DE102012106343A1 - Verfahren und System für einen turboaufgeladenen Motor - Google Patents

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Joseph Norman Ulrey
Ross Dykstra Pursifull
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme für einen aufgeladenen Motor bereitgestellt, der ein geteiltes Ansaugsystem aufweist, das mit einem geteilten Abgassystem gekoppelt ist. Luftladungen mit unterschiedlicher Zusammensetzung, unterschiedlichem Druck und unterschiedlicher Temperatur können dem Motor durch das geteilte Ansaugsystem zu verschiedenen Zeitpunkten eines Motorzyklus zugeführt werden. Auf diese Weise können die Vorteile von Aufladung und AGR erweitert werden.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortführung der US-Patentanmeldung mit der lfd. Nr. 12/878,838 mit dem Titel "Method and system for turbocharging an engine", die am 09. September 2010 eingereicht wurde und deren Offenbarung hiermit durch Querverweis in die vorliegende Anmeldung einbezogen ist.
  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades eines turboaufgeladenen Motors. Das Verfahren kann insbesondere von Nutzen sein, um eine AGR in einem turboaufgeladenen Motor vorzusehen.
  • Stand der Technik und Kurzdarstellung
  • In dem Bestreben, die strengen Emissionsnormen der US-Bundesregierung zu erfüllen, können Motorsysteme mit Abgasrückführsystemen (AGR-Systemen, engl.: EGR – exhaust gas recirculation) ausgebildet sein, wobei mindestens ein Teil des Abgases zu dem Motoreinlass zurückgeführt wird. Solche AGR-Systeme ermöglichen eine Verringerung der Abgasemissionen und senken gleichzeitig auch den Kraftstoffverbrauch, insbesondere bei höheren Niveaus der Motoraufladung.
  • Ein Beispiel eines solchen AGR-Systems wird von Duret in US 6,135,088 dargelegt. Dabei ist eine erste Einlassöffnung des Motorzylinders dafür ausgebildet, eine AGR zuzuführen, während eine zweite Einlassöffnung dafür ausgebildet ist, dem Zylinder Frischluft, die durch einen Kompressor verdichtet wird, zuzuführen. Auf diese Weise kann im Zylinder eine Ladungsschichtung erzielt werden, um die Selbstzündung zu verbessern.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei solch einem System erkannt. Zum Beispiel ist unter bestimmten Bedingungen Ladungsschichtung möglicherweise nicht erwünscht. Stattdessen ist möglicherweise Ladungshomogenisierung erwünscht, um Motorleistung zu erhöhen und AGR-Vorteile zu verbessern. Als ein weiteres Beispiel kann es beispielsweise schwierig sein, die Ladungsschichtung aufrechtzuerhalten, da beide Einlassöffnungen Abgas durch eine gemeinsame Auslassöffnung abführen. Als noch weiteres Beispiel können bei Modifikation zur Verwendung einer Auslassturbine zum Antrieb des Kompressors die von Duret gelehrten gewünschten Auswirkungen beseitigt werden.
  • Somit können in einem Beispiel einige dieser Probleme wenigstens teilweise durch ein Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Motors in Angriff genommen werden, welches Ansaugen mindestens eines Teils rückgeführten Abgases auf oder unter atmosphärischem Druck aus einem oder zwei Abgaskanälen in einen Motorzylinder durch einen ersten Ansaugkanal und Ansaugen von mindestens einem Teil Frischluft auf Kompressordruck in den Zylinder durch einen zweiten, getrennten Ansaugkanal, der mit dem anderen der beiden Abgaskanäle gekoppelt ist, umfasst. Auf diese Weise kann frische, aufgeladene Luft getrennt von dem rückgeführten Abgas zugeführt werden. Die Luftladungen können dann miteinander und mit Kraftstoff im Zylinder vermischt werden. Das kombinierte Luftladungs-Kraftstoff-Gemisch kann dann im Zylinder verbrannt werden.
  • Zum Beispiel kann eine Abgasmenge (das heißt Niederdruck-AGR) durch einen ersten AGR-Kanal aus einem ersten Abgaskanal in einen ersten Ansaugkanal gesaugt werden. Die AGR kann aus dem ersten Abgaskanal über ein erstes Auslassventil natürlich angesaugt und einem Motorzylinder auf oder unter atmosphärischem Druck durch ein erstes Einlassventil des ersten Ansaugkanals bei einer ersten, früheren Einlassventilsteuerzeit zugeführt werden. Zum Beispiel kann die AGR zu Beginn eines Ansaugtakts zugeführt werden. Gleichzeitig kann eine Einlassfrischluftmenge durch einen in einem zweiten Ansaugkanal enthaltenen Turboladerkompressor gesaugt werden. Somit kann der zweite Ansaugkanal von dem ersten Ansaugkanal getrennt sein und der Turbolader ist möglicherweise nur mit dem zweiten Ansaugkanal und nicht mit dem ersten Ansaugkanal gekoppelt. Des Weiteren wird der Kompressor möglicherweise durch eine in einem mit dem zweiten Ansaugkanal gekoppelten zweiten Abgaskanal enthaltene Turbine angetrieben. Zum Beispiel kann die komprimierte Einlassfrischluft durch ein zweites Einlassventil des zweiten Ansaugkanals bei einer zweiten Einlassventilsteuerzeit, die später ist als die erste Einlassventilsteuerzeit, in den Motorzylinder gesaugt werden (zum Beispiel kann die aufgeladene Frischluft angesaugt werden, nachdem der Ansaugtakt begonnen hat und nachdem das erste Einlassventil bereits geöffnet hat). Die Niederdruck-AGR (ND-AGR) und die aufgeladene Einlassfrischluft können im Zylinder vermischt werden. Des Weiteren kann das Luftladungsgemisch mit Kraftstoff vermischt und im Zylinder verbrannt werden.
  • Auf diese Weise kann eine Schichtluftladung dem Zylinder zugeführt werden, kann aber mit Kraftstoff im Zylinder vor der Verbrennung homogen vermischt werden. Indem die AGR aus dem Kompressor gehalten wird, können eine Verschmutzung und Verunreinigung des Kompressors reduziert werden. Indem die Kompressorarbeit bei Zuführung von AGR nicht verbraucht wird, kann der Turboladerwirkungsgrad verbessert werden. Durch Vermischen der zugeführten ND-AGR mit der zugeführten aufgeladenen Frischluft in dem Zylinder – und nicht vorher – kann des Weiteren eine Verdünnung der aufgeladenen Einlassluft mit AGR im Ansaugkanal reduziert werden. Durch Trennen der AGR-Zuführung von der Aufladungszuführung können des Weiteren Verzögerungen bei der Turboladersteuerung sowie AGR-Steuerung, insbesondere während Übergangsphasen, reduziert werden. Somit ermöglichen die getrennten Ansaugkanäle weiterhin die Verwendung eines kleineren Turboladers zur Bereitstellung der gewünschten Aufladung ohne Beeinträchtigung des Aufladungswirkungsgrads. Insgesamt werden der Motorwirkungsgrad und die Motorleistung verbessert.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung gegeben wurde, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, welche in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie ist nicht dazu vorgesehen, entscheidende oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang ausschließlich durch die Ansprüche definiert ist, welche auf die ausführliche Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, welche irgendwelche Nachteile überwinden, die oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung genannt wurden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motors, der ein geteiltes Ansaugrohr und ein geteiltes Abgasrohr sowie zugehörige Abgasrückführsysteme aufweist.
  • 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Motorzylinders von 1, der mit einem ersten und einem zweiten Ansaugkanal sowie mit einem ersten und einem zweiten Abgaskanal gekoppelt ist.
  • 3 zeigt eine Teilansicht des Motors.
  • 4 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche zum Betreiben des Motorzylinders von 2 gemäß der vorliegenden Offenbarung implementiert werden kann.
  • 5 zeigt beispielhafte Einlassventil- und Auslassventilsteuerzeiten für den Motorzylinder von 2.
  • 6 zeigt beispielhafte Luftladungsmischungen, welche dem Zylinder von 2 über den ersten und den zweiten Ansaugkanal während verschiedener Betriebsbedingungen zugeführt werden können.
  • 7 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche implementiert werden kann, um den Betrieb der Lufteinlassdrossel mit dem Betrieb des Turboladers während eines "Tip-in"-Ereignisses (Niedertreten des Gaspedals) zu koordinieren.
  • 8 zeigt ein Diagramm, das beispielhafte Einstellungen der Lufteinlassdrossel und des AGR-Ventils während eines "Tip-in" (Niedertreten des Gaspedals) erläutert.
  • 9 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm, das eine Routine darstellt, welche implementiert werden kann, um den Betrieb eines AGR-Kühlers auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen einzustellen.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines Motors, wie etwa des Motorsystems von 1–3, durch Zuführen einer Luftladung mit unterschiedlichem Druck und/oder unterschiedlicher Zusammensetzung (z.B. mit verschiedenen Verhältnissen von Frischluft zu AGR-Gasen) zu einem Motorzylinder durch unterschiedliche Ansaugkanäle zu verschiedenen Zeiten in einem Motorzyklus. Insbesondere kann eine Ansaugluftladung mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck dem Zylinder getrennt von einer Ansaugluftladung mit Kompressordruck zugeführt werden. Ebenso kann eine Ansaugluftladung, die zurückgeführtes Abgas enthält, dem Zylinder getrennt von einer Ansaugluftladung mit Frischluft zugeführt werden. Es sind noch weitere Kombinationen möglich, wie in 6 dargestellt. Eine Motorsteuereinheit kann dafür ausgebildet sein, eine Steuerungsroutine wie die Routine von 4 auszuführen, um ein erstes Zylindereinlassventil zu einem früheren Zeitpunkt als ein zweites Zylindereinlassventil zu öffnen (5) und dadurch eine erste Luftladung mit einer ersten Zusammensetzung zu einer anderen Zeit in den Motorzyklus einzuspeisen als eine zweite Luftladung mit einer zweiten Zusammensetzung. Die Einlassventilsteuerzeiten können ferner mit entsprechenden Auslassventilsteuerzeiten koordiniert werden (5). Die Position einer oder mehrerer Lufteinlassdrosseln und AGR-Ventile, die mit den verschiedenen Ansaugkanälen gekoppelt sind, kann eingestellt und koordiniert werden, um Transienten zu kompensieren, wie in Verbindung mit 7–8 erläutert wird. Außerdem können die verschiedenen AGR-Ventile so eingestellt werden, dass eine Erwärmung oder Kühlung der Ansaugluftladung jedes Ansaugkanals durch jeweilige AGR-Kühler ermöglicht wird, wie in Verbindung mit 9 erläutert wird. Auf diese Weise kann ein Betrag der Kompressionsarbeit des Turboladers, die für das Ansaugen von AGR-Gasen aufgewendet wird, verringert werden, wodurch der mittlere Ansaug- und/oder Abgasdruck der dem Turbolader zugeführten und aus ihm ausströmenden Gase erhöht wird, was die Leistung des Turboladers verbessert. Außerdem können, indem eine auf AGR basierende Luftladung von einer auf Aufladung beruhenden Luftladung getrennt gehalten wird, bis sie im Zylinder gemischt werden, Verzögerungen sowohl der AGR-Regelung als auch der Ladedruckregelung verringert werden. Insgesamt können die Vorteile sowohl der Abgasrückführung als auch der Aufladung erweitert werden, wodurch die Motorleistung und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften turboaufgeladenen Motorsystems 100, das eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine (Motor) 10 und einen Turbolader 50 aufweist. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Motorsystem 100 Bestandteil eines Antriebssystems für einen Personenkraftwagen sein. Der Motor 10 kann mehrere Zylinder 14 aufweisen. In dem dargestellten Beispiel weist der Motor 10 drei Zylinder auf, die in einer Reihenkonfiguration angeordnet sind. In anderen Beispielen kann der Motor 10 zwei oder mehr Zylinder, wie 4, 5, 8, 10 oder mehr Zylinder, aufweisen, die in anderen Konfigurationen angeordnet sind, wie V-Motor, Boxer-Motor usw. Jeder Zylinder 14 kann mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 166 ausgebildet sein. In dem dargestellten Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzdüse 166 eine Direkteinspritzdüse. In anderen Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzdüse 166 jedoch als eine auf Einspritzöffnungen basierende Kraftstoffeinspritzdüse ausgebildet sein. Weitere Einzelheiten eines einzelnen Zylinders 14 werden weiter unten in Verbindung mit 2–3 beschrieben.
  • Jeder Zylinder 14 des Motors 10 ist dafür ausgebildet, eine Ansaugluftladung (welche Frischluft und/oder zurückgeführtes Abgas enthält) von einem ersten Ansaugkanal 42 sowie einem zweiten Ansaugkanal 44 aufzunehmen. Hierbei kann der zweite Ansaugkanal 44 von dem ersten Ansaugkanal 42 getrennt, jedoch parallel zu diesem sein. Der erste Ansaugkanal 42 kann stromabwärts eines Luftfilters 60 eine Lufteinlassdrossel 62 aufweisen. Die Position der Drossel 62 kann durch ein Steuerungssystem 15 über ein Drosselstellglied (nicht dargestellt), das mit einer Steuereinheit 12 kommunikativ gekoppelt ist, eingestellt werden. Durch Verstellen der Drossel 62 kann eine Frischluftmenge aus der Atmosphäre in den Motor 10 eingeleitet und den Motorzylindern bei barometrischem (oder atmosphärischem) Druck (BP – barometric pressure) oder einem niedrigeren Druck über den ersten Ansaugkanal 42 zugeführt werden. Der erste Ansaugkanal 42 kann stromabwärts der Drossel 62 in mehrere Ansaugleitungen 43a–43c aufgeteilt sein. Jede Ansaugleitung 43a–43c kann mit einem anderen Motorzylinder gekoppelt sein und kann dafür ausgebildet sein, einen Teil der Ansaugluftladung des Ansaugkanals 42 dem entsprechenden Zylinder zuzuführen.
  • Der zweite Ansaugkanal 44 kann stromabwärts eines Ladeluftkühlers 56 und eines Turboladerkompressors 52 eine Lufteinlassdrossel 64 aufweisen. Insbesondere kann der Kompressor 52 des Turboladers 50 in dem zweiten Ansaugkanal 44 enthalten und mit diesem gekoppelt sein, jedoch nicht mit dem ersten Ansaugkanal 42. Die Position der Drossel 64 kann durch das Steuerungssystem 15 über ein Drosselstellglied (nicht dargestellt), das mit der Steuereinheit 12 kommunikativ gekoppelt ist, eingestellt werden. Durch Verstellen der Lufteinlassdrossel 64, während der Kompressor 52 in Betrieb ist, kann eine Frischluftmenge aus der Atmosphäre in den Motor 10 eingeleitet und den Motorzylindern mit Kompressordruck (oder Ladedruck) über den zweiten Ansaugkanal 44 zugeführt werden. Der zweite Ansaugkanal 44 kann stromabwärts der Drossel 64 in mehrere Ansaugleitungen 45a–45c aufgeteilt sein. Jede Ansaugleitung 45a–45c kann mit einem anderen Zylinder gekoppelt sein und kann dafür ausgebildet sein, einen Teil der Ansaugluftladung des Ansaugkanals 44 dem entsprechenden Zylinder zuzuführen.
  • Abgase, die bei Verbrennungs-Ereignissen in den Zylindern erzeugt werden, können aus jedem Zylinder 14 entlang eines ersten Abgaskanals 46 und eines zweiten Abgaskanals 48 abgelassen werden. Der Abgaskanal 46 kann in mehrere Abgasleitungen 47a–47c aufgeteilt sein. Insbesondere kann jede Abgasleitung 47a–47c mit einem anderen Zylinder gekoppelt sein und kann dafür ausgebildet sein, einen Teil des Abgases, das aus dem entsprechenden Zylinder abgelassen wird, in den Abgaskanal 46 einzuleiten. Das Abgas, das durch den ersten Abgaskanal 46 strömt, kann durch eine oder mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen, wie Katalysatoren 70 und 72, behandelt werden, bevor es entlang des Auspuffendrohres 35 in die Atmosphäre abgegeben wird.
  • Auf dieselbe Weise kann der zweite Abgaskanal 48 in mehrere Abgasleitungen 49a–49c aufgeteilt sein. Jede Abgasleitung kann mit einem anderen Zylinder gekoppelt sein und kann dafür ausgebildet sein, einen Teil der Abgase, die aus dem entsprechenden Zylinder abgelassen werden, in den Abgaskanal 48 einzuleiten. Eine Turbine 54 des Turboladers 50 kann in dem zweiten Abgaskanal 48 enthalten und mit diesem gekoppelt sein, jedoch nicht mit dem ersten Abgaskanal 46. Somit können Verbrennungsprodukte, welche über den Abgaskanal 48 ausgelassen werden, durch die Turbine 54 geleitet werden, um dem Kompressor 52 über eine Welle (nicht dargestellt) mechanische Arbeit zu liefern. In einigen Beispielen kann die Turbine 54 als eine Turbine mit variabler Geometrie ausgebildet sein, wobei die Steuereinheit 12 die Position der Laufschaufeln des Turbinenlaufrades (oder Leitschaufeln) einstellen kann, um den Energiepegel zu variieren, welcher aus dem Abgasstrom erhalten wird und an den Kompressor 52 weitergegeben wird.
  • Alternativ dazu kann die Abgasturbine 54 als eine Turbine mit variabler Düse ausgebildet sein, wobei die Steuereinheit 12 die Position der Turbinendüse einstellen kann, um den Energiepegel zu variieren, welcher aus dem Abgasstrom erhalten wird und an den Kompressor 52 weitergegeben wird.
  • Das Abgas, das durch den zweiten Abgaskanal 48 strömt, kann durch eine oder mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen, wie einen Katalysator 72, behandelt werden, bevor es entlang des Auspuffendrohres 35 in die Atmosphäre abgegeben wird. In dem dargestellten Beispiel wird das Abgas aus dem zweiten Abgaskanal 48 stromabwärts der Turbine 54 und des Katalysators 70, jedoch stromaufwärts des Katalysators 72 mit dem Abgas aus dem ersten Abgaskanal 46 vereinigt, so dass das vereinigte Abgas entlang des Auspuffendrohres 35 in die Atmosphäre abgegeben wird. Bei alternativen Ausführungsformen vereinigen sich die Abgaskanäle 46 und 48 jedoch möglicherweise nicht wieder und können das Abgas über getrennte Auspuffendrohre abgeben. Die Abgaskanäle 46 und 48 können außerdem einen oder mehrere Abgassensoren aufweisen, wie in Verbindung mit 3 näher erläutert wird.
  • Der Motor 10 kann ferner einen oder mehrere Abgasrückführkanäle (AGR-Kanäle) zum Rückführen wenigstens eines Teils des Abgases von dem ersten und dem zweiten Abgaskanal 46 und 48 zu dem ersten bzw. zweiten Ansaugkanal 42 und 44 aufweisen. Insbesondere kann der erste Abgaskanal 46 mit dem ersten Ansaugkanal 42 über einen ersten AGR-Kanal 80, der einen ersten AGR-Kühler 82 und ein erstes AGR-Ventil 84 enthält, kommunikativ gekoppelt sein. Eine Motorsteuereinheit kann dafür ausgebildet sein, das erste AGR-Ventil 84 zu öffnen, um eine Abgasmenge mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck zu dem ersten Ansaugkanal 42 zurückzuführen. Auf diese Weise kann eine Niederdruck-AGR (ND-AGR) von dem ersten Abgaskanal zu dem ersten Ansaugkanal abgezweigt werden.
  • Ebenso kann der zweite Abgaskanal 48 mit dem zweiten Ansaugkanal 44 über einen zweiten AGR-Kanal 90, der einen zweiten AGR-Kühler 92 und ein zweites AGR-Ventil 94 enthält, kommunikativ gekoppelt sein. Eine Motorsteuereinheit kann dafür ausgebildet sein, das zweite AGR-Ventil 94 zu öffnen, um eine Abgasmenge mit Kompressordruck von einer Stelle stromaufwärts der Turbine 54 zu dem zweiten Ansaugkanal 44 stromabwärts des Kompressors 52 zurückzuführen. Auf diese Weise kann eine Hochdruck-AGR (HD-AGR) über den zweiten Ansaug- und den zweiten Abgaskanal dem Motor zugeführt werden. Indem die ND-AGR durch einen ersten Kanal vorgesehen wird, während die HD-AGR durch einen zweiten, separaten AGR-Kanal vorgesehen wird, können sowohl HD-AGR als auch ND-AGR gleichzeitig vorgesehen werden, wodurch die Vorteile der AGR erweitert werden.
  • Die AGR-Kühler 82 und 92 können dafür ausgebildet sein, eine Temperatur des durch die jeweiligen AGR-Kanäle strömenden Abgases vor der Rückführung in den Motoreinlass zu senken. Bei einer alternativen Ausführungsform können die AGR-Kühler 82 und 92 an der Verbindungsstelle des AGR-Kanals und des entsprechenden Ansaugkanals positioniert sein. In dieser Position kann (können), wie weiter unten unter Bezugnahme auf 9 näher erläutert wird, unter gewissen Bedingungen der (die) AGR-Kühler vorteilhaft verwendet werden, um eine dem Zylinder zugeführte Ansaugluftladung zu erwärmen. Insbesondere kann der AGR-Kühler verwendet werden, um unter gewissen Bedingungen dem Motorzylinder eine erwärmte Luftladung zuzuführen (z.B. erwärmte Frischluft, oder ein Gemisch aus erwärmtem Abgas und Frischluft), während unter anderen Bedingungen dem Motorzylinder eine gekühlte Luftladung (z.B. gekühlte AGR) zugeführt wird. In einem Beispiel kann unter kalten Bedingungen eine Luftladung, die dem Zylinder über den zweiten Ansaugkanal zugeführt wird, vor dem Eintritt in den Kompressor erwärmt werden, um zu vermeiden, dass Wassertröpfchen auf den Kompressor auftreffen.
  • Bei weiteren Ausführungsformen kann eine Leitung die AGR-Kanäle koppelen. Die Leitung kann den zweiten AGR-Kanal 90 von einer Position aus, die sich zwischen dem AGR-Ventil 94 und dem AGR-Kühler 92 befindet, mit dem ersten AGR-Kanal 80 an einer Position, die sich zwischen dem AGR-Ventil 84 und dem AGR-Kühler 82 befindet, koppeln. Hierbei kann unter gewissen Bedingungen Abgas mit höherem Druck, das über das zweite Auslassventil in den zweiten Abgaskanal abgegeben wird, in dem AGR-Kühler 92 gekühlt werden, und die Wärme kann auf ein Kühlmittel übertragen werden. Das gekühlte Abgas kann über den ersten Ansaugkanal mit niedrigerem Druck zum Motoreinlass zurückgeführt werden. Alternativ dazu kann das gekühlte Abgas über den ersten Abgaskanal 46 und das Auspuffendrohr 35 in die Atmosphäre abgegeben werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Abgas mehr Arbeit verrichtet.
  • Das Motorsystem 100 kann ferner ein Ventilstellglied/Ventilaktor 96 zum Einstellen der Ventilfunktionen des Zylinders 14 aufweisen. Insbesondere kann das Ventilstellglied 96 dafür ausgebildet sein, ein erstes Einlass- und/oder Auslassventil des Zylinders 14 zu einem ersten Zeitpunkt zu öffnen, während es ein zweites Einlass- und/oder Auslassventil des Zylinders 14 zu einem zweiten Zeitpunkt öffnet. Auf diese Weise kann eine erste Luftladung mit einer ersten Zusammensetzung mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck dem Motorzylinder zu einem ersten Zeitpunkt zugeführt werden, während eine zweite Luftladung mit einer zweiten, anderen Zusammensetzung mit Kompressordruck dem Motorzylinder zu einem zweiten, anderen Zeitpunkt zugeführt werden kann. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann, wie in 2–3 dargestellt, das Ventilstellglied 96 als ein Nockenstellglied ausgebildet sein, wobei die Einlass- und/oder Auslassventile jedes Zylinders 14 mit jeweiligen Nocken gekoppelt sind. Eine Steuereinheit kann dafür ausgebildet sein, eine Phase (oder ein Nockenprofil) des Ventilstellglieds 96 (oder Nockenstellglieds) auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen einzustellen, um ein erstes Einlassventil zu dem ersten Zeitpunkt zu öffnen, um die erste Luftladung zuzuführen, und ein zweites Einlassventil zu dem zweiten Zeitpunkt zu öffnen, um die zweite Luftladung zuzuführen. Zum Beispiel können, wie hier in Verbindung mit 5 erläutert wird, die Einlassventilsteuerzeiten gestaffelt sein, um einen Teil einer Ansaugluftladung durch den Kompressor einzuleiten, während der andere Teil der Ansaugluftladung natürlich angesaugt wird.
  • Die Steuereinheit kann ferner dafür ausgebildet sein, die Ventilphase einzustellen, um ein erstes Auslassventil zu einem ersten Zeitpunkt zu öffnen und ein zweites Auslassventil zu einem zweiten, anderen Zeitpunkt zu öffnen, um Abgas mit unterschiedlichen Drücken bei unterschiedlichen Positionen in einem Motorzyklus auszulassen. Zum Beispiel können, wie hier in Verbindung mit 5 erläutert wird, die Auslassventilsteuerzeiten gestaffelt sein, um die Freisetzung von Abblasgasen (Blowdown-Gasen) (z.B. sich ausdehnenden Abgasen in einem Zylinder vor dem Zeitpunkt, wenn ein Kolben des Zylinders nach dem Expansionstakt den unteren Totpunkt erreicht) von der Freisetzung von Restabgasen (z.B. Gasen, welche nach dem Abblasen im Zylinder verbleiben) zu trennen. In einem Beispiel kann durch Koordinieren der Steuerzeiten des ersten Einlassventils mit den Steuerzeiten des ersten Auslassventils und ebenso der Steuerzeiten des zweiten Einlassventils mit den Steuerzeiten des zweiten Auslassventils Abgasenergie von der Freisetzung von Abblasgasen durch die Turboladerturbine in dem zweiten Abgaskanal übertragen werden, um den Kompressor des Turboladers in dem zweiten Ansaugkanal zu betreiben, um die Vorteile einer Aufladung zu verschaffen. Im Wesentlichen zu derselben Zeit können Restgase von dem ersten Abgaskanal zu dem ersten Ansaugkanal abgezweigt werden, um die Vorteile einer AGR zu verschaffen. Auf diese Weise kann die gewünschte AGR-Verdünnung gewährleistet werden, ohne zusätzliche Energie für das Pumpen von Abgas von dem Abgasrohr zu dem Ansaugrohr über einen AGR-Kühler aufzuwenden, sogar bei höheren Lasten.
  • Es ist klar, dass, wenngleich das Motorsystem 100 als System dargestellt ist, in dem Abgas mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck durch den ersten Ansaugkanal zurückgeführt wird, bei weiteren Ausführungsformen, etwa solchen, bei denen der erste Ansaugkanal mit einem Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem des Motors gekoppelt ist, der erste Ansaugkanal dafür ausgebildet sein kann, Spüldämpfe und/oder Kurbelgehäusedämpfe und/oder gasförmige oder verdampfte Kraftstoffdämpfe mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck zu dem Zylinder zurückzuführen.
  • Das Motorsystem 100 kann wenigstens teilweise durch ein Steuerungssystem 15, das eine Steuereinheit 12 aufweist, und durch Eingaben von einem Bediener des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung (wie in 3 dargestellt) gesteuert werden. Das Steuerungssystem 15 ist als Informationen von mehreren Sensoren 16 empfangend (von denen hierin verschiedene Beispiele beschrieben sind) und Steuersignale an mehrere Stellglieder/Aktoren 81 sendend dargestellt. Beispielsweise können die Sensoren 16 Ansaugluft-Druck- und Ansaugluft-Temperatursensoren, Saugrohrabsolutdruck-(MAP-)Sensoren und Saugrohrlufttemperatur-(MAT-)Sensoren in einem oder beiden Ansaugkanälen beinhalten. Zu den Sensoren können weiterhin ein Drosseleinlassdruck-(TIP – throttle inlet pressure)Sensor zum Schätzen eines Drosseleinlassdruckes (TIP) und/oder ein Drosseleinlasstemperatur-Sensor zum Schätzen einer Drossellufttemperatur (TCT) gehören, die stromabwärts der Drosseln in jedem Ansaugkanal gekoppelt sind. In anderen Beispielen können ein oder mehrere AGR-Kanäle Druck-, Temperatur- und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren zum Bestimmen von Eigenschaften des AGR-Stroms aufweisen. Weitere Sensoren und Stellglieder des Systems werden weiter unten unter Bezugnahme auf 3 aufgeführt. Als ein weiteres Beispiel können zu den Stellgliedern 81 die Kraftstoffeinspritzdüse 166, die AGR-Ventile 84 und 94, das Ventilstellglied 96 und die Drosseln 62 und 64 gehören. Weitere Stellglieder, wie etwa eine Vielzahl zusätzlicher Ventile und Drosseln, können mit verschiedenen Stellen in dem Motorsystem 100 gekoppelt sein. Die Steuereinheit 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf der Basis von in ihr programmierten Anweisungen oder Code, die/der einer oder mehreren Routinen entsprechen/entspricht, die Stellglieder auslösen. Beispiele von Steuerungsroutinen werden hierin in Verbindung mit 4, 7 und 9 beschrieben.
  • Es wird nun auf 2–3 Bezug genommen; sie zeigen einen einzelnen Zylinder 14 einer Brennkraftmaschine 10. Grundsätzlich sind Komponenten, die weiter oben in Verbindung mit 1 eingeführt wurden, mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals eingeführt. 2 zeigt eine erste Ansicht 200 des Zylinders 14. Hierbei ist der Zylinder 14 mit vier Öffnungen dargestellt, nämlich zwei Einlassöffnungen 17 und 18 und zwei Auslassöffnungen 19 und 20. Insbesondere kann die erste Einlassöffnung 17 des Zylinders 14 eine erste Luftladung mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck über ein erstes Einlassventil 30 von der ersten Ansaugleitung 43a, die mit dem ersten Ansaugkanal 42 gekoppelt ist, empfangen. Die erste Luftladung kann Frischluft, zurückgeführtes Abgas mit niedrigerem Druck (ND-AGR) oder ein Gemisch von Frischluft und ND-AGR enthalten, die bzw. das mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck in den Zylinder eingeleitet wird. Die zweite Einlassöffnung 18 des Zylinders 14 kann eine zweite Luftladung mit Kompressordruck über ein zweites Einlassventil 31 von der zweiten Ansaugleitung 45a, die mit dem zweiten Ansaugkanal 44 gekoppelt ist, empfangen. Die zweite Luftladung kann Frischluft, zurückgeführtes Abgas mit einem höheren Druck (HD-AGR) oder ein Gemisch von Frischluft und HD-AGR enthalten, die bzw. das in den Zylinder mit einem verstärkten Druck eingeleitet wird, nachdem sie bzw. es durch den Kompressor 52 verdichtet wurde.
  • Ein Teil der Verbrennungsprodukte des Zylinders kann aus einer ersten Auslassöffnung 19 des Zylinders 14 über ein erstes Auslassventil 32 in die erste Abgasleitung 47a ausgelassen werden, die mit dem ersten Abgaskanal 46 gekoppelt ist. Ein anderer Teil der Verbrennungsprodukte des Zylinders kann aus einer zweiten Auslassöffnung 20 des Zylinders 14 über ein zweites Auslassventil 33 in die zweite Abgasleitung 49a ausgelassen werden, die mit dem zweiten Abgaskanal 48 gekoppelt ist. Das Abgas kann anschließend entlang des Auspuffendrohres 35 in die Atmosphäre freigesetzt werden. Insbesondere können sich der erste und der zweite Abgaskanal stromabwärts der Turbine und stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 72 wieder vereinigen, was es ermöglicht, dass das in den ersten Abgaskanal ausgelassene Abgas vor der Freisetzung durch die Emissionssteuervorrichtungen 70 und 72 behandelt wird, und andererseits ermöglicht, dass das in den zweiten Abgaskanal ausgelassene Abgas vor der Freisetzung entlang des Auspuffendrohres 35 durch die Vorrichtung 72 behandelt wird. Zusätzlich oder optional kann ein Teil des Abgases auch von der ersten Abgasleitung 47a zu der ersten Ansaugleitung 43a über den ersten AGR-Kanal 80 zurückgeführt werden, während ein Teil des Abgases von der zweiten Abgasleitung 49a zu der ersten Ansaugleitung 45a über den zweiten AGR-Kanal 90 zurückgeführt werden kann. Bei anderen Ausführungsformen kann der zweite Abgaskanal dafür ausgebildet sein, dem ersten oder zweiten Ansaugkanal Abgas zuzuführen, und der erste Abgaskanal kann dafür ausgebildet sein, entweder dem ersten oder dem zweiten Ansaugkanal Abgas zuzuführen.
  • In dem dargestellten Beispiel können das erste Einlassventil 30 und das zweite Einlassventil 31 jeweils durch entsprechende Einlassventilnocken betätigt werden (3). Die Position der Einlassnocken und damit die Steuerzeiten der Einlassventile können durch ein Einlassnocken-Stellglied 97 über eine Nockenwellenstange 101 bestimmt werden. Ebenso können das erste Auslassventil 32 und das zweite Auslassventil 33 jeweils durch entsprechende Auslassnocken betätigt werden (3), wobei die Position der Auslassnocken durch ein Auslassnocken-Stellglied 98 über eine Nockenwellenstange 102 bestimmt wird. Bei alternativen Ausführungsformen kann jedoch jedes Einlassventil und jedes Auslassventil unabhängige Ventilstellglieder aufweisen. Ferner können das erste Einlassventil und das erste Auslassventil mit einem (gemeinsamen) Ventilstellglied gekoppelt sein, während das zweite Einlassventil und das zweite Auslassventil mit einem anderen Ventilstellglied gekoppelt sind. Die Steuereinheit 12 kann dafür ausgebildet sein, eine Phase des Einlassnocken-Stellglieds 97 auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen einzustellen, um das erste Einlassventil 30 zu einer ersten Einlassventilsteuerzeit zu öffnen und das zweite Einlassventil 31 zu einer zweiten, anderen Einlassventilsteuerzeit zu öffnen. Zum Beispiel kann die erste Steuerzeit relativ zu der zweiten Steuerzeit so eingestellt sein, dass eine erste Ansaugluftladung, die Frischluft und/oder zurückgeführtes Abgas enthält, dem Zylinder 14 mit einem ersten, niedrigeren Druck früher im Motorzyklus zugeführt wird (d.h. während eines früheren Teils eines Ansaugtaktes), während eine zweite Ansaugluftladung, die Frischluft und/oder zurückgeführtes Abgas enthält, dem Zylinder 14 mit einem zweiten, höheren Druck später im Motorzyklus zugeführt wird (d.h. während eines späteren Teils desselben Ansaugtaktes in demselben Motorzyklus).
  • Auf dieselbe Weise kann die Steuereinheit 12 dafür ausgebildet sein, eine Phase des Auslassventil-Stellglieds 98 auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen einzustellen, um das erste Auslassventil 32 und das zweite Auslassventil 33 zu festgelegten Steuerzeiten zu öffnen. In einem Beispiel kann die Phase des Einlassnocken-Stellglieds 97 relativ zu einer Phase des Auslassnocken-Stellglieds 98 so eingestellt sein, dass das Öffnen und/oder Schließen der Einlassventile 30 und 31 mit dem Öffnen und/oder Schließen der entsprechenden Auslassventile 32 und 33 koordiniert ist (oder auf der Basis desselben erfolgt). Zum Beispiel kann das erste Auslassventil geöffnet werden, um selektiv Restabgase auszulassen (oder zurückzuführen), während das zweite Auslassventil geöffnet werden kann, um selektiv Abblasgase durch die Turbine auszulassen, um den gekoppelten Kompressor anzutreiben. Beispielhafte Einlass- und Auslassventilsteuerzeiten sind in 5 dargestellt.
  • Es wird auf 3 Bezug genommen; sie zeigt eine alternative Ansicht 300 einer Brennkraftmaschine 10. Der Motor 10 ist mit einem Brennraum 14, einem Kühlmittelmantel 118 und Zylinderwänden 136 mit einem Kolben 138, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt ist, dargestellt. Der Brennraum 14 ist als mit einem Ansaugkanal 146 und einem Abgaskanal 148 über entsprechende Einlassventile 150 und Auslassventile 156 kommunizierend dargestellt. Wie oben in Verbindung mit 1–2 erläutert wurde, kann jeder Zylinder 14 des Motors 10 eine Ansaugluftladung entlang von zwei Ansaugleitungen aufnehmen und kann Verbrennungsprodukte entlang von zwei Abgasleitungen auslassen. In der dargestellten Ansicht 300 stellen der Ansaugkanal 146 und der Abgaskanal 148 die zu dem Zylinder führende erste Ansaugleitung bzw. die von diesem weg führende erste Abgasleitung dar (wie etwa die Leitungen 43a und 47a von 2), während die zu dem Zylinder bzw. von diesem weg führende zweite Ansaug- und zweite Abgasleitung in dieser Ansicht nicht sichtbar sind. Wie ebenfalls weiter oben in Verbindung mit 2 erläutert wurde, kann jeder Zylinder des Motors 10 zwei (oder mehr) Einlassventile und zwei (oder mehr) Auslassventile aufweisen, die mit jeweiligen Ansaug- und Abgasleitungen gekoppelt sind. In der dargestellten Ansicht 300 ist mindestens eines der Einlassventile als ein Einlass-Tellerventil 150 dargestellt, und mindestens eines der Auslassventile ist als ein Auslass-Tellerventil 156 dargestellt, das in einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet ist.
  • Das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 können durch die Steuereinheit 12 unter Verwendung jeweiliger Nockenbetätigungssysteme gesteuert werden, die einen oder mehrere Nocken aufweisen. Die Nockenbetätigungssysteme können eines oder mehrere der folgenden Systeme verwenden, um die Ventilfunktion zu variieren: verstellbare Nockenprofile (CPS – Cam Profile Switching), variable Nockenwellensteuerung (VCT – Variable Cam Timing), variable Ventilsteuerung (VVT – Variable Valve Timing) und/oder variabler Ventilhub (VVL – Variable Valve Lift). In dem dargestellten Beispiel wird jedes Einlassventil 150 durch einen Einlassnocken 151 betätigt, und jedes Auslassventil 156 wird durch einen Auslassnocken 153 betätigt. Die Position des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch Ventilpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können das Einlass- und/oder das Auslassventil durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein Einlassventil aufweisen, das mittels elektrischer Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das durch eine Nockenbetätigung entsprechend dem System CPS und/oder VCT gesteuert wird. Bei weiteren Ausführungsformen können das Einlass- und das Auslassventil durch ein gemeinsames Ventilstellglied oder Ventilbetätigungssystem gesteuert werden, oder durch ein Stellglied oder Betätigungssystem der variablen Ventilsteuerung.
  • In einem Beispiel weist der Einlassnocken 151 getrennte und unterschiedliche Nockenvorsprünge ("Nockenlappen") auf, welche unterschiedliche Ventilprofile (z.B. Ventilsteuerzeiten, Ventilhub, Dauer usw.) für jedes der zwei Einlassventile des Brennraums 14 liefern. Ebenso kann der Auslassnocken 153 getrennte und unterschiedliche Nockenvorsprünge aufweisen, welche unterschiedliche Ventilprofile (z.B. Ventilsteuerzeiten, Ventilhub, Dauer usw.) für jedes der zwei Auslassventile des Brennraums 14 liefern. Alternativ dazu kann der Auslassnocken 153 einen gemeinsamen Vorsprung oder ähnliche Vorsprünge aufweisen, welche ein im Wesentlichen ähnliches Ventilprofil für jedes der zwei Auslassventile aufweisen.
  • Zum Beispiel kann ein erstes Nockenprofil eines ersten Einlassventils des Brennraums 14 eine erste Hubhöhe, einen ersten Öffnungszeitpunkt und eine erste Öffnungsdauer aufweisen. Ein zweites Nockenprofil eines zweiten Einlassventils des Brennraums 14 kann eine zweite Hubhöhe, einen zweiten Öffnungszeitpunkt und eine zweite Öffnungsdauer aufweisen. In einem Beispiel kann die erste Hubhöhe kleiner als die zweite Hubhöhe sein, der erste Öffnungszeitpunkt kann früher als der zweite Öffnungszeitpunkt (oder voreilend gegenüber diesem) sein, und/oder die erste Öffnungsdauer kann kürzer als die zweite Öffnungsdauer sein. Außerdem kann in einigen Beispielen die Phase des ersten und des zweiten Nockenprofils bezüglich der Phase der Kurbelwelle des Motors individuell eingestellt sein. So kann das erste Einlassnockenprofil so positioniert sein, dass das Einlassventil in der Nähe des oberen Totpunktes des Ansaugtaktes des Brennraums 14 geöffnet wird, so dass ein erstes Einlassventil in der Nähe des oberen Totpunktes des Ansaugtaktes öffnen und in der Nähe des unteren Totpunktes desselben schließen kann. Andererseits kann das zweite Einlassnockenprofil ein zweites Einlassventil in der Nähe des unteren Totpunktes des Ansaugtaktes öffnen. Somit können die Steuerzeiten des ersten Einlassventils und des zweiten Einlassventils eine erste Ansaugluftladung, die über einen ersten Ansaugkanal aufgenommen wird, von einer zweiten Ansaugluftladung trennen, die über einen zweiten, anderen Ansaugkanal aufgenommen wird
  • Auf dieselbe Weise können unterschiedliche Nockenprofile für die verschiedenen Auslassventile verwendet werden, um Abgase, die mit Zylinderdruck abgegeben werden, von Abgasen zu trennen, die mit Abgasdruck abgegeben werden. Zum Beispiel kann ein erstes Auslassnockenprofil das erste Auslassventil nach dem unteren Totpunkt des Expansionstaktes öffnen. Andererseits kann ein zweites Auslassnockenprofil so positioniert sein, dass das zweite Auslassventil am unteren Totpunkt des Expansionstaktes geöffnet wird, so dass das zweite Auslassventil vor dem unteren Totpunkt des Expansionstaktes öffnen und schließen kann. Ferner kann das zweite Nockenprofil in Reaktion auf die Motordrehzahl so eingestellt sein, dass das Öffnen und Schließen des Auslassventils so eingestellt wird, dass selektiv Abblasgas des Brennraums abgegeben wird. Somit können die Steuerzeiten des ersten Auslassventils und des zweiten Auslassventils die Abblasgase des Zylinders von den Restgasen isolieren. Obwohl in dem obigen Beispiel die Steuerzeit des ersten Auslassventils später in einem Motorzyklus eingestellt ist als die Steuerzeit des zweiten Auslassventils, versteht es sich, dass in einem anderen Beispiel die Steuerzeit des ersten Auslassventils früher in einem Motorzyklus als die Steuerzeit des zweiten Auslassventils eingestellt sein kann. Zum Beispiel kann unter Pumpbedingungen das zweite Auslassventil nach dem Öffnen des ersten Auslassventils geöffnet werden.
  • Indem ein Teil des Abgases (zum Beispiel Abgas mit höherem Druck) durch die Turbine und einen Abgaskanal für Abgas mit höherem Druck geleitet wird, während der übrige Teil des Abgases (zum Beispiel Abgas mit niedrigerem Druck) durch katalytische Vorrichtungen und einen Abgaskanal für Abgas mit niedrigerem Druck geleitet wird, kann die aus dem Abgas zurückgewonnene Wärme erhöht werden und gleichzeitig der Wirkungsgrad des Betriebs der Turbine verbessert werden. Indem die Steuerzeiten der Auslassventile und die Steuerzeiten der Einlassventile koordiniert werden, kann ein Teil der Restabgase zugeführt werden, um AGR bereitzustellen, während ein anderer Teil den Kompressor des Turboladers antreibt. Insbesondere kann bei einer Ausführungsform der Motor in einen Abschnitt mit natürlicher Ansaugung, der bei einem niedrigeren Druck arbeitet, und in einen aufgeladenen Abschnitt, der bei einem höheren Druck arbeitet, aufgespalten werden, was verschiedene Synergievorteile von AGR und Aufladung bewirkt. Außerdem ermöglicht diese Konfiguration, den Motor mit einer kleineren Turbine und einem kleineren Kompressor zu betreiben, wobei ein kleineres "Turboloch" erzeugt wird.
  • Bei weiteren Ausführungsformen können beide Auslassventile zu demselben Zeitpunkt geöffnet werden, um ein Verhalten ähnlich wie bei einem Wastegate (Ladedruckbegrenzer) zu bewirken. Ebenso können beide Einlassventile zu demselben Zeitpunkt geöffnet werden, um ein Verhalten ähnlich wie bei einem Kompressor-Umgehungsventil zu bewirken. Hierbei kann von den Vorteilen, die durch das geteilte Ansaugrohr bewirkt werden, selbst dann profitiert werden, wenn kein geteiltes Abgasrohr vorhanden ist. Ferner können die Vorteile sogar bei Nichtvorhandensein von AGR-Kanälen bewirkt werden. Zum Beispiel kann das einem Wastegate ähnliche Verhalten und das einem Kompressor-Umgehungsventil ähnliche Verhalten erreicht werden, gleichgültig, ob ein oder mehrere AGR-Kanäle oder keine AGR-Kanäle zwischen dem geteilten Einlass und dem geteilten Auslass vorhanden sind.
  • Der Abgassensor 128 ist als mit dem Abgaskanal 148 gekoppelt dargestellt. Der Sensor 128 kann in dem Abgaskanal stromaufwärts einer oder mehrerer Emissionssteuervorrichtungen positioniert sein, wie etwa der Vorrichtungen 70 und 72 von 1–2. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe über das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Abgas ausgewählt sein; er kann zum Beispiel ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-Sensor (Universal Exhaust Gas Oxygen, universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoffsensor), ein Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen oder EGO-Sensor (wie dargestellt), ein HEGO-Sensor (Heated EGO, beheizter EGO-Sensor), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor sein. Zu den stromabwärts angeordneten Emissionssteuervorrichtungen können eines oder mehrere von einem Dreiwegekatalysator (TWC – Three Way Catalyst), einer NOx-Falle oder diversen anderen Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon gehören.
  • Die Abgastemperatur kann durch einen oder mehrere Temperatursensoren (nicht dargestellt) geschätzt werden, die in dem Abgaskanal 148 angeordnet sind. Alternativ dazu kann die Abgastemperatur auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen abgeleitet werden, wie Drehzahl, Last, Luft-Kraftstoff-Verhältnis (,AFR – Air-Fuel Ratio), Zündverzögerung usw.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, welches das Verhältnis des Volumens, wenn der Kolben 138 sich am unteren Totpunkt befindet, zu dem Volumen ist, wenn er sich am oberen Totpunkt befindet. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht werden. Dies kann zum Beispiel geschehen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann auch erhöht werden, wenn Direkteinspritzung verwendet wird, aufgrund ihrer Auswirkung auf das Klopfen des Motors.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zum Initiieren der Verbrennung aufweisen. Die Zündanlage 190 kann in ausgewählten Betriebsarten in Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA von der Steuereinheit 12 dem Brennraum 14 mittels der Zündkerze 192 einen Zündfunken zuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann jedoch auf die Zündkerze 192 verzichtet werden, etwa dann, wenn der Motor 10 eine Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleiten kann, wie es bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen zum Zuführen von Kraftstoff zu demselben ausgebildet sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist der Zylinder 14 als eine Kraftstoffeinspritzdüse 166 aufweisend dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzdüse 166 ist als direkt mit dem Zylinder 14 gekoppelt dargestellt, zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in diesen proportional zu der Impulsbreite eines von der Steuereinheit 12 empfangenen Signals FPW über einen elektronischen Treiber 168. Auf diese Weise gewährleistet die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das, was als "Direkteinspritzung" (im Weiteren auch als "DI" bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Obwohl 3 die Einspritzdüse 166 als eine seitliche Einspritzdüse zeigt, kann diese auch oben über dem Kolben angeordnet sein, etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Eine solche Position kann das Mischen und die Verbrennung verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, aufgrund der niedrigeren Flüchtigkeit einiger alkoholbasierter Kraftstoffe. Alternativ dazu kann die Einspritzdüse oben und in der Nähe des Einlassventils angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Einspritzdüse 166 eine Öffnungs-Einspritzdüse (Port Injector) sein, welche Kraftstoff in die Einlassöffnung stromaufwärts des Zylinders 14 einspritzt.
  • Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einer Hochdruck-Kraftstoffanlage 8 zugeführt werden, welche Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und ein Kraftstoff-Verteilerrohr aufweist. Alternativ dazu kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck zugeführt werden, wobei in diesem Falle die Zeitsteuerung der direkten Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungstaktes stärker eingeschränkt sein kann als bei Verwendung einer Hochdruck-Kraftstoffanlage. Ferner können, obwohl dies nicht dargestellt ist, die Kraftstofftanks einen Druckmesswandler aufweisen, welcher der Steuereinheit 12 ein Signal zuführt. Die Kraftstofftanks in der Kraftstoffanlage 8 können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten enthalten, etwa mit unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Diese Unterschiede können in unterschiedlichem Alkoholgehalt, unterschiedlicher Oktanzahl, unterschiedlicher Verdampfungswärme, unterschiedlichen Kraftstoffmischungen und/oder Kombinationen davon usw. bestehen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Kraftstoffanlage 8 mit einem Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem gekoppelt sein, das einen Behälter zum Speichern von Tankdämpfen und täglichen Kraftstoffdämpfen aufweist. Die Kraftstoffdämpfe können während des Betriebs des Motors aus dem Behälter in die Motorzylinder gespült werden, wenn Spülbedingungen erfüllt sind. Zum Beispiel können die Spüldämpfe über den ersten Ansaugkanal bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck in den Zylinder natürlich angesaugt werden.
  • Die Steuereinheit 12 ist in 3 als ein Mikrocomputer dargestellt, der eine Mikroprozessoreinheit (CPU) 106, Ein-/Ausgangsanschlüsse (I/O) 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem speziellen Beispiel als Nur-Lese-Speicherchip (ROM) 110 dargestellt ist, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 112, einen Fehlerspeicher (KAM) 114 und einen Datenbus aufweist. Der Nur-Lese-Speicher (ROM) 110 des Speichermediums kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die von dem Prozessor 106 ausführbare Anweisungen zur Durchführung der weiter unten beschriebenen Verfahren und Routinen sowie von anderen Varianten, welche vorstellbar, jedoch nicht explizit aufgelistet sind, darstellen. Die Steuereinheit 12 kann verschiedene Signale von Sensoren empfangen, die mit dem Motor 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den weiter oben erläuterten Signalen, darunter Messwerte der induzierten Luftmasse (MAF – Mass Air Flow) von einem Luftmassensensor 122; der Motorkühlwassertemperatur (ECT – Engine Coolant Temperature) von einem Temperatursensor 116, der mit einem Kühlmantel 118 gekoppelt ist; ein Zündungsprofil-Aufnehmer-(PIP – Profile Ignition Pickup Signal von einem Hall-Sensor 120 (oder einem Sensor eines anderen Typs), der mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; ein Drosselklappenpositions-Signal (TP) von einem Drosselklappenpositions-Sensor; ein Signal des Saugrohr-Absolutdrucks (MAP – Manifold Absolute Pressure) von Sensor 124, ein Signal des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AFR – Air Fuel Ratio) des Zylinders von einem Abgas-Sauerstoff-(EGO – Exhaust Gas Oxygen)Sensor 128 und ein Signal einer anormalen Verbrennung von einem Klopfsensor und einem Kurbelwellenbeschleunigungs-Sensor. Ein Motordrehzahl-Signal RPM kann von der Steuereinheit 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Signal des Saugrohr-Absolutdrucks MAP von einem Saugrohrdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe für das Vakuum oder den Druck im Ansaugkrümmer zu liefern.
  • Auf der Basis der Eingabe von einem oder mehreren der oben genannten Sensoren kann die Steuereinheit 12 ein oder mehrere Stellglieder einstellen, wie etwa die Kraftstoffeinspritzdüse 166, die Drosselklappe 162, die Zündkerze 192, Einlass-/Auslassventile und Nocken usw. Die Steuereinheit kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf der Basis von in ihr programmierten Anweisungen oder Code entsprechend einer oder mehreren Routinen die Stellglieder auslösen bzw. betätigen. Ein Beispiel einer Steuerungsroutine wird hier in Verbindung mit 4 beschrieben.
  • Es wird nun auf 4 Bezug genommen; sie zeigt eine beispielhafte Routine 400 für die Zuführung einer ersten Luftladung zu einem Motorzylinder durch einen ersten Ansaugkanal, während eine zweite Luftladung dem Motorzylinder durch einen zweiten, parallelen, jedoch separaten Ansaugkanal zugeführt wird. Die erste und die zweite Luftladung können unterschiedliche Zusammensetzungen (z.B. verschiedene Verhältnisse von Frischluft zu zurückgeführtem Abgas), unterschiedliche Drücke (z.B. eine Luftladung mit einem höheren Ladedruck, die andere Luftladung dagegen mit einem niedrigeren, subatmosphärischen Druck), unterschiedliche Temperaturen (z.B. eine auf eine höhere Temperatur erwärmte Luftladung, während die andere Luftladung auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt ist) usw. aufweisen. Ferner können die verschiedenen Luftladungen zu verschiedenen Zeiten zugeführt werden, so dass ihre Zuführung während eines gegebenen Ansaugtaktes gestaffelt erfolgt.
  • In 402 können Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Diese können zum Beispiel Umgebungstemperatur und –druck, Motortemperatur, Motordrehzahl, Kurbelwellendrehzahl, Getriebedrehzahl, Ladezustand der Batterie, verfügbare Kraftstoffe, Alkoholgehalt des Kraftstoffs, Katalysatortemperatur, vom Fahrer angefordertes Drehmoment usw. beinhalten.
  • In 404 kann auf der Basis der geschätzten Motorbetriebsbedingungen eine gewünschte (Gesamt-)Luftladung bestimmt werden. Dies kann das Bestimmen einer Menge an frischer Ansaugluft, einer Menge der Abgasrückführung (AGR) und einer Menge der Aufladung beinhalten. Ferner kann ein Verhältnis von frischer Ansaugluft, die bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck zuzuführen ist, zu frischer Ansaugluft, die bei Ladedruck zuzuführen ist, bestimmt werden. Ebenso kann ein Verhältnis von AGR-Gasen, die bei höherem Druck zugeführt werden (HD-AGR), zu AGR-Gasen, die bei niedrigerem Druck zugeführt werden (ND-AGR), bestimmt werden.
  • In einem Beispiel kann in Reaktion auf eine höhere Drehmomentanforderung die gewünschte (Gesamt-)Luftladung eine größere Menge an frischer Ansaugluft und eine geringere Menge an AGR-Gasen enthalten. Ferner kann die Luftladung eine größere Menge an aufgeladener frischer Ansaugluft und eine geringere Menge an Frischluft mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck enthalten. In einem anderen Beispiel kann unter den Bedingungen einer mittleren Motorlast, wenn der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat, die gewünschte (Gesamt-)Luftladung eine größere Menge an AGR-Gasen und eine geringere Menge an frischer Ansaugluft enthalten. Ferner kann die Luftladung eine größere Menge an ND-AGR und eine geringere Menge an HD-AGR enthalten.
  • Auf der Basis der gewünschten Gesamt-Luftladung kann die Routine ferner eine erste Luftladung bestimmen, die einem Motorzylinder entlang eines ersten Ansaugkanals mit einem ersten, niedrigeren Druck (wie etwa mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck) zuzuführen ist, sowie eine zweite Luftladung, die dem Zylinder entlang eines zweiten, separaten Ansaugkanals mit einem zweiten, höheren Druck (wie etwa mit einem Ladedruck) zuzuführen ist. Insbesondere können die erste und die zweite Luftladung in dem Zylinder gemischt werden, um die gewünschte Gesamt-Luftladung zur Verfügung zu stellen. Die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Luftladung kann Frischluft, zurückgeführtes Abgas (ND-AGR) oder eine Kombination von beidem enthalten, zugeführt mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck. Ebenso kann die entlang des zweiten Ansaugkanals zugeführte zweite Luftladung Frischluft, zurückgeführtes Abgas (HD-AGR) oder eine Kombination von beidem enthalten, zugeführt mit einem Ladedruck oder Kompressordruck. Verschiedene Kombinationen von erster und zweiter Luftladung, welche dem Zylinder entlang des ersten und des zweiten Ansaugkanals zugeführt werden können, werden hierin unter Bezugnahme auf 6 näher erläutert.
  • In 406 können Einstellungen für das erste und das zweite AGR-Ventil auf der Basis der gewünschten Luftladung bestimmt werden. Zum Beispiel kann auf der Basis der gewünschten Luftladung ein erstes AGR-Ventil in einem ersten AGR-Kanal um einen Betrag geöffnet werden, um eine erste Menge an Abgas von einem ersten Abgaskanal zu einem ersten Ansaugkanal zurückzuführen. Hierbei kann die erste Mange an Abgas einen ersten, niedrigeren Druck (wie etwa atmosphärischen oder niedrigeren Druck) aufweisen, um dadurch eine ND-AGR zu gewährleisten. Als ein anderes Beispiel kann auf der Basis der gewünschten Luftladung ein zweites AGR-Ventil in einem zweiten, separaten AGR-Kanal um einen Betrag geöffnet werden, um eine zweite Menge an Abgas von einem zweiten, separaten Abgaskanal zu einem zweiten, separaten Ansaugkanal zurückzuführen. Wie weiter oben erläutert, kann der zweite Abgaskanal parallel zu dem ersten Abgaskanal angeordnet sein, der zweite Ansaugkanal kann parallel zu dem ersten Ansaugkanal angeordnet sein, und der zweite AGR-Kanal kann parallel zu dem ersten AGR-Kanal angeordnet sein, obwohl sämtliche Kanäle voneinander getrennt sein können. Hierbei kann die zweite Menge an Abgas einen zweiten, höheren Druck wie etwa Lade- oder Kompressordruck) aufweisen, um dadurch eine HD-AGR zu gewährleisten. Insbesondere kann das zweite AGR-Ventil geöffnet werden, um die zweite Menge an Abgas von einer Stelle stromaufwärts einer Turboladerturbine, die mit dem zweiten Abgaskanal gekoppelt ist, einer Stelle stromabwärts eines Turboladerkompressors, der mit dem zweiten Ansaugkanal gekoppelt ist, zuzuführen.
  • In 408 können auf der Basis der gewünschten Luftladung eine erste Einlassventilsteuerzeit für die Zuführung der ersten Luftladung zu dem Zylinder durch ein mit dem ersten Ansaugkanal gekoppeltes erstes Einlassventil und eine zweite Einlassventilsteuerzeit für die Zuführung der zweiten Luftladung zu dem Zylinder durch ein mit dem zweiten Ansaugkanal gekoppeltes zweites Einlassventil bestimmt werden. In einem Beispiel kann, wenn das erste Einlassventil und das zweite Einlassventil mit einem Einlassventil-Stellglied gekoppelt sind, eine Ventilphase des Einlassventil-Stellglieds so eingestellt sein, dass es das erste Einlassventil zu der ersten Einlassventilsteuerzeit und das zweite Einlassventil zu der zweiten Einlassventilsteuerzeit öffnet. Die erste Einlassventilsteuerzeit kann bezüglich der zweiten Einlassventilsteuerzeit auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen eingestellt werden. Insbesondere kann die erste Steuerzeit früher in einem Motorzyklus als die zweite Steuerzeit eingestellt sein. Zum Beispiel kann, wie in Verbindung mit 5 erläutert wird, die erste Einlassventilsteuerzeit früher in einem Ansaugtakt (das heißt näher am oberen Totpunkt des Ansaugtaktes) liegen, während die zweite Steuerzeit später in demselben Ansaugtakt (das heißt weiter vom oberen Totpunkt des Ansaugtaktes entfernt) liegen kann.
  • Zusätzlich zu einer ersten und zweiten Einlassventilsteuerzeit können ein Ventilhub sowie eine Dauer der Einlassventilöffnung für jedes Einlassventil bestimmt werden. Die Ventilphase des Einlassventil-Stellglieds kann dementsprechend eingestellt werden. In einem Beispiel kann das erste Einlassventil mit einem ersten Betrag an Ventilhub geöffnet werden, während das zweite Einlassventil mit einem zweiten, anderen Betrag Ventilhub geöffnet wird. Zum Beispiel kann, wie in Verbindung mit 5 erläutert wird, der erste Betrag des Ventilhubes des ersten Einlassventils kleiner als der zweite Betrag des Ventilhubes des zweiten Einlassventils sein. In einem anderen Beispiel kann das erste Einlassventil für eine erste Dauer geöffnet werden, während das zweite Einlassventil für eine zweite, andere Dauer geöffnet wird. Zum Beispiel kann, wie in Verbindung mit 5 erläutert wird, das erste Einlassventil für eine kürzere Dauer geöffnet werden als das zweite Einlassventil.
  • Auf dieselbe Weise können eine erste Auslassventilsteuerzeit für ein mit dem ersten Abgaskanal gekoppeltes erstes Auslassventil und eine zweite Auslassventilsteuerzeit für ein mit dem zweiten Abgaskanal gekoppeltes zweites Auslassventil bestimmt werden. In einem Beispiel kann, wenn das erste Auslassventil und das zweite Auslassventil mit einem Auslassventil-Stellglied gekoppelt sind, eine Ventilphase des Auslassventil-Stellglieds so eingestellt sein, dass es das erste Auslassventil zu der ersten Auslassventilsteuerzeit und das zweite Auslassventil zu der zweiten Auslassventilsteuerzeit öffnet. Die erste Einlassventilsteuerzeit und die zweite Einlassventilsteuerzeit können auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen gewählt werden. In einem Beispiel können, wie in Verbindung mit 5 erläutert wird, das erste und das zweite Auslassventil zu einer gemeinsamen Auslassventilsteuerzeit geöffnet werden. Alternativ dazu können die Steuerzeiten gestaffelt sein.
  • Die Ventilphase der Einlassventil- und Auslassventil-Stellglieder kann ebenfalls so eingestellt werden, dass die Steuerzeit der Auslassventil-Ereignisse mit einer Steuerzeit der Einlassventil-Ereignisse koordiniert wird. Insbesondere kann die erste Einlassventilsteuerzeit des ersten Einlassventils auf einer ersten Auslassventilsteuerzeit des ersten Auslassventils beruhen (z.B. kann die erste Einlassventilsteuerzeit um einen vorbestimmten Betrag bezüglich der ersten Auslassventilsteuerzeit verzögert sein), während die zweite Einlassventilsteuerzeit des zweiten Einlassventils auf einer zweiten Auslassventilsteuerzeit des zweiten Auslassventils beruhen kann (z.B. kann die zweite Einlassventilsteuerzeit um einen vorbestimmten Betrag bezüglich der zweiten Auslassventilsteuerzeit verzögert sein).
  • In 410 können auf der Basis der gewünschten Luftladung und der Motorbetriebsbedingungen Einstellungen für Lufteinlassdrosseln, die mit den einzelnen Ansaugkanälen gekoppelt sind, bestimmt werden. Ferner können Einstellungen der Kraftstoffeinspritzdüse (z.B. Steuerzeiten, Einspritzmenge, Öffnungsdauer usw.) sowie Turbolader-Einstellungen bestimmt werden. Zum Beispiel kann eine Kompressoreinstellung für den mit dem zweiten Ansaugkanal gekoppelten Turbolader auf der Basis des gewünschten Betrages der Aufladung (z.B. auf der Basis der gewünschten Ladeluftmenge) bestimmt werden.
  • In 412 können auf der Basis der bestimmten AGR-Ventileinstellungen das erste und das zweite AGR-Ventil geöffnet werden. Insbesondere beinhaltet die Routine das Öffnen eines ersten AGR-Ventils in einem ersten AGR-Kanal, um eine erste Menge von Abgas mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck von dem ersten Abgaskanal zu dem ersten Ansaugkanal zurückzuführen. Die Routine beinhaltet ferner das Öffnen eines zweiten AGR-Ventils in einem zweiten AGR-Kanal, um eine zweite Menge von Abgas mit Kompressordruck (d.h. Ladedruck) von dem zweiten Abgaskanal stromaufwärts der Turboladerturbine zu dem zweiten Ansaugkanal stromabwärts des Turboladerkompressors zurückzuführen.
  • In 414 beinhaltet die Routine das Öffnen des ersten Einlassventils des ersten Ansaugkanals zu der ersten Einlassventilsteuerzeit, um die erste (nicht aufgeladene) Luftladung mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck dem Zylinder zuzuführen. In 416 beinhaltet die Routine das Öffnen des zweiten Einlassventils des zweiten Ansaugkanals zu der zweiten Einlassventilsteuerzeit, um die zweite (aufgeladene) Luftladung mit Kompressordruck dem Zylinder zuzuführen. Hierbei beinhaltet das Zuführen der zweiten, aufgeladenen Luftladung das Betreiben des Turboladerkompressors, der mit dem zweiten Ansaugkanal gekoppelt ist (und nicht mit dem ersten Ansaugkanal gekoppelt ist), entsprechend den bestimmten Einstellungen der Aufladung.
  • Wie unter Bezugnahme auf 6 näher erläutert wird, können die erste und die zweite Luftladung verschiedene Kombinationen von Frischluft und zurückgeführtem Abgas mit variierenden Drücken enthalten. Zum Beispiel kann die erste Luftladung, die dem Zylinder zugeführt wird, eine erste Menge an frischer Ansaugluft und eine erste Menge an zurückgeführtem Abgas (ND-AGR) mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck enthalten, während die zweite Luftladung, die dem Zylinder zugeführt wird, eine zweite Menge an frischer Ansaugluft und eine zweite Menge an zurückgeführtem Abgas (HD-AGR) mit Ladedruck enthalten kann.
  • In 418 beinhaltet die Routine ein direktes Einspritzen einer Kraftstoffmenge in den Zylinder und ein Mischen der ersten Luftladung mit der zweiten Luftladung und dem eingespritzten Kraftstoff in dem Zylinder. Das Gemisch des eingespritzten Kraftstoffs und der ersten und zweiten Luftladung kann dann in dem Zylinder verbrannt werden. In einem Beispiel, in dem die erste Ansaugluftladung nur zurückgeführtes Abgas enthält und die zweite Ansaugluftladung nur Frischluft enthält, können die Frischluft und die AGR-Gase getrennt, entlang getrennter Ansaugkanäle, dem Zylinder zugeführt werden, und anschließend können die Luftladungen im Zylinder zum ersten Mal gemischt werden. Die gemischte Luftladung kann dann weiter mit eingespritztem Kraftstoff gemischt und in dem Zylinder verbrannt werden. In einem anderen Beispiel, in dem die erste Ansaugluftladung nur ND-AGR enthält und die zweite Ansaugluftladung nur HD-AGR enthält, können die zurückgeführten Abgase mit unterschiedlichen Drücken dem Zylinder getrennt entlang der getrennten Ansaugkanäle zugeführt werden und anschließend im Zylinder zum ersten Mal gemischt werden. Ebenso kann in einem Beispiel, in dem die erste Ansaugluftladung Frischluft mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck enthält und die zweite Ansaugluftladung aufgeladene frische Ansaugluft enthält, die Frischluft mit unterschiedlichen Drücken dem Zylinder getrennt entlang der getrennten Ansaugkanäle zugeführt werden und anschließend im Zylinder zum ersten Mal gemischt werden.
  • In noch einem weiteren Beispiel, in dem die erste Luftladung und die zweite Luftladung jeweils wenigstens etwas Frischluft und wenigstens etwas zurückgeführtes Abgas enthalten, kann eine erste Menge ND-AGR mit einer ersten Menge frischer Ansaugluft mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck im ersten Ansaugkanal gemischt werden, um die erste Luftladung zu bilden, während eine zweite Menge HD-AGR mit einer zweiten Menge aufgeladener frischer Ansaugluft mit Kompressordruck im zweiten Ansaugkanal gemischt werden kann, um die zweite Luftladung zu bilden. Jede Luftladung kann dann separat dem Motorzylinder zugeführt werden und zum ersten Mal im Zylinder gemischt werden, anstatt bereits zuvor im Ansaugkanal. Das Gemisch von Luftladungen kann dann weiter mit eingespritztem Kraftstoff gemischt und in dem Zylinder verbrannt werden.
  • Auf diese Weise können die verschiedenen Luftladungen getrennt zugeführt, jedoch gründlich im Zylinder gemischt werden, um eine homogenisierte Zylinderluftladung bereitzustellen. Indem ermöglicht wird, dass die Homogenisierung der Luftladung im Zylinder stattfindet, können die Motorleistung und die Vorteile der AGR erhöht werden. Durch Einstellen einer ersten Steuerzeit des ersten Einlassventils relativ zu einer zweiten Steuerzeit des zweiten Einlassventils und einer Steuerzeit des ersten und des zweiten Auslassventils können die verschiedenen Luftladungen zu unterschiedlichen Zeiten zugeführt werden, können jedoch im Zylinder gemischt werden, um eine homogenisierte endgültige Zylinderluftladung zur Verfügung zu stellen.
  • Es wird nun auf 5 Bezug genommen; das Diagramm 500 zeigt beispielhafte Einlassventilsteuerzeiten und Auslassventilsteuerzeiten in Bezug auf eine Kolbenposition für einen Motorzylinder, der dafür ausgebildet ist, eine erste Ansaugluftladung von einem ersten Ansaugkanal durch ein erstes Einlassventil zu empfangen, eine zweite Ansaugluftladung von einem zweiten, separaten Ansaugkanal durch ein zweites, anderes Einlassventil zu empfangen und Verbrennungsprodukte des Zylinders sowohl in einen ersten Abgaskanal durch ein erstes Auslassventil als auch in einen zweiten, anderen Abgaskanal durch ein zweites Auslassventil auszulassen. Durch Einstellen einer ersten Steuerzeit des ersten Einlassventils relativ zu einer zweiten Steuerzeit des zweiten Einlassventils und einer Steuerzeit des ersten und des zweiten Auslassventils können die verschiedenen Luftladungen zu unterschiedlichen Zeiten zugeführt werden, um eine gewisse Schichtung zu bewirken, können jedoch im Zylinder gemischt werden, um eine homogenisierte endgültige Zylinderluftladung zur Verfügung zu stellen.
  • Das Diagramm 500 zeigt entlang der x-Achse eine Motorposition in Kurbelwinkelgraden (CAD – Crank Angle Degrees). Die Kurve 502 zeigt Kolbenpositionen (entlang der y-Achse) mit Darstellung ihrer Lage relativ zum oberen Totpunkt (TDC – Top Dead Center) und/oder unteren Totpunkt (BDC – Bottom Dead Center) und ferner mit Darstellung ihrer Lage innerhalb der vier Takte (Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Ausstoßtakt) eines Motorzyklus.
  • Während des Motorbetriebs durchläuft jeder Zylinder typischerweise einen Viertakt-Zyklus, der einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Expansionstakt und einen Ausstoßtakt beinhaltet. Während des Ansaugtaktes schließen im Allgemeinen die Auslassventile, und die Einlassventile öffnen. Luft wird über den entsprechenden Ansaugkanal in den Zylinder eingeleitet, und der Zylinderkolben bewegt sich zum Boden des Zylinders, so dass er das Volumen innerhalb des Zylinders vergrößert. Die Position, in welcher sich der Kolben in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Hubes befindet (d.h. wenn der Brennraum sein größtes Volumen erreicht hat), wird von den Fachleuten normalerweise als unterer Totpunkt (BDC – Bottom Dead Center) bezeichnet. Während des Verdichtungstaktes sind die Einlassventile und Auslassventile geschlossen. Der Kolben bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, so dass er die Luft innerhalb des Brennraums verdichtet. Der Punkt, an welchem der Kolben sich am Ende seines Hubes befindet und dem Zylinderkopf am nächsten ist (d.h. wenn der Brennraum sein kleinstes Volumen erreicht hat), wird von den Fachleuten normalerweise als oberer Totpunkt (TDC – Top Dead Center) bezeichnet. In einem Prozess, welcher hier als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in den Brennraum eingeleitet. In einem Prozess, welcher hier als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel wie etwa eine Zündkerze gezündet, woraus eine Verbrennung resultiert. Während des Expansionstaktes drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben zurück zum unteren Totpunkt. Eine Kurbelwelle wandelt diese Kolbenbewegung in ein Drehmoment der rotierenden Welle um. Während des Ausstoßtaktes werden die Auslassventile geöffnet, um das restliche verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch in die entsprechenden Abgaskanäle auszulassen, und der Kolben kehrt zum oberen Totpunkt zurück.
  • Die Kurve 504 zeigt eine erste Einlassventilsteuerzeit, Einlassventilhub und Einlassventil-Öffnungsdauer für ein erstes Einlassventil (Int_1), das mit einem ersten Ansaugkanal des Motorzylinders gekoppelt ist, während die Kurve 506 eine zweite Einlassventilsteuerzeit, Einlassventilhub und Einlassventil-Öffnungsdauer für ein zweites Einlassventil (Int_2) zeigt, das mit einem zweiten Ansaugkanal des Motorzylinders gekoppelt ist. Die Kurven 508a und 508b zeigen beispielhafte Auslassventilsteuerzeiten, Auslassventilhübe und Auslassventil-Öffnungsdauern für ein zweites Auslassventil (Exh_2), das mit einem zweiten Abgaskanal des Motorzylinders gekoppelt ist, während die Kurven 510a und 510b beispielhafte Auslassventilsteuerzeiten, Auslassventilhübe und Auslassventil-Öffnungsdauern für ein erstes Auslassventil (Exh_1) zeigen, das mit einem ersten Abgaskanal des Motorzylinders gekoppelt ist. Wie weiter oben erläutert, können der erste und der zweite Ansaugkanal voneinander getrennt, jedoch parallel zueinander angeordnet sein. Ebenso können der erste und der zweite Abgaskanal voneinander getrennt, jedoch parallel zueinander angeordnet sein. Ferner kann der erste Ansaugkanal mit dem ersten Abgaskanal über einen ersten AGR-Kanal kommunikativ gekoppelt sein, während der zweite Ansaugkanal mit dem zweiten Abgaskanal über einen zweiten AGR-Kanal kommunikativ gekoppelt sein kann.
  • In dem dargestellten Beispiel wird das erste Einlassventil mit einer ersten Steuerzeit geöffnet (Kurve 502), welche früher in dem Motorzyklus liegt als die zweite Steuerzeit (Kurve 504), mit der das zweite Einlassventil geöffnet wird. Insbesondere liegt die erste Steuerzeit für das erste Einlassventil näher am oberen Totpunkt des Ansaugtaktes, unmittelbar vor CAD2 (z.B. im oder unmittelbar vor dem oberen Totpunkt des Ansaugtaktes). Dagegen liegt die zweite Steuerzeit für das zweite Einlassventil nach dem oberen Totpunkt des Ansaugtaktes, nach CAD2, jedoch vor CAD3. Auf diese Weise kann das erste Einlassventil zu Beginn oder vor dem Beginn eines Ansaugtaktes geöffnet werden und kann geschlossen werden, bevor der Ansaugtakt endet, während das zweite Einlassventil nach dem Beginn eines Ansaugtaktes geöffnet werden kann und wenigstens so lange geöffnet bleiben kann, bis ein anschließender Verdichtungstakt begonnen hat.
  • Außerdem kann das erste Einlassventil zu der ersten Steuerzeit mit einem ersten, kleineren Betrag an Ventilhub L1 geöffnet werden, während das zweite Einlassventil zu der zweiten Steuerzeit mit einem zweiten, höheren Betrag an Ventilhub L2 geöffnet werden kann. Ferner kann das erste Einlassventil zu der ersten Steuerzeit für eine erste, kürzere Dauer D1 geöffnet werden, während das zweite Einlassventil zu der zweiten Steuerzeit für eine zweite, längere Dauer D2 geöffnet werden kann.
  • In einem Beispiel kann, wenn das erste und das zweite Einlassventil mit einem Einlassventil-Stellglied gekoppelt sind, eine Ventilphase des Stellglieds so eingestellt sein, dass das erste Einlassventil zu der ersten Steuerzeit geöffnet wird, während das zweite Einlassventil zu der zweiten Steuerzeit geöffnet wird. Die Ventilphase des Stellglieds kann außerdem so eingestellt sein, dass sie ermöglicht, dass das erste Einlassventil mit dem ersten Betrag an Ventilhub für die erste Dauer geöffnet wird, während das zweite Einlassventil mit dem zweiten, anderen Betrag an Ventilhub für die zweite Dauer geöffnet wird. Obwohl das dargestellte Beispiel unterschiedliche Steuerzeiten, Hübe und Öffnungsdauern für die verschiedenen Einlassventile zeigt, ist es klar, dass bei alternativen Ausführungsformen die Einlassventile denselben Betrag an Ventilhub und/oder dieselbe Öffnungsdauer aufweisen können, während das Öffnen zeitlich versetzt erfolgt.
  • Was die Auslassventile anbelangt, so zeigen die Kurven 508a und 510a ein erstes Beispiel von Auslassventilsteuerzeiten, in dem sowohl das erste als auch das zweite Auslassventil (Exh_1, Exh_2) mit einer gemeinsamen Steuerzeit geöffnet werden, die im Wesentlichen am unteren Totpunkt des Ausstoßtaktes, bei oder in der Nähe von CAD1, beginnt und im Wesentlichen am oberen Totpunkt des Ausstoßtaktes, bei oder in der Nähe von CAD2, endet. Insbesondere können in diesem Beispiel das erste und zweite Auslassventil innerhalb des Ausstoßtaktes betätigt werden. Außerdem werden in diesem Beispiel sowohl das erste als auch das zweite Auslassventil mit demselben Betrag des Hubes L3 und für dieselbe Dauer D3 geöffnet. In dem dargestellten Beispiel kann der Hub L3 einen Wert haben, der kleiner als der Hub L2, jedoch größer als der Hub L1 der Einlassventile ist. In einem Beispiel kann der Hub L3 einen Wert haben, der gleich dem Mittelwert oder Durchschnitt der Hübe L1 und L2 ist.
  • Die Kurven 508b und 510b zeigen ein zweites Beispiel von Auslassventilsteuerzeiten, in dem die Steuerzeiten des ersten und des zweiten Auslassventils zueinander versetzt sind. Insbesondere wird das zweite Auslassventil näher an einem (oder in einem) unteren Totpunkt des Arbeitstaktes (oder Expansionstaktes) geöffnet, bei oder unmittelbar vor CAD1 (d.h. bei oder unmittelbar vor dem unteren Totpunkt des Arbeitstaktes), während die Steuerzeit des ersten Auslassventils nach dem unteren Totpunkt des Arbeitstaktes liegt, nach CAD1, jedoch vor CAD2. Auf diese Weise kann das zweite Auslassventil zu Beginn oder vor dem Beginn eines Ausstoßtaktes geöffnet werden, gerade wenn der Kolben am Ende des Arbeitstaktes seinen tiefsten Punkt erreicht, und kann geschlossen werden, bevor der Ausstoßtakt endet. Dagegen kann das erste Auslassventil nach dem Beginn des Ausstoßtaktes geöffnet werden und mindestens geöffnet bleiben, bis ein anschließender Ansaugtakt begonnen hat. Außerdem kann das zweite Auslassventil mit einem zweiten, kleineren Betrag des Ventilhubes L4 geöffnet werden, während das erste Auslassventil mit einem ersten, größeren Betrag des Ventilhubes L5 geöffnet wird. Ferner kann das zweite Auslassventil für eine zweite, kürzere Dauer D4 geöffnet werden, während das erste Auslassventil für eine erste, längere Dauer D5 geöffnet wird. In dem dargestellten Beispiel liegt die erste Auslassventilsteuerzeit später im Motorzyklus als die zweite Auslassventilsteuerzeit. Bei einer alternativen Ausführungsform kann jedoch die erste Auslassventilsteuerzeit früher im Motorzyklus liegen als die zweite Auslassventilsteuerzeit, wie etwa unter Pumpbedingungen.
  • In einem Beispiel kann ein Nockenprofil des zweiten Auslassventils so eingestellt sein, dass es das zweite Auslassventil im unteren Totpunkt des Expansionstaktes öffnet und schließt und selektiv Abblasgase des Zylinders in den zweiten Abgaskanal auslässt. Andererseits kann das Nockenprofil des ersten Auslassventils so eingestellt sein, dass es das Auslassventil nach dem unteren Totpunkt des Expansionstaktes öffnet und selektiv die verbleibenden Restgase des Zylinders in den ersten Abgaskanal auslässt.
  • In einem Beispiel kann, wenn das erste und das zweite Auslassventil mit einem Auslassventil-Stellglied gekoppelt sind, eine Ventilphase des Stellglieds so eingestellt sein, dass es das erste Auslassventil zu der ersten Steuerzeit öffnet, während es das zweite Auslassventil zu der zweiten (gleichen oder anderen) Steuerzeit öffnet. Die Ventilphase des Stellglieds kann außerdem so eingestellt sein, dass es ein Öffnen des ersten Auslassventils mit dem ersten Betrag des Ventilhubes und für die erste Dauer ermöglicht, während das zweite Einlassventil mit dem zweiten (gleichen oder anderen) Betrag des Ventilhubes und für die zweite (gleiche oder andere) Dauer geöffnet wird. Zum Beispiel kann die Ventilphase des Einlassventil-Stellglieds auf der Basis der Ventilphase des Auslassventil-Stellglieds eingestellt sein, um zu ermöglichen, dass eine gestaffelte Einlassventilsteuerzeit (wie in den Kurven 504, 506 dargestellt) mit einer gestaffelten Auslassventilsteuerzeit (wie in den Kurven 508b, 510b dargestellt) koordiniert wird. Außerdem kann ein Betrag der Überlappung zwischen den Einlassventilsteuerzeiten und den Auslassventilsteuerzeiten eingestellt werden, um die Menge an AGR-Gasen einzustellen, die dem Zylinder zugeführt wird. In noch weiteren Beispielen können beide Auslassventile zu demselben Zeitpunkt geöffnet werden, um ein Verhalten ähnlich wie bei einem Wastegate zu bewirken. Ebenso können beide Einlassventile zu demselben Zeitpunkt geöffnet werden, um ein Verhalten ähnlich wie bei einem Kompressor-Umgehungsventil zu bewirken. Auf dieselbe Weise kann ein Betrag der Ventilüberlappung zwischen den Auslassventilen auf der Basis der gewünschten Ladedruckbegrenzung eingestellt werden, und der Betrag der Ventilüberlappung zwischen den Einlassventilen kann auf der Basis der gewünschten Kompressor-Umgehung eingestellt werden.
  • Auf diese Weise kann durch Verwendung unterschiedlicher Auslassventilsteuerzeiten der Wirkungsgrad des Motors erhöht werden, während die Motoremissionen verringert werden, indem Abgase, die mit höherem Druck ausgelassen werden (z.B. sich ausdehnende Abblas-Abgase in einem Zylinder vor dem Zeitpunkt, wenn ein Kolben des Zylinders den unteren Totpunkt des Expansionstaktes erreicht), von Abgasen (z.B. Restabgasen, welche nach dem Abblasen in dem Zylinder verbleiben) getrennt werden, die mit niedrigerem Druck in die verschiedenen Abgaskanäle ausgelassen werden. Insbesondere kann Abgasenergie von den Abblasgasen zu einem von zwei Abgaskanälen übertragen werden, um eine Turboladerturbine zu betreiben (welche wiederum einen Turboladerkompressor antreibt) oder um AGR-Gase mit einem höheren Druck zuzuführen. Im Wesentlichen zu derselben Zeit können Restgase zu dem anderen von den zwei Abgaskanälen geleitet werden, um einen Katalysator zu erwärmen und dadurch die Motoremissionen zu verringern, oder um AGR-Gase mit einem niedrigeren Druck zuzuführen. Auf diese Weise können die Abgase effizienter genutzt werden, als wenn einfach das gesamte Abgas eines Zylinders durch einen einzigen, gemeinsamen Abgaskanal zu einer Turboladerturbine geleitet wird. Hierbei können mehrere Vorteile erzielt werden. Zum Beispiel kann der mittlere Druck des dem Turbolader zugeführten Abgases erhöht werden, um die Leistung des Turboladers zu verbessern. Außerdem kann durch Verkürzung der Warmlaufzeit des Motors die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden, und die Partikelemissionen können verringert werden. Ferner kann das Verfahren eine Verringerung der Motoremissionen bewirken, da mindestens ein Teil der Zylinderabgase direkt vom Zylinder zum Katalysator geleitet wird.
  • Im Folgenden werden verschiedene Beispiele von Ansaugluftladungen, die dem Zylinder durch den ersten und den zweiten Ansaugkanal zugeführt werden, unter Bezugnahme auf 6 erläutert. Insbesondere sind in Tabelle 600 beispielhafte Kombinationen einer ersten Luftladung, welche dem Zylinder entlang eines ersten Ansaugkanals durch ein erstes Einlassventil zu einer ersten, früheren Einlassventilsteuerzeit zugeführt wird, und einer zweiten Luftladung, welche dem Zylinder entlang eines zweiten, separaten Ansaugkanals durch ein zweites, separates Einlassventil zu einer zweiten, späteren Einlassventilsteuerzeit zugeführt wird, aufgelistet. Insofern können die erste und die zweite Luftladung getrennt zugeführt und danach (zum ersten Mal) im Zylinder miteinander und mit direkt eingespritztem Kraftstoff gemischt werden, vor der Verbrennung des Gemischs.
  • In einem Beispiel kann, wenn eine erste Bedingung (Cond_1) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung frische Ansaugluft enthalten, welche bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck natürlich angesaugt wird. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung aufgeladene frische Ansaugluft enthalten, welche entlang des zweiten Ansaugkanals mit Kompressordruck zugeführt wird. Hierbei kann, indem natürlich angesaugte frische Ansaugluft und aufgeladene frische Ansaugluft durch getrennte Ansaugkanäle dem Motorzylinder zugeführt werden, der natürlich angesaugte Teil der Ansaugluftladung eingeleitet werden, ohne die Verdichtungsarbeit (des Turboladers) aufzuwenden, während nur der aufgeladene Teil der Ansaugluftladung verdichtet werden muss. Damit wird auf vorteilhafte Weise eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades erzielt.
  • In einem anderen Beispiel kann, wenn eine zweite Bedingung (Cond_2) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung wenigstens etwas zurückgeführtes Abgas mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck enthalten. Das heißt, Niederdruck-AGR kann von dem ersten Abgaskanal zu dem ersten Ansaugkanal zurückgeführt werden. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung aufgeladene frische Ansaugluft enthalten, welche entlang des zweiten Ansaugkanals mit Kompressordruck zugeführt wird.
  • Hierbei kann, indem Niederdruck-AGR und aufgeladene frische Ansaugluft durch getrennte Ansaugkanäle zugeführt werden, ND-AGR aus dem Weg der verdichteten Luft herausgehalten werden. Dies bietet mehrere Vorteile. Erstens wird keine Verdichtungsarbeit des Turboladers für die Zuführung der AGR-Gase aufgewendet. Infolgedessen wird der Wirkungsgrad der Verdichtung des Turboladers verbessert. Zweitens werden, indem ND-AGR von dem Kompressor des Turboladers ferngehalten wird, die Probleme im Zusammenhang mit der Verölung und Verunreinigung des Kompressors mit AGR-Gasen verringert. Drittens wird, da die aufgeladene frische Ansaugluft nicht mit AGR-Gasen verdünnt ist, ein Temperaturvorteil insofern erzielt, als es nicht erforderlich ist, den Ladeluftkühler zu betreiben, um eine Temperatur der Ansaugluftladung zu verringern. Viertens können durch das Trennen der aufgeladenen Ansaugluftladung von der auf AGR basierenden Ansaugluftladung Verzögerungen sowohl der Ladedruckregelung als auch der AGR-Regelung verringert werden, was Synergievorteile erzeugt. Schließlich wird dadurch, dass die Gesamtluftladung aufgeteilt wird in einen Anteil, der durch den Ansaugkanal mit natürlicher Ansaugung zugeführt wird (das heißt einen Anteil, welcher nicht aufgeladen ist), und einen Anteil, der durch den Kompressor zugeführt wird, die erforderliche Verdichtungsarbeit des Kompressors verringert, was einen Vorteil hinsichtlich des thermodynamischen Wirkungsgrades bewirkt. Insofern kann dies ermöglichen, dass dieselbe Verdichtung durch einen kleineren Turbolader (der einen kleineren Kompressor und/oder eine kleinere Turbine aufweist) erzielt wird, ohne dass der Aufladungswirkungsgrad beeinträchtigt wird, und bei gleichzeitiger Verkleinerung des "Turboloches".
  • Als ein weiteres Beispiel kann, wenn eine dritte Bedingung (Cond_3) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung ein Gemisch aus zurückgeführtem Abgas und frischer Ansaugluft, welche bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck natürlich angesaugt wird, enthalten. Somit kann eine erste Menge von ND-AGR mit einer ersten Menge von frischer Ansaugluft mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck gemischt und über den ersten Ansaugkanal dem Zylinder zugeführt werden. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung frische Ansaugluft mit Kompressordruck enthalten. Hierbei kann wie im vorhergehenden Beispiel (bei Cond_2) dadurch, dass wenigstens etwas AGR über einen Ansaugkanal zugeführt wird, welcher von dem den Kompressor enthaltenden Ansaugkanal getrennt ist, eine Verölung des Kompressors verringert werden, Verzögerungen der Turbolader- und AGR-Steuerung können verringert werden, der Wirkungsgrad des Turboladers kann verbessert werden, und die Vorteile von Aufladung und AGR können auf einen umfangreicheren Betriebsbereich des Motors ausgedehnt werden.
  • In einem weiteren Beispiel kann, wenn eine vierte Bedingung (Cond_4) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung wenigstens etwas zurückgeführtes Abgas mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck enthalten. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung wenigstens etwas zurückgeführtes Abgas mit Kompressordruck enthalten. Das heißt, ND-AGR kann durch den ersten Ansaugkanal zugeführt werden, während HD-AGR durch den zweiten Ansaugkanal zugeführt wird. Hierbei können, indem ND-AGR und HD-AGR dem Motorzylinder über getrennte Ansaugkanäle zugeführt werden, die Vorteile einer Abgasrückführung auf einen größeren Bereich von Motordrehzahl-/Motorlastbedingungen ausgedehnt werden. Außerdem können HD-AGR und ND-AGR unabhängig gesteuert werden.
  • In einem anderen Beispiel kann, wenn eine fünfte Bedingung (Cond_5) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung frische Ansaugluft enthalten, welche bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck natürlich angesaugt wird. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung wenigstens etwas zurückgeführtes Abgas mit Kompressordruck enthalten. Das heißt, Hochdruck-AGR (HD-AGR) kann von dem zweiten Abgaskanal, stromaufwärts der Turboladerturbine, zu dem zweiten Ansaugkanal, stromabwärts der Turboladerkompressors, zurückgeführt werden. Hierbei kann, indem natürlich angesaugte frische Ansaugluft und aufgeladene AGR-Gase durch getrennte Ansaugkanäle dem Motorzylinder zugeführt werden, die Verdünnung der Ansaugluft mit AGR-Gasen verringert werden.
  • In noch einem weiteren Beispiel kann, wenn eine sechste Bedingung (Cond_6) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung ein Gemisch aus zurückgeführtem Abgas und frischer Ansaugluft, welche bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck natürlich angesaugt wird, enthalten. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung wenigstens etwas zurückgeführtes Abgas mit Kompressordruck enthalten. Somit kann eine erste Menge von ND-AGR mit einer ersten Menge von frischer Ansaugluft mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck gemischt und über den ersten Ansaugkanal dem Zylinder zugeführt werden, während HD-AGR dem Zylinder über den zweiten Ansaugkanal zugeführt wird. Hierbei können wie in dem früheren Beispiel (Cond_4), indem ND-AGR und HD-AGR über getrennte Ansaugkanäle zugeführt werden, die Vorteile einer Abgasrückführung auf einen größeren Bereich von Motordrehzahl-/Motorlastbedingungen ausgedehnt werden.
  • Als ein weiteres Beispiel kann, wenn eine siebte Bedingung (Cond_7) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung wenigstens etwas zurückgeführtes Abgas mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck enthalten. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung ein Gemisch aus zurückgeführtem Abgas und frischer Ansaugluft mit Kompressordruck enthalten. Somit kann eine zweite Menge von HD-AGR mit einer zweiten Menge von frischer Ansaugluft mit Kompressordruck gemischt und über den zweiten Ansaugkanal dem Zylinder zugeführt werden, während ND-AGR dem Zylinder über den ersten Ansaugkanal zugeführt wird. Hierbei können wie in den früheren Beispielen (Cond_4 und Cond_6), indem HD-AGR und ND-AGR über getrennte Ansaugkanäle zugeführt werden, die Vorteile einer Abgasrückführung auf einen größeren Bereich von Motordrehzahl-/Motorlastbedingungen ausgedehnt werden.
  • Als noch ein weiteres Beispiel kann, wenn eine achte Bedingung (Cond_8) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung ein Gemisch aus zurückgeführtem Abgas und Frischluft, welche bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck natürlich angesaugt wird, enthalten. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung ein Gemisch aus zurückgeführtem Abgas und frischer Ansaugluft mit Kompressordruck enthalten. Somit kann eine erste Menge von ND-AGR mit einer ersten Menge von frischer Ansaugluft mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck gemischt und dem Zylinder über den ersten Ansaugkanal zugeführt werden, während eine zweite Menge von HD-AGR mit einer zweiten Menge von frischer Ansaugluft mit Kompressordruck gemischt und über den zweiten Ansaugkanal dem Zylinder zugeführt werden kann. Hierbei können, indem eine erste Luftladung mit einem ersten, niedrigeren Druck und eine zweite Luftladung mit einem zweiten, höheren Druck dem Zylinder getrennt voneinander über unterschiedliche Ansaugkanäle zugeführt werden, AGR und Aufladung innerhalb eines größeren Bereiches von Betriebsbedingungen angewendet werden, wobei sie zugleich jeweils besser gesteuert werden können.
  • Als ein weiteres Beispiel kann, wenn eine neunte Bedingung (Cond_9) vorliegt, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung frische Ansaugluft enthalten, welche bei atmosphärischem oder niedrigerem Druck natürlich angesaugt wird. Gleichzeitig kann die zweite Ansaugluftladung ein Gemisch aus zurückgeführtem Abgas und wenigstens etwas frischer Ansaugluft mit Kompressordruck enthalten. Somit kann eine zweite Menge von HD-AGR mit einer zweiten Menge von frischer Ansaugluft mit Kompressordruck gemischt und über den zweiten Ansaugkanal dem Zylinder zugeführt werden, während natürlich angesaugte frische Ansaugluft dem Zylinder über den ersten Ansaugkanal zugeführt wird. Hierbei kann, indem eine aufgeladene Ansaugluftladung und eine natürlich angesaugte Ansaugluftladung über getrennte Ansaugkanäle zugeführt werden, die natürlich angesaugte Ansaugluftladung eingeleitet werden, ohne die Verdichtungsarbeit aufzuwenden, während die Verdichtungsarbeit des Turboladers nur für die aufgeladene Ansaugluftladung aufgewendet wird.
  • Es wird nun unter Bezugnahme auf 7 eine beispielhafte Routine 700 zur Verkleinerung des Turboloches beschrieben. Insbesondere zeigt die Routine die Koordinierung des Betriebs der Lufteinlassdrossel eines ersten Ansaugkanals mit dem Betrieb eines Turboladers in einem zweiten Ansaugkanal während eines "Tip-in"-Ereignisses (Niedertreten des Gaspedals), um das Turboloch zu verkleinern. Durch Verkleinerung des Turboloches kann der Wirkungsgrad des Turboladers erhöht werden, und die Motorleistung kann verbessert werden. 8 zeigt eine beispielhafte Einstellung von Drossel und AGR-Ventil während eines "Tip-in" gemäß der Routine von 7 anhand eines Diagramms 800.
  • In 702 beinhaltet die Routine das Bestätigen eines "Tip-in"-Ereignisses. In einem Beispiel kann ein "Tip-in"-Ereignis als Reaktion darauf bestätigt werden, dass ein Fahrer 130 das Gaspedal 132 über eine Schwellenwertposition hinaus betätigt (oder niedertritt). In einem anderen Beispiel kann ein "Tip-in"-Ereignis in Reaktion darauf bestätigt werden, dass eine Drehmomentanforderung eines Fahrers höher als ein Schwellenwert ist.
  • Hierbei empfing vor dem "Tip-in"-Ereignis möglicherweise jeder Motorzylinder eine Menge an zurückgeführtem Abgas (insbesondere ND-AGR) durch einen ersten Ansaugkanal, während er frische Ansaugluft durch einen zweiten, separaten, jedoch parallelen Ansaugkanal empfing. Abgas kann mit einem niedrigeren Druck aus einem ersten Abgaskanal, der mit dem ersten Ansaugkanal stromabwärts einer ersten Lufteinlassdrossel über einen ersten AGR-Kanal, der ein erstes AGR-Ventil enthält, kommunikativ gekoppelt ist, zurückgeführt werden. Als Reaktion auf ein "Tip-in"-Ereignis beinhaltet die Routine in 704 das Erhöhen einer Menge an frischer Ansaugluft bei gleichzeitiger Verringerung der Menge an zurückgeführtem Abgas, die dem Zylinder über den ersten Ansaugkanal zugeführt wird. Insbesondere beinhaltet die Routine das Öffnen (oder Vergrößern einer Öffnung) der ersten Lufteinlassdrossel im ersten Ansaugkanal, um die Menge an frischer Ansaugluft zu erhöhen, die durch den ersten Ansaugkanal in den Zylinder eingeleitet wird, bei gleichzeitigem Schließen (oder Verkleinern einer Öffnung) des ersten AGR-Ventils in dem ersten AGR-Kanal, der zwischen den ersten Ansaugkanal und den ersten Abgaskanal gekoppelt ist, um die Menge an Abgas zu verringern, die durch den ersten Ansaugkanal zurückgeführt wird.
  • Während die Lufteinlassdrossel und das AGR-Ventil in dem ersten Ansaugkanal eingestellt werden, beinhaltet die Routine in 706 ferner das Betätigen eines Turboladerkompressors, der mit dem zweiten Ansaugkanal gekoppelt ist, um eine Menge an aufgeladener frischer Ansaugluft, die dem Zylinder über den zweiten Ansaugkanal zugeführt wird, für eine Dauer des "Tip-in" zu erhöhen. Insbesondere kann die Motorsteuereinheit den Betrieb des Turboladerkompressors auslösen, während sie eine zweite Lufteinlassdrossel öffnet (oder deren Öffnung vergrößert), die in dem zweiten Ansaugkanal stromabwärts des Kompressors angeordnet ist, um eine Menge an aufgeladener frischer Ansaugluft zu erhöhen, die dem Zylinder zugeführt wird. Die Steuereinheit kann außerdem ein zweites AGR-Ventil schließen (oder dessen Öffnung verkleinern), das in einem zweiten AGR-Kanal enthalten ist, welcher zwischen den zweiten Ansaugkanal und den zweiten Abgaskanal gekoppelt ist, um eine Menge an Abgas mit hohem Druck zu verringern, die durch den zweiten Ansaugkanal zurückgeführt wird. In einem Beispiel kann die erste Lufteinlassdrossel allmählich geöffnet werden, und das erste AGR-Ventil kann allmählich geschlossen werden, mit einem auf dem Drehzahlprofil des Kompressors basierenden Profil. Die Einstellungen der ersten und zweiten Lufteinlassdrossel und des ersten und zweiten AGR-Ventils können für eine Dauer fortgesetzt werden, die einer Dauer entspricht, bis der Kompressor eine Schwellenwert-Drehzahl erreicht. In einem Beispiel kann die Schwellenwert-Drehzahl einer Drehzahl entsprechen, oberhalb von der das Turboloch verkleinert werden kann, wie etwa einer Drehzahl, bei welcher der Ausgangsdruck des Kompressors größer als der atmosphärische (oder barometrische) Druck unter den gegebenen Motorbetriebsbedingungen ist.
  • In 708 kann geprüft werden, ob die Kompressordrehzahl die Schwellenwert-Drehzahl erreicht hat. Alternativ dazu kann bestimmt werden, ob die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, die einer Dauer entspricht, bis der Kompressor die Schwellenwert-Drehzahl erreicht (z.B. unter Verwendung eines Zeitgebers). Ist dies nicht der Fall, kann die Routine in 710 die erste Lufteinlassdrossel offen und das erste AGR-Ventil geschlossen halten, während der Kompressor betätigt wird. Falls dagegen die Kompressordrehzahl die Schwellenwert-Drehzahl erreicht hat, oder falls die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, beinhaltet die Routine in 712, nachdem die Zeitdauer vergangen ist, ein Verringern der Menge an frischer Ansaugluft bei gleichzeitiger Erhöhung der Menge an zurückgeführtem Abgas, die dem Zylinder über den ersten Ansaugkanal zugeführt wird. Insbesondere beinhaltet die Routine das Schließen (oder Verkleinern der Öffnung) der ersten Lufteinlassdrossel in dem ersten Ansaugkanal, um die Menge an frischer Ansaugluft zu verringern, die durch den ersten Ansaugkanal in den Zylinder eingeleitet wird, bei gleichzeitigem Öffnen (oder Vergrößern der Öffnung) des ersten AGR-Ventils in dem ersten AGR-Kanal, der den ersten Ansaugkanal und den ersten Abgaskanal verbindet, um die Menge an Abgas zu erhöhen, die durch den ersten Ansaugkanal zurückgeführt wird. In einem Beispiel kann die erste Lufteinlassdrossel allmählich geschlossen werden, und das erste AGR-Ventil kann allmählich geöffnet werden, mit einem auf dem Drehzahlprofil des Motors basierenden Profil.
  • Auf diese Weise kann der Zylinder über den ersten Ansaugkanal mit frischer Ansaugluft gefüllt werden, während der Kompressor in dem zweiten Ansaugkanal auf die erforderliche Drehzahl gebracht wird, so dass zu dem Zeitpunkt, wenn der Kompressor die gewünschte Ladedrehzahl erreicht, der Zylinder bereits mit frischer Ansaugluft gefüllt sein kann. Anders ausgedrückt, wenn der Kompressor den Ladedruck erreicht hat, kann dem Zylinder über den zweiten Ansaugkanal aufgeladene frische Ansaugluft zugeführt werden, während dem Zylinder über den ersten Ansaugkanal zusätzliche Frischluft zugeführt wird. Demzufolge wird das Turboloch verkleinert, das dadurch verursacht wird, dass darauf gewartet werden muss, dass ein Kompressor die erforderliche Drehzahl erreicht, bevor aufgeladene Frischluft in den Zylinder eingeleitet werden kann. Danach, wenn der Kompressor die gewünschte Drehzahl erreicht hat, kann AGR durch den ersten und den zweiten Ansaugkanal allmählich eingeleitet werden (insbesondere ND-AGR über den ersten Ansaugkanal und HD-AG über den zweiten Ansaugkanal), um zusätzlich zu den Vorteilen einer Aufladung die Vorteile einer AGR zu verschaffen. Durch Verkleinern des Turboloches wird der Wirkungsgrad des Turboladers verbessert, und die Motorleistung wird erhöht. Indem die Vorteile von Aufladung und AGR zusammen gewährleistet werden, können synergetische Verbesserungen hinsichtlich der Motorleistung erzielt werden.
  • Die Schritte von 7 werden durch das Beispiel von 8 zusätzlich verdeutlicht. Das Diagramm 800 zeigt im Kurvenbild 802 ein Motorausgangsdrehmoment in Abhängigkeit von einer Dauer des Motorbetriebs. Entsprechende Änderungen einer Drehzahl des Turboladerkompressors sind im Kurvenbild 804 dargestellt. Änderungen der Position einer ersten Lufteinlassdrossel und eines ersten AGR-Ventils, die mit dem ersten Luftansaugkanal gekoppelt sind, sind in den Kurvenbildern 810 bzw. 812 dargestellt, während Änderungen der Position einer zweiten Lufteinlassdrossel und eines zweiten AGR-Ventils, die mit dem zweiten Luftansaugkanal gekoppelt sind, in den Kurvenbildern 806 bzw. 808 dargestellt sind. Hierbei enthält möglicherweise nur der zweite Ansaugkanal den Turboladerkompressor. Änderungen in der Zusammensetzung einer dem Zylinder durch den ersten Ansaugkanal zugeführten ersten Luftladung (Air_Int_1), die aus Einstellungen des ersten AGR-Ventils und der ersten Drossel resultieren, sind in den Kurvenbildern 818 und 820 dargestellt, während Änderungen in der Zusammensetzung einer dem Zylinder durch den zweiten Ansaugkanal zugeführten zweiten Luftladung (Air_Int_2), die aus Einstellungen des zweiten AGR-Ventils und der zweiten Drossel resultieren, in den Kurvenbildern 814 und 816 dargestellt sind. Änderungen der Netto-Zylinderluftladung (Cyl_aircharge) sind in den Kurvenbildern 822 bzw. 824 dargestellt. In jedem der Kurvenbilder 814–824 stellt die Volllinie eine Frischluftkomponente der Luftladung dar, während die gestrichelte Linie eine AGR-Komponente der Luftladung repräsentiert.
  • Vor dem Zeitpunkt t1 kann auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen ein niedrigeres Drehmoment angefordert werden. Hierbei kann die Netto-Zylinderluftladung, die dem niedrigeren Ausgangsdrehmoment entspricht, eine vergleichsweise größere Menge von AGR-Gasen (gestrichelte Linie des Kurvenbilds 824) und eine vergleichsweise kleinere Menge von Frischluft (Volllinie des Kurvenbilds 822) enthalten. Durch die Verwendung von AGR unter Bedingungen niedriger Last können Vorteile hinsichtlich Kraftstoffwirtschaftlichkeit und verringerter Emissionen erzielt werden. Die Netto-Zylinderluftladung, die dem Zylinder vor t1 zugeführt wird, kann durch Mischen einer ersten Ansaugluftladung, die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführt wird, mit einer zweiten Ansaugluftladung, die entlang des zweiten Ansaugkanals zugeführt wird, bereitgestellt werden. Insbesondere kann die erste Ansaugluftladung eine größere Menge an zurückgeführtem Abgas (Kurvenbild 820) mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck (das heißt ND-AGR) und eine kleinere Menge an natürlich angesaugter Frischluft (Kurvenbild 818), die zugeführt wird, indem das erste AGR-Ventil (Kurvenbild 812) und die zweite Einlassdrossel (Kurvenbild 810) um entsprechende Beträge geöffnet werden, enthalten. Dagegen kann die zweite Ansaugluftladung frische Ansaugluft (Volllinie von Kurvenbild 814) und im Wesentlichen keine AGR (gestrichelte Linie von Kurvenbild 816) enthalten, was gewährleistet wird, indem die zweite Einlassdrossel geöffnet wird (Kurvenbild 806), während das zweite AGR-Ventil geschlossen wird (Kurvenbild 808).
  • Zum Zeitpunkt t1 kann ein "Tip-in"-Ereignis eintreten, das zu einer höheren Drehmomentanforderung führt. Zum Beispiel kann das höhere Ausgangsdrehmoment in Reaktion darauf angefordert werden, dass ein Bediener des Fahrzeugs das Gaspedal bis über eine Schwellenwertposition hinaus niedertritt. In Reaktion auf das "Tip-in"-Ereignis kann der Kompressor (Kurvenbild 804) betätigt werden, um eine aufgeladene Ansaugluftladung zuzuführen, während die zweite Einlassdrossel (Kurvenbild 806) geöffnet wird (z.B. vollständig geöffnet wird), um aufgeladene Frischluft in den Zylinder einzuleiten. Die aufgeladene Luftladung steht jedoch eventuell nicht zur Verfügung, bis der Kompressor eine Schwellenwert-Drehzahl erreicht, was zu einem Turboloch führt. Um das Turboloch, während der Kompressor im zweiten Ansaugkanal hochläuft, zu verkleinern, kann die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte erste Ansaugluftladung zeitweilig so eingestellt werden, dass der Anteil an frischer Ansaugluft erhöht wird, während der Anteil an AGR verringert wird (Kurvenbilder 808–820). Insbesondere kann das erste AGR-Ventil (Kurvenbild 812) geschlossen werden, während die erste Einlassdrossel (Kurvenbild 810) vollständig geöffnet wird, um die in den Zylinder eingeleitete Menge an natürlich angesaugter Frischluft zu erhöhen, während die dem Zylinder zugeführte Menge an ND-AGR verringert wird.
  • Zum Zeitpunkt t2, wenn der Kompressor mit der gewünschten Schwellenwert-Drehzahl oder einer höheren Drehzahl läuft, kann dem Zylinder entlang des zweiten Ansaugkanals eine Luftladung von aufgeladener frischer Ansaugluft zugeführt werden (Kurvenbild 814). Zu dieser Zeit kann die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte Menge an Frischluft verringert werden, indem die erste Einlassdrossel allmählich geschlossen wird (Kurvenbild 810), während NDR-AGR allmählich wiederhergestellt werden kann, indem das erste AGR-Ventil geöffnet wird (Kurvenbild 812). Auf diese Weise kann, während in dem einen Ansaugkanal der Kompressor hochläuft, durch den anderen Ansaugkanal Frischluft in den Zylinder eingeleitet werden, um eventuelle AGR, die bereits im Zylinder vorhanden ist, durch Verdünnen weitgehend zu entfernen. Demzufolge kann, wenn der Kompressor hochgelaufen ist, die eingeleitete Frischluft im zweiten Ansaugkanal verdichtet werden, um die Anforderung eines höheren Drehmoments zu erfüllen. Ferner kann, wenn der Kompressor hochgelaufen ist, der Kompressor verwendet werden, um durch den einen Ansaugkanal aufgeladene Frischluft einzuleiten, während parallel dazu durch den anderen Ansaugkanal dem Motorzylinder ND-AGR zugeführt wird. Auf diese Weise kann das Turboloch verkleinert werden, während neben den Vorteilen einer Aufladung auch die Vorteile einer AGR gewährleistet werden.
  • Es ist klar, dass bei anderen Ausführungsformen das Turboloch zusätzlich oder optional verkleinert werden kann, indem AGR-Ventile geschlossen werden, das erste Auslassventil deaktiviert wird und das zweite Auslassventil vollständig geöffnet wird. Danach können, falls eine AGR gewünscht wird, ein oder mehrere der AGR-Ventile geöffnet werden, um die gewünschte AGR zu gewährleisten, wie oben bei 808 und 812 erläutert wurde.
  • Es wird nun auf 9 Bezug genommen; sie zeigt eine beispielhafte Routine 900 zum Einstellen des Betriebs eines AGR-Kühlers auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen. Insbesondere ermöglicht die Routine, dass ein AGR-Kühler, der an der Verbindungsstelle eines AGR-Kanals und eines Ansaugkanals positioniert ist (z.B. an der Verbindungsstelle des ersten AGR-Kanals und des ersten Ansaugkanals), bei Vorliegen gewisser Bedingungen verwendet wird, um eine Ansaugluftladung zu kühlen, die dem Zylinder (z.B. über den ersten Ansaugkanal) zugeführt wird, während sie bei Vorliegen anderer Bedingungen ermöglicht, dass der AGR-Kühler die Ansaugluftladung erwärmt.
  • In 902 können Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Diese können zum Beispiel Umgebungstemperatur und -druck, Motortemperatur, Motordrehzahl, Kurbelwellendrehzahl, Getriebedrehzahl, Ladezustand der Batterie, verfügbare Kraftstoffe, Alkoholgehalt des Kraftstoffs, Katalysatortemperatur, vom Fahrer angefordertes Drehmoment usw. beinhalten. In 904 kann bestimmt werden, ob eine Erwärmung der Ansaugluftladung gewünscht wird. In einem Beispiel kann eine Erwärmung der Ansaugluftladung gewünscht werden, wenn der Motor nicht klopfbegrenzt ist. Falls zum Beispiel kein Klopfen zu erwarten ist, kann die Ansaugluftladung erwärmt werden, um die Pumparbeit des Motors zu verringern und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
  • Falls ein Erwärmen angefordert wird, können in 906 die Erwärmungsbedingungen überprüft werden. Insbesondere kann bestimmt werden, ob alle Bedingungen vorliegen, um in der Lage zu sein, den AGR-Kühler als eine Heizvorrichtung zum Erwärmen einer Ansaugluftladung zu betreiben. Zum Beispiel kann, wenn der AGR-Kühler ein auf einem flüssigen Kühlmittel basierender Kühler ist, nachgeprüft werden, dass die Kühlmitteltemperatur höher als die Temperatur der Ansaugluft ist. Ferner kann nachgeprüft werden, dass keine Klopfbedingungen vorliegen (das heißt, dass ein Klopfen weder auftritt noch zu erwarten ist). Falls alle Erwärmungsbedingungen erfüllt sind, beinhaltet die Routine in 908 das Schließen des ersten AGR-Ventils, während die erste Einlassdrossel im ersten Ansaugkanal geöffnet wird, um die entlang des ersten Ansaugkanals in den Zylinder eingeführte Ansaugluftladung unter Verwendung des ersten AGR-Kühlers zu erwärmen. Auf diese Weise kann die entlang des ersten Ansaugkanals zugeführte Ansaugluftladung erwärmt werden, bevor sie in den Zylinder eingeführt wird, wodurch Pumpverluste des Motors verringert werden und der Motorwirkungsgrad verbessert wird. Falls dagegen irgendwelche oder alle Erwärmungsbedingungen nicht erfüllt sind, kann die Steuereinheit bestimmen, dass der AGR-Kühler zu diesem Zeitpunkt nicht als eine Luftladungs-Heizvorrichtung betrieben werden kann, und die Routine kann beendet werden.
  • Falls in 904 ein Erwärmen der Ansaugluftladung nicht erforderlich ist, kann in 910 bestimmt werden, ob eine Kühlung der Ansaugluftladung erforderlich ist. In einem Beispiel kann eine Kühlung verwendet werden, um die Temperatur der dem Zylinder zugeführten AGR-Gase zu verringern. Die gekühlten AGR-Gase können das Klopfen des Zylinders verringern und dabei außerdem Vorteile im Hinblick auf Kraftstoffwirtschaftlichkeit und NOx-Senkung gewährleisten. Falls keine Kühlung gewünscht wird, kann die Routine beendet werden. Falls eine Kühlung gewünscht wird, können in 912 Kühlungsbedingungen überprüft werden. Insbesondere kann bestimmt werden, ob alle Bedingungen vorliegen, um in der Lage zu sein, den AGR-Kühler zum Kühlen einer Ansaugluftladung zu betreiben. Zum Beispiel kann nachgeprüft werden, dass die Kühlung nicht zu einer Kondensation am Kompressor führt. Falls alle Kühlungsbedingungen erfüllt sind, beinhaltet die Routine in 914 das Öffnen des zweiten AGR-Ventils bei gleichzeitigem Schließen der zweiten Einlassdrossel im zweiten Ansaugkanal, um die AGR in der Ansaugluftladung, die entlang des zweiten Ansaugkanals in den Zylinder eingeleitet wird, unter Verwendung des zweiten AGR-Kühlers zu kühlen. Zusätzlich oder optional kann die Routine das Öffnen des ersten AGR-Ventils bei gleichzeitigem Schließen der ersten Einlassdrossel im ersten Ansaugkanal beinhalten, um die AGR-Gase in der Ansaugluftladung, die entlang des ersten Ansaugkanals in den Zylinder eingeleitet wird, unter Verwendung des ersten AGR-Kühlers zu kühlen. Auf diese Weise kann die Ansaugluftladung gekühlt werden, bevor sie in den Zylinder eingeleitet wird, und es kann eine Temperaturregelung der AGR-Gase erzielt werden. Falls dagegen irgendwelche oder alle Kühlungsbedingungen nicht erfüllt sind, kann die Steuereinheit bestimmen, dass der AGR-Kühler zu diesem Zeitpunkt nicht als ein Luftladungskühler betrieben werden kann, und die Routine kann beendet werden.
  • In einem Beispiel kann das Erwärmen der Ansaugluftladung das Erwärmen lediglich der dem Zylinder zugeführten AGR beinhalten. Zum Beispiel kann, wenn der AGR-Kühler innerhalb des Rückführkanals (oder AGR-Kanals) positioniert ist, wie in 1–2 dargestellt, das AGR-Ventil geöffnet werden, und der AGR-Kühler kann als eine Heizvorrichtung betrieben werden, um die AGR-Gase zu erwärmen und die erwärmten AGR-Gase vor der Zuführung zum Zylinder im Ansaugkanal mit frischer Ansaugluft des Kühlers zu mischen. Alternativ dazu kann, wenn der AGR-Kühler an der Verbindungsstelle des AGR-Kanals und des Ansaugkanals positioniert ist, das Erwärmen der Ansaugluftladung das Erwärmen der frischen Ansaugluft und/oder der AGR, die dem Zylinder zugeführt werden, beinhalten. Zum Beispiel kann das AGR-Ventil geschlossen sein, während der AGR-Kühler als eine Heizvorrichtung betrieben wird, um die frische Ansaugluft vor der Zuführung zum Zylinder zu erwärmen. Alternativ dazu kann das AGR-Ventil geöffnet werden, und der AGR-Kühler kann als eine Heizvorrichtung betrieben werden, um die Frischluft und die AGR-Gase zu erwärmen, wobei die erwärmten AGR-Gase und die erwärmte Frischluft vor der Zuführung zum Zylinder im Ansaugkanal gemischt werden.
  • In weiteren Beispielen kann einer der AGR-Kühler als ein Kühler betrieben werden, während der andere AGR-Kühler als eine Heizvorrichtung betrieben wird. Zum Beispiel kann bei Vorliegen einer ersten Bedingung eine Motorsteuereinheit den ersten AGR-Kühler im ersten Ansaugkanal so betreiben, dass er eine erste Menge an Abgas vor der Rückführung des Abgases zum ersten Ansaugkanal erwärmt, und bei Vorliegen einer zweiten Bedingung kann die Steuereinheit den ersten AGR-Kühler im ersten Ansaugkanal so betreiben, dass er die erste Menge an Abgas vor der Rückführung des Abgases zum ersten Ansaugkanal kühlt. Gleichzeitig kann bei Vorliegen der ersten Bedingung die Motorsteuereinheit einen zweiten AGR-Kühler im zweiten Ansaugkanal so betreiben, dass er eine zweite Menge an Abgas vor der Rückführung des Abgases zum zweiten Ansaugkanal kühlt, während bei Vorliegen der zweiten Bedingung die Steuereinheit den zweiten AGR-Kühler im zweiten Ansaugkanal so betreiben kann, dass er die zweite Menge an Abgas vor der Rückführung des Abgases zum zweiten Ansaugkanal erwärmt. Hierbei kann der zweite AGR-Kühler nur dann als eine Heizvorrichtung verwendet werden, wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist und keine Aufladung vorgenommen wird.
  • Ferner kann der Betrieb der AGR-Kühler mit dem Betrieb eines Ladeluftkühlers koordiniert werden, der stromabwärts eines Turboladerkompressors positioniert ist (wie der Ladeluftkühler 56 von 1–2). Zum Beispiel kann der erste AGR-Kühler im ersten Ansaugkanal als eine Heizvorrichtung verwendet werden, um dem Zylinder über den ersten Ansaugkanal eine erwärmte Ansaugluftladung (welche frische Ansaugluft und/oder ND-AGR enthält) zuzuführen. Gleichzeitig kann der Kompressor im zweiten Ansaugkanal so betrieben werden, dass er eine aufgeladene Ansaugluftladung liefert, während der Ladeluftkühler stromabwärts des Kompressors eingesetzt wird, um die aufgeladene Ansaugluftladung zu kühlen. Auf diese Weise können erwärmte natürlich angesaugte Luft (mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck) und gekühlte aufgeladene Luft gleichzeitig dem Zylinder zugeführt werden. Die erwärmte und die gekühlte Luftladung können dann gemischt und im Zylinder verbrannt werden. Dabei kann, indem eine erwärmte und eine gekühlte Luftladung, die einem Zylinder getrennt, jedoch gleichzeitig zugeführt werden, kombiniert und verbrannt werden, eine im Wesentlichen konstante Verdichtungstemperatur bei variierenden Lasten erzielt werden, was die Motorleistung verbessert.
  • Auf diese Weise kann ein geteilter Motoreinlass mit einem geteilten Motorauslass kombiniert werden, um verschiedene Luftladungen mit unterschiedlicher Zusammensetzung und unterschiedlichem Druck zu unterschiedlichen Steuerzeiten einem Zylinder zuzuführen. Insbesondere kann eine natürlich angesaugte Luftladung getrennt von einer aufgeladenen Luftladung eingeleitet werden, um den erforderlichen Aufwand an Verdichtungsarbeit zu verringern. Indem die Menge der von dem Kompressor zu leistenden Arbeit verringert wird, kann ein Wirkungsgrad der Aufladung des Motors erhöht werden, sogar bei Verwendung eines kleineren Turboladers. Bei einer anderen Ausführungsform kann AGR getrennt von einer Ansaugluftladung aus aufgeladener Frischluft zugeführt werden. Indem AGR von dem Kompressor ferngehalten wird, kann eine Verölung und Verunreinigung des Kompressors verringert werden, während eine Verringerung von Verzögerungen der AGR-Steuerung und Verzögerungen der Turboladersteuerung ermöglicht wird. Bei einer anderen Ausführungsform können HD-AGR und ND-AGR über getrennte Kanäle zugeführt werden. Dabei kann die AGR-Steuerung in ihrer Gesamtheit verbessert werden, während eine Ausdehnung der Vorteile einer AGR auf einen breiteren Bereich von Bedingungen ermöglicht wird. Außerdem kann eine zu starke Verdünnung von Luft mit AGR-Gasen, insbesondere beim Umschalten von einer hohen Zylinderluftladung zu einer niedrigen Zylinderluftladung, verringert werden, indem die Bereitstellung eines zweiten Weges von nicht verdünnter Luft ermöglicht wird. Insgesamt kann der Wirkungsgrad von AGR und Aufladung verbessert werden, um die Motorleistung zu erhöhen.
  • Es ist anzumerken, dass die hier angegebenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzroutinen mit verschiedenen Systemkonfigurationen verwendet werden können. Die speziellen Routinen, die hier beschrieben wurden, können eine oder mehrere von einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien repräsentieren, wie etwa ereignisgesteuerte oder unterbrechungsgesteuerte Strategien, Multitasking- oder Multithreading-Strategien und Ähnliches. Hierbei können verschiedene dargestellte Aktionen, Arbeitsgänge oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel ausgeführt werden oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern wurde aus Gründen der einfachen Darstellung und Beschreibung angegeben. In Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Strategie können eine oder mehrere der dargestellten Aktionen, Funktionen oder Arbeitsgänge wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Arbeitsgänge, Funktionen und/oder Aktionen Code graphisch darstellen, der in ein computerlesbares Speichermedium im Steuerungssystem einzuprogrammieren ist.
  • Ferner versteht es sich, dass die hier beschriebenen Systeme und Verfahren von beispielhafter Natur sind, und dass diese speziellen Ausführungsformen oder Beispiele nicht in einem einschränkenden Sinne zu betrachten sind, da zahlreiche Varianten denkbar sind. Dementsprechend schließt die vorliegende Offenbarung alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen der hier offenbarten verschiedenen Systeme und Verfahren ein, sowie beliebige Äquivalente derselben.
  • Bezugszeichenliste
    • 8
    Kraftstoffanlage
    10
    Brennkraftmaschine (Motor)
    12
    Steuereinheit
    14
    Zylinder
    15
    Steuerungssystem
    16
    Sensoren
    17, 18
    Einlassöffnungen
    19, 20
    Auslassöffnungen
    30
    Erstes Einlassventil
    31
    Zweites Einlassventil
    32
    Erstes Auslassventil
    33
    Zweites Auslassventil
    35
    Auspuffendrohr
    42
    Erster Ansaugkanal
    43a–43c
    Ansaugleitungen
    45a–45c
    Ansaugleitungen
    44
    Zweiter Ansaugkanal
    46
    Erster Abgaskanal
    48
    Zweiter Abgaskanal
    47a–47c
    Abgasleitungen
    49a–49c
    Abgasleitungen
    50
    Turbolader
    52
    Turboladerkompressor
    54
    Turbine
    56
    Ladeluftkühler
    60
    Luftfilter
    62
    (Lufteinlass-)Drossel
    64
    (Lufteinlass-)Drossel
    70
    Emissionssteuervorrichtung /Katalysator
    72
    Emissionssteuervorrichtung/Katalysator
    80
    Erster AGR-Kanal
    81
    Stellglieder/Aktoren
    82
    Erster AGR-Kühler
    84
    Erstes AGR-Ventil
    90
    Zweiter AGR-Kanal
    92
    Zweiter AGR-Kühler
    94
    Zweites AGR-Ventil
    96
    Ventilstellglied/Ventilaktor
    97
    Einlassnocken-Stellglied
    98
    Auslassnocken-Stellglied
    100
    Motorsystem
    101
    Nockenwellenstange
    102
    Nockenwellenstange
    106
    Mikroprozessoreinheit/Prozessor (CPU)
    108
    Ein-/Ausgangsanschlüsse (I/O)
    110
    Nur-Lese-Speicher (ROM)
    112
    Direktzugriffsspeicher (RAM)
    114
    Fehlerspeicher (KAM)
    116
    Temperatursensor
    118
    Kühlmantel
    120
    Hall-Sensor
    122
    Luftmassensensor
    124
    Sensor (für MAP-Signal)
    128
    Abgassensor/EGO-Sensor
    130
    Fahrer
    132
    Gaspedal
    136
    Zylinderwände
    138
    Kolben
    140
    Kurbelwelle
    146
    Ansaugkanal
    148
    Abgaskanal
    150
    Einlassventil
    151
    Einlassnocken
    153
    Auslassnocken
    155
    Ventilpositionssensor
    156
    Auslassventil
    157
    Ventilpositionssensor
    162
    Drosselklappe
    166
    Kraftstoffeinspritzdüse
    168
    Treiber
    190
    Zündanlage
    192
    Zündkerze
    200
    Ansicht Zylinder
    300
    Ansicht Brennkraftmaschine 10
    AFR
    Luft-Kraftstoff-Verhältnis
    BDC
    Unterer Totpunkt
    TDC
    Oberer Totpunkt
    CAD
    Kurbelwinkelgrad
    CPS
    Verstellbares Nockenprofil
    ECT
    Motorkühlwassertemperatur
    EGO
    EGO-Signal
    FPW
    Signal
    MAF
    Luftmasse
    MAP
    Saugrohr-Absolutdruck
    PIP
    Zündungsprofil-Aufnehmersignal
    PP
    Signal
    TIP
    Drosseleinlassdruck
    TP
    Drosselklappenpositions-Signal
    TCT
    Drossellufttemperatur
    RPM
    Motordrehzahl-Signal
    SA
    Zündvorverstellungssignal
    VCT
    Variable Nockenwellensteuerung
    VVL
    Variabler Ventilhub
    VVT
    Variable Ventilsteuerung
    402
    Motorbetriebsbedingungen schätzen und/oder messen
    404
    Gewünschte Luftladung auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen (z.B. Menge an aufgeladener frischer Ansaugluft, Menge an Ansaugluft mit atmosphärischem oder niedrigerem Druck, Menge der AGR, Verhältnis von HD-AGR zu ND-AGR usw.) bestimmen
    406
    Einstellungen des (der) AGR-Ventils(Ventile) auf der Basis der gewünschten Luftladung bestimmen
    408
    Phase des Ventilstellglieds, Einlassventilsteuerzeiten für ersten und zweiten Ansaugkanal und Auslassventilsteuerzeiten für ersten und zweiten Abgaskanal auf der Basis der gewünschten Luftladung bestimmen
    410
    Einstellungen für Lufteinlassdrosseln, Kraftstoffeinspritzdüse und Turbolader auf der Basis der gewünschten Luftladung und Motorbetriebsbedingungen bestimmen
    412
    AGR-Ventil(e) auf der Basis der bestimmten AGR-Ventileinstellungen öffnen
    414
    Erstes (Einlass- und/oder Auslass-)Ventil zu der ersten Ventilsteuerzeit öffnen, um eine erste Luftladung über den ersten Ansaugkanal dem Motorzylinder zuzuführen
    416
    Zweites (Einlass- und/oder Auslass-)Ventil zu der zweiten Ventilsteuerzeit öffnen, um eine zweite Luftladung über den zweiten Ansaugkanal dem Motorzylinder zuzuführen
    418
    Kraftstoff direkt in den Zylinder einspritzen. Erste und zweite Luftladung mit Kraftstoff im Zylinder mischen. Gemisch verbrennen.
    500
    Diagramm
    502
    Kurve
    504
    Kurve
    506
    Kurve
    508 a, b
    Kurven
    510 a, b
    Kurven
    600
    Tabelle
    700
    Routine
    702
    Tip-in?
    704
    Erste Lufteinlassdrossel im ersten Ansaugkanal öffnen und gleichzeitig erstes AGR-Ventil im ersten AGR-Kanal schließen
    706
    Turboladerkompressor im zweiten Ansaugkanal betätigen. Zweite Einlassdrossel im zweiten Ansaugkanal öffnen und gleichzeitig zweites AGR-Ventil im zweiten AGR-Kanal schließen
    708
    Kompressordrehzahl > Schwellenwert?
    710
    Erste Lufteinlassdrossel offen und erstes AGR-Ventil geschlossen halten, während der Kompressor betätigt wird
    712
    Erste Lufteinlassdrossel im ersten AGR-Kanal schließen und gleichzeitig erstes AGR-Ventil im ersten AGR-Kanal öffnen
    800
    Diagramm
    802
    Kurvenbild
    804
    Kurvenbild
    806
    Kurvenbild
    808
    Kurvenbild
    810
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    812
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    814
    Kurvenbild
    816
    Kurvenbild
    818
    Kurvenbild
    820
    Kurvenbild
    822
    Kurvenbild
    824
    Kurvenbild
    900
    Routine
    902
    Motorbetriebsbedingungen schätzen und/oder messen
    904
    Erwärmung der Ansaugluftladung gewünscht?
    906
    Erwärmungsbedingungen erfüllt?
    908
    Erstes AGR-Ventil schließen und erste Einlassdrossel im ersten Ansaugkanal öffnen, um Ansaugluftladung unter Verwendung des AGR-Kühlers zu erwärmen
    910
    Kühlung der Ansaugluftladung erforderlich?
    912
    Kühlungsbedingungen erfüllt?
    914
    Zweites AGR-Ventil öffnen und zweite Einlassdrossel im zweiten Ansaugkanal schließen, um Ansaugluftladung unter Verwendung des AGR-Kühlers zu kühlen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6135088 [0004]

Claims (20)

  1. Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Motors, das Folgendes umfasst: Ansaugen mindestens eines Teils rückgeführten Abgases auf oder unter atmosphärischem Druck aus einem oder zwei Abgaskanälen in einen Motorzylinder durch einen ersten Ansaugkanal; und Ansaugen mindestens eines Teils Frischluft auf Kompressordruck in den Zylinder durch einen zweiten, getrennten Ansaugkanal, der mit dem anderen der beiden Abgaskanäle gekoppelt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Ansaugkanal parallel zu dem zweiten Ansaugkanal angeordnet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei einer der beiden Abgaskanäle ein erster Abgaskanal ist und wobei Ansaugen mindestens eines Teils rückgeführten Abgases Ansaugen einer Abgasmenge aus dem ersten Abgaskanal über ein erstes Auslassventil und sein Zuführen in den ersten Abgaskanal über ein erstes Einlassventil umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der andere der beiden Abgaskanäle ein zweiter, getrennter Abgaskanal ist, der parallel zu dem ersten Abgaskanal angeordnet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei Ansaugen mindestens eines Teils Frischluft auf Kompressordruck Betreiben eines mit dem zweiten Ansaugkanal und nicht dem ersten Ansaugkanal gekoppelten Turboladerkompressors zum Ansaugen einer Menge komprimierter Frischluft umfasst, wobei der Turboladerkompressor durch eine mit dem zweiten Abgaskanal und nicht dem ersten Abgaskanal gekoppelten Turboladerturbine angetrieben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin Mischen des rückgeführten Abgases auf oder unter atmosphärischen Druck mit der Frischluft auf Kompressordruck im Zylinder umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin Zuführen von Kraftstoff zu dem Gemisch aus rückgeführtem Abgas und Frischluft im Zylinder und Verbrennen des Gemisches im Zylinder umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Ansaugen von rückgeführtem Abgas auf oder unter atmosphärischem Druck Öffnen des mit dem ersten Ansaugkanal gekoppelten ersten Einlassventils zu einer ersten Einlassventilsteuerzeit umfasst, und wobei Ansaugen von Frischluft auf Kompressordruck Öffnen eines mit dem zweiten Ansaugkanal gekoppelten zweiten Einlassventils zu einer zweiten, anderen Einlassventilsteuerzeit umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das erste und das zweite Ansaugventil mit einem Einlassventil-Stellglied gekoppelt sind, weiterhin umfassend Einstellen einer Ventilphase des Einlassventil-Stellglieds zum Öffnen des ersten Ventils zu der ersten Einlassventilsteuerzeit und des zweiten Ventils zu der zweiten Einlassventilsteuerzeit.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Ansaugen rückgeführten Abgases auf oder unter atmosphärischem Druck weiterhin Einstellen eines Abgasventil-Stellglieds zum Öffnen des mit dem ersten Abgaskanal gekoppelten ersten Auslassventils zu einer ersten Auslassventilsteuerzeit umfasst, und wobei Ansaugen von Frischluft auf Kompressordruck Einstellen des Auslassventil-Stellglieds zum Öffnen eines mit dem zweiten Abgaskanal gekoppelten zweiten Auslassventils zu einer zweiten, anderen Auslassventilsteuerzeit umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste Einlassventilsteuerzeit früher in einem Motorzyklus ist als die zweite Einlassventilsteuerzeit.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste Auslassventilsteuerzeit später in einem Motorzyklus ist als die zweite Auslassventilsteuerzeit.
  13. Verfahren zum Reduzieren eines Turboladerlochs, umfassend: als Reaktion auf Tip-in, Erhöhen einer Einlassluftmenge und Verringern einer Menge rückgeführten Abgases, das einem Zylinder über einen ersten Ansaugkanal zugeführt wird, während ein mit einem zweiten, anderen Ansaugkanal gekoppelter Kompressor dahingehend betrieben wird, eine Menge an aufgeladener Einlassluft, die dem Zylinder über den zweiten Ansaugkanal zugeführt wird, für eine Dauer ab Tip-in zu erhöhen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Erhöhen einer Einlassluftmenge und Verringern einer Menge an rückgeführtem Abgas Öffnen einer ersten Einlassdrossel in dem ersten Ansaugkanal bei Schließen eines ersten AGR-Ventils in einem ersten AGR-Kanal, der zwischen einem ersten Abgaskanal und dem ersten Ansaugkanal gekoppelt ist, umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Dauer eine Dauer, bis der Kompressor eine Schwelldrehzahl erreicht, umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin Verringern der Einlassluftmenge, nach Ablauf der Dauer, bei Erhöhen der Menge an rückgeführtem Abgas, das dem Zylinder über den ersten Ansaugkanal zugeführt wird, umfasst.
  17. Motorsystem, das Folgendes umfasst: einen Motorzylinder; eine Direkteinspritzdüse, die dazu konfiguriert ist, eine Kraftstoffmenge direkt in den Zylinder einzuspritzen; einen ersten Ansaugkanal, der mit einem ersten Abgaskanal kommunizierend gekoppelt ist, wobei der erste Ansaugkanal ein erstes Einlassventil zur Zuführung einer Menge an rückgeführtem Abgas zu dem Zylinder enthält; einen zweiten, getrennten Ansaugkanal, der kommunizierend mit einem zweiten, getrennten Abgaskanal gekoppelt ist, wobei der zweite Ansaugkanal ein zweites Einlassventil zum Zuführen einer Menge an komprimierter Frischluft zu dem Zylinder enthält; einen mit dem zweiten Ansaugkanal gekoppelten Turboladerkompressor, wobei der Kompressor durch eine mit dem zweiten Abgaskanal gekoppelte Turbine angetrieben wird; und ein Ventilstellglied, das dazu konfiguriert ist, das erste Einlassventil zu einer ersten Einlassventilsteuerzeit und das zweite Einlassventil zu einer zweiten, anderen Einlassventilsteuerzeit zu öffnen.
  18. System nach Anspruch 17, das weiterhin eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen zur Einstellung einer Ventilphase des Stellglieds zum Öffnen des ersten Einlassventils zu der ersten Einlassventilsteuerzeit und des zweiten Einlassventils zu der zweiten Einlassventilsteuerzeit umfasst.
  19. System nach Anspruch 17, wobei die erste Einlassventilsteuerzeit in einem Motorzykluseinlasstakt früher ist als die zweite Einlassventilsteuerzeit.
  20. System nach Anspruch 17, wobei der erste Abgaskanal ein erstes Auslassventil und der zweite Abgaskanal ein zweites Auslassventil enthält, und wobei die Steuerung weitere Anweisungen zur Einstellung der ersten Einlassventilsteuerzeit auf Grundlage einer ersten Auslassventilsteuerzeit des ersten Auslassventils und zur Einstellung der zweiten Einlassventilsteuerzeit auf Grundlage einer zweiten Auslassventilsteuerzeit des zweiten Auslassventils enthält.
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US13/182,372 2011-07-13
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