DE102020105852A1

DE102020105852A1 - Verfahren und systeme zur steuerung der kraftstoffspülung in einem verbrennungsmotor mit geteiltem abgas

Info

Publication number: DE102020105852A1
Application number: DE102020105852.7A
Authority: DE
Inventors: Mohannad Hakeem; Ashley Peter Wiese; Daniel Madison; Brad Boyer; Dushyant Karthikeyan; William Cary Cole; Joseph Norman Ulrey
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2020-09-10
Also published as: US20200284217A1; US10837395B2; CN111664018A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt Verfahren und Systeme zur Steuerung der Kraftstoffspülung in einem Verbrennungsmotor mit geteiltem Abas bereit. Es werden Verfahren und Systeme zum Anpassen der Menge an direkt eingespritztem Kraftstoff, der über einen zweiten Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotorsystem mit geteiltem Abgas gespült wird, bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren Folgendes beinhalten: Anpassen eines Beginns einer direkten Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotorzylinder, wobei der Zylinder ein erstes Auslassventil, das an einen ersten Abgaskrümmer gekoppelt ist, und ein zweites Auslassventil, das an einen zweiten Abgaskrümmer gekoppelt ist, beinhaltet, wobei der zweite Abgaskrümmer an einen Einlass des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils und in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung und Anpassen einer Position eines Umgehungsventils des zweiten Abgaskrümmers auf Grundlage des angepassten Einspritzbeginns. Auf dieses Weise kann die Menge an gespültem Kraftstoff auf Grundlage der Betriebsbedingung erhöht oder verringert werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Systeme und Verfahren für einen Verbrennungsmotor, der ein geteiltes Abgassystem aufweist.
Allgemeiner Stand der Technik
Verbrennungsmotoren können Aufladevorrichtungen, wie etwa Turbolader, verwenden, um die Leistungsdichte des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Allerdings kann aufgrund erhöhter Verbrennungstemperaturen Motorklopfen auftreten. Klopfen ist besonders unter aufgeladenen Bedingungen aufgrund hoher Ladungstemperaturen problematisch. Die Erfinder haben in der vorliegenden Schrift erkannt, dass ein geteiltes Abgassystem, in dem ein erster Abgaskrümmer Abgase zu einer Turbine des Turboladers in einem Auspuff des Verbrennungsmotors leitet und ein zweiter Abgaskrümmer die Abgasrückführung (AGR) zu einem Einlass des Verbrennungsmotors stromaufwärts eines Verdichters des Turboladers leitet, ein Klopfen des Verbrennungsmotors verringern und den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors erhöhen kann. In einem derartigen Verbrennungsmotorsystem kann jeder Zylinder zwei Einlassventile und zwei Auslassventile beinhalten, wobei ein erster Satz von Zylinderauslassventilen (z. B. Abblasauslassventilen) ausschließlich über einen ersten Satz von Auslassöffnungen an den ersten Abgaskrümmer gekoppelt ist und ein zweiter Satz von Zylinderauslassventilen (z. B. Spülauslassventilen) ausschließlich über einen zweiten Satz von Auslassöffnungen an den zweiten Abgaskrümmer gekoppelt ist. Der erste Satz von Zylinderauslassventilen kann zu einem anderen Zeitpunkt betrieben werden als der zweite Satz von Zylinderauslassventilen, wodurch ein Abblasteil und ein Spülteil der Abgase isoliert werden. Der Zeitpunkt des zweiten Satzes von Zylinderauslassventilen kann zudem mit einem Zeitpunkt der Zylindereinlassventile koordiniert werden, um einen positiven Ventilüberschneidungszeitraum zu erzeugen, in dem frische Ansaugluft (oder ein Gemisch aus frischer Ansaugluft und AGR), auch als Durchblasung bezeichnet, durch die Zylinder und zurück zu dem Einlass stromaufwärts des Verdichters über einen AGR-Kanal, der an den zweiten Abgaskrümmer gekoppelt ist, strömen kann. Durchblasluft kann restliche Abgase aus dem Inneren der Zylinder entfernen (als Spülen bezeichnet). Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass Verbrennungstemperaturen durch Strömen eines ersten Teils des Abgases (z. B. Abgas mit höherem Druck) durch die Turbine und einen Auslasskanal für höheren Druck und durch Strömen eines zweiten Teils des Abgases (z. B. Abgas mit niedrigerem Druck) und Durchblasluft zum Verdichtereinlass reduziert werden können, während eine Arbeitseffizienz der Turbine und das Verbrennungsmotordrehmoment erhöht werden.
Kurzdarstellung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme mit derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel kann in dem vorstehend beschriebenen Verbrennungsmotorsystem kann eine Zusammensetzung von Gas, das zu dem Einlass rückgeführt wird, komplexer sein als in einem herkömmlichen AGR-System, das einen einzelnen Abgaskrümmer oder ein System umfasst, das erhöhte Volumen von Durchblasluft nicht rückführt. Während rückgeführtes Gas in herkömmlichen AGR-Systemen primär aus verbranntem Abgas besteht, kann das durch den Verbrennungsmotor mit geteiltem Abgas rückgeführte Gas variierende Anteile von verbranntem Abgas, Frischluft und nicht verbranntem (z. B. unverbranntem) Kraftstoff beinhalten. Insbesondere kann ein Teil von nicht verbranntem direkt eingespritztem Kraftstoff durch das Spülauslassventil zu dem zweiten Abgaskrümmer strömen, wenn er eingespritzt wird, während das Spülauslassventil geöffnet ist, ein Vorgang, der in der vorliegenden Schrift als Kraftstoffspülung oder Kurzschließen von Kraftstoff bezeichnet wird. Dies kann zu Kraftstoffverlusten führen, die während bestimmten Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, insbesondere während Übergangsbedingungen, schwer zu verfolgen sind. Anpassungen der Zeitpunkte von Verbrennungsmotorbetriebsparametern, wie etwa Kraftstoffeinspritzmenge, Frühzündung und Einlass- und Auslassventilbetätigung, können den kurzgeschlossenen Kraftstoff nicht berücksichtigen, was zu einer beeinträchtigten Verbrennungsmotorleistung führt. Während anderen Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen kann das Kurzschließen von Kraftstoff hingegen vorteilhaft sein. Beispielsweise kann ein Kurzschließen von Kraftstoff während Aufwärmbedingungen, wie etwa einem Kaltstart des Verbrennungsmotors, erwünscht sein, um zusätzlichen Kraftstoff zu einem Katalysator zu strömen.
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren angegangen werden, das Folgendes umfasst: Anpassen eines Beginns einer direkten Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotorzylinder, der ein erstes Auslassventil, das an einen Abblaskrümmer gekoppelt ist, und ein zweites Auslassventil, das an einen Spülkrümmer gekoppelt ist, beinhaltet, auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils und einer Betriebsbedingung; und Anpassen einer Position eines Umgehungsventils des Spülkrümmers auf Grundlage des angepassten Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung. Auf diese Weise kann der Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung angepasst werden, um auf Grundlage der jeweiligen Betriebsbedingung entweder die Kraftstoffspülung zu erhöhen oder die Kraftstoffspülung zu verringern.
Als ein Beispiel kann die Betriebsbedingung eine Bedingung beinhalten, während der eine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht ist. Beispielsweise kann die Betriebsbedingung eine Übergangsbedingung sein, während der sich Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (wie Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotorlast und Krümmerdruck) schnell ändern können, was es schwierig macht, eine Menge an gespültem Kraftstoff zu verfolgen. Als weiteres Beispiel ist die Betriebsbedingung eine Bedingung mit hoher Verbrennungsmotordrehzahl/Verbrennungsmotorlast, während der es zu einer starken Bildung von gespültem Kraftstoff kommt, wenn keine Korrekturmaßnahmen durchgeführt werden. Daher kann, während der Übergangsbedingung und der Bedingung mit hoher Verbrennungsmotordrehzahl/Verbrennungsmotorlast, das Anpassen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung das Verzögern des Einspritzbeginns relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils beinhalten, wodurch ein Maß an Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und einer Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils verringert wird. Beispielsweise kann der Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung verzögert werden, bis das zweite Auslassventil schließt. Infolgedessen kann die Kraftstoffspülung während der Übergangsbedingung und der Bedingung mit hoher Verbrennungsmotordrehzahl/Verbrennungsmotorlast verringert werden. Ferner kann die Position des Umgehungsventils auf Grundlage des verzögerten Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung angepasst werden, um die Kraftstoffspülung weiter zu verringern. Das Anpassen des Umgehungsventils, das in einem Umgehungskanal positioniert ist, der den Spülkrümmer an einen Auslasskanal stromabwärts einer Turboladerturbine koppelt, beeinflusst die Druck- und Strömungseigenschaften des Spülkrümmers (und damit des zweiten Auslassventils). Beispielsweise kann das Umgehungsventil in eine weiter geschlossene Position angepasst werden, um den Strom durch das zweite Auslassventil zu verringern, wodurch der Kraftstoffstrom durch das zweite Auslassventil weiter verringert wird. Durch Verringern der Kraftstoffspülung während Übergangsbedingungen und Bedingungen mit hoher Verbrennungsmotordrehzahl/Verbrennungsmotorlast kann eine Menge an Kraftstoffverlust während eines Verbrennungsmotorzyklus zum Spülen verringert werden und Verbrennungsmotorbetriebsparameter, einschließlich Kraftstoffeinspritzmenge, Frühzündung und Einlass- und Auslassventilbetätigung, können genauer gesteuert werden.
Als ein weiteres Beispiel kann die Betriebsbedingung eine Bedingung beinhalten, während der eine erhöhte Kraftstoffspülung erwünscht ist. Beispielsweise kann die Betriebsbedingungen ein Kaltstart des Verbrennungsmotors sein. Daher kann während des Verbrennungsmotorkaltstarts das Anpassen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils beinhalten, wodurch das Maß an Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und der Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils erhöht wird. Beispielsweise kann der Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung vorgezogen werden, lange bevor das zweite Auslassventil schließt. Infolgedessen kann die Kraftstoffspülung während der Kaltstartbedingung des Verbrennungsmotors erhöht werden. Ferner kann eine Kraftstoffmenge, die während der direkten Kraftstoffeinspritzung eingespritzt wird, erhöht werden, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während des Kaltstarts anzureichern. Ferner kann die Position des Umgehungsventils auf Grundlage des vorgezogenen Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung angepasst werden, um die Kraftstoffspülung weiter zu erhöhen. Beispielsweise kann das Umgehungsventil in eine weiter geöffnete Position angepasst werden, um den Strom durch das zweite Auslassventil zu erhöhen sowie Luft und Kraftstoff aus dem Spülkrümmer direkt zu dem Auslasskanal und einem stromabwärtigen Katalysator zu liefern. Die Rückführung des gespülten Kraftstoffs durch einen Abgasrückführungskanal, der den Spülkrümmer an einen Einlass des Verbrennungsmotors koppelt, kann jedoch die Kraftstoffverdampfung erhöhen, wodurch Partikelemissionen während des angereicherten Kaltstarts verringert werden. Durch Erhöhen der Kraftstoffspülung während eines Verbrennungsmotorkaltstarts kann die Katalysatorerwärmung beschleunigt werden, während die Kaltstartemissionen verringert werden.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines turboaufgeladenen Verbrennungsmotorsystems mit einem geteilten Abgassystem.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Zylinders des Verbrennungsmotorsystems aus 1.
3 zeigt beispielhafte Zylindereinlassventil- und Zylinderauslassventilzeitpunkte für einen Verbrennungsmotorzylinder eines Verbrennungsmotorsystems mit geteiltem Abgas.
Die 4A-4D veranschaulichen schematisch Quellen für verschiedene rückgeführte Gase während einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils in Bezug auf beispielhafte Verbrennungsmotorpositionen.
5 zeigt ein beispielhaftes Diagramm einer Beziehung zwischen einem Zeitpunkt des Einspritzbeginns einer Kraftstoffdirekteinspritzung während eines Ansaugtakts und einer Kraftstoffmenge in Rückstoßgasen.
6 zeigt ein beispielhaftes Diagramm einer Beziehung zwischen einem Zeitpunkt des Einspritzbeginns einer Kraftstoffdirekteinspritzung während eines Ansaugtakts und einer Kraftstoffmenge, die über ein Spülauslassventil zu einem Spülkrümmer kurzgeschlossen wird.
7 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Anpassen eines Zeitpunkts des Einspritzbeginns einer direkten Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungsmotor, der ein geteiltes Abgassystem aufweist, auf Grundlage von Betriebsbedingungen, um die Kraftstoffspülung durch ein Spülauslassventil zu steuern.
8 ist eine prophetische beispielhafte Zeitachse, die Verbrennungsmotoranpassungen zum Erhöhen oder Verringern der Kraftstoffspülung auf Grundlage von Betriebsbedingungen zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit geteiltem Abgas mit Durchblasung und Abgasrückführung (AGR) über einen Spülkrümmer zu einem Einlass und Anpassen einer Menge an direkt eingespritztem Kraftstoff, der über den Spülkrümmer kurzgeschlossen wird. Wie in 1 gezeigt beinhaltet der Verbrennungsmotor mit geteiltem Abgas einen ersten Abgaskrümmer (in der vorliegenden Schrift als Abblaskrümmer bezeichnet), der ausschließlich an ein Abblasauslassventil jedes Zylinders gekoppelt ist, und einen zweiten Abgaskrümmer (in der vorliegenden Schrift als Spülkrümmer bezeichnet), der ausschließlich an ein Spülauslassventil jedes Zylinders gekoppelt ist. Der Spülkrümmer ist über einen AGR-Kanal stromaufwärts eines Turboladerverdichters an den Einlasskanal gekoppelt. In einigen Ausführungsformen kann das Verbrennungsmotorsystem mit geteiltem Abgas zusätzliche Kanäle beinhalten, die zwischen dem Spülkrümmer und entweder dem Einlass- oder Auslasskanal gekoppelt sind, wie in 1 gezeigt. Zusätzlich kann das Verbrennungsmotorsystem mit geteiltem Abgas in einigen Ausführungsformen verschiedene Ventilbetätigungsmechanismen beinhalten und kann in einem Hybridfahrzeug installiert sein, wie in 2 gezeigt. Die Spülauslassventile und Abblasauslassventile öffnen und schließen sich zu unterschiedlichen Zeitpunkten in einem Verbrennungsmotorzyklus für jeden Zylinder, um Spül- und Abblasteile von verbrannten Abgasen zu isolieren und diese Teile separat zum Spülkrümmer und Abblaskrümmer zu leiten. Wie in 3 gezeigt kann ein Überlappungszeitraum zwischen den Einlassventilen und dem Spülauslassventil jedes Zylinders bestehen, in dem diese Ventile gleichzeitig geöffnet sind. Infolgedessen kann frische Durchblasluft über das Spülauslassventil in den AGR-Kanal strömen. Somit kann während jedes Verbrennungsmotorzyklus der Spülkrümmer eine Kombination aus verbrannten Abgasen, Durchblasluft und unverbranntem Kraftstoff aufnehmen, wie schematisch in den 4A-4D veranschaulicht, und diese kombinierten Gase über den AGR-Kanal zu dem Einlasskanal rückführen. Ferner ist eine Menge an unverbranntem Kraftstoff in den Einlassöffnungen beim Schließen des Einlassventils oder im Spülkrümmer beim Schließen des zweiten Auslassventils für unterschiedliche Zeitpunkte des Einspritzbeginns der direkten Kraftstoffeinspritzung in den 5 bzw. 6 gezeigt. Daher kann eine Steuerung den Zeitpunkt des Einspritzbeginns anpassen, um die Menge an unverbranntem Kraftstoff in dem Spülkrümmer beim Schließen des zweiten Auslassventils anzupassen, wie etwa gemäß dem beispielhaften Verfahren aus 7, auf Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. Ein Beispiel für das Anpassen des Zeitpunkts des Einspritzbeginns als Reaktion auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen ist in 8 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf die Figuren zeigt 1 nun eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotorsystems, das eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 beinhaltet, die in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs 100 enthalten sein kann. Der Verbrennungsmotor 10 beinhaltet eine Vielzahl von Brennkammern (z. B. Zylindern), die auf der Oberseite durch einen Zylinderkopf abgedeckt sein können. In dem in 1 gezeigten Beispiel beinhaltet der Verbrennungsmotor 10 Zylinder 13, 14, 15 und 18, die in einer 4er-Reihenkonfiguration angeordnet sind. Die Zylinder 14 und 15 werden in der vorliegenden Schrift als innere (oder Innen-)Zylinder bezeichnet, und die Zylinder 13 und 18 werden in der vorliegenden Schrift als äußere (oder Außen-)Zylinder bezeichnet. Es versteht sich jedoch, dass, obwohl 1 vier Zylinder zeigt, der Verbrennungsmotor 10 eine beliebige Anzahl von Zylindern in einer beliebigen Konfiguration beinhalten kann, z. B. V-6, 1-6, V-12, gegenüberliegende 4 usw. Ferner können die in 1 gezeigten Zylinder eine Zylinderkonfiguration aufweisen, wie etwa die in 2 gezeigte Zylinderkonfiguration, wie nachstehend weiter beschrieben.
Jeder der Zylinder 13, 14, 15 und 18 beinhaltet zwei Einlassventile, einschließlich eines ersten Einlassventils 2 und eines zweiten Einlassventils 4, und zwei Auslassventile, einschließlich eines ersten Auslassventils (in der vorliegenden Schrift als Abblasauslassventil oder Abblasventil bezeichnet) 8 und eines zweiten Auslassventils (in der vorliegenden Schrift als Spülauslassventil oder Spülventil bezeichnet) 6. Die Einlassventile und Auslassventile können in der vorliegenden Schrift als Zylindereinlassventile bzw. Zylinderauslassventile bezeichnet werden. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf 2 erläutert kann ein Zeitpunkt (z. B. ein Öffnungszeitpunkt, Schließzeitpunkt, Öffnungsdauer usw.) jedes der Einlassventile über verschiedene Nockenwellenzeitpunktsysteme gesteuert werden. In einem Beispiel können sowohl die ersten Einlassventile 2 als auch die zweiten Einlassventile 4 zu einem gleichen Ventilzeitpunkt gesteuert werden, sodass sie in dem Verbrennungsmotorzyklus gleichzeitig öffnen und schließen. In einem alternativen Beispiel können die ersten Einlassventile 2 und die zweiten Einlassventile 4 zu einem unterschiedlichen Ventilzeitpunkt gesteuert werden. Ferner können die ersten Auslassventile 8 zu einem anderen Ventilzeitpunkt als die zweiten Auslassventile 6 gesteuert werden, sodass sich das erste Auslassventil und das zweite Auslassventil eines gleichen Zylinders zu anderen Zeitpunkten als das andere und die Einlassventile öffnen und schließen, wie nachstehend weiter erörtert.
Jeder Zylinder nimmt Ansaugluft (oder ein Gemisch aus Ansaugluft und rückgeführtem Abgas, wie nachstehend dargelegt) aus einem Ansaugkrümmer 44 über einen Lufteinlasskanal 28 auf. Der Ansaugkrümmer 44 ist über Einlassöffnungen (z. B. Leitungen) an die Zylinder gekoppelt. Beispielsweise ist der Ansaugkrümmer 44 der Darstellung nach über eine erste Einlassöffnung 20 an jedes erste Einlassventil 2 jedes Zylinders gekoppelt. Ferner ist der Ansaugkrümmer 44 über eine zweite Einlassöffnung 22 an jedes zweiten Einlassventil 4 jedes Zylinders gekoppelt. Auf diese Weise kann jede Zylindereinlassöffnung selektiv mit dem Zylinder, an den sie über ein entsprechendes von den ersten Einlassventilen 2 oder den zweiten Einlassventilen 4 gekoppelt ist, kommunizieren. Jede Ansaugöffnung kann dem Zylinder, an den sie gekoppelt ist, Luft, rückgeführtes Abgas und/oder Kraftstoff zur Verbrennung zuführen.
Eine oder mehrere der Einlassöffnungen können eine Ladungsbewegungssteuervorrichtung, wie etwa ein Ladungsbewegungssteuerventil (charge motion control valve - CMCV), beinhalten. Wie in 1 gezeigt beinhaltet jede erste Einlassöffnung 20 jedes Zylinders ein CMCV 24. CMCVs 24 können auch als Wirbelsteuerventile oder Tumble-Steuerventile bezeichnet werden. CMCVs 24 können den Luftstrom, der über die ersten Einlassventile 2 in die Zylinder gelangt, einschränken. In dem Beispiel aus 1 kann jedes CMCV 24 eine Ventilplatte beinhalten; allerdings sind andere Konfigurationen des Ventils möglich. Im Rahmen dieser Offenbarung ist zu beachten, dass sich das CMCV 24 in der „geschlossenen“ (z. B. vollständig geschlossenen) Position befindet, wenn es vollständig aktiviert ist und die Ventilplatte vollständig in die entsprechende erste Einlassöffnung 20 geneigt ist, was zu einer maximalen Luftladungsstrombehinderung führt. Alternativ dazu befindet sich das CMCV 24 in der „offenen“ (z. B. vollständig offenen) Position, wenn es deaktiviert ist und die Ventilplatte vollständig gedreht ist, um im Wesentlichen parallel zu dem Luftstrom zu liegen, wodurch die Luftladungsstrombehinderung erheblich minimiert oder beseitigt wird. Die CMCVs können grundsätzlich in ihrer „offenen“ Position gehalten werden und können nur „geschlossen“ aktiviert werden, wenn Wirbelbedingungen erwünscht sind. Wie in 1 gezeigt beinhaltet lediglich eine Einlassöffnung jedes Zylinders das CMCV 24. Allerdings können in anderen Beispielen beide Einlassöffnungen jedes Zylinders ein CMCV 24 beinhalten. Eine Steuerung 12 kann die CMCVs 24 betätigen (z. B. über einen Ventilaktor, der an eine rotierende Welle gekoppelt sein kann, die direkt an jedes CMCV 24 gekoppelt ist), um die CMCVs als Reaktion auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen (wie etwa eine Verbrennungsmotordrehzahl/-last und/oder, wenn die Durchblasung über die zweiten Auslassventile 6 aktiv ist) in die offene oder geschlossenen Position oder eine Vielzahl von Positionen zwischen der offenen und geschlossenen Position zu bewegen. Wie in dieser Schrift bezeichnet kann sich Durchblasluft oder Durchblasverbrennungskühlung (blowthrough combustion cooling - BTCC) auf Ansaugluft beziehen, die während eines Ventilöffnungsüberschneidungszeitraums zwischen den Einlassventilen und den zweiten Auslassventilen 6 (z. B. eines Zeitraums, während dem sowohl die Einlassventile als auch die zweiten Auslassventile 6 zur gleichen Zeit offen sind) von dem einen oder den mehreren Einlassventilen jedes Zylinders zu den zweiten Auslassventilen 6 strömt, ohne dass die Durchblasluft verbrannt wird.
Ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem (wie etwa das in 2 gezeigte Kraftstoffsystem) kann dazu verwendet werden, Kraftstoffdrücke an einer Einspritzvorrichtung 66 zu erzeugen, die an jeden Zylinder gekoppelt ist. Somit kann Kraftstoff über die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 direkt in die Zylinder eingespritzt werden. Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt als Reaktion auf ein Signal von der Steuerung 12, eine Verbrennung einzuleiten, einen Zündfunken über Zündkerzen 92 an den Zylindern 13, 14, 15 und 18 bereit.
Die Zylinder 13, 14, 15 und 18 sind zum getrennten Leiten der Abblas- und Spülteile der Verbrennungsgase über ein geteiltes Abgassystem jeweils an zwei Auslassöffnungen gekoppelt. Insbesondere geben die Zylinder 14 und 15, wie in 1 gezeigt, einen ersten Abblasteil der Verbrennungsgase an einen ersten Krümmerteil 81 eines ersten Abgaskrümmers (in der vorliegenden Schrift auch als Abblaskrümmer bezeichnet) 84 über erste Auslassöffnungen (z. B. Leitungen) 86 und einen zweiten Spülteil der Verbrennungsgase an einen zweiten Abgaskrümmer (in der vorliegenden Schrift auch als Spülkrümmer bezeichnet) 80 über zweite Auslassöffnungen (z. B. Leitungen) 82 ab. Die Zylinder 13 und 18 geben den ersten Abblasteil der Verbrennungsgase an einen zweiten Krümmerteil 85 des ersten Abgaskrümmers 84 über die ersten Auslassöffnungen 86 und den zweiten Spülteil an den zweiten Abgaskrümmer 80 über die zweiten Auslassöffnungen 82 ab. Das heißt, die ersten Aulassöffnungen 86 der Zylinder 13 und 18 erstrecken sich von den Zylindern 13 und 18 zu dem zweiten Krümmerteil 85 des ersten Abgaskrümmers 84, wohingegen sich die ersten Auslassöffnungen 86 der Zylinder 14 und 15 von den Zylindern 14 und 15 zu dem ersten Krümmerteil 81 des ersten Abgaskrümmers 84 erstrecken. Die zweiten Auslassöffnungen 82 erstrecken sich von den Zylindern 13, 14, 15 und 18 zu dem zweiten Abgaskrümmer 80.
Jede Auslassöffnung kann über das entsprechende Auslassventil selektiv mit dem Zylinder, an den sie gekoppelt ist, kommunizieren. Beispielsweise kommunizieren die zweiten Auslassöffnungen 82 mit ihren entsprechenden Zylindern über zweite Auslassventile 6 und kommunizieren die ersten Auslassöffnungen 86 mit ihren entsprechenden Zylindern über erste Auslassventile 8. Die zweiten Auslassöffnungen 82 sind von den ersten Auslassöffnungen 86 isoliert, wenn mindestens ein Auslassventil jedes Zylinders in einer geschlossenen Position ist. Abgase können nicht direkt zwischen den zweiten Auslassöffnungen 82 und den ersten Auslassöffnungen 86 strömen. Das vorstehend beschriebene Abgassystem kann in der vorliegenden Schrift als ein geteiltes Abgassystem bezeichnet werden, wobei ein erster Teil von Abgasen aus jedem Zylinder an den ersten Abgaskrümmer 84 ausgegeben wird und ein zweiter Teil der Abgase aus jedem Zylinder an den zweiten Abgaskrümmer 80 ausgegeben wird und wobei der erste und zweite Abgaskrümmer nicht direkt miteinander kommunizieren (z. B. koppelt kein Kanal die beiden Abgaskrümmer direkt aneinander und somit vermischen sich der erste und der zweite Teil der Abgase innerhalb des ersten und des zweiten Abgaskrümmers nicht miteinander).
Der Verbrennungsmotor 10 beinhaltet einen Turbolader, der eine zweistufige Abgasturbine 164 und einen Einlassverdichter 162 beinhaltet, die auf einer gemeinsamen Welle (nicht gezeigt) gekoppelt sind. Die zweistufige Turbine 164 beinhaltet eine erste Turbine 163 und eine zweite Turbine 165. Die erste Turbine 163 ist direkt an den ersten Krümmerteil 81 des ersten Abgaskrümmers 84 gekoppelt und nimmt lediglich Abgase aus den Zylindern 14 und 15 über erste Auslassventile 8 der Zylinder 14 und 15 auf. Die zweite Turbine 165 ist direkt an den zweiten Krümmerteil 85 des ersten Abgaskrümmers 84 gekoppelt und nimmt lediglich Abgase aus den Zylindern 13 und 18 über erste Auslassventile 8 der Zylinder 13 und 18 auf. Eine Drehung der ersten und zweiten Turbine treibt eine Drehung des Verdichters 162, der in dem Einlasskanal 28 angeordnet ist, an. Demzufolge wird die Ansaugluft an dem Verdichter 162 aufgeladen (z. B. unter Druck gesetzt) und bewegt sich stromabwärts zu dem Ansaugkrümmer 44.
Die Abgase treten sowohl aus der ersten Turbine 163 als auch der zweiten Turbine 165 in einen gemeinsamen Auslasskanal 74 aus. Ein Wastegate kann über die zweistufige Turbine 164 gekoppelt sein. Insbesondere kann ein Wastegateventil 76 in einer Umgehung 78 enthalten sein, die zwischen jedem des ersten Krümmerteils 81 und des zweiten Krümmerteils 85 stromaufwärts eines Einlasses zur zweistufigen Turbine 164 und dem Auslasskanal 74 stromabwärts eines Auslasses der zweistufigen Turbine 164 gekoppelt ist. Auf diese Weise steuert eine Position des Wastegateventils 76 eine Menge an Aufladung, die von dem Turbolader bereitgestellt wird. Wenn beispielsweise eine Öffnung des Wastgateventils 76 zunimmt, kann eine Menge an Abgas, die durch die Umgehung 78 und nicht durch die zweistufige Turbine 164 strömt, zunehmen, wodurch eine Menge an Leistung, die zum Antreiben der zweistufigen Turbine 164 und des Verdichters 162 verfügbar ist, abnimmt. Als ein weiteres Beispiel nimmt, wenn die Öffnung des Wastgateventils 76 abnimmt, die Menge an Abgas, die durch die Umgehung 78 strömt, ab, wodurch die Menge an Leistung, die zum Antreiben der zweistufigen Turbine 164 und des Verdichters 162 verfügbar ist, zunimmt. In alternativen Beispielen kann der Verbrennungsmotor 10 eine einstufige Turbine beinhalten, bei der alle Abgase aus dem ersten Abgaskrümmer 84 zu einem Einlass einer selben Turbine geleitet werden.
Nach dem Verlassen der zweistufigen Turbine 164 strömen Abgase stromabwärts in dem Auslasskanal 74 zu einer ersten Emissionssteuervorrichtung 70 und einer zweiten Emissionssteuervorrichtung 72, wobei die zweite Emissionssteuervorrichtung 72 in dem Auslasskanal 74 stromabwärts der ersten Emissionssteuervorrichtung 70 angeordnet ist. Die Emissionssteuervorrichtungen 70 und 72 können in einem Beispiel einen oder mehrere Katalysatorwabenkörper beinhalten. In einigen Beispielen können die Emissionssteuervorrichtungen 70 und 72 Dreiwegekatalysatoren sein. In weiteren Beispielen beinhalten die Emissionssteuervorrichtungen 70 und 72 einen oder eine Vielzahl von Dieseloxidationskatalysatoren (diesel oxidation catalyst - DOC) und selektiven katalytischen Reduktionskatalysatoren (selective catalytic reduction catalyst - SCR). In noch einem weiteren Beispiel kann die zweite Emissionssteuervorrichtung 72 ein Benzinpartikelfilter (BPF) beinhalten. In einem Beispiel kann die erste Emissionssteuervorrichtung 70 einen Katalysator beinhalten und kann die zweite Emissionssteuervorrichtung 72 ein BPF beinhalten. Nach dem Strömen durch die Emissionssteuervorrichtungen 70 und 72 können die Abgase nach außen zu einem Auspuffrohr geleitet werden.
Der Auslasskanal 74 beinhaltet ferner eine Vielzahl von Abgassensoren in elektronischer Kommunikation mit der Steuerung 12, die in einem Steuersystems 17 integriert ist, wie nachstehend weiter beschrieben. Wie in 1 gezeigt beinhaltet der Auslasskanal 74 eine erste Lambdasonde 90, die zwischen der ersten Emissionssteuervorrichtung 70 und der zweiten Emissionssteuervorrichtung 72 positioniert ist. Die erste Lambdasonde 90 kann dazu konfiguriert sein, einen Sauerstoffgehalt von Abgas zu messen, das in die zweite Emissionssteuervorrichtung 72 gelangt. Der Auslasskanal 74 kann eine oder mehrere zusätzliche Lambdasonden beinhalten, die entlang des Auslasskanals 74 positioniert sind, wie etwa eine zweite Lambdasonde 91, die zwischen der zweistufigen Turbine 164 und der ersten Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert ist, und/oder eine dritte Lambdasonde 93, die stromabwärts der zweiten Emissionssteuervorrichtung 72 positioniert ist. Somit kann die zweite Lambdasonde 91 dazu konfiguriert sein, den Sauerstoffgehalt des Abgases, das in die erste Emissionssteuervorrichtung 70 gelangt, zu messen, und die dritte Lambdasonde 93 kann dazu konfiguriert sein, den Sauerstoffgehalt des Abgases, das die zweite Emissionssteuervorrichtung 72 verlässt, zu messen. In einem Beispiel kann es sich bei einer oder mehreren der Lambdasonde 90, der Lambdasonde 91 und der Lambdasonde 93 um Breitbandlambda-Sonden (universal exhaust gas oxygen sensors - UEGO-Sonden) handeln. Alternativ dazu können die Lambdasonden 90, 91 und 93 durch eine binäre Abgaslambdasonde ersetzt werden. Der Auslasskanal 74 kann verschiedene andere Sensoren beinhalten, wie etwa einen oder mehrere Temperatur- und/oder Drucksensoren. Wie in 1 gezeigt ist beispielsweise ein Drucksensor 96 in dem Auslasskanal 74 zwischen der ersten Emissionssteuervorrichtung 70 und der zweiten Emissionssteuervorrichtung 72 positioniert. Bei dem Sensor 96 kann es sich um einen Druck- und/oder Temperatursensor handeln. Demzufolge kann der Sensor 96 dazu konfiguriert sein, den Druck und/oder die Temperatur von Abgas, das in die zweite Emissionssteuervorrichtung 72 gelangt, zu messen.
Sowohl der Sensor 96 als auch die Lambdasonde 90 sind innerhalb des Auslasskanals 74 an einem Punkt angeordnet, an dem ein Strömungskanal 98 an den Auslasskanal 74 gekoppelt ist. Der Strömungskanal 98 kann in der vorliegenden Schrift als ein Spülkrümmerumgehungskanal (scavenge manifold bypass passage - SMBP) 98 bezeichnet werden. Der Spülkrümmerumgehungskanal 98 ist direkt an den zweiten Abgaskrümmer (z. B. den Spülkrümmer) 80 und den Auslasskanal 74 und zwischen diesen gekoppelt. Ein Ventil 97 (in der vorliegenden Schrift als Spülkrümmerumgehungsventil, scavenge manifold bypass valve - SMBV, bezeichnet) ist innerhalb des Spülkrümmerumgehungskanals 98 angeordnet und kann von der Steuerung 12 betätigt werden, um eine Menge an Abgasstrom aus dem zweiten Abgaskrümmer 80 zu dem Auslasskanal 74 an einer Position zwischen der ersten Emissionssteuervorrichtung 70 und der zweiten Emissionssteuervorrichtung 72 anzupassen.
Der zweite Abgaskrümmer 80 ist direkt an einen ersten Abgasrückführkanal (AGR-Kanal) 50 gekoppelt. Der erste AGR-Kanal 50 ist direkt zwischen dem zweiten Abgaskrümmer 80 und dem Einlasskanal 28 stromaufwärts des Verdichters 162 gekoppelt (und somit kann der erste AGR-Kanal 50 als Niederdruck-AGR-Kanal bezeichnet werden). Demzufolge werden Abgase (oder Durchblasluft, wie nachfolgend weiter erläutert) aus dem zweiten Abgaskrümmer 80 über den ersten AGR-Kanal 50 zu dem Lufteinlasskanal 28 stromaufwärts des Verdichters 162 geleitet. Wie in 1 gezeigt kann der erste AGR-Kanal 50 einen AGR-Kühler 52 beinhalten, der dazu konfiguriert, Abgase zu kühlen, die aus dem zweiten Abgaskrümmer 80 zu dem Einlasskanal 28 strömen, und kann ferner ein erstes AGR-Ventil 54 (das in der vorliegenden Schrift als BTCC-Ventil bezeichnet werden kann) beinhalten, das darin angeordnet ist. Die Steuerung 12 ist dazu konfiguriert, eine Position des BTCC-Ventils 54 zu betätigen und anzupassen, um eine Strömungsrate und/oder -menge durch den ersten AGR-Kanal 50 zu steuern. Wenn sich das BTCC-Ventil 54 in einer geschlossenen (z. B. vollständig geschlossenen) Position befindet, können keine Abgase oder Ansaugluft aus dem zweiten Abgaskrümmer 80 zu dem Einlasskanal 28 stromaufwärts des Verdichters 162 strömen. Wenn sich das BTCC-Ventil 54 in einer offenen Position (z. B. von teilweise offen bis vollständig offen) befindet, können Abgase und/oder Durchblasluft ferner aus dem zweiten Abgaskrümmer 80 zu dem Einlasskanal 28 stromaufwärts des Verdichters 162 strömen. Die Steuerung 12 kann zusätzlich das BTCC-Ventil 54 in eine Vielzahl von Position zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen anpassen. In anderen Beispielen kann die Steuerung 12 das BTCC-Ventil 54 lediglich derart anpassen, dass es entweder vollständig offen oder vollständig geschlossen ist. Ein Drucksensor 53 kann ferner in dem AGR-Kanal 50 stromaufwärts des BTCC-Ventils 54 angeordnet sein.
Eine erste Ausstoßvorrichtung 56 ist an einem Auslass des AGR-Kanals 50 innerhalb des Einlasskanals 28 positioniert. Die erste Ausstoßvorrichtung 56 kann eine Verengung oder einen Lufttrichter beinhalten, die/der eine Druckerhöhung am Einlass des Verdichters 162 bereitstellt. Infolgedessen kann AGR aus dem AGR-Kanal 50 mit frischer Luft gemischt werden, die durch den Einlasskanal 28 zu dem Verdichter 162 strömt. Somit kann AGR aus dem AGR-Kanal 50 als Bewegungsströmung an der ersten Ausstoßvorrichtung 56 wirken. In einem alternativen Beispiel kann keine Ausstoßvorrichtung an dem Auslass des AGR-Kanals 50 positioniert sein. Stattdessen kann ein Auslass des Verdichters 162 als Ausstoßvorrichtung geformt sein, die den Gasdruck senkt, um den AGR-Strom zu unterstützen (und somit ist Luft in diesem Beispiel die Bewegungsströmung und ist AGR die sekundäre Strömung). In noch einem weiteren Beispiel kann AGR aus dem AGR-Kanal 50 an einer Hinterkante einer Schaufel des Verdichters 162 eingeführt werden, wodurch zuzuführende Durchblasluft über den AGR-Kanal 50 zu dem Einlasskanal 28 geliefert wird. Ein Ansaugdrucksensor 51 kann unmittelbar stromaufwärts des Lufttrichters der ersten Ausstoßvorrichtung 56 angeordnet sein.
Ein zweiter AGR-Kanal 58 ist zwischen dem ersten AGR-Kanal 50 und dem Einlasskanal 28 gekoppelt. Insbesondere ist der zweite AGR-Kanal 58 wie in 1 gezeigt zwischen dem BTCC-Ventil 54 und dem AGR-Kühler 52 an den ersten AGR-Kanal 50 gekoppelt. In weiteren Beispielen, wenn der zweite AGR-Kanal 58 in dem Verbrennungsmotorsystem enthalten ist, kann das System keinen AGR-Kühler 52 beinhalten. Zusätzlich ist der zweite AGR-Kanal 58 direkt an den Einlasskanal 28 stromabwärts des Verdichters 162 gekoppelt. Wie in 1 gezeigt ist der zweite AGR-Kanal 58 ferner an den Einlasskanal 28 stromaufwärts eines Ladeluftkühlers (charge air cooler - CAC) 40 gekoppelt. Der CAC 40 ist dazu konfiguriert, Ansaugluft (wobei es sich um ein Gemisch aus frischer Ansaugluft von außerhalb des Verbrennungsmotorsystems und rückgeführten Abgasen handeln kann) zu kühlen, wenn sie durch den CAC 40 strömt. Demzufolge können rückgeführte Abgase aus dem ersten AGR-Kanal 50 und/oder dem zweiten AGR-Kanal 58 über den CAC 40 gekühlt werden, bevor sie in den Ansaugkrümmer 44 gelangen. In einem alternativen Beispiel kann der zweite AGR-Kanal 58 an den Einlasskanal 28 stromabwärts des CAC 40 gekoppelt sein. In einem derartigen Beispiel kann kein AGR-Kühler 52 in dem ersten AGR-Kanal 50 angeordnet sein. Wie in 1 gezeigt kann ferner eine zweite Ausstoßvorrichtung 57 in dem Einlasskanal 28 an einem Auslass des zweiten AGR-Kanals 58 positioniert sein.
Ein zweites AGR-Ventil 59 (z. B. Mitteldruck-AGR-Ventil) ist in dem zweiten AGR-Kanal 58 angeordnet. Das zweite AGR-Ventil 59 ist dazu konfiguriert, eine Gasstrommenge (z. B. Durchblasluft und/oder Abgas) durch den zweiten AGR-Kühler 58 anzupassen. Wie nachfolgend weiter beschrieben kann die Steuerung 12 das AGR-Ventil 59 in eine offene (z. B. vollständig offene) Position (wodurch ein minimal beschränkter Strom durch den zweiten AGR-Kanal 58 ermöglicht wird), eine geschlossene (z. B. vollständig geschlossene) Position (wodurch der Strom durch den zweiten AGR-Kanal 58 blockiert wird) oder eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen auf Grundlage (z. B. in Abhängigkeit) von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen betätigen. Beispielsweise kann das Betätigen des AGR-Ventils 59 beinhalten, dass die Steuerung 12 ein elektronisches Signal an einen Aktor des AGR-Ventils 59 sendet, um eine Ventilplatte des AGR-Ventils 59 in die offene Position, die geschlossene Position oder eine Position zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen zu bewegen. Luft kann auf Grundlage von Systemdrücken und Positionen von verschiedenen anderen Ventilen in dem Verbrennungsmotorsystem entweder zu dem Einlasskanal 28 in dem zweiten AGR-Kanal 58 oder zu dem zweiten Abgaskrümmer 80 in dem zweiten AGR-Kanal 58 strömen.
Der Einlasskanal 28 beinhaltet ferner eine Ansaugdrossel 62. Wie in 1 gezeigt ist die Ansaugdrossel 62 stromabwärts des CAC 40 positioniert. Eine Position einer Drosselplatte 64 der Drossel 62 kann durch die Steuerung 12 über einen Drosselaktor (nicht gezeigt), der kommunikativ an die Steuerung 12 gekoppelt ist, angepasst werden. Durch das Modulieren der Ansaugdrossel 62 während des Betreibens des Verdichters 162 kann eine erwünschte Menge an Frischluft und/oder rückgeführtem Abgas vom CAC 40 gekühlt und über den Ansaugkrümmer 44 den Verbrennungsmotorzylindern mit einem verstärkten Druck zugeführt werden.
Um das Verdichterpumpen zu verringern, kann zumindest ein Teil der durch den Verdichter 162 verdichteten Luftladung zu dem Verdichtereinlass rückgeführt werden. Ein Verdichterrückführkanal 41 kann zum Rückführen von verdichteter Luft aus dem Verdichterauslass stromaufwärts des CAC 40 zu dem Verdichtereinlass bereitgestellt sein. Ein Verdichterrückführventil (compressor recirculation valve - CRV) 42 kann zum Anpassen einer Menge an Rückführstrom, der zum Verdichtereinlass rückgeführt wird, bereitgestellt sein. In einem Beispiel kann das CRV 42 über einen Befehl von der Steuerung 12 als Reaktion auf tatsächliche oder erwartete Verdichterpumpbedingungen zum Öffnen betätigt werden.
Ein dritter Strömungskanal 30 (der in dieser Schrift als ein heißes Rohr bezeichnet werden kann) ist zwischen dem zweiten Abgaskrümmer 80 und dem Einlasskanal 28 gekoppelt. Insbesondere ist ein erstes Ende des dritten Strömungskanals 30 direkt an den zweiten Abgaskrümmer 80 gekoppelt und ist ein zweites Ende des dritten Strömungskanals 30 direkt an den Einlasskanal 28 stromabwärts der Ansaugdrossel 62 und stromaufwärts des Ansaugkrümmers 44 gekoppelt. Ein drittes Ventil 32 (z. B. ein Ventil des heißen Rohrs) ist in dem dritten Strömungskanal 30 angeordnet und dazu konfiguriert, eine Luftstrommenge durch den dritten Strömungskanal 30 anzupassen. Das dritte Ventil 32 kann als Reaktion auf ein Betätigungssignal, das von der Steuerung 12 an einen Aktor des dritten Ventils 32 gesendet wird, in eine vollständig offene Position, eine vollständig geschlossene Position oder eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen betätigt werden.
Der zweite Abgaskrümmer 80 und/oder die zweiten Auslassleitungen 82 können/kann einen oder mehrere Sensoren (wie etwa Druck-, Temperatursensoren und/oder Lambdasonden) beinhalten, die darin angeordnet sind. Wie in 1 gezeigt beinhaltet der zweite Abgaskrümmer 80 beispielsweise einen Drucksensor 34 und eine Lambdasonde 36, die darin angeordnet und dazu konfiguriert sind, jeweils einen Druck und Sauerstoffgehalt von Abgasen und Durchblasluft (z. B. Ansaugluft), die aus den zweiten Auslassventilen 6 austreten und in den zweiten Abgaskrümmer 80 gelangen, zu messen. Zusätzlich oder alternativ zu der Lambdasonde 36 kann jede zweite Auslassleitung 82 eine eigene Lambdasonde 38 beinhalten, die darin angeordnet ist. Somit kann ein Sauerstoffgehalt von Abgasen und/oder Durchblasluft, die aus jedem Zylinder über die zweiten Auslassventile 6 austreten, auf Grundlage einer Ausgabe der Lambdasonde 38 und/oder der Lambdasonde 36 bestimmt werden.
In einigen Beispielen kann der Einlasskanal 28 wie in 1 gezeigt einen elektrischen Verdichter 60 beinhalten. Der elektrische Verdichter 60 ist in einem Umgehungskanal 61 angeordnet, der an den Einlasskanal 28 stromaufwärts und stromabwärts eines elektrischen Verdichterventils 63 gekoppelt ist. Insbesondere ist ein Einlass zu dem Umgehungskanal 61 an den Einlasskanal 28 stromaufwärts des elektrischen Verdichterventils 63 gekoppelt und ist ein Auslass zu dem Umgehungskanal 61 an den Einlasskanal 28 stromabwärts des elektrischen Verdichterventils 63 und stromaufwärts der Stelle, an welcher der erste AGR-Kanal 50 an den Einlasskanal 28 gekoppelt ist, gekoppelt. Ferner ist der Auslass des Umgehungskanals 61 stromaufwärts in dem Einlasskanal 28 von dem Turboladerverdichter 162 gekoppelt. Der elektrische Verdichter 60 kann unter Verwendung von Energie, die in einer Energiespeichervorrichtung gespeichert ist, elektrisch durch einen Elektromotor angetrieben werden. In einem Beispiel kann der Elektromotor Teil des elektrischen Verdichters 60 sein, wie in 1 gezeigt. Wenn eine zusätzliche Aufladung (z. B. erhöhter Druck der Ansaugluft über Atmosphärendruck) angefordert wird, die einen Betrag übersteigt, der von dem Verdichter 162 bereitgestellt wird, kann die Steuerung 12 den elektrischen Verdichter 60 aktivieren, sodass sich dieser dreht und einen Druck der Ansaugluft erhöht, die durch den Umgehungskanal 61 strömt. Die Steuerung 12 kann ferner das elektrische Verdichterventil 63 in eine geschlossene oder teilweise geschlossene Position betätigen, um eine erhöhte Menge von Ansaugluft durch den Umgehungskanal 61 und den elektrischen Verdichter 60 zu leiten.
Der Einlasskanal 28 kann einen oder mehrere zusätzliche Sensoren beinhalten (wie etwa zusätzliche Druck., Temperatur-, Durchflussratensensoren und/oder Lambdasonden). Beispielsweise beinhaltet der Einlasskanal 28 wie in 1 gezeigt einen Luftmassenstromsensor (mass air flow sensor - MAF-Sensor) 48, der stromaufwärts des elektrischen Verdichterventils 63 in dem Einlasskanal 28 angeordnet ist. Ein Ansaugdrucksensor 31 und ein Ansaugtemperatursensor 33 sind in dem Einlasskanal 28 stromaufwärts des Verdichters 162 und stromabwärts der Stelle, an welche der erste AGR-Kanal 50 an den Ansaugkanal 28 gekoppelt ist, angeordnet. Eine Ansauglambdasonde 35 kann sich in dem Einlasskanal 28 stromabwärts des Verdichters 162 und stromaufwärts des CAC 40 befinden. Ein zusätzlicher Ansaugdrucksensor 37 kann in dem Einlasskanal 28 stromabwärts des CAC 40 und stromaufwärts der Drossel 62 positioniert sein. In einigen Beispielen kann wie in 1 gezeigt eine zusätzliche Ansauglambdasonde 39 in dem Einlasskanal 28 zwischen dem CAC 40 und der Drossel 62 positioniert sein. Ferner sind ein Ansaugkrümmerdrucksensor (z. B. MAP-Sensor) 122 und ein Ansaugkrümmertemperatursensor 123 in dem Ansaugkrümmer 44 stromaufwärts der Verbrennungsmotorzylinder positioniert.
In einigen Beispielen kann der Verbrennungsmotor 10 an einen Elektromotor/ein Batteriesystem (wie in 2 gezeigt) in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, Reihenkonfiguration oder Variationen oder Kombinationen davon aufweisen. Ferner können in einigen Beispielen andere Verbrennungsmotorkonfigurationen eingesetzt werden, beispielsweise ein Dieselmotor.
Der Verbrennungsmotor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem 17, das die Steuerung 12 beinhaltet, und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugführer über eine Eingabevorrichtung (in 1 nicht gezeigt) gesteuert werden. Der Darstellung nach empfängt das Steuersystem 17 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die verschiedenen Beispiele in der vorliegenden Schrift beschrieben sind) und sendet Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 83. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 die vorstehend beschriebenen Druck-, Temperatursensoren und Lambdasonden beinhalten, die sich in dem Einlasskanal 28, Ansaugkrümmer 44, Auslasskanal 74 und zweiten Abgaskrümmer 80 befinden. Andere Sensoren können einen Drosseleinlasstemperatursensor zum Schätzen einer Drossellufttemperatur (throttle air temperature - TCT) beinhalten, der stromabwärts der Drossel 62 in dem Einlasskanal gekoppelt ist. Zusätzliche Sensoren und Betätigungselemente des Systems sind nachstehend unter Bezugnahme auf 2 dargelegt. Als ein weiteres Beispiel können die Aktoren 83 die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66, die Ventile 63, 42, 54, 59, 32, 97, 76 und die Drossel 62 beinhalten. Die Aktoren 83 können ferner verschiedene Nockenwellenzeitpunktaktoren beinhalten, die an die Zylindereinlass- und -auslassventile gekoppelt sind (wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben). Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage einer Anweisung oder einem in einem Speicher der Steuerung 12 programmierten Code einer oder mehreren Routinen entsprechend auslösen. Eine beispielhafte Steuerroutine (z. B. ein Verfahren) ist in der vorliegenden Schrift bei 7 beschrieben. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt des Einspritzbeginns einer Kraftstoffdirekteinspritzung für einen erwünschten Gasstrom durch das zweite Auslassventil 6 zeitlich festgelegt werden, um die Kraftstoffspülung auf der Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen zu erhöhen oder zu verringern.
Es ist anzumerken, dass, während der Verbrennungsmotor 10 der Darstellung aus 1 nach jeden von dem ersten AGR-Kanal 50, dem zweiten AGR-Kanal 58, dem Strömungskanal 98 und dem Strömungskanal 30 beinhaltet, der Verbrennungsmotor 10 in weiteren Beispielen nur einen Teil dieser Kanäle beinhalten kann. Beispielsweise kann der Verbrennungsmotor 10 lediglich den ersten AGR-Kanal 50 und den Strömungskanal 98 und nicht den zweiten AGR-Kanal 58 und den Strömungskanal 30 beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann der Verbrennungsmotor 10 den ersten AGR-Kanal 50, den zweiten AGR-Kanal 58 und den Strömungskanal 98, aber nicht den Strömungskanal 30 beinhalten. In noch einem weiteren Beispiel kann der Verbrennungsmotor 10 den ersten AGR-Kanal 50, den Strömungskanal 30 und den Strömungskanal 98, aber nicht den zweiten AGR-Kanal 58 beinhalten. In einigen Beispielen kann der Verbrennungsmotor 10 den elektrische Verdichter 60 nicht beinhalten. In noch anderen Beispielen kann der Verbrennungsmotor 10 alle oder nur einen Teil der in 1 gezeigten Sensoren beinhalten.
Unter Bezugnahme auf 2 ist nun eine Teilansicht eines einzelnen Zylinders der Brennkraftmaschine 10 gezeigt. Demzufolge sind Komponenten, die bereits in 1 eingeführt wurden, mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt und werden nicht erneut eingeführt. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit der Brennkammer (dem Zylinder) 130 dargestellt, die einen beliebigen der Zylinder 13, 14, 15 und 18 aus 1 darstellen kann. Die Brennkammer 130 beinhaltet eine Kühlmittelhülse 114 und die Zylinderwände 132 mit einem Kolben 136, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 140 verbunden ist. Die Brennkammer 130 kommuniziert der Darstellung nach über das Einlassventil 4 bzw. das erste Auslassventil 8 mit dem Ansaugkrümmer 44 und der ersten Auslassöffnung 86. Wie vorstehend in 1 beschrieben kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 Verbrennungsprodukte entlang zweier Leitungen abgeben und ist lediglich die erste Auslassöffnung (z. B. Leitung), die von dem Zylinder zu der Turbine führt, in 2 gezeigt, während die zweite Auslassöffnung (z. B. die zweite Auslassöffnung 82) in dieser Ansicht nicht sichtbar ist.
Wie ebenfalls vorstehend in 1 ausgeführt kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 zwei Einlassventile und zwei Auslassventile beinhalten. In der dargestellten Ansicht sind lediglich ein Einlassventil (z. B. das Einlassventil 4) und ein erstes Auslassventil 8 gezeigt. Das Einlassventil 4 und das erste Auslassventil 8 befinden sich an einer oberen Region der Brennkammer 130. Das Einlassventil 4 und das erste Auslassventil 8 können durch die Steuerung 12 unter Verwendung entsprechender Nockenbetätigungssysteme, die einen oder mehrere Nocken beinhalten, gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme können eines oder mehrere von Systemen zur Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), variablen Nockenzeitsteuerung (Variable Cam Timing - VCT), variablen Ventilzeitsteuerung (Variable Valve Timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL) zum Variieren des Ventilbetriebs verwenden. In dem dargestellten Beispiel wird jedes Einlassventil, einschließlich des Einlassventils 4, durch einen Einlassnocken 151 gesteuert und wird jedes Auslassventil, einschließlich des ersten Auslassventils 8, durch einen Auslassnocken 153 gesteuert. Gemäß festgelegten Einlass- bzw. Auslassventilsteuerungszeitpunkten kann der Einlassnocken 151 über einen Einlassventilzeitpunktaktor 101 betätigt werden und der Auslassnocken 153 über einen Auslassventilzeitpunktaktor 103 betätigt werden. In einigen Beispielen können die Einlassventile und Auslassventile über den Einlassventilzeitpunktaktor 101 bzw. den Auslassventilzeitpunktaktor 103 deaktiviert werden. Beispielsweise kann die Steuerung ein Signal an den Auslassventilzeitpunktaktor 103 senden, um das erste Auslassventil 8 zu deaktivieren, sodass es geschlossen bleibt und sich zu seinem festgelegten Zeitpunkt nicht öffnet. Die Position der Einlassnockenwelle 151 und Auslassnockenwelle 153 kann jeweils durch die Nockenwellenpositionssensoren 155 und 157 bestimmt werden. Wie vorstehend eingeführt können in einem Beispiel alle Auslassventile jedes Zylinders auf einer gleichen Auslassnockenwelle gesteuert werden. Demzufolge kann ein Zeitpunkt von sowohl dem Spülauslassventil (zweiten Auslassventil) als auch dem Abblasauslassventil (ersten Auslassventil) zusammen über eine Nockenwelle eingestellt werden, die jedoch jeweils unterschiedliche Zeitpunkte relativ zueinander aufweisen können. In einem anderen Beispiel kann das Abblasauslassventil jedes Zylinders über eine erste Auslassnockenwelle gesteuert werden und ein Spülauslassventil jedes Zylinders kann über eine andere, zweite Auslassnockenwelle gesteuert werden. Auf diese Weise kann der Ventilzeitpunkt der Spülventile und der Abblasventile getrennt voneinander eingestellt werden. In alternativen Beispielen kann/können das/die Nocken- oder Ventilzeitpunktsystem(e) der Spül- und/oder Abblasauslassventile ein Nocken-in-Nocken-System, ein elektro-hydraulisches System auf den Spülventilen und/oder eine elektromechanische Ventilhubsteuerung auf den Spülventilen einsetzen.
In einigen Beispielen können die Einlass- und/oder Auslassventile durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Beispielsweise können die Zylinder 130 alternativ ein Einlassventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systemen, beinhalten. In noch weiteren Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem für einen variablen Ventilzeitpunkt gesteuert werden.
In einem Beispiel beinhaltet der Einlassnocken 151 getrennte und unterschiedliche Nockenerhebungen, die unterschiedliche Ventilprofile (z. B. Ventilsteuerungszeit, Ventilhub, Dauer usw.) für jedes der zwei Einlassventile der Brennkammer 130 bereitstellen. Gleichermaßen kann der Auslassnocken 153 getrennte und unterschiedliche Nockenerhebungen beinhalten, die unterschiedliche Ventilprofile (z. B. Ventilsteuerungszeit, Ventilhub, Dauer usw.) für jedes der zwei Auslassventile der Brennkammer 130 bereitstellen. In einem weiteren Beispiel kann der Einlassnocken 151 eine gemeinsame Erhebung oder ähnliche Erhebungen beinhalten, die ein im Wesentlichen ähnliches Ventilprofil für jedes der zwei Einlassventile bereitstellen.
Des Weiteren können verschiedene Nockenprofile für die verschiedenen Auslassventile verwendet werden, um Abgase, die bei geringeren Zylinderdrücken abgegeben werden, von Abgasen zu trennen, die bei höheren Abgasdrücken abgegeben werden. Beispielsweise kann ein erstes Auslassnockenprofil das erste Auslassventil (z. B. ein Abblasventil) aus einer geschlossenen Position kurz vor dem unteren Totpunkt (UT) des Arbeitstaktes der Brennkammer 130 öffnen und dasselbe Auslassventil lange vor dem oberen Totpunkt (OT) des Ausstoßtaktes schließen, um Abblasgase selektiv aus der Brennkammer abzugeben. Ferner kann ein zweites Auslassnockenprofil verwendet werden, um das zweite Auslassventil (z. B. Spülventil) aus einer geschlossenen Position vor einem Mittelpunkt des Ausstoßtaktes zu öffnen und dieses nach dem OT zu schließen, um den Spülteil der Abgase selektiv abzugeben. Beispielhafte Ventilzeitpunkte werden nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Somit kann der Zeitpunkt des ersten Auslassventils und des zweiten Auslassventils Zylinderabblasgase aus einem Spülteil der Abgase isolieren, während restliche Abgase im Totraum des Zylinders mit frischer Ansaugluftdurchblasung während der positiven Ventilüberschneidung zwischen dem Einlassventil und den Spülauslassventilen gereinigt werden. Durch Strömen eines ersten Teils des Abgases, der die Zylinder verlässt (z. B. Abgas mit höherem Druck), zu der Turbine (z. B. der in 1 eingeführten Turbine 165) und einem Auslasskanal für höheren Druck und Strömen eines späteren, zweiten Teils des Abgases (z. B. Abgas mit niedrigerem Druck) und Durchblasluft zu dem Verdichtereinlass (z. B. einem Einlass des in 1 eingeführten Verdichters 162) kann die Effizienz des Verbrennungsmotorsystems erhöht werden.
Der Zylinder 130 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, wobei es sich um ein Verhältnis von handelt, wenn der Kolben 136 sich am unteren Totpunkt oder oberen Totpunkt befindet. Normalerweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, bei denen unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Hierzu kann es beispielsweise kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdunstungsenthalpie verwendet werden. Wenn eine Direkteinspritzung verwendet wird, kann das Verdichtungsverhältnis aufgrund von deren Auswirkung auf das Motorklopfen ebenfalls erhöht sein.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 eine Zündkerze 92 beinhalten, um die Verbrennung einzuleiten. Bei ausgewählten Betriebsmodi kann ein Zündsystem 88 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (Spark Advance) von der Steuerung 12 der Brennkammer 130 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. In einigen Beispielen kann die Zündkerze 92 jedoch weggelassen sein, wie etwa, wenn der Verbrennungsmotor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch das Einspritzen von Kraftstoff einleitet, wie etwa, wenn es sich bei dem Verbrennungsmotor 10 um einen Dieselmotor handelt.
Als nicht einschränkendes Beispiel beinhaltet der Zylinder 130 der Darstellung nach eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist der Darstellung nach direkt an die Brennkammer 130 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite eines Signals FPW, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt darin einzuspritzen. Auf diese Art und Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ (Direct Injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 130 bereit. Wenngleich 2 die Einspritzvorrichtung 66 als seitliche Einspritzvorrichtung zeigt, kann sie auch oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 92. Eine derartige Position kann die Vermischung und die Verbrennung verstärken, wenn der Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils angeordnet sein, um die Vermischung zu verbessern. In einem weiteren Beispiel kann es sich bei der Einspritzvorrichtung 66 um eine Einlasskanaleinspritzvorrichtungen handeln, die Kraftstoff in die Einlassöffnung stromaufwärts des Zylinders 130 bereitstellt.
Der Kraftstoff kann der Einspritzvorrichtung 66 von einem Hochdruckkraftstoffsystem 180 zugeführt werden, das eine(n) oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und einen Kraftstoffverteiler beinhaltet. Alternativ kann Kraftstoff mit niedrigerem Druck durch eine einstufige Kraftstoffpumpe zugeführt werden. Ferner können die Kraftstofftanks, wenngleich dies nicht gezeigt ist, einen Druckmessumformer beinhalten, der der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt. Die Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 180 können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffeigenschaften enthalten, wie etwa mit unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Bei diesen Unterschieden kann es sich um unterschiedliche Alkoholgehalte, eine unterschiedliche Oktanzahl, unterschiedliche Verdampfungstemperaturen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen daraus handeln usw. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffsystem 180 an ein Kraftstoffdampfrückgewinnungssystem gekoppelt sein, das einen Kanister zum Speichern von Betankungs- und Tankatmungsdämpfen beinhaltet. Die Kraftstoffdämpfe können während des Verbrennungsmotorbetriebs aus dem Kanister zu den Verbrennungsmotorzylindern gespült werden, wenn Spülbedingungen erfüllt sind.
Der Verbrennungsmotor 10 kann zumindest teilweise durch die Steuerung 12 und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 113 über ein Fahrpedal 116 und einen Fahrpedalpositionssensor 118 und über ein Bremspedal 117 und einen Bremspedalpositionssensor 119 gesteuert werden. Der Fahrpedalpositionssensor 118 kann ein Pedalpositionssignal (PP) an die Steuerung 12 senden, das einer Position des Fahrpedals 116 entspricht, und der Bremspedalpositionssensor 119 kann ein Bremspedalpositionssignal (BPP-Signal) an die Steuerung 12 senden, das einer Position des Bremspedals 117 entspricht. Die Steuerung 12 ist in 3 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Nur-LeseSpeicher 106 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus beinhaltet. Der Nur-Lese-Speichers des Speichermediums 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die durch den Mikroprozessor 102 zum Durchführen der nachstehend beschriebenen Verfahren und Routinen sowie anderer Varianten, die vorweggenommen, jedoch nicht ausdrücklich aufgeführt werden, ausgeführt werden können. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den vorstehend erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Verbrennungsmotor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich einer Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (MAF) vom Luftmassenstromsensor 48; eines Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatursignals (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an die Kühlmittelhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselposition (throttle posititon - TP) von einem an die Drossel 62 gekoppelten Drosselpositionssensor; und eines Absolutkrümmerdrucksignals (manifold pressure - MAP) von einem MAP-Sensor 122. Ein Verbrennungsmotordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von dem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe des Unterdrucks oder Drucks im Ansaugkrümmer bereitzustellen.
Auf Grundlage von Eingaben von einem oder mehreren der vorstehend genannten Sensoren kann die Steuerung 12 einen oder mehrere Aktoren anpassen, wie etwa die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die Drossel 62, die Zündkerze 92, die Einlass-/Auslassventile und Nocken usw. Die Steuerung kann Eingabedaten von den verschiedenen Sensoren erhalten, die Eingabedaten verarbeiten und die Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingabedaten auf Grundlage von Anweisungen oder darin programmierten Codes entsprechend einer oder mehrerer Routinen auslösen, für die ein Beispiel unter Bezugnahme auf 7 beschrieben ist.
In einigen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen handeln, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 160 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug ein herkömmliches Fahrzeug, das lediglich über einen Verbrennungsmotor verfügt. In dem in 2 gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug den Verbrennungsmotor 10 und eine elektrische Maschine 161. Die elektrische Maschine 161 kann ein Elektromotor oder ein Motorgenerator sein und in der vorliegenden Schrift somit auch als Elektromotor bezeichnet werden. Die elektrische Maschine 161 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 170 auf, um den Fahrzeugrädern 160 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 161 kann auch als Generator betrieben werden, um beispielsweise während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 170 bereitzustellen.
Die Kurbelwelle 140 des Verbrennungsmotors 10 und die elektrische Maschine 161 sind über ein Getriebe 167 mit den Fahrzeugrädern 160 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 166 eingerückt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 166 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 161 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 166 zwischen der elektrischen Maschine 161 und dem Getriebe 167 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 166 senden, um die Kupplung einzurücken oder auszurücken, um so die Kurbelwelle 140 mit bzw. von der elektrischen Maschine 161 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 161 mit bzw. von dem Getriebe 167 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Bei dem Getriebe 167 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann verschiedenartig ausgelegt sein, darunter als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Unter Bezugnahme auf 3 zeigt das Diagramm 300 nun beispielhafte Ventilzeitpunkte in Bezug auf eine Kolbenposition für einen Verbrennungsmotorzylinder, der vier Ventile umfasst: zwei Einlassventile und zwei Auslassventile, wie etwa vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Der Zylinder ist dazu konfiguriert, Ansaugluft über die beiden Einlassventile (z. B. die in 1 eingeführten Einlassventile 2 und 4) aufzunehmen, einen ersten Abblasteil des Abgases über ein erstes Abblasauslassventil (z. B. das in 1 eingeführte erste Auslassventil oder Abblasauslassventil 8) an einen Turbineneinlass abzugeben, einen zweiten Spülteil des Abgases über ein Spülauslassventil (z. B. das in 1 eingeführte zweite Auslassventil oder Spülauslassventil 6) an einen Einlasskanal abzugeben und dem Einlasskanal über das Spülauslassventil nicht verbrannte Durchblasluft bereitzustellen. Durch das Anpassen des Zeitpunkts des Öffnens und/oder Schließens des Spülauslassventils an diejenige der beiden Einlassventile können restliche Abgase in dem Zylindertotraum ausgespült und zusammen mit frischer Ansaugdurchblasluft als AGR rückgeführt werden.
Das Diagramm 300 veranschaulicht eine Verbrennungsmotorposition entlang der horizontalen Achse in Kurbelwinkelgrad (crank angle degrees - CAD). In dem Beispiel aus 3 können relative Unterschiede der Zeitpunkte durch die Zeichnungsabmessungen geschätzt werden. Falls erwünscht, können jedoch auch andere relative Zeitpunkte verwendet werden. Der Verlauf 302 stellt die Kolbenposition (entlang der y-Achse) relativ zu dem oberen Totpunkt (OT), dem unteren Totpunkt (UT) und den vier Takten eines Verbrennungsmotorzyklus (Ansaugung, Verdichtung, Arbeit und Ausstoßung) dar. Während des Ansaugtakts schließen sich im Allgemeinen die Auslassventile und öffnen sich die Einlassventile. Luft wird über den Ansaugkrümmer und die entsprechenden Einlassöffnungen in den Zylinder eingeführt und der Kolben bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb des Zylinders zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben an der untersten Position im Zylinder und am Ende seines Taktes befindet (z. B. wenn die Brennkammer ihr größtes Volumen aufweist), wird typischerweise als UT bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind die Einlassventile und die Auslassventile geschlossen. Der Kolben bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um die Luft in dem Zylinder zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben am Ende seines Taktes und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer ihr geringstes Volumen aufweist), wird typischerweise als OT bezeichnet. In einem in der vorliegenden Schrift als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeführt. In einem in der vorliegenden Schrift als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff zum Beispiel über einen Funken von einer Zündkerze, gezündet, was zu einer Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben zurück nach unten zu dem UT. Eine Kurbelwelle (z. B. die in 2 gezeigte Kurbelwelle 140) wandelt diese Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Während des Ausstoßtakts sind die Auslassventile geöffnet, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch in die entsprechenden Auslasskanäle abzugeben, und der Kolben kehrt zu dem OT zurück. In dieser Beschreibung können die zweiten Auslassventile (Spülventile) nach dem Beginn des Ausstoßtakts geöffnet werden und können nach dem Ende des Ausstoßtakts geöffnet bleiben, während die ersten Auslassventile (Abblasventile) geschlossen werden und die Einlassventile geöffnet werden, um restliche Abgase mit Durchblasluft auszuspülen.
Der Verlauf 304 stellt eine/n Einlassventilzeitpunkt, -hub und -dauer für ein erstes Einlassventil (Int 1) dar, während der Verlauf 306 eine/n Einlassventilzeitpunkt, -hub und - dauer für ein zweites Einlassventil (Int_2) darstellt, wobei beide Einlassventile an den Einlasskanal des Verbrennungsmotorzylinders gekoppelt sind. Der Verlauf 308 stellt eine/n beispielhafte/n Auslassventilzeitpunkt, -hub und -dauer für ein Abblasauslassventil (Exh_1) dar, das dem in 1 eingeführten ersten Auslassventil (z. B. dem Abblasauslassventil) 8 entsprechen kann, das über eine erste Auslassöffnung (z. B. die erste Auslassöffnung 86 aus 1) an einen ersten Abgaskrümmer (z. B. den in 1 gezeigten Abblasabgaskrümmer 84) gekoppelt ist. Der Verlauf 310 stellt eine/n beispielhafte/n Auslassventilzeitpunkt, -hub und -dauer für ein Spülauslassventil (Exh_2) dar, das dem in 1 gezeigten zweiten Auslassventil (z. B. dem Spülauslassventil) 6 entsprechen kann, das über eine zweite Auslassöffnung (z. B. die zweite Auslassöffnung 82 aus 1) an einen Spülkrümmer (z. B. den in 1 gezeigten Spülkrümmer 80) gekoppelt ist. Wie vorstehend ausgeführt verbindet der erste Abgaskrümmer das Abblasauslassventil mit dem Einlass einer Turboladerturbine (z. B. der Turbine 165 aus 1) (z. B. koppelt sie fluidisch) und verbindet der Spülkrümmer das Spülauslassventil über einen AGR-Kanal (z. B. den in 1 gezeigten ersten AGR-Kanal 50) mit einem Einlasskanal (z. B. koppelt sie fluidisch). Der erste Abgaskrümmer kann wie vorstehend erläutert von dem Spülkrümmer getrennt sein.
In dem dargestellten Beispiel werden die ersten und zweiten Einlassventile aus einer geschlossenen Position (z. B. mit einem Ventilhub von null) zu einem gemeinsamen Zeitpunkt vollständig geöffnet (Verlauf 304 und 306), beginnend nahe dem Ansaugtakt-OT kurz nach CAD2 (z. B. bei oder kurz nach dem Ansaugtakt-OT), und nach dem Beginn eines anschließenden Verdichtungstaktes nach CAD3 (z. B. nach dem UT) geschlossen. Wenn sie vollständig geöffnet sind, können zusätzlich dazu die beiden Einlassventile mit einem gleichen Betrag an Ventilhub L1 für eine gleiche Dauer D1 geöffnet werden. In anderen Beispielen können die beiden Einlassventile zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt betätigt werden, indem Phasenlage, Hub oder Dauer angepasst werden. Im Gegensatz zu dem gemeinsamen Zeitpunkt des ersten und des zweiten Einlassventils kann der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Abblasauslassventils relativ zu dem Öffnen und Schließen des Spülauslassventils gestaffelt sein. Insbesondere wird das Abblasauslassventil (Verlauf 308) zu einem ersten Zeitpunkt, der früher in dem Verbrennungsmotorzyklus liegt als der Zeitpunkt, zu dem das Spülauslassventil (Verlauf 310) aus einer geschlossenen Position geöffnet wird, aus einer geschlossenen Position geöffnet. Insbesondere liegt der erste Zeitpunkt zum Öffnen des Abblasauslassventils zwischen dem OT und dem UT des Arbeitstaktes vor CAD1 (z. B. vor dem Ausstoßtakt-UT), während der Zeitpunkt zum Öffnen des Spülauslassventils kurz nach dem Ausstoßtakt-UT nach CAD1 aber vor CAD2 liegt. Das Abblasauslassventil (Verlauf 308) wird vor dem Ende des Ausstoßtaktes geschlossen und das Spülauslassventil (Verlauf 310) wird nach dem Ende des Ausstoßtaktes geschlossen. Somit bleibt das Spülauslassventil offen, um sich geringfügig mit dem Öffnen der Einlassventile zu überlappen.
Genauer gesagt kann das Abblasauslassventil (Verlauf 308) vor dem Beginn eines Ausstoßtakts (z. B. zwischen 90 und 30 Grad vor dem UT, in Abhängigkeit von der Nockenphaseneinstellung) vollständig aus dem geschlossenen Zustand geöffnet werden, in einem ersten Teil des Ausstoßtakts vollständig offen gehalten werden und bevor der Ausstoßtakt endet (z. B. zwischen 50 und 0 Grad vor dem OT, in Abhängigkeit von der Nockenphaseneinstellung) vollständig geschlossen werden, um den Abblasteil des Abgasimpulses zu erfassen. Das Spülauslassventil (Verlauf 310) kann kurz nach dem Beginn des Ausstoßtakts (z. B. zwischen 30 und 90 Grad nach UT, in Abhängigkeit von der Nockenphaseneinstellung) aus einer geschlossenen Position vollständig geöffnet werden, in einem zweiten Teil des Ausstoßtakts offen gehalten werden und, nachdem der Ansaugtakt beginnt (z. B. zwischen 20 und 70 Grad nach OT, in Abhängigkeit von der Nockenphaseneinstellung), vollständig geschlossen werden, um den Spülteil des Abgases abzugeben. Zusätzlich können das Spülauslassventil und die Einlassventile wie in 3 gezeigt eine positive Überlappungsphase (z. B. von zwischen 20 Grad vor dem OT und 30 Grad nach dem OT bis zwischen 30 und 90 Grad nach dem OT, in Abhängigkeit von der Nockenphaseneinstellung) aufweisen, um die Durchblasung mit AGR zu ermöglichen. Dieser Zyklus, bei dem alle vier Ventile betätigt werden, kann sich auf Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen wiederholen.
Zusätzlich kann das Abblasauslassventil (Verlauf 308) mit einem ersten Betrag an Ventilhub L2 geöffnet werden, während das Spülauslassventil (Verlauf 310) mit einem zweiten Betrag an Ventilhub 3 geöffnet werden kann, wobei L3 kleiner ist als L2. Noch ferner kann das Abblasauslassventil zu dem ersten Zeitpunkt für eine Dauer D2 geöffnet werden, während das Spülauslassventil für eine Dauer D3 geöffnet werden kann, wobei D3 kleiner ist als D2. Es versteht sich, dass die beiden Auslassventile in anderen Beispielen den gleichen Betrag an Ventilhub und/oder die gleiche Öffnungsdauer aufweisen können, während das Öffnen zu unterschiedlich gestaffelten Zeitpunkten erfolgt.
Auf diese Weise können die Verbrennungsmotoreffizienz und -leistung unter Verwendung von gestaffelten Ventilzeitpunkten durch Trennen von Abgasen, die mit höherem Druck freigesetzt werden, (z. B. sich ausdehnenden Abblasabgasen in dem Zylinder) von restlichen Abgasen mit niedrigem Druck (z. B. Abgasen, die nach der Abblasung in dem Zylinder bleiben) in die verschiedenen Krümmer erhöht werden. Ferner können durch das Transportieren von restlichen Abgasen mit niedrigem Druck als AGR zusammen mit Durchblasluft (über den ersten AGR-Kanal und den Spülkrümmer) zu dem Verdichtereinlass die Brennkammertemperaturen gesenkt werden, wodurch das Auftreten von Klopfen und ein Ausmaß von Spätzündung gegenüber dem maximalen Bremsdrehmomentzeitpunkt reduziert werden. Da die Abgase am Ende des Ausstoßtaktes entweder zu einer Stelle stromabwärts der Turbine oder stromaufwärts des Verdichters geleitet werden, die beide einen niedrigeren Druck aufweisen, können ferner Abgaspumpverluste minimiert werden, um die Verbrennungsmotoreffizienz zu erhöhen.
Somit können Abgase effizienter verwendet werden, als einfach das gesamte Abgas eines Zylinders durch eine einzelne gemeinsame Auslassöffnung zu der Turboladerturbine zu leiten. Demzufolge können mehrere Vorteile erreicht werden. Beispielsweise kann der durchschnittliche Abgasdruck, der dem Turbolader zugeführt wird, erhöht werden, indem der Abblasimpuls getrennt und in den Turbineneinlass geleitet wird, um die Turboladerleistung zu erhöhen. Zusätzlich kann die Kraftstoffeffizienz erhöht werden, da die Durchblasluft nicht zu dem Katalysator geleitet wird und stattdessen zum Verdichtereinlass geleitet wird und dadurch überschüssiger Kraftstoff nicht in die Abgase eingespritzt werden kann, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis stromaufwärts des Katalysators beizubehalten.
Eine Zusammensetzung des Gases, das (über den ersten AGR-Kanal und den Spülkrümmer) durch das Spülauslassventil zum Verdichtereinlass befördert wird, variiert jedoch während der Öffnungsdauer des Spülauslassventils und variiert ferner auf Grundlage von Betriebsparametern, wie etwa einer Dauer der positiven Überlappungsphase zwischen dem Spülauslassventil und den Einlassventilen, relativen Drücken des Ansaugkrümmers und des Spülkrümmers und einem Zeitpunkt einer Kraftstoffdirekteinspritzung relativ zu einem Schließzeitpunkt des Spülauslassventils. Demnach veranschaulichen die 4A-4D schematisch Quellen für verschiedene rückgeführte Gase während einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils. Insbesondere stellt ein Zylinderdiagramm 400 in jeder der 4A-4D schematisch den Gasstrom durch den Zylinder in einer Verbrennungsmotorposition, die in einem entsprechenden Ventildiagramm 450 gezeigt ist, dar. Die Komponenten des Zylinderdiagramms 400 stimmen mit den in den 1-2 gezeigten Komponenten überein und sind gleich nummeriert und werden unter Umständen nicht erneut vorgestellt. Das Ventildiagramm 450 zeigt die Verbrennungsmotorposition entlang der horizontalen Achse (in Kurbelwinkelgrad nach dem OT des Ansaugtakts) und den Ventilhub entlang der vertikalen Achse (in Millimetern). Ein/e beispielhafte/r Ventilzeitpunkt, -hub und -dauer für einen Satz von Einlassventilen sind in Verlauf 404 gezeigt (z. B. die in 1 eingeführten und im Zylinderdiagramm 400 gezeigten Einlassventile 2 und 4), ein/e beispielhafte/r Ventilzeitpunkt, -hub und -dauer für ein erstes Abblasauslassventil sind in Verlauf 408 gezeigt (z. B. das in 1 eingeführte und im Zylinderdiagramm 400 gezeigte Abblasauslassventil 8) und ein/e beispielhafte/r Ventilzeitpunkt, -hub und -dauer für ein zweites Spülauslassventil sind in Verlauf 410 gezeigt (z. B. das in 1 eingeführte und im Zylinderdiagramm 400 gezeigte Spülauslassventil 6)
Unter Bezugnahme auf 4 zeigt das Zylinderdiagramm 400 zunächst den Gasstrom durch das Spülauslassventil 6 in einer ersten Verbrennungsmotorposition, die durch eine gestrichelte Linie 416 im Ventildiagramm 450 angezeigt ist. Die erste Verbrennungsmotorposition tritt während eines Ausstoßtakts kurz vor dem OT des Ansaugtakts auf. Die Einlassventile 2 und 4 sind in der ersten Verbrennungsmotorposition geschlossen, wie durch schwarz gefüllte Kreise für die Einlassventile 2 und 4 im Zylinderdiagramm 400 angezeigt und wie durch den Verlauf 404 im Ventildiagramm 450 gezeigt. Das Abblasauslassventil 8 ist außerdem in der ersten Verbrennungsmotorposition im Wesentlichen geschlossen. Das Spülauslassventil 6 ist in der ersten Verbrennungsmotorposition offen, wie durch einen weiß gefüllten Kreis für das Spülauslassventil 6 im Zylinderdiagramm 400 angezeigt und wie durch den Verlauf 410 im Ventildiagramm 450 gezeigt. Wenn die Einlassventile geschlossen sind, strömen Restgase 414 aus der Verbrennung, die den Zylinder noch nicht als Abblasabgas (z. B. über das Abblasauslassventil 8) verlassen haben, vom Zylinder 130 durch das offene Spülauslassventil 6 und über die zweite Auslassöffnung 82 in Richtung des Spülkrümmers 80. Ferner, wenn das Abblasauslassventil 8 in der ersten Verbrennungsmotorposition im Wesentlichen geschlossen ist, strömen die Restgase 414 nicht durch das Abblasauslassventil und über die erste Auslassöffnung 86 in Richtung des ersten Abgaskrümmers 84. Beispielsweise kann ein Abblasteil der Restgase 414 bereits früher im Verbrennungsmotorzyklus (z. B. bei einem negativeren Kurbelwinkel in Bezug auf den OT des Ansaugtakts) durch das Abblasauslassventil 8 ausgestoßen worden sein, während das Abblasauslassventil 8 offen war (z.B. wie in Verlauf 408 gezeigt). Restgase 414 können beispielsweise aus verbrannten Gasen, einem Gemisch aus verbrannten Gasen und Luft und/oder einem Gemisch aus verbrannten Gasen und unverbranntem Kraftstoff, der während des vorherigen Verbrennungsmotorzyklus eingespritzt wurde, bestehen.
Unter Bezugnahme auf 4 zeigt das Zylinderdiagramm 400 als nächstes den Gasstrom durch das Spülauslassventil 6 in einer zweiten Verbrennungsmotorposition, die durch eine gestrichelte Linie 418 im Ventildiagramm 450 angezeigt ist. Die zweite Verbrennungsmotorposition tritt während des Ansaugtakts kurz nach dem oberen Totpunkt auf. Die Einlassventile 2 und 4 sind in der ersten Verbrennungsmotorposition offen, wie durch weiß gefüllte Kreise für die Einlassventile 2 und 4 im Zylinderdiagramm 400 angezeigt und wie durch den Verlauf 404 im Ventildiagramm 450 gezeigt. Das Abblasauslassventil 8 ist in der zweiten Verbrennungsmotorposition vollständig geschlossen. Das Spülauslassventil 6 bleibt in der zweiten Verbrennungsmotorposition offen, wie durch einen weiß gefüllten Kreis für das Spülauslassventil 6 im Zylinderdiagramm 400 angezeigt und wie durch den Verlauf 410 im Ventildiagramm 450 gezeigt. Wenn die Einlassventile offen sind, strömen Rückstoßgase 420 aus der Einlassöffnung 20 und 22 durch die offenen Einlassventile 2 und 4, durch den Zylinder 130, durch das offene Spülauslassventil 6 und über die zweite Auslassöffnung 82 in Richtung des Spülkrümmers 80. Wenn das Abblasauslassventil 8 in der ersten Verbrennungsmotorposition vollständig geschlossen ist, strömen die Rückstoßgase 420 ferner nicht durch das Abblasauslassventil und über die erste Auslassöffnung 86 in Richtung des ersten Abgaskrümmers 84. Rückstoßgase 420 können beispielsweise aus einem Gemisch aus verbrannten Gasen, Luft und/oder unverbranntem Kraftstoff, der während des vorherigen Verbrennungsmotorzyklus eingespritzt wurde, bestehen. Beispielsweise kann, während die Einlassventile 2 und 4 geöffnet sind, auf Grundlage eines zylinderinternen Drucks und eines Drucks in den Einlassöffnungen (z. B. auf Grundlage des MAP) Gas vom Zylinder 130 zu der Einlassöffnung 20 und 22 strömen und kann beim Schließen der Einlassventile in den Einlassöffnungen verbleiben. Ferner variiert eine Menge an unverbranntem Kraftstoff in den Rückstoßgasen 420 auf Grundlage eines Maßes an Überlappung zwischen einem Einspritzbeginn (start of injection - SOI) einer Kraftstoffdirekteinspritzung und eines sSchließzeitpunkt des Spülauslassventils 6. Dann können während eines nachfolgenden Verbrennungsmotorzyklus die Rückstoßgase 420 von der Einlassöffnung 20 und 22 beim Öffnen der Einlassventile in den Zylinder 130 strömen und mindestens ein Teil der Rückstoßgase 420 kann dann durch das Spülauslassventil 6 auf den Spülkrümmer 80 strömen.
Unter kurzer Bezugnahme auf 5 zeigt ein beispielhaftes Diagramm 500 eine Beziehung zwischen einem SOI-Zeitpunkt einer Kraftstoffdirekteinspritzung während eines Ansaugtakts und einer Kraftstoffmenge in Rückstoßgasen. Die horizontale Achse von Diagramm 500 zeigt die Verbrennungsmotorposition (in Kurbelwinkelgrad), wobei 360 Kurbelwinkelgrad den OT des Ansaugtakts darstellen. Die vertikale Achse des Diagramms 500 stellt eine Ansaugkraftstoffmasse (z. B. eine Kraftstoffmasse in den Einlassöffnungen) dar, wobei eine Größe der Kraftstoffmasse von unten nach oben zunimmt. Der punkt-gestrichelte Verlauf 502 zeigt die Kraftstoffmasse in den Einlassöffnungen zu einem früheren SOI-Zeitpunkt von 391 Kurbelwinkelgrad, wie durch die punkt-gestrichelte Linie 512 dargestellt. Der gestrichelte Verlauf 504 zeigt die Kraftstoffmasse in den Einlassöffnungen zu einem späteren SOI-Zeitpunkt von 431 Kurbelwinkelgrad, wie durch die gestrichelte Linie 514 dargestellt. Ein Zeitpunkt des Öffnens der Einlassventile ist durch die gestrichelte Linie 506 (z. B. bei 372 Kurbelwinkelgrad) gezeigt und ein Zeitpunkt des Schließens der Einlassventile ist durch die gestrichelte Linie 508 (z.B. bei 612 Kurbelwinkelgrad) gezeigt, wobei eine Öffnungsdauer der Einlassventile sich zwischen dem Öffnungszeitpunkt und dem Schließzeitpunkt erstreckt. Wenngleich dies in dem Diagramm 500 nicht gezeigt ist, liegt in dem Beispiel aus 5 ein Öffnungszeitpunkt des Spülauslassventils bei 241 Kurbelwinkelgrad und ein Schließzeitpunkt des Spülauslassventils liegt bei 421 Kurbelwinkelgrad.
Wie in dem Diagramm 500 gezeigt führt der frühere SOI-Zeitpunkt bei 391 Kurbelwinkelgrad (punkt-gestrichelte Linie 512) zu einer höheren Ansaugkraftstoffmasse (punkt-gestrichelter Verlauf 502) als der spätere SOI-Zeitpunkt bei 431 Kurbelwinkelgrad (gestrichelte Linie 514 und gestrichelter Verlauf 504). Als nicht einschränkendes Beispiel kann beim Schließen des Einlassventils (gestrichelte Linie 508) die Kraftstoffmasse in den Einlassöffnungen etwa 2 % höher sein, wenn der SOI-Zeitpunkt sich mit einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils um 30 Kurbelwinkelgrad überlappt (punkt-gestrichelter Verlauf 502) als im Vergleich dazu, wenn der SOI-Zeitpunkt 10 Kurbelwinkelgrad nach dem Schließen des Spülauslassventils erfolgt (gestrichelter Verlauf 504). Relative Drücke eines Spülkrümmers, der an das Spülauslassventil gekoppelt ist, die Ansaugluftdichte (die von der Ladetemperatur des Krümmers und dem absoluten Druck des Krümmers abhängt), die Verbrennungsmotordrehzahl, der Schließzeitpunkt der Einlassventile, ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, zylinderinterne Drücke, ein Druck an den Einlassöffnungen sowie die Sprüh- und Kraftstoffmischungsdynamik der Kraftstoffdirekteinspritzung beeinflussen ferner die Kraftstoffmasse in den Einlassöffnungen aus Rückstoßgasen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 4A-4D zeigt das Zylinderdiagramm 400 aus 4C als nächstes den Gasstrom durch das Spülauslassventil 6 in einer dritten Verbrennungsmotorposition, die durch eine gestrichelte Linie 422 im Ventildiagramm 450 angezeigt ist. Die Einlassventile 2 und 4 sind in der dritten Verbrennungsmotorposition offen, wie durch weiß gefüllte Kreise für die Einlassventile 2 und 4 im Zylinderdiagramm 400 angezeigt und wie durch den Verlauf 404 im Ventildiagramm 450 gezeigt. Das Abblasauslassventil 8 ist in der dritten Verbrennungsmotorposition vollständig geschlossen. Das Spülauslassventil 6 bleibt in der dritten Verbrennungsmotorposition offen, wie durch einen weiß gefüllten Kreis für das Spülauslassventil 6 im Zylinderdiagramm 400 angezeigt und wie durch den Verlauf 410 im Ventildiagramm 450 gezeigt. Kraftstoff wird in der dritten Verbrennungsmotorposition über die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 direkt in den Zylinder 130 eingespritzt. Wenn das Spülauslassventil offen ist, strömt kurzgeschlossener (z. B. gespülter) Kraftstoff 424 aus der Kraftstoffdirekteinspritzung über die zweite Auslassöffnung 82 direkt durch das Spülauslassventil 6 und in Richtung des Spülkrümmers 80. Eine Menge des kurzgeschlossenen Kraftstoffs 424 variiert auf Grundlage eines Maßes an Überlappung zwischen dem SOI der Kraftstoffdirekteinspritzung und eines Schließzeitpunkts des Spülauslassventils 6, eines Stroms vom Ansaug- zum Spülkrümmer, einer Dauer der positiven Überlappung zwischen den Einlassventilen 2 und 4 und dem Spülauslassventil 6, einer Strömungsmenge durch einen Umgehungskanal des Spülkrümmers (z. B. den in 1 gezeigten SMBP 98), einer Kraftstoffmenge, die in die Kraftstoffdirekteinspritzung eingespritzt wird, eines Zeitpunkts des Einspritzendes (end of injection - EOI) der Kraftstoffdirekteinspritzung und eines relativen Drucks zwischen dem Spülkrümmer und dem Einlass. Das heißt, ein Teil des direkt eingespritzten Kraftstoffs kann als kurzgeschlossener Kraftstoff 242 durch das Spülauslassventil 6 strömen, wobei der Anteil (relativ zu einer Gesamtmenge des direkt eingespritzten Kraftstoffs) auf Grundlage der Druck- und Strömungseigenschaften des Spülkrümmers und des Ansaugkrümmers und des Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils 6 variiert.
Unter kurzer Bezugnahme auf 6 zeigt ein beispielhaftes Diagramm 600 eine Beziehung zwischen einem SOI-Zeitpunkt einer Kraftstoffdirekteinspritzung während eines Ansaugtakts und einer Kraftstoffmenge, die zu einem Spülkrümmer über ein offenes Spülauslassventil, das an den Spülkrümmer gekoppelt ist, kurzgeschlossen wird. Die horizontale Achse von Diagramm 600 zeigt die Verbrennungsmotorposition (in Kurbelwinkelgrad), wobei 360 Kurbelwinkelgrad den OT des Ansaugtakts darstellen. Die vertikale Achse des Diagramms 600 stellt eine Spülkrümmerkraftstoffmasse (z. B. eine Kraftstoffmasse in dem Spülkrümmer) dar, wobei eine Größe der Kraftstoffmasse von unten nach oben zunimmt. Der punkt-gestrichelte Verlauf 602 zeigt die Kraftstoffmasse in dem Spülkrümmer zu einem früheren SOI-Zeitpunkt von 391 Kurbelwinkelgrad, wie durch die punkt-gestrichelte Linie 612 dargestellt. Der gestrichelte Verlauf 604 zeigt die Kraftstoffmasse in dem Spülkrümmer zu einem späteren SOI-Zeitpunkt von 431 Kurbelwinkelgrad, wie durch die gestrichelte Linie 614 dargestellt. Ein Zeitpunkt des Öffnens des Spülauslassventils (z. B. zweiten Auslassventils) ist durch die gestrichelte Linie 606 (z. B. bei 241 Kurbelwinkelgrad) gezeigt und ein Zeitpunkt des Schließens des Spülauslassventils ist durch die gestrichelte Linie 608 (z. B. bei 421 Kurbelwinkelgrad) gezeigt, wobei eine Öffnungsdauer des Spülauslassventils sich zwischen dem Öffnungszeitpunkt und dem Schließzeitpunkt erstreckt. Wenngleich dies in dem Diagramm 600 nicht gezeigt ist, liegt in dem Beispiel aus 6 ein Öffnungszeitpunkt eines Satzes von Einlassventilen bei 372 Kurbelwinkelgrad und ein Schließzeitpunkt der Einlassventile liegt bei 612 Kurbelwinkelgrad.
Wie in dem Diagramm 600 gezeigt führt der frühere SOI-Zeitpunkt bei 391 Kurbelwinkelgrad (punkt-gestrichelte Linie 612) zu einer höheren Spülkrümmerkraftstoffmasse (punkt-gestrichelter Verlauf 602) als der spätere SOI-Zeitpunkt bei 431 Kurbelwinkelgrad (gestrichelte Linie 614 und gestrichelter Verlauf 604). Als nicht einschränkendes Beispiel kann eine Kraftstoffmasse, die von dem Zylinder zu dem Spülkrümmer strömt, während das Spülauslassventil offen ist, um fast 1 % höher sein, wenn der SOI-Zeitpunkt sich mit einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils um 30 Kurbelwinkelgrad überlappt (punkt-gestrichelter Verlauf 602) als im Vergleich dazu, wenn der SOI-Zeitpunkt 10 Kurbelwinkelgrad nach dem Schließen des Spülauslassventils erfolgt (gestrichelter Verlauf 604). Relative Drücke des Spülkrümmers, zylinderinterne Drücke, ein Druck des Ansaugkrümmers, Kraftstoffverteilerdruck, Kraftstoffanteil mit geteilter Einspritzung, Krümmerladetemperatur, Kraftstoffzerstäubungsrate, Einspritzgeometrie - winkel usw. beeinflussen ferner die Kraftstoffmasse, die vom Zylinder zum Spülkrümmer strömt.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 4A-4D zeigt das Zylinderdiagramm 400 in 4D den Gasstrom durch das Spülauslassventil 6 in einer vierten Verbrennungsmotorposition, die durch eine gestrichelte Linie 426 im Ventildiagramm 450 angezeigt ist. Die Einlassventile 2 und 4 sind in der vierten Verbrennungsmotorposition offen, wie durch weiß gefüllte Kreise für die Einlassventile 2 und 4 im Zylinderdiagramm 400 angezeigt und wie durch den Verlauf 404 im Ventildiagramm 450 gezeigt. Das Abblasauslassventil 8 ist in der vierten Verbrennungsmotorposition vollständig geschlossen. Das Spülauslassventil 6 bleibt in der vierten Verbrennungsmotorposition offen, wie durch einen weiß gefüllten Kreis für das Spülauslassventil 6 im Zylinderdiagramm 400 angezeigt und wie durch den Verlauf 410 im Ventildiagramm 450 gezeigt. Wenn die Einlassventile offen sind, strömen Ansaugkrümmergase 428 aus dem Ansaugkrümmer 44 durch die Einlassöffnungen 20 und 22 zu den offenen Einlassventilen 2 und 4, durch den Zylinder 130, durch das offene Spülauslassventil 6 und über die zweite Auslassöffnung 82 in Richtung des Spülkrümmers 80. Wenn das Abblasauslassventil 8 in der ersten Verbrennungsmotorposition vollständig geschlossen ist, strömen die Rückstoßgase 428 ferner nicht durch das Abblasauslassventil und über die erste Auslassöffnung 86 in Richtung des ersten Abgaskrümmers 84. Die Ansaugkrümmergase 428 können beispielsweise aus Frischluft, rückgeführten verbrannten Gasen (z. B. wie durch den in 1 gezeigten ersten AGR-Kanal 50 rückgeführt) und in einigen Beispielen beispielsweise rückgeführtem (unverbranntem) Kraftstoff bestehen. Beispielsweise kann während eines ersten Verbrennungsmotorzyklus gespülter Kraftstoff durch einen AGR-Kanal (z. B. den in 1 gezeigten ersten AGR-Kanal 50) zu dem Ansaugkrümmer 44 rückgeführt werden. Dann kann während eines zweiten nachfolgenden Verbrennungsmotorzyklus der während des ersten Verbrennungsmotorzyklus gespülte Kraftstoff aus dem Ansaugkrümmer 44 in den Zylinder 130 strömen. In einigen Beispielen kann mindestens ein Teil des während des ersten Verbrennungsmotorzyklus gespülten Kraftstoffs während des zweiten Verbrennungsmotorzyklus als Anaugkrümmergase 428 weiter durch das offene Spülauslassventil 6 strömen.
Demnach zeigen die 4A-4D verschiedene Quellen für rückgeführte Gase während der Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils. Die verschiedenen Quellen für rückgeführte Gase können Gase mit variierender Zusammensetzung zuführen, die auf Grundlage des Spülventilzeitpunkts, des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und der Druck- und Strömungseigenschaften weiter variieren können. Ein Zeitpunkt einer Kraftstoffdirekteinspritzung relativ zu einem Spülventilschließzeitpunkt beeinflusst eine Kraftstoffmenge in Rückstoßgasen (in 5 veranschaulicht), die zu dem Spülkrümmer kurzgeschlossen wird (in 6 veranschaulicht). Insbesondere kann durch Anpassen des Zeitpunkts der Kraftstoffdirekteinspritzung relativ zu dem Zeitpunkt des Schließens des Spülventils die Menge an kurzgeschlossenem Kraftstoff gesteuert werden.
Als nächstes zeigt 7 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 700 zum Anpassen des Betriebs eines Verbrennungsmotors mit einem geteilten Abgassystem, wie etwa des in den 1 und 2 gezeigten Verbrennungsmotors 10. Insbesondere ermöglicht das Verfahren 700 das Anpassen der Kraftstoffspülung, wie etwa um die Kraftstoffspülung während Übergangszuständen zu verringern oder die Kraftstoffspülung während eines Verbrennungsmotorkaltstarts zu erhöhen. Wie in der vorliegenden Schrift definiert bezieht sich Kraftstoffspülung auf das Strömen von Kraftstoff, der während eines Verbrennungsmotorzyklus in einen Zylinder eingespritzt wird, zu einem Spülkrümmer (z. B. dem in 1 eingeführten Spülkrümmer 80) über ein offenes zweites Spülauslassventil (z. B. das in 1 eingeführte Spülauslassventil 6) während desselben Verbrennungsmotorzyklus. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 700 und der übrigen in der vorliegenden Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. die in den 1 und 2 gezeigte Steuerung 12) auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Verbrennungsmotoraktoren des Verbrennungsmotorsystems (z. B. die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66, das BTCC-Ventil 54, das SMBV 97 und das Spülauslassventil 6 aus 1) einsetzen, um den Betrieb des Verbrennungsmotors gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren anzupassen.
Bei 702 beinhaltet das Verfahren 700 das Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen. Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen können beispielsweise eine Bremspedalposition, eine Gaspedalposition, Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers, Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit, Atmosphärendruck, Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotorlast, Verbrennungsmotortemperatur; Luftmassenstrom (mass air flow - MAF), Ansaugkrümmerdruck (manifold pressure - MAP), Ansaugkrümmertemperatur, Sauerstoffgehalt von Ansaugluft/Abgasen an verschiedenen Punkten im Verbrennungsmotorsystem, ein erwünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (LKV), ein tatsächliches LKV, einen Zeitpunkt der Zylindereinlass- und -auslassventile, Positionen von verschiedenen Ventilen des Verbrennungsmotorsystems (einschließlich des BTCC-Ventils), eine Temperatur und/oder ein Belastungsniveau einer oder mehrerer Emissionssteuervorrichtungen, Drücke in dem Abgassystem (z. B. Abgaskrümmer, Auslassöffnungen und/oder Auslasskanäle) usw. beinhalten. Die Betriebsbedingungen können auf Grundlage von verfügbaren Daten gemessen oder abgeleitet werden.
Bei 704 beinhaltet das Verfahren 700 das Bestimmen einer nominalen DI-Kraftstoffeinspritzmenge und eines nominalen SOI-Zeitpunkts (zumindest teilweise) auf Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl, der Verbrennungsmotorlast und des erwünschten LKV. Beispielsweise kann die Steuerung eine Zylinderladungsmasse auf Grundlage einer in den Verbrennungsmotor gelangenden Luftstrommenge schätzen, die anhand einer Vielzahl von Verbrennungsmotorbetriebsparametern bestimmt wird, wie etwa der Verbrennungsmotordrehzahl, des MAP, der Krümmertemperatur, des Verbrennungsmotorhubraums und des Verbrennungsmotorliefergrads. Die Steuerung kann die Vielzahl von Verbrennungsmotorbetriebsparametern in eine Lookup-Tabelle oder eine Gleichung eingeben und den Luftstrom zu dem Verbrennungsmotor ausgeben. Ferner kann der Luftstrom durch die Anzahl von Verbrennungsmotorzylindern geteilt werden, um die Zylinderladungsmasse zu bestimmen. Dann kann die Steuerung die Zylinderladungsmasse dazu verwenden, die nominale DI-Kraftstoffeinspritzmenge zu bestimmen. Die nominale DI-Kraftstoffeinspritzmenge bezieht sich auf eine Kraftstoffmenge, mit der das erwünschte LKV angesichts der Zylinderluftmenge erreicht wird. Die Steuerung kann die Kraftstoffeinspritzmenge beispielsweise durch Dividieren der Zylinderladungsmasse durch das erwünschte LKV berechnen. Die Steuerung kann dann ein Signal mit einer Impulsbreite erzeugen, die der nominalen DI-Kraftstoffeinspritzmenge entspricht, um es an Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zu senden. Als ein Beispiel ist das erwünschte LKV die Stöchiometrie. Gleichermaßen kann der nominale SOI-Zeitpunkt für die DI-Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl und -last bestimmt werden. Beispielsweise kann die Steuerung die Verbrennungsmotorbetriebsparameter, einschließlich der Verbrennungsmotordrehzahl und -last, in eine Lookup-Tabelle, einen Algorithmus oder eine Zuordnung eingeben, die den nominalen SOI-Zeitpunkt ausgeben können.
Ferner kann die Steuerung in Beispielen, bei denen DI-Kraftstoffeinspritzung und Saugrohrkraftstoffeinspritzung (port fuel injection - PFI) verwendet werden, einen Anteil einer Gesamtkraftstoffeinspritzmenge bestimmen, der als DI-Kraftstoffeinspritzmenge abgegeben werden soll. In einem Beispiel wird die Kraftstoffmenge, die über Saugrohr- und Direkteinspritzvorrichtungen abgegeben wird, empirisch bestimmt und in vorbestimmten Lookup-Tabellen oder Funktionen gespeichert. Beispielsweise kann eine Lookup-Tabelle Saugrohrkraftstoffeinspritzmengen entsprechen und kann eine Lookup-Tabelle Direkteinspritzmengen entsprechen. Die beiden Lookup-Tabellen können auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen indiziert sein, wie etwa Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorlast neben anderen Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. Die Lookup-Tabellen können eine Kraftstoffmenge ausgeben, die über Saugrohrkraftstoffeinspritzung und/oder Direkteinspritzung in die Verbrennungsmotorzylinder bei jedem Verbrennungszyklus eingespritzt werden soll.
Drüber hinaus kann die nominale DI-Kraftstoffeinspritzmenge auf Grundlage einer Lambdasondenrückkopplung korrigiert werden. Die Abgaslambdasonde kann eine Konzentration von Sauerstoff im Abgas messen, die dann dazu verwendet werden kann, das LKV des Abgases zu bestimmen. Wenn das LKV des Abgases magerer als das erwünschte LKV ist, kann die Steuerung die nominale DI-Kraftstoffeinspritzmenge erhöhen, wie etwa durch Erhöhen einer Kraftstoffimpulsbreite bei dem nächsten Kraftstoffeinspritzereignis. Wenn das LKV des Abgases fetter als das erwünschte LKV ist, kann die Steuerung die nominale DI-Kraftstoffeinspritzmenge erhöhen, wie etwa durch Verringern einer Kraftstoffimpulsbreite bei dem nächsten Kraftstoffeinspritzereignis. Der Grad, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht (angereichert) oder verringert (vermagert) wird, kann proportional zu der Abweichung des bestimmten LKV des Abgases von dem erwünschten LKV sein. Somit kann die nominale DI-Kraftstoffeinspritzmenge auf geschlossene Weise reguliert werden.
Bei 706 wird bestimmt, ob eine erhöhte Kraftstoffspülung erwünscht ist. Als ein Beispiel kann eine erhöhte Kraftstoffspülung erwünscht sein, wenn eine Verbrennungsmotorkaltstartbedingung vorliegt. Daher kann in einigen Beispielen des Verfahrens bei 706 das Bestimmen, ob eine erhöhte Kraftstoffspülung erwünscht ist, das Bestimmen beinhalten, ob die Kaltstartbedingung vorliegt. Die Kaltstartbedingung kann bestätigt werden, wenn der Verbrennungsmotor als Reaktion auf eine Verbrennungsmotorstartanforderung nach einem längeren Zeitraum von Verbrennungsmotorinaktivität (z. B. nach mehr als einer Schwellendauer von Inaktivität) gestartet wird (z. B. von einer Drehzahl von null auf eine Drehzahl ungleich null angelassen wird, wobei Kraftstoff und Zündung bereitgestellt werden, um die Verbrennung einzuleiten) und/oder während die Verbrennungsmotortemperatur unter einer Schwellentemperatur liegt (wie etwa unter einer Anspringtemperatur der Emissionssteuervorrichtung(en), unter der eine Umwandlungseffizienz der Emissionssteuervorrichtung(en) verringert ist). Als ein anderes Beispiel kann die Kaltstartbedingung bestätigt werden, wenn die Verbrennungsmotortemperatur beim Verbrennungsmotorstart im Wesentlichen gleich der Umgebungstemperatur ist (z. B. innerhalb eines Schwellenwerts der Umgebungstemperatur liegt). Als noch ein anderes Beispiel kann die Kaltstartbedingung bestätigt werden, wenn die Temperatur der einen oder der mehreren Emissionssteuervorrichtungen geringer als die Anspringtemperatur der einen oder der mehreren Emissionssteuervorrichtungen ist.
Als ein anderes Beispiel kann eine erhöhte Kraftstoffspülung erwünscht sein, wenn eine Reinigung eines AGR-Kühlers angezeigt ist. Der AGR-Kühler kann in einem AGR-Kanal, der zwischen dem Spülkrümmer und einem Einlasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, (z. B. dem AGR-Kühler 52 aus 1) positioniert sein, und der gespülte Kraftstoff kann als Lösungsmittel am AGR-Kühler wirken, um beispielsweise Fett und Ablagerungen zu entfernen. Demnach beinhaltet das Verfahren in einigen Beispielen bei 706 zusätzlich oder alternativ das Bestimmen, ob eine Reinigung des AGR-Kühlers erwünscht ist. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass eine Reinigung des AGR-Kühlers erwünscht ist, wenn eine vorkalibrierte Dauer seit einer letzten Reinigung des AGR-Kühlers vergangen ist. Als ein anderes Beispiel kann auf Grundlage eines Druckverhältnisses in dem AGR-Kühler bestimmt werden, dass eine Reinigung des AGR-Kühlers erwünscht ist, wobei sich das Druckverhältnis auf einen Druck auf einer Einlassseite des AGR-Kühlers (die z. B. Gase aus dem Spülkrümmer aufnimmt) relativ zu einem Druck auf einer Auslassseite des AGR-Kühlers (die z. B. der Gase in Richtung des Einlasskanals abgibt) bezieht. Beispielsweise kann eine Reinigung des AGR-Kühlers erwünscht sein, wenn das Druckverhältnis in dem AGR-Kühler größer ist als ein vorbestimmtes Schwellendruckverhältnis, das eine eingeschränkte Strömung durch den AGR-Kühler anzeigt, wie etwa aufgrund einer Ansammlung von Fett und/oder Ablagerungen.
Wenn eine erhöhte Kraftstoffspülung erwünscht ist, geht das Verfahren 700 zu 708 über und beinhaltet das Bestimmen einer Spülauslassventil-(SV-)Zeitpunkts, einschließlich eines Öffnungszeitpunkts und eines Schließzeitpunkts, für die erhöhte Kraftstoffspülung. Beispielsweise können die Spülauslassventile unabhängig davon betätigt werden, ob eine AGR/Durchblasung ansonsten erwünscht wäre (z. B. auf Grundlage der Verbrennungsmotorlast), sodass direkt eingespritzter Kraftstoff als gespülter (z. B. kurzgeschlossener) Kraftstoff durch die Spülauslassventile strömen kann. Als ein Beispiel kann der Schließzeitpunkt des Spülventils relativ spät im Verbrennungsmotorzyklus liegen, insbesondere bei geringen Verbrennungsmotordrehzahlen, um eine positive Überlappungsdauer zwischen Einlassventilen und dem Spülauslassventil zu erhöhen. Die Steuerung kann den Spülauslassventilzeitpunkt für die erhöhte Kraftstoffspülung auf Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsparametern, einschließlich Verbrennungsmotordrehzahl, MAP und des Drucks in dem Spülkrümmer, wie etwa durch Eingeben der Verbrennungsmotorbetriebsparameter in eine Lookup-Tabelle, einen Algorithmus oder eine Zuordnung, bestimmen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung die Strömungsdynamik vom Ansaug- zum Spülkrümmer (z. B. auf Grundlage des Öffnungs- und Schließzeitpunkts des Einlassventils, des MAP und des Spülkrümmerdrucks) für eine Vielzahl von Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Spülauslassventils modellieren und den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Spülauslassventils auswählen, der zu einer größten Strömungsmenge durch die Spülauslassventile führt. Die Steuerung kann dann die Spülauslassventile zu dem bestimmten Zeitpunkt betätigen.
Bei 710 beinhaltet das Verfahren 700 das Bestimmen einer angepassten DI-Kraftstoffeinspritzmenge und eines angepassten SOI-Zeitpunkts für die erhöhte Kraftstoffspülung. Als ein Beispiel kann der SOI-Zeitpunkt gegenüber dem nominalen DI-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vorgezogen werden. Ferner kann der SOI-Zeitpunkt auf vor dem Schließzeitpunkt des Spülventils vorgezogen werden, um ein Maß an Überlappung zwischen einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils und der DI-Kraftstoffeinspritzung zu erhöhen. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 6 veranschaulicht erhöht das Vorziehen des SOI-Zeitpunkts auf vor dem Schließzeitpunkt des Spülauslassventils eine Kraftstoffmasse in dem Spülkrümmer beim Schließen des Spülauslassventils. Ferner kann zumindest in einigen Beispielen die DI-Kraftstoffeinspritzmenge gegenüber der nominalen DI-Kraftstoffeinspritzmenge erhöht werden. Beispielsweise kann die DI-Kraftstoffeinspritzmenge erhöht werden, um unverbrannten gespülten Kraftstoff als Reaktion auf eine Kaltstartbedingung zu der einen oder den mehreren Emissionssteuervorrichtungen zu leiten. Als ein Beispiel kann die Steuerung die DI-Kraftstoffeinspritzmenge gegenüber der nominalen DI-Kraftstoffeinspritzmenge um eine vorbestimmte Menge erhöhen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung den angepassten SOI-Zeitpunkt, den Schließzeitpunkt des Spülventils, den MAP und den Spülkrümmerdruck in eine bzw. einen oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Zuordnungen eingeben, die die angepasste Kraftstoffeinspritzmenge für die erhöhte Kraftstoffspülung ausgeben können. In einigen Beispielen kann die DI-Kraftstoffeinspritzmenge zusätzlich auf Grundlage der Temperatur der Emissionssteuervorrichtung(en) angepasst werden, wie etwa durch weiteres Erhöhen der DI-Kraftstoffeinspritzmenge, je weiter die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung(en) unter der Anspringtemperatur liegt. Ferner kann das Vorziehen des SOI-Zeitpunkts einen Schwellenbetrag für das Vorziehen nicht überschreiten. Beispielsweise kann das Vorziehen des SOI-Zeitpunkts über den Schwellenbetrag für das Vorziehen zu einem Aufprallen auf die Zylinderwand oder den Kolbens führen und die Partikelemissionen erhöhen. Zusätzlich kann der Schwellenbetrag für das Vorziehen derart kalibriert werden, dass zu Zeitpunkten, zu denen der Schwellenbetrag für das Vorziehen nicht überschritten wird, eine maximale Wärmeübertragung zwischen Kraftstoff und Zylinderluftladung erreicht wird, um den Ladungskühlungsvorteil der Direkteinspritzung zu nutzen.
Bei 712 beinhaltet das Verfahren 700 das Einspritzen der angepassten DI-Kraftstoffeinspritzmenge zu dem angepassten SOI-Zeitpunkt. Beispielsweise kann die Steuerung die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ab dem angepassten SOI-Zeitpunkt mit einer Impulsbreite betätigen, die der angepassten DI-Kraftstoffeinspritzmenge entspricht.
Bei 714 beinhaltet das Verfahren 700 das Anpassen der Positionen des Spülkrümmerumgehungsventils (SMBV) und des BTCC-Ventils, um die erwünschten Druck- und Strömungseigenschaften für die erhöhte Kraftstoffspülung zu erreichen. Beispielsweise kann eine Öffnung des SMBV, das in einem Umgehungskanal angeordnet ist, der den Spülkrümmer an einen Auslasskanal des Verbrennungsmotors koppelt, während eines Verbrennungsmotorkaltstarts vergrößert werden, um einen Anteil von gespültem Kraftstoff zu erhöhen, der ohne Rückführung durch den AGR-Kanal direkt zu dem Auslasskanal und zu der/den Emissionssteuervorrichtung(en) strömt. Das Strömen von gespültem Kraftstoff direkt in den Auslasskanal kann das Aufwärmen der Emissionssteuervorrichtung(en) weiter beschleunigen. Die Rückführung des gespülten Kraftstoffs durch den AGR-Kanal kann jedoch die Verdampfung des gespülten Kraftstoffs erhöhen, wodurch Partikelemissionen während des Kaltstarts verringert werden können. Daher kann die Steuerung die Positionen des SMBV- und BTCC-Ventils anpassen, um eine Strömungsmenge durch den Umgehungskanal relativ zu einer Strömungsmenge durch den AGR-Kanal zu steuern. Beispielsweise kann die Steuerung relevante Betriebsbedingungen, einschließlich MAP, Spülkrümmerdruck, eines Drucks des Auslasskanals, des angepassten DI-SOI-Zeitpunkts und der angepassten DI-Kraftstoffeinspritzmenge und der Temperatur der Emissionssteuervorrichtung(en) in eine Lookup-Tabelle, einen Algorithmus oder eine Zuordnung eingeben, die die entsprechenden SMBV- und BTCC-Ventilpositionen ausgeben können. Als ein anderes Beispiel kann das SMBV, wenn eine Reinigung des AGR-Kühlers erwünscht ist, weiter geschlossen werden, wenn es offen ist, während das BTCC-Ventil weiter geöffnet wird, um einen größeren Anteil des gespülten Kraftstoffs durch den AGR-Kühler zu leiten. Im Anschluss an 714 kann das Verfahren 700 enden.
Wenn unter erneuter Bezugnahme auf 706 keine erhöhte Kraftstoffspülung erwünscht ist, geht das Verfahren 700 zu 716 über und beinhaltet das Bestimmen, ob AGR und/oder Durchblasung erwünscht sind. Die AGR und Durchblasung können dem Einlasskanal des Verbrennungsmotors stromaufwärts eines Turboladerverdichters über den Spülkrümmer zugeführt werden. Wenn beispielsweise die Verbrennungsmotorlast über einer Schwellenlast liegt, können AGR und Durchblasung zu dem Einlasskanal erwünscht und aktiviert sein, wobei die Schwellenlast einer Verbrennungsmotorlast entspricht, über der eine Verbrennungsmotorverdünnung erwünscht ist, um ein Auftreten von Motorklopfen zu reduzieren. In einem anderen Beispiel, wenn die BTCC-Hardware des Verbrennungsmotors (z. B. das BTCC-Ventil und/oder die Spülauslassventile) aktiviert ist, können AGR und Durchblasung aktiviert sein. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die BTCC-Hardware aktiviert ist, wenn die Spülauslassventile in Betrieb sind (z. B. nicht deaktiviert sind) und das BTCC-Ventil offen oder zumindest teilweise offen ist.
Wenn weder AGR noch Durchblasung erwünscht sind, geht das Verfahren 700 zu 718 über und beinhaltet das Deaktivieren der Spülauslassventile und das Betreiben des Verbrennungsmotors ohne AGR und Durchblasung. Dies kann beispielsweise das Geschlossenhalten der Spülauslassventile und das Leiten von Abgasen aus den Verbrennungsmotorzylindern über die Abblasauslassventile nur zu dem Auslasskanal beinhalten. Als ein Beispiel kann die Steuerung ein Deaktivierungssignal an die Ventilaktoren der Spülauslassventile (z. B. den in 2 gezeigten Auslassventilzeitpunktaktor 103) senden, um das Spülauslassventil jedes Zylinders zu deaktivieren. Ferner kann das Verfahren bei 718 das Betreiben des Verbrennungsmotors ohne externe AGR beinhalten. Alternativ können die Spülauslassventile deaktiviert bleiben, wenn die Spülauslassventile bereits deaktiviert sind.
Bei 720 beinhaltet das Verfahren 700 das Einspritzen der nominalen DI-Kraftstoffeinspritzmenge zu dem nominalen SOI-Zeitpunkt (z. B. jeweils vorstehend bei 704 bestimmt). Beispielsweise wird die DI-Kraftstoffeinspritzmenge nicht zum Zwecke der Kraftstoffspülung angepasst, und wird der DI-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt nicht angepasst, um die Kraftstoffspülung entweder zu erhöhen oder zu verringern. Im Anschluss an 720 endet das Verfahren 700.
Unter erneuter Bezugnahme auf 716 geht das Verfahren 700, wenn mindestens eines von AGR und Durchblasung erwünscht ist, zu 722 über und beinhaltet das Einstellen der BTCC-Ventilposition, eines Zeitpunkts des Spülauslassventils, eines Zeitpunkts des Einlassventils/der Einlassventile und der SMBV-Position auf Grundlage einer erwünschten Durchblas- und AGR-Strömungsmenge, Verbrennungsmotordrehzahl/-last und Positionen/Zeitpunkten voneinander. Als ein Beispiel kann das BTCC-Ventil als Reaktion darauf, dass der Verbrennungsmotor aufgeladen wird, geöffnet werden (z. B. mit arbeitendem Turboladerverdichter und was dazu führt, dass der MAP über dem Atmosphärendruck liegt). Als ein weiteres Beispiel, wenn mehr oder weniger AGR-Strom oder Durchblasung zu dem Einlasskanal über den Spülkrümmer und den AGR-Kanal relativ zu den aktuell geschätzten Niveaus erwünscht ist (z. B. wie auf der Grundlage einer Ausgabe eines Drucksensors und/oder einer Lambdasonde geschätzt, der/die in dem ersten und/oder dem zweiten Spülkrümmer angeordnet ist), kann die Steuerung die Positionen oder Zeitpunkte von einem oder mehreren von dem BTCC-Ventil, dem Spülauslassventil, den Einlassventilen und dem SMBV anpassen, um den erwünschten AGR-Strom und Durchblasstrom zu erreichen. Wenn beispielsweise eine höhere AGR erwünscht ist, kann die Steuerung die Öffnung des BTCC-Ventils vergrößern, den Zeitpunkt des Spülauslassventils vorziehen und/oder die Öffnung des SMBVs verkleinern. Wenn stattdessen eine verringerte AGR erwünscht ist, kann die Steuerung die Öffnung des BTCC-Ventils reduzieren, den Zeitpunkt des Spülauslassventils verzögern und/oder die Öffnung des SMBVs vergrößern. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung, wenn eine erhöhte Durchblasung erwünscht ist, den Zeitpunkt des Spülauslassventils verzögern, den Zeitpunkt des Einlassventils vorziehen, die Öffnung des SMBV reduzieren und/oder die Öffnung des BTCC-Ventils vergrößern. Wenn eine verringerte Durchblasung erwünscht ist, kann die Steuerung den Zeitpunkt des Spülauslassventils vorziehen, den Zeitpunkt des Einlassventils verzögern, die Öffnung des SMBV vergrößern und/oder die Öffnung des BTCC-Ventils verringern. Ferner kann das Anpassen der Ventilpositionen und -zeitpunkte bei 722 das Anpassen der Ventilpositionen und/oder -zeitpunkte relativ zu den Positionen und Zeitpunkten voneinander beinhalten, wie etwa um eine Überlappung der Öffnungsdauer des Spülauslassventils mit der der Einlassventile oder der Abblasauslassventile zu erhöhen oder zu verringern.
In einem anderen Beispiel des Verfahrens kann bei 722 der Spülkrümmerdruck zu bestimmten Zeitpunkten des Spülauslassventils die Steuerung des BTCC-Ventils, des SMBV und/oder der Einlassventile ändern. Wenn beispielsweise das BTCC-Ventil geschlossen ist und ein erwünschter Spülkrümmerdruck unter dem aktuell gemessenen Spülkrümmerdruck liegt, kann das Verfahren bei 722 das Öffnen oder Erhöhen des Öffnungsgrads des SMBV beinhalten, um den Spülkrümmerdruck zu verringern. Als ein anderes Beispiel kann der Zeitpunkt des Spülauslassventils auf Grundlage des gemessenen Spülkrümmerdrucks angepasst werden. In einem Beispiel kann das Verfahren als Reaktion darauf, dass der gemessene Spülkrümmerdruck größer als der erwünschte Spülkrümmerdruck ist das Verzögern des Zeitpunkts des Spülauslassventils beinhalten, um den Spülkrümmerdruck zu verringern. Der erwünschte Spülkrümmerdruck kann auf Grundlage von (z. B. in Abhängigkeit von) einem oder mehreren des MAP, des Abgasdrucks und/oder der Aufladebedingungen (z. B. ob der Verbrennungsmotor aufgeladen ist oder nicht) bestimmt werden. Ferner können als Reaktion auf das Anpassen des Zeitpunkts des Spülauslassventils auf Grundlage des gemessenen Drucks und als Reaktion auf den erwünschten Spülkrümmerdruck die Positionen des BTCC-Ventils und/oder SMBV angepasst werden. Beispielsweise kann die Position des SMBVs nach dem Anpassen des Zeitpunkts des Spülauslassventils angepasst werden, um den Spülkrümmerdruck bei dem erwünschten Spülkrümmerdruck (auf Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen) zu halten, und kann die Position des BTCC-Ventils angepasst werden, um den AGR-Strom bei einem erwünschten AGR-Strom zu halten (z. B. auf Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie etwa Verbrennungsmotorlast, Klopfen und Verdichterbetriebsbedingungen, wie etwa Temperatur und Drehzahl).
Die vorstehend beschriebenen Ventilanpassungen, die bei 722 durchgeführt wurden, können als AGR- und BTCC-Ausgangsmodus beschrieben werden. Auf Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen können jedoch andere Modi ausgewählt werden.
Bei 724 wird bestimmt, ob eine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht ist. Beispielsweise kann es zwar möglich sein, die Menge an gespültem Kraftstoff auf Grundlage des SOI-Zeitpunkts, des Schließzeitpunkts des Spülventils und der relativen Drücke des Ansaugkrümmers (z. B. MAP) und des Spülkrümmers während des stationären Betriebs abzubilden, aber die Drucksensor-Messwerte können nicht genau genug sein, um die Menge an gespültem Kraftstoffs unter Übergangsbedingungen abzubilden. Demnach ist in einem Beispiel des Verfahrens bei 724 eine verringerte Kraftstoffspülung während Übergangsbedingungen erwünscht, um eine Kraftstoffrückführung und einen Kraftstoffverlust zu vermeiden, die nicht berücksichtigt werden und die Verbrennungsmotorleistung beeinträchtigen können. Beispielsweise kann die Übergangsbedingung eine Betätigung oder eine Freigabe des Gaspedals beinhalten.
Als ein anderes Beispiel kann eine verringerte Kraftstoffspülung bei höheren Verbrennungsmotordrehzahlen und -lasten erwünscht sein, da eine Überlappung zwischen dem nominalen DI-Kraftstoff-SOI-Zeitpunkt und dem Schließzeitpunkt des Spülauslassventils bei höheren Verbrennungsmotordrehzahlen und -lasten zunimmt. Beispielsweise kann der nominale SOI-Zeitpunkt vorgezogen werden, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl und -last zunehmen, und der nominale Schließzeitpunkt des Spülauslassventils kann bei hohen Verbrennungsmotordrehzahlen vorgezogen werden, was zu erhöhtem kurzgeschlossenem DI-Kraftstoff führt. Demnach ist in einem anderen Beispiel des Verfahrens bei 724 eine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht, wenn der Verbrennungsmotor in einem Drehzahl-Last-Bereich betrieben wird, der zu einer hohen Bildung von gespültem Kraftstoff führt. Beispielsweise kann die Steuerung die Betriebsbedingungen mit einer Verbrennungsmotor-Zuordnung abgleichen, um zu bestimmen, ob der Verbrennungsmotor in einem Drehzahl-LastBereich betrieben wird, der zu einer hohen Bildung von gespültem Kraftstoff führt. Als ein Beispiel kann die Verbrennungsmotor-Zuordnung gemäß einer vorhergesagten gebildeten Menge an kurzgeschlossenem Kraftstoff (z. B. keine bedeutende Bildung, geringe Bildung und hohe Bildung) auf Grundlage des nominalen SOI-Zeitpunkts und des nominalen Schließzeitpunkts des Spülauslassventils für die gegebene Verbrennungsmotordrehzahl und - last in Drehzahl-Last-Bereiche unterteilt werden. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung die Verbrennungsmotordrehzahl mit einer Schwellenverbrennungsmotordrehzahl vergleichen und als Reaktion darauf, dass die Verbrennungsmotordrehzahl größer als die Schwellenverbrennungsmotordrehzahl ist bestimmen, dass eine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht ist. Die Schwellenverbrennungsmotordrehzahl kann kalibriert werden, um Verbrennungsmotordrehzahlen zu definieren, über denen die hohe Bildung von gespültem Kraftstoff erwartet wird. Ferner kann die Schwellenverbrennungsmotordrehzahl zumindest in einigen Beispielen auf Grundlage der Verbrennungsmotorlast variieren.
Wenn eine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht ist, geht das Verfahren 700 zu 726 über und beinhaltet das Bestimmen einer angepassten DI-Kraftstoffeinspritzmenge und eines angepassten SOI-Zeitpunkts für die verringerte Kraftstoffspülung. Als ein Beispiel kann der SOI-Zeitpunkt gegenüber dem nominalen DI-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert werden. Ferner kann der SOI-Zeitpunkt bis nach dem Schließzeitpunkt des Spülventils verzögert werden, um ein Maß an Überlappung zwischen der Öffnungsdauer des Spülauslassventils und der DI-Kraftstoffeinspritzung zu verringern oder zu eliminieren. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 6 veranschaulicht verringert das Verzögern des SOI-Zeitpunkts bis nach dem Schließzeitpunkt des Spülauslassventils die Kraftstoffmasse in dem Spülkrümmer beim Schließen des Spülauslassventils. Ferner kann zumindest in einigen Beispielen die DI-Kraftstoffeinspritzmenge gegenüber der nominalen DI-Kraftstoffeinspritzmenge verringert werden. Beispielsweise kann die DI-Kraftstoffeinspritzmenge verringert werden, um eine verringerte Menge an rückgeführtem unverbranntem Kraftstoff auszugleichen. Als ein Beispiel kann die Steuerung den angepassten SOI-Zeitpunkt, den Schließzeitpunkt des Spülventils, den MAP und den Spülkrümmerdruck in eine bzw. einen oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Zuordnungen eingeben, die die angepasste Kraftstoffeinspritzmenge für die verringerte Kraftstoffspülung ausgeben können. Darüber hinaus kann der SOI-Zeitpunkt im Ansaugtakt nicht weiter verzögert werden, um eine ordnungsgemäße Mischung des Kraftstoffs im Ansaugtakt sicherzustellen und den Ladungskühlungsvorteil zu nutzen, der einem Direkteinspritzsystem zugeordnet ist.
Bei 728 beinhaltet das Verfahren 700 das Einspritzen der angepassten DI-Kraftstoffeinspritzmenge zu dem angepassten SOI-Zeitpunkt. Beispielsweise kann die Steuerung die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ab dem angepassten SOI-Zeitpunkt mit einer Impulsbreite betätigen, die der angepassten DI-Kraftstoffeinspritzmenge entspricht. Im Anschluss an 728 endet das Verfahren 700.
Unter erneuter Bezugnahme auf 724 geht das Verfahren 700, wenn keine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht ist, zu 730 über und beinhaltet das Bestimmen einer Menge an gespültem Kraftstoff auf Grundlage des SOI-Zeitpunkts, des Schließzeitpunkts des Spülauslassventils und von anderen Betriebsparametern, die den Kraftstoffstrom durch das Spülablassventil beeinflussen, wie etwa des MAP und des Spülkrümmerdrucks. Beispielsweise kann die Steuerung den SOI-Zeitpunkt, den Schließzeitpunkt des Spülauslassventils, den MAP und den Spülkrümmerdruck in eine Lookup-Tabelle, einen Algorithmus oder eine Zuordnungen eingeben, die die erwartete Menge an gespültem Kraftstoff für die eingegebenen Betriebsbedingungen ausgeben können.
Bei 732 beinhaltet das Verfahren 700 das Anpassen der nominalen Kraftstoffeinspritzmenge auf Grundlage bestimmten Menge an gespültem Kraftstoff. Beispielsweise kann die Steuerung die Kraftstoffeinspritzmenge gegenüber der nominalen Kraftstoffeinspritzmenge anpassen, um den Verlust von Kraftstoff, der durch das Spülauslassventil kurzgeschlossen wird anstatt verbrannt zu werden, zu berücksichtigen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung die Kraftstoffeinspritzmenge von der nominalen Kraftstoffeinspritzmenge anpassen, um unverbrannten Kraftstoff in dem AGR-Strom zu berücksichtigen. Demnach kann die Steuerung außerdem die Menge an unverbranntem Kraftstoff bestimmen, der zum Ansaugkrümmer rückgeführt wird, wie etwa auf Grundlage der AGR-Strömungsrate und der Menge an gespültem Kraftstoff. Die AGR-Strömungsrate kann unter Verwendung eines Druckdifferentials über einen Lufttrichter, der sich an einem Auslass des AGR-Kanals befindet, bestimmt werden, wie etwa durch einen ersten Drucksensor stromaufwärts des BTCC-Ventils (z. B. den in 1 gezeigten Drucksensor 53) und einen zweiten Drucksensor stromaufwärts eines Einlasses zu dem Lufttrichter (z. B. den in 1 gezeigten Drucksensor 51) gemessen. Die Steuerung kann die nominale Kraftstoffeinspritzmenge erhöhen, um den Verlust von Kraftstoff zu berücksichtigen, während sie gleichzeitig die nominale Kraftstoffeinspritzmenge verringert, um beispielsweise den gespülten Kraftstoff in dem AGR-Strom zu berücksichtigen. Im Anschluss an 732 endet das Verfahren 700.
Somit kann das Verfahren 700 in einem Beispiel Folgendes beinhalten: Bestimmen einer Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung und als Reaktion darauf Anpassen (z. B. Vorziehen) eines Einspritzbeginns einer Kraftstoffdirekteinspritzung, um ein Maß an Überlappung zwischen der Kraftstoffdirekteinspritzung und einer Öffnungsdauer eines Spülauslassventils zu erhöhen; und Bestimmen einer Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung und als Reaktion darauf Anpassen (z. B. Verzögern) des Einspritzbeginns der Kraftstoffdirekteinspritzung, um das Maß an Überlappung zwischen der Kraftstoffdirekteinspritzung und der Öffnungsdauer des Spülauslassventils zu verringern. In einigen Beispielen erfolgt das Erhöhen des Maßes an Überlappung zwischen der Kraftstoffdirekteinspritzung und der Öffnungsdauer des Spülauslassventils bei oder während der Bedingung für eine erhöhe Kraftstoffspülung und erfolgt das Verringern des Maßes an Überlappung zwischen der Kraftstoffdirekteinspritzung und der Öffnungsdauer des Spülauslassventils während die Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung nicht vorliegt und/oder bei oder während der Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung. Ferner kann das Verfahren 700 das Betreiben in der Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung, das Betreiben in der Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung und das Betreiben in einer Bedingung für eine nicht angepasste Kraftstoffspülung beinhalten. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Bedingung für eine nicht angepasste Kraftstoffspülung vorliegt, kann das Verfahren das Nichtanpassen des Einspritzbeginns der Kraftstoffdirekteinspritzung beinhalten, um das Maß an Überlappung zwischen der Kraftstoffdirekteinspritzung und der Öffnungsdauer eines Spülauslassventils entweder zu erhöhen oder zu verringern.
Ferner können in Speicher gespeicherte Anweisungen Anweisungen zu Folgendem beinhalten: Bestimmen der Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung anhand eines Verbrennungsmotortemperatursensors und/oder eines Abgastemperatursensors und als Reaktion darauf Anpassen des Einspritzbeginns der Kraftstoffdirekteinspritzung durch Anweisungen zum Senden eines Signals an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu einem Zeitpunkt, der gegenüber einem nominalen Zeitpunkt vorgezogen ist. Zusätzlich können in Speicher gespeicherte Anweisungen Anweisungen zu Folgendem beinhalten: Bestimmen der Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung anhand eines Verbrennungsmotordrehzahlsensors und als Reaktion darauf Anpassen des Einspritzbeginns der Kraftstoffdirekteinspritzung durch Anweisungen zum Senden eines Signals an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu einem Zeitpunkt, der gegenüber einem nominalen Zeitpunkt verzögert ist. In einigen Beispielen kann das Verfahren das Bestimmen beinhalten, ob ein Vorziehen des Einspritzbeginns der Kraftstoffdirekteinspritzung gegenüber dem nominalen Zeitpunkt oder ein Verzögern des Einspritzbeginns gegenüber dem nominalen Zeitpunkt durchgeführt werden soll, auf Grundlage einer Bestimmung, ob die Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung vorliegt und einer Bestimmung, ob die Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung vorliegt. Als ein Beispiel kann das Verfahren Anweisungen zum Planen des Einspritzbeginns zu einem Zeitpunkt, der gegenüber dem nominalen Zeitpunkt angepasst ist, beinhalten, auf Grundlage einer Bestimmung, ob die Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung vorliegt und die Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung vorliegt. Ferner kann das Verfahren Anweisungen zum Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum geplanten Zeitpunkt des Einspritzbeginns beinhalten.
Als nächstes zeigt 8 eine beispielhafte Zeitachse 800 von Verbrennungsmotoranpassungen, um die Kraftstoffspülung in einem Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor mit geteiltem Abgassystem, wie etwa das in den 1 und 2 gezeigte Verbrennungsmotorsystem, aufweist, auf Grundlage von Betriebsbedingungen zu erhöhen oder zu verringern. Beispielsweise kann eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 aus den 1 und 2) Betriebsbedingungen auswerten und einen Zeitpunkt für den Beginn der Direkteinspritzung (SI-DOI) als Reaktion darauf, dass eine Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung vorliegt, vorziehen, wie etwa gemäß dem beispielhaften Verfahren aus 7. Gleichermaßen kann die Steuerung den DI-SOI-Zeitpunkt als Reaktion darauf, dass eine Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung vorliegt, verzögern.
In der beispielhaften Zeitachse 800 ist die Verbrennungsmotordrehzahl in Verlauf 802 gezeigt, ist die Katalysatortemperatur in Verlauf 804 gezeigt, ist der Zustand des Spülauslassventils (scavenge exhaust valve - SV) in Verlauf 806 gezeigt, ist der DI-SOI-Zeitpunkt in Verlauf 808 gezeigt, ist ein Maß an Überlappung zwischen dem DI-SOI-Zeitpunkt und einer Öffnungsdauer des SV (z. B. die DI-SV-Überlappung) in Verlauf 810 gezeigt, ist eine DI-Kraftstoffzufuhrmenge in Verlauf 812 gezeigt, ist eine Position eines BTCC-Ventils (z. B. des BTCC-Ventils 54 aus 1) in Verlauf 814 gezeigt und ist eine Position eines SMBV (z. B. des SMBV 97 aus 1) in Verlauf 816 gezeigt. Für alle vorstehend genannten Parameter stellt die horizontale Achse die Zeit dar, wobei die Zeit entlang der horizontalen Achse von links nach rechts zunimmt. Die vertikale Achse stellt die jeweiligen gekennzeichneten Parameter dar. Bei den Verläufen 802 und 804 erhöht sich ein Wert der gekennzeichneten Parameter (Verbrennungsmotordrehzahl bzw. Katalysatortemperatur) entlang der vertikalen Achse von unten nach oben. Bei Verlauf 806 zeigt die vertikale Achse den SV-Zustand entweder als aktiv (z. B. zum Öffnen und Schließen zu geplanten Zeitpunkten während eines Verbrennungsmotorzyklus betrieben) oder deaktiviert (z. B. während des Verbrennungsmotorzyklus geschlossen gehalten), wie gekennzeichnet. Bei Verlauf 808 zeigt die vertikale Achse den DI-SOI-Zeitpunkt, der relativ zu einem nominalen Zeitpunkt, der durch die gestrichelte Linie 809 dargestellt ist, vorgezogen oder verzögert ist. Es ist zu beachten, dass sich der nominale Zeitpunkt der gestrichelten Linie 809 von Verbrennungsmotorzyklus zu Verbrennungsmotorzyklus auf Grundlage von Betriebsbedingungen (wie etwa Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotorlast usw.) ändern kann. Bei Verlauf 810 zeigt die vertikale Achse die DI-SV-Überlappung als positiv (z. B. der SOI liegt vor dem Schließen des SV) oder negativ (z. B. der SOI liegt nach dem Schließen des SV) relativ zu keiner Überlappung (z. B. der SOI erfolgt zu einem SV-Schließzeitpunkt), dargestellt durch die gestrichelte Linie 811. Bei Verlauf 812 zeigt die vertikale Achse die DI-Kraftstoffzufuhrmenge als erhöht oder verringert relativ zu einer nominalen DI-Kraftstoffzufuhrmenge, die durch die gestrichelte Linie 813 dargestellt ist. Es ist zu beachten, dass sich die nominale Kraftstoffzufuhrmenge der gestrichelten Linie 813 von Verbrennungsmotorzyklus zu Verbrennungsmotorzyklus auf Grundlage von Betriebsbedingungen ändern kann. Bei den Verläufen 814 und 816 zeigt die vertikale Achse die Position des BTCC-Ventils bzw. des SMBV von vollständig geschlossen („geschlossen“) bis vollständig offen („offen“), wie gekennzeichnet.
Vor dem Zeitpunkt t1 ist das Fahrzeug ausgeschaltet. Wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist, befindet sich der Verbrennungsmotor im Ruhezustand mit einer Verbrennungsmotordrehzahl von Null (Verlauf 802). Die SVs sind deaktiviert (Verlauf 806), das BTCC-Ventil ist geschlossen (Verlauf 814) und das SMBV ist geschlossen (Verlauf 816). Es wird kein Kraftstoff bereitgestellt, und daher gibt es keinen DI-SOI-Zeitpunkt (Verlauf 808), keine DI-SV-Überlappung (Verlauf 810) und keine DI-Kraftstoffzufuhrmenge (Verlauf 812). Zum Zeitpunkt t1 wird das Fahrzeug eingeschaltet und der Verbrennungsmotor wird auf eine Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 802), die geringer als eine erste Schwellenverbrennungsmotordrehzahl (gestrichelte Linie 801) ist, für einen Betrieb mit Durchblasung und AGR gestartet. Die Temperatur des Katalysators (Verlauf 804) ist jedoch geringer als eine Anspringtemperatur des Katalysators (gestrichelte Linie 805), was anzeigt, dass eine Kaltstartbedingung und daher eine Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung vorliegt. Als Reaktion auf die Kaltstartbedingung aktiviert die Steuerung die SVs (Verlauf 806), sodass direkt eingespritzter Kraftstoff durch die SVs und zu einem daran gekoppelten Spülkrümmer (z. B. dem Spülkrümmer 80 aus 1) kurzgeschlossen werden kann. Ferner zieht die Steuerung den DI-SOI-Zeitpunkt (Verlauf 808) gegenüber dem nominalen Zeitpunkt (gestrichelte Linie 809) vor, wodurch ein Ausmaß an positiver Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und der SV-Öffnungsdauer (Verlauf 810) erhöht wird, und öffnet das BTCC-Ventil, sodass ein erster Teil des kurzgeschlossenen Kraftstoffs über einen AGR-Kanal zu einem Einlass des Verbrennungsmotors rückgeführt wird. Noch ferner wird die DI-Kraftstoffzufuhrmenge (Verlauf 812) gegenüber der nominalen Kraftstoffzufuhrmenge (gestrichelte Linie 813) erhöht und das SMBV wird teilweise geöffnet, sodass ein zweiter Teil des kurzgeschlossenen Kraftstoffs zu einem Auslasskanal stromaufwärts des Katalysators geleitet wird, ohne zum Verbrennungsmotoreinlass rückgeführt zu werden. Infolge der erhöhten Kraftstoffzufuhr und der Kraftstoffspülung nimmt die Katalysatortemperatur (Verlauf 804) zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2 zu.
Zum Zeitpunkt t2 erreicht die Katalysatortemperatur (Verlauf 804) ihre Anspringtemperatur (gestrichelte Linie 805). Infolgedessen liegt die Kaltstartbedingung und die Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung nicht mehr vor. Die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 802) bleibt unter der ersten Schwellenverbrennungsmotordrehzahl (gestrichelte Linie 801) für einen Betrieb mit AGR und Durchblasung. Als Reaktion werden die SVs deaktiviert (Verlauf 806), das BTCC-Ventil wird geschlossen (Verlauf 814) und das SMBV wird geschlossen (Verlauf 816), sodass keine AGR und Durchblasung bereitgestellt werden. Die DI-Kraftstoffzufuhrmenge wird auf die nominale Kraftstoffzufuhrmenge (gestrichelte Linie 813) verringert (Verlauf 812) und der DI-SOI-Zeitpunkt (Verlauf 808) wird auf den nominalen Zeitpunkt (gestrichelte Linie 809) zurückgeführt.
Zum Zeitpunkt t3 nimmt die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 802) über die erste Schwellenverbrennungsmotordrehzahl (gestrichelte Linie 801) zu. Infolgedessen sind AGR und Durchblasung erwünscht. Als Reaktion darauf aktiviert die Steuerung die SVs (Verlauf 806), öffnet das BTCC-Ventil (Verlauf 814) und öffnet teilweise das SMBV (Verlauf 816), um eine erwünschte Menge an AGR und Durchblasung bereitzustellen. Der DI-SOI-Zeitpunkt (Verlauf 808) wird nicht gegenüber dem nominalen Zeitpunkt (gestrichelte Linie 809) angepasst, da keine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht ist. Das Betreiben der SVs und das Durchführen der Kraftstoffdirekteinspritzung zum nominellen DI-SOI-Zeitpunkt führt zu einem geringeren Maß an DI-SV-Überlappung (Verlauf 810) und die Steuerung verringert die DI-Kraftstoffzufuhrmenge (Verlauf 812), um gespülten Kraftstoff auszugleichen.
Zwischen Zeitpunkt t4 und Zeitpunkt t5 tritt ein Pedalbetätigungsereignis ein, das zu einer Übergangsbedingung führt. Als Reaktion auf die Übergangsbedingung ist eine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht und die Steuerung passt den DI-SOI-Zeitpunkt (Verlauf 808) an einen Zeitpunkt an, der gegenüber dem nominalen Zeitpunkt (gestrichelte Linie 809) verzögert ist. Infolgedessen wird die DI-SV-Überlappung negativ (Verlauf 810). Wenn das Maß an Kraftstoffspülung abnimmt, erhöht die Steuerung die DI-Kraftstoffzufuhrmenge (Verlauf 812) auf die nominale Kraftstoffzufuhrmenge (gestrichelte Linie 813). Ferner werden das BTCC-Ventil (Verlauf 814) und das SMBV (Verlauf 816) weiter geschlossen, um den Strom durch die SVs zu dem Spülkrümmer zu verringern.
Zum Zeitpunkt t5 stabilisiert sich die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 802) bei einer Drehzahl, die höher ist als eine zweite Schwellenverbrennungsmotordrehzahl (gestrichelte Linie 803), über der eine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht ist, da eine Bildung von kurzgeschlossenem Kraftstoff hoch ist. Als Reaktion darauf bleibt der DI-SOI-Zeitpunkt (Verlauf 808) gegenüber dem nominalen Zeitpunkt (gestrichelte Linie 809) verzögert. Der Zeitpunkt kann jedoch weniger verzögert sein als während einer Übergangsbedingung (z. B. wie zwischen Zeitpunkt t4 und Zeitpunkt t5), was zu einem Maß an DI-SV-Überlappung (Kurve 810) führt, das weniger negativ ist als während einer Übergangsbedingung. Zusätzlich werden das BTCC-Ventil (Kurve 814) und das SMBV (Kurve 816) weiter geöffnet, um eine erwünschte Menge an AGR und Durchblasung bereitzustellen und die DI-Kraftstoffzufuhrmenge (Verlauf 812) bleibt bei der nominalen Menge (gestrichelte Linie 813).
Zwischen Zeitpunkt t6 und Zeitpunkt t7 tritt ein Pedalfreigabeereignis ein, das zu einer Übergangsbedingung führt. Als Reaktion auf die Übergangsbedingung ist eine verringerte Kraftstoffspülung erwünscht und die Steuerung passt den DI-SOI-Zeitpunkt (Verlauf 808) erneut an einen Zeitpunkt an, der gegenüber dem nominalen Zeitpunkt (gestrichelte Linie 809) weiter verzögert ist. Infolgedessen wird die DI-SV-Überlappung negativer (Verlauf 810) als während des Betriebs des Verbrennungsmotors mit einer Verbrennungsmotordrehzahl über der zweiten Schwellenverbrennungsmotordrehzahl (z. B. zwischen Zeitpunkt t5 und Zeitpunkt t6). Die Steuerung erhält die DI-Kraftstoffzufuhrmenge (Verlauf 812) bei der nominalen Kraftstoffzufuhrmenge (gestrichelte Linie 813). Ferner werden das BTCC-Ventil (Verlauf 814) und das SMBV (Verlauf 816) weiter geschlossen, um den Strom durch die SVs zu dem Spülkrümmer zu verringern, um die Menge an durch die SVs kurzgeschlossenem Kraftstoff weiter zu verringern.
Zum Zeitpunkt t7 stabilisiert sich die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 802) bei einer Drehzahl, die größer als die erste Schwellenverbrennungsmotordrehzahl (gestrichelte Linie 801) und kleiner als die zweite Schwellenverbrennungsmotordrehzahl (gestrichelte Linie 803) ist, was anzeigt, dass AGR und Durchblasung ohne mildernde Maßnahmen zur Verringerung der Kraftstoffspülung erwünscht sind, da die Bildung von kurzgeschlossenem Kraftstoff gering ist. Als Reaktion darauf passt die Steuerung das BTCC-Ventil (Verlauf 814) an eine weiter geschlossene Position an als während eines Betriebs, bei dem die Verbrennungsmotordrehzahl über dem zweiten Schwellenverbrennungsmotordrehzahl liegt, und schließt das SMBV weiter (Verlauf 816), um eine erwünschte Menge an AGR und Durchblasung bereitzustellen. Der DI-SOI-Zeitpunkt (Verlauf 808) wird auf den nominalen Zeitpunkt (gestrichelte Linie 809) zurückgeführt, was zu einem kleinen Maß an DI-SV-Überlappung (Verlauf 810) führt. Die Steuerung verringert die DI-Kraftstoffzufuhrmenge (Verlauf 812) entsprechend, um den gespülten Kraftstoff auszugleichen.
Auf diese Weise kann der Einspritzbeginn einer Kraftstoffdirekteinspritzung angepasst werden, um auf Grundlage der jeweiligen Betriebsbedingung entweder die Kraftstoffspülung zu erhöhen oder die Kraftstoffspülung zu verringern. Beispielsweise kann der Einspritzbeginn verzögert werden, um die Kraftstoffspülung zu verringern, wodurch ein Kraftstoffverlust verhindert wird, wenn ein Kraftstoffverlust schwierig zu verfolgen ist (z. B. während einer Übergangsbedingung), oder um die Kraftstoffspülung zu verringern, wenn ihre Bildung hoch ist (z. B. während Bedingungen mit hoher Verbrennungsmotordrehzahl/-last). Als ein anderes Beispiel kann der Einspritzbeginn vorgezogen werden, um die Kraftstoffspülung zu erhöhen, wodurch die Katalysatorerwärmung während eines Kaltstarts beschleunigt wird oder gespülter Kraftstoff als Lösungsmittel für die Reinigung des AGR-Kühlers verwendet wird. Insgesamt können Verbrennungsmotorbetriebsparameter, einschließlich Kraftstoffeinspritzmenge, Frühzündung und Einlass- und Auslassventilbetätigung, genauer gesteuert werden, indem die Kraftstoffspülung verringert wird, insbesondere während Bedingungen, bei denen sie nicht genau verfolgt werden kann.
Der technische Effekt des Verzögerns eines Einspritzbeginns einer Direkteinspritzung, um ein Maß an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer eines Spülauslassventils zu verringern, besteht darin, dass eine Kraftstoffmenge in einem Spülkrümmer beim Schließen des Spülauslassventils verringert wird.
Der technische Effekt des Vorziehens eines Einspritzbeginns einer Direkteinspritzung, um ein Maß an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer eines Spülauslassventils zu erhöhen, besteht darin, dass eine Kraftstoffmenge in einem Spülkrümmer beim Schließen des Spülauslassventils erhöht wird.
Als ein Beispiel umfasst ein Verfahren: Anpassen eines Beginns einer direkten Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotorzylinder, der ein erstes Auslassventil, das an einen Abblaskrümmer gekoppelt ist, und ein zweites Auslassventil, das an einen Spülkrümmer gekoppelt ist, beinhaltet, auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils und einer Betriebsbedingung; und Anpassen einer Position eines Umgehungsventils des Spülkrümmers auf Grundlage des angepassten Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung. In dem vorangehenden Beispiel beinhaltet die Betriebsbedingung zusätzlich oder optional einen Verbrennungsmotorkaltstart und beinhaltet das Anpassen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils. In einem oder beiden der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zusätzlich oder optional das Planen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung weiter vor dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils, um eine Kraftstoffmenge in dem Spülkrümmer zum Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zu erhöhen und das Betätigen einer direkten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem geplanten Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zusätzlich oder optional das Erhöhen einer Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und einer Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Anpassen der Position des Umgehungsventils zusätzlich oder optional das weitere Öffnen des Umgehungsventils, wenn der angepasste Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung vorgezogen wird. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner das Erhöhen einer Kraftstoffmenge, die als Reaktion auf den Verbrennungsmotorkaltstart in die direkte Kraftstoffeinspritzung eingespritzt wird. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet die Betriebsbedingung zusätzlich oder optional eines von einer Verbrennungsmotordrehzahl, die größer als eine Schwellendrehzahl ist, und einer Übergangsbedingung und beinhaltet das Anpassen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zusätzlich oder optional das Verringern einer Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und einer Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils, um eine Kraftstoffmenge in dem Spülkrümmer zum Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zu verringern. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zusätzlich oder optional das Planen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung nach dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils und das Betätigen einer direkten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem geplanten Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Anpassen der Position des Umgehungsventils zusätzlich oder optional das weitere Schließen des Umgehungsventils, wenn der angepasste Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung verzögert wird.
Als ein anderes Beispiel umfasst ein Verfahren: Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors über eine Direkteinspritzung, wobei der Zylinder über ein Abblasauslassventil und einen ersten Auslasskrümmer an einen Auslasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist und über ein Spülauslassventil und einen zweiten Abgaskrümmer an einen Einlasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist; und Anpassen eines Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils auf Grundlage einer Betriebsbedingung. In dem vorangehenden Beispiel beinhaltet das Anpassen des Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils auf Grundlage einer Betriebsbedingung zusätzlich oder optional das Erhöhen des Maßes an Überlappung als Reaktion auf eine Kaltstartbedingung des Verbrennungsmotors und beinhaltet das Erhöhen des Maßes an Überlappung das Vorziehen eines Einspritzbeginns der Direkteinspritzung auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des Spülauslassventils. In einem oder beiden der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Anpassen des Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils auf Grundlage einer Betriebsbedingung zusätzlich oder optional das Verringern des Maßes an Überlappung als Reaktion auf eine Übergangsbedingung des Verbrennungsmotors und beinhaltet das Verringern des Maßes an Überlappung das Verzögern eines Einspritzbeginns der Direkteinspritzung auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des Spülauslassventils. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Anpassen des Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils auf Grundlage einer Betriebsbedingung zusätzlich oder optional das Verringern des Maßes an Überlappung als Reaktion auf eine Verbrennungsmotordrehzahl, die größer als eine Schwellenverbrennungsmotordrehzahl ist, und beinhaltet das Verringern des Maßes an Überlappung das Verzögern eines Einspritzbeginns der Direkteinspritzung auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des Spülauslassventils. In einem beliebigen oder allen vorangehenden Beispielen umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner das Anpassen eines Umgehungsventils in einem Umgehungskanal, der den zweiten Abgaskrümmer an den Auslasskanal koppelt, auf Grundlage des angepassten Maßes an Überlappung, einschließlich Anpassen des Umgehungsventils in eine weiter geöffnete Position, wenn das angepasste Maß an Überlappung zunimmt und Anpassen des Umgehungsventils in eine weiter geschlossene Position, wenn das angepasste Maß an Überlappung abnimmt.
Als ein anderes Beispiel umfasst ein System: einen Verbrennungsmotor, der einen Zylinder aufweist, wobei der Zylinder ein erstes Auslassventil und ein zweites Auslassventil beinhaltet; eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die direkt an den Zylinder gekoppelt ist; einen ersten Abgaskrümmer, der an das erste Auslassventil und einen Auslasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist; einen zweiten Abgaskrümmer, der an das zweite Auslassventil und einen Abgasrückführungskanal gekoppelt ist, wobei der Abgasrückführungskanal über einen Abgasrückführungs-(AGR-)Kanal an einen Einlasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen eines Zeitpunkts des Einspritzbeginns für eine Kraftstoffdirekteinspritzung, Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns; Verzögern des Zeitpunkts des Einspritzbeginns gegenüber dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns als Reaktion auf eine erste Bedingung, wobei der verzögerte Zeitpunkt des Einspritzbeginns auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils ausgewählt ist; und Vorziehen des Zeitpunkts des Einspritzbeginns gegenüber dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns als Reaktion auf eine zweite Bedingung, wobei der vorgezogene Zeitpunkt des Einspritzbeginns auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils ausgewählt ist. In dem vorangehenden Beispiel beinhaltet erste Bedingung zusätzlich oder optional eine Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung und beinhaltet die zweite Bedingung eine Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung. In einem oder beiden der vorangehenden Beispiele beinhaltet die Kraftstoffspülung zusätzlich oder optional das Strömen von direkt eingespritztem Kraftstoff durch das zweite Auslassventil zu dem zweiten Abgaskrümmer in demselben Verbrennungsmotorzyklus wie die Kraftstoffdirekteinspritzung. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele umfasst das System zusätzlich oder optional ferner einen Umgehungskanal, der den zweiten Abgaskrümmer an den Auslasskanal koppelt, wobei der Umgehungskanal ein darin positioniertes Umgehungsventil beinhaltet, und die Steuerung speichert ferner Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anpassen des Umgehungsventils in eine erste Position als Reaktion auf die erste Bedingung, wobei die erste Position ausgewählt ist, um die Kraftstoffspülung zu erhöhen; und Anpassen des Umgehungsventils in eine zweite Position als Reaktion auf die zweite Bedingung, wobei die zweite Position ausgewählt ist, um die Kraftstoffspülung zu verringern. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele umfasst das System zusätzlich oder optional ferner einen AGR-Kühler in dem AGR-Kanal, und die erste Bedingung beinhaltet eines oder mehrere von einem Verbrennungsmotorkaltstart und einer Anforderung zum Reinigen des AGR-Kühlers, und die zweite Bedingung beinhaltet eines oder mehrere von einer Verbrennungsmotordrehzahl über einer Schwellendrehzahl und einem Übergangsbedingung des Verbrennungsmotors.
In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren: Vorziehen eines Beginns einer direkten Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotorzylinder, der ein erstes Auslassventil, das an einen Abblaskrümmer gekoppelt ist, und ein zweites Auslassventil, das an einen Spülkrümmer gekoppelt ist, beinhaltet, auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils und einer Bedingung eines AGR-Kühlers, der in dem AGR-Kanal positioniert ist. In dem vorangehenden Beispiel beinhaltet die Bedingung zusätzlich oder optional eine AGR-Kühler-Reinigungsbedingung. In einem oder beiden der vorangehenden Beispiele liegt die AGR-Kühler-Reinigungsbedingung zusätzlich oder optional vor, nachdem eine Schwellendauer seit einem vorherigen AGR-Kühler-Reinigungsereignis vergangen ist. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele liegt die AGR-Kühler-Reinigungsbedingung zusätzlich oder optional als Reaktion darauf vor, dass ein Druckverhältnis des AGR-Kühlers über ein Schwellendruckverhältnis zunimmt. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils zusätzlich oder optional das Betätigen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, um die direkte Kraftstoffeinspritzung weiter vor dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils durchzuführen. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Beispiele beinhaltet das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils zusätzlich oder optional das Erhöhen einer Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und einer Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils.
Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in der vorliegenden Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, einschließlich der Steuerung, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Verbrennungsmotorhardware ausgeführt werden. Die in der vorliegenden Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in der vorliegenden Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen; vielmehr ist sie zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Zudem können die beschriebenen Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nicht flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Verbrennungsmotorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Maßnahmen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Verbrennungsmotorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung umfasst, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in der vorliegenden Schrift offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Verbrennungsmotorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen und sonstige in der vorliegenden Schrift offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Im vorliegenden Zusammenhang ist der Ausdruck „ungefähr“ so gemeint, dass er plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Die nachstehenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so aufzufassen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente umfassen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den Patentansprüche einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren das Anpassen eines Beginns einer direkten Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotorzylinder, der ein erstes Auslassventil, das an einen Abblaskrümmer gekoppelt ist, und ein zweites Auslassventil, das an einen Spülkrümmer gekoppelt ist, beinhaltet, auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils und einer Betriebsbedingung und das Anpassen einer Position eines Umgehungsventils des Spülkrümmers auf Grundlage des angepassten Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet die Betriebsbedingung einen Verbrennungsmotorkaltstart und beinhaltet das Anpassen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils das Planen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung weiter vor dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils, um eine Kraftstoffmenge in dem Spülkrümmer zum Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zu erhöhen und das Betätigen einer direkten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem geplanten Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils das Erhöhen einer Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und einer Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Anpassen der Position des Umgehungsventils das weitere Öffnen des Umgehungsventils, wenn der angepasste Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung vorgezogen wird.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Erhöhen einer Kraftstoffmenge, die als Reaktion auf den Verbrennungsmotorkaltstart in die direkte Kraftstoffeinspritzung eingespritzt wird.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet die Betriebsbedingung eines von einer Verbrennungsmotordrehzahl, die größer als eine Schwellendrehzahl ist, und einer Übergangsbedingung und beinhaltet das Anpassen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils das Verringern einer Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und einer Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils, um eine Kraftstoffmenge in dem Spülkrümmer zum Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zu verringern.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils das Planen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung nach dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils und das Betätigen einer direkten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem geplanten Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Anpassen der Position des Umgehungsventils das weitere Schließen des Umgehungsventils, wenn der angepasste Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung verzögert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren das Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors über eine Direkteinspritzung, wobei der Zylinder über ein Abblasauslassventil und einen ersten Auslasskrümmer an einen Auslasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist und über ein Spülauslassventil und einen zweiten Abgaskrümmer an einen Einlasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist und das Anpassen eines Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils auf Grundlage einer Betriebsbedingung.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Anpassen des Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils auf Grundlage einer Betriebsbedingung das Erhöhen des Maßes an Überlappung als Reaktion auf eine Kaltstartbedingung des Verbrennungsmotors und beinhaltet das Erhöhen des Maßes an Überlappung das Vorziehen eines Einspritzbeginns der Direkteinspritzung auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des Spülauslassventils.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Anpassen des Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils auf Grundlage einer Betriebsbedingung das Verringern des Maßes an Überlappung als Reaktion auf eine Übergangsbedingung des Verbrennungsmotors und beinhaltet das Verringern des Maßes an Überlappung das Verzögern eines Einspritzbeginns der Direkteinspritzung auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des Spülauslassventils.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Anpassen des Maßes an Überlappung zwischen der Direkteinspritzung und einer Öffnungsdauer des Spülauslassventils auf Grundlage einer Betriebsbedingung das Verringern des Maßes an Überlappung als Reaktion auf eine Verbrennungsmotordrehzahl, die größer als eine Schwellenverbrennungsmotordrehzahl ist, und beinhaltet das Verringern des Maßes an Überlappung das Verzögern eines Einspritzbeginns der Direkteinspritzung auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des Spülauslassventils.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren das Anpassen eines Umgehungsventils in einem Umgehungskanal, der den zweiten Abgaskrümmer an den Auslasskanal koppelt, auf Grundlage des angepassten Maßes an Überlappung, einschließlich Anpassen des Umgehungsventils in eine weiter geöffnete Position, wenn das angepasste Maß an Überlappung zunimmt und Anpassen des Umgehungsventils in eine weiter geschlossene Position, wenn das angepasste Maß an Überlappung abnimmt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Verbrennungsmotor, der einen Zylinder aufweist, wobei der Zylinder ein erstes Auslassventil und ein zweites Auslassventil beinhaltet, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die direkt an den Zylinder gekoppelt ist, einen ersten Abgaskrümmer, der an das erste Auslassventil und einen Auslasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, einen zweiten Abgaskrümmer, der an das zweite Auslassventil und einen Abgasrückführungskanal gekoppelt ist, wobei der Abgasrückführungskanal über einen Abgasrückführungs-(AGR-)Kanal an einen Einlasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen eines Zeitpunkts des Einspritzbeginns für eine Kraftstoffdirekteinspritzung, Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns, Verzögern des Zeitpunkts des Einspritzbeginns gegenüber dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns als Reaktion auf eine erste Bedingung, wobei der verzögerte Zeitpunkt des Einspritzbeginns auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils ausgewählt ist und Vorziehen des Zeitpunkts des Einspritzbeginns gegenüber dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns als Reaktion auf eine zweite Bedingung, wobei der vorgezogene Zeitpunkt des Einspritzbeginns auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils ausgewählt ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die erste Bedingung eine Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung und beinhaltet die zweite Bedingung eine Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Kraftstoffspülung das Strömen von direkt eingespritztem Kraftstoff durch das zweite Auslassventil zu dem zweiten Abgaskrümmer in demselben Verbrennungsmotorzyklus wie die Kraftstoffdirekteinspritzung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen Umgehungskanal gekennzeichnet, der den zweiten Abgaskrümmer an den Auslasskanal koppelt, wobei der Umgehungskanal ein darin positioniertes Umgehungsventil beinhaltet und wobei die Steuerung ferner Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anpassen des Umgehungsventils in eine erste Position als Reaktion auf die erste Bedingung, wobei die erste Position ausgewählt ist, um die Kraftstoffspülung zu erhöhen; und Anpassen des Umgehungsventils in eine zweite Position als Reaktion auf die zweite Bedingung, wobei die zweite Position ausgewählt ist, um die Kraftstoffspülung zu verringern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen AGR-Kühler in dem AGR-Kanal gekennzeichnet und wobei die erste Bedingung eines oder mehrere von einem Verbrennungsmotorkaltstart und einer Anforderung zum Reinigen des AGR-Kühlers beinhaltet, und die zweite Bedingung eines oder mehrere von einer Verbrennungsmotordrehzahl über einer Schwellendrehzahl und einem Übergangsbedingung des Verbrennungsmotors beinhaltet.

Claims

Verfahren, umfassend: Anpassen eines Beginns einer direkten Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotorzylinder, der ein erstes Auslassventil, das an einen Abblaskrümmer gekoppelt ist, und ein zweites Auslassventil, das an einen Spülkrümmer gekoppelt ist, beinhaltet, auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils und einer Betriebsbedingung; und Anpassen einer Position eines Umgehungsventils des Spülkrümmers auf Grundlage des angepassten Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betriebsbedingung einen Verbrennungsmotorkaltstart beinhaltet und das Anpassen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils das Planen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung weiter vor dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils, um eine Kraftstoffmenge in dem Spülkrümmer zum Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zu erhöhen und das Betätigen einer direkten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem geplanten Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Vorziehen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils das Erhöhen einer Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und einer Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Anpassen der Position des Umgehungsventils weiter das Öffnen des Umgehungsventils, wenn der angepasste Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung vorgezogen wird, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Erhöhen einer Kraftstoffmenge, die als Reaktion auf den Verbrennungsmotorkaltstart in die direkte Kraftstoffeinspritzung eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Betriebsbedingung eines von einer Verbrennungsmotordrehzahl, die größer als eine Schwellendrehzahl ist, und einer Übergangsbedingung beinhaltet und das Anpassen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils das Verringern einer Überlappung zwischen der direkten Kraftstoffeinspritzung und einer Öffnungsdauer des zweiten Auslassventils, um eine Kraftstoffmenge in dem Spülkrümmer zum Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils zu verringern, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verzögern des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung relativ zu dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils das Planen des Beginns der direkten Kraftstoffeinspritzung nach dem Schließzeitpunkt des zweiten Auslassventils und das Betätigen einer direkten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem geplanten Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Anpassen der Position des Umgehungsventils das weitere Schließen des Umgehungsventils, da der angepasste Beginn der direkten Kraftstoffeinspritzung verzögert wird, beinhaltet.
System, umfassend: einen Verbrennungsmotor, der einen Zylinder aufweist, wobei der Zylinder ein erstes Auslassventil und ein zweites Auslassventil beinhaltet, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die an den Zylinder gekoppelt ist; einen ersten Abgaskrümmer, der an das erste Auslassventil und einen Auslasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist; einen zweiten Abgaskrümmer, der an das zweite Auslassventil und einen Abgasrückführungskanal gekoppelt ist, wobei der Abgasrückführungskanal über einen Abgasrückführungs-(AGR-)Kanal an einen Einlasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen eines Zeitpunkts des Einspritzbeginns für eine Kraftstoffdirekteinspri tzung; Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns; Verzögern des Zeitpunkts des Einspritzbeginns gegenüber dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns als Reaktion auf eine erste Bedingung, wobei der verzögerte Zeitpunkt des Einspritzbeginns auf Grundlage eines Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils ausgewählt ist; und Vorziehen des Zeitpunkts des Einspritzbeginns gegenüber dem bestimmten Zeitpunkt des Einspritzbeginns als Reaktion auf eine zweite Bedingung, wobei der vorgezogene Zeitpunkt des Einspritzbeginns auf Grundlage des Schließzeitpunkts des zweiten Auslassventils ausgewählt ist.
System nach Anspruch 11, wobei die erste Bedingung eine Bedingung für eine erhöhte Kraftstoffspülung beinhaltet und die zweite Bedingung eine Bedingung für eine verringerte Kraftstoffspülung beinhaltet.
System nach Anspruch 12, wobei die Kraftstoffspülung das Strömen von direkt eingespritztem Kraftstoff durch das zweite Auslassventil zu dem zweiten Abgaskrümmer in demselben Verbrennungsmotorzyklus wie die Kraftstoffdirekteinspritzung beinhaltet.
System nach Anspruch 12, ferner umfassend einen Umgehungskanal, der den zweiten Abgaskrümmer an den Auslasskanal koppelt, wobei der Umgehungskanal ein darin positioniertes Umgehungsventil beinhaltet und wobei die Steuerung ferner Anweisungen in nicht flüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Anpassen des Umgehungsventils in eine erste Position als Reaktion auf die erste Bedingung, wobei die erste Position ausgewählt ist, um die Kraftstoffspülung zu erhöhen; und Anpassen des Umgehungsventils in eine zweite Position als Reaktion auf die zweite Bedingung, wobei die zweite Position ausgewählt ist, um die Kraftstoffspülung zu verringern.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend einen AGR-Kühler in dem AGR-Kanal und wobei die erste Bedingung eines oder mehrere von einem Verbrennungsmotorkaltstart und einer Anforderung zum Reinigen des AGR-Kühlers beinhaltet, und die zweite Bedingung eines oder mehrere von einer Verbrennungsmotordrehzahl über einer Schwellendrehzahl und von einer Übergangsbedingung des Verbrennungsmotors beinhaltet.