DE102014118947A1 - Verfahren und System zur AGR-Regelung - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Systeme zum Verbessern der Regelung einer hohen AGR-Verdünnung werden bereitgestellt. Eine Ansaugluftkammer ist geteilt, so dass frische Ansaugluft und AGR-Gase über jeweils eigene Luftkammerteile in Zylinder eines Motors geführt werden können. Verschiedene Gruppen von Drosselventilen sind in den Ansaugkanälen der Zylinder vorgesehen, die mit den verschiedenen Luftkammerteilen gekoppelt sind, so dass ein Verhältnis von Ansaugluftfluss und AGR-Fluss in die Zylinder des Motors als Reaktion auf plötzliche Änderungen (z. B. Erhöhung oder Verringerung) der AGR-Anforderung schnell angepasst werden kann.

Description

  • Querverweis auf verwandte Patentanmeldungen
  • Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung Nr. 61/924,188, „METHOD AND SYSTEM FOR EGR CONTROL” (Verfahren und System zur AGR-Regelung), eingereicht am 6. Januar 2014, deren gesamter Inhalt mit diesem Verweis als vollständig in dieses Patent aufgenommen gilt.
  • Technisches Sachgebiet
  • Die vorliegende Patentanmeldung betrifft Verfahren und Systeme zum Verbessern einer Regelung für Abgasverdünnung in einer Brennkraftmaschine.
  • Hintergrund der Erfindung und Kurzfassung
  • Abgasrückführungs(AGR)-Systeme leiten einen Teil der Abgase zurück in den Ansaugtrakt, um Verbrennungstemperaturen zu kühlen und Drosselungsverluste zu reduzieren, wodurch die Emissionen und die Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs verbessert werden. In Motoren mit Turboladern kann ein AGR-System einen gekühlten Niederdruck-AGR(ND-AGR)-Kreislauf umfassen, wobei Abgase umgeleitet werden, nachdem die Gase die Turbine des Turboladers passiert haben, und vor dem Kompressor eingespritzt werden, sobald sie einen AGR-Kühler durchströmt haben. Darüber hinaus kann ein AGR-System einen gekühlten Hochdruck-AGR(HD-AGR)-Kreislauf umfassen, wobei Abgase umgeleitet werden, bevor die Gase die Turbine des Turboladers passieren, und stromabwärts des Kompressors eingespritzt werden, sobald sie einen AGR-Kühler durchströmt haben. Die AGR-Menge (HD-AGR und/oder ND-AGR), die durch das AGR-System geleitet wird, wird gemessen und basierend auf einer Motorendrehzahl und -last während des Betriebs der Kraftmaschine angepasst, um eine erwünschte Verbrennungsstabilität des Motors zu gewährleisten und gleichzeitig Vorteile bei Emissionen und Kraftstoffersparnis zu erreichen.
  • Ein beispielhaftes AGR-System wird von Styles et al. in US 20120023937 gezeigt. Darin werden ND-AGR-Gase zu einem festen AGR-Prozentsatz des Frischluftflusses über einen breiten Bereich eines Motorenkennfeldes bereitgestellt, der von einer mittleren Last bis herab zu einer minimalen Motorenlast reicht, selbst wenn die Motorenlast wechselt. Bei höheren Motorenlasten wird der AGR-Prozentsatz basierend auf den Betriebsbedingungen des Motors verändert. Darüber hinaus können bei sehr niedrigen Motorenlasten und/oder unter Leerlaufbedingungen des Motors keine AGR-Gase (0% AGR) zugeführt werden. Ein solcher Ansatz verbessert die Übergangskontrolle und erweitert die Nutzung von AGR auf einen breiteren Bereich von Betriebsbedingungen.
  • Allerdings haben die Erfinder hier mögliche Probleme bei AGR-Systemen erkannt. Zum Beispiel kann, beim Vorliegen hoher AGR-Raten und der Anforderung niedriger AGR-Raten (etwa bei besonderem „Vollgas”-Durchtreten des Gaspedals), die Verzögerung bis zum Erreichen eines hohen Drehmoments inakzeptabel lang sein. Dies kann, wenigstens teilweise, auf die lange Transportverzögerung in der AGR bei der Entleerung des Ansaugsystems zurückzuführen sein, da die Abgase aus dem Ansaugkrümmer entfernt sein müssen, ehe eine volle Ladung reiner Luft die Brennkammer erreicht, um das maximal mögliche Drehmoment zu erzeugen. Um diese Verzögerung bis zur Erzeugung des maximalen Drehmoments zu mildern, wird der maximale AGR-Pegel unter stationären Zustandsbedingungen reduziert, unter verstärktem Klopfen und einer ineffizienten Nutzung von Spätzündung oder der erforderlichen Anreicherung des Verbrennungsgemischs, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit beeinträchtigt wobei die Vorteile bezüglich der Kraftstoffersparnis aus der vorherigen AGR-Nutzung zunichte gemacht werden.
  • Als weiteres Beispiel kann, beim Vorliegen niedriger AGR-Raten und der Anforderung hoher AGR-Raten (etwa bei besonderem teilweisem Durchtreten des Gaspedals), die Verzögerung bis zum Erreichen einer hohen AGR-Verdünnung inakzeptabel lang sein. Dies kann, wenigstens teilweise, auf die lange Transportverzögerung zurückzuführen sein, mit der die AGR-Gase das Ansaugsystem füllen, da die Abgase durch den Kompressor des Turboladers, Hochdruck-Luftansaugleitungen, Ladeluftkühler und Ansaugkrümmer fließen müssen, ehe sie in die Brennkammer gelangen. Die Verzögerung beim Eintritt der AGR-Gase in die Brennkammer kann auch zu instabiler Verbrennung und Klopfen führen. Um das Klopfen zu mindern, kann eine ineffiziente Nutzung von Spätzündung oder Anreicherung des Verbrennungsgemischs erforderlich sein, was die Kraftstoffersparnis beeinträchtigt und die Vorteile bezüglich der Kraftstoffersparnis aus der vorherigen AGR-Nutzung zunichte macht. Die anormalen Verbrennungsereignisse können außerdem der Kraftstoffersparnis des Fahrzyklus entgegen wirken und möglicherweise den Motor beschädigen.
  • Als weiteres Beispiel kann, beim Vorliegen hoher AGR-Raten und der Anforderung niedriger AGR-Raten (etwa bei besonderem Loslassen des Gaspedals), die Verzögerung des Ablassens von AGR-Gasen aus dem Sekundärluftsystem zum Vorhandensein einer Rest-AGR-Verdünnung bei Niedriglastbedingungen führen. Das Vorhandensein einer erhöhten Ansaugluftverdünnung bei niedrigen Lasten kann Probleme mit der Instabilität der Verbrennung sowie die Neigung zu Zündaussetzern verstärken. Obwohl das flache Schema nach Styles die Wahrscheinlichkeit von hohen AGR-Mengen bei niedrigeren Motorenlasten reduzieren kann, kann das Schema auch die Vorteile der AGR hinsichtlich der Kraftstoffersparnis begrenzen. Beispielsweise kann das flache AGR-Schema dazu führen, dass ND-AGR bei einigen Niedriglastpunkten bereitgestellt werden, bei denen mit AGR keinerlei Vorteile in der Kraftstoffersparnis erzielt werden können. In einigen Fällen können mit der Bereitstellung von ND-AGR-Gasen an einem Niedriglastpunkt sogar negative Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch einhergehen. Als weiteres Beispiel kann der niedrigere AGR-Pegel bei den niedrigeren Lastpunkten die bei nachfolgenden Hochlastbetriebsvorgängen maximal erzielbaren AGR-Raten begrenzen. Das verzögerte Ablassen der AGR-Gase, das AGR im Ansaugsystem einer Kraftmaschine bei niedrigen Motorenlasten erfordert, kann außerdem den Ansaugkompressor anfällig für Korrosion und Kondensation machen. Ferner kann es am Ladeluftkühler eines aufgeladenen Motorensystems zu verstärkter Kondensation aufgrund des AGR-Stroms durch den Kühler kommen. Die verstärkte Kondensation kann zusätzliche Maßnahmen gegen Kondensation erforderlich machen, die den Wirkungsgrad und die Kraftstoffersparnis des Motors weiter verringern.
  • Einige der vorstehend angesprochenen Probleme können gelöst werden durch ein Verfahren für einen Motor, der eine Ansaugluftkammer aufweist, welche entlang der gesamten Länge von einem Einlass (der mit einer Ansaugleitung gekoppelt ist) zu einem Auslass, der mit Ansaugkanälen der einzelnen Zylinder gekoppelt ist, geteilt ist. Ein beispielhaftes Verfahren umfasst: Zuführen wenigstens von Ansaugluft in Zylinder des Motors über einen ersten Abschnitt einer geteilten Ansaugluftkammer, Zuführen wenigstens von AGR in Zylinder des Motors über einen zweiten, hiervon verschiedenen Abschnitt der geteilten Ansaugluftkammer; und Einstellen des relativen Flusses aus jedem Abschnitt zu den Zylindern über Ventile zwischen der Ansaugluftkammer und den Zylindern. Auf diese Weise kann die Abgasverdünnung im Motor schnell erhöht oder verringert werden, um der Änderung in der AGR-Anforderung zu entsprechen.
  • Als ein Beispiel kann eine Ansaugluftkammer eines Motors entlang der gesamten Länge der Ansaugluftkammer geteilt sein, von einem Einlass (von dem Luft angesaugt wird) bis zu einem Auslass (von wo der Luftstrom einzelnen Zylindern zugeführt wird). Die Ansaugluftkammer kann durch eine Teilung in einen ersten, oberen und einen zweiten, unteren Kammerteil geteilt sein. Der untere Kammerteil kann selektiv mit einem AGR-Kanal gekoppelt sein und dafür ausgelegt sein, ein Gemisch aus Luft und AGR in die Zylinder des Motors zu führen. Eine AGR-Menge in dem Ladegemisch des unteren Kammerteils kann geregelt werden, indem eine Öffnung eines AGR-Ventils, das in den AGR-Kanal gekoppelt ist, eingestellt wird. Der obere Kammerteil kann nicht mit dem AGR-Kanal gekoppelt sein und kann somit dafür ausgelegt sein, ausschließlich Frischluft an die Zylinder des Motors zu liefern.
  • Unter stationären Zustandsbedingungen kann eine Gruppe von Drosselventilen, die den oberen Kammerteil mit dem Ansaugkanal jedes Zylinders der Kraftmaschine verbindet, geschlossen gehalten werden, während eine zweite Gruppe von Drosselventilen, die den unteren Kammerteil mit dem Ansaugkanal jedes Zylinders des Motors verbindet, geöffnet sein kann, so dass ein nominales Gemisch von Luft und AGR-Gasen über den unteren Kammerteil in die Zylinder dem Motor zugeführt werden kann. Als Reaktion auf eine Verringerung der AGR-Anforderung auf 0%-AGR-Bedingungen, etwa aufgrund eines fast völligem Loslassens des Gaspedals durch den Bediener oder das Durchtreten des Gaspedals durch den Bediener zu einer Vollgasposition, kann ein Flussverhältnis durch die Kammern eingestellt werden, um die gewünschte Verdünnung schnellstmöglich bereitzustellen. Speziell kann die erste Gruppe von Drosselventilen, die mit dem oberen Kammerteil gekoppelt ist, vollständig geöffnet sein, während die zweite Gruppe von Drosselventilen, die mit dem unteren Kammerteil gekoppelt ist, vollständig geschlossen sein kann, um so den Frischluftfluss in den Zylinder unverzüglich zu erhöhen und gleichzeitig den AGR-Fluss in die Zylinder zu verringern. Die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen können senkrecht an einer gemeinsam betätigten Welle so ausgerichtet sein, dass das Öffnen der einen mit dem Schließen der anderen einhergeht. Alternativ kann jede Gruppe von Drosselventilen einzeln betätigt werden. Indem die Ventile eingestellt werden, um den relativen Fluss von Fischluft und AGR-Gasen in die Zylinder über verschiedene Teile einer gemeinsamen Ansaugluftkammer einzustellen, wird ein schnellerer Abfall der AGR-Gase in die Zylinder erreicht als dies andernfalls möglich gewesen wäre.
  • Beispielsweise kann für den Fall dass während des Betriebs unter stationären Zustandsbedingungen eine schnelle Veränderung (z. B. Verringerung) der AGR gefordert wird, wie etwa ein Wechsel von Bedingungen mit hoher AGR zu Bedingungen mit mittlerer AGR, die erste Gruppe von Drosselventilen teilweise geöffnet werden, während die zweite Gruppe von Drosselventilen teilweise geschlossen wird. Das AGR-Ventil kann dann basierend auf der AGR-Anforderung und der Öffnung der ersten und zweiten Drosselventile eingestellt werden, um den gewünschten AGR-Fluss in den zweiten, unteren Kammerteil bereitzustellen. Sobald der gewünschte AGR-Fluss erreicht ist, kann die erste Drosselventilgruppe vollständig geschlossen werden, um ein weiteres Eintreten von Frischluft in die Zylinder über den oberen Kammerteil zu unterbinden. Gleichzeitig kann die zweite Gruppe von Drosselventilen vollständig geöffnet werden, um die gewünschte Abgasverdünnung zuzulassen und den gewünschten Zustrom über den unteren Kammerteil in die Zylinder der Kraftmaschine zu führen.
  • Auf diese Weise kann schnellen Erhöhungen oder Verringerungen der AGR-Anforderung entsprochen werden, sodass Probleme im Zusammenhang mit Verzögerungen der Zuführung oder des Ablassens von AGR-Gasen reduziert werden. Durch Verwenden einer geteilten Ansaugluftkammer mit voneinander getrennten Teilen für die Zuführung von frischer Ladeluft und von mit AGR-Gasen gemischter Ladeluft in die Zylinder der Kraftmaschine können Anpassungen der Abgasverdünnung beschleunigt werden. Indem eine Ansaugluftkammer verwendet wird, die entlang der gesamten Länge geteilt ist, wird der Bedarf an getrennten Ansaugleitungen verringert, was Vorteile hinsichtlich der Reduzierung von Komponenten bietet. Indem der relative Fluss in die verschiedenen Kammerteile mittels Einstellung von Drosselventilen eingestellt wird, kann die Zuführung von AGR-Gasen und Luft in geeigneter Weise koordiniert werden. Insgesamt können Verdünnungsanpassungen beschleunigt werden, was die Leistung des Motors verbessert.
  • Es soll verstanden werden, dass die obige Kurzdarstellung gegeben wird, um in vereinfachter Form eine Reihe von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter erläutert werden. Die Zusammenfassung hat nicht die Aufgabe, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstandes zu identifizieren; der Schutzbereich des Erfindungsgegenstandes wird ausschließlich durch die Patentansprüche definiert, die auf die ausführliche Beschreibung folgen. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die vorstehend oder an irgendeiner anderen Stelle dieser Offenbarung angemerkte Nachteile beseitigen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Motors mit Turbolader und Abgasrückführungssystem.
  • 2 zeigt eine linksseitige Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform der geteilten Ansaugluftkammer des Motors von 1 mit Kammerteil-Drosselventilen, die auf einer gemeinsam betätigten Welle angeordnet sind.
  • 3 zeigt eine Draufsicht der geteilten Ansaugluftkammer von 2.
  • 4 zeigt eine rechtsseitige Ansicht der geteilten Ansaugluftkammer von 2.
  • 5–7 zeigen Ansichten von links, oben und rechts einer alternativen Ausführungsform der geteilten Ansaugluftkammer mit Kammerteil-Drosselventilen, die auf unabhängig betätigten Wellen angeordnet sind.
  • 8–9 zeigen ausführliche Flussdiagramme zum Einstellen eines Verhältnisses von Luft und Abgasen, die über die geteilte Ansaugluftkammer in Zylinder eines Motors zugeführt werden.
  • 10 zeigt beispielhafte Einstellungen des Flusses, der den verschiedenen Kammerteilen zugeführt wird, als Reaktion auf Änderungen der AGR-Anforderung.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Es werden Verfahren und Systeme bereitgestellt zum Reduzieren von Verzögerungen bei der Zuführung von AGR-Gasen, bei Anforderung hoher AGR-Raten, und in gleicher Weise zum Reduzieren von Verzögerungen beim von AGR-Gasen, wenn niedrige AGR-Raten gefordert sind, in einem Motorensystem, wie etwa dem Motorensystem von 1. Ein Ansaugkrümmer mit einer geteilten Ansaugluftkammer, wie etwa der geteilten Ansaugluftkammer aus den 2–4 oder 5–7, kann verwendet werden, um Frischluft und Abgase in Zylinder einer Kraftmaschine zuzuführen. Speziell kann Frischluft durch einen ersten Kammerteil zugeführt werden, während AGR-Gase durch einen zweiten, davon verschiedenen Kammerteil zugeführt werden. Eine Steuerung kann dafür ausgelegt sein, eine Steuerroutine auszuführen, etwa die Routine aus 8–9, um die Position einer ersten Gruppe von Drosselventilen einzustellen, die mit dem ersten Kammerteil stromaufwärts eines Ansaugtrakts der Zylinder des Motors gekoppelt sind, um eine Menge Frischluft zu verändern, die in die Zylinder des Motors zugeführt wird, während gleichzeitig die Position einer zweiten Gruppe von Drosselventilen eingestellt wird, die mit dem zweiten Kammerteil gekoppelt sind, um eine AGR-Menge zu verändern, die in die Zylinder des Motors zugeführt wird. Indem das Verhältnis verändert wird, kann die Abgasverdünnung nach Bedarf sehr schnell erhöht oder verringert werden. Beispielhafte Einstellungen sind in 10 dargestellt.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 1; sie zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften turbogeladenen Motorensystems 100, das eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 umfasst. Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann das Motorensystem 100 Teil des Antriebssystems eines Personenkraftfahrzeugs sein. Der Motor 10 kann eine Mehrzahl von Zylindern 30 umfassen. In dem dargestellten Beispiel umfasst der Motor 10 vier in Reihenkonfiguration angeordnete Zylinder. In alternativen Beispielen jedoch kann der Motor 10 zwei oder mehr Zylinder umfassen, etwa 3, 4, 5, 6, 8, 10 oder mehr Zylinder, die in alternativen Konfigurationen angeordnet sind, etwa V-förmig, in Boxer-Konfiguration, etc.
  • Jeder Zylinder 30 kann mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 166 ausgerüstet sein. In dem dargestellten Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzdüse 166 eine Direkteinspritzdüse im Zylinder. Die Direkteinspritzdüse 166 kann als seitliche Einspritzdüse ausgeführt oder oberhalb des Kolbens angeordnet sein. Die obere Position kann, wenn der Motor mit einem alkoholbasierten Kraftstoff betrieben wird, aufgrund der geringeren Flüchtigkeit mancher alkoholbasierter Kraftstoffe die Mischung und Verbrennung verbessern. Alternativ kann die Einspritzdüse oberhalb und in der Nähe des Ansaugventils angeordnet sein, um die Mischung zu verbessern. In alternativen Beispielen kann die Kraftstoffeinspritzdüse 166 eine Kanaleinspritzdüse sein, die Kraftstoff in den Ansaugkanal 134 oberhalb des Zylinders 30 bereitstellt. Außerdem kann der Zylinder 30 eine Direkteinspritzdüse und eine Kanaleinspritzdüse aufweisen.
  • Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, welches das Verhältnis der Volumina bei Stellung eines Zylinderkolbens am unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt ist. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen allerdings, in denen andere Kraftstoffe eingesetzt werden, kann das Verdichtungsverhältnis höher sein. Dies kann der Fall sein, wenn beispielsweise Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann auch höher sein, falls Direkteinspritzung verwendet wird, aufgrund ihrer Auswirkung auf das Klopfen im Motor.
  • In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine (nicht gezeigte) Zündkerze aufweisen, um die Verbrennung in Gang zu setzen. Ein Zündsystem kann über die Zündkerze der Brennkammer 30 in Reaktion auf ein Zündungsfrühverstellungssignal von der Steuerung 12 unter bestimmten Betriebsbedingungen einen Zündfunken erzeugen. In einigen Ausführungsformen jedoch kann die Zündkerze weggelassen sein, etwa wenn die Kraftmaschine 10 die Zündung mittels Selbstzündung oder durch Kraftstoffeinspritzung in Gang setzt, wie dies bei manchen Diesel-Motoren der Fall sein kann.
  • Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 über ein Hochdruck-Kraftstoffsystem 8 zugeführt werden, welches Kraftstoffbehälter, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoffverteilerleiste umfasst. Alternativ kann Kraftstoff von einer einstufigen Kraftstoffpumpe mit geringerem Druck zugeführt werden, in welchem Fall die zeitliche Steuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungshubs stärker eingeschränkt sein kann als bei Einsatz eines Hochdruck-Kraftstoffsystems. Ferner können, obwohl nicht gezeigt, die Kraftstoffbehälter einen Druckgeber aufweisen, der ein Signal an die Steuerung 12 bereitstellt. Kraftstoffbehälter im Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoff verschiedener Kraftstoffqualitäten enthalten, etwa verschiedene Kraftstoffzusammensetzungen. Diese Unterschiede können verschiedene Alkoholgehalte, verschiedene Oktanzahlen, verschiedene Verdampfungstemperaturen, verschiedene Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon etc. umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffsystem 8 mit einem Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem gekoppelt sein, das einen Behälter zum Lagern von Tank- und täglich anfallenden Kraftstoffdämpfen aufweist. Die Kraftstoffdämpfe können während des Betriebs aus dem Kanister in die Zylinder des Motors abgelassen werden, wenn Ablassbedingungen erfüllt sind. Beispielsweise können die abgelassenen Dämpfe über die erste Ansaugleitung bei oder unter dem barometrischen Druck in den Zylinder angesaugt werden.
  • Der Motor 10 weist eine Ansaugleitung 130 des Motors auf, um Frischluft aufzunehmen. Ein Luftfilter 128 ist in der Ansaugleitung 130 angeordnet, um die aufgenommene Luft zu filtern. Die Ansaugleitung mündet dann in eine geteilte Ansaugluftkammer 138 des Motors. Die Ansaugluftkammer 138 besitzt einen Einlass 106 an einem stromaufwärts gelegenen Ende, der mit der Ansaugleitung 130 gekoppelt ist, stromabwärts von Ansaugdrossel 62, um frische Ansaugluft anzusaugen. Die Ansaugluftkammer 138 besitzt ferner einen Auslass 107 (in 2–4 ausgeführt), der an einem stromabwärts gelegenen Ende mit dem Ansaugkanal 134 einzelner Zylinder 30 der Kraftmaschine gekoppelt ist. Die geteilte Ansaugluftkammer 138 des Motors umfasst ferner einen Teiler 104, der die Ansaugluftkammer in einen ersten Luftkammerteil 108 (auch als erster Luftkammerabschnitt bezeichnet) und einen zweiten Luftkammerteil 110 (auch als zweiter Luftkammerabschnitt bezeichnet) teilt. In einem Beispiel ist der erste Luftkammerteil 108 von dem zweiten Luftkammerteil 110 getrennt und parallel zu diesem. Der Teiler 104 erstreckt sich über die gesamte Länge der Ansaugluftkammer 138 vom Einlass 106 bis zum Auslass 107. In einem Beispiel teilt der Teiler die Ansaugluftkammer in einen oberen und einen unteren Teil vom Einlass bis zum Auslass, wobei der erste Luftkammerabschnitt ein Teil der oberen und unteren Abschnitte ist und wobei der zweite Luftkammerabschnitt ein verbleibender Teil der oberen und unteren Abschnitte ist. Beispielsweise kann der erste Luftkammerteil 108 ein oberer Luftkammerteil sein, während der zweite Luftkammerteil 110 ein unterer Luftkammerteil sein kann.
  • Die Position der Drossel 62 kann vom Steuerungssystem 14 über einen (nicht dargestellten) Drosselstellantrieb eingestellt werden, der in Kommunikationsverbindung mit der Steuerung 12 steht. Durch Modulieren von Drossel 62 kann eine Menge an Frischluft aus der Atmosphäre in den Motor 10 angesaugt und bei oder unter dem barometrischen (oder atmosphärischen) Druck in die Zylinder des Motors zugeführt werden.
  • Während der Verbrennung in den Zylindern erzeugte Abgase können aus jedem Zylinder 30 über entsprechende Abgaskanäle 144 in einen gemeinsamen (ungeteilten) Abgaskanal 146 ausgestoßen werden. Abgase, die durch den Abgaskanal 146 fließen, können durch die Emissionskontrollvorrichtung 70 behandelt werden, ehe sie über den Auspuff 35 in die Atmosphäre entlassen werden. Die Emissionskontrollvorrichtung 70 kann einen oder mehrere Abgaskatalysator(en) umfassen, etwa Dreiwegekatalysatoren, NOx-Speicherkatalysatoren, Oxidationskatalysatoren, Reduktionskatalysatoren etc. oder Kombinationen davon.
  • Ein Abgassensor 126 wird gekoppelt mit dem Abgaskanal 148 gezeigt. Der Sensor 126 kann im Abgaskanal stromaufwärts der Emissionskontrollvorrichtung 70 angeordnet sein. Der Sensor 126 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Anzeige eines Abgas-Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses gewählt werden, beispielsweise eine lineare Lambdasonde oder eine UEGO (Universal oder Wide-range Exhaust Gas Oxygen, unbeheizte Lambdasonde), eine binäre Lambdasonde oder EGO (wie dargestellt), eine HEGO (beheizte Lambdasonde), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor.
  • Eine Abgastemperatur kann von einem oder mehreren (nicht dargestellten) Temperatursensor(en) abgeschätzt werden, die im Abgaskanal 148 angeordnet sind. Alternativ kann die Abgastemperatur anhand der Betriebsbedingungen des Motors wie Drehzahl, Last, Luft-/Kraftstoffverhältnis (Air-Fuel Ratio, AFR), Spätzündung etc. abgeleitet werden.
  • Der Motor 10 kann ferner einen Abgasrückführungs(AGR)-Kanal 182 umfassen, um wenigstens einen Teil der Abgase aus dem Abgaskanal 146 in die Ansaugleitung 130, speziell in die Ansaugluftkammer 138, zurückzuführen. Insbesondere kann der Abgaskanal 146 über den AGR-Kanal 182 mit dem AGR-Ventil 184 in Kommunikationsverbindung mit dem zweiten Ansaugluftkammerteil 110 stehen, jedoch nicht mit dem ersten Ansaugluftkammerteil 108. In einigen Ausführungsformen kann der AGR-Kanal 182 ferner einen (nicht dargestellten) AGR-Kühler umfassen, um die Temperatur der Abgasrückstände, die durch den AGR-Kanal fließen, vor der Rückführung in den Ansaugtrakt der Kraftmaschine zu senken. Eine Steuerung der Kraftmaschine kann dafür ausgelegt sein, eine Öffnung des AGR-Ventils 184 einzustellen, um eine Menge Abgase mit atmosphärischem Druck oder darunter in den zweiten Ansaugluftkammerabschnitt 110 zurückzuführen und dadurch zu ermöglichen, dass Niederdruck-AGR (ND-AGR) aus dem Abgaskanal in Zylinder der Kraftmaschine umgeleitet werden. Wie nachstehend ausgeführt, können, mit der Koordinierung der Zeitsteuerung und des Öffnungsgrades des AGR-Ventils 184 mit der Zeitsteuerung und dem Öffnungsgrad der Drosselventile, die mit dem ersten und dem zweiten Ansaugluftkammerteil gekoppelt sind, die AGR-Raten in Reaktion auf Veränderungen der AGR-Anforderung schnell erhöht oder verringert werden.
  • Der erste und der zweite Ansaugluftkammerteil 108, 110 sind dafür ausgelegt, Luft unterschiedlicher Zusammensetzungen in Zylinder 30 des Motors zuzuführen. Speziell ist der erste (z. B. obere) Teil 108 der Ansaugluftkammer 138 dafür ausgelegt, Frischluft aus der Ansaugleitung 130 anzusaugen und ausschließlich Frischluft jedem Zylinder 30 des Motors zuzuführen. Im Gegensatz dazu ist der zweite (z. B. untere) Teil 110 der Ansaugluftkammer 138 dafür ausgelegt, Frischluft aus der Ansaugleitung 130 und Abgasrückstände aus dem AGR-Kanal 112 anzusaugen und ein Gemisch aus Luft und Abgasrückständen (d. h. AGR-Gase) jedem Zylinder 30 des Motors zuzuführen. Speziell können Luft und AGR-Gase in dem zweiten Kammerteil an einem Punkt nahe Einlass 106 gemischt werden, bevor die Mischluft den Zylindern des Motors zugeführt wird. Somit ist jeder Zylinder 30 des Motors 10 dafür ausgelegt, im Ansaugkanal 134 über den ersten Ansaugluftkammerteil 108 Ladeluft aufzunehmen, die ausschließlich Frischluft umfasst, und im Ansaugkanal 134 über den zweiten Ansaugluftkammerteil 110 Abgasrückstände aufzunehmen.
  • Teiler 104 kann die Ansaugluftkammer derart teilen, dass jeder Kammerteil einen eigenen Einlass besitzt. Speziell kann der erste Kammerteil 108 einen ersten Einlass 120 besitzen, um Frischluft über die Ansaugleitung 130 anzusaugen, und eine Mehrzahl von Auslässen 140, die mit dem Ansaugkanal 134 der einzelnen Zylinder 30 des Motors gekoppelt sind, um den Zylindern ausschließlich Frischluft zuzuführen. In ähnlicher Weise kann der zweite Kammerteil einen zweiten (von dem ersten Einlass getrennten) Einlass 122 besitzen, um Frischluft über die Ansaugleitung 130 anzusaugen, und einen dritten Einlass 124, der stromabwärts des zweiten Einlasses angeordnet ist, um Abgase aus dem AGR-Kanal 182 anzusaugen. Frischluft und Abgasrückstände können im zweiten Kammerteil 110, stromabwärts des dritten Einlasses 124, gemischt werden, bevor das Gemisch aus Frischluft und Abgasen über eine Mehrzahl von Auslässen 142, die mit den einzelnen Zylindern des Motors gekoppelt sind, den Zylindern des Motors zugeführt wird. Die Zusammensetzung der Luft, die durch den zweiten Ansaugluftkammerteil zugeführt wird, kann eingestellt werden, indem die Öffnung des AGR-Ventils 184 im AGR-Kanal 182 gesteuert wird. Speziell kann die Öffnung des AGR-Ventils 184 so eingestellt werden, dass eine Menge von Abgasrückständen, die dem zweiten Kammerteil 110 zugeführt wird, eingestellt wird. Beispielsweise kann durch Vergrößern der Öffnung des AGR-Ventils 184 die Verdünnung der Luft im zweiten Kammerteil erhöht werden.
  • Der Frischluftfluss, der über den ersten Kammerteil den Zylindern des Motors zugeführt wird, kann über eine erste Gruppe von Drosselventilen 160 geregelt werden, die mit der Mehrzahl von Auslässen 140 des ersten Kammerteils 108 verbunden ist. In ähnlicher Weise kann der Fluss Mischluft, der über den zweiten Kammerteil den Zylindern des Motors zugeführt wird, über eine zweite Gruppe von Drosselventilen 162 geregelt werden, die mit der Mehrzahl von Auslässen 142 des zweiten Kammerteils 110 verbunden ist. Die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 kann rechtwinklig zur ersten Gruppe von Drosselventilen 160 ausgerichtet sein. So kann, wenn die erste Gruppe von Drosselventilen in einer geöffneten Position steht, die zweite Gruppe von Drosselventilen in einer geschlossenen Position stehen und umgekehrt.
  • In einem Beispiel können, wie in 2–4 ausgeführt, die erste Gruppe von Drosselventilen und die zweite Gruppe von Drosselventilen auf einer gemeinsamen beide betätigenden Welle angeordnet sein. Darin kann, durch Betätigen eines gemeinsamen, mit der Welle gekoppelten Stellantriebs eine Öffnung der ersten Gruppe von Drosselventilen vergrößert werden, während die Öffnung der zweiten Gruppe von Drosselventilen entsprechend und gleichzeitig verkleinert wird (oder umgekehrt). In einem alternativen Beispiel können, wie unter Bezugnahme auf 5–7 ausgeführt, die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen jeweils durch verschiedene Stellantriebe gesteuert werden. Diese Konfiguration ermöglicht die unabhängige Steuerung der Abschnitte der geteilten Ansaugluftkammer. Beispielsweise können sowohl der erste als auch der zweite Abschnitt geöffnet werden. Als weiteres Beispiel kann die Öffnung des ersten Abschnitts langsam vergrößert werden, während die Öffnung des zweiten Abschnitts schnell vergrößert oder verkleinert wird.
  • Durch den Einsatz einer geteilten Ansaugluftkammer, die für die selektive Zuführung von Frischluft über einen Teil der geteilten Ansaugluftkammer sowie von Abgasrückstände enthaltender Mischluft über den anderen Teil der geteilten Ansaugluftkammer ausgelegt ist, können Einstellungen der Abgasverdünnung schnell durchgeführt und wie gewünscht im Wesentlichen unverzüglich bereitgestellt werden. Wie unter Bezugnahme auf 8–9 ausgeführt, kann als Reaktion auf instationäre Motorenzustände, die eine schnelle Erhöhung der AGR erfordern, die Motorenabgas -verdünnung erhöht werden, indem die Zuführung von Frischluft in die Zylinder der Kraftmaschine über den ersten Kammerteil unterbunden wird, während die Zuführung von Mischluft in Zylinder der Kraftmaschine über den zweiten Kammerteil erhöht wird. AGR-Flussraten können über gleichzeitige Einstellungen des AGR-Ventils eingestellt werden. In ähnlicher Weise kann als Reaktion auf instationäre Motorenzustände, die eine schnelle Verringerung der AGR erfordern, die Abgasverdünnung verringert werden, indem die Zuführung von Mischluft in die Zylinder des Motors über den zweiten Kammerteil unterbunden wird, während die Zuführung von Frischluft in Zylinder des Motors über den ersten Kammerteil erhöht wird. AGR-Flussraten können über gleichzeitige Einstellungen des AGR-Ventils eingestellt werden.
  • Zurück zu 1; kann das Motorensystem 100 wenigstens teilweise von einem Steuersystem 14 mit einer Steuerung 12 gesteuert werden. Das Steuersystem 14 ist dargestellt, wie es Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (wovon verschiedene Beispiele hier beschrieben werden) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Stellantrieben 81 sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 Ansaugluft-Druck- und Temperatursensoren (MAP-Sensoren und MAT-Sensoren) umfassen, die mit der Ansaugleitung gekoppelt sind. Weitere Sensoren können einen Drossel-Einlassdruck(Throttle Inlet Pressure, TIP)-Sensor, um einen Drossel-Einlassdruck (TIP) zu schätzen, und einen Drossel-Einlasstemperatur-Sensor, um eine Drossel-Lufttemperatur (Throttle Air Temperature, TCT) zu schätzen, umfassen, die stromabwärts der Drosseln in jede Ansaugleitung eingekoppelt sind. In anderen Beispielen kann der AGR-Kanal Druck-, Temperatur- und Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensoren aufweisen, um AGR-Flussmerkmale zu bestimmen. Als weiteres Beispiel können die Stellantriebe 81 eine Kraftstoffeinspritzdüse 166, ein AGR-Ventil 184, eine Ansaugluftdrossel 62, eine erste Gruppe von Drosselventilen 160 und eine zweite Gruppe von Drosselventilen 164 umfassen. Weitere Stellantriebe, etwa verschiedene zusätzliche Ventile und Drosseln, können an verschiedenen Positionen in das Motorensystem 100 gekoppelt sein. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren erhalten, die Eingangsdaten verarbeiten und als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten, die auf darin programmierten Anweisungen oder Codes entsprechend einer oder mehreren Routine(n) basieren, die Stellglieder betätigen. Beispielhafte Steuerroutinen sind hier beschrieben unter Bezugnahme auf 8–9.
  • Die Steuerung 12 kann ein Mikrocomputer sein, der Folgendes aufweist: eine Mikroprozessoreinheit, Eingabe-/Ausgabe-Ports, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte (z. B. Festwertspeicherchip), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einen Erhaltungsspeicher und einen Datenbus. Das Speichermedium Festwertspeicher kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, welche Anweisungen repräsentieren, die von dem Prozessor ausgeführt werden können, um die nachfolgend beschriebenen Verfahren und Routinen sowie andere Varianten durchzuführen, die vorausgesehen werden, aber nicht speziell aufgeführt sind.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 2–4, die verschiedene Ansichten einer ersten Ausführungsform der geteilten Ansaugluftkammer zeigen. Speziell ist eine erste (linksseitige) Ansicht 200 der geteilten Ansaugluftkammer dargestellt mit einem Blick in die Ansaugluftkammer von der Ansaugdrossel aus. Eine zweite Draufsicht 300 der geteilten Ansaugluftkammer ist dargestellt mit einem Blick in die verschiedenen Kammerteile von der Oberseite der Ansaugluftkammer aus. Schließlich ist eine dritte (rechtsseitige) Ansicht 400 der geteilten Ansaugluftkammer dargestellt mit einem Blick in die Ansaugluftkammer von den Ansaugkanälen der Zylinder aus. In der in den 2–4 dargestellten Ausführungsform sind die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen in einer rechtwinkligen Anordnung auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, so dass die Verwendung eines gemeinsamen Stellantriebs ermöglicht wird. Die zuvor in 1 eingeführten Komponenten sind gleich nummeriert und werden nicht noch einmal erklärt.
  • 2 zeigt eine erste (linksseitige) Ansicht 200 mit einem Blick in die Ansaugluftkammer 138 von der Ansaugdrossel aus, am Einlass 106 der Ansaugluftkammer. Das bedeutet, die Ansicht stellt die Ansaugluftkammer aus der Sicht von der Einlassseite her dar. Der Teiler 104 ist dargestellt, wie er die Ansaugluftkammer 138 entlang der Länge der Ansaugluftkammer in einen ersten Teil 108 und einen zweiten Teil 110 teilt. In dem dargestellten Beispiel umfasst die Ansicht der Drossel eine Ansicht eines ersten Einlasses 120 des ersten Kammerteils 108 und eines zweiten Einlasses 122 des zweiten Kammerteils 110. In dem dargestellten Beispiel teilt der Teiler 104 die Ansaugluftkammer derart, dass der erste Kammerteil 108 auf der linken Seite liegt, während der zweite Kammerteil auf der rechten Seite liegt. Jeder der ersten und zweiten Kammerteile ist dafür ausgelegt, Frischluft aus einer Ansaugleitung über die Ansaugdrossel aufzunehmen. Der zweite Ansaugluftkammerteil 110 ist ferner dafür ausgelegt, AGR-Gase aus dem AGR-Kanal 182 am Einlass 124 aufzunehmen. Eine Menge von Abgasrückständen, die in den zweiten Ansaugluftkammerteil 110 aufgenommen wird, wird durch Einstellen der Öffnung von AGR-Ventil 184 geregelt.
  • 3 zeigt eine Draufsicht 300 der Ansaugluftkammer 138. Die Ansaugluftkammer ist dargestellt, wie sie aus der Ansaugleitung 130 über die Drossel 62 Frischluft in jedes der Kammerteile aufnimmt. Eine relative Menge reiner Frischluft, die in den ersten Kammerteil 108 von jedem Ansaugkanal 302 aufgenommen wird, wird über Veränderungen der Position einer ersten Gruppe von Drosselventilen 160 eingestellt. Gleichermaßen wird eine Menge Mischluft (enthaltend ein Gemisch aus Frischluft und AGR), die in den zweiten Kammerteil 110 von jedem Ansaugkanal 302 aufgenommen wird, über Veränderungen der Position einer zweiten Gruppe von Drosselventilen 162 eingestellt. Der erste und der zweite Kammerteil werden durch den Teiler 104 getrennt dargestellt. In der in den 2–4 dargestellten Ausführungsform sind die erste Gruppe von Drosselventilen 160 und die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 auf einer gemeinsamen Welle 304 angeordnet und werden durch einen gemeinsamen Stellantrieb 306 betätigt. Die gemeinsame Welle 304 ist rechtwinklig zur Ebene des Tellers 104 angeordnet. Insbesondere kann der Teiler in den Ansaugkanälen 302 rechtwinklig zu einer Grundebene und im Rest der Ansaugluftkammer parallel zur Grundebene verlaufen. Somit kann der Teiler eine verdrehte Anordnung durch den Ansaugkrümmer aufweisen. Ferner sind die ersten und zweiten Drosselventile in einer rechtwinkligen Ausrichtung zueinander auf der gemeinsamen Welle 304 angeordnet. Durch Betätigen des gemeinsamen Stellantriebs 306 kann somit die gemeinsame Welle 304 gedreht werden, um so die erste Gruppe von Drosselventilen 160 in eine erste Richtung und gleichzeitig die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 in eine andere Richtung zu drehen. In dem dargestellten Beispiel befindet sich die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 in einer Position, in der ein Fluss von Mischluft in den Ansaugkanal 302 blockiert oder eingeschränkt wird. Somit ist der zweite Ansaugluftkammerteil am Ansaugkanal 302 geschlossen, und es können über den zweiten Ansaugluftkammerteil keine Abgasrückstände in jeden Zylinder aufgenommen werden. Ferner befindet sich die erste Gruppe von Drosselventilen 160 in einer Position, die einen Fluss von Mischluft in den Ansaugkanal 302 ermöglicht oder einschließt. Somit ist der erste Ansaugluftkammerteil am Ansaugkanal 302 geöffnet, und es kann über den ersten Ansaugluftkammerteil eine Menge Frischluft in jeden Zylinder zugeführt werden.
  • Die Anordnung der Ventile auf einer gemeinsam zu betätigenden Welle bietet verschiedene Vorteile. Beispielsweise reduziert die Lösung mit nur einer Welle die Möglichkeit von Problemen bei der Zeitsteuerung, die auftreten könnten, falls die Zeitsteuerung des Schließens der ersten Gruppe von Drosselventilen nicht sorgfältig mit dem Öffnen der zweiten Gruppe von Drosselventilen koordiniert ist oder umgekehrt. Als solche können Unregelmäßigkeiten in der Zeitsteuerung zu grob unterbrochenem Luftfluss und Verlust der Kraftstoffersparnis führen.
  • 4 zeigt eine dritte (rechtsseitige) Ansicht 400 mit Blick in die Ansaugluftkammer 138 von den Ansaugkanälen der Zylinder aus. Das bedeutet, die Ansicht stellt die Ansaugluftkammer aus der Sicht von der Auslassseite her dar. Wie in 3 gezeigt ist der Teiler 104 dargestellt, wie er die Ansaugluftkammer 138 in einen ersten Teil 108 und einen zweiten Teil 110 in derselben Ebene teilt wie die gemeinsame Welle 304, auf der die erste Gruppe von Drosselventilen 160 und die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 angeordnet sind. Der gemeinsame Stellantrieb 306 wird betätigt, um die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 in eine Position zu drehen, in der ein Fluss von Mischluft, die Abgasrückstände enthält, in den Ansaugkanal 302 blockiert oder eingeschränkt wird. In der beispielhaften Ansicht von 4 ist die zweite Gruppe von Drosselventilen in einer Ebene rechtwinklig zur Achse der gemeinsamen Welle 304. Somit ist der zweite Ansaugluftkammerteil am Ansaugkanal 302 geschlossen, und es können über den zweiten Ansaugluftkammerteil keine Abgasrückstände in jeden Zylinder aufgenommen werden. Ferner befindet sich die erste Gruppe von Drosselventilen 160 in einer Position, die einen Fluss von Frischluft in den Ansaugkanal 302 ermöglicht oder einschließt. In der beispielhaften Ansicht von 4 liegt die erste Gruppe von Drosselventilen in derselben Ebene wie die Achse der gemeinsamen Welle 304. Somit ist der erste Ansaugluftkammerteil am Ansaugkanal 302 geöffnet, und es kann über den ersten Ansaugluftkammerteil eine Menge Frischluft in jeden Zylinder aufgenommen werden. Die Ansaugleitung 130, dargestellt durch dunkle Linien, kann hinter der offenen ersten Gruppe von Drosselventilen im ersten Kammerteil 108 sichtbar sein, wenn man vom Ansaugkanal aus in die Ansaugluftkammer 138 hineinschaut. Es ist einzusehen, dass, wenn die erste Gruppe von Drosselventilen 160 in eine Position verstellt wird, die einen Frischluftfluss in den Ansaugkanal 302 blockiert oder einschränkt, die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 gleichzeitig (mit derselben Geschwindigkeit und in demselben Grad) in eine Position verstellt werden kann, die einen Fluss von Abgasrückständen in den Ansaugkanal 302 ermöglicht oder einschließt.
  • So ist in der Anordnung mit nur einer Welle die Klappenposition im Reinluftkanal (das heißt, der ersten Gruppe von Drosselventilen) mechanisch so gekoppelt, dass sie das Gegenstück zur Klappenposition im Mischluftkanal (das heißt, der zweiten Gruppe von Drosselventilen) bildet. Beispielhafte Klappenpositionen sind in Tabelle 1 unten aufgelistet. Tabelle 1: Beispielhafte Kombinationen von Klappenpositionen für eine Konfiguration mit nur einer Welle
    Klappenposition für erste Gruppe von Drosselventilen Klappenposition für zweite Gruppe von Drosselventilen
    100% offen 0% offen
    25% offen 75% offen
    50% offen 50% offen
    75% offen 25% offen
    100% offen 0% offen
  • Es wird nun Bezug genommen auf 5–7, die verschiedene Ansichten einer zweiten Ausführungsform der geteilten Ansaugluftkammer zeigen. Speziell ist eine erste (linksseitige) Ansicht 500 der geteilten Ansaugluftkammer dargestellt mit einem Blick in die Ansaugluftkammer von der Ansaugdrossel aus. Eine zweite Draufsicht 600 der geteilten Ansaugluftkammer ist dargestellt mit einem Blick in die verschiedenen Kammerteile von der Oberseite der Ansaugluftkammer aus. Schließlich ist eine dritte (rechtsseitige) Ansicht 700 der geteilten Ansaugluftkammer dargestellt mit einem Blick in die Ansaugluftkammer von den Ansaugkanälen der Zylinder aus. In der in den 5–7 dargestellten Ausführungsform sind die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen auf verschiedenen Wellen angeordnet, um eine unabhängige Steuerung zu ermöglichen. Die zuvor in 1–4 eingeführten Komponenten sind gleich nummeriert und werden nicht noch einmal erklärt.
  • Wie zu 2 erörtert, zeigt 5 eine erste (linksseitige) Ansicht 500 mit einem Blick in die Ansaugluftkammer 138 an einem Einlassende von der Ansaugdrossel aus, am Einlass 106 der Ansaugluftkammer. Als solche kann die Ansicht der Ansaugluftkammern am Einlassende dieselbe sein für Ausführungsformen, in denen die Drosselventile auf einem gemeinsamen Stellantrieb angeordnet sind, verglichen mit auf unabhängigen Stellantrieben angeordneten Drosselventilen.
  • 6 zeigt eine Draufsicht 600 der Ansaugluftkammer 138. Wie zu 3 erörtert, ist die Ansaugluftkammer dargestellt, wie sie aus der Ansaugleitung 130 über die Drossel 62 Frischluft in jeden der Kammerteile aufnimmt. Ferner wird eine relative Menge reiner Frischluft, die über den ersten Kammerteil 108 in den Ansaugkanal jedes Zylinders aufgenommen wird, über Veränderungen der Position einer ersten Gruppe von Drosselventilen 160 eingestellt. Die erste Gruppe von Drosselventilen ist auf einer ersten Welle 604 angeordnet, die in derselben Ebene angeordnet ist wie der Teiler 104. Die erste Welle kann über Einstellungen an einem ersten Stellantrieb 608 gedreht werden. In ähnlicher Weise wird eine Menge Mischluft (enthaltend ein Gemisch aus Frischluft und AGR), die über den zweiten Kammerteil 110 in den Ansaugkanal jedes Zylinders aufgenommen wird, über Veränderungen der Position der zweiten Gruppe von Drosselventilen 162 eingestellt. Die zweite Gruppe von Drosselventilen ist auf einer zweiten Welle angeordnet, die von der ersten Welle 604 verschieden ist. Als solche sind die erste und die zweite Welle in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und somit kann die zweite Welle in der Draufsicht nicht sichtbar sein. Darüber hinaus kann, da die erste und die zweite Welle in derselben Ebene liegen wie der Teiler, der Teiler in der Draufsicht ebenfalls nicht sichtbar sein. Die zweite Welle kann über Einstellungen an einem zweiten Stellantrieb 610 gedreht werden.
  • Die erste Gruppe von Drosselventilen 160 und die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 können auf ihren jeweiligen Wellen in einer parallelen oder rechtwinkligen Ausrichtung zueinander angeordnet sein. Somit kann, indem der erste Stellantrieb 608 in Koordination mit dem zweiten Stellantrieb 610 betätigt wird, die erste Welle 604 drehen und sich die erste Gruppe von Drosselventilen 160 in eine erste Richtung verstellen, während sich die zweite Welle bewegt und die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 in dieselbe oder eine andere Richtung dreht. In dem dargestellten Beispiel befindet sich die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 in einer Position, in der ein Fluss von Mischluft in den Ansaugkanal 302 möglich ist. Somit ist der zweite Ansaugluftkammerteil am Ansaugkanal 302 offen, und es können über den zweiten Ansaugluftkammerteil Abgasrückstände in jeden Zylinder aufgenommen werden. Ferner befindet sich die erste Gruppe von Drosselventilen 160 in einer Position, die einen Fluss von Mischluft in den Ansaugkanal 302 ermöglicht. Somit ist der erste Ansaugluftkammerteil am Ansaugkanal 302 offen, und es kann über den ersten Ansaugluftkammerteil eine Menge Frischluft in jeden Zylinder aufgenommen werden.
  • Die Anordnung der Ventile auf unabhängig voneinander betätigten Wellen ermöglicht eine unabhängige Steuerung. Außerdem wird dadurch ermöglicht, dass beide Drosseln gleichzeitig geöffnet werden. Beispielsweise können unter ausgewählten Bedingungen beide Drosselventile in eine vollständig geöffnete Position verstellt werden. Ferner erlaubt dies, dass eine Gruppe von Drosselventilen mit einer anderen Geschwindigkeit im Verhältnis zu der anderen Gruppe von Drosselventilen gedreht wird. Beispielsweise kann die erste Gruppe von Drosselventilen schneller geöffnet werden als die zweite Gruppe von Drosselventilen.
  • 7 zeigt eine dritte (rechtsseitige) Ansicht 700 mit Blick in die Ansaugluftkammer 138 von den Ansaugkanälen der Zylinder aus. Das bedeutet, die Ansicht stellt die Ansaugluftkammer aus der Sicht von der Auslassseite her dar. Wie in 3 gezeigt ist der Teiler 104 dargestellt, wie er die Ansaugluftkammer 138 in einen ersten Teil 108 und einen zweiten Teil 110 in derselben Ebene teilt wie die erste Welle 604 und die zweite Welle (nicht sichtbar, jedoch unter der ersten Welle 604 in derselben Ebene). Die erste Gruppe von Drosselventilen 160 ist auf der ersten Welle 604 angeordnet, während die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 auf der zweiten Welle angeordnet ist. Der erste Stellantrieb 608 wird betätigt, um die erste Gruppe von Drosselventilen 160 in eine Position wie dargestellt zu drehen, die den Ansaugkanal 302 öffnet oder einen Fluss von Frischluft, die Abgasrückstände enthält, in diesen zulässt. So ist der erste Ansaugluftkammerteil am Ansaugkanal 302 geöffnet, und Frischluft kann in jeden Zylinder über den ersten Ansaugluftkammerteil aufgenommen werden. Ferner wird der zweite Stellantrieb 610 betätigt, um die zweite Gruppe von Drosselventilen 162 in eine Position zu drehen, die den Ansaugkanal 302 öffnet oder einen Fluss von Mischluft in diesen zulässt. So ist der zweite Ansaugluftkammerteil am Ansaugkanal 302 geöffnet, und eine Menge von Abgasrückständen kann in jeden Zylinder über den zweiten Ansaugluftkammerteil aufgenommen werden.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 8–9, die beispielhafte Routinen 800 bzw. 900 zeigen, um als Reaktion auf eine Änderung der Anforderung der Abgasverdünnung die Zuführung von Frischluft und Abgasrückständen in jeden Zylinder des Motors über Einstellungen des Ladeflusses durch jeden Teil der geteilten Ansaugluftkammer anzupassen. Der Ansatz ermöglicht schnelle Einstellungen der in eine Kraftmaschine zugeführten AGR-Menge, wodurch die Zeit bis zu einem hoch verdünnten AGR-Fluss verbessert wird, was die Emissionen schneller reduziert und die Kraftstoffersparnis verbessert. Der Ansatz verbessert außerdem die Zeit bis zum Spitzendrehmoment, wenn die AGR schnell verringert werden muss, und verbessert das AGR-Spülen, wenn die AGR schnell auf eine neue Last verringert werden muss. Die Routinen der 8–9 können unter Bezugnahme auf die Ausführungsform der geteilten Ansaugluftkammer von 2–4 beschrieben werden, in der die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen im 90-Grad-Winkel zueinander auf einer gemeinsamen Welle, die durch einen gemeinsamen Stellantrieb betätigt wird, ausgerichtet sind. Somit können die Routinen der 8–9 auch mit der Ausführungsform der Ansaugluftkammer verwendet werden wie in 4–7.
  • Bei 802 können Betriebsbedingungen des Motors geschätzt und/oder gemessen werden. Diese können beispielsweise Umgebungstemperatur und -druck, Motorentemperatur, Motorendrehzahl, Kurbelwellendrehzahl, Drehmomentanforderung des Bedieners, Pedalposition, Kraftstoffstand im Kraftstoffbehälter, Alkoholgehalt des Kraftstoffs, Katalysatortemperatur, Ladedruck etc. umfassen.
  • Bei 804 kann, basierend auf den geschätzten Betriebsbedingungen des Motors, ein gefordertes Abgasverdünnungsniveau bestimmt werden. Beispielsweise kann bei höheren Drehzahl-Last-Bedingungen eine geringere Abgasverdünnung (weniger AGR-Gase) gefordert sein, während bei niedrigeren Drehzahl-Last-Bedingungen eine höhere Abgasverdünnung (mehr AGR-Gase) gefordert sein kann.
  • Bei 806 umfasst die Routine das Zuführen von zumindest Ansaugluft in die Zylinder der Kraftmaschine über einen ersten Abschnitt einer geteilten Ansaugluftkammer und das Zuführen von zumindest AGR-Gasen in die Zylinder der Kraftmaschine über einen zweiten, davon verschiedenen Abschnitt der geteilten Ansaugluftkammer. Ein relativer Fluss aus jedem Abschnitt in die Zylinder wird dann über Ventile (etwa die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen) zwischen der Ansaugluftkammer und den Zylindern eingestellt. Der relative Fluss wird basierend auf der geforderten Abgasverdünnung eingestellt. Die Ventile zwischen der Ansaugluftkammer und den Zylindern können als solche in den Ansaugkanälen der Zylinder platziert sein. Die Ventile können, für den Ansaugkanal jedes Zylinders, ein erstes Drosselventil umfassen, das mit dem ersten Abschnitt gekoppelt ist, und ein zweites Drosselventil, das mit dem zweiten Abschnitt gekoppelt ist. Als Beispiel umfasst, bei stationären Zustandsbedingungen oder unter Initialisierungsbedingungen, etwa wenn 10%–25% AGR gefordert werden, das Einstellen des relativen Flusses das Schließen des ersten Ventils bei gleichzeitigem Öffnen des zweiten Ventils, um eine Mischluftladung in die Zylinder zuzuführen. Ferner kann, bei 808, eine Position des AGR-Ventils basierend auf der geforderten Abgasverdünnung eingestellt werden, um AGR-Gase mit der gewünschten Zusammensetzung und Flussrate in den zweiten Abschnitt der Ansaugluftkammer zu führen. Somit kann, indem das Öffnen des AGR-Ventils mit dem relativen Fluss zwischen den Abschnitten der geteilten Ansaugluftkammer abgestimmt wird, die gewünschte Abgasverdünnung über den zweiten Abschnitt an die Zylinder der Kraftmaschine bereitgestellt werden. In einem alternativen Beispiel, falls bei Initialisierung keine Abgasverdünnung gefordert ist, umfasst das Einstellen des relativen Flusses das Öffnen des ersten Ventils, während das zweite Ventil geschlossen wird, um ausschließlich frische Ansaugluft über den ersten Luftkammerabschnitt in die Zylinder zuzuführen.
  • Wie unter Bezugnahme auf 2 erörtert, können das erste Ventil und das zweite Ventil auf einer gemeinsamen Welle gekoppelt sein, wobei das Öffnen des ersten Ventils zeitgleich mit dem Schließen des zweiten Ventils durch die gemeinsame Welle so bewirkt wird, das erste Ventil genau um den Betrag zu öffnen, um den das zweite Ventil mit dem gleichen (vorgegebenen) Betrag geschlossen wird. Alternativ können, wie unter Bezugnahme auf 3 erörtert, das erste und das zweite Ventil an verschiedene Stellantriebe gekoppelt sein. Beispielsweise kann das erste Ventil mit einer ersten Welle im ersten Abschnitt gekoppelt sein, während das zweite Ventil mit einer zweiten Welle im zweiten Abschnitt gekoppelt sein kann. Dabei kann das Öffnen des ersten Ventils und gleichzeitige Schließen des zweiten Ventils umfassen, die erste Welle zu betätigen, um das erste Ventil um einen ersten Betrag zu öffnen, während die zweite Welle betätigt wird, um das zweite Ventil um einen zweiten Betrag zu schließen, wobei der zweite Betrag von dem ersten Betrag verschieden (z. B. größer oder kleiner) ist. Ferner kann das erste Ventil mit einer anderen Geschwindigkeit betätigt werden als das zweite Ventil. Beispielsweise kann das erste Ventil schneller betätigt werden, während das zweite Ventil langsamer betätigt wird, oder umgekehrt.
  • Ferner können Einstellungen des relativen Ladungsflusses aus jedem der ersten und zweiten Abschnitte in die Zylinder der Kraftmaschine basierend auf einer Änderung der AGR-Anforderung erfolgen, wenn sich die Betriebsbedingungen des Motors ändern. Beispielsweise können, wie nachstehend ausgeführt, als Reaktion auf vorübergehende Änderungen aus stationären Zustands- oder Initialisierungsbedingungen, die zu einer entsprechenden Änderung der AGR-Anforderung führen (einschließlich einer Erhöhung der AGR-Anforderung oder einer Verringerung der AGR-Anforderung), Einstellungen des Öffnungsgrads des ersten und des zweiten Ventils vorgenommen werden.
  • Speziell kann, bei 810, bestimmt werden, ob eine geringe und langsame Änderung des AGR-Prozentsatzes vorliegt. Die geringe Änderung des AGR-Prozentsatzes kann eine geringe und langsame Erhöhung oder eine geringe und langsame Verringerung des AGR-Prozentsatzes umfassen. In einem Beispiel kann eine geringe oder sanfte Änderung der Motorenlast, etwa aufgrund eines geringen und/oder langsamen Loslassens bzw. Tretens des Gaspedals, zu einer geringen angeforderten Änderung des AGR-Prozentsatzes führen. Hier kann die absolute Änderung der Pedalposition geringer als ein Schwellwert sein, und die Geschwindigkeit der Änderung der Pedalposition kann geringer sein als ein Geschwindigkeitsschwellwert. Ferner kann die Änderung des AGR-Prozentsatzes kleiner sein als ein Prozentschwellwert.
  • Falls eine geringe Veränderung des AGR-Prozentsatzes bestätigt wird, dann umfasst, bei 812, die Routine das Beibehalten der Ventilpositionen. Beispielsweise umfasst die Routine, in Reaktion auf eine sanfte Erhöhung der AGR-Anforderung, das erste Ventil geschlossen zu halten, um den Frischluftfluss in die Zylinder zu reduzieren, während gleichzeitig das zweite Ventil geöffnet gehalten wird, um weiter Mischluft (Frischluft und Abgasrückstände) in die Zylinder zu leiten. Bei 814 umfasst die Routine ferner, eine Position des AGR-Ventils basierend auf der Änderung der AGR-Anforderung einzustellen. Beispielsweise kann die Öffnung des AGR-Ventils vergrößert werden als Reaktion auf die geringere Erhöhung der AGR-Anforderung. Auf diese Weise kann die Position des AGR-Ventils derart eingestellt werden, dass sie den insgesamt gewünschten AGR-Prozentsatz stützt.
  • Falls eine sanfte Änderung des AGR-Prozentsatzes nicht bestätigt wird, geht die Routine zu 816 weiter, um ein starkes Loslassen oder Treten des Gaspedals zu bestätigen. In einem Beispiel können, als Reaktion auf das starke Treten oder Loslassen des Gaspedals, 0%-AGR-Bedingungen im Wesentlichen unmittelbar gefordert sein. Das starke Treten des Gaspedals kann beispielsweise das Durchtreten des Gaspedal zu einer vollständig geöffnete Drosselklappen-(Vollgas)position (Wide Open Throttle, WOT) umfassen. In gleicher Weise kann das starke Loslassen des Gaspedals ein vollständiges Loslassen des Gaspedals umfassen. Hier kann die absolute Änderung der Pedalposition mehr als den Schwellwert betragen. Ferner kann die Änderung des AGR-Prozentsatzes größer sein als der Prozentschwellwert.
  • Als Reaktion auf die stärkere Verringerung der AGR-Anforderung auf 0%-AGR-Bedingungen beinhaltet die Routine, bei 818, das erste Ventil vollständig zu öffnen, um den Frischluftfluss in die Zylinder zu erhöhen, während gleichzeitig das zweite Ventil vollständig geschlossen wird, um den Mischluftfluss (Frischluft und Abgasrückstände) in die Zylinder zu reduzieren. Als Ergebnis des Schließens des zweiten Ventils sind AGR-Gase ausschließlich in dem abgeschlossenen Abschnitt enthalten und werden nicht in die Zylinder des Motors geführt, was einen schnellen Abfall der Abgasverdünnung ermöglicht. In einem Beispiel kann das Schließen des zweiten Ventils gegenüber dem Öffnen des ersten Ventils verzögert oder langsamer erfolgen, um die Luftmenge zu vergrößern, die in die Zylinder gelangt, und gleichzeitig Probleme mit der Verbrennungsstabilität aufgrund plötzlicher Änderungen der AGR zu verringern. Durch Einstellen und Koordinieren des Öffnens und Schließens des ersten und zweiten Ventils kann der relative Fluss von Luft und Abgasrückständen aus jedem der ersten und zweiten Ansaugluftkammerabschnitte in die Zylinder des Motors als Reaktion auf die geforderte AGR-Änderung eingestellt werden. Danach, bei 820, kann eine Position das AGR-Ventils basierend auf der Änderung der AGR-Anforderung und dem eingestellten relativen Fluss aus jedem der ersten und zweiten Ansaugluftkammerabschnitte eingestellt werden. Beispielsweise kann in Reaktion auf das starke Treten oder Loslassen des Gaspedals nach dem Schließen des zweiten Ventils und Öffnen des ersten Ventils die Öffnung des AGR-Ventils verkleinert (z. B. vollständig geschlossen) werden.
  • In einem alternativen Beispiel kann nach dem Schließen des zweiten Ventils, um die AGR-Gase in dem zweiten Ansaugluftkammerabschnitt einzuschließen, die Öffnung des AGR-Ventils in eine Position eingestellt werden, die auf einer erwarteten folgenden Erhöhung der AGR-Anforderung basiert. Das heißt, dass das AGR-Ventil in eine Position voreingestellt werden kann, so dass, wenn nachfolgend die AGR-Anforderung steigt, das zweite Ventil geöffnet werden kann und über den zweiten Ansaugkammerabschnitt Abgasrückstände schnell mit einer gewünschten AGR-Rate in die Zylinder geführt werden können.
  • Falls ein starkes Treten oder Loslassen des Gaspedals zu im Wesentlichen Null-Prozent-AGR-Bedingungen nicht bestätigt wird, geht die Routine zu 9 über, in der die Routine 900 Einstellungen an jedem der ersten und zweiten Ansaugluftkammer-Drosselventile ebenso vornimmt wie am AGR-Ventil, als Reaktion auf schnelle und/oder größere Änderungen des AGR-Prozentsatzes.
  • Insbesondere umfasst bei 902, die Routine ein Bestätigen einer schnellen und/oder größeren Verringerung des AGR-Prozentsatzes. Beispielsweise kann die schnelle Verringerung des AGR-Prozentsatzes einen Abfall des AGR-Prozentsatzes von Bedingungen mit hoher AGR zu Bedingungen mit mittlerer AGR umfassen. Die größere Verringerung des AGR-Prozentsatzes kann auf einen niedrigeren AGR-Prozentsatz erfolgen, nicht jedoch auf 0%-AGR-Bedingungen. Als ein Beispiel kann die größere Verringerung des AGR-Prozentsatzes die Reaktion darauf sein, dass ein Bediener das Gaspedal in eine Position unterhalb der Vollgasposition (WOT) bringt Hier kann die Verringerung des AGR-Prozentsatzes größer sein als ein Prozentschwellwert.
  • Als Reaktion auf die schnelle Verringerung des AGR-Prozentsatzes umfasst die Routine, bei 904, das teilweise Öffnen des ersten Ventils, während gleichzeitig das zweite Ventil teilweise geschlossen wird, wobei das teilweise Öffnen bzw. teilweise Schließen jeweils auf der geforderten Abnahme der AGR-Anforderung basieren. Das heißt, dass die Öffnung des zweiten Ventils verkleinert, während die Öffnung des ersten Ventils vergrößert werden kann, basierend auf der geforderten Änderung der AGR. Als ein Beispiel kann, als Reaktion auf einen schnellen Übergang der Anforderung von 28% AGR zu 14% AGR (d. h. eine 50%ige Verringerung der AGR-Anforderung), das zweite Ventil von 100% offen auf 50% offen umgestellt werden, während das erste Ventil von 100% geschlossen auf 50% geschlossen umgestellt werden kann. Als Nächstes, bei 906, kann eine Position das AGR-Ventils basierend auf der Änderung der AGR-Anforderung und dem eingestellten relativen Fluss zwischen dem ersten und dem zweiten Ansaugluftkammerabschnitt eingestellt werden. Beispielsweise kann die Öffnung des AGR-Ventils so eingestellt werden, dass sie den gewünschten Mischungsprozentsatz ausschließlich im zweiten Abschnitt unterstützt. Dies kann das Vergrößern oder Verkleinern der Öffnung des AGR-Ventils umfassen.
  • Bei 908 kann bestimmt werden, ob der gewünschte AGR-Fluss erreicht wurde. Falls nicht, kann die Steuerung die Position des ersten und des zweiten Ventils bei 909 beibehalten. Nachdem der AGR-Fluss den gewünschten AGR-Fluss erreicht hat, umfasst die Routine, bei 910, das Beibehalten der Position das AGR-Ventils, während das teilweise offene erste Ventil vollständig geschlossen wird und das teilweise geschlossene zweite Ventil vollständig geöffnet wird. Das heißt, sobald der gewünschte AGR-Fluss in dem zweiten Ansaugluftkammerabschnitt erreicht ist, wird der Fluss durch den ersten Abschnitt geschlossen (da keine Frischluft mehr benötigt wird) und wird der Fluss durch den zweiten Abschnitt vollständig geöffnet. Die gewünschte Abgasverdünnung wird dann mit dem gewünschten AGR-Fluss den Zylindern der Kraftmaschine über den zweiten Abschnitt der geteilten Ansaugluftkammer zugeführt. Auf diese Weise ermöglichen es die Einstellungen des ersten und des zweiten Drosselventils, den relativen Fluss zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt einzustellen und die rapide Verringerung der AGR-Anforderung schneller bereitzustellen.
  • Falls eine schnelle Verringerung des AGR-Prozentsatzes bei 902 nicht bestätigt wird, dann umfasst die Routine bei 912, das Bestätigen einer schnellen und/oder größeren Erhöhung des AGR-Prozentsatzes. Beispielsweise kann die schnelle Erhöhung des AGR-Prozentsatzes einen Anstieg des AGR-Prozentsatzes von Bedingungen mit mittlerer AGR zu Bedingungen mit hoher AGR oder von Bedingungen mit niedriger AGR zu Bedingungen mit mittlerer AGR umfassen. Beispielsweise kann die größere Erhöhung des AGR-Prozentsatzes die Reaktion darauf sein, dass ein Bediener das Gaspedal in eine Position unterhalb der Vollgasposition (WOT) bringt oder soweit loslässt, ohne dass dies ein vollständiges Loslassen des Gaspedals umfasst. Hier kann die Erhöhung des AGR-Prozentsatzes größer sein als der Prozentschwellwert.
  • Als Reaktion auf die Forderung nach einer schnellen Erhöhung des AGR-Prozentsatzes umfasst die Routine, bei 914, das teilweise Öffnen des zweiten Ventils, während das erste Ventil teilweise geschlossen wird, wobei das teilweise Öffnen bzw. teilweise Schließen jeweils auf die geforderte Erhöhung der AGR-Anforderung zurückgeht. Das heißt, dass die Öffnung des zweiten Ventils vergrößert werden kann, während die Öffnung des ersten Ventils verkleinert werden kann, basierend auf der geforderten Änderung der AGR. Beispielsweise kann, als Reaktion auf einen schnellen Übergang der Anforderung von 14% AGR zu 28% AGR (d. h. eine 50%ige Erhöhung der AGR-Anforderung), das zweite Ventil von 100% geschlossen auf 50% offen umgestellt werden, während das erste Ventil von 100% offen auf 50% geschlossen umgestellt werden kann. Als Nächstes kann bei 916 eine Position des AGR-Ventils basierend auf der Änderung der AGR-Anforderung und dem eingestellten relativen Fluss zwischen dem ersten und dem zweiten Ansaugluftkammerabschnitt eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Öffnung des AGR-Ventils so eingestellt werden, dass sie den gewünschten Mischungsprozentsatz ausschließlich im zweiten Abschnitt unterstützt. Dies kann das Vergrößern oder Verkleinern der Öffnung des AGR-Ventils umfassen.
  • Bei 918 kann bestimmt werden, ob der gewünschte AGR-Fluss erreicht wurde. Falls nicht, kann die Steuerung die Position des ersten und des zweiten Ventils bei 909 beibehalten. Nachdem der AGR-Fluss den gewünschten AGR-Fluss erreicht hat, umfasst die Routine, bei 920, das Beibehalten der Position das AGR-Ventils, während das teilweise geschlossene erste Ventil vollständig geschlossen wird und das teilweise offene zweite Ventil vollständig geöffnet wird. Das heißt, sobald der gewünschte AGR-Fluss in dem zweiten Ansaugluftkammerabschnitt erreicht ist, wird der Fluss durch den ersten Abschnitt geschlossen (da keine Frischluft mehr benötigt wird) und wird der Fluss durch den zweiten Abschnitt vollständig geöffnet. Die gewünschte Abgasverdünnung wird dann mit dem gewünschten AGR-Fluss den Zylindern des Motors über den zweiten Abschnitt der geteilten Ansaugluftkammer zugeführt. Auf diese Weise ermöglichen es die Einstellungen des ersten und des zweiten Drosselventils, den relativen Fluss zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt einzustellen und die rapide Erhöhung der AGR-Anforderung schneller bereitzustellen.
  • Auf diese Weise wird ein Verfahren für einen Motor bereitgestellt, das umfasst, nur frische Ansaugluft in einen ersten Teil einer Ansaugluftkammer über einen ersten Einlass anzusaugen und die frische Ansaugluft an eine Mehrzahl von Auslasskanälen zu verteilen, die mit den verschiedenen Zylindern eines Motors gekoppelt sind. Das Verfahren umfasst ferner, Abgase über einen zweiten Einlass in einen zweiten Teil der Ansaugluftkammer anzusaugen und die Abgase an die Mehrzahl von Auslasskanälen zu verteilen, wobei der erste und der zweite Kammerteil von den Einlässen bis zu den Auslasskanälen voneinander abgeteilt sind. Das Verfahren umfasst ferner, den Fluss an der Mehrzahl von Auslasskanälen zu drosseln, um das Verhältnis von Abgasen zu Frischluft in den Zylindern zu variieren. Hier sind sowohl der erste Einlass als auch der zweite Einlass an einem stromaufwärts gelegenen Ende der Ansaugluftkammer angeordnet, und die Mehrzahl von Auslasskanälen ist an einem stromabwärts gelegenen Ende der Ansaugluftkammer angeordnet. Das Drosseln des Flusses an der Mehrzahl von Auslasskanälen umfasst, das Einstellen einer ersten Gruppe von Drosselventilen, die in der Mehrzahl von Auslasskanälen angeordnet und an den ersten Kammerteil gekoppelt ist, und gleichzeitig das Einstellen einer zweiten Gruppe von Drosselventilen, die in der Mehrzahl von Auslasskanälen angeordnet und an den zweiten Kammerteil gekoppelt ist, wobei die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen rechtwinklig zueinander auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Beispielsweise kann das Drosseln des Flusses umfassen, die gemeinsame Welle derart zu betätigen, dass eine Öffnung der zweiten Gruppe von Drosselventilen vergrößert wird, während eine Öffnung der ersten Gruppe von Drosselventilen verkleinert wird, um das Verhältnis von Abgasen zu Frischluft in den Zylindern zu erhöhen; und die gemeinsame Welle derart zu betätigen, dass eine Öffnung der zweiten Gruppe von Drosselventilen verkleinert wird, während eine Öffnung der ersten Gruppe von Drosselventilen vergrößert wird, um das Verhältnis von Abgasen zu Frischluft in den Zylindern zu verringern.
  • Eine beispielhafte Einstellung wird nun unter Bezugnahme auf 10 dargestellt. Speziell zeigt das Kennfeld 1000 in 10 eine Pedalposition bei 1002, eine Abgasverdünnung (gefordert im Vergleich zu geliefert) bei den Kurven 1004 und 1005, eine Position der ersten Gruppe von Drosselventilen, die mit einem ersten Kammerteil gekoppelt sind (zum Zuführen von Frischluft), bei Kurve 1006, eine Position der zweiten Gruppe von Drosselventilen, die mit einem zweiten Kammerteil gekoppelt sind (zum Zuführen von Mischluft), bei Kurve 1008 und eine Position des AGR-Ventils bei Kurve 1010. In dem dargestellten Beispiel sind die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen mechanisch gekoppelt, so dass das Öffnen der einen mit dem Schließen der anderen verbunden ist.
  • Vor 11 kann der Motor mit einer hohen Anforderung von Abgasverdünnung (Kurve 1004) basierend auf Betriebsbedingungen des Motors (Kurve 1002) betrieben werden. Um die höhere Verdünnungsanforderung zu erfüllen, kann das AGR-Ventil teilweise geöffnet sein (Kurve 1010). Darüber hinaus kann der relative Fluss aus dem ersten und dem zweiten Kammerteil so eingestellt sein, dass im Verhältnis mehr Mischluftfluss über den zweiten Kammerteil und im Verhältnis weniger Frischluftfluss über den ersten Kammerteil bereitgestellt wird. Insbesondere kann der relative Fluss eingestellt werden, indem die Öffnung der ersten Gruppe von Drosselventilen auf eine zu 25% geöffnete Position eingestellt wird, während der Einstellung der Öffnung der zweiten Gruppe von Drosselventilen auf eine zu 75% geöffnete Position. Die Koordination des Öffnens der ersten und der zweiten Gruppe von Drosselventilen und der AGR-Ventile ermöglicht es, die Anforderung an die Abgasverdünnung zu erfüllen (Kurve 1005).
  • Bei t1 können, als Reaktion auf ein starkes Treten des Gaspedals durch den Bediener, 0%-AGR-Bedingungen im Wesentlichen unmittelbar gefordert sein. Als Reaktion auf die Anforderung von 0% AGR wird, bei t1, die erste Gruppe von Drosselventilen umgehend in eine vollständig geöffnete Position verstellt, während die zweite Gruppe von Drosselventilen umgehend in eine vollständig geschlossene Position verstellt wird. Als Ergebnis sind AGR-Gase im zweiten Luftkammerabschnitt enthalten und deren Zuführung in die Zylinder des Motors ist reduziert, während gleichzeitig die Zuführung von Frischluft in die Zylinder des Motors aus dem ersten Luftkammerabschnitt erhöht ist. Auch die Öffnung des AGR-Ventils ist verkleinert. Demzufolge kann, zwischen t1 und t2, die Abgasverdünnung abfallen und die gewünschten 0%-AGR-Bedingungen erreichen.
  • Bei t2 ist, aufgrund einer Änderung der Pedalposition, eine schnelle Erhöhung der Abgasverdünnung gefordert. Speziell ist eine 50%ige Erhöhung der Abgasverdünnung gefordert. Um die Einstellung der geforderten Abgasverdünnung zu beschleunigen wird, bei t2, die erste Gruppe von Drosselventilen aus der vollständig geöffneten Position in eine teilweise geöffnete (50% geöffnet) Position verstellt, um das Verhältnis von Frischluft, das bei den Zylindern des Motors aus dem ersten Luftkammerteil ankommt, zu reduzieren. Gleichzeitig wird die zweite Gruppe von Drosselventilen aus der vollständig geschlossenen Position in eine teilweise geöffnete (50% geöffnet) Position verstellt, um das Verhältnis von Mischluft, das bei den Zylinder des Motors aus dem zweiten Luftkammerteil ankommt, zu erhöhen. Außerdem wird eine Öffnung des AGR-Ventils vergrößert, um die Menge von Abgasrückständen in der über den zweiten Luftkammerteil zugeführten Mischluft zu erhöhen. Zwischen t2 und t3 nimmt die Abgasverdünnung zu und steigt die AGR-Flussrate an. Bei t3 liegt der AGR-Fluss im zweiten Luftkammerteil bei dem gewünschten Fluss. Somit wird, bei t3, während die Position des AGR-Ventils beibehalten wird, die zweite Gruppe von Drosselventilen von der teilweise geöffneten Position in eine vollständig geöffnete Position verstellt, um Mischluft mit der gewünschten Abgasverdünnung und dem gewünschten AGR-Fluss aus dem zweiten Luftkammerteil in die Zylinder des Motors zu führen. Gleichzeitig wird die erste Gruppe von Drosselventilen von der teilweise geöffneten Position in eine vollständig geschlossene Position verstellt, um die Zufuhr von Frischluft in die Zylinder des Motors aus dem ersten Luftkammereil zu unterbinden. Die Position der Ventile wird danach beibehalten.
  • Zwischen t4 und t5 kann es eine geringe und sanfte Erhöhung der geforderten Abgasverdünnung geben. Als Reaktion auf die sanfte Änderung der geforderten Abgasverdünnung kann die Position der ersten und zweiten Gruppe von Drosselventilen beibehalten werden, während eine Position das AGR-Ventils eingestellt wird, um die Menge von Abgasrückständen in der Zusammensetzung der Mischluft, die über den zweiten Luftkammerteil in die Zylinder des Motors geführt wird, zu variieren (hier: erhöhen). Die Position der Ventile wird danach beibehalten.
  • Bei t6 ist, aufgrund einer Änderung der Pedalposition, eine schnelle Verringerung der Abgasverdünnung gefordert. Speziell ist eine 75%ige Verringerung der Abgasverdünnung gefordert. Um die Einstellung der geforderten Abgasverdünnung zu beschleunigen wird bei t6, die erste Gruppe von Drosselventilen aus der vollständig geschlossenen Position in eine teilweise geöffnete (75% geöffnet) Position verstellt, um das Verhältnis von Frischluft, das bei den Zylindern des Motors aus dem ersten Luftkammerteil ankommt, zu erhöhen. Gleichzeitig wird die zweite Gruppe von Drosselventilen aus der vollständig geöffneten Position in eine teilweise geöffnete (25% geöffnet) Position verstellt, um das Verhältnis von Mischluft, das bei den Zylindern des Motors aus dem zweiten Luftkammerteil ankommt, zu verringern. Außerdem wird eine Öffnung des AGR-Ventils verkleinert, um die Menge von Abgasrückständen in der über den zweiten Luftkammerteil zugeführten Mischluft zu verringern. Zwischen t6 und t7 nimmt die Abgasverdünnung ab und sinkt die AGR-Flussrate. Bei t7 liegt der AGR-Fluss im zweiten Luftkammerteil bei dem gewünschten Fluss. Somit wird bei t7, während die Position des AGR-Ventils beibehalten wird, die zweite Gruppe von Drosselventilen von der teilweise geöffneten Position in eine vollständig geöffnete Position verstellt, um Mischluft mit der gewünschten Abgasverdünnung und dem gewünschten AGR-Fluss aus dem zweiten Luftkammerteil in die Zylinder des Motors zu führen. Gleichzeitig wird die erste Gruppe von Drosselventilen von der teilweise geöffneten Position in eine vollständig geschlossene Position verstellt, um die Zufuhr von Frischluft in die Zylinder des Motors aus dem ersten Luftkammereil zu unterbinden. Die Position der Ventile wird danach beibehalten.
  • In einem Beispiel umfasst das Motorensystem eine geteilte Ansaugluftkammer des Motors mit einem Teiler, um die Ansaugluftkammer in einen ersten und einen zweiten Luftkammerteil zu teilen; einem ersten, oberen Luftkammerteil mit einem ersten Einlass zum Ansaugen von Frischluft und einer Mehrzahl von Auslässen, die mit den verschiedenen Zylindern des Motors gekoppelt sind, um die Frischluft in die Zylinder des Motors zu führen; und einem zweiten, unteren Luftkammerteil mit einem zweiten Einlass zum Ansaugen von Frischluft, einem dritten Einlass, der stromabwärts des zweiten Einlasses angeordnet ist, um Abgase aus einem AGR-Kanal anzusaugen; und einer Mehrzahl von Auslässen, die mit den verschiedenen Zylindern des Motors gekoppelt sind, um ein Gemisch aus der Frischluft und den Abgasen den Zylindern der Kraftmaschine zuzuführen. Das Motorensystem umfasst ferner eine erste Gruppe von Drosselventilen, die auf einer betätigbaren Welle angeordnet und mit der Mehrzahl von Auslässen des ersten Luftkammerteils gekoppelt sind; eine zweite Gruppe von Drosselventilen, die auf der betätigbaren Welle angeordnet und rechtwinklig zu der ersten Gruppe von Drosselventilen ausgerichtet ist, wobei die zweite Gruppe von Drosselventilen mit der Mehrzahl von Auslässen des zweiten Luftkammerteils gekoppelt ist; und ein AGR-Ventil, das in den AGR-Kanal gekoppelt ist, stromaufwärts des dritten Einlasses, um eine Menge von Abgasrückständen zu bestimmen, die in den zweiten Luftkammerteil geführt wird. Eine Motorensteuerung mit nichtflüchtigem Speicher kann konfiguriert sein mit computerlesbaren Anweisungen wie folgt: Als Reaktion auf eine Erhöhung der AGR-Anforderung, Öffnen des AGR-Ventils; und das Einstellen einer Position der betätigbaren Welle, um die zweite Gruppe von Drosselventilen vollständig zu öffnen und den gedrosselten Fluss in die Zylinder des Motors über den zweiten Luftkammerteil zu erhöhen, während die erste Gruppe von Drosselventilen vollständig geschlossen wird, um den gedrosselten Fluss in die Zylinder des Motors über den ersten Luftkammerteil zu verringern.
  • Die Steuerung kann ferner Anweisungen umfassen wie folgt: Als Reaktion auf eine größere Verringerung der AGR-Anforderung, Schließen des AGR-Ventils; und Einstellen einer Position der betätigbaren Welle, um die erste Gruppe von Drosselventilen vollständig zu öffnen und den gedrosselten Fluss in die Zylinder des Motors über den ersten Luftkammerteil zu erhöhen, während die zweite Gruppe von Drosselventilen vollständig geschlossen wird, um den gedrosselten Fluss in die Zylinder des Motors aus dem zweiten Luftkammerteil zu verringern. Die Steuerung kann auch, in Reaktion auf eine geringere Verringerung der AGR-Anforderung, eine Position der betätigbaren Welle einstellen, um eine Öffnung der ersten Gruppe von Drosselventilen zu vergrößern, während eine Öffnung der zweiten Gruppe von Drosselventilen verkleinert wird; und anschließend eine Öffnung des AGR-Ventils verkleinern. Anschließend kann, wenn eine gewünschte AGR-Flussrate erreicht ist, die Steuerung die Öffnung des AGR-Ventils beibehalten, während die Position der betätigbaren Welle eingestellt wird, um die erste Gruppe von Drosselventilen vollständig zu schließen und die zweite Gruppe von Drosselventilen vollständig zu öffnen.
  • Auf diese Weise wird, statt lediglich den AGR-Fluss in einen Ansaugkrümmer zu regeln, ein System bereitgestellt, das direkt den Fluss eines Luft-AGR-Gemischs durch eine Hälfte eines geteilten Ansaugkrümmers regelt und gleichzeitig auch den Fluss von reiner Luft durch die andere Hälfte des geteilten Ansaugkrümmers regelt. Indem die Verringerung der Zuführung von AGR und die Erhöhung der Zuführung von Frischluft in Zylinder des Motors über Drosselventile koordiniert wird, die mit den verschiedenen Abschnitten derselben Ansaugluftkammer gekoppelt sind, wird eine Verzögerung bis zum Erreichen eines höheren Drehmoments verkürzt, ohne dass eine Reduzierung der maximalen AGR-Verdünnung nötig ist, um Leistung und Verbrennungsstabilität zu sichern. Gleicher Weise können durch das Koordinieren der Erhöhung der Zuführung von AGR und der Verringerung der Zuführung von Frischluft in Zylinder des Motors durch Drosselventile, die mit den verschiedenen Abschnitten derselben Ansaugluftkammer gekoppelt sind, höhere Abgasverdünnungen des Motors erzielt werden. Dadurch, dass der Betriebsbereich des Motors, in dem Vorteile durch AGR erzielt werden können, erweitert wird, steigt die Kraftstoffersparnis. Insgesamt werden die Leistung und der Abgasausstoß des Motors verbessert.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die hier angeführten beispielhaften Steuerungs- und Schätzroutinen für verschiedenste Motoren- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können in Form ausführbarer Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Die hier beschriebenen speziellen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien repräsentieren, etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Mehrprogrammbetrieb (Multitasking), Mehrstrangbetrieb (Multithreading) und ähnliche. Daher können verschiedene der veranschaulichten Schritte, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel ausgeführt oder gegebenenfalls auch ausgelassen werden. In ähnlicher Weise ist die Abarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern ist diese lediglich zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Ein/e oder mehrere der dargestellten Schritte und/oder Funktionen können, abhängig von der jeweils verfolgten Strategie, wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Schritte, Operationen und/oder Funktionen in grafischer Form Code repräsentieren, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuerungssystem programmiert werden muss.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht im einschränkenden Sinne zu verstehen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. So kann die vorstehend beschriebene Technologie auf Motoren des Typs V-6, I-4, I-6 oder V-12 sowie 4-Zylinder-Boxermotoren und andere Motorentypen angewendet werden. Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die nachfolgenden Patentansprüche zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen auf, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden. Diese Patentansprüche können auf „ein” Element oder „ein erstes” Element oder das Äquivalent davon verweisen. Solche Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung von einem oder mehreren solcher Elemente beinhalten, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich sind noch ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung oder Ergänzung der vorliegenden Patentansprüche beansprucht werden oder durch Präsentation neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Patentanmeldung. Solche Patentansprüche werden, ganz gleich, ob diese weiter oder enger gefasst, gleich oder unterschiedlich im Hinblick auf den Schutzbereich der ursprünglichen Patentansprüche sind, ebenfalls als vom Erfindungsgegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen angesehen.
  • 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 20120023937 [0004]

Claims (20)

  1. Verfahren für einen Motor, umfassend: Zuführen von wenigstens Ansaugluft in Zylinder des Motors über einen ersten Abschnitt einer geteilten Ansaugluftkammer; Zuführen von wenigstens AGR in Zylinder des Motors über einen zweiten, anderen Abschnitt der geteilten Ansaugluftkammer; und Einstellen des relativen Flusses aus jedem Abschnitt in die Zylinder über Ventile zwischen der Luftkammer und den Zylindern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ventile zwischen der Luftkammer und den Zylindern in Ansaugkanälen der Zylinder angeordnet sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ventile für jeden Zylinder des Motors ein erstes Drosselventil umfassen, das mit dem ersten Abschnitt gekoppelt ist, und ein zweites Drosselventil, das mit dem zweiten Abschnitt gekoppelt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Einstellen des relativen Flusses über die Ventile umfasst, das erste Ventil zu öffnen, während das zweite Ventil geschlossen wird, oder das erste Ventil zu schließen, während das zweite Ventil geöffnet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das erste Ventil und das zweite Ventil auf einer gemeinsamen Welle gekoppelt sind und wobei das Öffnen des ersten Ventils, zeitgleich während des Schließens des zweiten Ventils durch die gemeinsame Welle so bewirkt wird, das erste Ventil genau um den Betrag zu öffnen um den das zweite Ventil mit dem gleichen vorgegebenen Betrag geschlossen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das erste Ventil mit einer ersten Welle im ersten Abschnitt gekoppelt ist und wobei das zweite Ventil mit einer zweiten Welle im zweiten Abschnitt gekoppelt ist, und wobei das Öffnen des ersten Ventils zusammen mit dem Schließen des zweiten Ventils umfasst, die erste Welle zu betätigen, um das erste Ventil um einen ersten Betrag zu öffnen, während die zweite Welle betätigt wird, um das zweite Ventil um einen zweiten, anderen Betrag zu schließen.
  7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ansaugluftkammer aufweist: – einen Einlass an einem stromaufwärts gelegenen Ende, um Frischluft anzusaugen, – einen Auslass, der an einem stromabwärts gelegenen Ende mit dem Ansaugkanal der Zylinder gekoppelt ist, und – einen Teiler, der sich vom Einlass bis zum Auslass durch die Ansaugluftkammer erstreckt, wobei der Teiler die Luftkammer vom Einlass bis zum Auslass in einen oberen und einen unteren Abschnitt teilt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der erste Abschnitt ein Teil der oberen und unteren Abschnitte ist und wobei der zweite Abschnitt ein verbleibender Teil der oberen und unteren Abschnitte ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Einstellen als Reaktion auf eine Änderung der AGR-Anforderung erfolgt, wobei die Änderung der AGR-Anforderung einerseits eine Erhöhung der AGR-Anforderung und andererseits eine Verringerung der AGR-Anforderung umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Erhöhung der AGR-Anforderung die Reaktion darauf ist, dass ein Bediener das Gaspedal in eine Position unterhalb der weit geöffneten Drosselklappen(Vollgas)-position betätigt, und wobei die Verringerung der AGR-Anforderung die Reaktion darauf ist, dass ein Bediener das Gaspedal in die Vollgasposition betätigt bzw. dass ein Bediener das Gaspedal loslässt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der zweite Abschnitt mit einem Auslass eines AGR-Kanals gekoppelt ist, während der erste Abschnitt nicht mit dem Auslass des AGR-Kanals gekoppelt ist, und wobei der AGR-Kanal ein AGR-Ventil aufweist, um die Einstellung einer Menge von Abgasrückständen zu bestimmen, die aus einem Abgaskrümmer dem Motor in den zweiten Abschnitt der Ansaugluftkammer zurückgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Einstellen umfasst: als Reaktion auf eine geringere Erhöhung der AGR-Anforderung Ventilpositionen beizubehalten; als Reaktion auf eine größere Erhöhung der AGR-Anforderung das erste Ventil vollständig zu schließen, während das zweite Ventil vollständig geöffnet wird; und als Reaktion auf eine größere Verringerung der AGR-Anforderung das erste Ventil vollständig zu öffnen, während das zweite Ventil vollständig geschlossen wird; und als Reaktion auf eine geringere Verringerung der AGR-Anforderung, das erste Ventil teilweise zu öffnen, während das zweite Ventil teilweise geschlossen wird, wobei das teilweise Öffnen bzw. teilweise Schließen jeweils auf der kleineren Abnahme der AGR-Anforderung basiert.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: Einstellen einer Position des AGR-Ventils basierend auf der Änderung der AGR-Anforderung und Einstellen eines relativen Flusses aus jedem Segment.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: als Reaktion auf die kleineren Abnahme der AGR-Anforderung, nachdem der AGR-Fluss bei einem gewünschten AGR-Fluss liegt, das teilweise geöffnete erste Ventil vollständig zu schließen, während das teilweise geschlossene zweite Ventil vollständig geöffnet wird.
  15. Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: Ansaugen von nur frischer Ansaugluft in einen ersten Teil einer Luftkammer über einen ersten Einlass und Verteilen der frischen Ansaugluft an eine Mehrzahl von Auslasskanälen, die mit verschiedenen Zylindern des Motors gekoppelt sind; Ansaugen von Abgasen in einen zweiten Teil der Luftkammer über einen zweiten Einlass und Verteilen der Abgase an die Mehrzahl von Auslasskanälen, wobei der erste und der zweite Luftkammerteil von den Einlässen bis zu den Auslasskanälen voneinander abgeteilt sind; und Drosseln des Flusses an der Mehrzahl von Auslasskanälen, um ein Verhältnis von Abgasen zu Frischluft in den Zylindern zu variieren.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei sowohl der erste Einlass als auch der zweite Einlass an einem stromaufwärts gelegenen Ende der Luftkammer angeordnet sind und wobei die Mehrzahl von Auslasskanälen an einem stromabwärts gelegenen Ende der Luftkammer angeordnet ist und wobei das Drosseln des Flusses an der Mehrzahl von Auslasskanälen umfasst, das Einstellen einer ersten Gruppe von Drosselventilen, die in der Mehrzahl von Auslasskanälen angeordnet und mit dem ersten Luftkammerteil gekoppelt sind und das gleichzeitige Einstellen einer zweiten Gruppe von Drosselventilen, die in der Mehrzahl von Auslasskanälen angeordnet und mit dem zweiten Luftkammerteil gekoppelt sind wobei die erste und die zweite Gruppe von Drosselventilen rechtwinklig zueinander auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Drosseln des Flusses umfasst: die gemeinsame Welle derart zu betätigen, dass eine Öffnung der zweiten Gruppe von Drosselventilen vergrößert wird, während eine Öffnung der ersten Gruppe von Drosselventilen verkleinert wird, um das Verhältnis von Abgasen zu Frischluft in den Zylindern zu erhöhen; und die gemeinsame Welle derart zu betätigen, dass eine Öffnung der zweiten Gruppe von Drosselventilen verkleinert wird, während eine Öffnung der ersten Gruppe von Drosselventilen vergrößert wird, um das Verhältnis von Abgasen zu Frischluft in den Zylindern zu verringern.
  18. Motorensystem, umfassend: – eine geteilte Ansaugluftkammer des Motors mit: einem Teiler, um die Ansaugluftkammer in einen ersten und einen zweiten Luftkammerteil zu teilen; – einem ersten, oberen Luftkammerteil mit einem ersten Einlass zum Ansaugen von Frischluft und einer Mehrzahl von Auslässen, die mit den verschiedenen Zylindern der Kraftmaschine gekoppelt sind, um die Frischluft in die Zylinder der Kraftmaschine zu führen; und – einem zweiten, unteren Luftkammerteil mit einem zweiten Einlass zum Ansaugen von Frischluft, einem dritten Einlass, der stromabwärts des zweiten Einlasses angeordnet ist, um Abgase aus einem AGR-Kanal anzusaugen; und einer Mehrzahl von Auslässen, die mit den verschiedenen Zylindern der Kraftmaschine gekoppelt sind, um ein Gemisch aus der Frischluft und den Abgasen in die Zylinder der Kraftmaschine zu führen; – einer ersten Gruppe von Drosselventilen, die auf einer betätigbaren Welle angeordnet und mit der Mehrzahl von Auslässen des ersten Luftkammerteils gekoppelt sind; – einer zweiten Gruppe von Drosselventilen, die auf der betätigbaren Welle angeordnet und rechtwinklig zu der ersten Gruppe von Drosselventilen ausgerichtet ist, wobei die zweite Gruppe von Drosselventilen mit der Mehrzahl von Auslässen des zweiten Luftkammerteils gekoppelt ist; – einem AGR-Ventil, das in den AGR-Kanal gekoppelt ist, stromaufwärts des dritten Einlasses, um eine Menge von Abgasrückständen festzulegen, die in den zweiten Luftkammerteil geführt wird; und – einer Steuerung mit nichtflüchtigem Speicher mit computerlesbaren Anweisungen wie folgt: als Reaktion auf eine Erhöhung der AGR-Anforderung, Öffnen des AGR-Ventils; und Einstellen einer Position der betätigbaren Welle, um die zweite Gruppe von Drosselventilen vollständig zu öffnen und den gedrosselten Fluss in die Zylinder des Motors über den zweiten Luftkammerteil zu erhöhen, während die erste Gruppe von Drosselventilen vollständig geschlossen wird, um den gedrosselten Fluss in die Zylinder des Motors über den ersten Luftkammerteil zu verringern.
  19. System nach Anspruch 18, wobei die Steuerung ferner Anweisungen enthält wie folgt: als Reaktion auf eine größere Verringerung der AGR-Anforderung, – Schließen des AGR-Ventils; und – Einstellen einer Position der betätigbaren Welle, um die erste Gruppe von Drosselventilen vollständig zu öffnen und den gedrosselten Fluss in die Zylinder des Motors über den ersten Luftkammerteil zu erhöhen, während die zweite Gruppe von Drosselventilen vollständig geschlossen wird, um den gedrosselten Fluss in die Zylinder des Motors über den zweiten Luftkammerteil zu verringern.
  20. System nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ferner Anweisungen enthält wie folgt: als Reaktion auf eine geringere Verringerung der AGR-Anforderung, – Einstellen einer Position der betätigbaren Welle, um eine Öffnung der ersten Gruppe von Drosselventilen zu vergrößern, während eine Öffnung der zweiten Gruppe von Drosselventilen verkleinert wird; – anschließend Verkleinern einer Öffnung des AGR-Ventils; und wenn eine gewünschte AGR-Flussrate erreicht ist, Beibehalten der Öffnung des AGR-Ventils, während die Position der betätigbaren Welle eingestellt wird, um die erste Gruppe von Drosselventilen vollständig zu schließen und die zweite Gruppe von Drosselventilen vollständig zu öffnen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016206554A1 (de) * 2016-04-19 2017-10-19 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung des Massenstromes eines Abgasrückführventils

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120023937A1 (en) 2011-09-21 2012-02-02 Ford Global Technologies, Llc Fixed rate egr system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120023937A1 (en) 2011-09-21 2012-02-02 Ford Global Technologies, Llc Fixed rate egr system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016206554A1 (de) * 2016-04-19 2017-10-19 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung des Massenstromes eines Abgasrückführventils
CN109072792A (zh) * 2016-04-19 2018-12-21 大陆汽车有限公司 用于调节排气再循环阀的质量流量的方法和装置
CN109072792B (zh) * 2016-04-19 2021-10-22 大陆汽车有限公司 用于调节排气再循环阀的质量流量的方法和装置

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