DE102015111200A1 - Systeme und verfahren zur temperaturkontrolle des abgaskatalysators - Google Patents

Systeme und verfahren zur temperaturkontrolle des abgaskatalysators Download PDF

Info

Publication number
DE102015111200A1
DE102015111200A1 DE102015111200.0A DE102015111200A DE102015111200A1 DE 102015111200 A1 DE102015111200 A1 DE 102015111200A1 DE 102015111200 A DE102015111200 A DE 102015111200A DE 102015111200 A1 DE102015111200 A1 DE 102015111200A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust
catalyst
engine
egr
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015111200.0A
Other languages
English (en)
Inventor
James Alfred Hilditch
Michael Howard Shelby
Daniel Joseph Styles
Chris Paul Glugla
Michael Damian Czekala
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of DE102015111200A1 publication Critical patent/DE102015111200A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055—Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/16—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system with EGR valves located at or near the connection to the exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F02M26/43—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which exhaust from only one cylinder or only a group of cylinders is directed to the intake of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0255—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Verfahren und Systeme werden für eine Temperaturkontrolle des Abgaskatalysators bereitgestellt, indem ein Abgasumgehungsfluss aus einem dedizierten ARG-Zylinder genau bemessen wird. Ein stufenlos verstellbares Umgehungsventil kann eingestellt werden, um eine Abgasmenge, die von einem dedizierten AGR-Zylinder über einen Umgehungskanal zu einem Abgaskatalysator geleitet wird, im Verhältnis zu den Abgasen, die über einen AGR-Kanal zum Kraftmaschinenansaugtrakt zurückgeführt werden, zu variieren. Bei niedrigeren Katalysatortemperaturen werden mehr Abgase über den Umgehungskanal dosiert zugeführt, um es zu ermöglichen, dass die Katalysatortemperatur über einem Aktivierungspegel gehalten wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Verbessern der Temperaturkontrolle des Abgaskatalysators in Kraftmaschinensystemen, die mit einem einzigen Zylinder zum Bereitstellen externer AGR-Gase für andere Zylinder der Kraftmaschine ausgelegt sind.
  • Hintergrund der Erfindung und Kurzfassung
  • Kraftmaschinen können mit Abgasrückführungs(AGR)-Systemen (Exhaust Gas Recirculation, EGR) ausgerüstet sein, um wenigstens einen Teil der Abgase aus einem Abgaskrümmer der Kraftmaschine zu einem Ansaugkrümmer der Kraftmaschine umzuleiten. Durch Bereitstellen einer gewünschten Kraftmaschinenverdünnung reduzieren solche Systeme Kraftmaschinenklopfen, Drosselverluste, Wärmeverluste im Zylinder und NOX-Emissionen. Demzufolge wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert, insbesondere bei höherer Kraftmaschinenaufladung. Kraftmaschinen sind auch mit einem einzigen Zylinder (oder einer Zylindergruppe) konfiguriert worden, der (die) zum Bereitstellen externer AGR-Gase für andere Zylinder der Kraftmaschine dediziert ist. Darin werden alle Abgase aus der dedizierten Zylindergruppe zum Ansaugkrümmer zurückgeführt. So kann unter den meisten Betriebsbedingungen eine im Wesentlichen festgelegte AGR-Menge an die Kraftmaschinenzylinder bereitgestellt werden. Durch Einstellen der Kraftstoffzufuhr der dedizierten AGR-Zylindergruppe (z.B. fett zu laufen), kann die AGR-Zusammensetzung derart variiert werden, dass sie Stoffe wie Wasserstoff einschließt, die die AGR-Toleranz der Kraftmaschine erhöhen und zu Vorteilen bei der Kraftstoffwirtschaftlichkeit führen.
  • Kraftmaschinensysteme mit dedizierten AGR-Zylindergruppen können mit einem Umleitventil ausgelegt sein, das es ermöglicht, dass alle Abgase aus der dedizierten AGR-Zylindergruppe entweder zum Ansaugkrümmer zurückgeführt oder zum Abgaskatalysator umgeleitet werden. Ein Beispiel eines solchen Systems mit einem Umleitventil ist bei Hayman et al. in US 8,539,768 abgebildet. Durch Umleiten der Abgase aus dem dedizierten AGR-Zylinder zum Abgaskatalysator kann der Wärmefluss zum Katalysator erhöht werden, beispielsweise unter Kaltstartbedingungen der Kraftmaschine und Warmlaufbedingungen des Katalysators. Darüber hinaus kann die AGR-Rate bei leichten Lasten reduziert werden.
  • Allerdings haben die Erfinder hier mögliche Probleme bei einem solchen Ansatz erkannt. Als ein Beispiel kann das Umleitventil begrenzte Optionen bereitstellen. Insbesondere kann die Steuerung dahingehend eingeschränkt sein, dass alle Abgase zum Ansaugkrümmer geleitet werden, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit erhöht, aber die Abgaskatalysatortemperatur vermindert, oder dass alle Abgase zum Katalysator geleitet werden, was die Katalysatortemperatur verbessert, aber die Kraftstoffwirtschaftlichkeit vermindert. Somit wird AGR während des Umleitens der Abgase zur Katalysatoraufwärmung vorübergehend deaktiviert, obwohl die Kraftmaschinenverdünnung unter Umständen erforderlich sein kann. Als solches führt dies zu einem Abfall der Kraftmaschinenleistung und der Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Als weiteres Beispiel kann es Bedingungen außer während eines Kaltstarts der Kraftmaschine geben, bei denen die Katalysatortemperaturkontrolle notwendig ist. Beispielsweise kann der Abgaskatalysator während längeren Leichtlastbetriebs unter seine optimale Umwandlungstemperatur abkühlen, da Abgastemperaturen vor dem Katalysator bei leichteren Lasten typischerweise niedriger sind. Die Abgastemperatur kann durch Zuführen höherer AGR-Pegel in die Brennkammer weiter abgekühlt werden. Von daher wird, wenn die Abgaskatalysatortemperatur während des Betriebs der Kraftmaschine unter einen Temperaturschwellwert fällt, eine Emissionsumwandlungsrate vermindert, was sich nachteilig auf die Abgasemissionen auswirkt.
  • Die Erfinder haben diese Probleme erkannt und ein Verfahren zur Temperaturkontrolle des Abgaskatalysators entwickelt, das wenigstens zum Teil einige dieser Probleme überwindet. Ein beispielhaftes Verfahren beinhaltet das Leiten von Abgasen aus einem dedizierten AGR-Zylinder zu jedem von einem Abgaskatalysator über einen Umgehungskanal und zu einem Ansaugtrakt der Kraftmaschine über einen AGR-Kanal; und das Einstellen eines relativen Flusses durch die Kanäle über ein Umgehungsventil, wobei das Einstellen in Reaktion auf die Katalysatortemperatur erfolgt. Auf diese Weise können Abgase aus dem dedizierten AGR-Zylinder gleichzeitig sowohl zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine als auch zum Abgaskatalysator geleitet werden, wobei deren relative Verhältnisse so bemessen werden, dass eine gewünschte Abgaskatalysatortemperatur bereitgestellt wird.
  • Als Beispiel kann ein AGR-Kanal, der einen dedizierten AGR-Zylinder mit einem Ansaugtrakt der Kraftmaschine verbindet, ein stufenlos verstellbares Umgehungsventil umfassen, das es ermöglicht, einen Teil der Abgase über einen Umgehungskanal dosiert in einen Abgaskatalysator im Abgaskrümmer zu leiten. Von daher kann der übrige Teil der Abgase weiterhin über den AGR-Kanal zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine zurückgeführt werden. Basierend auf einer Abgaskatalysatortemperatur kann das Umgehungsventil eingestellt werden, um ein Verhältnis des Abgasflusses durch den Umgehungskanal im Verhältnis zum AGR-Kanal zu variieren. Zum Beispiel kann unter Bedingungen, wenn die Katalysatortemperatur unter einem Schwellwert liegt, wie bei einem Kaltstart oder nach einem längerem Betrieb bei leichter Last, das Umgehungsventil eingestellt werden, um den Abgasfluss durch den Umgehungskanal zu erhöhen, während der Abgasfluss durch den AGR-Kanal entsprechend verringert wird. Weiterhin kann der dedizierte AGR-Zylinder gemischangereichert werden, um einen Wasserstoff-, CO2- und kohlenwasserstoffreichen Abgasstrom am Abgaskatalysator bereitzustellen. Der Fettheitsgrad kann auf der Grundlage des Wärmeflusses, der erforderlich ist, um den Abgaskatalysator auf oder über einen Temperaturschwellwert zu bringen, eingestellt werden. Beispielsweise kann für eine vorgegebene Flussrate durch den Umgehungskanal, wenn sich eine Differenz zwischen dem Abgaskatalysator und dem Temperaturschwellwert erhöht, dem dedizierten AGR-Zylinder ein fetteres Gemisch zugeführt werden. Gleichzeitig kann den restlichen Zylindern der Kraftmaschine ein mageres Gemisch bereitgestellt werden, wobei der Grad der Magerkeit basierend auf dem Fettheitsgrad des dedizierten AGR-Zylinders eingestellt werden kann, um ein Gesamt-Luft-/Kraftstoffverhältnis am Auspuff bei oder ungefähr bei Stöchiometrie zu halten. Die fetten Abgase aus dem dedizierten AGR-Zylinder können dann mit den mageren Abgasen aus den restlichen Zylindern kombiniert werden, um eine signifikant exotherme Reaktion am Katalysator zu erzeugen, was eine weitere Beschleunigung der Katalysatoraufwärmung bewirkt. Wenn die Katalysatortemperatur den Schwellwert überschreitet, kann das Umgehungsventil eingestellt werden, um den Abgasfluss durch die Umgehung zu reduzieren, während der zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine zurückgeführte Abgasfluss erhöht wird.
  • Auf diese Weise kann ein an ein dediziertes AGR-System gekoppeltes Umgehungsventil betätigt werden, um eine Abgaskatalysatortemperatur zu halten. Durch kontinuierliches Umleiten von wenigstens einem Teil der Abgase zu einem Abgaskatalysator und gleichzeitiges Rückführen eines restlichen Teils der Abgase zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine wird die Katalysatortemperaturkontrolle aktiviert, ohne AGR deaktivieren zu müssen. Durch Gemischanreicherung der dedizierten AGR-Zylindergruppe auf der Grundlage des Flusses durch das Umgehungsventil kann das Aufwärmen des Katalysators beschleunigt werden. Durch Kombinieren fetter Abgase (die kohlenwasserstoffreich sind) aus der dedizierten AGR-Zylindergruppe mit mageren Abgasen (die wasserstoffreich sind) aus den restlichen Kraftmaschinenzylindern am Abgaskatalysator kann eine signifikante exotherme Reaktion erzeugt werden, um den Abgaskatalysator über einer Aktivierungstemperatur zu halten. Weiterhin wird, indem es ermöglicht wird, dass die exotherme Reaktion unmittelbar am Abgaskatalysator erfolgt, die Wärmeübertragung verbessert und der Wärmeverlust an andere Komponenten der Kraftmaschine (etwa Zylinderkopf, Turbine, Abgasrohre und -leitungen etc.) verringert. Indem ermöglicht wird, dass die Katalysatortemperatur ohne Deaktivieren der AGR-Zufuhr kontrolliert wird, können die Abgasemissionen ohne Einbußen bei der Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass die vorstehend erwähnte Zusammenfassung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung ausführlicher beschrieben 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
  • ist eine schematische Darstellung eines Kraftmaschinensystems, das eine dedizierte AGR-abgebende Zylindergruppe umfasst.
  • ist eine schematische Darstellung einer Brennkammer der Kraftmaschine.
  • zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Einstellen eines Umgehungsventils, um einen relativen Abgasfluss aus einem dedizierten AGR-Zylinder zu jedem von einem Abgaskatalysator und einem Ansaugtrakt der Kraftmaschine auf der Grundlage einer Abgaskatalysatortemperatur zu variieren.
  • zeigt eine beispielhafte Einstellung eines Abgasflusses aus einem dedizierten AGR-Zylinder zu einem Abgaskatalysator über einen Umgehungskanal und zu einem Ansaugtrakt der Kraftmaschine über einen AGR-Kanal in Reaktion auf die Abgaskatalysatortemperatur.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die Temperaturkontrolle des Abgaskatalysators bei einer Kraftmaschine, die mit hochverdünnten Zylindermischungen arbeitet, wie etwa die Kraftmaschinensysteme in – , wobei die Abgase aus einer dedizierten Zylindergruppe verwendet werden, um externe AGR-Gase für die Kraftmaschine bereitzustellen. Eine Steuerung kann dafür ausgelegt sein, eine Kontrollroutine, etwa die Routine in , auszuführen, um kontinuierlich einen Anteil der Abgase, der von der dedizierten Zylindergruppe zu einem Abgaskatalysator umgeleitet wird, während die restlichen Zylinder der Kraftmaschine umgangen werden, im Verhältnis zu den Abgasen, die zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine zurückgeführt werden, auf der Grundlage der Katalysatortemperatur zu variieren. Hierdurch kann der Abgaskatalysator über einer Betriebstemperatur gehalten werden, während AGR bereitgestellt wird. Eine beispielhafte Einstellung für eine Temperaturkontrolle des Abgaskatalysators während des Betriebs der Kraftmaschine, einschließlich während eines Kaltstarts der Kraftmaschine und danach, wird unter Bezugnahme auf gezeigt.
  • stellt schematisch Aspekte eines beispielhaften Kraftmaschinensystems 100 mit einer Kraftmaschine 10 mit vier Zylindern (1–4) dar. Wie hier ausgeführt, sind die vier Zylinder als eine erste Zylindergruppe 18, bestehend aus dem dedizierten AGR-Zylinder 4, und eine zweite Zylindergruppe 17, bestehend aus den nicht dedizierten AGR-Zylindern 1–3, angeordnet. Eine ausführliche Beschreibung jeder Brennkammer der Kraftmaschine 10 wird unter Bezugnahme auf bereitgestellt. Das Kraftmaschinensystem 100 kann mit einem Fahrzeug, etwa einem Personenkraftwagen, der für die Straßenfahrt ausgelegt ist, verbunden sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Kraftmaschine 10 eine aufgeladene Kraftmaschine, die mit einem Turbolader 13 mit einem Kompressor 74, der von einer Turbine 76 angetrieben wird, verbunden. Im Einzelnen wird Frischluft entlang des Ansaugkanals 42 in die Kraftmaschine 10 über den Luftfilter 33 zugeführt und fließt zum Kompressor 74. Ein Durchfluss von Umgebungsluft, die in das Ansaugsystem über den Ansaugluftkanal 42 eintritt, kann wenigstens zum Teil durch Einstellen der Ansaugdrossel 20 gesteuert werden. Der Kompressor 74 kann jeder geeignete Ansaugluftkompressor, etwa ein von einem Motor oder einer Antriebswelle angetriebener Verdrängungslader-Kompressor, sein. Im Kraftmaschinensystem 10 ist der Kompressor jedoch ein Verdrängungslader-Kompressor, der mechanisch mit der Turbine 76 über eine Welle 19 verbunden ist, wobei die Turbine 76 durch Ausdehnen der Abgase der Kraftmaschine angetrieben wird. In einer Ausführungsform können der Kompressor und die Turbine in einem Twin-Scroll-Turbolader miteinander verbunden sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Turbolader ein Variable-Turbinengeometrie (VTG) Turbolader sein, wobei die Turbinengeometrie aktiv in Abhängigkeit von der Kraftmaschinendrehzahl variiert wird. In noch anderen Ausführungsformen kann die Kraftmaschine 10 ein Saugmotor ohne Ladevorrichtung sein.
  • Wie in gezeigt, ist der Kompressor 74 über den Ladeluftkühler 78 mit der Ansaugdrossel 20 verbunden. Die Ansaugdrossel 20 ist mit dem Ansaugkrümmer 25 der Kraftmaschine verbunden. Vom Kompressor fließt die verdichtete Ladeluft durch den Ladeluftkühler und das Drosselventil zum Ansaugkrümmer. Der Ladeluftkühler kann zum Beispiel ein Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Wärmetauscher sein. In der in gezeigten Ausführungsform wird der Druck der Ladeluft im Ansaugkrümmer vom Krümmerdruck(Manifold Air Pressure, MAP)-Sensor 24 erkannt. Ein Kompressorumgehungsventil (nicht gezeigt) kann zwischen dem Einlass und dem Auslass des Kompressors 74 in Reihe gekoppelt sein. Das Kompressorumgehungsventil kann ein normalerweise geschlossenes Ventil sein, das dafür ausgelegt ist, unter ausgewählten Betriebsbedingungen zu öffnen, um den überhöhten Ladedruck zu reduzieren. Beispielsweise kann das Kompressorumgehungsventil unter Bedingungen der Reduzierung der Kraftmaschinendrehzahl geöffnet werden, um einen Kompressorstoß abzuwenden.
  • Der Ansaugkrümmer 25 ist mit einer Reihe von Brennkammern 30 über eine Reihe von Ansaugventilen verbunden (siehe ). Die Brennkammern sind ferner mit dem Abgaskrümmer 36 über eine Reihe von Abgasventilen verbunden (siehe ). In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Abgaskrümmer 36 eine Mehrzahl von Abgaskrümmerabschnitten, um es zu ermöglichen, dass Abgase aus verschiedenen Brennkammern an verschiedene Stellen im Kraftmaschinensystem geführt werden. Insbesondere werden Abgase aus der zweiten, nicht dedizierten AGR-Zylindergruppe 17 (Zylinder 1–3) durch die Turbine 76 des Ansaugkrümmers 36 geführt, bevor sie von einem Abgaskatalysator der Emissionskontrollvorrichtung 170 aufbereitet werden.
  • Die Brennkammern 30 können mit einem oder mehreren Kraftstoffen, etwa Benzin, Alkohol-Kraftstoff-Gemische, Diesel, Biodiesel, komprimiertes Erdgas etc. versorgt werden. Kraftstoff kann den Brennkammern über die Einspritzdüse 66 zugeführt werden. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 kann Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) saugen. In dem dargestellten Beispiel ist die Kraftstoffeinspritzdüse 66 für eine Direkteinspritzung ausgelegt, obwohl in anderen Ausführungsformen die Kraftstoffeinspritzdüse 66 für eine Kanaleinspritzung oder Drosselventilkörpereinspritzung ausgelegt sein kann. Ferner kann jede Brennkammer eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüse(n) verschiedener Ausführungen umfassen, um jedem Zylinder die Möglichkeit zu geben, Kraftstoff über Direkteinspritzung, Kanaleinspritzung, Drosselventilkörpereinspritzung oder Kombinationen davon zu erhalten. In den Brennkammern kann die Verbrennung über Funkenzündung und/oder Kompressionszündung initiiert werden.
  • Abgase aus dem Abgaskrümmer 36 werden zur Turbine 76 geleitet, um die Turbine anzutreiben. Wenn reduziertes Drehmoment der Turbine erwünscht ist, kann ein Teil der Abgase stattdessen durch ein sog. „Wastegate“ (nicht gezeigt) geleitet werden und somit die Turbine umgehen. Der kombinierte Fluss von der Turbine und dem „Wastegate“ fließt dann durch die Emissionskontrollvorrichtung 170. Im Allgemeinen kann/können eine oder mehrere Emissionskontrollvorrichtung(en) 170 einen oder mehrere Abgas-Nachbehandlungskatalysator(en), etwa Abgaskatalysator 72, umfassen, der/die dafür ausgelegt ist/sind, den Abgasfluss katalytisch zu behandeln. Das Behandeln des Abgasflusses kann das Reduzieren einer Menge eines oder mehrerer Stoffe im Abgasfluss umfassen. Beispielsweise kann ein Abgas-Nachbehandlungskatalysator dafür ausgelegt sein, NOx aus dem Abgasfluss zu adsorbieren, wenn der Abgasfluss mager ist, und die NOx-Adsorption zu reduzieren, wenn der Abgasfluss fett ist. In anderen Beispielen kann ein Abgas-Nachbehandlungskatalysator dafür ausgelegt sein, NOx zu disproportionieren oder NOx selektiv mit Hilfe eines Reduktionsmittels zu reduzieren. In noch anderen Beispielen kann ein Abgas-Nachbehandlungskatalysator dafür ausgelegt sein, Restkohlenwasserstoffe und/oder Kohlenmonoxid im Abgasfluss zu oxidieren. Noch ferner kann wenigstens eine Funktion des Abgaskatalysators das Oxidieren von Produkten aus fetter Verbrennung (z.B. HC, CO, H2) umfassen. Dies ermöglicht eine verbesserte Katalysatoraufwärmung, wie in den hier benutzten Verfahren ausgeführt wird. Verschiedene Abgas-Nachbehandlungskatalysatoren mit einer solchen Funktionalität können in sog. „Washcoats“ oder anderweitig in den Abgas-Nachbehandlungsphasen entweder getrennt oder zusammen angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können die Abgas-Nachbehandlungsphasen regenerierbare Rußfilter, die dafür ausgelegt sind, Rußpartikel im Abgasfluss zu adsorbieren und zu oxidieren, umfassen. Alle oder ein Teil der behandelten Abgase aus der Emissionskontrollvorrichtung 170 können über die Abgasleitung 35 in die Atmosphäre freigesetzt werden.
  • In einigen Beispielen kann ein Abgastemperatursensor 128 mit dem Katalysatorbaustein gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Temperatursensor stromaufwärts des Bausteins oder im Baustein (wie dargestellt) gekoppelt sein. Wie hier unter Bezugnahme auf ausgeführt, kann der mit dem Baustein gekoppelte Ausgang des Temperatursensors genutzt werden, um die Katalysatortemperatur-Managementroutine in zu bewerten. In alternativen Beispielen kann die Katalysatortemperatur auf der Grundlage von Betriebsbedingungen der Kraftmaschine modelliert sein.
  • Der AGR-Kanal 50 ist dafür ausgelegt, selektiv Abgase aus der ersten, dedizierten AGR-Zylindergruppe 18 zum Ansaugkrümmer 25 an einer Stelle stromabwärts der Ansaugdrossel 20 zu leiten. In alternativen Beispielen können die Abgase zu einem Ansaugkrümmer 25 an einer Stelle stromaufwärts des Kompressors 74 zurückgeführt werden. Der Teil der Abgase, der von der dedizierten AGR-Zylindergruppe 18 (Zylinder 4) über den AGR-Kanal 50 zum Ansaugkrümmer 25 geführt wird, wird über einen AGR-Kühler 54 bereitgestellt. Der AGR-Kanal 50 kann einen WGS (Water Gas Shift) Abgaskatalysator 70 umfassen. Somit können die Abgase vom WGS-Katalysator 70 aufbereitet werden, bevor sie zum Ansaugtrakt zurückgeführt werden.
  • Der WGS-Abgaskatalysator 70 ist dafür ausgelegt, Wasserstoffgas aus fetten Abgasen, die im Kanal 50 vom Zylinder 4 aufgenommen werden, zu erzeugen.
  • Der Umgehungskanal 56 verbindet den AGR-Kanal 50 an einer Stelle stromabwärts des WGS-Abgaskatalysators 70 mit dem Abgaskrümmer 36 an einer Stelle stromaufwärts des Abgaskatalysators 72. In dem dargestellten Beispiel ist der Umgehungskanal mit dem Abgaskrümmer stromabwärts der Turbine 76 gekoppelt. In anderen Beispielen kann der Umgehungskanal 56 jedoch stromaufwärts der Turbine 76 gekoppelt sein. In alternativen Beispielen kann der WGS-Katalysator 70 im AGR-Kanal 50 hinter dem Umgehungsventil 65 angeordnet sein.
  • Ein Umgehungsventil 65 ist an einem Schnittpunkt des AGR-Kanals 50 und des Umgehungskanals 56 gekoppelt. Das Umgehungsventil 65 kann ein Dosierventil sein, das dafür ausgelegt ist, einen Teil der Abgase, die von der dedizierten Zylindergruppe 18 über den Umgehungskanal zum Abgaskatalysator 72 geleitet werden, im Verhältnis zu den Abgasen, die über den AGR-Kanal zum Ansaugtrakt zurückgeführt werden, zu dosieren oder zu variieren. In einem Beispiel ist das Umgehungsventil 65 ein stufenlos verstellbares Ventil. In einem alternativen Beispiel kann das Umgehungsventil 65 ein beliebiges anderes Dosierventil sein. Das heißt, dass das Ventil 65 nicht nur ein Stellantrieb mit zwei Positionen ist. Durch Einstellen einer Position des stufenlos verstellbaren Umgehungsventils 65 wird ein erster Teil von Abgasen aus der dedizierten AGR-Zylindergruppe zum Abgaskatalysator geleitet, wobei die restlichen Zylinder der Kraftmaschine umgangen werden, während ein zweiter, restlicher Teil der Abgase zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine zurückgeführt wird. Anders ausgedrückt: Abgase werden gleichzeitig von der ersten Zylindergruppe 18 zu jedem Abgaskatalysator 72 (über den Umgehungskanal 56) geleitet und zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine 25 (über den AGR-Kanal 50) zurückgeführt. Wie hier unter Bezugnahme auf ausgeführt, wird das Verhältnis des ersten Teils zum zweiten Teil in Reaktion auf die Katalysatortemperatur während eines Starts der Kraftmaschine und während des Betriebs der Kraftmaschine eingestellt. Beispielsweise kann während eines Kaltstarts der Kraftmaschine oder während der Katalysatoraufwärmung in Reaktion darauf, dass eine Katalysatortemperatur unter einer optimalen Temperatur liegt, der Teil der Abgase, der zum Abgaskatalysator umgelenkt wird, erhöht werden, während der Teil der Abgase, der zum Ansaugtrakt zurückgeführt wird, entsprechend verringert wird. Auf diese Weise können Abgase aus dem dedizierten AGR-Zylinder zum Abgaskatalysator geführt werden, um das Aufwärmen des Katalysators zu beschleunigen, ohne die AGR zu deaktivieren und ohne die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine zu beeinträchtigen.
  • Jeder der Zylinder 1–4 kann interne AGR umfassen, indem Abgase aus einem Verbrennungsereignis im entsprechenden Zylinder eingeschlossen werden und die Abgase während eines anschließenden Verbrennungsereignisses im entsprechenden Zylinder verbleiben können. Der Umfang interner AGR kann über das Einstellen der Öffnungs- und/oder Schließzeiten des Ansaug- und/oder Abgasventils variiert werden. Beispielsweise können durch Erhöhen der Ansaug- und Abgasventilüberlappung während eines anschließenden Verbrennungsereignisses zusätzliche AGR-Gase in den Zylindern zurückbehalten werden. Externe AGR-Gase werden den Zylindern 1–4 ausschließlich über den Abgasfluss aus der ersten Zylindergruppe 18 (hier Zylinder 4) und dem AGR-Kanal 50 bereitgestellt. In einem anderen Beispiel können externe AGR-Gase nur an die Zylinder 1–3 und nicht an den Zylinder 4 bereitgestellt werden. Externe AGR-Gase werden nicht durch den Abgasfluss aus den Zylindern 1–3 bereitgestellt. Somit ist in diesem Beispiel Zylinder 4 die einzige externe AGR-Quelle für das Kraftfahrzeug 10 und wird somit hier auch als der dedizierte AGR-Zylinder (oder die dedizierte Zylindergruppe) bezeichnet. Durch Rückführen von Abgasen aus einem Zylinder der Vier-Zylinder-Kraftmaschine zum Ansaugkrümmer der Kraftmaschine kann eine nahezu konstante (z.B. etwa 25%) AGR-Rate bereitgestellt werden. Die Zylinder 1–3 werden hier auch als eine nicht dedizierte AGR-Zylindergruppe bezeichnet. Während das gegenwärtige Beispiel die dedizierte AGR-Zylindergruppe mit einem einzelnen Zylinder zeigt, ist es leicht einzusehen, dass in alternativen Kraftmaschinenkonfigurationen die dedizierte AGR-Zylindergruppe mehr Kraftmaschinenzylinder haben kann.
  • Der AGR-Kanal 50 kann einen AGR-Kühler 54 zum Kühlen von AGR-Gasen, die an den Ansaugtrakt der Kraftmaschine bereitgestellt werden, umfassen Darüber hinaus kann der AGR-Kanal 50 einen ersten Abgassensor 51 zum Schätzen eines Luft-/Kraftstoffverhältnisses der Abgase, die von der ersten Zylindergruppe zu den restlichen Kraftmaschinenzylindern zurückgeführt werden, umfassen. Ein zweiter Abgassensor 52 kann stromabwärts der Abgaskrümmerabschnitte der zweiten Zylindergruppe angeordnet sein, um ein Luft-/Kraftstoffverhältnis von Abgasen in der zweiten Zylindergruppe zu schätzen. Noch weitere Abgassensoren können sich in dem Kraftmaschinensystem in befinden.
  • Eine Wasserstoffkonzentration in den externen AGR-Gasen aus dem Zylinder 4 kann über das Anreichern eines Luft-/Kraftstoffgemischs, das im Zylinder 4 verbrannt wird, erhöht werden. Insbesondere kann die am WGS-Katalysator 70 erzeugte Menge an Wasserstoffgas durch Erhöhen des Fettheitsgrads der Abgase, die im Kanal 50 aus Zylinder 4 aufgenommen werden, erhöht werden. Somit kann, um wasserstoffangereicherte Abgase an die Zylinder 1–4 der Kraftmaschine bereitzustellen, die Kraftstoffzufuhr zur ersten Zylindergruppe 18 so eingestellt werden, dass der Zylinder 4 angereichert wird. In einem Beispiel kann die Wasserstoffkonzentration in den externen AGR-Gasen aus dem Zylinder 4 unter Bedingungen erhöht werden, wenn die Verbrennungsstabilität der Kraftmaschine schlechter als erwünscht ist. Diese Maßnahme erhöht die Wasserstoffkonzentration im äußeren AGR und kann die Verbrennungsstabilität der Kraftmaschine, insbesondere bei niedrigeren Drehzahlen und Lasten (z.B. Leerlauf) der Kraftmaschine, verbessern. Darüber hinaus erlauben die wasserstoffangereicherten AGR-Gase, in der Kraftmaschine viel höhere AGR-Pegel zu tolerieren als herkömmliche AGR-Gase (mit niedrigerer Wasserstoffkonzentration), bevor etwaige Verbrennungsstabilitätsprobleme auftreten. Durch Ausweiten des Bereichs und Umfangs der AGR-Nutzung wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine verbessert. Wenn die erste Zylindergruppe mit einem fetten Gemisch betrieben wird, kann die zweite Zylindergruppe mit einem mageren Gemisch betrieben werden, um im Wesentlichen stöchiometrische Abgase am Auspuff bereitzustellen.
  • Wie auch unter Bezugnahme auf ausgeführt, kann der Fettheitsgrad der ersten Zylindergruppe auf der Grundlage der Temperatur des Abgaskatalysators 72 so eingestellt werden, dass die Erwärmung des Katalysators beschleunigt wird. Beispielsweise kann der Fettheitsgrad erhöht werden, wenn die Katalysatortemperatur unter einen Temperaturschwellwert absinkt. Durch Mischen der fetten Abgase aus der ersten Zylindergruppe mit mageren Abgasen aus den restlichen Kraftmaschinenzylindern, die am Abgaskatalysator 72 ankommen, kann eine exotherme Reaktion unmittelbar am Abgaskatalysator bereitgestellt werden und somit die Katalysatorerwärmung verbessert werden.
  • In einigen Ausführungsformen können die Zylinder der zweiten Zylindergruppe 17 für eine selektive Deaktivierung ausgelegt sein, wobei einer oder mehrere der Zylinder dafür selektiv auf der Grundlage der Kraftmaschinenlast deaktiviert wird/werden. Beispielsweise kann/können bei niedrigeren Kraftmaschinenlasten einer oder mehrere der Zylinder 1–3 deaktiviert werden, während die Last und das angeforderte Drehmoment der Kraftmaschine durch die restlichen Verbrennungszylinder gedeckt werden. Die Zylinder können selektiv durch die Nutzung selektiv deaktivierbarer Kraftstoffeinspritzdüsen und/oder Ventile deaktiviert werden. Durch Betreiben der Kraftmaschine mit einem oder mehreren deaktivierten Zylinder(n) 1–3 kann die Gesamt-AGR-Rate der Kraftmaschine variiert werden. Beispielsweise wird bei einer I4-Kraftmaschine mit 4 Zylindern in Reihenkonfiguration und einem dedizierten AGR (DAGR) Zylinder eine nominelle AGR-Rate von 25% an den Ansaugtrakt der Kraftmaschine bereitgestellt. Wird jedoch einer der drei Nicht-DAGR-Zylinder deaktiviert, kann die effektive AGR-Rate auf 33% erhöht werden. Diese höhere AGR-Rate kann in mittleren Lastbereichen des Drehzahl-Last-Kennfelds der Kraftmaschine angewendet werden, wo höhere AGR-Raten vorteilhaft sind und das Drehmoment aller vier Zylinder nicht erforderlich ist.
  • In einem anderen Beispiel kann bei einer 6-Zylinder-Kraftmaschine ein Zylinder so ausgelegt sein, dass der dedizierte AGR(DAGR)-Zylinder eine nominelle AGR-Rate von 16,7% bereitstellt. Hier würde, sollte ein Nicht-DAGR-Zylinder deaktiviert sein, die AGR-Rate nominell 20%, sollten zwei Nicht-DAGR-Zylinder deaktiviert sein, würde die AGR-Rate 25%, und wären drei Nicht-DAGR-Zylinder deaktiviert, würde die AGR-Rate 33% betragen. Die Kraftmaschine kann in verschiedenen Betriebsarten betrieben werden, wobei jede Betriebsart eine unterschiedliche Anzahl von deaktivierten Nicht-DAGR-Zylindern aufweist. Die Betriebsart kann ausgewählt werden, um zunehmend höheren AGR-Raten zu entsprechen. Ferner können die zunehmend höheren AGR-Raten mit zunehmend niedrigeren Drehmomentanforderungen der Kraftmaschine abgestimmt werden, etwa in einem Drehzahl-Last-Kennfeld der Kraftmaschine, in dem weniger Zylinder erforderlich und höhere AGR-Raten vorteilhaft sind.
  • Darüber hinaus können, durch selektives Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinderder nicht dedizierten AGR-Zylindergruppe auf der Grundlage der Verdünnungsanforderung der Kraftmaschine (oder der AGR-Anforderung), Pulsationen an die Turboladerturbine ausgeglichen werden, da der bei 180 Grad Kurbelwinkel zündende Zylinder gegenüber dem dedizierten AGR-Zylinder deaktiviert werden kann. Dies gestattet gleichmäßige Druckpulsationen an die Turbinenzwischenräume bei 180 Grad.
  • Das Kraftmaschinensystem 100 umfasst ferner ein Steuerungssystem 14. Das Steuerungssystem 14 umfasst eine Steuerung 12, die jedes elektronische Steuerungssystem des Kraftmaschinensystems oder des Fahrzeugs, in dem das Kraftmaschinensystem eingebaut ist, sein kann. Die Steuerung 12 kann dafür ausgelegt sein, Steuerentscheidungen wenigstens teilweise basierend auf Eingaben von einem oder mehreren Sensoren 16 im Kraftmaschinensystem zu treffen, und kann Stellantriebe 81 basierend auf den Steuerentscheidungen steuern. Beispielsweise kann die Steuerung 12 computerlesbare Anweisungen im Speicher speichern, und die Stellantriebe 81 können über die Ausführung der Anweisungen gesteuert werden. Beispielhafte Sensoren umfassen den MAP-Sensor 24, den MAF-Sensor 53, die Abgastemperatur- und Drucksensoren 128 und 129 und die Lambdasonden 51, 52. Beispielhafte Stellantriebe umfassen die Drossel 20, die Kraftstoffeinspritzdüse 66, das Umgehungsventil 65 der dedizierten Zylindergruppe etc. Zusätzliche Sensoren und Stellantriebe können, wie in beschrieben, enthalten sein. Das Speichermedium Festwertspeicher in der Steuerung 12 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen repräsentieren, die von einem Prozessor ausgeführt werden können, um die nachfolgend beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten auszuführen, die antizipiert, aber nicht speziell aufgeführt sind. Beispielhafte Verfahren und Steuerroutinen sind hier unter Bezugnahme auf beschrieben.
  • Es wird Bezug genommen auf ; die Brennkraftmaschine 10 umfasst eine Mehrzahl von Zylindern, wie in dargestellt, von denen ein Zylinder nun beschrieben wird. Die Kraftmaschine 10 weist eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 136 mit einem darin angeordneten und mit einer Kurbelwelle 40 verbundenen Kolben 136 auf. Das Schwungrad 97 und das Hohlrad 99 sind mit der Kurbelwelle 40 verbunden. Ein Anlasser 96 umfasst die Ritzelwelle 98 und das Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorrücken, sodass es mit dem Hohlrad 99 in Eingriff gelangt. Der Anlasser 96 kann unmittelbar an der Vorderseite der Kraftmaschine oder an der Rückseite der Kraftmaschine montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment an die Kurbelwelle 40 liefern. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Kurbelwelle der Kraftmaschine in Eingriff ist.
  • Die Brennkammer 30 ist in Kommunikationsverbindung mit dem Ansaugkrümmer 144 und dem Abgaskrümmer 148 durch das entsprechende Ansaugventil 152 bzw. Abgasventil 154 dargestellt. Jedes Ansaug- und Abgasventil kann unabhängig durch einen Ansaugnocken 151 und einen Ausstoßnocken 153 betrieben werden. Der Ansaugventil-Einsteller 85 rückt die Phase des Ansaugventils 152 im Verhältnis zu einer Position der Kurbelwelle 40 vor oder verzögert sie. Weiterhin kann der Ansaugventil-Einsteller 85 einen Ansaugventilhub verringern oder vergrößern. Der Abgasventil-Einsteller 83 rückt die Phase des Abgasventils 154 im Verhältnis zu einer Position der Kurbelwelle 40 vor oder verzögert sie. Ferner kann der Abgasventil-Einsteller 83 einen Abgasventilhub verringern oder vergrößern. Die Position des Ansaugnockens 151 kann durch den Ansaugnockensensor 155 bestimmt werden. Die Position des Ausstoßnockens 153 kann durch den Ausstoßnockensensor 157 bestimmt werden. In Fällen, in denen die Brennkammer 30 Teil eines dedizierten AGR-Zylinders ist, kann die zeitliche Abstimmung und/oder der Hub der Ventile 152 und 154 unabhängig von anderen Kraftmaschinenzylindern eingestellt werden, sodass die Zylinderluftladung des dedizierten AGR-Zylinders im Verhältnis zu anderen Kraftmaschinenzylindern erhöht oder verringert werden kann. Auf diese Weise können die externen AGR-Gase, die den Kraftmaschinenzylindern zugeführt werden, fünfundzwanzig Prozent der Zylinderlademasse übersteigen. Externe AGR-Gase sind Abgase, die aus Abgasventilen eines Zylinders herausgepumpt und an Zylinder über Zylinderansaugventile zurückgeführt werden. Ferner kann die interne AGR-Menge von Zylindern außer dem AGR-Zylinder unabhängig vom dedizierten AGR-Zylinder durch Einstellen der Ventilverstellung dieser entsprechenden Zylinder eingestellt werden. Interne AGR-Gase sind Abgase, die nach einem Verbrennungsereignis in einem Zylinder verbleiben und Teil eines Gemischs im Zylinder für ein anschließendes Verbrennungsereignis sind.
  • Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist in einer Position dargestellt, in der sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Ansaugkanal eingespritzt werden, was Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik als Kanaleinspritzung bekannt ist. In einigen beispielhaften Kraftmaschinenkonfigurationen kann/können ein oder mehrere Zylinder der Kraftmaschine Kraftstoff sowohl per Direkteinspritzung als auch per Kanaleinspritzung erhalten.
  • In einigen Ausführungsformen kann der dedizierte AGR-Zylinder selektiv deaktiviert werden, indem die Luftzufuhr anstelle der, oder zusätzlich zur, Kraftstoffzufuhr unterbunden wird. Beispielsweise können entweder die Ansaugventile oder die Abgasventile des dedizierten AGR-Zylinders deaktiviert werden. Durch Deaktivieren entweder der Ansaugventile oder der Abgasventile kann die Pumparbeit des Zylinders erhöht werden, was während der Katalysatoraufwärmung erwünscht sein könnte. Das Maximieren der Pumparbeit des dedizierten Zylinders kann auch das Einstellen der Nockenphasenlagen, des Ventilhubs, der Position einer Kanaldrossel oder einer Verwirbelungsvorrichtung etc. beinhalten. Alternativ können alle Ventile des dedizierten AGR-Zylinders deaktiviert werden, wenn dies gewünscht wird, um AGR zu verringern, ohne die Pumparbeit zu erhöhen, beispielsweise bei niedrigen Kraftmaschinenlasten nach Aufwärmen des Katalysators.
  • Der Ansaugkrümmer 144 ist in Kommunikationsverbindung mit der optionalen elektronischen Drossel 162, die eine Position der Drosselklappe 164 einstellt, um den Luftfluss aus dem Ansaugtrakt 42 zum Ansaugkrümmer 144 zu steuern, dargestellt. In einigen Beispielen können die Drossel 162 und die Drosselklappe 164 zwischen dem Ansaugventil 152 und dem Ansaugkrümmer 144 so angeordnet sein, dass die Drossel 162 eine Kanaldrossel ist. Das vom Fahrer angeforderte Drehmoment kann aus einer Position des Gaspedals 180 wie vom Gaspedalsensor 184 erkannt bestimmt werden. Eine Spannung oder ein Strom, die/der das vom Fahrer angeforderte Drehmoment anzeigt, wird vom Gaspedalsensor 184 ausgegeben, wenn der Fuß des Fahrers 182 das Gaspedal 180 betätigt.
  • Das verteilerlose Zündsystem 88 liefert einen Zündfunken an die Brennkammer 30 über die Zündkerze 92 in Reaktion auf die Steuerung 12. Eine unbeheizte Lamdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor, UEGO) 126 wird als stromaufwärts des Katalysators 170 an den Abgaskrümmer 148 gekoppelt dargestellt. Alternativ kann eine zweistufige Lamdasonde anstelle der UEGO 126 verwendet werden.
  • Der Katalysator 170 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine aufweisen. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionskontrollvorrichtungen, jeweils mit mehreren Bausteinen, verwendet werden. Der Katalysator 170 kann in einem Beispiel ein Drei-Wege-Katalysator sein.
  • Die Steuerung 12 ist in als herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, der Folgendes aufweist: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports 104, einen (nichtflüchtigen) Festwertspeicher 106, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff 108, einen Erhaltungsspeicher 109 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 wird dargestellt, wie sie zusätzlich zu den vorstehend besprochenen Signalen verschiedene Signale von Sensoren empfängt, die mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sind, einschließlich: Kühlmitteltemperatur in der Kraftmaschine (Engine Coolant Temperature, ECT) vom Temperatursensor 112, der mit der Kühlmanschette 113 gekoppelt ist; eine Messung des Krümmerdrucks der Kraftmaschine (Manifold Pressure, MAP) von dem Drucksensor 122, der mit dem Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; einen Positionssensor der Kraftmaschine von einem Hall-Effekt-Sensor 115, der die Position der Kurbelwelle 40 erkennt; eine Messung der Luftmasse, die in die Kraftmaschine angesaugt wird, von Sensor 119; und eine Messung der Drosselposition von Sensor 158. Der barometrische Druck kann ebenfalls gemessen werden (Sensor nicht gezeigt) zur Verarbeitung durch die Steuerung 12. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt der Positionssensor der Kraftmaschine 115 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorab festgelegte Anzahl von Impulsen mit gleichen Abständen, anhand deren die Drehzahl der Kraftmaschine (UpM) bestimmt werden kann.
  • Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder in der Kraftmaschine 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus beinhaltet Ansaughub, Verdichtungshub, Arbeitshub und Ausstoßhub. Während des Ansaughubs wird im Allgemeinen das Abgasventil 154 geschlossen und das Ansaugventil 152 geöffnet. Luft wird über den Ansaugkrümmer 144 in die Brennkammer 30 geleitet, und der Kolben 136 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um so das Volumen in der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, bei der der Kolben 136 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubweges steht (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen hat) wird von Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Ansaugventil 152 und das Abgasventil 154 geschlossen. Der Kolben 136 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft im Innern der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem der Kolben 136 am Endpunkt seines Hubwegs und am nächsten zum Zylinderkopf angelangt ist (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen hat) wird von Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet.
  • In einem nachfolgend als Einspritzung bezeichneten Verfahren wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einem Verfahren, das im Folgenden als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff mittels bekannter Zündmittel wie etwa der Zündkerze 92 entzündet, was in einer Verbrennung resultiert. Während des Arbeitshubs drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 136 bis zum UT zurück. Die Kurbelwelle 40 setzt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Antriebswelle um. Schließlich wird während des Ausstoßhubs das Abgasventil 154 geöffnet, um das verbrannte Luft-/Kraftstoffgemisch in den Abgaskrümmer 148 zu entlassen, und der Kolben 36 kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass obiges lediglich als Beispiel angeführt wird und dass die Öffnungs- und/oder Schließzeiten des Ansaug- und des Abgasventils variieren können, etwa um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Ansaugventils oder verschiedene andere Beispiele zu erzielen.
  • Somit sehen die Komponenten in – ein Kraftmaschinensystem vor, das dafür ausgelegt ist, eine Position eines stufenlos verstellbaren Umgehungsventils einzustellen, um einen ersten Teil von Abgasen aus einem angereicherten dedizierten AGR-Zylinder zu einem Abgaskatalysator zu leiten, während ein restlicher Teil der wasserstoffangereicherten Abgase zu einem Ansaugkrümmer geführt wird, wobei ein Verhältnis des ersten Teils zum zweiten Teil in Reaktion auf eine Abgaskatalysatortemperatur eingestellt wird.
  • Es wird nun Bezug genommen auf , in der ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Einstellen eines Umgehungsventils, das einen Teil der Abgase aus einer dedizierten AGR-Zylindergruppe zu einem Abgaskatalysator dosiert, während ein restlicher Teil der Abgase zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine zurückgeführt wird. Auf diese Weise ermöglicht das Verfahren das Kontrollieren der Katalysatortemperatur, während gleichzeitig auch eine Kraftmaschinenverdünnung bereitgestellt wird.
  • Bei 302 umfasst die Routine das Schätzen und/oder das Messen der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, etwa Kraftmaschinendrehzahl, -last, Ladedruck, MAP, Ansaugluftfluss, Umgebungsbedingungen wie Umgebungsdruck, -temperatur, -feuchtigkeit, Katalysatortemperatur etc.
  • Bei 304 umfasst die Routine das Bestimmen einer erforderlichen Kraftmaschinenverdünnung auf der Grundlage der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine. Beispielsweise kann die Anforderung für die Kraftmaschinenverdünnung bei niedrigeren Kraftmaschinenlasten größer sein als bei höheren Kraftmaschinenlasten. Bei 306 kann ein Fettheitsgrad der dedizierten AGR-Zylindergruppe auf der Grundlage der Verbrennungsstabilitätsgrenze der Kraftmaschine eingestellt werden, um die gewünschte Kraftmaschinenverdünnung bereitzustellen. Zum Beispiel kann bei niedrigen Kraftmaschinenlasten, wo das Bereitstellen der Kraftmaschinenverdünnung zu Verbrennungsinstabilität führen kann, ein Fettheitsgrad der dedizierten AGR-Zylindergruppe erhöht werden, um wasserstoffreiche Abgase (über den WGS-Katalysator im AGR-Kanal) zu erzeugen, was eine Verbesserung der Verbrennungsstabilitätsgrenze der Kraftmaschine bewirkt. Der Fettheitsgrad kann erhöht werden, um die Verbrennungsstabilitätsgrenze für einen bestimmten Verdünnungsgrad der Kraftmaschine zu verbessern.
  • Bei 308 beinhaltet die Routine das Schätzen und/oder Messen der Abgaskatalysatortemperatur. Insbesondere kann die Temperatur eines Abgaskatalysators der Emissionskontrollvorrichtung, etwa der Abgaskatalysator 72 in , geschätzt werden. Die Abgaskatalysatortemperatur kann auf einem oder mehreren von einem Katalysatormodell, einer direkten Messung über einen Katalysatortemperatursensor (etwa Temperatursensor 128, der im Abgas-Katalysatorbaustein gekoppelt ist), einer Anzahl von Kraftmaschinenereignissen sowie auf einer Dauer des Kraftmaschinenbetriebs basieren. In einem Beispiel kann die Katalysatortemperatur von einem Temperatursensor, der mit der Emissionskontrollvorrichtung, etwa Sensor 128 in , gekoppelt ist, geschätzt werden. In einem anderen Beispiel kann die Katalysatortemperatur auf der Grundlage der gemessenen oder geschätzten Abgastemperatur, des Zeitpunkts bei einer bestimmten Bedingung in der Kraftmaschine und der Wärmeabgabe im Katalysator modelliert werden.
  • Beispielsweise kann die Steuerung die Temperatur der Abgase, die den Krümmer verlassen, im eingeschwungenen Zustand vornehmlich auf Grundlage der Drehzahl und/oder Last der Kraftmaschine schätzen oder abbilden. Diese Temperaturschätzung wird dann auf der Grundlage der angewandten Spätzündung und des Luft-/Kraftstoffverhältnisses modifiziert. Diese Schätzung kann ferner auf der Grundlage der Kühlmitteltemperatur angepasst werden. Die Temperatur wird dann zu Positionen stromabwärts verzögert und eine Zeitkonstante wird herangezogen, um die thermische Trägheit im System zu berücksichtigen. Abschließend wird die Katalysatortemperatur weiter durch ein internes Aufwärmungsmodell, das die Abgasmassenflussrate und das Luft-/Kraftstoffverhältnis berücksichtigt, modifiziert.
  • Bei 310 kann bestimmt werden, ob die geschätzte Abgaskatalysatortemperatur unter einem Temperaturschwellwert liegt. In einem Beispiel kann der Temperaturschwellwert eine Katalysator-Anspringtemperatur sein, unter der der Katalysator nicht aktiviert wird. Somit kann gewünscht sein, die Abgaskatalysatortemperatur bei oder über dem Temperaturschwellwert zu halten, um einen optimalen Katalysatorbetrieb und eine katalytische Umwandlung der Abgaskomponenten zu gewährleisten. In einem Beispiel kann die Katalysatortemperatur während einer Kaltstartbedingung der Kraftmaschine unter dem Temperaturschwellwert liegen. In einem anderen Beispiel kann die Katalysatortemperatur während Katalysatoraufwärmbedingungen unter dem Temperaturschwellwert liegen. Noch ferner kann während des Betriebs der Kraftmaschine, wenn die Kraftmaschine für längere Zeit bei niedrigen Kraftmaschinenlasten betrieben wird, die Abgaskatalysatortemperatur aufgrund der niedrigeren Temperatur der Abgase der Kraftmaschine bei niedrigeren Kraftmaschinenlasten unter die optimale Temperatur fallen. Wie hier ausgeführt, kann eine Steuerung dafür ausgelegt sein, ständig Abgase aus dem dedizierten AGR-Zylinder zu jedem von einem Abgaskatalysator über einen Umgehungskanal und einem Kraftmaschinenansaugtrakt über einen AGR-Kanal zu führen und einen relativen Fluss durch die Kanäle über ein Umgehungsventil (etwa das stufenlos verstellbare Umgehungsventil in ) einzustellen, wobei das Einstellen in Reaktion auf die Katalysatortemperatur erfolgt. Hierdurch kann die Katalysatortemperatur während eines Kraftmaschinenstarts und während des Kraftmaschinenbetriebs stets bei oder über dem Temperaturschwellwert gehalten werden, ohne dass die AGR vorrübergehend deaktiviert werden muss. Wenn die Abgaskatalysatortemperatur über dem Temperaturschwellwert liegt, kann bestimmt werden, dass der Abgaskatalysator ausreichend heiß ist, und die Routine kann enden. Als solches, wenn die Temperaturkontrolle des Abgaskatalysators nicht notwendig ist, kann eine Kraftstoffzufuhr zur AGR-Zylindergruppe nur auf der Grundlage der Kraftmaschinenverdünnung und der Verbrennungsstabilitätsanforderungen eingestellt werden.
  • Falls die Abgaskatalysatortemperatur unter dem Temperaturschwellwert liegt, umfasst die Routine bei 312 das Bestimmen eines Wärmeflusses, der am Abgaskatalysator erforderlich ist, um den Temperaturschwellwert zu erreichen. In einem Beispiel kann dies auf einer Differenz zwischen der aktuellen Abgaskatalysatortemperatur und dem Schwellwert basieren. Die Differenz kann ferner auf Umgebungsbedingungen, wie der Umgebungstemperatur, basieren. Beispielsweise kann bei einer zunehmenden Differenz zwischen der Abgaskatalysatortemperatur und dem Temperaturschwellwert der erforderliche Wärmefluss ebenfalls zunehmen. In weiteren Beispielen kann auch ein Wärmefluss, der zum Aufwärmen des Katalysators in einem gewünschten Zeitraum (z.B. in der Zeit T) erforderlich ist, bestimmt werden. Zum Beispiel kann während eines Kaltstarts der Kraftmaschine ein Wärmefluss, der zum Aufwärmen des Katalysators in 15 Sekunden oder weniger erforderlich ist, bestimmt werden.
  • Bei 314 kann eine AGR-Umgehungsflussrate, die zum Bereitstellen des bestimmten Wärmeflusses bei dem aktuellen AGR-Abgas-Luft-/Kraftstoffverhältnis und der aktuellen Kraftmaschinenmassenflussrate erforderlich ist, bestimmt werden. Hier kann die Steuerung einen relativen Fluss durch die Kanäle über ein Umgehungsventil in Reaktion auf die Katalysatortemperatur einstellen, um den gewünschten Wärmefluss bereitzustellen. Insbesondere kann die Steuerung den relativen Fluss durch den Umgehungskanal erhöhen und gleichzeitig den Fluss durch den AGR-Kanal entsprechend verringern, wenn die Katalysatortemperatur unter einen Schwellwert absinkt, um einen größeren Wärmefluss zum Abgaskatalysator bereitzustellen. Dann, wenn Katalysatortemperaturflussabgase von einem dedizierten AGR-Zylinder zu jedem von einem Abgaskatalysator über einen Umgehungskanal den Schwellwert übersteigen, kann die Steuerung den relativen Fluss durch den Umgehungskanal verringern und gleichzeitig den Fluss durch den AGR-Kanal entsprechend erhöhen.
  • Bei 316 kann bestimmt werden, ob die erforderliche Umgehungsflussrate größer als eine Schwellwertrate ist. Die Schwellwertrate kann auf der maximalen Durchflussleistung des Umgehungsventils basieren. Beispielsweise kann die berechnete, erforderliche Umgehungsflussrate den maximal verfügbaren Fluss bei voller Umgehungsposition des Ventils übersteigen. Die Schwellwertrate kann auch auf der erforderlichen AGR-Rate zur Kraftmaschine basieren, um Verbesserungen der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereitzustellen. Beispielsweise erhält bei einem Umgehungsfluss von 60% jeder Kraftmaschinenzylinder bei einer 4-Zylinder-Kraftmaschine 10% AGR-Gase. Dies kann die Mindestmenge zum Bereitstellen einer signifikanten Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit sein.
  • Wenn die erforderliche Umgehungsflussrate nicht größer als die Schwellwertrate ist, umfasst die Routine bei 322 das Einstellen des Umgehungsventils, um die gewünschte Flussrate durch den Umgehungskanal bereitzustellen. Wenn die erforderliche Umgehungsflussrate größer als die Schwellwertrate ist, kann das Aufwärmen des Katalysators durch Nutzen fetter Abgase aus der dedizierten AGR-Zylindergruppe beschleunigt werden. Im Besonderen kann bei 318 bestimmt werden, ob das Verbrennungs-Luft-/Kraftstoffverhältnis der dedizierten AGR-Zylindergruppe fetter als ein Schwellwert ist. Der Schwellwert kann auf der Verbrennungsstabilität oder den Partikelemissionsgrenzen in der dedizierten AGR-Zylindergruppe basieren. Ist dies nicht der Fall, umfasst die Routine bei 320 das Anreichern der dedizierten AGR-Zylindergruppe, um den gewünschten Wärmefluss zum Aufwärmen des Abgaskatalysators bereitzustellen. Das Anreichern kann auf jedem von der Temperatur des Katalysators und dem Fluss durch den Umgehungskanal basieren. Zum Beispiel kann ein Fettheitsgrad des Anreicherns erhöht werden, wenn eine Differenz zwischen der Katalysatortemperatur und dem Schwellwert bei einer bestimmten Umgehungsflussrate zunimmt. Als weiteres Beispiel umfasst das Anreichern nach dem Erhöhen einer Flussrate von Abgasen durch den Umgehungskanal bis zu einer Schwellwertrate das Beibehalten des Umgehungsventils, während ein Fettheitsgrad des Anreicherns erhöht wird, wenn die Differenz zwischen der Katalysatortemperatur und dem Schwellwert zunimmt. Auf diese Weise kann das Anreichern der dedizierten AGR-Zylindergruppe eingestellt werden, um eine Katalysatortemperaturkontrolle bereitzustellen. Es ist leicht einzusehen, dass das Anreichern ferner auf der Grundlage der Verdünnungsanforderung der Kraftmaschine eingestellt werden kann. Zum Beispiel kann das Anreichern so eingestellt werden, dass sie dem Maximum der beiden Anforderungen entspricht.
  • Nach dem Einstellen des Anreicherns kehrt die Routine zu 314 zurück, um zu bestimmen, ob weitere Einstellungen der Umgehungsventilflussrate erforderlich sind. Auf diese Weise wird eine Position eines stufenlos verstellbaren Ventils so eingestellt, dass ein erster Teil der Abgase aus einem dedizierten AGR-Zylinder mit Gemischanreicherung einem Abgaskatalysator zugeführt wird, während ein verbleibender Teil der wasserstoffangereicherten Abgase einem Ansaugkrümmer zugeführt wird, wobei ein Verhältnis des ersten Teils zum zweiten Teil in Reaktion auf eine Abgaskatalysatortemperatur eingestellt wird, um den Katalysator bei oder über einer Aktivierungstemperatur zu halten.
  • Nach Einstellen der Position des Umgehungsventils, um die gewünschte Umgehungsflussrate bereitzustellen, bei 322, geht die Routine zu 324 über, um das Gemisch in den übrigen Kraftmaschinenzylindern (d.h. den Zylindern der nicht dedizierten AGR-Zylindergruppe) abzumagern, wobei die Gemischabmagerung auf der Gemischanreicherung im dedizierten AGR-Zylinder und dem Umgehungsanteil basiert, um ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis am Abgaskatalysator zu erhalten. Wenn, zum Beispiel, der Fettheitsgrad der Kraftstoffzufuhr zur dedizierten AGR-Zylindergruppe zunimmt, kann ein Magerkeitsgrad der Kraftstoffzufuhr zu den restlichen Kraftmaschinenzylindern erhöht werden. Auch bei zunehmendem Umgehungsflussanteil kann der Magerkeitsgrad der Kraftstoffzufuhr zu den restlichen Kraftmaschinenzylindern erhöht werden. Es ist leicht einzusehen, dass, falls der Umgehungsanteil null ist, d.h. der gesamte (fette) Fluss von der dedizierten AGR-Zylindergruppe zum Ansaugkrümmer zurückgeführt wird, eine Gemischabmagerung in den restlichen Zylindern unter Umständen nicht erforderlich ist. Durch Einstellen der Magerkeit auf der Grundlage der vom dedizierten AGR-Zylinder erhaltenen Umgehungsflussmenge sowie des Fettheitsgrads des vom dedizierten AGR-Zylinder erhaltenen Flusses kann das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis am Abgaskatalysator insgesamt bei oder ungefähr bei Stöchiometrie gehalten werden.
  • Weiterhin können die kohlenwasserstoff-, CO- und H2-reichen Abgase aus der ersten Zylindergruppe mit Gemischanreicherung (die am Abgaskatalysator über den Umgehungskanal ankommen) mit den sauerstoffreichen, mageren Abgasen aus der zweiten Zylindergruppe mit Gemischabmagerung am Abgaskatalysator gemischt werden. Dieses Mischen stellt eine signifikante exotherme Reaktion am Katalysator mit Deaktivieren der AGR bereit. Dies beschleunigt das Aufwärmen des Katalysators, während der Kraftstoff- und Leistungseffizienzverlust, der mit der Deaktivierung der AGR während der Katalysatortemperaturkontrolle einhergeht, verringert wird. Darüber hinaus wird die Katalysatortemperatur bei minimalem Energieverbrauch aus Kraftstoff gehalten.
  • Auf diese Weise kann der Umgehungsfluss genau bemessen werden, um die Katalysatortemperatur während eines Kaltstarts und während des Betriebs der Kraftmaschine schnell zu erhöhen. Sobald die Vorderseite des Katalysators aktiv ist, kann das genaue Bemessen des Umgehungsabgasflusses genutzt werden, um einen signifikanten Teil des Katalysatorbausteins (vor dem ersten Losfahren des Fahrzeugs) schnell zu erwärmen. Dies verbessert die Kraftstoffwirtschaftlichkeit, da die exotherme Reaktion im Abgaskatalysator stattfindet und die gesamte Wärmeabgabe zum Zylinderkopf, zur Turbine, zu den Abgasleitungen etc. vermieden wird. Insgesamt wäre weniger CSER erforderlich.
  • Es ist leicht einzusehen, dass, während die Routine in nahe legt, Kraftstoff zur dedizierten AGR-Zylindergruppe auf der Grundlage des modellierten oder gemessenen Abgasflusses durch das Umgehungsventil zuzuführen, um die Katalysatortemperatur zu halten, in noch anderen Beispielen auch der Zündzeitpunkt eingestellt werden kann. Beispielsweise kann der Zündzeitpunkt wenigstens der dedizierten AGR-Zylindergruppe vom maximalen Bremsdrehmoment (Maximum Brake Torque, MBT) verzögert werden, die Spätzündung erhöht werden, wenn der Wärmefluss, der erforderlich ist, um die Katalysatortemperatur zu erhöhen, zunimmt. Als weiteres Beispiel kann der Zündzeitpunkt bei allen Zylindern verzögert werden, wenn zusätzlicher Wärmefluss erforderlich ist.
  • Es ist ferner leicht einzusehen, dass während des Kraftmaschinenbetriebs, unabhängig davon, ob eine Temperaturkontrolle des Katalysators erforderlich ist oder nicht, die Kraftmaschine mit einem oder mehreren deaktivierten nicht-DAGR-Zylinder(n) betrieben werden kann, wobei die Anzahl der deaktivierten Zylinder auf der Verdünnungsanforderung der Kraftmaschine und der Kraftmaschinenlast basiert. Zum Beispiel kann bei mittleren bis niedrigen Kraftmaschinenlasten, bei denen weniger Zylinder erforderlich sind, um das angeforderte Drehmoment der Kraftmaschine zu decken, und bei denen höhere AGR-Raten weitere Vorteile bei der Kraftmaschinenleistung bereitstellen, die Kraftmaschine in einer von mehreren Betriebsarten betrieben werden, wobei eine zunehmend größere Anzahl von Zylindern deaktiviert wird, um eine zunehmend größere effektive AGR-Rate bereitzustellen. Beispielsweise können bei niedrigeren AGR-Anforderungen eine geringere (z.B. kein oder ein) Anzahl von Nicht-DAGR-Zylindern deaktiviert werden, während bei höheren AGR-Anforderungen eine größere (z.B. zwei oder drei) Anzahl von Nicht-DAGR-Zylindern deaktiviert werden können.
  • Auf diese Weise wird ein dedizierter AGR-Zylinder angereichert, um angereicherte Abgase zu erzeugen. Die angereicherten Abgase können kraftstoffangereicherte Abgase aus dem dedizierten AGR-Zylinder umfassen, wenn der Umgehungsfluss nicht über den WGS-Katalysator zugeführt wird. Ferner können die angereicherten Abgase kraftstoff- und wasserstoffangereicherte Abgase enthalten, wenn der Umgehungsfluss über den WGS-Katalysator zugeführt wird. Von daher ist es unter Umständen nicht erforderlich, dass der Umgehungsfluss durch den WGS-Katalysator führt. Der WGS-Katalysator wandelt H2O und CO in H2 und CO2 um. Entweder H2 oder CO können exotherm im Katalysator reagieren und den Katalysator aufwärmen.
  • Ferner wird ein erster Teil der angereicherten Abgase zu einem Abgaskatalysator umgeleitet, während die Kraftmaschinenzylinder umgangen werden. Gleichzeitig wird ein zweiter, restlicher Teil der Abgase zu einem Ansaugtrakt der Kraftmaschine zurückgeführt und optional durch einen WGS-Katalysator geführt, um den Wasserstoffgehalt zu erhöhen, wobei ein Verhältnis des ersten Teils zum zweiten Teil in Reaktion auf die Katalysatortemperatur eingestellt wird. Das Verhältnis wird in Reaktion auf die Katalysatortemperatur eingestellt, um die Katalysatortemperatur bei oder über einem Temperaturschwellwert zu halten. Das Einstellen kann das Erhöhen des ersten Teils und gleichzeitiges Verringern des zweiten Teils, wenn die Katalysatortemperatur unter den Temperaturschwellwert abfällt, und das Erhöhen des zweiten Teils und gleichzeitiges Verringern des ersten Teils, wenn die Katalysatortemperatur über den Schwellwert ansteigt, umfassen. Ein Fettheitsgrad der Gemischanreicherung wird auf der Grundlage der Katalysatortemperatur eingestellt, wobei der Fettheitsgrad erhöht wird, wenn die Katalysatortemperatur unter den Schwellwert fällt. Der Fettheitsgrad wird ferner auf der Grundlage des ersten Teils der Abgase eingestellt, wobei der Fettheitsgrad erhöht wird, wenn der erste Teil einen Flussschwellwert übersteigt. Ferner umfasst das Verfahren die Gemischabmagerung in den restlichen Kraftmaschinenzylindern auf der Grundlage der Gemischanreicherung im dedizierten AGR-Zylinder und des Umgehungsflussanteils, um ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis am Abgaskatalysator zu halten. Noch ferner umfasst das Verfahren das Kombinieren des ersten Teils der Abgase aus dem dedizierten AGR-Zylinder mit den Abgasen, die aus den restlichen Kraftmaschinenzylindern mit Gemischabmagerung kommen, am Abgaskatalysator, um eine exotherme Reaktion zu erzeugen.
  • Es wird nun Bezug genommen auf , in der eine beispielhafte Einstellung des Umgehungsflusses für die Temperaturkontrolle des Abgaskatalysators dargestellt ist. Das Bild 400 zeigt die Temperatur des Abgaskatalysators (Tcat) bei Linie 402 und einen Umgehungsflussanteil (d.h. einen Teil des aus dem dedizierten AGR-Zylinder über den Umgehungskanal zugeführten Abgasflusses) bei Linie 404. Ein Luft-/Kraftstoffverhältnis der dedizierten AGR-Zylindergruppe ist bei Linie 408 dargestellt. Alle Linien sind in Bezug auf die Zeit (entlang der X-Achse) dargestellt.
  • Bei t0 kann eine Kaltstartbedingung der Kraftmaschine bestätigt werden. Während des Kaltstarts der Kraftmaschine, zwischen t0 und t1, kann in Reaktion darauf, dass die Abgaskatalysatortemperatur unter dem Schwellwert 403 liegt, eine Umgehungsventilposition eingestellt werden, um den Teil des Abgasflusses, der aus dem DAGR-Zylinder über den Umgehungskanal zum Abgaskatalysator geführt wird, zu erhöhen. Insbesondere kann die Umgehungsventilposition eingestellt werden, um den Umgehungsflussanteil auf 100% zu erhöhen. Der Anteil des Abgasflusses, der aus dem DAGR-Zylinder über den AGR-Kanal zum Ansaugtrakt der Kraftmaschine zurückgeführt wird, kann entsprechend verringert werden, sodass während des Kaltstarts keine AGR bereitgestellt wird. Weiterhin können sowohl der DAGR-Zylinder als auch die restlichen Kraftmaschinenzylinder während des Kaltstarts magerer als Stöchiometrie betrieben werden.
  • Die Katalysatortemperatur kann den Schwellwert 403 bei t1 erreichen und dann über den Schwellwert 403 hinaus weiter ansteigen und/oder sich bei einem Wert über dem Schwellwert 403 stabilisieren. Somit können Kaltstartbedingungen nicht mehr vorliegen. Dementsprechend kann, zwischen t1 und t2, wenn die Notwendigkeit eines weiteren Wärmeflusses zum Aufwärmen des Katalysators abnimmt, das Umgehungsventil eingestellt werden, um den Umgehungsflussanteil auf 0% zu senken. Auch zwischen t1 und t2, während die niedrige Umgehungsflussrate erhalten bleibt, wird ein Fettheitsgrad des DAGR-Zylinderbetriebs leicht erhöht, um kraftstoffreiche Abgase zum WGS-Katalysator bereitzustellen. Der WGS-Katalysator wandelt die kraftstoffreichen Abgase in einen wasserstoffreichen rückgeführten Fluss um, was die Verbrennungsstabilität erhöht. Die restlichen Zylinder können bei stöchiometrischem Betrieb gehalten werden.
  • Zwischen t2 und t3, kann, in Reaktion auf die leichten Kraftmaschinenlastbedingungen, der Abgaskatalysator eine Abkühlung durchlaufen und gleichzeitig über dem Schwellwert 403 bleiben. Da die Katalysatortemperatur zwischen t2 und t3 über dem Schwellwert 403 bleibt, kann die Position des Umgehungsventils bei der 0%-Position gehalten werden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu maximieren. Weiterhin, infolge der Änderung der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wird der DAGR-Zylinder weiter angereichert, um den Wasserstoffgehalt im rückgeführten Fluss zu erhöhen und somit die Verbrennungsstabilität bei leichten Lastbedingungen der Kraftmaschine zu verbessern.
  • Kurz nach t3 kann infolge der Abgasabkühlung während der leichten Lastbedingungen der Kraftmaschine die Katalysatortemperatur wieder unter den Schwellwert 403 fallen. Hier kann die Katalysatortemperatur ein Auslöser für den Umgehungsfluss sein. Damit die Temperatur wieder erhöht werden kann, wird die Position des Umgehungsventils eingestellt, um den Umgehungsfluss zu erhöhen, während der Rückführungsfluss aus dem DAGR-Zylinder verringert wird. Gleichzeitig wird das Anreichern des DAGR- Zylinders beibehalten, um die Temperaturkontrolle des Katalysators zu beschleunigen. Genau gesagt kann der Umgehungsflussanteil allmählich gegen 100% erhöht werden, um den Wärmefluss durch den Abgaskatalysator zu steigern. Auch zwischen t3 und t4 wird der Fettheitsgrad des DAGR-Zylinders beibehalten, während der Magerkeitsgrad der restlichen Kraftmaschinenzylinder auf der Grundlage der Änderung des Umgehungsflussanteils eingestellt wird. Im Besonderen wird, wenn der Umgehungsflussanteil zunimmt, eine Magerkeit der restlichen Zylinder der Kraftmaschine hinzugefügt.
  • In einem Beispiel, bei einer festen Drehzahl und Last der Kraftmaschine zwischen t2 und t4, wird das Umgehungsventil im Rückführungsbetrieb für einige Zeit (zwischen t2 und t3) mit einem größeren Rückführungsfluss betrieben, bevor auf den Abgasumgehungsmodus mit einem größeren Umgehungsfluss (zwischen t3 und t4) umgeschaltet wird.
  • Zwischen t4 und t5 kann die Katalysatortemperatur unter dem Schwellwert 403 bleiben. In dem in gezeigten Beispiel hat der Umgehungsflussanteil einen Schwellwert bei t4 erreicht. Dies kann auf das Erreichen einer kalibrierten Grenze zurückzuführen sein, bei der ein größerer Umgehungsanteil keinen signifikanten Vorteil bei der Kraftstoffwirtschaftlichkeit im Vergleich zu einer kompletten Umgehung des Flusses bietet. In einem anderen Beispiel kann der Umgehungsanteil 100% erreichen, sodass keine weitere Erhöhung des Umgehungsanteils möglich ist. Daher wird bei t4 der DAGR-Zylinder weiter angereichert, um den überschüssigen Kraftstoff im Abgas zu erhöhen. Auch wird ein Magerkeitsgrad der restlichen Zylinder der Kraftmaschine auf der Grundlage des Umgehungsflussanteils und des Fettheitsgrads des DAGR-Zylinders entsprechend eingestellt, um Stöchiometrie im Abgas beizubehalten. Somit wird der Magerkeitsgrad der restlichen Kraftmaschinenzylinder nach t4 magerer als vor t4 gemacht. Der überschüssige Kraftstoff in den fetten Abgasen aus dem Umgehungsfluss kann durch Nutzen der überschüssigen Luft in den mageren Abgasen aus den restlichen Kraftmaschinenzylindern reagieren, um eine exotherme Reaktion am Katalysator zu erzeugen, was ein Anspringen des Katalysators über dem Temperaturschwellwert 403 beschleunigt.
  • Bei t5 können, in Reaktion darauf, dass die Abgaskatalysatortemperatur ausreichend hoch ist, ein größerer Rückführungsfluss und ein geringerer Umgehungsfluss wieder aufgenommen werden, und das Zuführen von Kraftstoff zum DAGR-Zylinder kann wieder auf der Grundlage des Verdünnungsbedarfs der Kraftmaschine und der Verbrennungsstabilitätsgrenzen eingestellt werden. Hierbei wird, während sich die Katalysatortemperatur auf einen höheren Wert stabilisiert, der Umgehungsflussanteil verringert (z.B. auf 0%), während der DAGR-Zylinder wieder den leicht fetten Betrieb aufnimmt und die restlichen Kraftmaschinenzylinder wieder stöchiometrischen Betrieb aufnehmen.
  • Auf diese Weise wird die Temperaturkontrolle des Abgaskatalysators erreicht, indem der Fluss durch ein stufenlos verstellbares Umgehungsventil dosiert wird, das stromabwärts einer dedizierten AGR-Zylindergruppe gekoppelt ist, ohne dass die AGR deaktiviert werden muss. Folglich kann das Einstellen der Umgehungsventilposition mit den Temperaturänderungen des Katalysators korrelieren und nicht nur auf der Drehzahl und Last der Kraftmaschine basieren. Es ist jedoch leicht einzusehen, dass in alternativen Beispielen der Umgehungsfluss auf einen oberen Grenzwert erhöht werden kann, bei dem im Wesentlichen kein Rückführungsfluss bereitgestellt wird, und umgekehrt.
  • In einem Beispiel umfasst ein Kraftmaschinensystem eine Kraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten Zylindergruppe; einen AGR-Kanal, der Abgase selektiv von der ersten Zylindergruppe zu einem Ansaugkrümmer der Kraftmaschine leitet, wobei der AGR-Kanal einen WGS-Katalysator umfasst; einen Umgehungskanal, der den AGR-Kanal stromabwärts oder stromaufwärts des WGS-Katalysators stromaufwärts eines Abgaskatalysators mit einem Abgaskrümmer der Kraftmaschine verbindet; ein stufenlos verstellbares Umgehungsventil an einem Schnittpunkt des AGR-Kanals und des Umgehungskanals, um einen Teil der Abgase aus der ersten Zylindergruppe, der über den Umgehungskanal geleitet wird, im Verhältnis zum AGR-Kanal zu variieren; und einen Temperatursensor, der mit dem Abgaskatalysator verbunden ist. Das Kraftmaschinensystem umfasst ferner eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen zum Anreichern der ersten Zylindergruppe, während gleichzeitig das Gemisch in der zweiten Zylindergruppe abgemagert wird; und zum stufenlosen Einstellen einer Öffnung des Umgehungsventils, um einen Anteil der Abgase, der aus der ersten Zylindergruppe über den Umgehungskanal zum Abgaskatalysator geführt wird, im Verhältnis zu den Abgasen, die zum Ansaugkrümmer der Kraftmaschine zurückgeführt werden, zu variieren, um die Abgaskatalysatortemperatur bei einem Temperaturschwellwert zu halten. Das Anreichern der ersten Zylindergruppe basiert auf einer Differenz zwischen der geschätzten Abgaskatalysatortemperatur und dem Temperaturschwellwert, wobei ein Fettheitsgrad erhöht wird, wenn die Differenz zunimmt. Die Gemischabmagerung in der zweiten Zylindergruppe basiert auf dem Anreichern der ersten Zylindergruppe und einem Umgehungsflussanteil, wobei ein Magerkeitsgrad erhöht wird, wenn der Fettheitsgrad zunimmt, um das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis am Abgaskatalysator zu halten. Der Magerkeitsgrad wird ebenfalls erhöht, wenn der Umgehungsflussanteil zunimmt. Die Steuerung umfasst ferner Anweisungen, um, in Reaktion darauf, dass die geschätzte Abgaskatalysatortemperatur über dem Schwellwert liegt, einen Fettheitsgrad der ersten Zylindergruppe zu verringern, während die Öffnung des Umgehungsventils eingestellt wird, um das Leiten von Abgasen über den Umgehungskanal zum Abgaskatalysator zu verringern. Die Steuerung umfasst ferner Anweisungen zum Kombinieren fetter Abgase aus der angereicherten ersten Zylindergruppe, die über den Umgehungskanal zugeführt werden, mit mageren Abgasen aus der zweiten Zylindergruppe mit Gemischabmagerung am Abgaskatalysator.
  • In einem anderen Beispiel umfasst ein Verfahren für eine Kraftmaschine das Einstellen einer Position eines stufenlos verstellbaren Umgehungsventils, um einen ersten Teil von Abgasen aus einem angereicherten dedizierten AGR-Zylinder zu einem Abgaskatalysator zu leiten, während gleichzeitig ein restlicher Teil der wasserstoffangereicherten Abgase zu einem Ansaugkrümmer geführt wird, wobei ein Verhältnis des ersten Teils zum zweiten Teil in Reaktion auf eine Abgaskatalysatortemperatur eingestellt wird. Das Einstellen umfasst das Erhöhen des ersten Teils im Verhältnis zum zweiten Teil, bis die Katalysatortemperatur bei oder über einem Temperaturschwellwert liegt, und danach das Verringern des ersten Teils im Verhältnis zum zweiten Teil. Das Verfahren umfasst ferner das gleichzeitige Leiten von Abgasen aus den restlichen Kraftmaschinenzylindern zum Abgaskatalysator, wobei das Gemisch in den restlichen Kraftmaschinenzylindern auf der Grundlage einer Anreicherung der dedizierten AGR-Zylinder abgemagert wird. Ein Fettheitsgrad des angereicherten dedizierten AGR-Zylinders wird auf der Grundlage einer Abweichung der Katalysatortemperatur vom Temperaturschwellwert eingestellt, während ein Magerkeitsgrad der restlichen Kraftmaschinenzylinder mit Gemischabmagerung auf der Grundlage des Fettheitsgrads eingestellt wird, um ein Abgas-Luft-/Kraftstoffverhältnis am Abgaskatalysator bei oder ungefähr bei Stöchiometrie zu halten. Ferner kann der Zündzeitpunkt des dedizierten AGR-Zylinders auf der Grundlage des Verhältnisses des ersten Teils im Verhältnis zum zweiten Teil eingestellt werden, wobei der Zündzeitpunkt vom MBT verzögert wird, wenn der erste Teil zunimmt. Die Abgaskatalysatortemperatur kann auf einem oder mehreren von einem Katalysatormodell, einer direkten Messung über einen Katalysatortemperatursensor, einer Anzahl von Kraftmaschinenereignissen und einer Dauer des Kraftmaschinenbetriebs basieren. Hier umfasst das Umlenken des ersten Teils bei gleichzeitigem Rückführen des zweiten Teils das Einstellen einer Position eines stufenlos verstellbaren Umgehungsventils, das stromabwärts des dedizierten AGR-Zylinders gekoppelt ist, eine erste Öffnung des Umgehungsventils, das den dedizierten AGR-Zylinder mit dem Abgaskatalysator verbindet, und eine zweite Öffnung des Umgehungsventils, das den dedizierten AGR-Zylinder mit einem Kraftmaschinenansaugtrakt verbindet. Das Einstellen wird während eines Kaltstarts der Kraftmaschine durchgeführt und während des Kraftmaschinenbetriebs fortgesetzt, sodass die Abgaskatalysatortemperatur während der gesamten Dauer des Kraftmaschinenbetriebs ausreichend hoch gehalten werden kann.
  • Auf diese Weise kann der Umgehungsfluss von Abgasen aus einer dedizierten AGR-Zylindergruppe zu einem Abgaskatalysator bei gleichzeitigem Umgehen der Kraftmaschinenzylinder auf der Grundlage des Wärmebedarfs des Katalysators gemessen werden, um die Abgaskatalysatortemperatur über einer Betriebstemperatur zu halten. Indem es ermöglicht wird, dass der Umgehungsfluss auf der Grundlage der Katalysatortemperatur bemessen wird, während die restlichen Abgase zum Ansaugkrümmer der Kraftmaschine zurückgeführt werden, kann die Katalysatortemperatur ohne Kompromisse bei der AGR-Zuführung gehalten werden. Insbesondere kann der Katalysator während eines Kaltstarts der Kraftmaschine oder während des Betriebs der Kraftmaschine, ohne dass die AGR deaktiviert werden muss, aufgewärmt werden. Durch gleichzeitiges Einstellen der Kraftstoffzufuhr und der Zündung der Zylinder auf der Grundlage der Katalysatortemperatur kann das Luft-/Kraftstoffverhältnis der Abgase, die dem Katalysator aus dem dedizierten AGR-Zylinder dosiert zugeführt werden, fett gemacht werden, während das Luft-/Kraftstoffverhältnis der Abgase, die dem Katalysator von den nicht dedizierten AGR-Zylindern dosiert zugeführt werden, abgemagert wird, sodass eine exotherme Reaktion vorteilhafterweise am Katalysator erzeugt werden kann, während gleichzeitig stöchiometrische Abgase am Auspuff gehalten werden können. Insgesamt können Abgasemissionen durch genaue Katalysatortemperaturkontrolle verbessert werden, ohne die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine zu beeinträchtigen.
  • Es ist zu beachten, dass die hier angeführten beispielhaften Steuerungs- und Schätzroutinen für verschiedenste Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. 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 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 oder Funktionen können, abhängig von der jeweils verfolgten Strategie, wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Schritte in grafischer Form einen Code repräsentieren, der in das computerlesbare Speichermedium 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 Kraftmaschinen des Typs V-6, I-4, I-6 oder V-12 sowie 4-Zylinder-Boxermotoren und andere Kraftmaschinentypen 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 Anmeldung. 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 8539768 [0003]

Claims (20)

  1. Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: Leiten von Abgasen aus einem dedizierten AGR-Zylinder zu jedem von einem Abgaskatalysator über einen Umgehungskanal und einem Kraftmaschinenansaugkrümmer über einen AGR-Kanal; und Einstellen eines relativen Flusses durch die Kanäle über ein Umgehungsventil in Reaktion auf die Katalysatortemperatur.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Umgehungsventil ein stufenlos verstellbares Umgehungsventil ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Einstellen das Erhöhen des relativen Flusses durch den Umgehungskanal umfasst, während der Fluss durch den AGR-Kanal entsprechend verringert wird, wenn die Katalysatortemperatur unter einen Schwellwert fällt, wobei der Schwellwert eine Anspringtemperatur des Katalysators beinhaltet.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Einstellen ferner das Verringern des relativen Flusses durch den Umgehungskanal umfasst, während der Fluss durch den AGR-Kanal entsprechend erhöht wird, wenn die Katalysatortemperatur den Schwellwert übersteigt.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, ferner umfassend das Anreichern des dedizierten AGR-Zylinders auf der Grundlage jedes von der Katalysatortemperatur und dem Fluss durch den Umgehungskanal.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Fettheitsgrad der Gemischanreicherung erhöht wird, wenn eine Differenz zwischen der Katalysatortemperatur und dem Schwellwert zunimmt.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Anreichern, nach Erhöhen eines Abgasflusses durch den Umgehungskanal bis zu einem Ratenschwellwert, das Beibehalten der Umgehungsventilstellung umfasst, während gleichzeitig ein Fettheitsgrad der Gemischanreicherung erhöht wird, wenn die Differenz zwischen der Katalysatortemperatur und dem Schwellwert zunimmt.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, ferner umfassend die Gemischabmagerung in den restlichen Kraftmaschinenzylindern, wobei die Gemischabmagerung auf der Gemischanreicherung im dedizierten AGR-Zylinder und dem Fluss durch den Umgehungskanal basiert, um ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis am Abgaskatalysator zu halten.
  9. Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: Gemischanreichern in einem dedizierten AGR-Zylinder, um angereicherte Abgase zu erzeugen; Umlenken eines ersten Teils der angereicherten Abgase zu einem Abgaskatalysator, während die Kraftmaschinenzylinder umgangen werden; und Rückführen eines zweiten, restlichen Teils der Abgase zu einem Ansaugtrakt der Kraftmaschine, wobei ein Verhältnis des ersten Teils zum zweiten Teil in Reaktion auf die Katalysatortemperatur eingestellt wird.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das in Reaktion auf die Katalysatortemperatur eingestellte Verhältnis umfasst, dass das Verhältnis eingestellt wird, um die Katalysatortemperatur bei oder über einem Temperaturschwellwert zu halten.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Einstellen des Verhältnisses das Erhöhen des ersten Teils, während der zweite Teil verringert wird, wenn die Katalysatortemperatur unter den Schwellwert fällt, und das Erhöhen des zweiten Teils, wenn die Katalysatortemperatur über den Schwellwert ansteigt, umfasst.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei ein Fettheitsgrad der Gemischanreicherung auf der Grundlage der Katalysatortemperatur eingestellt wird, wobei der Fettheitsgrad erhöht wird, wenn die Katalysatortemperatur unter den Schwellwert fällt.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der Fettheitsgrad ferner auf dem ersten Teil der Abgase basiert, wobei der Fettheitsgrad erhöht wird, wenn der erste Teil einen Flussschwellwert übersteigt.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, ferner umfassend, die restlichen Kraftmaschinenzylinder basierend auf der Gemischanreicherung im dedizierten AGR-Zylinder und einem Umgehungsflussanteil abzumagern, um am Abgaskatalysator ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zu halten, wobei ein Magerkeitsgrad der Gemischabmagerung erhöht wird, wenn der Umgehungsflussanteil zunimmt.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, ferner umfassend das Kombinieren des ersten Teils der Abgase aus dem dedizierten AGR-Zylinder mit den Abgasen, die aus den restlichen Kraftmaschinenzylindern mit Gemischabmagerung am Abgaskatalysator ankommen, um eine exotherme Reaktion zu erzeugen.
  16. Kraftmaschinensystem, umfassend: eine Kraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten Zylindergruppe; einen AGR-Kanal, der Abgase aus der ersten Zylindergruppe selektiv zu einem Ansaugkrümmer der Kraftmaschine leitet, wobei der AGR-Kanal einen WGS-Abgaskatalysator umfasst; einen Umgehungskanal, der den AGR-Kanal stromabwärts des WGS-Abgaskatalysators mit einem Abgaskrümmer der Kraftmaschine stromaufwärts eines Abgaskatalysators selektiv verbindet; ein stufenlos verstellbares Umgehungsventil an einem Schnittpunkt des AGR-Kanals und des Umgehungskanals, um einen Teil der Abgase aus der ersten Zylindergruppe, der über den Umgehungskanal in Bezug auf den AGR-Kanal geleitet wird, zu variieren; einen Temperatursensor, der mit dem Abgaskatalysator gekoppelt ist; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen zum: Gemischanreichern der ersten Zylindergruppe bei gleichzeitiger Gemischabmagerung der zweiten Zylindergruppe; und stufenlosen Einstellen einer Öffnung des Umgehungsventils, um einen Anteil der Abgase, der von der ersten Zylindergruppe über den Umgehungskanal zum Abgaskatalysator geleitet wird, im Verhältnis zu den Abgasen, die zum Kraftmaschinenansaugtrakt zurückgeführt werden, zu variieren, um eine Abgaskatalysatortemperatur bei einem Temperaturschwellwert zu halten.
  17. System gemäß Anspruch 16, wobei das Gemischanreichern der ersten Zylindergruppe auf einer Differenz zwischen der geschätzten Abgaskatalysatortemperatur und dem Temperaturschwellwert basiert, wobei ein Fettheitsgrad erhöht wird, wenn die Differenz zunimmt.
  18. System gemäß Anspruch 17, wobei die Gemischabmagerung der zweiten Zylindergruppe auf der Gemischanreicherung der ersten Zylindergruppe und dem Anteil der Abgase, der über den Umgehungskanal zurückgeführt wird, basiert, wobei ein Magerkeitsgrad erhöht wird, wenn der Fettheitsgrad zunimmt oder der Anteil der Abgase, der über den Umgehungskanal geleitet wird, zunimmt, um ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis am Abgaskatalysator zu halten.
  19. System gemäß Anspruch 18, wobei die Steuerung ferner Anweisungen enthält zum: in Reaktion darauf, dass die geschätzte Abgaskatalysatortemperatur höher als der Schwellwert ist, Reduzieren eines Fettheitsgrads der ersten Zylindergruppe, während die Öffnung des Umgehungsventils eingestellt wird, um das Leiten der Abgase über den Umgehungskanal zum Abgaskatalysator zu verringern.
  20. System gemäß Anspruch 16, wobei die Steuerung ferner Anweisungen enthält zum: Kombinieren fetter Abgase aus der ersten Zylindergruppe, die über den Umgehungskanal zugeführt werden, mit mageren Abgasen aus der zweiten Zylindergruppe mit Gemischabmagerung am Abgaskatalysator.
DE102015111200.0A 2014-07-25 2015-07-10 Systeme und verfahren zur temperaturkontrolle des abgaskatalysators Withdrawn DE102015111200A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/341,484 US9297320B2 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Systems and methods for exhaust catalyst temperature control
US14/341,484 2014-07-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015111200A1 true DE102015111200A1 (de) 2016-01-28

Family

ID=55065667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015111200.0A Withdrawn DE102015111200A1 (de) 2014-07-25 2015-07-10 Systeme und verfahren zur temperaturkontrolle des abgaskatalysators

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9297320B2 (de)
CN (1) CN105275625B (de)
DE (1) DE102015111200A1 (de)
RU (1) RU2697285C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017204722A1 (de) * 2017-03-21 2018-09-27 Ford Global Technologies, Llc Abgasqualitätskontrolle
US10626768B2 (en) 2017-03-10 2020-04-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of internal combustion engine

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9845754B2 (en) * 2013-12-23 2017-12-19 Cummins Inc. Control of internal combustion engines in response to exhaust gas recirculation system conditions
US9599046B2 (en) * 2014-06-05 2017-03-21 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for dedicated EGR cylinder valve control
US9534542B2 (en) * 2014-08-07 2017-01-03 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for EGR control
GB2531236B (en) * 2014-08-12 2019-04-10 Cummins Inc Systems and methods for aftertreatment regeneration with dedicated EGR
US10233809B2 (en) 2014-09-16 2019-03-19 Southwest Research Institute Apparatus and methods for exhaust gas recirculation for an internal combustion engine powered by a hydrocarbon fuel
US9951702B2 (en) * 2014-11-11 2018-04-24 Southwest Research Institute Internal combustion engine having dedicated cylinder(s) for generation of both EGR and exhaust aftertreatment reformate for three-way catalyst
US10125726B2 (en) 2015-02-25 2018-11-13 Southwest Research Institute Apparatus and methods for exhaust gas recirculation for an internal combustion engine utilizing at least two hydrocarbon fuels
US9797349B2 (en) 2015-05-21 2017-10-24 Southwest Research Institute Combined steam reformation reactions and water gas shift reactions for on-board hydrogen production in an internal combustion engine
US9657692B2 (en) 2015-09-11 2017-05-23 Southwest Research Institute Internal combustion engine utilizing two independent flow paths to a dedicated exhaust gas recirculation cylinder
US10563549B2 (en) 2015-09-25 2020-02-18 Eaton Intelligent Power Limited Cylinder deactivation control and methods
US10233808B2 (en) * 2015-12-03 2019-03-19 Cummins Emission Solutions Inc. Use of specific engine cylinders for reductant generation
US10077727B2 (en) 2016-01-13 2018-09-18 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for nitrogen oxide reduction
DE112016005846T5 (de) * 2016-01-19 2018-08-30 Eaton Intelligent Power Limited Zylinderdeaktivierung und Motorbremsung für das Wärmemanagement
US9803571B2 (en) * 2016-01-23 2017-10-31 Southwest Research Institute Dual-fuel diesel engine with cylinder fueling control of gaseous fueling at less than full loads
US9932939B2 (en) * 2016-02-15 2018-04-03 Denso International America, Inc. Dedicated exhaust gas recirculation system
US9957911B2 (en) * 2016-02-18 2018-05-01 GM Global Technology Operations LLC Dedicated exhaust gas recirculation control systems and methods
US9856829B2 (en) 2016-04-26 2018-01-02 Ford Global Technologies, Llc System and methods for improving fuel economy
US9925974B2 (en) 2016-04-26 2018-03-27 Ford Global Technologies, Llc System and methods for improving fuel economy
DK201670345A1 (en) * 2016-05-24 2017-12-11 Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland Method for operating a two-stroke engine system
US9874193B2 (en) 2016-06-16 2018-01-23 Southwest Research Institute Dedicated exhaust gas recirculation engine fueling control
CN106150633B (zh) * 2016-08-30 2018-11-16 潍柴动力股份有限公司 排气节流阀用于排温热管理的控制方法及系统
US9909541B1 (en) * 2016-10-18 2018-03-06 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust heat exchanger diagnostics
RU170752U1 (ru) * 2016-11-02 2017-05-05 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Двигатель внутреннего сгорания с системой рециркуляции отработавших газов
CN107035472B (zh) * 2016-11-22 2019-01-29 天津大学 一种降低汽车发动机冷起动时排放物的装置及控制方法
US10495035B2 (en) 2017-02-07 2019-12-03 Southwest Research Institute Dedicated exhaust gas recirculation configuration for reduced EGR and fresh air backflow
US10337374B2 (en) * 2017-03-15 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an aftertreatment catalyst
FR3064030B1 (fr) * 2017-03-16 2019-06-07 Renault S.A.S Procede de reglage de la richesse dans un moteur a combustion interne a allumage commande
FR3081932A1 (fr) * 2018-05-31 2019-12-06 Renault S.A.S Dispositif et procede d'ajustement d'un taux de recirculation de gaz d'echappement d'un moteur equipe d'une boucle de recirculation partielle des gaz d'echappement a l'admission
JP6969522B2 (ja) * 2018-08-22 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102019004905A1 (de) * 2019-07-13 2021-01-14 Man Truck & Bus Se Verfahren und Vorrichtung zur Versorgung einer Wasserstoff-Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit Wasserstoff
CN110529270A (zh) * 2019-08-22 2019-12-03 一汽解放汽车有限公司 一种发动机排气升温系统的控制方法
US11248554B2 (en) * 2019-09-03 2022-02-15 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for increasing engine power output under globally stoichiometric operation
US11187176B2 (en) * 2019-09-03 2021-11-30 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for increasing engine power output under globally stoichiometric operation
US11187168B2 (en) * 2019-09-03 2021-11-30 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for increasing engine power output under globally stoichiometric operation
US11073095B2 (en) * 2019-09-09 2021-07-27 Ford Global Technologies, Llc Method and system for improving exhaust system efficiency
US11300063B2 (en) * 2020-07-20 2022-04-12 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for split lambda catalyst heating
JP7480679B2 (ja) * 2020-11-11 2024-05-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7444104B2 (ja) * 2021-02-24 2024-03-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN114033542B (zh) * 2021-11-19 2023-04-28 中国直升机设计研究所 一种直升机发动机进排气系统
US20230193840A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-22 Transportation Ip Holdings, Llc Methods and systems for shut down of a multi-fuel engine
US11905900B1 (en) 2022-12-15 2024-02-20 Saudi Arabian Oil Company Exhaust system combustion for rapid catalyst heating

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8539768B2 (en) 2011-05-10 2013-09-24 GM Global Technology Operations LLC Exhaust bypass system for turbocharged engine with dedicated exhaust gas recirculation

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5371728A (en) 1976-12-08 1978-06-26 Nissan Motor Co Ltd Controller for number of cylinders for feeding fuel
US5279515A (en) 1992-12-21 1994-01-18 American Standard Inc. Air handling unit with improved acoustical performance
JPH0996256A (ja) 1995-10-03 1997-04-08 Nippon Soken Inc Ｅｇｒガスアシスト噴射システム
DE19731129A1 (de) 1997-07-19 1999-01-21 Volkswagen Ag Einzelzylinderandrosselung unter Einbeziehung der Abgasrückführung
JP3362657B2 (ja) 1998-01-30 2003-01-07 トヨタ自動車株式会社 スパークアシスト式自着火内燃機関
US5937807A (en) 1998-03-30 1999-08-17 Cummins Engine Company, Inc. Early exhaust valve opening control system and method
US6230695B1 (en) 1999-03-22 2001-05-15 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system
US6138650A (en) 1999-04-06 2000-10-31 Caterpillar Inc. Method of controlling fuel injectors for improved exhaust gas recirculation
DE19936884C1 (de) 1999-08-05 2001-04-19 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Einstellung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
US6405720B1 (en) 2000-04-03 2002-06-18 R. Kirk Collier, Jr. Natural gas powered engine
US6397790B1 (en) 2000-04-03 2002-06-04 R. Kirk Collier, Jr. Octane enhanced natural gas for internal combustion engine
US6394051B1 (en) 2000-09-01 2002-05-28 Ford Global Technologies, Inc. Spark ignition engine with negative valve-overlap
US6499449B2 (en) 2001-01-25 2002-12-31 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for operating variable displacement internal combustion engine
DE10114054A1 (de) 2001-03-15 2002-09-26 Volkswagen Ag Verfahren zur Anhebung einer Abgastemperatur einer fremdgezündeten, direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine
US6718755B2 (en) 2001-11-02 2004-04-13 Ford Global Technologies, Llc Method to increase temperature in an exhaust aftertreatment device coupled to a camless engine
US6655324B2 (en) 2001-11-14 2003-12-02 Massachusetts Institute Of Technology High compression ratio, hydrogen enhanced gasoline engine system
DE10201016A1 (de) 2002-01-11 2003-07-24 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage und Brennkraftmaschine
AU2003220076A1 (en) 2002-03-07 2003-09-22 Honeywell International Inc. System to improve after-treatment regeneration
US6826905B2 (en) 2002-06-04 2004-12-07 International Engine Intellectual Property Company, Llc Control strategy for regenerating a particulate filter in an exhaust system of an engine having a variable valve actuation mechanism
US6968825B2 (en) 2003-06-06 2005-11-29 Mazda Motor Corporation Control device for spark-ignition engine
US6918384B2 (en) 2003-12-08 2005-07-19 General Motors Corporation Diesel engine with cam phasers for in-cylinder temperature control
CA2562363C (en) 2004-04-20 2008-12-30 David Lange System and method for operating an internal combustion engine with hydrogen blended with conventional fossil fuels
AU2005334251B2 (en) * 2005-07-11 2012-04-19 Mack Trucks, Inc. Engine and method of maintaining engine exhaust temperature
US8528511B2 (en) 2005-09-23 2013-09-10 Jp Scope, Inc. Variable travel valve apparatus for an internal combustion engine
JP4670884B2 (ja) * 2008-03-27 2011-04-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス還流装置
US8291891B2 (en) 2008-06-17 2012-10-23 Southwest Research Institute EGR system with dedicated EGR cylinders
US7779812B2 (en) 2008-07-15 2010-08-24 Ford Global Technologies, Llc Vehicle stability and surge control
US8239122B2 (en) 2008-07-15 2012-08-07 Ford Global Technologies, Llc Vehicle surge and spark timing control
US8100116B2 (en) 2008-07-22 2012-01-24 GM Global Technology Operations LLC Diesel emission reduction using internal exhaust gas recirculation
US8831858B2 (en) 2008-07-31 2014-09-09 General Electric Company Methods and systems for operating an engine
JP5169671B2 (ja) * 2008-09-19 2013-03-27 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
US8150605B2 (en) 2009-02-17 2012-04-03 Ford Global Technologies, Llc Coordination of variable cam timing and variable displacement engine systems
US8230843B2 (en) 2009-07-30 2012-07-31 Ford Global Technologies, Llc Cooler bypass to reduce condensate in a low-pressure EGR system
US20110041495A1 (en) 2009-08-24 2011-02-24 General Electric Company Systems and methods for exhaust gas recirculation
US8041500B2 (en) 2010-04-08 2011-10-18 Ford Global Technologies, Llc Reformate control via accelerometer
US8020538B2 (en) 2010-05-28 2011-09-20 Ford Global Technologies, Llc Cooled EGR system for coolant heating during cold engine start
US8069663B2 (en) 2010-09-09 2011-12-06 Ford Global Technologies, Llc Method and system for turbocharging an engine
US8701409B2 (en) 2010-09-09 2014-04-22 Ford Global Technologies, Llc Method and system for a turbocharged engine
US20120078492A1 (en) 2010-09-23 2012-03-29 General Electric Company Engine system and method
US8561599B2 (en) * 2011-02-11 2013-10-22 Southwest Research Institute EGR distributor apparatus for dedicated EGR configuration
US8944034B2 (en) * 2011-02-11 2015-02-03 Southwest Research Institute Dedicated EGR control strategy for improved EGR distribution and engine performance
AU2011358652B2 (en) 2011-02-11 2016-11-17 Volvo Lastvagnar Ab Engine arrangement with charge air cooler and EGR system
US20120260897A1 (en) 2011-04-13 2012-10-18 GM Global Technology Operations LLC Internal Combustion Engine
US8904786B2 (en) 2011-04-13 2014-12-09 GM Global Technology Operations LLC Internal combustion engine
US8443603B2 (en) 2011-05-10 2013-05-21 GM Global Technology Operations LLC Intake manifold assembly for dedicated exhaust gas recirculation
US20120285427A1 (en) 2011-05-10 2012-11-15 GM Global Technology Operations LLC Exhaust manifold assembly with integrated exhaust gas recirculation bypass
US8903631B2 (en) 2011-06-17 2014-12-02 General Electric Company Methods and systems for exhaust gas recirculation cooler regeneration
US8763570B2 (en) 2011-09-14 2014-07-01 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including multiple bore center pitch dimensions
US8904787B2 (en) 2011-09-21 2014-12-09 Ford Global Technologies, Llc Fixed rate EGR system
US8893687B2 (en) 2012-02-25 2014-11-25 Southwest Research Institute Fuel injection strategy for internal combustion engine having dedicated EGR cylinders
US8899016B2 (en) * 2012-03-15 2014-12-02 Southwest Research Institute Integrated WGS/ECD exhaust treatment device for internal combustion engine having an EGR loop
EP2653703B1 (de) 2012-04-19 2014-04-30 C.R.F. Società Consortile per Azioni Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zylindern, wobei die deaktivierten Zylinder Abgas in den aktiven Zylindern pumpen; und entsprechendes Steuerverfahren
CN107882645B (zh) 2012-06-28 2021-04-13 康明斯有限公司 用于控制专用egr发动机的技术
US8996281B2 (en) * 2012-11-17 2015-03-31 Southwest Research Institute Catalyst light-off for turbocharged internal combustion engine having dedicated EGR cylinder(s)
US9429110B2 (en) * 2013-01-16 2016-08-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for vacuum control
US9279393B2 (en) 2013-01-17 2016-03-08 Ford Global Technologies, Llc Devices and methods for exhaust gas recirculation operation of an engine
US9518519B2 (en) * 2013-11-04 2016-12-13 Cummins Inc. Transient control of exhaust gas recirculation systems through mixer control valves
US9650976B2 (en) * 2014-02-05 2017-05-16 Southwest Research Institute Engine fuel control for internal combustion engine having dedicated EGR

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8539768B2 (en) 2011-05-10 2013-09-24 GM Global Technology Operations LLC Exhaust bypass system for turbocharged engine with dedicated exhaust gas recirculation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10626768B2 (en) 2017-03-10 2020-04-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of internal combustion engine
DE102017204722A1 (de) * 2017-03-21 2018-09-27 Ford Global Technologies, Llc Abgasqualitätskontrolle
DE102017204722B4 (de) 2017-03-21 2019-01-03 Ford Global Technologies, Llc Abgasqualitätskontrolle

Also Published As

Publication number Publication date
US20160025021A1 (en) 2016-01-28
CN105275625A (zh) 2016-01-27
RU2015128802A (ru) 2017-01-23
RU2697285C2 (ru) 2019-08-13
RU2015128802A3 (de) 2019-02-05
CN105275625B (zh) 2020-01-17
US9297320B2 (en) 2016-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015111200A1 (de) Systeme und verfahren zur temperaturkontrolle des abgaskatalysators
DE102006043670B4 (de) System und Verfahren für einen aufgeladenen Motor mit Direkteinspritzung
DE102015108996A1 (de) Systeme und Verfahren zur Aufladungssteuerung
DE102015116999A1 (de) Systeme und Verfahren für Übergangssteuerung
DE102014216663B4 (de) Verfahren für verbesserte Verdünnungstoleranz
DE102010046897B4 (de) Verfahren zum Regenerieren eines Partikelfilters für einen Direkteinspritzmotor
DE102015111731A1 (de) Systeme und verfahren zur egr-steuerung
DE102015111701A1 (de) Dedizierter egr-zylinder mit veränderlicher ladungsbewegung
DE102015111990A1 (de) Systeme und Verfahren für ein modifiziertes Zylinderzündintervall in einem Motor mit dedizierter Abgasrückführung EGR
DE102015108293A1 (de) Systeme und Verfahren zur EGR-Steuerung
DE102017129861A1 (de) Systeme und Verfahren für ein geteiltes Abgasbrennkraftmaschinensystem
DE102012220527B4 (de) NOx-FEEDBACK ZUR VERBRENNUNGSSTEUERUNG
DE102017129995A1 (de) Systeme und verfahren für ein geteiltes abgasbrennkraftmaschinensystem
DE102017129851A1 (de) Systeme und Verfahren für ein geteiltes Abgasbrennkraftmaschinensystem
DE102017130207A1 (de) Systeme und verfahren für ein geteiltes abgasbrennkraftmaschinensystem
DE102017130051A1 (de) Systeme und verfahren für ein geteiltes abgasbrennkraftmaschinensystem
DE102019115180A1 (de) System und verfahren zum beschleunigen der motorerwärmung
DE102017129862A1 (de) Systeme und Verfahren für ein geteiltes Abgasbrennkraftmaschinensystem
DE102014210785A1 (de) Nachverbrennungseinspritzung in dedizierte agr-zylinder
DE102017129962A1 (de) Systeme und verfahren für ein geteiltes abgasbrennkraftmaschinensystem
DE102015111793A1 (de) Verfahren und System zum diagonalen Durchblasabgasspülen
DE102014118588A1 (de) Kraftstoffnacheinspritzung eines gasförmigen Kraftstoffs zur Verringerung von Schadstoffemissionen
DE102015200815A1 (de) Verfahren und System für die Vorzündungssteuerung
DE102015110924A1 (de) Systeme und Verfahren für eine dedizierte EGR-Zylinder-Abgastemperatursteuerung
DE102012106343A1 (de) Verfahren und System für einen turboaufgeladenen Motor

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: ETL IP PATENT- UND RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT M, DE

Representative=s name: ETL WABLAT & KOLLEGEN PATENT- UND RECHTSANWALT, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ETL IP PATENT- UND RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT M, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee