AT501295B1

AT501295B1 - Method for operating internal combustion engine, involves locating brake valve on each cylinder, and opening brake valve into common pressure container during engine operation before start or during compression phase of cylinder

Info

Publication number: AT501295B1
Application number: AT712005A
Authority: AT
Inventors: Eduard Dipl Ing Unger; Horst Schaffer
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-08-15
Also published as: AT501295B8; AT501295A4

Abstract

The method for operating an internal combustion engine involves at least one brake valve (10) being located on each cylinder (C1- C6) with, preferably, an additional intake and exhaust valve. The brake valve opens into a common pressure container (109) (brake rail) and is opened, at least once, during the engine operation before the start and/or during the compression phase of the cylinder. The braking performance (Pb) of the engine braking unit is controlled through the alternation of control times of the brake valves, preferably the closing time points. The closing time point may be dependent on a pre-defined desired brake performance and a pre-defined desired brake momentum (Mb).

Description

2 AT 501 295 B12 AT 501 295 B1

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit einer Motorbremseinrichtung, mit pro Zylinder zumindest einem, vorzugsweise zusätzlich zu Ein- und Auslassventilen vorgesehenen Bremsventil, welches in einen gemeinsamen Druckbehälter (Brems-Rail) mündet, wobei das Bremsventil 5 im Motorbremsbetrieb vor, zu Beginn und/oder während der Kompressionsphase des Zylinders zumindest einmal geöffnet wird, wobei die Bremsleistung der Motorbremseinrichtung durch Verändern der Steuerzeiten des Bremsventils, vorzugsweise des Schließzeitpunktes des Bremsventils, gesteuert wird. io In Fahrzeugmotoren, insbesondere Nutzfahrzeugmotoren, integrierte Bremssysteme erlangen zunehmend an Bedeutung, da es sich bei diesen Systemen um kostengünstige und platzsparende Zusatzbremssysteme handelt. Die Steigerung der spezifischen Leistung moderner Nutzfahrzeugmotoren bedingt allerdings auch die Anhebung der zu erreichenden Bremsleistung. 15 Eine Motorbremse ist beispielsweise aus der DE 34 28 626 A bekannt. Darin wird eine Viertaktbrennkraftmaschine beschrieben, welche zwei Zylindergruppen mit jeweils vier Zylindern umfasst. Jeder Zylinder weist Ladungswechselventile sowie ein Zusatzauslassventil auf, wobei im Bremsbetrieb die Zusatzauslassventile während des gesamten Bremsvorganges geöffnet sind. Weiters ist im gemeinsamen Auslasskanal der beiden Zylindergruppen eine auf einer Welle 20 drehfest gelagerte Drosselklappe angeordnet, deren Stellung über eine Steuerstange durch eine Betätigungseinrichtung beeinflussbar ist. Nachteilig bei diesem bekannten System ist die Abhängigkeit von der Drehzahl, insbesondere eine relativ niedrige Bremsleistung im unteren Drehzahlbereich. 25 Weiters zeigt die DE 25 02 650 A eine ventilgesteuerte Hubkolben-Brennkraftmaschine, bei welcher während des Bremsvorganges verdichtete Luft über ein Druckluftventil in einen Speicherkessel gefördert und beim Anfahren über das gleiche Druckluftventil zur Arbeitsleistung zurückgeleitet wird. 30 Aus der EP 0 898 059 A ist in diesem Zusammenhang eine Dekompressionsventil-Motorbremse bekannt, mit welcher ein Drucklufterzeuger für alle Betriebszustände der Brennkraftmaschine realisierbar ist. Dabei wird ein Druckluftbehälter eines Druckluftsystems über eine Bypassleitung mit komprimiertem Gas aus dem Brennraum der Zylinder befüllt. Es können ein oder mehrere Zylinder zur Belieferung des Druckluftsystems verwendet werden. 35The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a multi-cylinder internal combustion engine with an engine braking device, with per cylinder at least one, preferably in addition to intake and exhaust valves provided brake valve, which opens into a common pressure vessel (brake rail), wherein the brake valve 5 in the engine brake before, at the beginning and / or during the compression phase of the cylinder is opened at least once, wherein the braking power of the engine braking device by changing the timing of the brake valve, preferably the closing time of the brake valve is controlled. In vehicle engines, in particular commercial vehicle engines, integrated brake systems are becoming increasingly important, since these systems are cost-effective and space-saving additional brake systems. The increase in the specific power of modern commercial vehicle engines, however, also requires the increase of the braking power to be achieved. An engine brake is known, for example, from DE 34 28 626 A. Therein a four-stroke internal combustion engine is described, which comprises two cylinder groups, each with four cylinders. Each cylinder has charge exchange valves and an additional exhaust valve, wherein in the brake operation, the additional exhaust valves are open during the entire braking process. Furthermore, in the common exhaust port of the two cylinder groups on a shaft 20 rotatably mounted throttle valve whose position via a control rod by an actuator can be influenced. A disadvantage of this known system is the dependence on the speed, in particular a relatively low braking power in the lower speed range. Furthermore, DE 25 02 650 A shows a valve-controlled reciprocating internal combustion engine in which compressed air is conveyed via a compressed-air valve into a storage tank during the braking process and returned to the work output when starting via the same compressed-air valve. From EP 0 898 059 A a decompression valve engine brake is known in this connection, with which a compressed air generator can be realized for all operating states of the internal combustion engine. In this case, a compressed air tank of a compressed air system is filled via a bypass line with compressed gas from the combustion chamber of the cylinder. One or more cylinders can be used to supply the compressed air system. 35

Aus der EP 0 828 061 A ist eine Motorbremse bekannt, bei welcher ein Gasaustausch zwischen den einzelnen Zylindern über das gemeinsame Abgassammelrohr ermöglicht wird. Der Gasaustausch erfolgt über die Auslassventile der Sechszylinder-Brennkraftmaschine. Nachteilig bei dieser Motorbremse ist unter Anderem der relativ geringe erzielbare Bremsdruck. 40From EP 0 828 061 A an engine brake is known in which a gas exchange between the individual cylinders is made possible via the common exhaust manifold. The gas exchange takes place via the exhaust valves of the six-cylinder internal combustion engine. A disadvantage of this engine brake is, among other things, the relatively low recoverable brake pressure. 40

Aus der AT 4 963 U1 ist eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine bekannt, welche zusätzlich zu den Ein- und Auslassventilen pro Zylinder ein Bremsventil aufweist. Alle Bremsventile der Brennkraftmaschine münden in einen gemeinsamen, rohrförmigen Druckbehälter, so dass bei Betätigung der Bremsventile ein Gasaustausch zwischen den einzelnen Zylindern der Brenn- 45 kraftmaschine möglich ist. Der rohrförmige Druckbehälter weist ein Druckregelventil auf, welches in Abhängigkeit von der Stellung eines Bremsschalters oder Bremspedals mit Steuersignalen beaufschlagbar ist.From AT 4 963 U1 a multi-cylinder internal combustion engine is known, which in addition to the intake and exhaust valves per cylinder has a brake valve. All brake valves of the internal combustion engine open into a common, tubular pressure vessel, so that upon actuation of the brake valves, a gas exchange between the individual cylinders of the combustion 45 is possible engine. The tubular pressure vessel has a pressure control valve, which can be acted upon by control signals in dependence on the position of a brake switch or brake pedal.

Die US 2,995,890 A offenbart ein Verfahren, einschließlich der Vorrichtung, mit einem in einen so Zylinder mündenden Bremsventil, wobei die Bremsleistung der Motorbremseinrichtung durch Verändern der Steuerzeiten des Bremsventils gesteuert wird.US 2,995,890 A discloses a method, including the device, with a brake valve opening into such a cylinder, wherein the braking power of the engine braking device is controlled by varying the timing of the brake valve.

Die US 3,426,523 A beschreibt eine Motorbremseinrichtung, bei der das Bremsventil im Motorbremsbetrieb zu Beginn der Kompressionsphase des Zylinders geöffnet wird und die Bremsleis- 55 tung der Motorbremseinrichtung durch Verändern des Schließzeitpunktes des Bremsventils in 3 AT 501 295 B1US Pat. No. 3,426,523 A describes an engine brake device in which the brake valve is opened during engine braking operation at the beginning of the compression phase of the cylinder and the brake power of the engine brake device is changed by changing the closing time of the brake valve in FIG

Abhängigkeit einer Wunschbremsleistung verändert wird.Dependence of a desired braking performance is changed.

Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise eine Regulierung der Bremsleistung durchzuführen. 5The object of the invention is to carry out a regulation of the braking power in the simplest possible way. 5

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Schließzeitpunkt in Abhängigkeit der Motordrehzahl ermittelt wird. Ist das Bremsventil variabel betätigbar, kann ein eigenes Druckregelventil zur Steuerung des Druckes im Druckbehälter entfallen. io Der Schließzeitpunkt kann weiters auch in Abhängigkeit des Druckes und/oder der Temperatur im Druckbehälter ermittelt werden. Die Einbeziehung des Druckes und/oder der Temperatur des Druckbehälters ist deshalb von Vorteil, da durch das Schließen des Bremsventils zu einem falschen Zeitpunkt die Temperatur und der Druck im Druckbehälter zu stark ansteigen und somit zu einer mechanischen Zerstörung des Bremssystems führen könnte. Deshalb ist eine 15 Begrenzung des Schließzeitpunktes in Richtung des oberen Totpunktes der Zündung notwendig. Diese Begrenzung kann am einfachsten durch Kennfelder realisiert werden, welche die entsprechenden Grenzwerte in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, dem Druck und/oder der Temperatur im Druckbehälter beinhalten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Druck und/oder die Temperatur im Druckbehälter zu messen und Reglern zuzuführen, welche bei 20 Überschreitung eines bestimmten Grenzwertes für den Druck oder die Temperatur den Schließzeitpunkt in Richtung geringerer Bremsleistung verändern und somit eine Reduzierung der Druck- und Temperaturbelastung herbeiführen. Möchte man die Bremsleistung bei einer Drehzahl erhöhen, so muss nur der Schließzeitpunkt in Richtung früh verstellt werden. Eine Regelung bzw. Erhöhung der Bremsleistung ist ebenfalls möglich, wenn der Schließzeitpunkt - be-25 ginnend von früh - nach spät verstellt wird. Somit ist durch Modulation des Schließzeitpunktes des Bremsventils auf sehr einfache Weise eine Erhöhung oder eine Verringerung der Bremsleistung möglich.According to the invention this is achieved in that the closing time is determined in dependence on the engine speed. If the brake valve can be variably actuated, a separate pressure regulating valve for controlling the pressure in the pressure vessel can be dispensed with. io The closing time can also be determined depending on the pressure and / or the temperature in the pressure vessel. The inclusion of the pressure and / or the temperature of the pressure vessel is advantageous because by closing the brake valve at a wrong time, the temperature and pressure in the pressure vessel could rise too high and thus lead to a mechanical destruction of the brake system. Therefore, a limitation of the closing time in the direction of the top dead center of the ignition is necessary. This limitation can most easily be realized by maps which contain the corresponding limit values as a function of the engine speed, the pressure and / or the temperature in the pressure vessel. Another possibility is to measure the pressure and / or the temperature in the pressure vessel and to supply regulators which, when exceeding a certain limit value for the pressure or the temperature, change the closing time in the direction of lower braking power and thus a reduction of the pressure and temperature load cause. If you want to increase the braking power at a speed, so only the closing time must be adjusted in the direction of early. A regulation or increase of the braking power is also possible if the closing time - be-25 starting from early - is retarded. Thus, by modulating the closing time of the brake valve in a very simple manner, an increase or a reduction of the braking power possible.

Um auch über längere Bremsstrecken ausreichende Bremsleistung zu erhalten, ist es vorteil-30 haft, wenn der Druckbehälter über eine Kühleinrichtung gekühlt wird.In order to obtain sufficient braking power over longer braking distances, it is advantageous if the pressure vessel is cooled by means of a cooling device.

Die Steuerung kann wesentlich vereinfacht werden, wenn einzelne Zylinder zu Zylindergruppen zusammengefasst werden. 35 Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.The control can be significantly simplified if individual cylinders are combined into cylinder groups. The invention will be explained in more detail with reference to FIGS.

Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Motorbremseinrichtung, Fig. 2 den Druckverlauf der Brennkraftmaschine in einem p,V-Diagramm für den Bremsbetrieb, Fig. 3 den Druckverlauf der Brennkraftmaschine in einem p,V-Diagramm für 40 den gefeuerten Betrieb, Fig. 4 ein Zylinderdruck-Kurbelwinkeldiagramm für den Bremsbetrieb, Fig. 5 charakteristische Parameter in Abhängigkeit des Schließzeitpunktes für einen Betrieb, Fig. 6 charakteristische Parameter in Abhängigkeit des Schließzeitpunktes Bremsventils für einen anderen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und Fig. 7 die Strategie für die Ansteuerung der Motorbremse. 451 shows a schematic representation of an internal combustion engine with an engine braking device, FIG. 2 shows the pressure curve of the internal combustion engine in a p, V diagram for the braking operation, FIG. 3 shows the pressure curve of the internal combustion engine in a p, V diagram for the fired one Fig. 4 shows a cylinder pressure-crank angle diagram for the braking operation, Fig. 5 characteristic parameters as a function of the closing time for operation, Fig. 6 characteristic parameters as a function of the closing time of the brake valve for another operating point of the internal combustion engine and Fig. 7 shows the strategy for the Control of the engine brake. 45

Die Erfindung wird am Beispiel einer 6-Zylinder-Brennkraftmaschine erläutert. Es wird aber darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren von der Zylinderzahl unabhängig ist. Der Aufbau des Motorbremssystems für die Brennkraftmaschine 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Mit Bezugszeichen 2 ist die Einspritzanlage bezeichnet, auf welche hier nicht weiter eingegan-50 gen wird.The invention will be explained using the example of a 6-cylinder internal combustion engine. It should be noted, however, that the method according to the invention is independent of the number of cylinders. The structure of the engine brake system for the internal combustion engine 1 is shown in FIG. Reference numeral 2 designates the injection system, which will not be discussed further here.

Pro Zylinder Ci, C2l C3l C4, C5, C6 ist jeweils ein in den Brennraum mündendes Bremsventil 10 vorgesehen. Damit die Brennkraftmaschine 1 auch im Bremsbetrieb eingesetzt werden kann, müssen die zusätzlich zu herkömmlichen Ein- und Auslassventilen (nicht dargestellt) angeord-55 neten Bremsventile 10 über ein Steuergerät 4 bedient werden können. Die Ein- und Auslass- 4 AT 501 295 B1 ventile der Brennkraftmaschine 1 werden konventionell über Nockenwellen gesteuert. Die Bremsventile 10 im Brennraum werden hydraulisch bedient, das heißt es existiert ein hydraulischer Zwischenkreis 12, mit Öltank 12a, Pumpe 12b, Ölverteilerleitung 12c, Drucksensor 12d und Absteuerventil 12e, der für die Betätigung der Bremsventile 10 verantwortlich ist. Pro Zylin-5 der Ci, C2, C3, C4, C5, C6 mündet jeweils eine Hydraulikleitung 14 zum jeweiligen Bremsventil 10, wobei in jeder Hydraulikleitung 14 ein Hydraulikventil 16 angeordnet ist. Jedes Hydraulikventil 16 wird vom kombinierten Motor-Bremsensteuergerät 4 angesteuert, wodurch die Bremsleistung PB stufenlos in Abhängigkeit der Wunschbremsleistung eingestellt werden kann. io Um mit der Brennkraftmaschine 1 vom gefeuerten Betrieb in den Bremsbetrieb zu wechseln, muss zunächst die Einspritzung des Einspritzsystems 2 deaktiviert werden. Anschließend wird durch die Hydraulikventile 16 ein Druck im Druckbehälter 18 (Brems-Rail) aufgebaut. Im eingeschwungenen Bremszustand, das heißt nach einigen Motorzyklen, stellt sich ein bestimmter Gasdruck im Druckbehälter 18 ein. Dieser Gasdruck wird hauptsächlich vom Ansteuerbeginn, 15 der Ansteuerdauer, sowie vom Ansteuerende der Hydraulikventile 16 bestimmt. Beim Bremsbetrieb wird das zusätzliche Bremsventil 10 im Kompressionstakt der Brennkraftmaschine 1 geöffnet, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Dadurch strömt die Luft bzw. das Gas vom Druckbehälter 18 in den jeweiligen Zylinder C1f C2, C3, C4, C5, C6 ein. Das bewirkt, dass bereits zu Beginn der Kompressionsphase, wenn eine Verbindung des Brennraumes mit dem Druckbehälter 18 vor-20 herrscht, ein höherer Druck im Zylinder C1( C2, C3, C4, C5, C6 herrscht. Wäre keine Verbindung zum Druckbehälter 18 vorhanden, würde der Ladedruck im Saugrohr der Brennkraftmaschine 1 das Druckniveau im Zylinder Ci, C2, C3, C4, C5, C6 zu Beginn der Kompressionsphase bestimmen. Durch den erhöhten Anfangsdruck bzw. die erhöhte Füllung im Druckbehälter 18 ist im Verdichtungstakt eine höhere Kompressionsarbeit notwendig. Diese erhöhte Kompressionsar-25 beit kann beispielsweise zum Bremsen eines Fahrzeuges oder einer bewegten Masse verwendet werden.For each cylinder Ci, C2l C3l C4, C5, C6 a respectively opening into the combustion chamber brake valve 10 is provided. Thus, the internal combustion engine 1 can also be used in braking operation, in addition to conventional intake and exhaust valves (not shown) angeord-55 neten brake valves 10 via a control unit 4 can be operated. The intake and exhaust valves of the internal combustion engine 1 are conventionally controlled via camshafts. The brake valves 10 in the combustion chamber are operated hydraulically, that is, there is a hydraulic intermediate circuit 12, with oil tank 12 a, pump 12 b, oil distribution line 12 c, pressure sensor 12 d and shut-off valve 12 e, which is responsible for the actuation of the brake valves 10. Each Cylin-5 of Ci, C2, C3, C4, C5, C6 respectively opens a hydraulic line 14 to the respective brake valve 10, wherein in each hydraulic line 14, a hydraulic valve 16 is arranged. Each hydraulic valve 16 is controlled by the combined engine brake control unit 4, whereby the braking power PB can be adjusted continuously as a function of the desired braking power. In order to change with the internal combustion engine 1 from the fired operation to the braking mode, the injection of the injection system 2 must first be deactivated. Subsequently, a pressure in the pressure vessel 18 (brake rail) is established by the hydraulic valves 16. In steady state braking, that is, after a few engine cycles, a certain gas pressure in the pressure vessel 18 is set. This gas pressure is mainly determined by the start of control, 15 of the control period, as well as by the drive end of the hydraulic valves 16. During braking operation, the additional brake valve 10 is opened in the compression stroke of the internal combustion engine 1, as shown in FIG. 4 can be seen. As a result, the air or the gas flows from the pressure vessel 18 into the respective cylinder C1f C2, C3, C4, C5, C6. This causes a higher pressure in the cylinder C1 (C2, C3, C4, C5, C6 already prevails at the beginning of the compression phase, when a connection of the combustion chamber with the pressure vessel 18 prevails -20. At the beginning of the compression phase, the boost pressure in the intake manifold of internal combustion engine 1 would determine the pressure level in cylinder C 1, C 2, C 3, C 4, C 5, C 6 increased compression work can be used, for example, to brake a vehicle or a moving mass.

Mit 20 ist das Bremspedal mit 21 das Gaspedal des Fahrzeuges angedeutet. 30 Fig. 2 und 3 zeigen p,V-Diagramme mit dem Zylinderdruck p und dem Zylindervolumen V für den geschleppten Betrieb (Fig. 2) und den gefeuerten Betrieb (Fig. 3), um die Druckverhältnisse und die geleistete Arbeit zu zeigen.At 20, the brake pedal is indicated by 21 the accelerator pedal of the vehicle. Figs. 2 and 3 show p, V plots with the cylinder pressure p and the cylinder volume V for the towed operation (Fig. 2) and the fired operation (Fig. 3) to show the pressure ratios and the work done.

Im gefeuerten Betrieb (Fig. 3) liefert die Hochdruckphase einen positiven, die Niederdruckphase 35 einen negativen Anteil zur Ladungswechselschleife. Diese Summe der beiden Flächen, die sich im Hochdruck- und Niederdruckteil ergeben, entspricht der Kolbenarbeit. Im gefeuerten Betrieb ergibt sich daraus ein nach Abzug aller Verluste positives Moment, das an der Kurbelwelle zur Verfügung steht. 40 Im Bremsbetrieb bzw. geschleppten Betrieb (Fig. 2) ergibt sich im Zylinder C1, C2, C3, C4, C5, C6 sowohl im Hochdruckteil, als auch im Ladungswechselteil ein negativer Anteil zur Ladungswechselschleife. Die Summe der beiden Flächen entspricht einer Kolbenarbeit, die als negatives Moment an der Kurbelwelle zur Verfügung steht. Dieses Bremsmoment ist in erster Linie von den Parametern der Ansteuerungsstrategie der zusätzlichen Bremsventile 10 im Brenn-45 raum bestimmt. Das Bremsmoment kann somit bei Betätigung der Motorbremse unmittelbar von einem gefeuerten Zyklus auf einen Bremszyklus aufgebracht werden.In the fired operation (FIG. 3), the high-pressure phase supplies a positive, the low-pressure phase 35 a negative component to the charge-exchange loop. This sum of the two surfaces, which result in the high-pressure and low-pressure part corresponds to the piston work. In fired operation, this results in a positive torque after the deduction of all losses, which is available at the crankshaft. In the braking operation or towed operation (FIG. 2), there is a negative contribution to the charge cycle in the cylinder C1, C2, C3, C4, C5, C6 both in the high-pressure part and in the charge-changing part. The sum of the two surfaces corresponds to a piston work, which is available as a negative torque on the crankshaft. This braking torque is primarily determined by the parameters of the driving strategy of the additional brake valves 10 in the combustion chamber 45. The braking torque can thus be applied directly from a fired cycle to a braking cycle upon actuation of the engine brake.

Fig. 4 zeigt eine typische Steuerungsstrategie für einen Bremsvorgang. Die Kurve p beschreibt den Druck im Zylinder C2, C3, C4, C5, C6, die Kurve pr den Druck im Druckbehälter 18 für so eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine. Deutlich erkennt man die Pulsationen des Druckes pr im Druckbehälter 18 mit einem Zündabstand von 120° Kurbelwinkel KW. Die Balken O und I zeigen die Steuerzeiten für das Auslass- bzw. Einlassventil. Der Balken für das Bremsventil 10 ist mit B bezeichnet. Das Bremsventil 10 öffnet in dieser konkreten Ausführung bei etwa 550° Kurbelwinkel KW nach dem oberen Totpunkt der Zündung ZOT und schließt bei etwa 30° Kur-55 belwinkel KW nach dem oberen Totpunkt der Zündung ZOT. 5 AT 501 295 B1Fig. 4 shows a typical control strategy for a braking operation. The curve p describes the pressure in the cylinder C2, C3, C4, C5, C6, the curve pr the pressure in the pressure vessel 18 for such a 6-cylinder internal combustion engine. Clearly recognizes the pulsations of the pressure pr in the pressure vessel 18 with a firing interval of 120 ° crank angle KW. Bars O and I show the timing for the exhaust and intake valves, respectively. The bar for the brake valve 10 is designated B. The brake valve 10 opens in this specific embodiment at about 550 ° crank angle KW to the top dead center of the ignition ZOT and closes at about 30 ° Kur-55 belwinkel KW after the top dead center of the ignition ZOT. 5 AT 501 295 B1

Um im Falle einer Bremsanforderung das Bremsmoment bzw. die Bremsleistung beeinflussen zu können, ist in den Figuren 5 und 6 der Zusammenhang zwischen der Bremsleistung PB und dem Schließwinkel bzw. Schließzeitpunkt α in °Kurbelwinkel KW des Bremsventils 10 bei unterschiedlichen Drehzahlen n! und n2 dargestellt, wobei die Drehzahl nt bei dem in Fig. 5 darge-5 stellten Betriebspunkt beispielsweise kleiner ist als die Drehzahl n2 des bei Fig. 6 gefahrenen Betriebspunktes. Es ist zu ersehen, dass eine maximale Bremsleistung PB bzw. ein maximaler Druck pr im Druckbehälter 18 in Fig. 5 sich bei einem Schließzeitpunkt α von etwa 38° Kurbelwinkel KW nach dem oberen Totpunkt der Zündung ZOT einstellt. Wird der Schließzeitpunkt in Richtung spät verstellt, sinkt die Bremsleistung gemäß dem gezeigten Zusammenhang mit dem io Schließzeitpunkt α (ebenso sinkt im konkreten Fall die Bremsleistung PB bei einer Verschiebung in Richtung "früh"). Dieser Zusammenhang kann in der Bremsensteuerung benutzt werden, um die Bremsleistung PB entsprechend der Anforderung des Fahrers einzustellen. Wie in Fig. 6 erkennbar ist, müssen aber speziell bei niedrigen Drehzahlen gewisse Grenzbereiche eingehalten werden, damit es zu keinen unzulässig hohen Drücken pr bzw. Temperaturen Tr im Druck-15 behälter 18 kommt.In order to be able to influence the braking torque or the braking power in the case of a braking request, in FIGS. 5 and 6, the relationship between the braking power PB and the closing angle or closing time α in ° crank angle KW of the brake valve 10 at different rotational speeds n! and n2, wherein the rotational speed nt in the operating point shown in FIG. 5 is, for example, smaller than the rotational speed n2 of the operating point traveled in FIG. It can be seen that a maximum braking power PB or a maximum pressure pr in the pressure vessel 18 in FIG. 5 adjusts itself at a closing time α of approximately 38 ° crank angle KW to the top dead center of the ignition ZOT. If the closing time is adjusted in the direction of late, the braking power decreases in accordance with the relationship shown with the closing time point α (in the concrete case as well, the braking power PB drops in the direction of "early"). This relationship can be used in the brake control to adjust the braking power PB according to the driver's request. As can be seen in Fig. 6, but certain limits must be maintained especially at low speeds, so it does not come to unacceptably high pressures pr or temperatures Tr in the pressure tank 18.

In Abbildung 7 ist eine einfache Struktur für die Realisierung der Bremsensteuerung dargestellt. Der Fahrer übergibt mittels Bremspedal 20 seine Bremsanforderung ab an die Steuerung. Über die Stellung des Bremspedals wird dabei die Wunschbremsleistung PB bzw. das von der jewei-20 ligen Motordrehzahl n durch das Kennfeld KFMb abhängige Wunschbremsmoment Mb in die Bremssteuerungseinrichtung 4 eingelesen. Der Öffnungszeitpunkt a0 wird über eine Kennlinie Ka0 bestimmt, die über der Motordrehzahl n aufgetragen ist. Die Vorsteuerung des Schließen des Bremsventils 10 kann über die in den Fig. 5 bzw. 6 gezeigten Zusammenhänge ermittelt werden. Die Parameter für das Kennfeld KFac können somit über diesen Zusammenhang pa-25 rametriert werden. Da durch das Schließen zu einem falschen Zeitpunkt die Temperatur Tr und der Druck pr im Druckbehälter 18 zu stark ansteigen und somit eine mechanische Zerstörung des Bremssystems herbeiführen könnte, muss der Schließzeitpunkt ac auf die Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 abgestimmt werden. Um eine Zerstörung des Bremssystems zu vermeiden, ist es zweckmäßig, den Schließzeitpunkt ac in Richtung des oberen Totpunktes der Zün-30 düng ZOT zu begrenzen. Diese Begrenzung kann am einfachsten durch Kennfelder realisiert werden, welche die entsprechenden Grenzwerte in Abhängigkeit der Motordrehzahl n, des Bremsdruckes pr im Druckbehälter 18 und der Temperatur Tr im Druckbehälter 18 beinhalten. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass der Druck pr und/oder die Temperatur Tr gemessen und mit jeweils einem Maximalwert prmax. Trmax verglichen wird, wie in Fig. 7 darge-35 stellt ist. Übersteigen diese Größen einen Grenzwert, so sorgen die Regler PCTRL und TCTRL zuverlässig dafür, dass der Schließzeitpunkt ac in Richtung geringerer Bremsleistung verlegt wird, was zu einer Verringerung der Druck- und Temperaturbelastung führt. Aufgrund der Regler PCTRL bzw. TCTRL wird ein durch das Kennfeld KFac ermittelter Basiswert ac0 für den Schließzeitpunkt des Bremsventils 10 um eine Größe Δαερ bzw. ΔαεΤ verändert, wodurch sich 40 der endgültige Schließzeitpunkt ac des Bremsventils 10 ergibt.Figure 7 shows a simple structure for the realization of the brake control. The driver passes by means of brake pedal 20 his brake request from the controller. By way of the position of the brake pedal, the desired braking power PB or the desired braking torque Mb dependent on the respective engine rotational speed n through the characteristic map KFMb is read into the brake control device 4. The opening time a0 is determined via a characteristic Ka0, which is plotted against the engine speed n. The pilot control of the closing of the brake valve 10 can be determined via the relationships shown in FIGS. 5 and 6, respectively. The parameters for the map KFac can thus be parameterized pa-25 in this context. Since closing at a wrong time causes the temperature Tr and the pressure pr in the pressure vessel 18 to increase too sharply and thus bring about a mechanical destruction of the brake system, the closing time ac must be matched to the rotational speed n of the internal combustion engine 1. In order to avoid a destruction of the brake system, it is expedient to limit the closing time ac in the direction of the top dead center of the ignition fertilizer ZOT. This limitation can most easily be realized by maps which contain the corresponding limit values as a function of the engine speed n, the brake pressure pr in the pressure vessel 18 and the temperature Tr in the pressure vessel 18. Alternatively, it can also be provided that the pressure pr and / or the temperature Tr measured and each having a maximum value prmax. Trmax is compared, as shown in Fig. 7. If these values exceed a limit value, the controllers PCTRL and TCTRL reliably ensure that the closing time ac is shifted in the direction of lower braking power, which leads to a reduction in the pressure and temperature load. Due to the controller PCTRL or TCTRL a determined by the map KFac base ac0 for the closing time of the brake valve 10 by a size Δαερ or ΔαεΤ changed, resulting in the final closing time ac of the brake valve 10 results.

Soll die Bremsleistung PB bei einer gewissen Drehzahl n erhöht werden, so muss nur der Schließzeitpunkt ac in Richtung früh verstellt werden. Somit ist durch Modulation des Schließzeitpunktes ac des Bremsventils 10 eine Erhöhung oder eine Verringerung der Bremsleistung 45 PB möglich.If the braking power PB is to be increased at a certain speed n, then only the closing time ac must be adjusted in the direction of early. Thus, by modulating the closing time ac of the brake valve 10, an increase or decrease of the braking power 45 PB is possible.

Voraussetzung für das korrekte Funktionieren des Systems ist, dass die entstandene Verlustwärme in den Zylindern Ci, C2, C3, C4, C5, C6 und im Druckbehälter 18 entsprechend abgeführt werden kann. In der konkreten Ausführung wurde die Verlustleistung im Zylinder C1( C2, C3, C4, so C5, C6 über das Kühlwasser und im Druckbehälter 18 über einen zusätzlichen Wärmetauscher abgeführt (nicht dargestellt). Ist die Kühlung nicht ausreichend, wird in der oben beschriebenen Weise die Bremsleistung PB automatisch reduziert, um jede Überhitzung des Systems zu vermeiden. 55A prerequisite for the correct functioning of the system is that the resulting heat loss in the cylinders Ci, C2, C3, C4, C5, C6 and in the pressure vessel 18 can be discharged accordingly. In the concrete embodiment, the power loss in the cylinder C1 (C2, C3, C4, C5, C6) was dissipated via the cooling water and in the pressure vessel 18 via an additional heat exchanger (not shown) .If the cooling is not sufficient, it is carried out in the manner described above the braking power PB is automatically reduced to prevent any overheating of the system

Claims

6 AT 501 295 B1 Patentansprüche: 1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit einer Motorbremseinrichtung, mit pro Zylinder zumindest einem, 5 vorzugsweise zusätzlich zu Ein- und Auslassventilen vorgesehenen Bremsventil, welches in einen gemeinsamen Druckbehälter (Brems-Rail) mündet, wobei das Bremsventil im Motorbremsbetrieb vor, zu Beginn und/oder während der Kompressionsphase des Zylinders zumindest einmal geöffnet wird, wobei die Bremsleistung der Motorbremseinrichtung durch Verändern der Steuerzeiten des Bremsventils, vorzugsweise des Schließzeitpunktes des io Bremsventils, gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt in Ab hängigkeit der Motordrehzahl ermittelt wird.1. A method for operating an internal combustion engine, in particular a multi-cylinder internal combustion engine with an engine brake device, per cylinder at least one, preferably 5 in addition to intake and exhaust valves provided brake valve which in a common pressure vessel (brake rail ), wherein the brake valve is opened at least once in the engine brake operation, at the beginning and / or during the compression phase of the cylinder, wherein the braking power of the engine braking device is controlled by changing the control times of the brake valve, preferably the closing time of the brake valve io, characterized that the closing time is determined as a function of the engine speed.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt in Abhängigkeit des Druckes und/oder der Temperatur im Druckbehälter ermittelt wird. 152. The method according to claim 1, characterized in that the closing time is determined as a function of the pressure and / or the temperature in the pressure vessel. 15

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung und/oder Erhöhung der Bremsleistung der Schließzeitpunkt beginnend von früh nach spät verstellt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that is adjusted to control and / or increase the braking power of the closing time, starting from early to late.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öff nungszeitpunkt des Bremsventils in Abhängigkeit der Motordrehzahl ermittelt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Publ nungpunkt of the brake valve is determined in dependence of the engine speed.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Bremsleistung und/oder des Wunschdrehmomentes motorkennfeldabhängig ein Basiswert 25 für den Schließzeitpunkt bestimmt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that due to the braking power and / or the desired torque engine map-dependent, an underlying value 25 is determined for the closing time.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiswert für den Schließzeitpunkt in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, sowie in Abhängigkeit des Druckes und/oder der Temperatur im Druckbehälter in Richtung des oberen Totpunktes der Zün- 30 düng begrenzt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the base value for the closing time in dependence on the engine speed, as well as in dependence of the pressure and / or the temperature in the pressure vessel in the direction of the top dead center of the ignition fertilizer is limited.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiswert in Abhängigkeit des Druckes und/oder der Temperatur im Druckbehälter erhöht oder reduziert wird.7. The method according to claim 5, characterized in that the base value is increased or reduced in dependence on the pressure and / or the temperature in the pressure vessel.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Zylinder zu Zylindergruppen zusammengefasst werden.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that individual cylinders are combined into cylinder groups.

9. Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Bremsleistung (PB) einer Motorbremseinrichtung einer Brennkraftmaschine (1), welche pro Zylinder (C^ C2, C3, C4, C5, C6) zumindest ein, 40 vorzugsweise zusätzlich zu Ein- und Auslassventilen vorgesehenes Bremsventil (10) auf weist, welches in einen für alle Zylinder (Ci, C2, C3, C4, C5, C6) gemeinsamen Druckbehälter (18) (Brems-Rail) mündet, wobei das Bremsventil (10) im Motorbremsbetrieb vor, zu Beginn und/oder während der Kompressionsphase des Zylinders (Ci, C2, C3, C4, C5, C6) zumindest einmal geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ein Mit- 45 tel zur Ermittlung des Schließzeitpunktes (ac) des Bremsventils (10) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Wunschbremsleistung (PB) und/oder eines Wunschbremsmomentes (MB), sowie als Funktion der Motordrehzahl (n) aufweist.9. Control device for controlling the braking power (PB) of an engine braking device of an internal combustion engine (1), which per cylinder (C ^ C2, C3, C4, C5, C6) at least one, preferably provided 40 in addition to intake and exhaust valves brake valve (10) has, which in a common cylinder (Ci, C2, C3, C4, C5, C6) pressure vessel (18) (brake rail) opens, the brake valve (10) in the engine brake before, at the beginning and / or during the compression phase of the cylinder (Ci, C2, C3, C4, C5, C6) is at least once open, characterized in that the control means a Mit tel for determining the closing time (ac) of the brake valve (10) in response to a predetermined desired braking power (PB) and / or a desired braking torque (MB), and as a function of engine speed (s) has.

10. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Mittel zu so Ermittlung des Schließzeitpunktes des Bremsventils (10) in Abhängigkeit des Druckes (pr) und/oder Temperatur (Tr) im Druckbehälter (18) aufweist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 5510. Control device according to claim 9, characterized in that it has a means for determining the closing time of the brake valve (10) as a function of the pressure (pr) and / or temperature (Tr) in the pressure vessel (18). For this purpose 4 sheets of drawings 55