DE102010009041A1

DE102010009041A1 - Motorzyklus mit verzögertem Auslass

Info

Publication number: DE102010009041A1
Application number: DE102010009041A
Authority: DE
Inventors: Joseph J. Clawson Moon; Roberto L. Farmington Rastelli; William C. Clinton Township Albertson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2010-10-07
Also published as: CN101832186A; US8191516B2; US20100224151A1; CN101832186B

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Motors in einem Motorzyklus mit verzögertem Auslass kann das Öffnen eines Einlassventils des Motors während eines ersten Takts, um einen Ansaugtakt zu bilden, umfassen. Das Verfahren kann weiterhin das Schließen des Einlassventils und das Ermitteln einer Motorbetriebstemperatur umfassen. Die Motorbetriebstemperatur kann mit einem vorbestimmten Temperaturgrenzwert verglichen werden. Zwischen einem Endteil eines zweiten Takts und einem Anfangsteil eines dritten Takts kann dem Brennraum eine erste Kraftstoffmasse geliefert werden. Der dritte Takt kann einen ersten Arbeitstakt bilden, und das Einlassventil und ein Auslassventil, die mit dem Brennraum in Verbindung stehen, können während des zweiten und des dritten Takts geschlossen sein. Das Auslassventil kann während eines vierten Takts in einer geschlossenen Stellung gehalten werden, wenn die Motorbetriebstemperatur niedriger als der vorbestimmte Temperaturgrenzwert ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und im Einzelnen einen Motorzyklus für einen Verbrennungsmotor mit verzögertem Auslass.
Hintergrund
Die Angaben in diesem Abschnitt sehen lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung vor und stellen eventuell nicht den Stand der Technik dar.
Ein herkömmlicher Motorbetrieb umfasst einen Viertaktzyklus. Während Bedingungen leichter Last kann jedoch ein Restsauerstoffgehalt in dem Brennraum für zusätzliche Verbrennungsvorgänge ausreichend sein. Dies kann vor allem auf Dieselanwendungen zutreffen, bei denen der dem Ansaugkanal gelieferte Luftstrom ungedrosselt ist. Der Betrieb in einem Viertaktzyklus während Kaltstartbedingungen kann aufgrund von relativ kühlen Temperaturen in den Zylindern die Aufwärmzeiten verlängern. Diese relativ kühlen Temperaturen in den Zylindern können eine begrenzte Wärmeübertragung auf Motorkühlmittel vorgesehen, das für Fahrgastzellenheizung des Fahrzeugs verwendet wird, und können auch einen relativ kühlen Abgasstrom zu Abgasnachbehandlungskomponenten vorsehen.
Zusammenfassung
Ein Verfahren zum Betreiben eines Motors in einem Motorzyklus mit verzögertem Auslass kann das Öffnen eines Einlassventils des Motors umfassen, um während eines ersten Takts einen Luftstrom zu einem Brennraum des Motors vorzusehen, der durch eine Zylinderbohrung und einen darin angeordneten Kolben festgelegt ist. Der erste Takt kann einen Ansaugtakt bilden. Das Verfahren kann weiterhin das Schließen des Einlassventils und das Ermitteln einer Motorbetriebstemperatur umfassen. Die Motorbetriebstemperatur kann mit einem vorbestimmten Temperaturgrenzwert verglichen werden. Dem Brennraum kann eine erste Kraftstoffmasse zwischen einem Endteil eines zweiten Takts unmittelbar nach dem ersten Takt und einem Anfangsteil eines dritten Takts unmittelbar nach dem zweiten Takt geliefert werden. Der dritte Takt kann einen ersten Arbeitstakt bilden, und das Einlassventil und ein Auslassventil, die mit dem Brennraum in Verbindung stehen, können während des zweiten und dritten Takts geschlossen sein. Das Auslassventil kann während eines vierten Takts unmittelbar nach dem dritten Takt in einer geschlossenen Stellung gehalten werden, wenn die Motorbetriebstemperatur niedriger als der vorbestimmte Temperaturgrenzwert ist.
Ein anderes Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors in einem Motorzyklus mit verzögertem Auslass kann das Öffnen eines Einlassventils des Dieselmotors umfassen, um einem Brennraum des Dieselmotors, der durch eine Zylinderbohrung und einen darin angeordneten Kolben festgelegt ist, während eines ersten Takts einen Luftstrom zu liefern. Der erste Takt kann einen Ansaugtakt bilden. Das Verfahren kann weiterhin nach dem ersten Takt das Schließen des Einlassventils und das Halten des Einlassventils und eines Auslassventils, die mit dem Brennraum in Verbindung stehen, in einer geschlossenen Stellung umfassen. Das Einlass- und das Auslassventil können während eines zweiten Takts unmittelbar nach dem ersten Takt in einer geschlossenen Stellung gehalten werden. Der zweite Takt kann einen ersten Verdichtungstakt bilden. Das Einlassund das Auslassventil können während eines dritten Takts unmittelbar nach dem zweiten Takt geschlossen sein. Das Einlass- und das Auslassventil können während eines vierten Takts unmittelbar nach dem dritten Takt, eines fünften Takts unmittelbar nach dem vierten Takt und eines sechsten Takts unmittelbar nach dem fünften Takt in der geschlossenen Stellung gehalten werden. Der vierte Takt kann einen zweiten Verdichtungstakt bilden, und der sechste Takt kann einen dritten Verdichtungstakt bilden. Das Einlass- und das Auslassventil können während eines siebten Takts unmittelbar nach dem sechsten Takt geschlossen sein. Dem Brennraum kann eine erste Kraftstoffmasse geliefert werden, um während des dritten oder siebten Takts einen ersten Arbeitstakt zu bilden.
Weitere Gebiete der Anwendbarkeit gehen aus der hierin vorgesehenen Beschreibung hervor. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifischen Beispiele lediglich dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung beschränken sollen.
Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich den Zwecken der Veranschaulichung und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise beschränken.
1 ist eine schematische Darstellung einer Motoranlage, die einen Ansaugtakt eines Motorzyklus mit verzögertem Auslass gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt;
2 ist eine schematische Darstellung der Motoranlage von 1, die einen anderen Takt des Motorzyklus mit verzögertem Auslass darstellt;
3 ist eine schematische Darstellung der Motoranlage von 1, die einen anderen Takt des Motorzyklus mit verzögertem Auslass darstellt;
4 ist eine schematische Darstellung der Motoranlage von 1, die einen anderen Takt des Motorzyklus mit verzögertem Auslass darstellt;
5 ist eine schematische Darstellung der Motoranlage von 1, die einen anderen Takt des Motorzyklus mit verzögertem Auslass darstellt;
6 ist eine schematische Darstellung der Motoranlage von 1, die einen anderen Takt des Motorzyklus mit verzögertem Auslass darstellt;
7 ist eine schematische Darstellung der Motoranlage von 1, die einen anderen Takt des Motorzyklus mit verzögertem Auslass darstellt;
8 ist eine schematische Darstellung der Motoranlage von 1, die einen Auspufftakt des Motorzyklus mit verzögertem Auslass darstellt; und
9 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung der Motoranlage von 1–8 veranschaulicht.
Eingehende Beschreibung
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und in keiner Weise dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzungsmöglichkeiten zu beschränken. Es versteht sich, dass in den gesamten Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
Wie in 1–8 ersichtlich kann eine Motoranlage 10 einen Motorblock 12, einen Zylinderkopf 14, eine Kurbelwelle 16, Kolben 18 (wovon einer gezeigt ist), eine Ventiltriebanordnung 20, eine (nicht gezeigte) Glühkerze und einen Kraftstoffinjektor 22 umfassen. Der Motorblock 12 kann Zylinderbohrungen 24 (wovon eine gezeigt ist), die jeweils einen darin angeordneten Kolben 18 aufweisen, und Kühlmittelkanäle 25 ausbilden. Es versteht sich, dass die vorliegenden Lehren auf eine beliebige Anzahl von Kolben-Zylinder-Anordnungen und eine Vielzahl von Motorkonfigurationen anwendbar sind, einschließlich aber nicht ausschließlich V-Motoren, Reihenmotoren und Boxermotoren sowie Konfigurationen sowohl mit oben liegender Nockenwelle als auch mit Nocken im Block. Während die vorliegende Offenbarung bezüglich eines Dieselmotors veranschaulicht ist, versteht sich auch, dass sie zusätzlich auf Benzinmotoren anwendbar ist.
Der Zylinderkopf 14 kann Einlass- und Auslasskanäle 26, 28, ein Kraftstoffinjektorgehäuse 30 und Kühlmitteldurchlässe 31 umfassen. Der Motorblock 12, der Zylinderkopf 14 und der Kolben 18 können zusammen einen Brennraum 32 festlegen. Der Kraftstoffinjektor 22 kann sich in dem Kraftstoffinjektorgehäuse 30 befinden, wobei er sich in den und in Verbindung mit dem Brennraum 32 erstreckt, was eine Direkteinspritzkonfiguration bildet. Die Ventiltriebanordnung 20 kann durch den Zylinderkopf 14 gelagert sein und kann Einlass- und Auslassnockenwellen 34, 36 sowie Einlass- und Auslassventilanordnungen 38, 40 umfassen. Die Einlassnockenwelle 34 kann mit der Einlassventilanordnung 38 in Eingriff stehen, und die Auslassnockenwelle 36 kann mit der Auslassventilanordnung 40 in Eingriff stehen.
Die Einlassventilanordnung 38 kann einen Ventilverschiebungsmechanismus 42 und ein Einlassventil 44 umfassen. Der Ventilverschiebungsmechanismus 42 kann mit dem Einlassventil 44 und der Einlassnockenwelle 34 in Eingriff stehen und kann selektiv Bewegung von der Einlassnockenwelle 34 übertragen, um das Einlassventil 44 zwischen der offenen und geschlossenen Stellung zu verschieben. Der Ventilverschiebungsmechanismus 42 kann ein (nicht gezeigtes) Vorspannelement, das normalerweise das Einlassventil 44 zu der geschlossenen Stellung vorspannt, und einen (nicht gezeigten) Ventilhubmechanismus, der mit einer Einlassnocke 46 der Einlassnockenwelle 34 in Eingriff steht, umfassen.
Der Ventilhubmechanismus kann in einem ersten und zweiten Modus betreibbar sein. In dem ersten (oder aktivierten) Modus kann der Ventilhubmechanismus das Einlassventil 44 zu der offenen Stellung verschieben, wenn es von einer Spitze 48 der Nocke 46 (wie in 1 ersichtlich) ergriffen wird. In dem zweiten (oder deaktivierten Modus) kann der Ventilhubmechanismus dem Einlassventil 44 ermöglichen, in der geschlossenen Stellung zu bleiben, wenn es von der Spitze 48 der Nocke 46 ergriffen wird (wie in 5 ersichtlich). Der Ventilhubmechanismus kann verschiedene Leerlaufmechanismen umfassen, die in dem ersten und zweiten Modus betreibbar sind, um selektiv Bewegung zwischen einer Nockenwellennocke und einer Ventilanordnung zu übertragen. Der Ventilhubmechanismus kann auf verschiedene Weise betätigt werden, einschließlich aber nicht ausschließlich durch hydraulische Betätigung.
Die Auslassventilanordnung 40 kann einen Ventilverschiebungsmechanismus 50 und ein Auslassventil 52 umfassen. Der Ventilverschiebungsmechanismus 50 kann mit dem Auslassventil 52 und der Auslassnockenwelle 36 in Eingriff stehen und kann selektiv Bewegung von der Auslassnockenwelle 36 übertragen, um das Auslassventil 52 zwischen einer geöffneten und geschlossenen Stellung zu verschieben. Der Ventilverschiebungsmechanismus 50 kann ein (nicht gezeigtes) Vorspannelement, das normalerweise das Auslassventil 52 zu der geschlossenen Stellung vorspannt, und einen (nicht gezeigten) Ventilhubmechanismus, der mit einer Auslassnocke 54 der Auslassnockenwelle 36 in Eingriff steht, umfassen.
Der Ventilhubmechanismus der Auslassventilanordnung 40 kann wie vorstehend bezüglich des Ventilhubmechanismus der Einlassventilanordnung 38 erläutert in dem ersten und zweiten Modus betreibbar sein. In dem ersten Modus kann der Ventilhubmechanismus das Auslassventil 52 zu der offenen Stellung verschieben, wenn es von einer Spitze 56 der Nocke 54 ergriffen wird (wie in 8 ersichtlich). In dem zweiten Modus kann der Ventilhubmechanismus es dem Auslassventil 52 ermöglichen, in der geschlossenen Stellung zu bleiben, wenn es von der Spitze 56 der Nocke 54 ergriffen wird (wie in 4 ersichtlich). Der Ventilhubmechanismus kann verschiedene Leerlaufmechanismen umfassen, die in dem ersten und zweiten Modus betreibbar sind, um selektiv Bewegung zwischen einer Nockenwellennocke und einer Ventilanordnung zu übertragen. Der Ventilhubmechanismus kann auf verschiedene Weise betätigt werden, einschließlich aber nicht ausschließlich durch hydraulische Betätigung. Während er mit einem einzigen Einlassventil 44 und einem einzigen Auslassventil 52 gezeigt ist, versteht sich, dass für einen jeweiligen Zylinder 24 eine beliebige Anzahl an Einlass- und Auslassventilen verwendet werden kann.
Die Motoranlage 10 kann zusätzlich ein Steuermodul 58 und einen Temperatursensor 60, der sich in einen der Kühlmittelkanäle 25, 31 erstreckt und mit dem Steuermodul 58 in Verbindung steht, umfassen. Wie hierin verwendet kann sich der Begriff Modul auf eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, kurz vom engl. Application Specific Integrated Circuit), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und/oder einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, beziehen, kann Teil derselben sein oder diese einschließen. Der Temperatursensor 60 kann dem Steuermodul 58 ein Signal liefern, das die Kühlmitteltemperatur anzeigt. Das Steuermodul 58 kann die Temperatur verwenden, um wie nachstehend erläutert eine Motorbetriebstemperatur (T) zu ermitteln und Motorbetrieb zu steuern.
Unter Bezug auf 9 ist eine Steuerlogik 110 für die Steuerung von Motorbetrieb in einem Motorzyklus mit verzögertem Auslass veranschaulicht. Die Steuerlogik 110 kann verwendet werden, wenn die Motorbetriebsdrehzahl unter einem vorbestimmten Drehzahlgrenzwert liegt, um genügend Zeit für eine Ventiltriebumschaltung vorzusehen, und wenn die Motorbetriebslast unter einem vorbestimmten Lastgrenzwert liegt, bei dem für mehrere Verbrennungsvorgänge ausreichender Sauerstoffgehalt in den Zylindern vorhanden ist.
Die Steuerlogik 110 kann durch Ermitteln der Motorbetriebstemperatur (T) bei Block 112 beginnen. Dann kann die Steuerlogik 110 zu Block 114 vorrücken, wo die Motorbetriebstemperatur (T) beurteilt wird. Wenn die Betriebstemperatur (T) bei oder über einem vorbestimmten Temperatur grenzwert (LIMIT_T) liegt, kann die Steuerlogik 110 enden. Wenn die Betriebstemperatur (T) unter dem vorbestimmten Temperaturgrenzwert (LIMIT_T) liegt, kann die Steuerlogik 110 zu Block 116 vorrücken, wo der Motorzyklus mit verzögertem Auslass gestartet wird. Ein Start des Motorzyklus mit verzögertem Auslass kann im Allgemeinen den Betrieb des Ventilhubmechanismus in dem zweiten (oder deaktivierten) Modus umfassen.
1–7 veranschaulichen im Allgemeinen ein nicht einschränkendes Beispiel des Starts des Motorzyklus mit verzögertem Auslass. Jeder nachstehend erläuterte Motortakt kann in etwa einhundertundachtzig Grad Drehung der Kurbelwelle 16 und neunzig Grad Drehung der Nockenwellen 34, 36 entsprechen. Die Einlass- und die Auslassnockenwelle 34, 36 können jeweils bei in etwa der halben Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 16 drehen. Wie in 1 ersichtlich kann der erste Takt des Motorzyklus mit verzögertem Auslass einen Ansaugtakt umfassen. Der erste Takt kann das Einlassventil 44 in der offenen Stellung und das Auslassventil 52 in der geschlossenen Stellung umfassen. Die Ventilhubmechanismen der Einlass- und der Auslassventilanordnung 38, 40 können während des ersten Takts in dem ersten Modus betrieben werden und können nach dem ersten Takt zu dem zweiten Modus umgeschaltet werden. Der in 2 ersichtliche zweite Takt kann einen ersten Verdichtungstakt bilden. Der zweite Takt kann unmittelbar auf den ersten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen.
Wie in 3 ersichtlich kann der dritte Takt einen ersten Expansionstakt bilden. Der dritte Takt kann unmittelbar auf den zweiten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen. In den Brennraum 32 kann eine erste Kraftstoff masse zwischen einem Endteil des zweiten Takts und einem Anfangsteil des dritten Takts eingespritzt werden. Der dritte Takt kann einen ersten Arbeitstakt bilden, bei dem verdichtete Luft und die erste Kraftstoffmasse gezündet werden. Der in 4 ersichtliche vierte Takt kann einen zweiten Verdichtungstakt bilden. Der vierte Takt kann unmittelbar auf den dritten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen.
Wie in 5 ersichtlich kann der fünfte Takt einen zweiten Expansionstakt bilden. Der fünfte Takt kann unmittelbar auf den vierten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen. Der in 6 ersichtliche sechste Takt kann einen dritten Verdichtungstakt bilden. Der sechste Takt kann unmittelbar auf den fünften Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen.
Wie in 7 ersichtlich kann der siebte Takt einen dritten Expansionstakt bilden. Der siebte Takt kann unmittelbar auf den sechsten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen. In den Brennraum 32 kann eine zweite Kraftstoffmasse zwischen einem Endteil des sechsten Takts und einem Anfangsteil des siebten Takts eingespritzt werden. Der siebte Takt kann einen zweiten Arbeitstakt bilden, bei dem in dem Brennraum verdichtete Restluft die zweite Kraftstoffmasse zündet.
Bei einer anderen Auslegung kann eine erste zusätzliche Kraftstoffmasse zwischen einem Endteil des vierten Takts und einem Anfangsteil des fünften Takts in den Brennraum 32 eingespritzt werden. Bei der anderen Auslegung kann der fünfte Takt einen ersten dazwischenliegenden Arbeitstakt bilden, bei dem verdichtete Luft und die erste zusätzliche Kraftstoffmasse gezündet werden.
Nachdem der Motorzyklus mit verzögertem Auslass gestartet wurde, können die Motordrehzahl und -last im Verhältnis zu den vorstehend bei Block 117 erläuterten Betriebsgrenzwerten beurteilt werden. Wenn die Motordrehzahl und/oder -last über den vorbestimmten Grenzwerten liegen, kann die Steuerlogik 110 zu Block 126 vorrücken, wo der normale Betrieb wieder aufgenommen wird. Ansonsten kann die Steuerlogik 110 zu Block 118 vorrücken. Die Betriebstemperatur (T) kann bei Block 118 wieder ermittelt und dann bei Block 120 mit dem Temperaturgrenzwert (LIMIT_T) verglichen werden. Wenn die Betriebstemperatur (T) größer oder gleich dem Temperaturgrenzwert (LIMIT_T) ist, kann die Steuerlogik 110 zu Block 126 vorrücken, wo der normale Betrieb wieder aufgenommen wird. Die Aufnahme des normalen Betriebs kann im Allgemeinen umfassen, dass die Ventilhubmechanismen der Einlass- und der Auslassventilanordnung 38, 40 zurück zu dem ersten Modus geschaltet werden. Der normale Betrieb kann Motorbetrieb in dem Viertaktmodus umfassen. Als nicht einschränkendes Beispiel können die Einlass- und die Auslassventilanordnung 38, 40 an einem Punkt zwischen dem Start des sechsten Takts und dem Ende des siebten Takts zurück zu dem ersten Modus geschaltet werden.
Der nächste (oder achte) Takt, der in 8 ersichtlich ist, kann dann einen Auspufftakt bilden. Der achte Takt kann das Einlassventil 44 in der geschlossenen Stellung und das Auslassventil 52 in der offenen Stellung umfassen. Während des achten Takts kann Abgas aus dem Brennraum 32 austreten.
Wenn die Betriebstemperatur (T) unter dem Temperaturgrenzwert (LIMIT_T) liegt, kann die Steuerlogik 110 zu Block 122 vorrücken, wo die Sauerstoffkonzentration in dem Brennraum 32 ermittelt wird. Die Sauerstoffkonzentration kann beruhend auf der Luftmasse, die während des Ansaugtakts aufgenommen wurde, und der Kraftstoffmasse, die eingespritzt wurde, geschätzt werden. Bei einem anfänglichen Verbrennungsvorgang kann ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Gemisch beruhend auf einer Motorlastanforderung bekannt sein. Zusätzliche Verbrennungsvorgänge können durch Ändern der eingespritzten Kraftstoffmasse gesteuert werden, um vor einem Auslassvorgang ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis vorzusehen. Dann kann die Steuerlogik 110 zu Block 124 vorrücken, wo die Sauerstoffkonzentration beurteilt wird. Der Brennraum 32 kann im Allgemeinen eine ausreichende Sauerstoffkonzentration für zahlreiche Verbrennungszyklen haben, da der dem Einlasskanal 26 gelieferte Luftstrom bei Dieselanwendungen typischerweise ungedrosselt ist. Wenn aber die Sauerstoffkonzentration unter dem vorbestimmten Sauerstoffgrenzwert (LIMIT_o) liegt, kann die Steuerlogik 110 zu Block 126 vorrücken, wo wie vorstehend beschrieben der normale Betrieb wieder aufgenommen wird. Liegt die Sauerstoffkonzentration bei oder über dem Sauerstoffgrenzwert (LIMIT_o), kann die Steuerlogik 110 zu Block 128 vorrücken, wo der Motorzyklus mit verzögertem Auslass fortgesetzt wird.
Das Fortsetzen des Motorzyklus mit verzögertem Auslass kann im Allgemeinen das Halten des Einlass- und Auslassventilhubmechanismus während der nächsten vier Takte in dem zweiten (oder deaktivierten) Modus umfassen. Der achte Takt kann einen fünften Verdichtungstakt bilden. Der achte Takt kann im Allgemeinen dem in 4 gezeigten vierten Takt ähneln. Der achte Takt kann unmittelbar auf den siebten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen.
Der neunte Takt kann einen vierten Expansionstakt bilden. Der neunte Takt kann im Allgemeinen dem in 5 gezeigten fünften Takt ähneln. Der neunte Takt kann unmittelbar auf den achten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen. Bei der vorstehend erläuterten anderen Auslegung kann eine zweite zusätzliche Kraftstoffmasse zwischen einem Endteil des achten Takts und einem Anfangsteil des neunten Takts in den Brennraum 32 eingespritzt werden. Bei der anderen Auslegung kann der neunte Takt einen zweiten dazwischenliegenden Arbeitstakt bilden, bei dem verdichtete Luft und die zweite zusätzliche Kraftstoffmasse gezündet werden. Der zehnte Takt kann einen fünften Verdichtungstakt bilden. Der zehnte Takt kann im Allgemeinen dem in 6 gezeigten sechsten Takt ähneln. Der zehnte Takt kann unmittelbar auf den neunten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen.
Der elfte Takt kann einen fünften Expansionstakt bilden. Der zehnte Takt kann im Allgemeinen dem in 7 gezeigten siebten Takt ähneln. Der elfte Takt kann unmittelbar auf den zehnten Takt folgen und kann das Einlass- und das Auslassventil 44, 52 jeweils in der geschlossenen Stellung umfassen. Eine dritte Kraftstoffmasse kann zwischen einem Endteil des zehnten Takts und einem Anfangsteil des elften Takts in den Brennraum 32 eingespritzt werden. Der elfte Takt kann einen dritten Arbeitstakt bilden, bei dem im Brennraum 32 verdichtete Restluft und die dritte Kraftstoffmasse gezündet werden.
Nachdem das Fortsetzen des Motorzyklus mit verzögertem Auslass bei Block 128 ausgelöst wurde, kann die Steuerlogik 110 wieder zu Block 117 zurückkehren. Die Steuerlogik 110 kann den Betrieb in dem Motorzyklus mit verzögertem Auslass fortsetzen, während der Motor in den Drehzahl- und Lastgrenzen arbeitet, bis die Betriebstemperatur (T) unter dem Temperaturgrenzwert (LIMIT_T) liegt oder bis die Sauerstoffkonzentration unter dem Sauerstoffgrenzwert (LIMIT_o) liegt. Der Motorzyklus mit verzögertem Auslass kann im Allgemeinen Motorzyklen umfassen, die mindestens acht Takte und Mehrfache von vier Takten (d. h. 8 Takt, 12 Takt, 16 Takt) aufweisen.
Während der Motorzyklus mit verzögertem Auslass vorstehend mit mindestens zwei Arbeitstakten pro acht Takte beschrieben ist, versteht sich, dass es andere Auslegungen gibt, bei denen ein einziger Arbeitstakt auf acht Takte erfolgt. Als nicht einschränkendes Beispiel kann ein einziger Arbeitstakt entweder bei dem vorstehend erläuterten dritten oder siebten Takt erfolgen, während der andere einen Expansionstakt bildet.
Die Motoranlage 10 kann während Kaltbetrieb des Motors bei Bedingungen leichter Last in dem Motorzyklus mit verzögertem Auslass betrieben werden. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Motoranlage 10 bei Startbedingungen in dem Motorzyklus mit verzögertem Auslass betrieben werden. Der Motorbetrieb in dem Motorzyklus mit verzögertem Auslass kann ein schnelleres Erwärmen des Motors und daher des Fahrzeugs vorsehen. Der Motorzyklus mit verzögertem Auslass kann zusätzlich das Reduzieren der Zeit unterstützen, die Abgasnachbehandlungskomponenten benötigen, um für Betrieb erforderliche Temperaturen zu erreichen.
Im Einzelnen kann der Motorzyklus mit verzögertem Auslass im Allgemeinen höhere Temperaturen in dem Brennraum erzeugen als bei einem herkömmlichen Viertaktzyklus während ähnlichen Betriebsbedingungen auftreten würden. Diese erhöhten Temperaturen können höhere Abgastemperaturen vorsehen und können auch in den Kühlmittelkanälen 25, 31 in dem Motorblock 12 und dem Zylinderkopf 14 angeordnetes Kühlmittel erwärmen. Die verringerten Aufwärmzeiten des Motors können auch eine schnellere Beheizung der Fahrgastzelle des Fahrzeugs sowie eine effizientere Schadstoffregelung durch schnellere Beheizung von Abgasnachbehandlungskomponenten und innere Abgasrückführung (AGR) vorsehen.

Claims

Verfahren, umfassend: Öffnen eines Einlassventils eines Motors, um einen Luftstrom zu einem durch eine Zylinderbohrung und einen darin angeordneten Kolben festgelegten Brennraum des Motors während eines ersten Takts vorzusehen, wobei der erste Takt einen Ansaugtakt bildet; Schließen des Einlassventils; Ermitteln einer Motorbetriebstemperatur; Vergleichen der Motorbetriebstemperatur mit einem vorbestimmten Temperaturgrenzwert; Liefern einer ersten Kraftstoffmasse zwischen einem Endteil eines zweiten Takts unmittelbar nach dem ersten Takt und einem Anfangsteil eines dritten Takts unmittelbar nach dem zweiten Takt zu dem Brennraum, wobei der dritte Takt einen ersten Arbeitstakt bildet und das Einlassventil und ein Auslassventil, die mit dem Brennraum in Verbindung stehen, während des zweiten und dritten Takts geschlossen sind; und während eines vierten Takts unmittelbar nach dem dritten Takt Halten des Auslassventils in einer geschlossenen Stellung, wenn die Motorbetriebstemperatur niedriger als der vorbestimmte Temperaturgrenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Halten das Schalten eines Auslassventilhubmechanismus zu einem deaktivierten Modus umfasst, um zu verhindern, dass eine damit in Eingriff stehender Nockenwellennocke das Auslassventil öffnet.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin während eines fünften Takts unmittelbar nach dem vierten Takt das Halten des Einlassventils in einer geschlossenen Stellung umfasst, wenn die Motorbetriebstemperatur niedriger als der vorbestimmte Temperaturgrenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Halten des Einlassventils in der geschlossenen Stellung das Schalten eines Einlassventilhubmechanismus zu einem deaktivierten Modus umfasst, um zu verhindern, dass eine damit in Eingriff stehende Einlassnockenwellennocke das Einlassventil öffnet.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Öffnen des Auslassventils während des vierten Takts umfasst, um einen Auspufftakt zu bilden, wenn die Motorbetriebstemperatur größer als der vorbestimmte Temperaturgrenzwert ist, und/oder welches weiterhin das Ermitteln eines Sauerstoffgehalts in dem Brennraum umfasst, wobei das Auslassventil während des vierten Takts in der geschlossenen Stellung gehalten wird, wenn die Motorbetriebstemperatur niedriger als der vorbestimmte Temperaturgrenzwert ist und wenn der Sauerstoffgehalt größer als ein vorbestimmter Sauerstoffgrenzwert ist, und/oder wobei das Halten das Halten des Einlass- und des Auslassventils in der geschlossenen Stellung über mindestens sieben auf einander folgende Takte unmittelbar nach dem ersten Takt umfasst, wenn die Motorbetriebstemperatur niedriger als der vorbestimmte Temperaturgrenzwert ist.
Verfahren, umfassend: Öffnen eines Einlassventils eines Dieselmotors, um einen Luftstrom zu einem durch eine Zylinderbohrung und einen darin angeordneten Kolben festgelegten Brennraum des Dieselmotors während eines ersten Takts vorzusehen, wobei der erste Takt einen Ansaugtakt bildet; nach dem ersten Takt Schließen des Einlassventils, Halten des Einlassventils und eines Auslassventils, die mit dem Brennraum in Verbindung stehen, in einer geschlossenen Stellung; während eines zweiten Takts unmittelbar nach dem ersten Takt Halten des Einlass- und des Auslassventils in der geschlossenen Stellung, wobei der zweite Takt einen ersten Verdichtungstakt bildet; während eines dritten Takts unmittelbar nach dem zweiten Takt Geschlossenhalten des Einlass- und des Auslassventils; während eines vierten Takts unmittelbar nach dem dritten Takt Halten des Einlass- und des Auslassventils in der geschlossenen Stellung, wobei der vierte Takt einen zweiten Verdichtungstakt bildet; während eines fünften Takts unmittelbar nach dem vierten Takt Halten des Einlass- und des Auslassventils in der geschlossenen Stellung; während eines sechsten Takts unmittelbar nach dem fünften Takt Halten des Einlass- und des Auslassventils in der geschlossenen Stellung, wobei der sechste Takt einen dritten Verdichtungstakt bildet; während eines siebten Takts unmittelbar nach dem sechsten Takt Geschlossenhalten des Einlass- und des Auslassventils; und Liefern einer ersten Kraftstoffmasse zu dem Brennraum, um während des dritten oder des siebten Takts einen ersten Arbeitstakt zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 6, welches weiterhin das Öffnen des Auslassventils während eines achten Takts unmittelbar nach dem siebten Takt und das Bilden eines Auspufftakts umfasst, und/oder wobei die erste Kraftstoffmasse zwischen einem Endteil des zweiten Takts und einem Anfangsteils eines dritten Takts zu dem Brennraum geliefert wird, um während des dritten Takts den ersten Arbeitstakt zu bilden, welches insbesondere weiterhin zwischen einem Endteil des sechsten Takts und einem Anfangsteil des siebten Takts das Liefern einer zweiten Kraftstoffmasse zu dem Brennraum umfasst, um während des siebten Takts einen zweiten Arbeitstakt zu bilden, welches insbesondere weiterhin zwischen einem Endteil des sechsten Takts und einem Anfangsteil des siebten Takts unmittelbar nach dem sechsten Takt das Liefern einer dritten Kraftstoffmasse umfasst, wobei der siebte Takt einen dazwischenliegenden Arbeitstakt bildet.
Verfahren nach Anspruch 6, welches weiterhin während eines achten Takts unmittelbar nach dem siebten Takt das Geschlossenhalten des Einlass- und des Auslassventils umfasst, wobei der achte Takt einen vierten Verdichtungstakt bildet, welches insbesondere weiterhin während eines neunten Takts unmittelbar nach dem achten Takt, eines zehnten Takts unmittelbar nach dem neunten Takt und eines elften Takts unmittelbar nach dem zehnten Takt das Geschlossenhalten des Einlass- und des Auslassventils umfasst, wobei der zehnte Takt einen fünften Verdichtungstakt bildet, wobei insbesondere die erste Kraftstoffmasse zwischen einem Endteil des zweiten Takts und einem Anfangsteil eines dritten Takts dem Brennraum geliefert wird, um während des dritten Takts den ersten Arbeitstakt zu bilden, wobei das Verfahren weiterhin zwischen einem Endteil des sechsten Takts und einem Anfangsteil des siebten Takts das Liefern einer zweiten Kraftstoffmasse zu dem Brennraum, um während des siebten Takts einen zweiten Arbeitstakt zu bilden, und zwischen einem Endteil des zehnten Takts und einem Anfangsteil eines elften Takts unmittelbar nach dem zehnten Takt das Liefern einer dritten Kraftstoffmasse zu dem Brennraum umfasst, wobei der elfte Takt einen dritten Arbeitstakt bildet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Einlass- und das Auslassventil in der geschlossenen Stellung gehalten werden, während ein Sauerstoffgehalt in dem Brennraum größer als ein vorbestimmter Sauerstoffgrenzwert ist, wobei insbesondere ein maximaler Sauerstoffgehalt in dem Brennraum unmittelbar nach dem Ansaugtakt eintritt, und/oder wobei das Einlass- und das Auslassventil in einer geschlossenen Stellung gehalten werden, während eine Motorbetriebstemperatur niedriger als ein vorbestimmter Temperaturgrenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Halten des Einlass- und des Auslassventils in der geschlossenen Stellung das Setzen des Einlass- und des Auslassventilhubmechanismus in einen deaktivierten Modus umfasst, der ein Öffnen des Einlass- und des Auslassventils durch diesen zugeordnete Einlass- und Auslassnockenwellennocken verhindert, welches insbesondere weiterhin das Schalten des Einlass- und des Auslassventilhubmechanismus zu einem aktivierten Modus umfasst, der ein Öffnen des Einlass- und des Auslassventils durch die diesen zugeordnete Einlass- und Auslassnockenwellennocken ermöglicht, wobei das Einlass- und das Auslassventil während des aktivierten Modus jeweils einmal alle vier aufeinanderfolgenden Takte geöffnet werden.