DE102016220147A1 - Motorsystem und Steuerverfahren des Motorsystems - Google Patents

Motorsystem und Steuerverfahren des Motorsystems Download PDF

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Abstract

Ein Motorsystem umfasst einen Ansaugtrakt, einen Nicht-Abschalt-Auslasskanal, einen zweiten Auspuffkrümmer, einen ersten Turbolader mit einer ersten Turbine, die durch Abgas gedreht wird, das durch den ersten Auspuffkrümmer strömt, einen zweiten Turbolader mit einer zweiten Turbine, die durch Agas gedreht wird, das durch den zweiten Auspuffkrümmer strömt, einen Abgasauslass, einen Haupteinlass-Zirkulationskanal, der in Verbindung mit dem Ansaugtrakt über einen Kompressor des ersten Turboladers in Verbindung steht, so dass Ladeluft an den Ansaugtrakt zugeführt wird, einen Nebeneinlass-Zirkulationskanal, der mit dem Haupteinlass-Zirkulationskanal über einen Kompressor des zweiten Turboladers in Verbindung steht, so dass Ladeluft an den Haupteinlass-Zirkulationskanal zugeführt wird, und ein Abschalt-Ventil, das an dem Nebeneinlass-Zirkulationskanal zwischen dem Kompressor des zweiten Turboladers und dem Haupteinlass-Zirkulationskanal angeordnet ist, um wahlweise den Nebeneinlass-Zirkulationskanal zu öffnen/zu schließen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Motorsystem und Steuerverfahren desselben. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere ein Motorsystem und ein Steuerverfahren desselben, wobei die Ladeeffizienz und der thermische Wirkungsgrad verbessert werden.
  • HINTERGRUND
  • Im Allgemeinen ist eine Brennkraftmaschine eine Vorrichtung, die unter Verwendung von Energie aus Wärme und Druck arbeitet, die durch Verbrennen eines Gasgemisches in einer Brennkammer erzeugt wird. Als Brennkraftmaschine wird im Allgemeinen ein Mehrzylindermotor mit einer Mehrzahl von Zylindern zum Erhöhen der Leistung und Reduzieren von Geräuschen und Vibrationen verwendet.
  • Ein Dieselmotor der Brennkraftmaschine weist im Allgemeinen im Vergleich zu einem Ottomotor/Benzinmotor einen Wirkungsgrad von etwa 40% auf, welcher sich aus einem höheren Verdichtungsverhältnis des Dieselmotors ergibt. Darüber hinaus können Vorrichtungen, wie beispielsweise ein Turbolader, der Druckluft an einen Zylinder zuführt, und ein Ladeluftkühler, der die Ansaugluft eines Motors mit einer hohen Temperatur abkühlt, bei einem Dieselmotor zusätzlich vorgesehen werden, so dass eine Ausgangsleistung, die niedriger als eine Ausgangsleistung eines Ottomotors ist, in einem herkömmlichen Dieselmotor verbessert wird, so dass sie gleich oder höher als eine Ausgangsleistung eines Ottomotors wird.
  • Unterdessen ist eine Forschung zum Verringern des Kraftstoffverbrauchs und gleichzeitigem Erhöhen eines Ausgangsdrehmoments in mittleren und niedrigen Geschwindigkeitsabschnitten eines Motors mit einem Turbolader betrieben worden und eine Forschung zum effizienten Steuern zum Zuführen von rückgeführtem Abgas betrieben worden.
  • Als eine Technologie ist gemäß der Forschung eine Zylinderabschaltvorrichtung eines Motors, die die Kraftstoffeffizienz durch Abschalten/Deaktivieren von einigen einer Mehrzahl von Zylindern in einem Motor verbessert, wenn der Motor in mittleren und niedrigen Geschwindigkeitsabschnitten angetrieben wird, entwickelt worden.
  • Zum Beispiel spritzt die Vorrichtung bei einem Vierzylindermotor möglicherweise kein Gasgemisch in zwei Zylinder ein und zündet dieses und kann den Motor mit nur den anderen beiden Zylindern betreiben.
  • Da jedoch eine Kapazität einer Turbine eines Turboladers übermäßig ist, wenn einige einer Mehrzahl von Zylindern abgeschaltet werden, kann ein Wirkungsgrad der Aufladung oder Turboaufladung verringert werden, eine Zufuhr eines rückgeführten Abgases kann verschlechtert werden und der thermische Wirkungsgrad kann reduziert werden.
  • Die obigen Informationen, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart werden, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und sie können demzufolge Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Offenbarung ist im Bestreben gemacht worden, um ein Motorsystem und Steuerverfahren desselben bereitzustellen, aufweisend die Vorteile zum Sicherstellen der Ladeeffizienz und gleichmäßigen Zufuhr von Abgas, selbst wenn einige Zylinder abgeschaltet/deaktiviert sind.
  • Ein Motorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann ein Motorsystem mit einer Mehrzahl von Zylindern sein, aufweisend zumindest einen Abschalt-Zylinder, der wahlweise abgeschaltet wird, und zumindest einen Nicht-Abschalt-Zylinder, der ständig nicht abgeschaltet ist.
  • Ein Motorsystem mit einer Mehrzahl von Zylindern, aufweisend zumindest einen Abschalt-Zylinder, der wahlweise abgeschaltet wird, und zumindest einen Nicht-Abschalt-Zylinder, der nie abgeschaltet wird, kann umfassen einen Ansaugtrakt zum Einsaugen/Ansaugen von Außenluft, um so Außenluft an ein Saugrohr bzw. einen Ansaugkrümmer zu übertragen/weiterzuleiten, so dass Luft jeweils an die Mehrzahl von Zylindern zugeführt wird; einen Nicht-Abschalt-Auslasskanal zum Aufnehmen/Empfangen von Abgas von dem Nicht-Abschalt-Zylinder; einen ersten Auspuffkrümmer zum Aufnehmen/Empfangen von Abgas von dem Nicht-Abschalt-Auslasskanal; einen Abschalt-Auslasskanal zum Aufnehmen/Empfangen von Abgas von dem Abschalt-Zylinder; einen zweiten Auspuffkrümmer zum Aufnehmen/Empfangen von Abgas von dem Abschalt-Auslasskanal; einen ersten Turbolader mit einer ersten Turbine, die durch Abgas gedreht wird, das über bzw. durch den ersten Auspuffkrümmer strömt; einen zweiten Turbolader mit einer zweiten Turbine, die durch Abgas gedreht wird, das über bzw. durch den zweiten Auspuffkrümmer strömt; einen Abgasauslass zum Abführen/Ausstoßen von durch die erste und zweite Turbine des ersten und zweiten Turboladers strömenden Abgas nach außen; einen Haupteinlass-Zirkulationskanal, der in Verbindung mit dem Ansaugtrakt über einen Kompressor des ersten Turboladers in Verbindung steht, so dass Ladeluft an den Ansaugtrakt zugeführt wird; einen Nebeneinlass-Zirkulationskanal, der mit dem Haupteinlass-Zirkulationskanal über einen Kompressor des zweiten Turboladers in Verbindung steht, so dass Ladeluft an den Haupteinlass-Zirkulationskanal zugeführt wird; und ein Abschalt-Ventil, das an/in dem Nebeneinlass-Zirkulationskanal zwischen dem Kompressor des zweiten Turboladers und dem Haupteinlass-Zirkulationskanal angeordnet ist, um wahlweise den Nebeneinlass-Zirkulationskanal zu öffnen/zu schließen.
  • Eine Steuerung (Controller) kann einen Betrieb des Abschalt-Ventils steuern/regeln.
  • Das Abschalt-Ventil kann betrieben/betätigt werden, um den Nebeneinlass-Zirkulationskanal zu schließen, wenn der Abschalt-Zylinder abgeschaltet ist.
  • Ein Abgasrückführungskanal kann einen aus dem Nicht-Abschalt-Auslasskanal und dem ersten Auspuffkrümmer mit dem Ansaugtrakt in Verbindung bringen, um Abgas des Nicht-Abschalt-Zylinders zurückzuführen.
  • Ein Rückführventil kann wahlweise den Abgasrückführungskanal öffnen/schließen und das Motorsystem kann eine Steuerung (Controller) zum Steuern eines Betriebs des Rückführventils aufweisen.
  • Ein Ladeluftkühler kann Ladeluft mit einer hohen Temperatur, was durch Kompressoren des ersten und zweiten Turboladers verursacht wird, kühlen.
  • Ein Motorsystem-Steuerverfahren zum Steuern eines Motorsystems mit zumindest einem Nicht-Abschalt-Zylinder, der nie abgeschaltet wird, zumindest einem Abschalt-Zylinder, der wahlweise abgeschaltet wird, einem ersten Auspuffkrümmer, der in Verbindung mit dem Nicht-Abschalt-Zylinder steht, einem zweiten Auspuffkrümmer, der in Verbindung mit dem Abschalt-Zylinder steht, einem ersten Turbolader mit einer ersten Turbine, die durch Abgas gedreht wird, das durch den ersten Auspuffkrümmer strömt, einem zweiten Turbolader mit einer zweiten Turbine, die durch Abgas gedreht wird, das durch den zweiten Auspuffkrümmer strömt, einen Haupteinlass-Zirkulationskanal, der Ansaugluft über einen Kompressor des ersten Turboladers überträgt/weiterleitet, und einen Nebeneinlass-Zirkulationskanal, der Ansaugluft über einen Kompressor des zweiten Turboladers überträgt/weiterleitet, kann umfassen ein Bestimmen, ob eine CDA-Bedingung (Zylinderabschalt-Bedingung) zum Abschalten/Deaktivieren des Abschalt-Zylinders erfüllt wird, wenn ein Motor gestartet ist; Bestimmen, ob eine Abschaltung des Abschalt-Zylinders durchgeführt werden soll; Blockieren des Einlasses des Abschalt-Zylinders, um eine Abschaltung des Abschalt-Zylinders zu realisieren/umzusetzen; Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung des Abschalt-Zylinders, um eine Abschaltung des Abschalt-Zylinders zu realisieren/umzusetzen; und Schließen des Nebeneinlass-Zirkulationskanals, wenn der Abschalt-Zylinder abgeschaltet ist.
  • Die Schritte zum Blockieren des Einlasses, Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung und Schließen des Nebeneinlass-Zirkulationskanals können gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Das Verfahren kann umfassen ein Durchführen und Beibehalten eines CDA-Modus, wenn die Schritte zum Blockieren des Einlasses, Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung und Schließen des Nebeneinlass-Zirkulationskanals durchgeführt und beibehalten werden.
  • Ansaugluft kann an den Abschalt-Zylinder zugeführt werden, wenn die CDA-Bedingung nicht erfüllt wird oder wenn es bestimmt wird, dass die Abschaltung des Abschalt-Zylinders nicht durchgeführt werden soll.
  • Kraftstoff kann an/in den Abschalt-Zylinder eingespritzt werden, wenn die CDA-Bedingung nicht erfüllt wird oder wenn es bestimmt wird, dass die Abschaltung des Abschalt-Zylinders nicht durchgeführt werden soll.
  • Der Nebeneinlass-Zirkulationskanal wird geöffnet, wenn die CDA-Bedingung nicht erfüllt wird oder wenn es bestimmt wird, dass die Abschaltung des Abschalt-Zylinders nicht durchgeführt werden soll.
  • Das Verfahren kann umfassen ein Durchführen und Beibehalten eines allgemeinen Modus, wobei Ansaugluft auf normale Weise an den Abschalt-Zylinder zugeführt wird, Kraftstoff auf normale Weise an/in den Abschalt-Zylinder eingespritzt wird und der Nebeneinlass-Zirkulationskanal geöffnet wird, wenn die CDA-Bedingung nicht erfüllt wird oder wenn es bestimmt wird, dass die Abschaltung des Abschalt-Zylinders nicht durchgeführt werden soll.
  • Das Verfahren kann ferner umfassen ein Bestimmen, ob ein Starten des Motors AUSGESCHALTET/ABGESCHALTET werden soll, und das Verfahren wird beendet, wenn des Motorstarten AUSGESCHALTET/ABGESCHALTET werden soll.
  • Das Verfahren kann zu dem Schritt zum Bestimmen, ob die CDA-Bedingung erfüllt wird, zurückgeführt werden, wenn das Motorstarten nicht AUSGESCHALTET/ABGESCHALTET werden soll.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Motorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern/Regeln eines Motorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Motorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in 1 gezeigt, kann ein Motorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung umfassen einen Ansaugtrakt 110, einen Ansaugkrümmer 114, einen Motor (Brennkraftmaschine) 5, einen ersten Zylinder 1, einen zweiten Zylinder 2, einen dritten Zylinder 3, einen vierten Zylinder 4, einen ersten Auslasskanal 121, einen zweiten Auslasskanal 122, einen dritten Auslasskanal 123, einen vierten Auslasskanal 124, einen ersten Auspuffkrümmer 125, einen zweiten Auspuffkrümmer 127, einen ersten Turbolader 10, einen zweiten Turbolader 20, einen Abgasauslass 129, einen Haupteinlass-Zirkulationskanal 112, einen Ladeluftkühler 16, einen Abgasrückführungskanal 130, ein Rückführventil 132, ein Nebeneinlass-Rückführungskanal 118, ein Abschalt-Ventil 30 und eine Steuerung 50.
  • Der Ansaugtrakt 110 kann ein Kanal sein, der Außenluft durch Öffnen eines allgemeinen Drosselventils (nicht gezeigt) ansaugt.
  • Der Ansaugkrümmer 114 kann gebildet sein, um durch den Ansaugtrakt 110 angesaugte Luft an die jeweiligen Zylinder 1, 2, 3 und 4 des Motors 5 zuzuführen.
  • Der Motor 5 kann vier Zylinder haben, aufweisend einen ersten Zylinder 1, einen zweiten Zylinder 2, einen dritten Zylinder 3 und einen vierten Zylinder 4. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung stellt einen Motor 5 dar und weist erste, zweite, dritte und vierte Zylinder 1, 2, 3 und 4 auf, aber eine Anzahl von Zylindern, die in dem Mehrzylindermotor umfasst sind, ist nicht darauf beschränkt. Hierin können die Zahlen des ersten, zweiten, dritte und vierten Zylinder (1, 2, 3 und 4) einen Reihenfolge bezeichnen/bedeuten, in der sie von einer Vorderseite des Motors 5 aus angeordnet sind.
  • Der erste Auslasskanal 121 kann mit dem ersten Zylinder 1 in Verbindung stehen, um Abgas von dem ersten Zylinder 1 aufzunehmen.
  • Der zweite Auslasskanal 12 kann mit dem zweiten Zylinder 2 in Verbindung stehen, um Abgas von dem zweiten Zylinder 2 aufzunehmen.
  • Der dritte Auslasskanal 123 kann mit dem dritten Zylinder 3 in Verbindung stehen, um Abgas von dem dritten Zylinder 3 aufzunehmen.
  • Der vierte Auslasskanal 124 kann mit dem vierten Zylinder 4 in Verbindung stehen, um Abgas von dem vierten Zylinder 4 aufzunehmen.
  • Der erste Auspuffkrümmer 125 kann Abgas von den Zylindern 1 und 4 sammeln, welche nie abgeschaltet/deaktiviert werden, und dann das Abgas austragen/ausstoßen, und der zweite Auspuffkrümmer 127 kann Abgas von den Zylindern 2 und 3 sammeln, die wahlweise abgeschaltet werden, und dann das Abgas ausstoßen. Zu diesem Zeitpunkt sind der erste und vierte Zylinder 1 und 4 Nicht-Abschalt-Zylinder, die nie abgeschaltet werden, und der zweite und dritte Zylinder 2 und 3 sind Abschalt-Zylinder, die wahlweise abgeschaltet werden. Zusätzlich kann eine Zylinderabschaltung (cylinder deactivation – CDA) des zweiten und dritten Zylinders 2 und 3 wahlweise in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Motors 5 realisiert werden. Unterdessen werden der zweite Auslasskanal 122 und der dritte Auslasskanal 123, die mit dem zweiten Zylinder 2 beziehungsweise dem dritten Zylinder 3 in Verbindung stehen können, ”Abschalt-Auslasskanal 122 und 123” genannt, und der erste Auslasskanal 121 und der vierte Auslasskanal 124, die mit dem ersten Zylinder beziehungsweise dem vierten Zylinder 4 in Verbindung stehen können, werden ”Nicht-Abschalt-Auslasskanal” 121 und 124 genannt.
  • Hierin ist es dem Fachmann bekannt, dass eine Zylinderabschaltung durch Stoppen der Zündung, Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung, Blockieren des Einlasses und so weiter realisiert wird, so dass eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen werden kann.
  • Der erste Turbolader 10 und der zweite Turbolader 20 umfassen Turbinen 12 und 22, die sich unter Verwendung von Energie des Abgases drehen, und führen die Funktion eines allgemeinen/gewöhnlichen Turboladers durch, dass ein Kompressor 14 und 24, die direkt mit der Turbine 12 und 22 oder mit der ersten Turbine und zweiten Turbine 22 verbunden sind, geladene oder turboaufgeladene oder mit Druck beaufschlagte Luft in die Zylinder 1, 2, 3 und 4 drückt/presst, um eine Ausgangsleistung des Motors 5 zu verbessern. Unterdessen können der erste Turbolader 10 und der zweite Turbolader 20 Turbolader sein, die die gleiche Kapazität aufweisen. Ferner können der erste und zweite Turbolader 10 und 20 eine Kapazität und Volumen aufweisen, die kleiner sind als eine Kapazität und ein Volumen eines Turboladers in einem herkömmlichen Motor, in dem der Turbolader vorgesehen ist.
  • Das durch den ersten Auspuffkrümmer 125 strömende Abgas kann zugeführt werden, um die Turbine 12 des ersten Turboladers 10 zu drehen, und das durch den zweiten Auspuffkrümmer 127 strömende Abgas kann zugeführt werden, um die Turbine 22 des zweiten Turboladers 20 zu drehen.
  • Der Abgasauslass 129 kann das durch die Turbine 12 des ersten Turboladers 10 und die Turbine 22 des zweiten Turboladers 20 strömende Abgas vereinigen/verdichten und dann das Abgas nach außen abführen.
  • Der Haupteinlass-Rückführungskanal 112 kann mit dem Ansaugtrakt 110 über den ersten Kompressor des ersten Turboladers 10 in Verbindung stehen. Darüber hinaus ist die in den Haupteinlass-Rückführungskanal 112 strömende Außenluft Ladeluft mit einer hohen Temperatur, indem sie über den Kompressor 14 strömt.
  • Unterdessen, wenn das Abgas durch den ersten Auspuffkrümmer 125 strömt, der mit dem ersten und dem vierten Zylinder 1 und 4 in Verbindung stehen kann, und immer die Turbine 12 des ersten Turboladers 10 unabhängig von einer Abschaltung des zweiten und des dritten Zylinders 2 und 3 dreht, wird der erste Turbolader 10 immer betrieben. Somit kann die Ladeeffizienz der Luft, die durch den Kompressor 14 des ersten Turboladers 10 durch den Haupteinlass-Rückführungskanal 112 strömt, auch dann gewährleistet werden, wenn der zweite und dritte Zylinder 2 und 3 abgeschaltet sind.
  • Der Ladeluftkühler 16 kann eine Vorrichtung sein, die an/in dem Haupteinlass-Rückführungskanal 112 zum Kühlen der Ladeluft mit einer hohen Temperatur als Ergebnis des Kompressors 14 angeordnet ist. Das heißt, in den Haupteinlass-Rückführungskanal 112 strömende Außenluft kann der Reihe nach/sequenziell durch den Kompressor 14 und den Ladeluftkühler 16 geleitet werden, um an den Ansaugtrakt 110 zugeführt zu werden.
  • Ein Ende des Abgasrückführungskanals 130 kann mit einem des ersten Auslasskanals 1, vierten Auslasskanals 4 und des ersten Auspuffkrümmers 125, durch welche Abgas des ersten und des vierten Zylinders 1 und 4 geleitet werden kann, in Verbindung stehen, um einen Teil des Abgases des ersten und des vierten Zylinders 1 und 4 rückzuführen. Wie in 2 dargestellt, kann der Abgasrückführungskanal 130 mit dem vierten Auslasskanal 4 in nicht einschränkender Weise in Verbindung stehen. Wenn der Abgasrückführungskanal 130 geöffnet wird, strömt ein Teil des Abgases, das durch den in Verbindung stehenden ersten Auslasskanal 1, vierten Auslasskanal und den ersten Auspuffkrümmer 125 strömt, in den Abgasrückführungskanal 130. Darüber hinaus kann das andere Ende des Abgasrückführungskanals 130 in Verbindung mit dem Ansaugtrakt 110 stehen, so dass ein Teil des Abgases der ersten und des vierten Zylinders 1 und 4 an den Ansaugtrakt 110 zugeführt wird, um rückgeführt zu werden.
  • Das Rückführventil 132 ist in/an dem Abgasrückführungskanal 130 angeordnet. Darüber hinaus kann das Rückführventil 132 wahlweise den Abgasrückführungskanal 130 öffnen/schließen, so dass ein Teil des Abgases des vierten und vierten Zylinders 1 und 4 wahlweise an den Ansaugtrakt 110 gemäß dem Zustand des Motors 5 und des Fahr- bzw. Antriebszustandes eines Fahrzeugs zugeführt wird.
  • Der Nebeneinlass-Rückführungskanal 118 kann mit dem Haupteinlass-Rückführungskanal 112 über den Kompressor 24 des zweiten Turboladers 20 in Verbindung stehen. Darüber hinaus kann die in den Nebeneinlass-Rückführungskanal 118 strömende Luft Ladeluft mit einer hohen Temperatur aufgrund des Strömens durch den Kompressor 24 ein. Zu diesem Zeitpunkt kann der Ladeluftkühler 16 die Ladeluft mit einer hohen Temperatur, die an den Haupteinlass-Rückführungskanal 112 rückgeführt wird, kühlen, nachdem sie durch den Kompressor 24 des zweiten Turboladers 20 erwärmt und/oder mit Druck beaufschlagt worden ist.
  • Unterdessen, wenn kein Abgas durch den zweiten Auspuffkrümmer 127 strömt, wenn der zweite und der dritte Zylinder 2 und 3 abgeschaltet sind, wird die Turbine 22 des zweiten Turboladers 20 nicht gedreht. Somit wird der Kompressor 24 des zweiten Turboladers 20 nicht betrieben, wenn der zweite und der dritte Zylinder 2 und 3 abgeschaltet sind.
  • Das Abschalt-Ventil 30 kann an dem Nebeneinlass-Rückführungskanal 118 zwischen dem Kompressor 24 des zweiten Turboladers 20 und dem Haupteinlass-Rückführungskanal 112 angeordnet sein. Darüber hinaus kann das Abschalt-Ventil 30 betrieben/betätigt werden, um den Nebeneinlass-Rückführungskanal 118 zu schließen, wenn der zweite und dritte Zylinder 2 und 3 abgeschaltet sind, und den Nebeneinlass-Rückführungskanal 118 zu öffnen, wenn der zweite und dritte Zylinder 2 und 3 nicht abgeschaltet sind. Mit anderen Worten kann das Abschalt-Ventil 30 betrieben werden, um wahlweise den Nebeneinlass-Rückführungskanal 118 mit dem Haupteinlass-Rückführungskanal 112 gemäß der wahlweisen Abschaltung des zweiten und dritten Zylinders 2 und 3 in Verbindung zu bringen.
  • Demzufolge kann durch den Kompressor 14 des ersten Turboladers 10 strömende Ladeluft nur an den Ansaugtrakt 110 während eines Abschalt-Modus zum Abschalten/Deaktivieren des zweiten und dritten Zylinders 2 und 3 zugeführt werden, und durch den Kompressor 24 des zweiten Turboladers 20 strömende Ladeluft kann an den Ansaugtrakt 110 zusammen mit über den Kompressor 14 des ersten Turboladers 10 strömender Ladeluft während eines allgemeinen Modus zum nicht Abschalten des zweiten und des dritten Zylinders 2 und 3 zugeführt werden.
  • Die Steuerung 50 kann mit dem Rückführventil 132 und dem Abschalt-Ventil 30 verbunden werden/sein, um die Operationen des Rückführventils 132 und des Abschalt-Ventils 30 zu steuern/regeln. Zu diesem Zeitpunkt können das Rückführventil 132 und das Abschalt-Ventil 30 durch ein Solenoid und so weiter elektrisch betrieben werden, wobei die Steuerung 50 eine allgemeine elektronische Steuereinheit (electronic control unit – ECU) sein kann, die verschiedene Steuerungen für elektronische Vorrichtungen eines Fahrzeugs überwacht.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern/Regeln eines Motorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in 2 gezeigt ist, wenn der Motor 5 in einem Schritt S100 gestartet wird, kann die Steuerung 50 in einem Schritt S110 bestimmen, ob Bedingungen für eine Zylinderabschaltung (cylinder deactivation – CDA) erfüllt sind. Hierin kann die CDA-Bedingung zum Abschalten des zweiten und dritten Zylinders 2 und 3 gemäß den Betriebszuständen des Motors 5 durch einen Fachmann vorgegeben werden.
  • Wenn die CDA-Bedingung erfüllt ist, kann die Steuerung 50 im Schritt S120 bestimmen, ob eine Abschaltung des zweiten und dritten Zylinders 2 und 3 durchgeführt werden soll. Hierin kann der Schritt S120 zum Bestimmen, ob eine Abschaltung durchgeführt werden soll, durch Empfangen von Informationen über die Antriebszustände/Fahrzustände eines Fahrzeugs durchgeführt werden.
  • Wenn es bestimmt wird, dass eine Abschaltung des zweiten und des dritten Zylinders 2 und 3 durchgeführt werden soll, kann der Einlass des zweiten und des dritten Zylinders 2 und 3 in einem Schritt S130 blockiert werden. Hierbei ist es einem Fachmann bekannt, dass ein Blockieren eines Einlasses durch Abschaltung/Deaktivierung eines Einlassventils (nicht gezeigt) durchgeführt werden kann. Darüber hinaus kann eine Abschaltung des Einlassventils durch die Steuerung 50 gesteuert werden.
  • Wenn der Einlass des zweiten und dritten Zylinders 2 und 2 blockiert ist, kann die Kraftstoffeinspritzung des zweiten, dritten Zylinders 2 und 2 in einem Schritt S140 unterbrochen werden. Hierbei ist es einem Fachmann bekannt, dass ein Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung durch Abschaltung/Deaktivierung eines Injektors (nicht gezeigt) durchgeführt werden kann. Zusätzlich kann eine Abschaltung des Injektors durch die Steuerung 50 gesteuert werden.
  • Wenn die Kraftstoffeinspritzung des zweiten und dritten Zylinders 2 und 3 unterbrochen ist, kann die Steuerung 50 das Abschalt-Ventil 30 in einem Schritt S150 steuern, so dass der Nebeneinlass-Rückführungskanal 118 geschlossen wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt können der Schritt S130 zum Blockieren des Einlasses, der Schritt S140 zum Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung und der Schritt S150 zum Schließen des Abschalt-Ventils 30 entsprechend einer Ausführung durch einen Fachmann gleichzeitig oder der Reihe nach/sequenziell durchgeführt werden. Darüber hinaus kann, wenn der Schritt S130 zum Blockieren des Einlasses, der Schritt S140 zum Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung und der Schritt S150 zum Schließen des Abschalt-Ventils 30 durchgeführt und beibehalten werden, der Zylinderabschaltungsmodus (CDA-Modus) des Motors 5 in einem Schritt S160 durchgeführt und beibehalten werden.
  • Wenn die CDA-Bedingung in dem Schritt S110 nicht erfüllt wird oder es bestimmt wird, dass die Abschaltung des zweiten und dritten Zylinders 2 und 3 in Schritt S120 nicht durchgeführt werden soll, kann Ansaugluft an den zweiten und dritten Zylinder 2 und 3 in einem Schritt S170 zugeführt werden. Das heißt, die Einlassventile von allen Zylindern 1, 2, 3 und 4 können normal betrieben werden, um Ansaugluft zuzuführen.
  • Wenn die Ansaugluft an den zweiten und dritten Zylinder 2 und 3 zugeführt wird, kann Kraftstoff in den zweiten und dritten Zylinder 2 und 2 in einem Schritt S180 eingespritzt werden. Das heißt, die Injektoren von allen Zylindern 1, 2, 3 und 4 können normal betrieben werden, um Kraftstoff einzuspritzen.
  • Wenn Kraftstoff in den zweiten und dritten Zylinder 2 und 3 eingespritzt wird, kann die Steuerung 50 das Abschalt-Ventil 30 in einem Schritt S190 steuern, so dass der Nebeneinlass-Rückführungskanal 118 geöffnet wird. Darüber hinaus wird, wenn der Schritt S170 zum normalen Zuführen von Ansaugluft, der Schritt S180 zum normalen Einspritzen von Kraftstoff und der Schritt S190 zum Öffnen des Abschalt-Ventils 30 durchgeführt und beibehalten werden, ein allgemeiner Modus des Motors 5 in einem Schritt S200 durchgeführt und beibehalten werden, so dass der Zylinder 2 und 3 nicht abgeschaltet werden.
  • Während der CDA-Modus des Motors 5 in dem Schritt S160 durchgeführt und beibehalten wird oder der allgemeine Modus des Motors 5 durchgeführt und beibehalten wird, kann die Steuerung 50 konsequent in einem Schritt S210 bestimmen, ob ein Starten des Motors 5 ABGESCHALTET werden soll.
  • Wenn das Starten des Motors 5 nicht ABGESCHALTET werden soll, kann zum Schritt S110 zurückgekehrt werden.
  • Unterdessen, wenn das Starten des Motors 5 ABGESCHALTET werden soll, kann ein Motorsystem-Steuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in einem Schritt S220 beendet werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, da die Ladeeffizienz und eine gleichmäßige Zufuhr von Abgas selbst dann sichergestellt werden können, wenn einige Zylinder 2 und 3 abgeschaltet werden, kann ein Bereich der Zylinderabschaltung des Motors 5 erweitert werden. Darüber hinaus kann eine Temperatur von Abgas erhöht werden, sogar während einige Zylinder 2 und 3 abgeschaltet werden, und die Effizienz der Abgasnachbehandlung kann verbessert werden. Demzufolge kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.
  • Während diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische Ausführungsbeispiele erachtet werden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegensatz ist es vorgesehen, verschiedene Abänderungen/Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb der Lehre und des Umfangs der beigefügten Ansprüche umfasst sind.

Claims (15)

  1. Motorsystem mit einer Mehrzahl von Zylindern, aufweisend zumindest einen Abschalt-Zylinder, der wahlweise abgeschaltet wird, und zumindest einen Nicht-Abschalt-Zylinder, der nie abgeschaltet wird, aufweisend: einen Ansaugtrakt zum Ansaugen von Außenluft, um so Außenluft an einen Ansaugkrümmer zu übertragen, so dass Luft jeweils an die Mehrzahl von Zylindern zugeführt wird; einen Nicht-Abschalt-Auslasskanal zum Aufnehmen von Abgas von dem Nicht-Abschalt-Zylinder; einen ersten Auspuffkrümmer zum Aufnehmen von Abgas von dem Nicht-Abschalt-Auslasskanal; einen Abschalt-Auslasskanal zum Aufnehmen von Abgas von dem Abschalt-Zylinder; einen zweiten Auspuffkrümmer zum Aufnehmen von Abgas von dem Abschalt-Auslasskanal; einen ersten Turbolader mit einer ersten Turbine, die durch Abgas gedreht wird, das durch den ersten Auspuffkrümmer strömt; einen zweiten Turbolader mit einer zweiten Turbine, die durch Agas gedreht wird, das durch den zweiten Auspuffkrümmer strömt; einen Abgasauslass zum Ausstoßen von durch die erste und zweite Turbine des ersten beziehungsweise zweiten Turboladers strömenden Abgas nach außen; einen Haupteinlass-Zirkulationskanal, der in Verbindung mit dem Ansaugtrakt über einen Kompressor des ersten Turboladers in Verbindung steht, so dass Ladeluft an den Ansaugtrakt zugeführt wird; einen Nebeneinlass-Zirkulationskanal, der mit dem Haupteinlass-Zirkulationskanal über einen Kompressor des zweiten Turboladers in Verbindung steht, so dass Ladeluft an den Haupteinlass-Zirkulationskanal zugeführt wird; und ein Abschalt-Ventil, das an dem Nebeneinlass-Zirkulationskanal zwischen dem Kompressor des zweiten Turboladers und dem Haupteinlass-Zirkulationskanal angeordnet ist, um wahlweise den Nebeneinlass-Zirkulationskanal zu öffnen/zu schließen.
  2. System nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Steuerung (Controller) zum Steuern eines Betriebs des Abschalt-Ventils.
  3. System nach Anspruch 1, wobei das Abschalt-Ventil betätigt wird, um den Nebeneinlass-Zirkulationskanal zu schließen, wenn der Abschalt-Zylinder abgeschaltet ist.
  4. System nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Abgasrückführungskanal zum in Verbindung bringen von einem aus dem Nicht-Abschalt-Auslasskanal und dem ersten Auspuffkrümmer mit dem Ansaugtrakt, um Abgas des Nicht-Abschalt-Zylinders zurückzuführen.
  5. System nach Anspruch 4, ferner aufweisend ein Rückführventil, das vorgesehen ist, um wahlweise den Abgasrückführungskanal zu öffnen/zu schließen und eine Steuerung (Controller) zum Steuern eines Betriebs des Rückführventils.
  6. System nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Ladeluftkühler zum Kühlen von Ladeluft mit einer hohen Temperatur, was durch Kompressoren des ersten und zweiten Turboladers verursacht wird.
  7. Motorsystem-Steuerverfahren zum Steuern eines Motorsystems mit zumindest einem Nicht-Abschalt-Zylinder, der nie abgeschaltet wird, zumindest einem Abschalt-Zylinder, der wahlweise abgeschaltet wird, einem ersten Auspuffkrümmer, der in Verbindung mit dem Nicht-Abschalt-Zylinder steht, einem zweiten Auspuffkrümmer, der in Verbindung mit dem Abschalt-Zylinder steht, einem ersten Turbolader mit einer ersten Turbine, die durch Abgas gedreht wird, das durch den ersten Auspuffkrümmer strömt, einem zweiten Turbolader mit einer zweiten Turbine, die durch Abgas gedreht wird, das durch den zweiten Auspuffkrümmer strömt, einen Haupteinlass-Zirkulationskanal, der Ansaugluft über einen Kompressor des ersten Turboladers weiterleitet, und einen Nebeneinlass-Zirkulationskanal, der Ansaugluft über einen Kompressor des zweiten Turboladers weiterleitet, aufweisend: Bestimmen, ob eine CDA-Bedingung (Zylinderabschalt-Bedingung) zum Abschalten des Abschalt-Zylinders erfüllt wird, wenn ein Motor gestartet ist; Bestimmen, ob eine Abschaltung des Abschalt-Zylinders durchgeführt werden soll; Blockieren des Einlasses des Abschalt-Zylinders, um eine Abschaltung des Abschalt-Zylinders umzusetzen; Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung des Abschalt-Zylinders, um eine Abschaltung des Abschalt-Zylinders zu umzusetzen; und Schließen des Nebeneinlass-Zirkulationskanals, wenn der Abschalt-Zylinder abgeschaltet ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Schritte zum Blockieren des Einlasses, Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung und Schließen des Nebeneinlass-Zirkulationskanals gleichzeitig durchgeführt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend ein Durchführen und Beibehalten eines CDA-Modus, wenn die Schritte zum Blockieren des Einlasses, Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung und Schließen des Nebeneinlass-Zirkulationskanals durchgeführt und beibehalten werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Ansaugluft an den Abschalt-Zylinder zugeführt wird, wenn die CDA-Bedingung nicht erfüllt wird oder wenn es bestimmt wird, dass die Abschaltung des Abschalt-Zylinders nicht durchgeführt werden soll.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Kraftstoff in den Abschalt-Zylinder eingespritzt wird, wenn die CDA-Bedingung nicht erfüllt wird oder wenn es bestimmt wird, dass die Abschaltung des Abschalt-Zylinders nicht durchgeführt werden soll.
  12. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Nebeneinlass-Zirkulationskanal geöffnet wird, wenn die CDA-Bedingung nicht erfüllt wird oder wenn es bestimmt wird, dass die Abschaltung des Abschalt-Zylinders nicht durchgeführt werden soll.
  13. Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend ein Durchführen und Beibehalten eines allgemeinen Modus, wobei Ansaugluft auf normale Weise an den Abschalt-Zylinder zugeführt wird, Kraftstoff auf normale Weise in den Abschalt-Zylinder eingespritzt wird und der Nebeneinlass-Zirkulationskanal geöffnet ist, wenn die CDA-Bedingung nicht erfüllt wird oder wenn es bestimmt wird, dass die Abschaltung des Abschalt-Zylinders nicht durchgeführt werden soll.
  14. Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend ein Bestimmen, ob ein Starten des Motors AUSGESCHALTET/ABGESCHALTET werden soll, und das Verfahren wird beendet, wenn des Motorstarten AUSGESCHALTET/ABGESCHALTET werden soll.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren zu dem Schritt zum Bestimmen, ob die CDA-Bedingung erfüllt wird, zurückgeführt wird, wenn das Motorstarten nicht AUSGESCHALTET/ABGESCHALTET werden soll.
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