DE102017124453A1 - Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der ein EGR-System mit dediziertem Zylinder einsetzt - Google Patents

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Abstract

Ein mehrzylindriger fremdgezündeter Verbrennungsmotor weist eine Vielzahl von ersten und zweiten Einlassventilen auf, die zwischen dem Lufteinlasssystem und einer entsprechenden Vielzahl von Motorzylindern angeordnet sind. Der Motor beinhaltet auch ein Abgasrückführungssystem (EGR-System) mit einem dedizierten Zylinder, das einen Abgasläufer, der zwischen Auslassventil(en) eines der Zylinder und dem Lufteinlasssystem des Motors strömungsmäßig verbunden ist, beinhaltet. Ein steuerbares Einlassventilaktivierungssystem ist konfiguriert, um Öffnungen der Vielzahl von ersten und zweiten Einlassventilen zu steuern. Eine Steuerung ist operativ mit dem Motor und dem steuerbaren Einlassventilaktivierungssystem verbunden und beinhaltet einen Anweisungssatz beinhaltet, um den Betrieb des Motors zu überwachen, und Öffnungen der Vielzahl von ersten Einlassventilen und Öffnungen der Vielzahl von zweiten Einlassventilen zu steuern, um eine Zylinderfüllung im Zylinder zu mischen, die Verbrennungsstabilität für einen Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkt erreicht.

Description

  • EINLEITUNG
  • Verbrennungsmotoren (Motoren) erzeugen mechanische Leistung in Form von Drehmoment und Drehzahl durch Verbrennen eines Gemisches aus Luft und Kraftstoff in einer oder mehreren Verbrennungskammern. Während der Verbrennung werden verschiedene Abgase erzeugt. Ein Teil des Abgases kann in die Motorzylinder zurückgeführt werden, z. B. über ein Abgasrückführungssystem. Das zurückgeführte Abgas kann eine Menge an brennbarem Gemisch im Zylinder verdrängen, was zu einer erhöhten Motorleistung und niedrigeren Verbrennungstemperaturen führt, die dazu dienen können, die Bildung bestimmter gasförmiger Nebenprodukte zu reduzieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es wird ein mehrzylindriges fremdgezündetes Verbrennungsmotorsystem (Motor) beschrieben und beinhaltet eine Motorunterbaugruppe mit einem Motorblock, der eine Vielzahl von Zylindern definiert, und eine Vielzahl von ersten und zweiten Einlassventilen, die in einem Zylinderkopf zwischen einem Lufteinlasssystem und den Zylindern angeordnet sind. Der Motor beinhaltet auch ein Abgasrückführungssystem (EGR-System) mit einem dedizierten Zylinder, das einen Abgasläufer, der zwischen Auslassventil(en) eines der Zylinder und dem Lufteinlasssystem des Motors strömungsmäßig verbunden ist, beinhaltet. Ein steuerbares Einlassventilaktivierungssystem ist konfiguriert, um Öffnungen der Vielzahl von ersten und zweiten Einlassventilen zu steuern. Eine Steuerung ist operativ mit dem Motor und dem steuerbaren Einlassventilaktivierungssystem verbunden und beinhaltet einen ausführbaren Anweisungssatz, um den Betrieb des Motors zu überwachen, und Öffnungen der Vielzahl von ersten Einlassventilen und Öffnungen der Vielzahl von zweiten Einlassventilen zu steuern, um eine Zylinderinnenmischung einer Zylinderladung zu generieren, die Verbrennungsstabilität für einen Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkt erreicht.
  • Ein Aspekt beinhaltet das Überwachen des Betriebs des Motors zum Bestimmen eines Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkts und Betreiben des Einlassventilaktivierungssystems zum Steuern von Öffnungen der ersten Einlassventile und der zweiten Einlassventile basierend auf dem Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkt.
  • Ein Aspekt beinhaltet das Betätigen des Einlassventilaktivierungssystems, um sowohl das erste Einlassventil als auch das zweite Einlassventil während jedes Einlasstaktes jedes Verbrennungszyklus zu öffnen.
  • Ein Aspekt umfasst das Betätigen des Einlassventilaktivierungssystems, um nur das erste Einlassventil oder nur das zweite Einlassventil während jedes Einlasstaktes jedes Verbrennungszyklus zu öffnen.
  • Ein Aspekt beinhaltet das Betätigen des Einlassventilaktivierungssystems, um nur das erste Einlassventil oder nur das zweite Einlassventil während jedes Einlasstaktes jedes Verbrennungszyklus zu öffnen, worin die Öffnungszeit des ersten Einlassventils oder des zweiten Einlassventils entweder erhöht oder verringert wird.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch einen Verbrennungsmotor, der eine Motorunterbaugruppe, ein Lufteinlasssystem, ein Abgassystem, ein Abgasrückführungssystem (EGR-System) und einen Turbolader gemäß der Offenbarung beinhaltet; und
    • 2-1 bis 2-6 zeigen graphisch jeweils ein erstes bis sechstes Profil, die verwendet werden können, um eine unter Bezug auf 1 beschriebene Ausführungsform des Verbrennungsmotors zu steuern, worin jedes der Profile in Form eines Ventilöffnungs-Steuerzeitenagramm vorliegt, das die Steuerzeiten und den Hub für die ersten und zweiten Einlassventile und Auslassventile in Bezug auf die Kurbelwellenposition für einen einzelnen Zylinder über einen einzelnen Viertaktmotorzyklus gemäß der Offenbarung beinhaltet.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die hierin beschrieben und veranschaulicht sind, können in einer Vielfalt von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und konstruiert sein. Daher ist die folgende ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen nicht dazu gedacht, den Umfang der Offenbarung, wie beansprucht, einzuschränken, sondern sie ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen davon. Obwohl zahlreiche spezielle Einzelheiten in der folgenden Beschreibung offengelegt werden, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, können zudem einige Ausführungsformen ohne einige oder alle diese Details in die Praxis umgesetzt werden. Darüber hinaus wurde der Klarheit halber bestimmtes technisches Material, das im Stand der Technik bekannt ist, nicht im Detail beschrieben, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden. Des Weiteren sind die Zeichnungen vereinfacht und nicht im exakten Maßstab dargestellt. Jegliche Verwendung von richtungsbezogenen Begriffen sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, dass sie den Umfang der Offenbarung in irgendeiner Weise einschränken. Des Weiteren kann die Offenbarung, wie sie hierin dargestellt und beschrieben wird, in Abwesenheit jeglichen Bestandteils ausgeübt werden, das nicht ausdrücklich hierin offenbart ist. Weiterhin können die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl an Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten bestehen können, die dafür konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen auszuführen. Wie hierin verwendet, beziehen sich der Begriff „stromaufwärts“ und ähnliche Begriffe auf Elemente, die auf eine Entstehung eines Strömungsflusses relativ zu einer angegebenen Position hindeuten und der Begriff „stromabwärts“ und ähnliche Begriffe beziehen sich auf Elemente, die von einer Entstehung eines Strömungsflusses relativ zu einer angegebenen Position entfernt sind.
  • Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Darstellungen lediglich zur Veranschaulichung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und nicht zum Zwecke der Beschränkung derselben dienen sollen. 1 veranschaulicht schematisch eine Viertakt-Verbrennungsmotoranordnung (Motor) 10, die eine Motorunteranordnung 12, ein Lufteinlasssystem 14, ein Abgassystem 16 und ein Abgasrückführungssystem (EGR) mit dediziertem Zylinder 60 beinhaltet. In einer Ausführungsform und, wie gezeigt, kann ein Turbolader 18 verwendet werden. In einer Ausführungsform kann ein motorbetriebener oder ein elektromotorbetriebener Lader verwendet werden. Der Motor 10 kann in einem Fahrzeug eingesetzt werden, um eine Antriebsleistung bereitzustellen, wobei das Fahrzeug eine mobile Plattform in Form eines Nutzfahrzeuges, Industriefahrzeuges, landwirtschaftlichen Fahrzeugs, Personenkraftwagens, Flugzeugs, Wasserfahrzeugs, Zugs, Geländefahrzeugs, einer persönlichen Bewegungsvorrichtung, Roboters und dergleichen beinhalten, um die Zwecke der vorliegenden Offenbarung zu erfüllen.
  • Der Motor 10 ist vorzugsweise als ein fremdgezündeter Verbrennungsmotor mit hohem Verdichtungsverhältnis ausgebildet und kann auch einen anderen geeigneten Verbrennungsmotor umfassen, der Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe verbrennt, um ein Drehmoment zu erzeugen. Die Motorunteranordnung 12 beinhaltet vorzugsweise einen Motorblock, der eine Vielzahl von Zylindern 20 (bezeichnet als Zylinder 1-4), eine entsprechende Vielzahl von Kolben, die sich innerhalb der Zylinder 20 hin- und herbewegen, eine drehbare Kurbelwelle, die mit den Kolben verbunden ist, einen Zylinderkopf 21 und andere Motorkomponenten, wie Kolbenverbindungsstangen, Stifte, Lager und dergleichen. Jeder der Zylinder 20 mit dem entsprechenden Kolben und Abschnitt des Zylinderkopfes 21 definiert eine Brennkammer 15 mit variablem Volumen. Jeder der Vielzahl von Zylindern 20 steht selektiv mit dem Lufteinlasssystem 14 über ein erstes bzw. ein zweites Einlassventil 23 bzw. 24 in Fluidverbindung, um frische/sauerstoffhaltige Luft zu empfangen, und jeder der Vielzahl von Zylindern 20 steht selektiv über Auslassventile 25 in Fluidverbindung mit dem Abgassystem 16 zum Austreiben der Verbrennungs-Abfallprodukte. Während der dargestellte Motor 10 einen Inline-4-Zylinder (I4) Motor zeigt, ist die vorliegende Technologie auf andere Motorkonfigurationen ebenso anwendbar, einschließlich, im Wege eines nicht beschränkenden Beispiele, I2, I3, I5 und I6 Motoren oder V-2, V-4, V-6, V-8, V-10 und V-12 Motoren.
  • Der Zylinderkopf 21 beinhaltet eine Vielzahl von Einlassöffnungen und zugeordnete erste und zweite Einlassventile 23 bzw. 24 für jeden der Zylinder 20, eine Vielzahl von Auslassöffnungen und zugeordnete Auslassventile 25 für jeden der Zylinder 20, und andere Öffnungen und zugehörige Komponenten einschließlich Einspritzdüsen, Fremdzünder und Verbrennungssensoren. Die Vielzahl von erstem und zweitem Einlassventil 23, 24 ist zwischen dem Lufteinlasssystem 14 und einem entsprechenden der Zylinder 20 angeordnet. Die Vielzahl der Auslassventile 25 ist zwischen einem entsprechenden der Zylinder 20 und dem Abgassystem 16 angeordnet. Das Abgassystem 16 beinhaltet vorzugsweise einen ersten Abgaskrümmer 36 und einen zweiten Abgaskrümmer 62, die angeordnet sind, um Abgase, die von dem Motor 10 über Öffnungen der Auslassventile 25 ausgestoßen werden, mitzuführen und zu leiten.
  • Das erste und das zweite Einlassventil 23, 24 sind operativ mit einem variablen Einlassventilaktivierungssystem 22 verbunden, das vorzugsweise eine drehbare Nockenwelle beinhaltet, deren Drehung zur Drehung der Kurbelwelle indiziert ist. Die Auslassventile 25 sind operativ mit einem Auslassventilaktivierungssystem 26 verbunden, das vorzugsweise eine drehbare Nockenwelle beinhaltet, deren Drehung zur Drehung der Kurbelwelle indiziert ist. In einer Ausführungsform kann das Auslassventilaktivierungssystem 26 variabel gesteuert werden, wie hierin beschrieben.
  • Das Lufteinlasssystem 14 kann im Allgemeinen einen Frischlufteinlass, einen Abgasrückführungsmischer (EGR-Mischer) 27, einen Ladeluftkühler 28, eine Drosselklappe 30 und einen Ansaugkrümmer 32 beinhalten. Während des Betriebs des Motors 10 kann Frischluft oder Einlassluft 34 von dem Lufteinlasssystem 14 durch eine zugeordnete Luftreinigeranordnung über den Frischlufteinlass aus der Atmosphäre aufgenommen werden.
  • Die Drosselklappe 30 kann ein steuerbares Leitblech beinhalten, das konfiguriert ist, um den gesamten Luftstrom durch das Lufteinlasssystem 14 und schließlich über den Ansaugkrümmer 32 in die Zylinder 20 zu regulieren. Der Luftstrom von dem Ansaugkrümmer 32 in jeden der Zylinder 20 wird durch das erste und zweite Einlassventil 23, 24 gesteuert, deren Aktivierung durch das variable Einlassventilaktivierungssystem 22 gesteuert wird. Der Abgasstrom aus jedem der Zylinder 20 zu dem ersten und zweiten Abgaskrümmer 36, 62 wird durch das/die Auslassventil(e) 25 gesteuert, deren Aktivierung durch das Auslassventilaktivierungssystem 26 gesteuert werden kann.
  • Der hierin verwendete Begriff „EGR-System mit dediziertem Zylinder“ bezieht sich auf ein System, bei dem alle in einem oder mehreren der Zylinder 20 erzeugten Abgase getrennt und zu dem Lufteinlasssystem 14 geführt werden. In einer Ausführungsform beinhaltet das EGR-System mit dediziertem Zylinder 60 den zweiten Abgaskrümmer 62, ein steuerbares Umlenkventil 64 und einen Einlass-EGR-Wärmetauscher 65, der in Fluidverbindung mit dem Lufteinlasssystem 14 an einem EGR-Mischer 27 steht, der stromaufwärts des Ladeluftkühlers 28 und der Drosselklappe 30 angeordnet ist. Der zweite Abgaskrümmer 62 zieht in dieser Ausführungsform den Abgasstrom von dem Zylinder 4 mit und leitet diesen zu dem Lufteinlasssystem 14, wenn das Umlenkventil 64 in eine erste Position gesteuert wird. Der zweite Abgaskrümmer 62 nimmt den Abgasstrom von dem Zylinder 4 zu dem Abgassystem 16 über eine zweite Leitung 70 mit, wenn das Umlenkventil 64 in eine zweite Position gesteuert wird. Andere Elemente beinhalten vorzugsweise den Einlass-EGR-Wärmetauscher 65, der konfiguriert ist, um die Temperatur des rückgeführten Abgases 41 zu reduzieren oder anderweitig zu verwalten, einen ersten Temperatursensor 61, der angeordnet ist, um die Temperatur des rückgeführten Abgases 41 stromaufwärts des Einlass-EGR-Wärmetauschers 65 zu überwachen und einen zweiten Temperatursensor 63, der angeordnet ist, um die Temperatur des rückgeführten Abgases 41 stromabwärts des Einlass-EGR-Wärmetauschers 65 zu überwachen. Somit kommuniziert das EGR-System mit dediziertem Zylinder 60 in Fluidverbindung mit dem Lufteinlasssystem 14, um das rückgeführte Abgas 41 zu dem Lufteinlasssystem 14 zu leiten. Dieses rückgeführte Abgas 41 kann sich mit der Frischluft 34 innerhalb des EGR-Mischers 27 mischen, um den Sauerstoffgehalt der Einlassluftladung zu verdünnen. n einer Ausführungsform des Motors 10, der das EGR-System mit dediziertem Zylinder 60 verwendet, entspricht die Größenordnung der EGR-Verdünnung der Einlassluftladung ungefähr einem Verhältnis der Anzahl der dedizierten EGR-Zylinder zu der Gesamtanzahl von Zylindern. In 1 liefert ein Zylinder, d. h., Zylinder 4 liefert dedizierte EGR für den Motor 12, der insgesamt 4 Zylinder hat, sodass die EGR-Verdünnung ungefähr 25 % beträgt. Die Verwendung des EGR-Systems mit dediziertem Zylinder 60 kann die Kraftstoffeffizienz in Fremdzündungsmotoren erhöhen. Darüber hinaus kann das EGR-System mit dediziertem Zylinder 60 die Verbrennungstemperatur und die Emissionserzeugung von dem Motor 10 reduzieren. Das erste Abgas 40 wird von den verbleibenden drei Zylindern 20 (d. h. den Zylindern 1-3) erzeugt und wird von dem Motor 10 über das Abgassystem 16 durch die Nachbehandlungsvorrichtung 42 ausgestoßen.
  • Das variable Einlassventilaktivierungssystem 22 beinhaltet Mechanismen und Steuerroutinen, die mit der/den Einlassnockenwelle(n) zusammenwirken, um die Öffnungen und Schließungen der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24 zu steuern, einschließlich des selektiven Deaktivierens eines oder beider der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24. Eine Mechanisierung, die konfiguriert sein kann, um einzeln oder selektiv eines oder beide der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24 zu deaktivieren, umfasst stationärhydraulische Spieleinstellvorrichtungen (SHLA) und Rollenschlepphebel (RFF). Eine andere Mechanisierung, die konfiguriert sein kann, um einzeln oder selektiv eines oder beide der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24 zu deaktivieren, beinhaltet eine Einlassnockenwelle und eine zugehörige Baugruppe, die einen Schiebenocken mit mehreren Nocken aufweist, die selektiv angeordnet sein können, um mit Öffnungen und Schließungen eines oder beider der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24 zu interagieren und diese zu steuern. SHLA-, RFF- und Schiebenocken-Mechanisierungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt.
  • Das Steuern des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 zum Steuern von Öffnungen und Schließungen des ersten und des zweiten Einlassventils 23, 24 beinhaltet das Öffnen sowohl des ersten Einlassventils 23 als auch des zweiten Einlassventils 24 während des Einlasstaktes des Verbrennungszyklus für jeden der Zylinder 20 unter bestimmten Betriebsbedingungen. Dies beinhaltet ferner das Steuern des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22, um selektiv eines der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24 zu deaktivieren, sodass das deaktivierte Ventil während des Einlasstaktes des Verbrennungszyklus für jeden der Zylinder 20 nicht öffnet. Dies kann das Steuern des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 beinhalten, um nur das erste Einlassventil 23 zu aktivieren, während das zweite Einlassventil 24 für jeden der Zylinder 20 deaktiviert wird, sodass das deaktivierte zweite Einlassventil 24 während des Einlasstaktes des Verbrennungszyklus für jeden der Zylinder 20 unter bestimmten Betriebsbedingungen nicht öffnet. Dies kann das Steuern des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 beinhalten, um nur das erste Einlassventil 23 zu deaktivieren, während das zweite Einlassventil 24 für jeden der Zylinder 20 unter bestimmten Betriebsbedingungen aktiviert wird, sodass sich das deaktivierte erste Einlassventil 23 während des Einlasstaktes des Verbrennungszyklus für jeden der Zylinder 20 unter bestimmten Betriebsbedingungen nicht öffnet. Solche Betriebe werden unter Bezugnahme auf die 2-1 bis 2-6 beschrieben.
  • In einer Ausführungsform kann das Auslassventilaktivierungssystem 26 eine variable Nockenwellenversteller (VCP)/variable Hubsteuerungs (VLC)-Vorrichtung umfassen, die mit der/den Auslassnockenwelle(n) zusammenwirkt, um die Öffnungen und Schließungen der Auslassventile 25 zu steuern. Das Steuern der Öffnungen und Schließungen der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24 und der Auslassventile 25 kann das Steuern der Größenordnung des Ventilhubs und/oder Steuern der Phasenlage, der Dauer oder des Zeitpunkts der Ventilöffnungen und -schließungen beinhalten. Das Auslassventilaktivierungssystem 26, das die VCP/VLC-Vorrichtung enthält, ist angeordnet, um in einer Ausführungsform Wechselwirkungen zwischen den Auslassventilen 25 und einer Auslassnockenwelle zu steuern. Alternativ wirken die Auslassventile 25 direkt oder über Mitnehmer mit einer Auslassnockenwelle zusammen. Die Drehungen der Einlass- und Auslassnockenwellen sind im Fall der VCP-Anwendung variabel mit der Drehung der Kurbelwelle verbunden und auf diese begrenzt, wodurch Öffnungen und Schließungen der Einlass- und Auslassventile 23 und 25 mit Positionen der Kurbelwelle und der Kolben, die in den Zylindern 20 untergebracht sind, verbunden werden.
  • Die Hin- und Herbewegung jedes der Kolben in seinem entsprechenden Zylinder befindet sich zwischen einer Position des unteren Kolbentotpunktes (UT) und einer Position des oberen Kolbentotpunktes (OT) im Zusammenwirken mit der Drehung der Kurbelwelle. Motoren, die mit einem Viertaktmotorzyklus arbeiten, führen nacheinander ein wiederholtes Muster von Einlass-, Verdichtung-, Leistungs- und Auslasstakten aus. Während des Verdichtungstaktes wird eine Kraftstoff/Luft-Ladung in der Brennkammer 15 durch die Drehung der Kurbelwelle und die Bewegung des Kolbens zur Vorbereitung der Zündung verdichtet. Das Einlassventil 23 und das Auslassventil 25 sind während mindestens eines Teils des Verdichtungstakts geschlossen. Das Schließen des Einlassventils 23 kann durch Steuern des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 gesteuert werden, was zur Steuerung eines effektiven Verdichtungsverhältnisses führt. Das effektive Verdichtungsverhältnis ist als ein Verhältnis einer volumetrischen Verdrängung der Verbrennungskammer 15 beim Schließen des Einlassventils 23 und einer minimalen volumetrischen Verdrängung der Verbrennungskammer 15 definiert, z. B. wenn sich der Kolben am oberen Totpunkt befindet. Das effektive Verdichtungsverhältnis kann sich von einem geometrischen Verdichtungsverhältnis unterscheiden, das definiert ist als das Verhältnis einer maximalen Volumenverdrängung der Verbrennungskammer 15, die am UT auftritt, und der minimalen volumetrischen Verdrängung der Verbrennungskammer 15, die am OT auftritt, ohne Rücksicht auf die Schließzeit von Einlassventil 23. Ein frühes oder verzögertes Schließen des Einlassventils 23 kann weniger Luft in der Brennkammer 15 einschließen, wodurch der Druck und damit die Temperatur in der Verbrennungskammer 15 während der Verbrennung abnimmt. In einer Ausführungsform wird während des Einlasstaktes Kraftstoff in die Brennkammer 15 dosiert und eingespritzt. Ein Kraftstoffeinspritzereignis kann ausgeführt werden, um Kraftstoff einzuspritzen; Es können jedoch mehrere Kraftstoffeinspritzereignisse ausgeführt werden. In einer Ausführungsform wird Kraftstoff im Einlasstakt früh genug eingespritzt, um eine angemessene Vormischung der Kraftstoff/Luft-Ladung in der Brennkammer 15 zu ermöglichen.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann der Ladeluftkühler 28 zwischen dem EGR-Mischer 27 und der Drosselklappe 30 angeordnet sein. Im Allgemeinen kann der Ladeluftkühler 28 ein radiatorartiger Wärmetauscher sein, der einen Strom von atmosphärischer Luft oder flüssigem Kühlmittel verwendet, um eine Einlassluftladung zu kühlen, die eine Mischung aus Frischluft und rückgeführtem Abgas ist. Wie zu erkennen ist, kann die Einlassluftladung aufgrund der Druckbeaufschlagung über den Kompressor 52 in Verbindung mit dem Mischen des höher temperierten rückgeführten Abgases 41 wärmer als die atmosphärische Temperatur sein. Der Ladeluftkühler 28 kann das Gasgemisch kühlen, um seine Dichte/volumetrische Effizienz zu erhöhen, während auch das Potential für anomale Verbrennung, wie Vorzündung oder Klopfen, verringert wird.
  • Das Abgas strömt durch eine Nachbehandlungsvorrichtung 42, um Abgasbestandteile vor dem Austritt aus dem Abgassystem 16 über ein Auspuffrohr 44 zu katalysieren, zu reduzieren und/oder zu entfernen. Die Nachbehandlungsvorrichtung 42 kann eine oder mehrere katalytische Vorrichtungen beinhalten, mit beispielsweise einer katalytischen Dreiwegevorrichtung, einem Oxidationskatalysator, eine Kohlenwasserstofffalle, einem NOx-Adsorber oder beliebiger anderer geeigneter Komponenten und begleitender Rohre und Ventile, die dazu dienen, verschiedene Abgasbestandteile zu oxidieren, zu katalysieren und/oder zu entfernen, bevor sie aus dem Abgassystem 16 austreten.
  • Das Lufteinlasssystem 14 und das Abgassystem 16 können durch den Turbolader 18 mechanisch verbunden sein. Der Turbolader 18 ist in Fluidverbindung mit dem Abgassystem 16 und der Turbolader 18 stößt das erste Abgasprodukt 40 aus. Der Turbolader 18 kann eine Turbine 50 in Fluidverbindung mit dem Abgassystem 16 und einen Kompressor 52 in Fluidverbindung mit dem Lufteinlasssystem 14 beinhalten. Die Turbine 50 und der Kompressor 52 können über eine drehbare Welle 54 mechanisch verbunden sein. Der Turbolader 18 kann die Energie des ersten Abgasprodukts 40 nutzen, das aus der Maschine 10 strömt, um die Turbine 50 und den Kompressor 52 zu drehen. Die Drehung des Kompressors 52 saugt Frischluft 34 aus dem Frischlufteinlass an und verdichtet die Luft 34 in den Rest des Lufteinlasssystems 14. Das erste Abgasprodukt 40 wird durch den Turbolader 18 ausgestoßen. Sobald das erste Abgasprodukt 40 aus dem Turbolader 18 ausgestoßen ist, strömt das erste Abgasprodukt 40 zu der Nachbehandlungsvorrichtung 42.
  • Der Betrieb des Motors 10 kann durch eine Vielzahl von Erfassungsvorrichtungen überwacht werden. Als nicht einschränkende Beispiele können die Erfassungsvorrichtungen einen Verbrennungssensor 17 umfassen, der angeordnet ist, um einen Motorparameter zu überwachen, der einer Verbrennung in jedem Zylinder zugeordnet ist, einen ersten Abgassensor 37, der im ersten Abgaskrümmer 36 angeordnet ist, einen zweiten Abgassensor 43, der im Abgaszulauf stromabwärts der Nachbehandlungsvorrichtung 42 angeordnet ist, einen Temperatursensor 78, der angeordnet ist, um die Temperatur der Nachbehandlungsvorrichtung 42 zu überwachen, worin der erste Temperatursensor 61 angeordnet ist, um die Temperatur des rückgeführten Abgases stromaufwärts des Einlass-EGR-Wärmetauschers 65 zu überwachen und des zweiten Temperatursensors 63, der angeordnet ist, um die Temperatur des rückgeführten Abgases stromabwärts des Einlass-EGR-Wärmetauschers 65 zu überwachen.
  • Der Verbrennungssensor 17 kann angeordnet sein, um einen Motorparameter in Verbindung mit einer Verbrennung in jedem Zylinder zu überwachen, und kann in einer Ausführungsform als ein Zylinderdrucksensor ausgebildet sein. Alternativ kann der Verbrennungssensor 17 in Form eines Drehzahlsensors, der angeordnet ist, um die Drehzahl und die Position der Kurbelwelle mit begleitenden Algorithmen zum Auswerten von Kurbelwellendrehzahlschwankungen zu überwachen, oder eines anderen geeigneten Verbrennungsüberwachungssensors sein. Die zuvor erwähnten Sensoren sind zu Darstellungszwecken vorgesehen. Jeder oder alle der oben erwähnten Sensoren können durch andere Erfassungsvorrichtungen ersetzt werden, die einen Parameter überwachen, der dem Betrieb der Maschine 10 zugeordnet ist, oder können stattdessen durch ein ausführbares Modell ersetzt werden, um einen Zustand eines Maschinenbetriebsparameters abzuleiten.
  • Eine Steuerung 72 kann ein Teil eines elektronischen Steuermoduls sein, das sich in Kommunikation mit unterschiedlichen Bauteilen des Fahrzeugs befindet. Die Steuerung 72 beinhaltet einen Prozessor 74 und einen Speicher 76, auf dem Anweisungen zum Kommunizieren mit dem Umlenkventil 64, dem variablen Einlassventilaktivierungssystem 22, dem Turbolader 18, der Nachbehandlungsvorrichtung 42 usw. aufgezeichnet sind. Die Steuerung 72 ist konfiguriert, um die Anweisungen aus dem Speicher 76 über den Prozessor 74 auszuführen. Die Steuerung 72 kann beispielsweise ein Hostgerät oder ein verteiltes System ausgeführt sein, z. B. ein Computer, wie ein Digitalrechner oder Mikrocomputer, der als Fahrzeugsteuermodul fungiert, und/oder als proportional-integral-derivative (PID) Steuervorrichtung mit einem Prozessor, und als Speicher 76 einen greifbaren, nichtflüchtigen computerlesbaren Speicher, wie beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher (ROM) oder Flash-Speicher. Die Steuerung 72 kann auch Direktzugriffsspeicher (RAM), elektronisch löschbaren programmierbaren schreibgeschützten Speicher (EEPROM), eine Hochgeschwindigkeitsuhr, Analog-Digital (A/D)- und/oder Digital-Analog (D/A)-Schaltkreise und jegliche benötigten Ein-/Ausgabe-Schaltkreise und zugehörigen Geräte sowie jegliche benötigte Signalaufbereitungs- und/oder -pufferungsschaltkreise aufweisen. Daher kann die Steuerung 72 alle Software, Hardware, Speicher 76, Algorithmen, Kalibrierungen, Verbindungen, Sensoren usw. beinhalten, die zur Überwachung und Steuerung des Umlenkventils 64, des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22, des Turboladers 18, der Nachbehandlungsvorrichtung 42 usw. erforderlich sind. Als solches kann ein Steuerverfahren als Software oder Firmware verkörpert werden, die der Steuerung 72 zugeordnet ist. Es versteht sich, dass die Steuerung 72 auch jegliche Vorrichtung beinhalten kann, die Daten von verschiedenen Sensoren analysieren kann, Daten miteinander vergleichen kann, die erforderlichen Entscheidungen zum Steuern und Überwachen des Umlenkventils 64, des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22, des Turboladers 18, der Nachbehandlungsvorrichtung 42 usw. steuern und überwachen kann.
  • Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und zwischen Steuerungen, Stellgliedern und/oder Sensoren kann anhand einer Direktverkabelung, einer vernetzten Kommunikationsbus-Verbindung, einer drahtlosen Verbindung oder jeder anderen geeigneten Kommunikationsverbindung bewerkstelligt werden. Die Kommunikation beinhaltet den Austausch von Datensignalen in beliebiger geeigneter Form, einschließlich beispielsweise elektrischer Signale über ein leitendes Medium, elektromagnetische Signale über Luft, optische Signale über optische Wellenleiter und dergleichen. Der Begriff „Modell“ bezieht sich auf einen prozessorbasierten oder prozessorausführbaren Code und eine zugehörige Kalibrierung, die eine physische Existenz einer Vorrichtung oder eines physikalischen Prozesses simuliert.
  • Die Steuerung 72 beinhaltet den Prozessor 74 und den konkreten, nichtflüchtigen Speicher 76, auf dem ausführbare Anweisungen aufgezeichnet sind. Die Steuerung 72 ist konfiguriert, um das variable Einlassventilaktivierungssystem 22 und das Umlenkventil 64 zu steuern, um das rückgeführte Abgas 41 zu leiten. Dies beinhaltet die Steuerung 72, die dazu konfiguriert ist, das Umlenkventil 64 in der ersten Position zu betätigen, um das rückgeführte Abgas 41 zu der Nachbehandlungsvorrichtung 42 zu leiten und das EGR-System mit dediziertem Zylinder 60 zu umgehen und die ebenfalls konfiguriert ist, das Umlenkventil 64 in der zweiten Position zu betätigen, um das rückgeführte Abgas 41 durch das EGR-System mit dediziertem Zylinder 60 zurück zu dem Lufteinlasssystem 14 zu leiten.
  • Die Motorunteranordnung 12, das variable Einlassventilaktivierungssystem 22 und das EGR-System mit dediziertem Zylinder 60, das unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, kann vorteilhafterweise gesteuert werden, um eine Verbrennungsstabilität über den Betriebsbereich der Motordrehzahl/Last zu erreichen. Die Steuerung des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 wird ausgeführt, um während des Einlasstaktes ein geeignetes Turbulenzniveau innerhalb jedes Zylinders zu erzeugen, um eine Mischung und Turbulenz im Zylinder zu erreichen, die eine Flammenausbreitungsgeschwindigkeit ergibt, die ausreichend schnell ist, um die Verbrennungsstabilität auf einem akzeptablen Niveau beizubehalten. Das Zylinderinnenmischen und das erforderliche Turbulenzniveau können durch selektives Steuern von Öffnungen und Schließungen des ersten und zweiten Einlassventils 23, 24 unter Verwendung des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 erreicht und variiert werden.
  • Ein mit der Verbrennungsstabilität verbundener Verbrennungsparameter ist ein Variationskoeffizient des indizierten mittleren Arbeitsdrucks (CoV-IMEP), der unter Verwendung eines geeigneten Zylinderüberwachungsschemas bestimmt und überwacht werden kann, beispielsweise unter Verwendung von Informationen, die von dem Verbrennungssensor 17 einem Drucksensor im Zylinder oder einer anderen geeigneten Überwachungsvorrichtung abgeleitet werden. Vorrichtungen, Kontrollroutinen, Kalibrierungen und andere Elemente, die mit der Bestimmung des CoV-IMEP assoziiert sind, sind dem Durchschnittsfachmann bekannt und werden daher nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben. Diese Operation wiederum soll die allgemeine Wiederholbarkeit und Robustheit des gesamten Verbrennungsprozesses verbessern, was zu einem glatten, konsistenten Motorbetrieb führt, was durch Parameter, wie den Variationskoeffizienten des indizierten mittleren Arbeitsdrucks (CoV-IMEP), gemessen wird. In einer Ausführungsform kann die Verbrennungsstabilität während des laufenden Motorbetriebs durch Überwachen von Eingaben von dem Verbrennungssensor 17 und anderen Motorparametern bestimmt werden. Alternativ oder in Kombination kann die Verbrennungsstabilität bei verschiedenen Motorbetriebspunkten der Drehzahl/Last während der Motorentwicklung vorbestimmt sein.
  • Die Motorsteuerung 72 verwendet vorzugsweise eine Kalibrierung, um den Betrieb des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 zu steuern, um bevorzugte Öffnungs- und Schließzeiten oder Deaktivierungen für das erste und das zweite Einlassventil 23, 24 basierend auf überwachten Parametern, die der Motordrehzahl und -last zugeordnet sind, zu erreichen. Dies kann in Form einer Vorsteuerroutine sein. Die Kalibrierung, die hierin verwendet werden kann, bestimmt die bevorzugten Öffnungs- und Schließzeiten und/oder Deaktivierungen für das erste und das zweite Einlassventil 23, 24, die einen hohen Wirkungsgrad mit einem akzeptablen Grad an Verbrennungsstabilität während des Betriebs des unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Motors 10 für jeden Drehzahl-/Lastbetriebspunkt über einen Motorbetriebsbereich erreichen. Dies kann das Entwickeln einer Motorkalibrierungsroutine beinhalten, die bevorzugte Öffnungs- und Schließzeiten und/oder Deaktivierungen für das erste und das zweite Einlassventil 23, 24 für jeden Drehzahl-/Lastbetriebspunkt über einen Bereich von Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkten vom Leerlauf zum maximalen Leistungszustand. Allein oder in Kombination mit der Vorsteuerroutine kann die Motorsteuerung 72 eine Rückmeldungssteuerroutine ausführen, um den Betrieb des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 zu steuern, um bevorzugte Öffnungs- und Schließzeiten oder Deaktivierungen für das erste und das zweite Einlassventil 23, 24 basierend auf überwachten Parametern, die der Motordrehzahl und -last und der Verbrennungsstabilität zugeordnet sind, die während des laufenden Motorbetriebs durch Überwachen von Eingaben von dem Verbrennungssensor 17 und/oder anderen Motorparametern bestimmt werden können, zu erzielen. Die Begriffe „Kalibrierung“, „Kalibrieren“ und verwandte Begriffe beziehen sich auf ein Ergebnis oder ein Verfahren, das eine tatsächliche oder Standardmessung, die mit einer Vorrichtung verbunden ist, mit einer wahrgenommenen oder beobachteten Messung oder einer befohlenen Position vergleicht. Eine hierin beschriebene Kalibrierung kann auf eine speicherbare parametrische Tabelle, mehrere ausführbare Gleichungen oder eine andere geeignete Form reduziert werden.
  • 2-1 zeigt graphisch ein erstes Profil 210 in Form eines Ventilöffnungszeitdiagramms, das zum Steuern einer unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Ausführungsform des Motors 10 verwendet werden kann, worin der Motor 10 in einem Viertaktzyklus arbeitet, der wiederholt auftretende Auslass-Einlass-Kompressionstakte umfasst, die der hin- und hergehenden Bewegung der Kolben und der Drehung der Kurbelwelle zugeordnet sind. Die grafische Darstellung beinhaltet eine Größenordnung des Ventilhubs auf der vertikalen Achse 204 in Bezug auf die Motorkurbelwellendrehung (Grad) auf der horizontalen Achse 205. Relevanter Steuerzeiten der Zylinderpositionen sind angegeben, einschließlich eines ersten unteren Totpunkts (UT) 201 des Zylinders am Beginn eines Auslasstaktes, eines oberen Totpunkts (OT) 202 des Zylinders am Ende des Auslasstaktes und ein zweiter UT-Punkt 203 am Ende des Einlasstaktes. Das erste Profil 210 zeigt eine Auslassventilöffnung 215 an, der gleichzeitige und äquivalente Öffnungen des ersten Einlassventils 213 und des zweiten Einlassventils 214 folgen. Die Steuerung des variablen Einlassventilaktivierungssystems 22 des Motors 10 in Reaktion auf das erste Profil 210 führt zu einer nominalen Größe der Luftströmung, die mit einem nominellen Niveau der Zylinderinnenmischung gekoppelt ist.
  • 2-2 zeigt graphisch ein zweites Profil 220 in Form eines Ventilöffnungs-Steuerzeitendiagramms, das verwendet werden kann, um eine unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Ausführungsform des Motors 10 zu steuern. Das zweite Profil 220 zeigt die Auslassventilöffnung 215 an, der gleichzeitige und äquivalente Öffnungen des ersten Einlassventils 223 und des zweiten Einlassventils 224 folgen. Wie gezeigt, sind die Öffnungszeiten des ersten Einlassventils 223 und des zweiten Einlassventils 224 so verlängert, dass sie sich in den Anfang eines nachfolgenden Verdichtungstaktes erstrecken, der als eine Miller-Zyklusoperation oder eine Atkinson-Zyklusoperation beschrieben werden kann. Ein alternatives Profil könnte Ventilöffnungszeiten verwenden, die vor dem Ende des Einlasstaktes enden, womit ein ähnlicher Effekt erzielt wird. Der Miller-Zyklus kann mit dem Betrieb eines Verbrennungsmotors verbunden sein, der einen Turbolader oder einen Lader verwendet, um den Strom der Einlassluft zu erhöhen, und beinhaltet entweder ein spätes Einlassventilschließereignis (nach dem UT) oder ein frühes Einlassventilschließereignis (vor dem UT). Der Atkinson-Zyklus kann mit dem Betrieb eines Verbrennungsmotors verbunden sein, der auf natürliche Weise angesaugt wird. Die Wirkung dieses Betriebes besteht darin, das effektive Verdichtungsverhältnis zu reduzieren. So verdichtet sich beispielsweise der Kolben beim Betrieb mit dem zweiten Profil 220 das Kraftstoff-Luft-Gemisch während des Verdichtungstaktes erst nach dem Schließen der Einlassventile. Während des Anfangsabschnittes des Verdichtungstaktes drückt der Kolben einen Teil des Kraftstoff-Luft-Gemischs durch das noch offene Einlassventil und zurück in den Ansaugkrümmer. Wenn die Einlassluft durch einen Zwischenkühler, z. B. den Ladeluftkühler 28, gekühlt wird, ergibt sich eine niedrigere Einlassladetemperatur. Die niedrigere Einlassladetemperatur in Kombination mit der niedrigeren Verdichtung des Einlasstaktes kann eine niedrigere Endladetemperatur ergeben, als dies durch einfaches Erhöhen der Verdichtung des Kolbens erreicht würde. Dadurch kann der Zündzeitpunkt vor den Beginn der Detonation vorverlegt werden, wodurch die Gesamteffizienz erhöht wird. Eine niedrigere Endladetemperatur kann die Bildung von Motoremissionen verringern.
  • 2-3 zeigt grafisch ein drittes Profil 230 in Form eines Ventilöffnungs-Steuerzeitendiagramms, das zur Steuerung einer unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Ausführungsform des Motors 10 verwendet werden kann. Das dritte Profil 230 zeigt die Auslassventilöffnung 215 an, der das Öffnen des ersten Einlassventils 233 folgt, wobei das zweite Einlassventil 234 deaktiviert ist. Die Wirkung dieses Betriebs besteht darin, die Geschwindigkeit der Einlassluft, die durch das eine offene Ventil strömt, zu erhöhen und die Zylinderinnenmischung und -turbulenz um einen Betrag zu erhöhen, der größer ist als das nominelle Niveau des Zylinderinnenmischens, das unter Bezugnahme auf 2-1 beschrieben ist. Darüber hinaus ist die Zylinderinnenturbulenz aufgrund der asymmetrischen Positionen der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24, die nicht koaxial zu einer Längsachse der jeweiligen Brennkammer 15 angeordnet sind, asymmetrisch.
  • 2-4 zeigt grafisch ein viertes Profil 240 in Form eines Ventilöffnungs-Steuerzeitendiagramms, das zum Steuern einer Ausführungsform des unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Motors 10 verwendet werden kann. Das vierte Profil 240 zeigt die Auslassventilöffnung 215 an, woran sich das Öffnen des ersten Einlassventils 243 anschließt, wobei das zweite Einlassventil 244 deaktiviert ist. Wie gezeigt, ist die Öffnungszeit des ersten Einlassventils 243 so verlängert, dass sich seine Öffnung in den Beginn eines nachfolgenden Verdichtungstaktes, d. h. eine Miller-Zyklusoperation oder eine Atkinson-Zyklusoperation, erstreckt. Die Wirkung dieses Betriebs besteht darin, die Geschwindigkeit der Einlassluft, die durch das eine offene Ventil strömt, zu erhöhen und die Zylinderinnenmischung und -turbulenz um einen Betrag zu erhöhen, der größer ist als das nominelle Niveau des Zylinderinnenmischens, das unter Bezugnahme auf 2-1 beschrieben ist. Darüber hinaus ist die Zylinderinnenturbulenz aufgrund der asymmetrischen Positionen der ersten und zweiten Einlassventile 23, 24 asymmetrisch. Als ein Ergebnis des Betriebs kann der Zündzeitpunkt vor den Beginn der Detonation vorverlegt werden, wodurch die Gesamteffizienz erhöht wird. Eine niedrigere Endladetemperatur kann die Bildung von Motoremissionen verringern.
  • 2-5 zeigt grafisch ein fünftes Profil 250 in Form eines Ventilöffnungs-Steuerzeitendiagramms, das zur Steuerung einer unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Ausführungsform des Motors 10 verwendet werden kann. Das fünfte Profil 250 zeigt die Auslassventilöffnung 215 an, woran sich das Öffnen des zweiten Einlassventils 254 anschließt, wobei das erste Einlassventil 253 deaktiviert ist. Dieser Betrieb ist analog zu dem dritten Profil 230 und kann basierend auf Tests ausgewählt werden, die anzeigen, dass die resultierende Zylinderinnnenmischung und Turbulenz die Verbrennungsstabilität auf einem geeigneten Niveau für einen oder mehrere Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkte aufrechterhalten.
  • 2-6 zeigt grafisch ein sechstes Profil 260 in Form eines Ventilöffnungs-Steuerzeitendiagramms, das zur Steuerung einer unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Ausführungsform des Motors 10 verwendet werden kann. Das sechste Profil 260 zeigt die Auslassventilöffnung 215 an, woran sich das Öffnen des zweiten Einlassventils 264 anschließt, wobei das erste Einlassventil 263 deaktiviert ist. Die Öffnung des zweiten Einlassventils 264 ist so verlängert, dass sich seine Öffnung in den Beginn eines nachfolgenden Verdichtungstaktes, d. h. eine Miller-Zyklusoperation oder eine Atkinson-Zyklusoperation, erstreckt. Die Wirkung dieses Betriebs besteht darin, die Geschwindigkeit der Einlassluft, die durch das eine offene Ventil strömt, zu erhöhen und die Zylinderinnenmischung und -turbulenz um einen Betrag zu erhöhen, der größer ist als das nominelle Niveau des Zylinderinnenmischens, das unter Bezugnahme auf 2-1 beschrieben ist. Dieser Betrieb ist analog zu dem vierten Profil 240 und kann basierend auf Tests ausgewählt werden, die anzeigen, dass die resultierende Zylinderinnnenmischung und Turbulenz die Verbrennungsstabilität auf einem geeigneten Niveau für einen oder mehrere Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkte aufrechterhalten.
  • Die hierin beschriebenen Konzepte fördern einen optimalen Wirkungsgrad einer Ausführungsform des unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Motors 10 durch die Verwendung von zwei Einlassventilereignissen, die durch eine Ventilöffnung gekennzeichnet sind, einschließlich eines Viertaktereignisses und als nicht einschränkendes Beispiel ein Miller-Zyklusereignis. Zusätzliche Effizienzverstärkungen können bei niedrigen Lastbedingungen erzielt werden, indem eines der Einlassventile 23, 24 deaktiviert wird, um die Ladungsbewegung des Verbrennungssystems zu erhöhen.
  • Während die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren die vorliegenden Lehren unterstützen und beschreiben, wird der Umfang der vorliegenden Lehren jedoch einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Ausführungsformen und anderen Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren, die in den hinzugefügten Ansprüchen definiert sind.

Claims (10)

  1. Mehrzylinder-Verbrennungsmotorsystem, umfassend: eine Motorunterbaugruppe mit einem Motorblock, der eine Vielzahl von Zylindern definiert, und eine Vielzahl von ersten und zweiten Einlassventilen, die in einem Zylinderkopf zwischen einem Lufteinlasssystem und den Zylindern angeordnet sind, beinhaltet; ein Abgasrückführungssystem (EGR-System) mit dediziertem Zylinder, das einen Abgasläufer, der zwischen einem Auslassventil eines der Zylinder und dem Lufteinlasssystem des Motors strömungsmäßig verbunden ist, beinhaltet; ein steuerbares Einlassventilaktivierungssystem, das konfiguriert ist, um Öffnungen der Vielzahl von ersten und zweiten Einlassventilen zu steuern; eine Steuerung, die operativ mit dem Verbrennungsmotor, dem steuerbaren Einlassventilaktivierungssystem gekoppelt ist, worin die Steuerung einen Anweisungssatz beinhaltet, wobei der Anweisungssatz ausführbar ist, um Folgendes zu tun: den Betrieb des Motors zu überwachen, und Betreiben des steuerbaren Einlassventilaktivierungssystems, um Öffnungen der ersten Einlassventile und Öffnungen der zweiten Einlassventile zu steuern, wobei die Öffnungen des ersten und des zweiten Einlassventils so ausgewählt sind, dass sie ein Mischen im Zylinder und eine Turbulenz einer Zylinderladung bewirken, die Verbrennungsstabilität erzielt.
  2. Motorsystem nach Anspruch 1, worin der Anweisungssatz ferner ausführbar ist zum: Überwachen des Betriebs des Motors, um einen Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkt zu bestimmen, und Steuern des steuerbaren Einlassventilaktivierungssystems, um Öffnungen der ersten Einlassventile und Öffnungen der zweiten Einlassventile basierend auf Zylinderinnenmischung und -turbulenz zu steuern, die Verbrennungsstabilität an dem Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkt erreicht.
  3. Motorsystem nach Anspruch 2, worin der Anweisungssatz ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern, um Öffnungen des ersten und des zweiten Einlassventils zu steuern, und Steueröffnungen der zweiten Einlassventile zu steuern, basierend auf einer Zylinderinnenmischung und -turbulenz der Zylinderladung, die die Verbrennungsstabilität beim Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkt erreicht, umfasst eine Kalibrierung, die bevorzugte Öffnungen des ersten und des zweiten Einlassventils basierend auf dem Motordrehzahl-/Lastbetriebspunkt beinhaltet.
  4. Motorsystem nach Anspruch 1, worin der Anweisungssatz ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern, um Öffnungen der ersten Einlassventile und Öffnungen der zweiten Einlassventile zu steuern, umfasst, dass der Anweisungssatz ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern. um sowohl das erste Einlassventil als auch das zweite Einlassventil während jedes Einlasstaktes jedes Verbrennungszyklus zu öffnen.
  5. Motorsystem nach Anspruch 1, worin der Anweisungssatz ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern, um Öffnungen der ersten Einlassventile und Öffnungen der zweiten Einlassventile zu steuern, umfasst, dass der Anweisungssatz ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern. um nur das erste Einlassventil zu öffnen.
  6. Motorsystem nach Anspruch 5, ferner umfassend den Anweisungssatz, der ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern, um nur das erste Einlassventil während jedes Einlasstaktes jedes Verbrennungszyklus zu öffnen, worin die Öffnungszeit des ersten Einlassventils verlängert wird, um das Schließen des Ventils während eines nachfolgenden Verdichtungstaktes zu beeinflussen.
  7. Motorsystem nach Anspruch 5, ferner umfassend den Anweisungssatz, der ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern, um nur das erste Einlassventil während jedes Einlasstaktes jedes Verbrennungszyklus zu öffnen, worin die Öffnungszeit des ersten Einlassventils reduziert wird, um das Schließen des Ventils vor dem Ende des Einlasstaktes zu beeinflussen.
  8. Motorsystem nach Anspruch 1, worin der Anweisungssatz ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern, um Öffnungen der ersten Einlassventile und Öffnungen der zweiten Einlassventile zu steuern, umfasst, dass der Anweisungssatz ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern. um nur das zweite Einlassventil während jedes Einlasstaktes jedes Verbrennungszyklus zu öffnen.
  9. Motorsystem nach Anspruch 8, worin der Anweisungssatz, der ferner ausführbar ist, um das steuerbare Einlassventilaktivierungssystem zu steuern, um nur das zweite Einlassventil während jedes Einlasstaktes jedes Verbrennungszyklus zu öffnen, worin die Öffnungszeit des zweiten Einlassventils verlängert wird, um das Schließen des Ventils während eines nachfolgenden Verdichtungstaktes zu beeinflussen.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors, der ein variables Einlassventilaktivierungssystem und ein Abgasrückführungssystem (EGR) mit dediziertem Zylinder umfasst, das Verfahren umfassend: das Überwachen eines Motorparameters, der mit der Verbrennungsstabilität während des Betriebs des EGR-Systems mit dediziertem Zylinder verbunden ist; und das Steuern des variablen Einlassventilaktivierungssystems durch eine Steuerung, um das Öffnen eines ersten Einlassventils und die Öffnung eines zweiten Einlassventils zu steuern, um eine Zylinderinnenmischung und -turbulenz einer Zylinderladung zu bewirken, die die Verbrennungsstabilität erreicht.
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