist. Eine heute bekannten Alternative stellt die Verwendung höherwertiger Werkstoffe oder der Einsatz optimierter Kühleinrichtungen auf der heißen Seite der Verbrennungskraftmaschine dar, sodass beispielsweise ein gekühlter Abgaskrümmer und/oder ein gekühltes Turbinengehäuse einer Turbine des Abgasturboladers und/oder dergleichen Maßnahmen zum Einsatz kommen.Exceeding component-specific limit temperatures at high loads is prevented today by an enrichment of the fuel-air mixture or by a reduction of the available torque. Due to the lack of oxygen, the additionally injected fuel for cooling purposes leads to an increased emission of pollutants, which is to be regarded critically in particular by the future emission legislation with regard to RDE (real driving emissions). An alternative known today represents the use of higher-grade materials or the use of optimized cooling devices on the hot side of the internal combustion engine, so that, for example, a cooled exhaust manifold and / or a cooled turbine housing of a turbine of the exhaust gas turbocharger and / or similar measures are used.

Eine weitere, sehr effektive Möglichkeit zur Kühlung der Verbrennungsluft und zur Absenkung der Prozesstemperatur stellt die Einspritzung des zuvor genannten Kühlmediums in die beispielsweise verdichtete Verbrennungsluft dar. Durch diese, grundsätzlich bereits bekannte Maßnahme wird der Verbrennungsluft durch die hohe spezifische Wärmekapazität und die Verdampfung des beispielsweise als Flüssigkeit, insbesondere als Wasser, ausgebildeten Kühlmediums Wärme entzogen. Neben der Reduzierung des Risikos einer klopfenden Verbrennung kann darüber hinaus auf etwaige Vorentflammungen reagiert oder diesen vorgebeugt werden, wie es beispielsweise in der DE 10 2012 207 904 A1 beschrieben ist. Insbesondere ist die Einspritzung des Kühlmediums während eines überstöchiometrischen Betriebs der Verbrennungskraftmaschine denkbar. Das beispielsweise als Wasser ausgebildete Kühlmedium kann an Bord des Fahrzeugs gewonnen werden, sodass beispielsweise eine an-Bord-Gewinnung des Kühlmediums, welches in die Verbrennungsluft eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird, vorgesehen sein kann. Beispielsweise wird das Kühlmedium, insbesondere direkt, in den Brennraum und somit in die Verbrennungsluft eingespritzt. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, das Kühlmedium an einer stromauf des Brennraums angeordneten Stelle in die Verbrennungsluft einzubringen.Another, very effective way to cool the combustion air and to lower the process temperature is the injection of the aforementioned cooling medium in the example compressed combustion air. By this, basically already known measure the combustion air by the high specific heat capacity and evaporation of example as Liquid, especially as water, formed cooling medium heat extracted. In addition to reducing the risk of knocking combustion can also respond to any Vorentflammungen or be prevented, as for example in the DE 10 2012 207 904 A1 is described. In particular, the injection of the cooling medium during a superstoichiometric operation of the internal combustion engine is conceivable. The cooling medium formed, for example, as water can be obtained on board the vehicle, so that, for example, an on-board recovery of the cooling medium, which is introduced into the combustion air, in particular injected, may be provided. For example, the cooling medium, in particular directly, is injected into the combustion chamber and thus into the combustion air. Alternatively or additionally, it is conceivable to introduce the cooling medium at a location upstream of the combustion chamber into the combustion air.

Nach heutigem Stand der Technik eignet sich als das Kühlmedium insbesondere Wasser oder ein Gemisch, welches beispielsweise zumindest Wasser umfasst. Bei der Verwendung von Wasser besteht in Abhängigkeit von unterschiedlichen Einflussfaktoren wie Wasserqualität, Lichteinfall, Temperatur usw. ein mehr oder weniger hohes Risiko für Biokontamination, deren direkte Folge ein Ausfall des Systems zur Wassereinspritzung sein könnte. Aus Frostschutzgründen kann die beispielsweise als Wassereinspritzanlage ausgebildete Dosiereinrichtung mit einer Heizung in einem zum Aufnehmen und Speichern des Kühlmediums ausgebildeten Tank versehen sein, wobei die Heizung beispielsweise durch ein Kühlsystem der Verbrennungskraftmaschine realisiert ist. Beispielsweise der DE 10 2014 204 509 A1 ist eine solche Heizung bereits als bekannt zu entnehmen. Ferner ist es denkbar, dass Reservoir beziehungsweise das im Reservoir enthaltene und beispielsweise als Wasser ausgebildete Kühlmedium mittels einer integrierten Heizvorrichtung aufzuheizen und dadurch vor Biokontamination zu schützen. According to the current state of the art, the cooling medium used is in particular water or a mixture which comprises, for example, at least water. When using water, there is a greater or lesser risk of biocontamination depending on various factors such as water quality, light incidence, temperature, etc., which could directly result in a failure of the water injection system. For reasons of antifreeze, the metering device designed, for example, as a water injection system can be provided with a heater in a tank designed to receive and store the cooling medium, the heating being realized, for example, by a cooling system of the internal combustion engine. For example, the DE 10 2014 204 509 A1 Such heating is already known to be known. Furthermore, it is conceivable that the reservoir or the cooling medium contained in the reservoir and designed, for example, as water, can be heated by means of an integrated heating device and thereby protected against biocontamination.

Bei der Verwendung von Wasser als Kühlmedium sind die Frostsicherheit des Systems und die Frostbeständigkeit aller Systemkomponenten von besonderer Bedeutung. So kann ein Einfrieren nicht entsprechend ausgelegter Komponenten zu Schäden und infolge dessen zu einem Ausfall des gesamten Systems führen. Um beispielsweise bei der Einspritzung des Kühlmediums einen Eintrag des zu Kühlungszwecken eingespritzten Kühlmediums in auch als Motoröl bezeichnetes Öl zum Kühlen und/oder Schmieren der Verbrennungskraftmaschine zu verhindern, kann eine Freigabe zur Einbringung des Kühlmediums in die Verbrennungsluft erteilt oder aber verweigert werden.When using water as the cooling medium, the frost-resistance of the system and the frost resistance of all system components are of particular importance. Thus, freezing unsuited components can lead to damage and, as a result, failure of the entire system. In order to prevent, for example, in the injection of the cooling medium an entry of the cooling medium injected for cooling purposes in also called engine oil for cooling and / or lubricating the internal combustion engine, a release for the introduction of the cooling medium in the combustion air issued or denied.

Es wurde gefunden, dass sich herkömmlicherweise das Problem stellt, eine funktionale Umsetzung der auch als System bezeichneten Dosiereinrichtung zu realisieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun eine besonders vorteilhafte funktionale Umsetzung des Systems, sodass sich ein besonders vorteilhafter und insbesondere effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt.It has been found that conventionally the problem arises to realize a functional implementation of the metering device, also referred to as a system. The inventive method now allows a particularly advantageous functional implementation of the system, so that a can realize particularly advantageous and efficient and thus fuel-efficient operation of the internal combustion engine.

Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als Ottomotor ausgebildet, kann jedoch auch als anderweitige Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein. Bei dem Kühlmedium handelt es sich vorzugsweise um Wasser oder um ein Gemisch, welches zumindest Wasser umfasst. Insbesondere ist es denkbar, dass das Kühlmedium mittels der Dosiereinrichtung direkt in den beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum eingespritzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Kühlmedium an einer stromauf des Brennraums angeordneten Stelle in die Verbrennungsluft einbringbar ist beziehungsweise eingebracht wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Verbrennungskraftmaschine eine Kraftstoffdirekteinspritzung, insbesondere eine Bezindirekteinspritzung, aufweist, sodass der Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine direkt in den Brennraum eingespritzt werden kann. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine als aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist, sodass die dem Brennraum zuzuführende Luft wenigstens mittels eines Verdichters verdichtet wird. Der Verdichter ist beispielsweise Bestandteil eines Abgasturboladers. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn eine beispielsweise als Ladeluftkühler ausgebildete Kühleinrichtung zum Kühlen der verdichteten und dadurch erwärmten Luft vorgesehen ist, wodurch ein besonders hoher Aufladegrad realisiert werden kann. Ferner ist es denkbar, dass darüber hinaus wenigstens eine weitere Kühlungseinrichtung wie beispielsweise eine Kolbenspritze vorgesehen sein kann, wobei mittels der Kolbenspritze Öl gegen einen translatorisch bewegbar in dem Brennraum aufgenommenen Kolben der Verbrennungskraftmaschine gespritzt werden kann. Hierdurch ermöglichen die Kolbenspritzen eine Wärmeabfuhr von dem Kolben der Verbrennungskraftmaschine über das auch als Motoröl bezeichnete Öl. Dabei kann der jeweilige Kolben beispielsweise als konventioneller Kolben oder als Kühlkanalkolben ausgeführt sein und somit beispielsweise wenigstens einen von dem Öl durchströmbaren Kühlkanal aufweisen.The internal combustion engine is designed, for example, as a gasoline engine, but may also be designed as otherwise internal combustion engine. The cooling medium is preferably water or a mixture comprising at least water. In particular, it is conceivable that the cooling medium is injected by means of the metering directly into the example formed as a cylinder combustion chamber. Alternatively or additionally, it can be provided that the cooling medium can be introduced or introduced into the combustion air at a point arranged upstream of the combustion chamber. Alternatively or additionally, it can be provided that the internal combustion engine has a direct fuel injection, in particular a direct direct injection, so that the fuel for operating the internal combustion engine can be injected directly into the combustion chamber. Furthermore, it is preferably provided that the internal combustion engine is designed as a supercharged internal combustion engine, so that the air to be supplied to the combustion chamber is at least compressed by means of a compressor. The compressor is for example part of an exhaust gas turbocharger. It has been found to be particularly advantageous if a designed as a charge air cooler cooling device for cooling the compressed and thus heated air is provided, whereby a particularly high degree of supercharging can be realized. Furthermore, it is conceivable that, in addition, at least one further cooling device, such as, for example, a piston syringe, may be provided, wherein oil can be injected by means of the piston syringe against a piston of the internal combustion engine which is received in a translatory manner in the combustion chamber. As a result, the piston syringes allow heat removal from the piston of the internal combustion engine via the oil, also referred to as engine oil. In this case, the respective piston can be designed, for example, as a conventional piston or as a cooling channel piston and thus, for example, have at least one cooling channel through which the oil can flow.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich insbesondere die folgenden Zielsetzungen realisieren:

- Reduzierung des zu Kühlungszwecken eingespritzten Kraftstoffes
- Bei Kühlungsbedarf wird der nach dem Stand der Technik zusätzlich eingespritzte Kraftstoff durch das beispielsweise als Wasser ausgebildete Kühlmedium substituiert
- Ausdehnung des Motorkennfeldbereichs, in welchem die Verbrennungskraftmaschine stöchiometrisch betrieben werden kann, wodurch die Schadstoffemissionen und der Kraftstoffverbrauch reduziert werden können
- falls dann noch eine Anreicherung, das heißt eine Kühlung mittels zusätzlichem Kraftstoff notwendig sein sollte, kann die Menge des zu Kühlungszwecken eingespritzten Kraftstoffes minimiert werden, wodurch die Emissionen und der Kraftstoffverbrauch gering gehalten werden können
- maximale Effizienz der Einbringung des Kühlmediums, sodass der Verbrauch des Kühlmediums besonders gering gehalten werden kann. Dadurch kann beispielsweise die Größe eines Tanks zum Aufnehmen und Speichern des Kühlmediums gering gehalten werden. Ferner kann ein besonders langes Tankintervall, nach dessen Ablauf der Tank nachgefüllt werden muss, realisiert werden. Außerdem können negative Auswirkungen der Einbringung des Kühlmediums auf das Gesamtsystem gering gehalten werden.

By means of the method according to the invention, in particular the following objectives can be realized:

- Reduction of the fuel injected for cooling purposes
- In cooling demand of the additionally injected according to the prior art fuel is substituted by the example formed as water cooling medium
- Extension of the engine map area, in which the internal combustion engine can be operated stoichiometrically, whereby the pollutant emissions and fuel consumption can be reduced
- If then an enrichment, that is, a cooling by means of additional fuel should be necessary, the amount of fuel injected for cooling purposes can be minimized, whereby the emissions and fuel consumption can be kept low
- Maximum efficiency of the introduction of the cooling medium, so that the consumption of the cooling medium can be kept very low. As a result, for example, the size of a tank for receiving and storing the cooling medium can be kept low. Furthermore, a particularly long tank interval, after which the tank must be refilled, can be realized. In addition, negative effects of the introduction of the cooling medium can be kept to the overall system low.

Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens können insbesondere die Integration der funktionalen Umsetzung in eine bestehende Funktionsstruktur, die Aktivierung des Koordinationsmoduls, das Koordinationsmodul selbst und die Berechnung der notwendigen Menge des Kühlmediums sein. Bei der Integration der funktionalen Umsetzung in eine bereits bestehende Funktionsstruktur ist es beispielsweise vorgesehen, dass Eingangs- und Ausgangsgrößen als Schnittstellen zwischen Funktionsblöcken definiert werden und damit den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit der Dosiereinrichtung ermöglichen. Durch die Integration ist sichergestellt, dass die Auswirkung der Einbringung, insbesondere der Einspritzung, des Kühlmediums in die Verbrennungsluft bereits bestehende Funktionen aktueller Funktionsstrukturen berücksichtig, sodass die sich daraus ergebenden physikalischen Effekte korrekt wiedergegeben werden. Im Rahmen des Verfahrens werden beispielsweise Funktionen wie zum Beispiel eine Füllungserfassung, ein Abgastemperaturmodell, eine Abgastemperaturregelung, eine Schutzfunktion für Komponenten des Abgastrakts, Zündwinkelkoordination sowie Klopferkennung durchgeführt, welche bereits hinlänglich bekannt sind.The integration of the functional conversion into an existing functional structure, the activation of the coordination module, the coordination module itself and the calculation of the necessary amount of the cooling medium can be part of the method according to the invention. When integrating the functional conversion into an already existing functional structure, it is provided, for example, that input and output variables are defined as interfaces between functional blocks and thus enable operation of the internal combustion engine with the metering device. The integration ensures that the effect of the introduction, in particular of the injection, of the cooling medium into the combustion air takes into account existing functions of current functional structures so that the resulting physical effects are correctly reproduced. Within the scope of the method, functions such as, for example, charge detection, exhaust gas temperature model, exhaust gas temperature control, exhaust system protection function, ignition timing coordination, and knock detection, are already being performed.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich insbesondere die folgenden Vorteile realisieren:

- Integration der Dosiereinrichtung und des Verfahrens zum Betreiben der Dosiereinrichtung in bereits bestehende Motorsteuerungsumfänge
- Optimierung von notwendigen Rechenkapazitäten
- Optimierung der notwendigen Menge des Kühlmediums
- Berücksichtigung von Freigabe, Zustand und Betriebsbereitschaft
- Bedarfsgerechte Reaktion auf eine begrenzte Menge des Kühlmediums
- Berücksichtigung von Quereinflüssen und physikalischen Effekten
- Wirkungsgradoptimierung der Verbrennungskraftmaschine

By means of the method according to the invention, in particular the following advantages can be realized:

- Integration of the metering device and the method for operating the metering device in already existing engine control ranges
- Optimization of necessary computing capacities
- Optimization of the necessary amount of cooling medium
- Consideration of release, condition and operational readiness
- Appropriate response to a limited amount of the cooling medium
- Consideration of cross influences and physical effects
- Optimization of the efficiency of the internal combustion engine

Durch die funktionale Umsetzung ist eine Vorrichtung zur Einspritzung des Mediums denkbar und in bestehenden Motorsteuerungsumfänge integrierbar, wodurch sich folgende Vorteile realisieren lassen: CO₂-Reduzierung durch weiteres Downsizing; Reduzierung des Schadstoffausstoßes infolge entfallender beziehungsweise geringerer Gemischanreicherung aus Bauteilschutzgründen; Reduzierung der thermischen Belastung.Due to the functional implementation, a device for injection of the medium is conceivable and can be integrated in existing engine control ranges, whereby the following advantages can be realized: CO ₂ reduction by further downsizing; Reduction of pollutant emissions as a result of omitted or lower mixture enrichment for reasons of protection of components; Reduction of thermal load.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist;
2 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen zumindest eines Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3 ein weiteres Flussdiagramm zum Veranschaulichen zumindest eines Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
4 ein weiteres Flussdiagramm zum Veranschaulichen zumindest eines Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens.

The drawing shows in:

1 a schematic representation of an internal combustion engine, which is designed for carrying out a method according to the invention;
2 a flowchart for illustrating at least part of the method according to the invention;
3 a further flowchart for illustrating at least part of the method according to the invention; and
4 a further flowchart for illustrating at least part of the method according to the invention.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Dabei ist das Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar. Die Verbrennungskraftmaschine 10 wird auch als Motor, Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnet und ist beispielsweise als Ottomotor ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ein beispielsweise als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildetes Zylindergehäuse 12, durch welches wenigstens ein beispielsweise als Zylinder ausgebildeter Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet ist. Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind durch das Zylindergehäuse 12 vier als Zylinder 14a-d ausgebildete Brennräume gebildet, welche mit Verbrennungsluft und mit einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 versorgbar sind. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 werden die Verbrennungsluft und der vorzugsweise flüssige Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in den jeweiligen Zylinder 14a-d eingebracht, so dass im jeweiligen Zylinder 14a-d ein Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. 1 shows a schematic representation of a generally designated 10 internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle such as a passenger car. In this case, the motor vehicle of the internal combustion engine 10 drivable. The internal combustion engine 10 is also referred to as an engine, internal combustion engine or internal combustion engine and is designed for example as a gasoline engine. The internal combustion engine 10 comprises a cylinder housing designed as a cylinder crankcase, for example 12 , by which at least one, for example, designed as a cylinder combustion chamber of the internal combustion engine 10 is formed. At the in 1 illustrated embodiment are by the cylinder housing 12 four as a cylinder 14a-d formed combustion chambers, which with combustion air and with a fuel for operating the internal combustion engine 10 are available. During a fired operation of the internal combustion engine 10 The combustion air and the preferably liquid fuel for operating the internal combustion engine in the respective cylinder 14a-d introduced so that in each cylinder 14a-d a fuel-air mixture is created.

Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine 10 einen von der Verbrennungsluft durchströmbaren Ansaugtrakt 16 auf, mittels welchem die Verbrennungsluft, welche einfach auch als Luft bezeichnet wird, zu den und insbesondere in die Zylindern 14a-d geleitet wird. Das jeweilige Kraftstoff-Luft-Gemisch wird, insbesondere mittels einer Fremdzündeinrichtung wie beispielsweise einer Zündkerze, gezündet und dadurch verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 resultiert. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine 10 einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt 18 auf, mittels welchem das Abgas aus den Zylindern 14a-d abgeführt wird.In this case, the internal combustion engine 10 one of the combustion air permeable intake tract 16 by means of which the combustion air, which is simply referred to as air, to the and in particular into the cylinders 14a-d is directed. The respective fuel-air mixture is, in particular ignited by means of a spark-ignition device such as a spark plug, and thereby burned, resulting in exhaust gas of the internal combustion engine 10 results. In this case, the internal combustion engine 10 an exhaust gas tract through which the exhaust gas can flow 18 on, by means of which the exhaust gas from the cylinders 14a-d is dissipated.

Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist als aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst hierzu wenigstens einen Abgasturbolader 20, welcher eine in dem Abgastrakt 18 angeordnete und von dem Abgas antreibbare Turbine 22 und einen in dem Ansaugtrakt 16 angeordneten und von der Turbine 22 antreibbaren Verdichter 24 umfasst. Mittels des Verdichters 24 wird die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft verdichtet, wobei die verdichtete Luft auch als Ladeluft bezeichnet wird. Da der Verdichter 24 von der Turbine 22 angetrieben wird, wird im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt. In 1 veranschaulicht ein Pfeil 26 die in den Ansaugtrakt 16 einströmende und den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft. In Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft ist stromauf des Verdichters 24 ein Luftfilter 28 angeordnet, mittels welchem die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft gefiltert wird.The internal combustion engine 10 is designed as a supercharged internal combustion engine and for this purpose comprises at least one exhaust gas turbocharger 20 which is one in the exhaust tract 18 arranged and driven by the exhaust turbine 22 and one in the intake tract 16 arranged and from the turbine 22 drivable compressor 24 includes. By means of the compressor 24 becomes the intake tract 16 compressed air flows through, wherein the compressed air is also referred to as charge air. Since the compressor 24 from the turbine 22 is driven, energy contained in the exhaust gas is used to compress the air. In 1 illustrates an arrow 26 the inflow into the intake 16 and the intake system 16 air flowing through. In the flow direction of the intake tract 16 air flowing through is upstream of the compressor 24 an air filter 28 arranged, by means of which the intake tract 16 air flowing through is filtered.

Durch das Verdichten der Luft wird diese erwärmt. Um dennoch einen besonders hohen Aufladegrad realisieren zu können, ist in dem Ansaugtrakt 16 stromab des Verdichters 24 eine als Ladeluftkühler 30 ausgebildete Kühleinrichtung vorgesehen, mittels welchem die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt wird. Ferner ist in dem Ansaugtrakt 16 und vorliegend stromab des Ladeluftkühlers 30 ein beispielsweise als Drosselklappe ausgebildetes Ventilelement 32 angeordnet, mittels welchem eine Menge der den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft einstellbar ist. In dem Abgastrakt 18 ist in Strömungsrichtung des den Abgastrakt 18 durchströmenden Abgases stromab der Turbine 22 wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 34 angeordnet, mittels welcher das Abgas nachbehandelt wird. Außerdem veranschaulicht in 1 ein Pfeil 36 das den Abgastrakt 18 durchströmende Abgas. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ferner eine Dosiereinrichtung 38 auf, welche auch als System, Einspritzsystem oder Einspritzanlage bezeichnet wird. Die Dosiereinrichtung 38 ist - wie im Folgenden noch näher erläutert wird - dazu ausgebildet, ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium 40 zum Kühlen der Verbrennungsluft in die Verbrennungsluft einzubringen, insbesondere einzuspritzen.By compressing the air, it is heated. In order to still be able to realize a particularly high degree of supercharging, is in the intake 16 downstream of the compressor 24 one as intercooler 30 formed cooling device provided by means of which the compressed and thus heated air is cooled. Further, in the intake tract 16 and in the present case downstream of the intercooler 30 an example designed as a throttle valve element 32 arranged, by means of which a quantity of the intake tract 16 flowing air is adjustable. In the exhaust tract 18 is in the flow direction of the exhaust tract 18 flowing exhaust gas downstream of the turbine 22 at least one exhaust aftertreatment device 34 arranged, by means of which the exhaust gas is treated. Also illustrated in 1 an arrow 36 that the exhaust tract 18 flowing exhaust gas. The internal combustion engine 10 also has a metering device 38 which is also referred to as a system, injection system or injection system. The metering device 38 is - as will be explained in more detail below - designed to be different from the fuel cooling medium 40 for injecting the combustion air into the combustion air to introduce, in particular inject.

Aus 1 ist erkennbar, dass dem jeweiligen Zylinder 14a-d ein Injektor 42 zugeordnet ist, mittels welchem der Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in den jeweiligen Zylindern 14a-d einbringbar, insbesondere direkt einspritzbar, ist. Die Dosiereinrichtung 38 umfasst bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel je Zylinder 14a-d einen von dem jeweiligen Injektor 42 unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen weiteren Injektor 44, mittels welchem das Kühlmedium 40 in die Verbrennungsluft einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist. Der jeweilige Injektor 42 beziehungsweise 44 wird beispielsweise auch als Gemischbildner bezeichnet. Dabei ist der jeweilige Injektor 42 in dem jeweiligen Zylinder 14a-d positioniert, so dass eine Kraftstoffdirekteinspritzung dargestellt ist. Der jeweilige Injektor 44 ist stromauf des jeweiligen Zylinders 14a-d angeordnet, so dass mittels des jeweiligen Injektors 44 das Kühlmedium 40 an einer stromauf des jeweiligen Zylinders 14a-d angeordneten Stelle in die Verbrennungsluft einspritzbar ist beziehungsweise eingespritzt wird.Out 1 it can be seen that the respective cylinder 14a-d an injector 42 is assigned, by means of which the fuel for operating the internal combustion engine in the respective cylinders 14a-d einbringbar, in particular directly injectable, is. The metering device 38 includes at the in 1 illustrated embodiment per cylinder 14a-d one from the respective injector 42 different, additionally provided further injector 44 , by means of which the cooling medium 40 into the combustion air can be introduced, in particular injectable, is. The respective injector 42 respectively 44 For example, it is also referred to as a mixture former. Here is the respective injector 42 in the respective cylinder 14a-d positioned, so that a direct fuel injection is shown. The respective injector 44 is upstream of the respective cylinder 14a-d arranged so that by means of the respective injector 44 the cooling medium 40 at an upstream of the respective cylinder 14a-d arranged point is injected into the combustion air or is injected.

Die Dosiereinrichtung 38 umfasst einen Tank 46, welcher auch als Reservoir bezeichnet wird und wenigstens einen Aufnahmeraum 48 aufweist, in welchem das Kühlmedium 40 aufgenommen beziehungsweise aufnehmbar ist. Außerdem umfasst die Dosiereinrichtung 38 Leitungen 50 und 52, über welche die Injektoren 44 fluidisch mit dem Tank 46 beziehungsweise mit dem Aufnahmeraum 48 verbunden sind. Dadurch kann das zunächst in dem Tank 46 aufgenommene Kühlmedium 40 über die Leitungen 50 und 52 zu den Injektoren 44 geführt werden, so dass die Injektoren 44 über die Leitungen 50 und 52 mit dem Kühlmedium 40 aus dem Tank 46 versorgbar sind. Außerdem umfasst die Dosiereinrichtung 38 eine Pumpe 54, mittels welcher beispielsweise das Kühlmedium 40 in eine erste Förderrichtung von dem Tank 46 zu den Injektoren 44 gefördert werden kann beziehungsweise gefördert wird. Vorzugsweise ist die Pumpe 54 dazu ausgebildet, das Kühlmedium 40 in eine der ersten Förderrichtungen entgegengesetzte zweite Förderrichtung und dadurch beispielsweise von den Injektoren 44 in den Aufnahmeraum 48 beziehungsweise zu dem Tank 46 zu fördern.The metering device 38 includes a tank 46 , which is also referred to as a reservoir and at least one receiving space 48 in which the cooling medium 40 recorded or is receivable. In addition, the metering device includes 38 cables 50 and 52 over which the injectors 44 fluidly with the tank 46 or with the recording room 48 are connected. This can be done first in the tank 46 recorded cooling medium 40 via lines 50 and 52 to the injectors 44 be guided so that the injectors 44 over the wires 50 and 52 with the cooling medium 40 from the tank 46 are available. In addition, the metering device includes 38 a pump 54 , by means of which, for example, the cooling medium 40 in a first conveying direction of the tank 46 to the injectors 44 can be promoted or promoted. Preferably, the pump 54 adapted to the cooling medium 40 in a first conveying direction opposite second conveying direction and thereby, for example, from the injectors 44 into the receiving space 48 or to the tank 46 to promote.

Bei dem Kühlmedium 40 handelt es sich beispielsweise um Wasser. Ferner ist es denkbar, dass das Kühlmedium 40 ein Gemisch ist, welches beispielsweise zumindest Wasser umfasst. Das zunächst in dem Tank 46 aufgenommen Kühlmedium 40 wird beispielsweise von der Pumpe 54 angesaugt und in die erste Förderrichtung zu den Injektoren 44 gefördert. Dabei umfasst die Dosiereinrichtung 38 beispielsweise ein den Injektoren 44 gemeinsames Verteilungselement 56, welches auch als Rail bezeichnet wird. In dem den Injektoren 44 gemeinsamen Verteilungselement 56 kann beispielsweise das Kühlmedium 40 mit einem Druck aufgenommen werden, wobei das zunächst in dem Verteilungselement 56 aufgenommene Kühlmedium 40 mittels des Verteilungselements 56 auf die Injektoren 44 verteilt werden kann. Von dem Verteilungselement 56 aus wird das beispielsweise als Wasser ausgebildete Kühlmedium auf die als Gemischbildner ausgebildeten Injektoren 44 verteilt und von selbigen in die Verbrennungsluft eingebracht.At the cooling medium 40 For example, it is water. Furthermore, it is conceivable that the cooling medium 40 is a mixture comprising, for example, at least water. The first in the tank 46 included cooling medium 40 for example, from the pump 54 sucked and in the first direction of delivery to the injectors 44 promoted. In this case, the metering device comprises 38 for example, the injectors 44 common distribution element 56 , which is also referred to as Rail. In the injectors 44 common distribution element 56 For example, the cooling medium 40 be absorbed with a pressure, the first in the distribution element 56 recorded cooling medium 40 by means of the distribution element 56 on the injectors 44 can be distributed. From the distribution element 56 from the formed, for example, as water cooling medium to the injectors formed as Gemischbildner 44 distributed and introduced by the same in the combustion air.

Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben der Dosiereinrichtung 38 beschrieben, wobei sich mittels des Verfahrens eine besonders vorteilhafte funktionale Integration der Dosiereinrichtung 38 und somit ein besonders vorteilhafter und effizienter und kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren lassen. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird bei dem Verfahren ein Koordinationsmodul in Abhängigkeit von dem Erfülltsein wenigstens eines vorgebbaren Kriteriums aktiviert. Ferner wird wenigstens eine Temperatur des Abgases der Verbrennungskraftmaschine 10 ermittelt. Außerdem wird infolge des Aktivierens des Koordinationsmoduls eine in die Verbrennungsluft einzubringende Menge des Kühlmediums 40 mittels des Koordinationsmoduls in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur des Abgases berechnet.The following is a method for operating the metering device 38 described, wherein by means of the method, a particularly advantageous functional integration of the metering device 38 and thus a particularly advantageous and efficient and fuel-efficient operation of the internal combustion engine 10 let realize. As will be explained in more detail below, in the method, a coordination module is activated as a function of the fulfillment of at least one predeterminable criterion. Further, at least one temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine 10 determined. In addition, due to the activation of the coordination module to be introduced into the combustion air amount of the cooling medium 40 calculated by means of the coordination module as a function of the determined temperature of the exhaust gas.

2 zeigt ein Flussdiagramm, anhand welchem im Folgenden die Aktivierung des auch als Einspritzkoordinator bezeichneten Koordinationsmoduls erläutert wird. Das Verfahren beziehungsweise die Aktivierung beginnt bei einem Block 58, welcher beispielsweise einen Aktivierungswunsch der Dosiereinrichtung 38 charakterisiert. Der Aktivierungswunsch ist beispielsweise lediglich mit eingeschalteter Klemme 15 (Kl15) möglich. Nach Start des Aktivierungswunsches wird bei einem Block 60 geprüft, ob vorgebbare, erforderliche Voraussetzungen erfüllt sind. Somit wird beispielsweise bei dem Block 60 das Erfülltsein des vorgebbaren Kriteriums überprüft. Ist das Kriterium erfüllt, so erfolgt die Abfrage eines Auslösesignals bei einem Block 62, wobei das Auslösesignal auch als Triggersignal oder Trigger bezeichnet wird. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem Block 62 überprüft werden, ob das Kriterium erfüllt ist. Beispielsweise umfasst das Erfülltsein des Kriteriums, dass eine Differenz zwischen einer Temperatur des Abgases und einem vorgebbaren Grenzwert einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet oder erreicht. Somit kann beispielsweise als das Triggersignal eine Differenz zwischen der Temperatur des Abgases und einer maximalen Abgastemperatur, insbesondere an einer beliebigen Stelle in dem Abgastrakt 18, definiert werden, wobei die maximal zulässige Abgastemperatur und somit der Grenzwert beispielsweise 150 Kelvin beträgt. Wird der Trigger ausgegeben, so erfolgt bei einem Block 64 die eigentliche Aktivierung beziehungsweise der Start des Einspritzkoordinators (Koordinationsmodul). Dadurch kann Rechenkapazität gering gehalten werden. Bei einem Block 66 wird der Zustand der Klemme 15 überprüft beziehungsweise abgefragt. Die Abfrage des Zustands der Klemme 15 sichert die permanente Überprüfung der Einschaltbedingungen zur Aktivierung des Einspritzkoordinators, bis das Kraftfahrzeug abgestellt wird. Das Verfahren endet beispielsweise bei einem Block 68. 2 shows a flowchart, based on which in the following the activation of the also referred to as injection coordinator coordination module will be explained. The procedure or the activation begins with a block 58 , which, for example, an activation request of the metering device 38 characterized. The activation request is possible, for example, only with terminal 15 (Kl15) switched on. After the start of the activation request is at a block 60 Checked if predefinable, required prerequisites are fulfilled. Thus, for example, at the block 60 verifies the fulfillment of the predetermined criterion. If the criterion is met, then the query of a trigger signal at a block 62 , wherein the trigger signal is also referred to as a trigger signal or trigger. Alternatively or additionally, at the block 62 be checked if the criterion is met. By way of example, the fulfillment of the criterion includes that a difference between a temperature of the exhaust gas and a predefinable limit value exceeds or reaches a predefinable threshold value. Thus, for example, as the trigger signal, a difference between the temperature of the exhaust gas and a maximum exhaust gas temperature, in particular at any point in the exhaust tract 18 , are defined, wherein the maximum allowable exhaust gas temperature and thus the limit is, for example, 150 Kelvin. If the trigger is output, this is done with a block 64 the actual activation or the start of the injection coordinator (coordination module). As a result, computing capacity can be kept low. At a block 66 the state of the terminal 15 is checked or queried. The inquiry of the state of the terminal 15 ensures the permanent checking of the switch-on conditions for the activation of the injection coordinator until the motor vehicle is switched off. The method ends, for example, at a block 68 ,

Der Einspritzkoordinator selbst wird beispielsweise anhand eines in 3 gezeigten Flussdiagramms veranschaulicht. Die primäre Aufgabe des Einspritzkoordinators ist insbesondere, in Abhängigkeit von der ermittelten und dabei beispielsweise berechneten oder erfassten und beispielsweise an einer beliebigen Stelle im Abgastrakt 16 herrschenden Temperatur des Abgases eine erforderliche Menge des Kühlmediums 40 zu bestimmen, welches der Verbrennungsluft zugeführt wird.The injection coordinator itself is, for example, based on an in 3 illustrated flowchart illustrates. The primary task of the injection coordinator is, in particular, as a function of the determined and, for example, calculated or detected and, for example, at any point in the exhaust gas tract 16 prevailing temperature of the exhaust gas a required amount of the cooling medium 40 to determine which of the combustion air is supplied.

Der Einspritzkoordinator wird beispielsweise bei einem Block 70 gestartet. Nach Start des Einspritzkoordinators erfolgt dessen Berechnung, wobei die eigentliche Berechnung der Menge des Kühlmediums 40 noch passiv ist. Bei einem Block 72 erfolgt die Abfrage eines Triggersignals, wobei beispielsweise eine Differenz der aktuellen Temperatur des Abgases zur maximal zulässigen Abgastemperatur verwendet werden kann. Dabei beträgt die maximal zulässige Abgastemperatur beispielsweise 50 Grad Kelvin. Erfolgt der Trigger bei dem Block 72, werden konventionelle Maßnahmen zum Bauteilschutz im Abgastrakt 18 beziehungsweise die bedarfsgerechte Anreicherung mit Kraftstoff deaktiviert, was bei einem Block 74 erfolgt. In der Folge wird die Berechnung der benötigten Menge des Kühlmediums 40 bei einem Block 76 durchgeführt, wobei die berechnete Menge des Kühlmediums 40 die deaktivierte Kraftstoffanreicherung beziehungsweise Kraftstoff zu bauteilschutzzwecken substituieren soll.The injection coordinator, for example, at a block 70 started. After the injection coordinator has started, its calculation takes place, the actual calculation of the quantity of cooling medium 40 is still passive. At a block 72 the query of a trigger signal, wherein, for example, a difference of the current temperature of the exhaust gas to the maximum permissible exhaust gas temperature can be used. The maximum permissible exhaust gas temperature is, for example, 50 degrees Kelvin. If the trigger occurs at the block 72 , Conventional measures for component protection in the exhaust gas tract 18 or the need-based enrichment with fuel deactivated, resulting in a block 74 he follows. As a result, the calculation of the required amount of the cooling medium 40 at a block 76 performed, wherein the calculated amount of the cooling medium 40 to substitute the deactivated fuel enrichment or fuel for component protection purposes.

Bei einem Block 78 erfolgt die Überwachung der maximal zulässigen einspritzbaren beziehungsweise eingespritzten Menge des Kühlmediums 40. Durch diese Überwachung wird die eingespritzte Menge des Kühlmediums 40 bei Erreichen einer zustands- und betriebspunktabhängigen maximal zulässigen Menge des Kühlmediums 40 erreicht, wobei es auch denkbar ist, dass diese Null beträgt. Ist die zulässige Menge des Kühlmediums 40 nicht erreicht, erfolgt direkt die Berücksichtigung von etwaigen Quereinflüssen bei einem Block 80. Ist die bei dem Block 76 berechnete Menge größer als die zustands- und betriebspunktabhängige maximal zulässige Menge, wird die einzuspritzende beziehungsweise eingespritzte Menge begrenzt. Auf Basis der begrenzten Menge wird bei einem Block 82 die Entscheidung getroffen, ob eine Reduktion des Drehmoments oder eine Anreicherung durch Kraftstoff zusätzlich zur Einbringung des Kühlmediums 40 erfolgen soll, um die maximal zulässige Abgastemperatur nicht zu überschreiten. Eine Momentenreduktion erfolgt beispielsweise bei einem Block 84. Eine zusätzliche Einbringung, insbesondere Einspritzung, von Kraftstoff zu Bauteilschutzzwecken erfolgt beispielsweise bei einem Block 86. Dabei ist eine Kombination aus der Einbringung von Kraftstoff aus Bauteilschutzgründen und der Momentenreduktion denkbar.At a block 78 the monitoring of the maximum permissible injectable or injected amount of the cooling medium takes place 40 , This monitoring measures the injected amount of cooling medium 40 upon reaching a state and operating point dependent maximum allowable amount of the cooling medium 40 achieved, it is also conceivable that this is zero. Is the allowable amount of cooling medium 40 not reached, the consideration of any cross-influences in a block is made directly 80 , Is that at the block 76 calculated amount greater than the state and operating point-dependent maximum allowable amount, the injected or injected amount is limited. On the basis of the limited amount is at a block 82 made the decision whether to reduce the torque or enrichment by fuel in addition to introducing the cooling medium 40 should take place in order not to exceed the maximum allowable exhaust gas temperature. A torque reduction takes place, for example, in a block 84 , An additional introduction, in particular injection, of fuel for component protection purposes, for example, in a block 86 , In this case, a combination of the introduction of fuel for component protection reasons and the torque reduction is conceivable.

Wie bereits angedeutet, werden bei dem Block 80 Quereinflüsse berücksichtigt. Darunter sind sich aus der Einbringung des Kühlmediums 40 ergebende physikalische Effekte zu verstehen, deren Auswirkungen in den entsprechenden, bereits bestehenden Funktionen aktueller Funktionsstrukturen berücksichtigt werden. Zu den als bekannt anzusehenden Funktionen können beispielsweise gehören: Abgastemperaturmodell, Zündwinkelberechnung, Füllungserfassung, usw. Nach Berücksichtigung der Quereinflüsse bei dem Block 80 erfolgt bei einem Block 88 die Abfrage, ob der Verbrennungsluft das Kühlmedium 40 zugeführt wird. Ist dies der Fall, werden permanent die notwendigen Systemvoraussetzungen bei einem Block 90 geprüft. Sind die Voraussetzungen nicht erfüllt, werden die bei dem Block 74 deaktivierten Maßnahmen bei einem Block 92 reaktiviert, und der Einspritzkoordinator wird bei einem Block 94 verlassen.As already indicated, at the block 80 Cross influences taken into account. These include the introduction of the cooling medium 40 to understand the resulting physical effects whose effects are taken into account in the corresponding already existing functions of current function structures. For example, the functions known to be known may include exhaust gas temperature model, ignition angle calculation, charge detection, etc. After taking into account the transverse influences on the block 80 takes place at a block 88 the query whether the combustion air is the cooling medium 40 is supplied. If this is the case, the necessary system requirements permanently become one block 90 checked. If the prerequisites are not met, those at the block 74 disabled actions on a block 92 reactivated, and the injection coordinator is at a block 94 leave.

4 zeigt ein Flussdiagramm, anhand dessen die Berechnung der notwendigen Menge des Kühlmediums 40 veranschaulicht wird. Somit sieht die funktionale Umsetzung die Berechnung der notwendigen Menge des Kühlmediums 40 vor. Die Berechnung der Menge des Kühlmediums 40 erfolgt bei einem Block 96. Nach Start der Berechnung erfolgt bei einem Block 98 eine vorgesteuerte Mengendosierung. Auf dieser Basis wird bei einem Block 100 die einzuspritzende beziehungsweise eingespritzte Menge des Kühlmediums 40 geregelt, wobei bereits als bekannt anzunehmende Modelle wie beispielsweise ein Abgastemperaturmodell zur Regelung berücksichtigt werden. Das Verfahren endet bei einem Block 102. 4 shows a flow chart, based on which the calculation of the necessary amount of the cooling medium 40 is illustrated. Thus, the functional implementation sees the calculation of the necessary amount of the cooling medium 40 in front. The calculation of the amount of cooling medium 40 takes place at a block 96 , After starting the calculation takes place at a block 98 a pilot-controlled quantity dosing. On this basis is at a block 100 the injected or injected amount of the cooling medium 40 regulated, which are already taken into account as known models such as an exhaust gas temperature model for control. The procedure ends with a block 102 ,

Mittels des Verfahrens lässt sich die Einbringung des Kühlmediums 40 in die Verbrennungsluft und somit in die Verbrennungskraftmaschine 10 funktional besonders vorteilhaft umsetzen, sodass ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 darstellbar ist. Dabei werden Eingangs- und Ausgangsgrößen als Schnittstellen zwischen Funktionsblöcken definiert und ermöglichen damit den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 mit der Dosiereinrichtung 38. Durch die funktionale Integration ist sichergestellt, dass die Auswirkungen der Einbringung des Kühlmediums 40 in die Verbrennungsluft bereits bestehende Funktionen aktueller Funktionsstrukturen berücksichtigt und die sich daraus ergebenden physikalischen Effekte korrekt wiedergegeben werden.By means of the method, the introduction of the cooling medium can be 40 in the combustion air and thus in the internal combustion engine 10 implement functional particularly advantageous, so that a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the internal combustion engine 10 is representable. In this case, input and output variables are defined as interfaces between function blocks and thus enable the operation of the internal combustion engine 10 with the metering device 38 , The functional integration ensures that the effects of the introduction of the cooling medium 40 into the combustion air are taken into account already existing functions of current functional structures and the resulting physical effects are reproduced correctly.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1212: Zylindergehäusecylinder housing
14a-d14a-d: Zylindercylinder
1616: Ansaugtraktintake system
1818: Abgastraktexhaust tract
2020: Abgasturboladerturbocharger
2222: Turbineturbine
2424: Verdichtercompressor
2626: Pfeilarrow
2828: Luftfilterair filter
3030: LadeluftkühlerIntercooler
3232: Ventilelementvalve element
3434: Abgasnachbehandlungseinrichtungexhaust treatment device
3636: Pfeilarrow
3838: Dosiereinrichtungmetering
4040: Kühlmediumcooling medium
4242: Injektorinjector
4444: Injektorinjector
4646: Tanktank
4848: Aufnahmeraumaccommodation space
5050: Leitungmanagement
5252: Leitungmanagement
5454: Pumpepump
5656: Verteilungselementdistribution element
5858: Blockblock
6060: Blockblock
6262: Blockblock
6464: Blockblock
6666: Blockblock
6868: Blockblock
7070: Blockblock
7272: Blockblock
7474: Blockblock
7676: Blockblock
7878: Blockblock
8080: Blockblock
8282: Blockblock
8484: Blockblock
8686: Blockblock
8888: Blockblock
9090: Blockblock
9292: Blockblock
9494: Blockblock
9696: Blockblock
9898: Blockblock
100100: Blockblock
102102: Blockblock

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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EP 2789839 A2 [0004]
DE 102006045422 A1 [0004]
EP 3029301 A1 [0004]

Claims

Method for operating a metering device (38) of an internal combustion engine (10), which has an exhaust gas tract (18) through which exhaust gas of the internal combustion engine (10) and at least one combustion chamber (14a-d), which is fueled with a fuel for operating the internal combustion engine (10) and can be supplied with combustion air into which by means of the metering device (38) a different cooling medium (40) for cooling the combustion air can be introduced, characterized by the steps: - activating a coordination module as a function of the fulfillment of at least one predeterminable criterion; Determining at least one temperature of the exhaust gas; and - as a result of activating the coordination module: calculating an amount of the cooling medium (40) to be introduced into the combustion air by means of the coordination module as a function of the temperature of the exhaust gas.

Method according to Claim 1 , characterized in that the temperature of the exhaust gas is detected by means of a sensor.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the temperature of the exhaust gas is calculated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fulfillment of the criterion comprises that a difference between the temperature of the exhaust gas and a predeterminable limit value exceeds a predefinable threshold value.