DE102012208626A1 - Motorstartverfahren - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Motorstartverfahren offenbart. In einem Beispiel wird der Motorbetrieb zur Reduzierung der Katalysatoranspringzeit eingestellt. Abgastemperaturen können erhöht werden, bis eine Schwellmotortemperatur erreicht ist.

Description

  • HINTERGRUND/KURZDARSTELLUNG
  • Dieselmotoren können ein hohes Drehmoment und eine verbesserte Kraftstoffökonomie im Vergleich zu Benzinmotoren bereitstellen. Die Temperatur von Dieselabgasen ist jedoch niedriger als die vieler Benzinmotoren. Deshalb kann es länger dauern, bis Katalysatoren in einem Abgassystem des Dieselmotors eine Temperatur erreichen, bei der eine Schwellkatalysatorwirkungsgradtemperatur (zum Beispiel eine Katalysatoranspringtemperatur) erreicht ist. Des Weiteren werden viele Dieselmotoren turboaufgeladen, um die Motorleistung zu verbessern, und Abgaswärme wird durch den Turbolader abgezogen. Folglich steht sogar noch weniger Abgaswärme zur Verfügung, um den Katalysator zu starten. Angesichts mit Dieselmotoren in Verbindung stehender Abgaserwärmungsprobleme kann es wünschenswert sein, einen Weg zur Verbesserung eines Dieselmotorstarts bereitzustellen.
  • Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat die oben genannten Nachteile erkannt und hat ein Motorbetriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer ersten AGR-Prozent-Konzentration bei einer Motortemperatur, die geringer ist als eine erste Motortemperatur; und Betreiben des Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer zweiten AGR-Prozent-Konzentration bei einer Motortemperatur, die höher ist als die erste Motortemperatur, wobei die zweite AGR-Prozent-Konzentration geringer ist als die erste AGR-Prozent-Konzentration.
  • Durch Betreiben eines Motors nach einem Motorkaltstart mit einem höheren Grad an Abgasrückführung (AGR) als während ähnlicher warmer Motorbetriebsbedingungen geliefert wird, kann es möglich sein, Motorabgastemperaturen zu erhöhen, um die Katalysatoranspringzeit zu verkürzen. Des Weiteren kann Verstärken der AGR und Nachspätverstellen der Verbrennungsphaseneinstellung (zum Beispiel die Position von Spitzenzylinderdruck) die Motortemperatur in kürzerer Zeit erhöhen. Folglich können Motoremissionen reduziert werden. In einem Beispiel können Motordrehzahl und -last über einen Hybridantriebsstrang erhöht werden, um höhere Grade an AGR unter Motorleerlaufbedingungen zu gestatten. Die höheren Grade an AGR bei Leerlauf können Die Verbrennungssteuerung nach spät verstellen, um mehr Verbrennungswärme zum Motor und Motorauslasssystem zu leiten. Eine Art und Weise, höhere Motorlasten zu erreichen und höhere Toleranzen für höhere Prozentanteile von AGR in Zylindergemischen zu erreichen, besteht darin, einen Zusatzmotor eines Hybridfahrzeugs zu verwenden. Zum Beispiel kann ein Elektromotor verwendet werden, um Motordrehzahl und Motorlast unter Motorleerlaufbedingungen zu steuern.
  • Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere kann der Lösungsansatz die Katalysatoranspringzeit reduzieren, wodurch Motoremissionen reduziert werden. Des Weiteren kann der Lösungsansatz Motorwarmlaufzeit reduzieren, um Motoreinsatzgasemissionen zu reduzieren. Darüber hinaus kann der Lösungsansatz ein gutes Fahrverhalten des Fahrzeugs über Herunterfahren von AGR und Nachspätverstellung der Verbrennungsphase unter Bedingungen, unter denen die Motordrehzahlanforderung zunimmt, bereitstellen.
  • Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, leicht hervor.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motors;
  • 2 zeigt einen beispielhaften Hybridantriebsstrang, der den Motor von 1 enthält;
  • 3–4 zeigen Signale, die während zwei verschiedener Motorstartsequenzen von Interesse sind; und
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Starten eines Motors.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft die Verbesserung eines Motorstarts. 1 zeigt ein Beispiel für einen aufgeladenen Dieselmotor, wobei das Verfahren von 5 AGR, Einlasskrümmerdruck, Glühkerzenbetrieb und Verbrennungsphaseneinstellung einstellen kann, um Motorstart zu verbessern und Motoremissionen zu reduzieren. 2 zeigt einen beispielhaften Antriebsstrang, der den in 1 gezeigten Motor enthält. Die 3 und 4 zeigen Signale, die während zweier verschiedener Motorstartsequenzen von Interesse sind. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Start eines Motors.
  • Auf 1 Bezug nehmend, wird ein mehrere Zylinder, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt wird, umfassender Verbrennungsmotor 10 durch die elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 enthält eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Die Brennkammer 30 steht in der Darstellung über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Auslasskrümmer 48 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
  • In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 66 so positioniert, dass es den Kraftstoff direkt in die Brennkammer 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 66 liefert Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW von der Steuerung 12. Kraftstoff wird von einem (nicht gezeigten) Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine (nicht gezeigte) Kraftstoff-Verteilerleitung enthält, an das Kraftstoffeinspritzventil 66 geliefert. Durch das Kraftstoffsystem gelieferter Kraftstoffdruck kann durch Ändern eines Stellungsventilsregelstroms zu einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe eingestellt werden. Darüber hinaus kann ein Dosierventil für Kraftstoffregelung mit geschlossenem Kreis in oder nahe der Kraftstoff-Verteilerleitung positioniert sein.
  • Der Einlasskrümmer 44 steht in der Darstellung mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 in Verbindung, die eine Position der Drosselklappenplatte 64 verstellt, um Luftstrom von einer Einlassverstärkerkammer 46 zu steuern. Der Verdichter 162 zieht Luft aus dem Lufteinlass 42 zur Versorgung der Verstärkerkammer 46. Abgase drehen die Turbine 164, die über die Welle 161 mit dem Verdichter 162 verbunden ist. Ein Verdichter 162 saugt Luft aus dem Lufteinlass 42 zur Versorgung einer Verstärkerkammer 46. Abgase drehen eine Turbine 164, die über eine Welle 161 mit dem Verdichter 162 verbunden ist. In einigen Beispielen kann ein Ladeluftkühler vorgesehen sein. Die Verdichterdrehzahl kann über Einstellen einer Position der Steuerung 72 für die verstellbaren Leitschaufeln oder das Verdichterbypassventil 158 eingestellt werden. In anderen Beispielen kann ein Wastegate 74 die Steuerung 72 für die verstellbaren Leitschaufeln ersetzen. Die Steuerung 72 für die verstellbaren Leitschaufeln stellt eine Position von Turbinenleitschaufeln mit variabler Geometrie ein. Abgase können die Turbine 164 durchströmen, und führen dabei wenig Energie zur Drehung der Turbine 164 zu, wenn sich die Leitschaufeln in einer offenen Position befinden. Abgase können die Turbine 164 durchströmen und die Turbine 164 mit einer verstärkten Kraft beaufschlagen, wenn sich die Leitschaufeln in einer geschlossenen Position befinden. Als Alternative dazu gestattet das Wastegate 74, dass Abgase um die Turbine 164 herum strömen, um die der Turbine zugeführte Energiemenge zu reduzieren. Das Verdichterbypassventil 158 gestattet, dass Druckluft am Auslass des Verdichters 162 zum Eingang des Verdichters 162 zurückgeführt wird. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Verdichters 162 reduziert werden, um den Strom des Verdichters 162 zu beeinflussen und den Einlasskrümmerdruck zu reduzieren.
  • Verbrennung wird in der Brennkammer 30 eingeleitet, wenn sich Kraftstoff automatisch entzündet bei Erreichen des oberen Totpunkts im Verdichtungshub durch den Kolben 36. In einigen Beispielen kann eine (nicht gezeigte) UEGO-Sonde (UEGO – Universal Exhaust Gas Oxygen, Universal-Abgas-Sauerstoffgehalt) stromaufwärts einer Abgasvorrichtung 70 mit dem Abgaskrümmer 48 verbunden sein. In anderen Beispielen kann die UEGO-Sonde stromabwärts einer oder mehrerer Abgasnachbehandlungsvorrichtungen positioniert sein. Des Weiteren kann die UEGO-Sonde in einigen Beispielen durch einen NOx-Sensor ersetzt werden.
  • Bei niedrigeren Motortemperaturen kann die Glühkerze 68 elektrische Energie in Wärmeenergie umwandeln, um eine Temperatur in der Brennkammer 30 zu erhöhen. Durch Erhöhen der Verbrennungstemperatur der Brennkammer 30 kann es leichter sein, ein Zylinder-Luft-Kraftstoff-Gemisch über Kompression zu zünden.
  • In einem Beispiel kann die Abgasvorrichtung 70 einen Partikelfilter und Katalysator-Bricks enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Die Abgasvorrichtung 70 kann in einem Beispiel einen Oxidationskatalysator enthalten. In anderen Beispielen kann die Abgasvorrichtung eine Mager-NOx-Falle oder einen SCR enthalten.
  • AGR kann für den Motor über das AGR-Ventil 80 bereitgestellt werden. Das AGR-Ventil 80 ist ein Dreiwegeventil, das schließt oder gestattet, dass Abgas von stromabwärts der Abgasvorrichtung 70 zu einer Stelle im Motorlufteinlasssystem stromaufwärts des Verdichters 162 strömt. In anderen Beispielen kann AGR von stromaufwärts der Turbine 164 zum Einlasskrümmer 44 strömen. AGR kann den AGR-Kühler 85 umgehen, oder AGR kann als Alternative über Durchströmen des AGR-Kühlers 85 gekühlt werden. In anderen Beispielen kann ein Hochdruck- und Niederdruck-AGR-System bereitgestellt werden.
  • In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein herkömmlicher Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 104, einen Nurlesespeicher (ROM) 106, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 empfängt in der Darstellung neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren, darunter die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen mit einem Fahrpedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zur Erfassung von der durch den Fuß 132 eingestellten Position des Fahrpedals; eine Messung eines Motorkrümmerdrucks (MAP) von dem mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 121; Aufladedruck vom Drucksensor 122; Abgassauerstoffkonzentration vom Sauerstoffsensor 126; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung von in den Motor eintretender Luftmasse von dem Sensor 120 (zum Beispiel einem Heißdraht-Luftmengenmesser); und eine Messung der Drosselklappenstellung vom Sensor 58. Es kann auch Barometerdruck zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, aus denen die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein wie in 2 gezeigt. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Reihenkonfiguration oder Variationen oder Kombinationen davon haben.
  • Im Betrieb erfährt jeder Zylinder im Verbrennungsmotor 10 in der Regel einen Viertaktprozess: der Prozess umfasst den Ansaughub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich allgemein das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Brennkammer 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird in der Regel von dem Fachmann als unterer Totpunkt (uT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 an seinem Hubende befindet und der am nächsten zum Zylinderkopf liegt (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (oT) bezeichnet. Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einigen Beispielen kann Kraftstoff während eines einzigen Zylinderzyklus mehrmals in einen Zylinder eingespritzt werden. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch Kompressionszündung oder ein bekanntes Zündmittel, wie zum Beispiel eine (nicht gezeigte) Zündkerze, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum uT zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum oT zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Obiges nur als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberlappung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu liefern. Des Weiteren kann in einigen Beispielen ein Zweitaktprozess anstatt eines Viertaktprozesses verwendet werden.
  • Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird ein beispielhafter Hybridantriebsstrang gezeigt, der den Motor von 1 enthält. Der Hybridantriebsstrang 200 enthält einen Motor 10 und eine Motorsteuerung 12, wie in 1 beschrieben. Der Hybridantriebsstrang 200 enthält weiterhin einen Elektromotor 202 und eine Motorsteuerung 210. Die Motorsteuerung 12 kann über die Kommunikationsstrecke 250 mit der Motorsteuerung 210 kommunizieren. In einem Beispiel ist die Kommunikationsstrecke 250 eine CAN-Strecke. In der Darstellung ist der Elektromotor 202 über das Getriebe 204 mechanisch mit dem Verbrennungsmotor 10 gekoppelt. Die Antriebswelle 230 koppelt den Elektromotor 202 mechanisch mit den Fahrzeugrädern 222. Der Elektromotor 202 und der Motor 10 können den Fahrzeugrädern 222 allein oder zusammen Drehmoment zuführen. Die Fahrzeugräder 222 können Vorderräder oder Hinterräder des Fahrzeugs sein. In anderen Beispielen können der Verbrennungsmotor und der Elektromotor auf andere Weise mechanisch gekoppelt sein.
  • Somit stellen die Systeme der 1 und 2 ein Motorsystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor; ein AGR-Ventil, das mit dem Motor in pneumatischer Verbindung steht; eine mit dem Motor gekoppelte Glühkerze; eine Steuerung, die Anweisungen zum Betrieb des Motors unter Leerlaufbedingungen mit dem AGR-Ventil in einer ersten AGR-Ventilstellung, wenn der Motor mit einer ersten Motortemperatur betrieben wird, enthält, wobei die Steuerung Anweisungen zum Betrieb des Motors unter Leerlaufbedingungen mit dem AGR-Ventil in einer zweiten AGR-Ventilstellung, wenn sich die Motortemperatur auf einer Motortemperatur befindet, die höher ist als die erste Motortemperatur, enthält, wobei die zweite AGR-Ventilstellung weniger geöffnet ist als die erste AGR-Ventilstellung, wobei die Steuerung weiterhin Anweisungen zur Erwärmung der Brennkammer des Motors nach einem Start über die Glühkerze, wenn die Temperatur des Motors geringer ist als die erste Motortemperatur, enthält. Es sei darauf hingewiesen, dass die Motorleerlaufbedingungen mit der Motortemperatur variieren können. Wenn ein Motor bei geringeren Motortemperaturen betrieben wird, kann die Leerlaufdrehzahl zum Beispiel um 200 RPM von Betrieb des Motors bei Warmleerlauf erhöht sein. Des Weiteren kann Motorlast bei Leerlauf erhöht sein, wenn der Motor bei einer niedrigeren Temperatur betrieben wird. Motorleerlaufbedingungen können umfassen, dass im Wesentlichen keine Bedieneranforderung vorliegt, und wenn das durch den Motor angetriebene Fahrzeug stationär ist. In einem Beispiel gibt der Motor im Wesentlichen äquivalentes mechanisches Drehmoment bei Warm- und bei Kaltleerlauf ab, aber der Motor wird unter kalten Bedingungen mit einer höheren Drehzahl und Last betrieben. Die zusätzliche Energie von Verbrennung unter kalten Bedingungen wird zu Abgaswärme anstatt mechanischer Energie umgewandelt. Des Weiteren umfasst das Motorsystem zusätzliche Steuerungsanweisungen zur Verringerung einer Spitzentemperatur der Glühkerze mit Abnahme der ersten AGR-Prozent-Konzentration. Des Weiteren umfasst das Motorsystem zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Öffnen eines Verdichterbypassventils, wenn eine Motortemperatur geringer ist als die erste Motortemperatur. Des Weiteren umfasst das Motorsystem zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Öffnen eines Verdichterbypassventils als Reaktion auf Einlasskrümmerdruck. Weiterhin umfasst das Motorsystem zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Öffnen eines Wastegates oder zum Einstellen einer Stellung einer Leitschaufel einer Turbine als Reaktion auf den Einlasskrümmerdruck. Des Weiteren umfasst das Motorsystem zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Nachspätverstellen der Kraftstoffeinspritzsteuerung bei einer Motortemperatur, die geringer ist als die erste Motortemperatur.
  • Nunmehr auf 3 Bezug nehmend, werden Signale gezeigt, die während einer ersten Motorstartsequenz von Interesse sind. Die dargestellten Signale können über Ausführung von Anweisungen des Verfahrens von 5 in der Steuerung 12 von 1 bereitgestellt werden.
  • Das erste Diagramm von oben in 3 stellt eine Motordrehzahl dar. Die Motordrehzahl kann über einen Kurbelwellensensor oder über ein anderes bekanntes Verfahren erfasst werden. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von rechts nach links zu. Die Y-Achse stellt Motordrehzahl dar, und die Motordrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu.
  • Das zweite Diagramm von oben in 3 stellt Motoreinlasskrümmerdruck (MAP) dar. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von rechts nach links zu. Der Einlasskrümmerdruck kann über einen Drucksensor erfasst werden, und der Einlasskrümmerdruck nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu.
  • Das dritte Diagramm von oben in 3 stellt Motor-AGR-Menge als einen Prozentanteil der Zylinderladung dar. Die Menge an Motor-AGR kann über Ändern der Stellung eines AGR-Ventils eingestellt werden. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von rechts nach links zu. Die Y-Achse stellt die Motor-AGR-Menge als einen Prozentanteil der Zylinderladung dar, und die AGR-Menge nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu.
  • Das vierte Diagramm von oben in 3 stellt die Motorverbrennungsphase (zum Beispiel die Position von Spitzenzylinderdruck) dar. Die Verbrennungsphase kann durch Einstellen der Kraftstoffeinspritzsteuerung, der Motor-AGR-Menge, des Aufladungsgrads und der Luft-Kraftstoff-Gemisch-Temperatur geändert werden. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von rechts nach links zu. Die Y-Achse stellt die Motorverbrennungsphase dar, und die Verbrennungsphase geht in Richtung des Pfeils der Y-Achse nach früh.
  • Das fünfte Diagramm von oben in 3 stellt die Turbolader-Wastegate-Stellung dar. Das Wastegate gestattet, dass Motorabgase den Turbolader umgehen, wenn das Wastegate geöffnet ist. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von rechts nach links zu. Die Y-Achse stellt die Wastegate-Stellung dar, und das Wastegate öffnet sich weiter in Richtung des Pfeils der Y-Achse.
  • Das sechste Diagramm von oben in 3 stellt die Stellung des Turbolader-Verdichterbypassventils (CBV) dar. Das CBV gestattet das Leiten von Druckluft vom Auslass des Verdichters (zum Beispiel 162 in 1) zum Einlass des Verdichters, wenn das CBV geöffnet ist. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von rechts nach links zu. Die Y-Achse stellt die CBV-Stellung dar, und das CBV öffnet sich weiter in Richtung des Pfeils der Y-Achse.
  • Das siebte Diagramm von oben in 3 stellt der Glühkerze zugeführte Energie dar, und die Glühkerzenspitzentemperatur nimmt mit Zunahme der der Glühkerze zugeführten Energiemenge zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von rechts nach links zu. Die Y-Achse stellt der Glühkerze zugeführte elektrische Energie dar, und die elektrische Energie nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu.
  • Das achte Diagramm von oben in 3 stellt die Katalysatortemperatur dar. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von rechts nach links im Diagramm zu. Die Y-Achse stellt die Katalysatortemperatur dar, und die Katalysatortemperatur nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die horizontale Linie 202 stellt eine Katalysatoranspringtemperatur dar.
  • Zum Zeitpunkt T0 ist die Motordrehzahl null. Demgemäß ist der MAP auf Atmosphärendruck, die AGR-Menge ist null, die Verbrennungsphaseneinstellung ist bei null, die Wastegate-Stellung ist geschlossen, das Verdichterbypassventil ist geschlossen und die Katalysatortemperatur ist niedrig. Die Glühkerze wird in Vorbereitung auf den Motorstart aktiviert.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T0 und dem Zeitpunkt T1 wird der Motor angelassen, wodurch ein Hochfahren des Motors auf Leerlaufdrehzahl mit Beginn zum Zeitpunkt T1 gestattet wird. In einigen Beispielen können die Turbolader-Wastegate- oder die Turbinenleitschaufelstellung während des Anlassens des Motors eingestellt werden, wie im fünften Diagramm von oben in 3 durch die Strichlinie gezeigt. Die Verdichterbypassventilstellung kann in einigen Beispielen auch zwischen dem Zeitpunkt T0 und dem Zeitpunkt T1 eingestellt werden.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 läuft die Motordrehzahl auf Leerlaufdrehzahl hoch, und der MAP nimmt mit Abnahme des Einlasskrümmerdrucks ab. Der MAP kann wie gezeigt abnehmen, wenn eine Lufteinlassdrossel zumindest teilweise geschlossen ist. In anderen Beispielen kann der MAP durch Schließen einer Lufteinlassdrossel reduziert werden, nachdem die Motordrehzahl Leerlaufdrehzahl erreicht hat. Die Glühkerzenenergie wird zwischen dem Zeitpunkt T1 und T2 reduziert. Die Glühkerzenenergie kann als Reaktion auf die Motordrehzahl oder den MAP reduziert werden. Da die Motordrehzahl und der MAP Anzeigen für einen gestarteten Motor sind, kann die der Glühkerze zugeführte Energiemenge reduziert werden, wenn die Leerlaufdrehzahl erreicht ist. Weiterhin ändert sich die Verbrennungsphase auf einen weiter nach früh verstellten Zeitpunkt, was Verbrennung in Motorzylindern anzeigt. Die AGR-Menge ist gering, da wenig Abgas den Motor verlassen hat. In einigen Beispielen kann das AGR-Ventil während des Anlassens und bis der Motor die Leerlaufdrehzahl erreicht hat geschlossen sein, so dass die Möglichkeit von Motorfehlzündungen reduziert werden kann.
  • Zum Zeitpunkt T2 erreicht der Motor Leerlaufdrehzahl, und es werden zusätzliche Maßnahmen ergriffen, um die Motorabgastemperatur zu erhöhen. Insbesondere wird das AGR-Ventil weiter geöffnet, und die Verbrennungsphase wird über Nachspätverstellen des Starts der Einspritzung bezüglich der Motorkurbelwellenstellung und des verdünnten Luft-Kraftstoff-Gemisches nach spät verstellt. Des Weiteren wird das Turbolader-Wastegate sowie das Verdichterbypassventil (CBV – compressor bypass valve) geöffnet. Öffnen des Wastegates reduziert die zur Turboladerturbine geleitete Abgasmenge. Somit steht zusätzliche Abgaswärme für einen Katalysator im Auslass des Motors zur Verfügung. Da der Turbine weniger Abgasenergie zugeführt wird, neigt der Verdichter dazu, weniger Luft zu komprimieren, so dass der Einlasskrümmerdruck reduziert werden kann. In Systemen, bei denen Turboladerleitschaufeln verstellbar sind, können die Leitschaufeln so positioniert werden, dass die Turbine mit weniger Abgasenergie beaufschlagt werden kann. In einem Beispiel können die Leitschaufeln auf eine Minimalposition eingestellt werden. Des Weiteren wird das Verdichterbypassventil zwischen dem Zeitpunkt T1 und T2 geöffnet. Durch Öffnen des CBV kann jeglicher Luftdruck, der aus einem rotierenden Verdichter entstehen kann, zum Verdichtereinlass zurückgeführt werden, so dass der Druckabfall an dem stromaufwärts des Verdichters positionierten Drosselkörper reduziert werden kann, wodurch Luftstrom in den Motor und MAP reduziert werden. Die der Glühkerze zugeführte Energie bleibt im Wesentlichen konstant, bis die Motor-AGR-Menge zunimmt. In einem Beispiel reagiert die der Glühkerze zugeführte Energiemenge auf die Motor-AGR-Menge oder den Prozentanteil von Zylinderladung. Die Katalysatortemperatur ist niedrig, nimmt aber mit anschließender Verbrennung zu.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T2 und T3 bleibt die Motordrehzahl im Wesentlichen konstant, während die Katalysator- und Motortemperatur ansteigen. MAP wird ab Hochfahren des Motors reduziert und bleibt niedrig, um eine nach spät verstellte Verbrennungsphaseneinstellung zu unterstützen. Die AGR-Menge steigt nach Hochfahren des Motors an und bleibt dann stabil, bevor sie bei Annäherung an Zeitpunkt T3 schließlich verringert wird. Die Motor-AGR-Menge bei Leerlauf, wenn der Katalysator kalt ist, ist ein höherer Prozentanteil des Zylinderladungsgemischs im Vergleich zu Leerlauf des Motors und wenn der Katalysator eine Anspringtemperatur erreicht hat. In einem Beispiel kann die zusätzliche AGR über Laden des Verbrennungsmotors über einen Elektromotor bei Leerlaufdrehzahl toleriert werden. In der Darstellung ist die Verbrennungsphase zwischen dem Zeitpunkt T2 und dem Zeitpunkt T3 wesentlich nach spät verstellt, so dass zusätzliche Wärme von der Verbrennung zum Motorauslasssystem geleitet wird, anstatt zusätzliche mechanische Energie zu erzeugen. Das Wastegate und das CBV bleiben in geöffneter Stellung, um MAP zu reduzieren und eine zusätzliche Nachspätverstellung der Verbrennungsphase zu gestatten. Die der Glühkerze zugeführte Energiemenge wird mit Zunahme des Prozentanteils von dem Verbrennungsmotor zugeführter AGR erhöht. Die Katalysatortemperatur beginnt anzusteigen, wenn dem Katalysator über die Motorzylinder zusätzliche Energie zugeführt wird.
  • Zum Zeitpunkt T3 erreicht der Katalysator eine Anspringtemperatur, und die Motordrehzahl wird zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs reduziert. Des Weiteren wird eine Zunahme des MAP gestattet, und das Wastegate- und CBV-Ventil werden als Reaktion darauf, dass der Katalysator eine Anspringtemperatur erreicht, geschlossen. Ebenso wird die der Glühkerze zugeführte elektrische Energie auf null reduziert. Weiterhin wird die Verbrennungsphase durch Nachfrühverstellen des Kraftstoffeinspritzungsbeginns der Einspritzsteuerung bezüglich der Motorkurbelwellenstellung nach früh verstellt. Die Motor-AGR-Menge nimmt mit Schließen des AGR-Ventils allmählich ab, und der Motor pumpt AGR von dem Motoreinlasskrümmer.
  • Auf diese Weise werden der Motor und der Katalysator auf Betriebstemperatur erwärmt und dann von einem Katalysatorerwärmungsmodus zu einem Nennbetriebsmodus geändert. Die in 3 gezeigten Maßnahmen können die Katalysatorerwärmungszeit reduzieren und können Motoremissionen reduzieren.
  • Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird eine zweite Motorstartsequenz dargestellt. Die Sequenz von 4 enthält die gleichen Signale von Interesse, wie für 3 beschrieben. Somit wird der Kürze halber die Beschreibung jedes Diagramms weggelassen, und die Unterschiede bei der Sequenz werden beschrieben.
  • Zum Zeitpunkt T0 wird der Motor angehalten, und MAP ist auf Atmosphärendruck. Darüber hinaus wird der Glühkerze keine elektrische Energie zugeführt, und das Wastegate und das CBV werden als Reaktion auf die Katalysator- und/oder Motortemperatur geschlossen. Die Katalysatortemperatur wird auch über der Katalysatoranspringtemperatur gezeigt.
  • Zum Zeitpunkt T1 wird der Motor angelassen, aber der Motor-AGR-Prozentanteil, das CBV, die Wastegate-Stellung und der Glühkerzenzustand bleiben unverändert. Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 fährt die Motordrehzahl hoch und der Motor startet. MAP wird etwas reduziert, aber die verbleibenden Signale bleiben im Wesentlichen unverändert.
  • Zum Zeitpunkt T2 stabilisiert sich die Motorleerlaufdrehzahl bei Leerlaufdrehzahl, und der Motor wird ohne Änderungen der verbleibenden Signale betrieben. Zwischen dem Zeitpunkt T2 und T3 ist die Verbrennungsphaseneinstellung etwas nach spät verstellt. Die Verbrennungsphase kann über Nachspätverstellen der Kraftstoffeinspritzsteuerung bezüglich der Motorkurbelwellenstellung nach spät verstellt werden. Die Verbrennungsphase kann in diesem Modus nach spät verstellt werden, um dem Katalysator zugeführte Wärme in einem geringeren Ausmaß als in 3 dargestellt zu erhöhen.
  • Zum Zeitpunkt T3 wird die Motorleerlaufdrehzahl reduziert. Die Motordrehzahl kann über Reduzieren der den Motorzylindern zugeführten Kraftstoffmenge reduziert werden. In einem Beispiel kann die Motorleerlaufdrehzahl für eine kurze Zeit nach Motorstart auf Grundlage einer Zeit ab Startzeitnehmer erhöht werden. Der Motor geht nach Reduzierung der Leerlaufdrehzahl auf Leerlauf über.
  • Somit zeigt 4, dass der Motor mit einem geringeren AGR-Prozentanteil des Zylindergemisches im Vergleich zu dem in 3 gezeigten Motorbetrieb betrieben werden kann. Da der Katalysator und der Motor beim Motorstart von 4 warm sind, kann es wünschenswert sein, dass Betrieb bei einem geringeren AGR-Prozentanteil des Zylindergemisches erfolgt. Auf diese Weise kann der Motorwirkungsgrad bei wärmeren Motortemperaturen verbessert werden.
  • Hinsichtlich der Motorleerlaufdrehzahl gemäß der Darstellung in den 3 und 4 kann in einem Beispiel eine Motorleerlaufdrehzahl eine Drehzahl sein, mit der der Motor bei Fehlen einer Drehmomenteingabe von dem Motorbediener läuft. Des Weiteren kann die Motorleerlaufdrehzahl durch eine Steuerung eingestellt werden, so dass die Motorleerlaufdrehzahl für verschiedene Motorleerlaufbedingungen variiert.
  • Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird ein Flussdiagramm für ein beispielhaftes Verfahren zum Starten eines Motors gezeigt. Das Verfahren von 5 kann über Anweisungen von einer in 1 gezeigten Steuerung erfolgen.
  • Bei 502 beurteilt das Verfahren 500, ob eine Motortemperatur unter einer Schwelltemperatur liegt oder nicht. In einem Beispiel kann die Motortemperatur eine Katalysatortemperatur sein, und die Schwelltemperatur kann eine Katalysatoranspringtemperatur sein. In anderen Beispielen kann die Motortemperatur eine Motorkühlmitteltemperatur sein. Somit kann die Motortemperatur eine vieler zur Verfügung stehender Temperaturen eines Motors sein. Wenn die Motortemperatur unter einem Schwellwert liegt, fährt das Verfahren 500 mit 504 fort. Ansonsten fährt das Verfahren 500 mit 522 fort.
  • Bei 504 stellt das Verfahren 500 Motordrehzahl und -last ein. In einem Beispiel kann die Motordrehzahl über eine dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge gesteuert werden. In anderen Beispielen kann die Motordrehzahl über die Motorkraftstoffmenge und die Motorluftmenge gesteuert werden. In noch anderen Beispielen kann die Motordrehzahl über Zündzeitpunktsteuerung eingestellt werden. Wenn der Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor gekoppelt ist, können Motordrehzahl und -last über Steuerung einer Drehzahl und einer Last eines mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Elektromotors gesteuert werden. Zum Beispiel kann die Motordrehzahlsteuerung die Motordrehzahl auf eine Sollkaltleerlaufdrehzahl von 1300 RPM einstellen, während ein Elektromotor eine Last von 25 Nm bereitstellt, um die Last des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Damit der Verbrennungsmotor weiter mit 1500 RPM dreht, muss die Motorsteuerung somit eine dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge einstellen, um die durch den Elektromotor auferlegten 25 Nm zu überwinden. In einem Beispiel werden die Motordrehzahl und -last gemäß einer Tabelle eingestellt, die über Motortemperatur und Zeit ab Motorstart indexiert sein kann. Das Verfahren 500 fährt mit 506 fort, nachdem die Motordrehzahl und -last revidiert sind.
  • Bei 506 reduziert das Verfahren 500 den Motor-MAP. Der MAP kann über Drosseln der in den Motor eintretenden Luft, Öffnen eines CBV und Öffnen eines Turbolader-Wastegates reduziert werden. Für Systeme, die Turbolader mit variabler Geometrie enthalten, können die Leitschaufeln so positioniert werden, dass die Kraft, mit der die Turbine über Abgase beaufschlagt wird, im Vergleich dazu reduziert wird, wenn die Turbinenleitschaufeln so positioniert sind, dass sie Abgasenergie am effizientesten auf Drehenergie der Turbine übertragen. In einigen Beispielen, in denen die CBV-Stellung auf mehrere Stellungen einstellbar ist, kann das CBV teilweise geöffnet werden. In anderen Beispielen kann das CBV einfach in einen geöffneten Zustand geöffnet werden. Öffnen des CBV kann dazu beitragen, den MAP zu senken, indem ein Druckabfall am Motordrosselkörper reduziert wird, wodurch Luftstrom durch den Drosselkörper reduziert und MAP verringert wird. Das Verfahren 500 fährt nach Reduzierung des MAP mit 508 fort.
  • Bei 508 stellt das Verfahren 500 die Motorverbrennungsphase ein. Die Verbrennungsphase kann über Nachspätverstellen des Starts der Kraftstoffeinspritzsteuerung eingestellt werden. Des Weiteren kann Verstärken der Zylinderladungsverdünnung durch Erhöhen der Motor-AGR auch die Motorverbrennungsphaseneinstellung nach spät verstellen. Und Motorverbrennungsphaseneinstellung kann über Einstellen der Zylinderladungstemperatur eingestellt werden. In einigen Beispielen kann Kraftstoffeinspritzsteuerung während eines Zylinderzyklus nach Einleitung von Verbrennung im Zylinderzyklus auch eingestellt werden. Nachdem ein Zylinder mit der Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches beginnt, kann zum Beispiel der Start von Kraftstoffeinspritzsteuerung für Kraftstoffeinspritzungsereignisse nach Einleitung der Verbrennung eingestellt werden. In einem Beispiel kann Nachverbrennungskraftstoffeinspritzung von 55 Kurbelwellengrad nach dem OT-Verdichtungshub auf 60 Kurbelwellengrad nach dem OT-Verdichtungshub nach spät verstellt werden. Das Verfahren 508 fährt nach Nachspätverstellung der Motorverbrennungsphase mit 510 fort.
  • Bei 510 stellt das Verfahren 500 den Prozentanteil des AGR in Motorzylinder über Öffnen eines AGR-Ventils bereit. Der AGR-Prozentanteil der Motorzylindergemische wird auf eine Höhe über Motorleerlaufbedingungen erhöht, wenn der Motor und der Katalysator warm sind. Die zusätzliche AGR kann dazu beitragen, Motorverbrennungsphaseneinstellung weiter nach spät zu verstellen, so dass zusätzliche Wärme dem Motorauslasssystem zugeführt wird. Der AGR-Prozentanteil des Zylindergemisches kann auch über Verlängern der Einlass- und Auslassventilüberlappungszeit erhöht werden. In einem Beispiel wird der AGR-Prozentanteil als Reaktion auf die Katalysatortemperatur und/oder andere Motortemperaturen eingestellt. Zum Beispiel kann der AGR-Prozentanteil des Zylindergemisches unter Kaltleerlaufbedingungen 35% und unter Warmleerlaufbedingungen 25% betragen. Das AGR-Ventil kann unter Kaltleerlaufbedingungen zu einer weiter geöffneten Stellung im Vergleich zu Warmleerlaufbedingungen geöffnet werden, um die AGR-Durchflussrate zu Motorzylindern unter Kaltleerlaufbedingungen zu erhöhen. Das Verfahren 500 fährt nach Einstellung des Motor-AGR mit 512 fort.
  • Bei 512 betreibt das Verfahren 500 die Motorglühkerzen. Die Motorglühkerzen können nach Start des Motors weiter elektrische Energie empfangen, um die Verbrennungsstabilität zu fördern. In einem Beispiel empfangen die Glühkerzen eine erste Menge an elektrischer Energie vor oder während des Anlassens des Motors und dann eine zweite Menge an elektrischer Energie, die geringer ist als die erste Menge an elektrischer Energie, nachdem der Motor Leerlaufdrehzahl erreicht. Die elektrische Energie steuert die Spitzentemperatur der Glühkerze. In einem Beispiel kann die der Glühkerze zugeführte Menge an elektrischer Energie auf den Prozentanteil der AGR in dem Motorzylindergemisch reagieren. Somit folgt die der Glühkerze zugeführte Energiemenge dem Prozentanteil der AGR im Zylindergemisch. Das Verfahren 500 fährt nach Aktualisierung des Glühkerzenbetriebs mit 514 fort.
  • Des Weiteren können Motordrehzahl und -last erhöht werden, während die Motortemperatur über einen mit dem Motor gekoppelten Hybridmotor reduziert wird, um Verbrennungsstabilität zu fördern und die Motortoleranz gegenüber AGR und Nachspätverstellung der Verbrennungsphaseneinstellung zu vergrößern.
  • Bei 514 beurteilt das Verfahren 500, ob eine Zunahme des Motordrehmoments über einen Bediener oder ein externes System (zum Beispiel eine Kraftabnahmevorrichtung) vorliegt oder nicht. Liegt sie vor, fährt das Verfahren 500 mit 516 fort, ansonsten kehrt das Verfahren 500 zu 502 zurück.
  • Bei 516 beurteilt das Verfahren 500, ob die Batterieladung größer als ein Schwellwert ist oder nicht. Ist sie größer, dann fährt das Verfahren 500 mit 524 fort, ansonsten fährt das Verfahren 500 mit 518 fort. Das Verfahren 500 beurteilt den Batterieladezustand, so dass bestimmt werden kann, ob ein Solldrehmoment über einen mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Elektromotor bereitgestellt werden kann oder nicht, so dass der Katalysator schneller erwärmt werden kann. Insbesondere wird der Betrieb des Verbrennungsmotors möglicherweise nicht zur Erhöhung des Motordrehmoments eingestellt, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment über einen Elektromotor bereitgestellt werden kann. Wenn das Fahrerwunschmoment nicht allein über den Elektromotor geliefert werden kann, dann können das Drehmoment des Motors und des Verbrennungsmotors zur Bereitstellung der Solldrehmomenthöhe kombiniert werden.
  • Bei 524 stellt das Verfahren 500 die Leistung eines Hybridmotors (zum Beispiel elektrisch oder hydraulisch) ein, um den Fahrzeugrädern ein erhöhtes Drehmoment zuzuführen. Durch Erhöhen des Drehmoments des Hybridmotors kann es möglich sein, eine vergrößerte Menge an Verbrennungsenergie von dem Verbrennungsmotor in Wärme umzuwandeln, um einen Katalysator im Motorauslasssystem schneller zu erwärmen. In einem Beispiel wird den Fahrzeugrädern das Fahrerwunschmoment allein über den Hybridmotor zugeführt, bis das Fahrerwunschmoment die Drehmomentleistung des Hybridmotors übersteigt. Danach wird das Fahrerwunschmoment sowohl vom Hybridmotor als auch vom Verbrennungsmotor zugeführt.
  • Bei 518 erhöht das Verfahren 500 den MAP, so dass das zusätzliche angeforderte Drehmoment durch den Verbrennungsmotor bereitgestellt werden kann und der Verbrennungsmotorwirkungsgrad unter Bedingungen mit höherer Last erhöht werden kann. Der Massendurchfluss des Verbrennungsmotors kann auch unter Bedingungen mit höherer Last steigen, so dass die Katalysatorerwärmung weitergehen kann, obgleich Verbrennungsphaseneinstellung möglicherweise nach früh verstellt werden kann, um das angeforderte Motordrehmoment bereitzustellen. In einem Beispiel ist das Ausmaß der MAP-Erhöhung proportional zu der angeforderten Zunahme des Motordrehmoments. Der MAP kann durch Schließen des CBV, des Wastegates oder durch Positionierung der Turbinenleitschaufeln zur Erhöhung der Abgasenergiemenge, mit der die Abgase die Turbine beaufschlagen, erhöht werden. Das Verfahren 500 fährt nach Erhöhen des MAP mit 520 fort.
  • Bei 520 verringert das Verfahren 500 den Prozentanteil von den Zylindern zugeführter AGR, so dass eine stabile Verbrennung bei dem (der) höheren angeforderten Drehmoment oder Last bereitgestellt werden kann. In einigen Beispielen, in denen der auf die Bedieneranforderung basierende Prozentanteil der AGR höher ist als der Leerlauf-AGR-Prozentanteil des Zylindergemisches, kann der AGR-Prozentanteil erhöht werden. In einem Beispiel ist das Ausmaß der AGR-Verringerung proportional zu der angeforderten Zunahme des Motordrehmoments. Die AGR-Menge kann verringert werden, indem das AGR-Ventil zumindest teilweise geschlossen wird und/oder die Einlassventil- und Auslassventilüberlappung reduziert werden. Das Verfahren 500 fährt mit 522 fort, nachdem der Motor-AGR-Prozentanteil des Zylindergemisches reduziert worden ist.
  • Bei 522 stellt das Verfahren 500 die Verbrennungsphaseneinstellung des Motors nach früh, so dass das angeforderte Drehmoment effizienter bereitgestellt werden kann. Da Betrieb des Verbrennungsmotors bei einem höheren Drehmoment Abgastemperaturen erhöhen kann, kann weiterhin eine Nachspätverstellung der Verbrennungsphaseneinstellung reduziert werden, ohne die dem Motorabgas zugeführte Wärmeenergie zu senken. Die Verbrennungsphaseneinstellung kann über Nachfrühverstellen der Kraftstoffeinspritzsteuerung bezüglich der Motorkurbelwellenstellung nach früh verstellt werden. Des Weiteren kann Reduzieren des AGR-Prozentanteils der Zylindergemische auch die Verbrennungsphaseneinstellung nach früh verstellen. In einem Beispiel ist das Ausmaß der Nachfrühverstellung der Verbrennungsphaseneinstellung proportional zu der angeforderten Zunahme des Motordrehmoments. Das Verfahren 500 kehrt nach der Nachfrühverstellung der Verbrennungsphase zu 514 zurück.
  • Somit kann nach einem Kaltstart, wenn keine Bediener- oder externe Drehmomentanforderung vorliegt, die Motorverbrennungsphaseneinstellung nach spät verstellt werden, AGR kann erhöht werden und MAP kann reduziert werden, um die Katalysatoranspringzeit zu reduzieren. Wenn jedoch eine externe Drehmomentanforderung vorliegt, dann können Verbrennungsphaseneinstellung, AGR und MAP so eingestellt werden, dass sie das Sollmotordrehmoment bereitstellen, während die Katalysatoranspringzeit immer noch reduziert wird.
  • Bei 522 stellt das Verfahren 500 die Motordrehzahl und -last ein, um einen effizienteren Motorbetrieb bereitzustellen. Da die Motor- oder Katalysatortemperatur größer ist als die Schwelltemperatur kann die thermische Leistung des Motors reduziert werden. In einem Beispiel wird die Motorleerlaufdrehzahl verringert und der Motorluftdurchsatz wird verringert, wenn die Motortemperatur über einem Schwellwert liegt.
  • Bei 524 verstellt das Verfahren 500 die Verbrennungsphaseneinstellung. Insbesondere kann die Verbrennungsphaseneinstellung nach früh verstellt werden, so dass zusätzliche Energie in mechanische Arbeit anstatt in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Verbrennungsphaseneinstellung kann über Nachfrühverstellen des Starts des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts verstellt werden. Des Weiteren kann die Verbrennungsphaseneinstellung über Verringern des Prozentanteils der AGR in Zylindergemischen nach früh verstellt werden. Das Verfahren 500 fährt nach Verstellen der Verbrennungsphaseneinstellung mit 526 fort.
  • Bei 526 stellt das Verfahren 500 den Motor-AGR-Prozentanteil von Zylindergemischen ein. In einem Beispiel wird der AGR-Prozentanteil des Zylindergemisches durch zumindest teilweises Schließen eines AGR-Ventils eingestellt. Schließen des AGR-Ventils kann den AGR-Prozentanteil des Zylindergemisches reduzieren. Schließen oder teilweises Schließen des AGR-Ventils kann Motorbetrieb bei einer geringeren Motorlast mit verbesserter Verbrennungsstabilität gestatten. Das AGR-Ventil kann unter Warmmotorleerlaufbedingungen im Vergleich zu der Stellung des AGR-Ventils unter Kaltmotorleerlaufbedingungen weiter geschlossen werden. Auf diese Weise wird durch den Motor verbrauchter Kraftstoff reduziert, nachdem der Motor und/oder der Katalysator die Schwellbetriebstemperatur erreicht hat/haben. Somit sind die Warmmotorleerlauf-AGR-Menge und die Warmmotorzylinderluftladung geringer als die Kaltmotorleerlauf-AGR-Menge und die Kaltmotorzylinderluftladung, wobei die Warmmotorleerlauf-AGR-Menge um eine proportional größere Menge von der Kaltmotorleerlauf-AGR-Menge reduziert ist als die Warmmotorleerlaufzylinderluftladung von der Kaltmotorleerlaufzylinderluftladung reduziert ist. Das Verfahren 500 fährt nach Einstellung der Motor-AGR mit 528 fort.
  • Bei 528 wird die Motorglühkerze deaktiviert. Die Motorglühkerze kann durch Anhalten von Stromfluss zur Glühkerze deaktiviert werden. Da der Motor und der Katalysator Betriebstemperatur erreicht haben, kann der Motor mit Einspritzzeitpunkten und AGR-Mengen betrieben werden, die für eine stabile Verbrennung bei geringeren Motorleerlaufdrehzahlen sorgen. Das Verfahren 500 fährt nach Deaktivierung der Glühkerzen zum Ende fort.
  • Somit stellt das Verfahren von 5 ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer ersten AGR-Prozent-Konzentration bei einer Motortemperatur, die geringer ist als eine erste Motortemperatur; und Betreiben des Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer zweiten AGR-Prozent-Konzentration bei einer Motortemperatur, die höher ist als die erste Motortemperatur, wobei die zweite AGR-Prozent-Konzentration geringer ist als die erste AGR-Prozent-Konzentration. In einem Beispiel umfasst das Verfahren weiterhin Erhöhen einer Last des Motors bei der Motortemperatur, die geringer ist als die erste Motortemperatur, über eine elektrische Maschine. Das Verfahren umfasst, dass eine Drehzahl des Motors bei der Motortemperatur, die geringer ist als die erste Motortemperatur, höher ist als die Drehzahl des Motors bei der Motortemperatur, die höher ist als die erste Motortemperatur. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass eine Glühkerze als Reaktion auf den AGR-Prozentanteil oder die Motorabgastemperatur aktiviert und deaktiviert wird. In einem Beispiel umfasst das Verfahren weiterhin, Nachspätverstellen der Kraftstoffeinspritzsteuerung (zum Beispiel des Starts des Einspritzzeitpunkts und/oder des Endes des Einspritzzeitpunkts) bei der Motortemperatur, die geringer ist als die erste Motortemperatur. Des Weiteren umfasst der Motorbetrieb Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder während eines Zyklus des Zylinders nach Zündung im Zylinder während des Zyklus des Zylinders. In einem anderen Beispiel umfasst das Verfahren Verringern der ersten AGR-Prozentkonzentration als Reaktion auf eine Zunahme der Drehmomentanforderung. Weiterhin umfasst das Verfahren Verringern der ersten AGR-Prozent-Konzentration mit Zunahme einer Katalysatortemperatur.
  • In einem anderen Beispiel stellt 5 ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer ersten Zylinderluftladung und einer ersten Zylinder-AGR-Menge bei einer Motortemperatur, die geringer ist als eine erste Motortemperatur; Betreiben des Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer zweiten Zylinderluftladung und einer zweiten Zylinder-AGR-Menge bei einer Motortemperatur, die höher ist als die erste Motortemperatur, wobei die zweite AGR-Menge und die zweite Zylinderluftladung geringer sind als die erste AGR-Menge und die erste Zylinderluftladung, wobei die zweite AGR-Menge um eine proportional größere Menge von der ersten AGR-Menge reduziert ist als die zweite Zylinderluftladung von der ersten Zylinderluftladung reduziert ist; und Verringern eines Einlasskrümmerdrucks über Öffnen eines Verdichterbypassventils. Des Weiteren umfasst das Verfahren Verringern des Einlasskrümmerdrucks über Einstellen einer Stellung einer Turbinenleitschaufel oder über Einstellen einer Stellung eines Wastegates. Weiterhin umfasst das Verfahren Verringern der ersten AGR-Prozent-Konzentration als Reaktion auf eine erhöhte Drehmomentanforderung. Des Weiteren umfasst das Verfahren Verringern der ersten AGR-Prozent-Konzentration mit Zunahme einer Katalysatortemperatur. Das Verfahren umfasst, dass das Verdichterbypassventil teilweise geöffnet wird. Das Verfahren umfasst, dass das Verdichterbypassventil als Reaktion auf Einlasskrümmerdruck geöffnet wird.
  • Wie für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, kann das in 5 beschriebene Verfahren eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Obgleich dies nicht explizit dargestellt wird, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass eine(r) oder mehrere der dargestellten Schritte, Methoden oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden können.
  • Eine spezielle Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst:
    Betreiben eines Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer ersten Zylinderluftladung und einer ersten Zylinder-AGR-Menge, wenn die Motortemperatur geringer ist als eine erste Motortemperatur; Betreiben des Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer zweiten Zylinderluftladung und einer zweiten Zylinder-AGR-Menge, wenn die Motortemperatur höher ist als die erste Motortemperatur, wobei die zweite AGR-Menge und die zweite Zylinderluftladung geringer sind als die erste AGR-Menge und die erste Zylinderluftladung, wobei die zweite AGR-Menge um eine proportional größere Menge von der ersten AGR-Menge reduziert ist als die zweite Zylinderluftladung von der ersten Zylinderluftladung reduziert ist; und Verringern eines Einlasskrümmerdrucks über Öffnen eines Verdichterbypassventils. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 9, das weiterhin Verringern der ersten AGR-Prozent-Konzentration als Reaktion auf eine erhöhte Drehmomentanforderung umfasst.
  • Dabei erfolgt bevorzugt das Verringern der ersten AGR-Prozent Konzentration mit Zunahme einer Katalysatortemperatur. Wobei bevorzugt das Verdichterbypassventil, insbesondere als Reaktion auf Einlasskrümmerdruck, teilweise geöffnet wird.
  • Ein erfindungsgemäßes Motorsystem umfasst Folgendes:
    einen Motor;
    ein AGR-Ventil, das mit den Motor in pneumatischer Verbindung steht; eine mit dem Motor gekoppelte Glühkerze;
    eine Steuerung, die Anweisungen zum Betrieb des Motors unter Leerlaufbedingungen mit dem AGR-Ventil in einer ersten AGR-Ventilstellung, wenn der Motor mit einer ersten Motortemperatur betrieben wird, enthält, wobei die Steuerung Anweisungen zum Betrieb des Motors unter Leerlaufbedingungen mit dem AGR-Ventil in einer zweiten AGR-Ventilstellung, wenn der Motor mit einer Motortemperatur betrieben wird, die höher ist als die erste Motortemperatur, enthält, wobei die zweite AGR-Ventilstellung weniger geöffnet ist als die erste AGR-Ventilstellung, wobei die Steuerung weiterhin Anweisungen zur Erwärmung einer Brennkammer des Motors nach einem Start über die Glühkerze, wenn die Temperatur des Motors geringer ist als die erste Motortemperatur, enthält.
  • Weiter bevorzugt umfasst das Motorsystem zusätzliche Steuerungsanweisungen zur Verringerung einer Spitzentemperatur der Glühkerze mit Abnahme der ersten AGR-Prozent-Konzentration umfasst.
  • Ferner bevorzugt umfasst das Motorsystem zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Öffnen eines Verdichterbypassventils, wenn eine Motortemperatur geringer ist als die erste Motortemperatur, umfasst.
  • Noch weiter bevorzugt umfasst das Motorsystem zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Öffnen eines Verdichterbypassventils als Reaktion auf Einlasskrümmerdruck umfasst.
  • Vorteilhaft umfasst das Motorsystem weiterhin zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Öffnen eines Wastegates oder zum Einstellen einer Stellung einer Leitschaufel einer Turbine als Reaktion auf den Einlasskrümmerdruck umfasst und weiterhin zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Erhöhen einer dem Verbrennungsmotor über einen Elektromotor zugeführten Last, wenn der Motor mit der ersten Temperatur betrieben wird, umfasst.
  • Insbesondere bevorzugt umfasst das Motorsystem weiterhin zusätzliche Steuerungsanweisungen zum Nachspätverstellen der Kraftstoffeinspritzsteuerung bei einer Motortemperatur, die geringer ist als die erste Motortemperatur, umfasst.
  • Dies schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Gedankens und Schutzbereichs der Beschreibung erkennen lassen. Zum Beispiel könnten Einzylinder-, I2-, I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10-, V12- und V16-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 5
    • 502
    MOTORTEMP. GERINGER ALS SCHWELLWERT
    504
    MOTORDREHZAHL UND -LAST EINSTELLEN
    506
    MAP REDUZIEREN
    508
    VERBRENNUNGSPHASE EINSTELLEN
    510
    AGR EINSTELLEN
    512
    GLÜHKERZE BETREIBEN
    514
    ZUNAHME VON MOTORDREHMOMENTANFORDERUNG?
    516
    BATTERIELADEZUSTAND GRÖSSER ALS SCHWELLWERT?
    518
    MAP ERHÖHEN
    520
    AGR VERRINGERN
    522
    VERBRENNUNGSPHASE NACH FRÜH VERSTELLEN
    524
    HYBRIDMOTOR EINSTELLEN, UM ERHÖHTES DREHMOMENT BEREITZUSTELLEN
    526
    MOTORDREHZAHL UND -LAST EINSTELLEN
    528
    VERBRENNUNGSPHASE EINSTELLEN
    530
    AGR EINSTELLEN
    532
    GLÜHKERZE DEAKTIVIEREN

Claims (10)

  1. Verfahren, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer ersten AGR-Prozent-Konzentration der Zylinderladung, wenn die Motortemperatur geringer ist als eine erste Motortemperatur; und Betreiben des Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer zweiten AGR-Prozent-Konzentration der Zylinderladung, wenn die Motortemperatur höher ist als die erste Motortemperatur, wobei die zweite AGR-Prozent-Konzentration geringer ist als die erste AGR-Prozent-Konzentration.
  2. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Erhöhen einer Last des Motors bei der Motortemperatur, die geringer ist als die erste Motortemperatur, über eine elektrische Maschine umfasst.
  3. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Drehzahl des Motors bei der Motortemperatur, die geringer ist als die erste Motortemperatur, höher ist als die Drehzahl des Motors bei der Motortemperatur, die höher ist als die erste Motortemperatur.
  4. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei eine Glühkerze als Reaktion auf den AGR-Prozentanteil oder die Motorabgastemperatur aktiviert und deaktiviert wird.
  5. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Nachspätverstellen der Kraftstoffeinspritzsteuerung bei der Motortemperatur, die geringer ist als die erste Motortemperatur, umfasst.
  6. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder während eines Zyklus des Zylinders nach Zündung im Zylinder während des Zyklus des Zylinders.
  7. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Verringern der ersten AGR-Prozentkonzentration als Reaktion auf eine Zunahme der Drehmomentanforderung umfasst.
  8. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Verringern der ersten AGR-Prozent-Konzentration mit Zunahme einer Katalysatortemperatur umfasst.
  9. Verfahren, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer ersten Zylinderluftladung und einer ersten Zylinder-AGR-Menge, wenn die Motortemperatur geringer ist als eine erste Motortemperatur; Betreiben des Motors unter Leerlaufbedingungen mit einer zweiten Zylinderluftladung und einer zweiten Zylinder-AGR-Menge, wenn die Motortemperatur höher ist als die erste Motortemperatur, wobei die zweite AGR-Menge und die zweite Zylinderluftladung geringer sind als die erste AGR-Menge und die erste Zylinderluftladung, wobei die zweite AGR-Menge um eine proportional größere Menge von der ersten AGR-Menge reduziert ist als die zweite Zylinderluftladung von der ersten Zylinderluftladung reduziert ist; und Verringern eines Einlasskrümmerdrucks über Öffnen eines Verdichterbypassventils.
  10. Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 9, das weiterhin Verringern des Einlasskrümmerdrucks über Einstellen einer Stellung einer Turbinenleitschaufel oder über Einstellen einer Stellung eines Wastegates und Einstellen einer dem Verbrennungsmotor über einen mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Elektromotor zugeführten Last.
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