DE102020127393A1

DE102020127393A1 - Systeme und verfahren zum reduzieren von motordrehmomenten unter nutzung von geteilter lambda-kraftstoffzufuhr

Info

Publication number: DE102020127393A1
Application number: DE102020127393.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Scott Christensen; Aakash Puntambekar; Douglas Raymond Martin; Adam Joseph KRACH; John Eric Rollinger
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-04-22
Also published as: US10871140B1; CN112682201A

Abstract

Diese Offenbarung stellt Systeme und Verfahren zum Reduzieren von Metordrehmomenten unter Nutzung von geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr bereit. Es werden Verfahren und Systeme für Drehmomentreduzierungen von Zyklus zu Zyklus unter Temperaturbeschränkungen der Abgaskomponente bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren als Reaktion auf eine Drehmomentreduzierungsanforderung Einführen einer Lambda-Aufteilung zwischen zwei Sätzen von Zylindern über eine Vielzahl von Motorzyklen, während ein Mittelwert der Stöchiometrie zwischen den zwei Sätzen von Zylindern beibehalten wird, und, als Reaktion auf das Erreichen eines Schwellenwerts der Lambda-Aufteilung, Einführen eines unterschiedlich verzögerten Zündzeitpunkts in beiden Zylindersätzen beinhalten. Auf diese Weise kann eine schnelle Drehmomentreduzierung bereitgestellt werden, während ein global stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis beibehalten wird, wodurch Fahrzeugemissionen verringert und wärmebedingte Beeinträchtigung der Abgaskomponenten reduziert werden.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Reduzieren von Motordrehmoment über Einstellungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Zündzeitpunkts.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Verbrennungsmotor verbrennt ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in Zylindern, um Drehmoment zu erzeugen, das zum Antreiben eines Fahrzeugs verwendet werden kann. Während des Fahrzeugbetriebs reguliert eine Motorsteuerung die Menge an Drehmoment, die durch den Motor erzeugt wird, indem sie verschiedene Betriebsparameter steuert, einschließlich Mengen an Luft und Kraftstoff, die den Zylindern bereitgestellt werden, und eines Zeitpunkts eines durch eine Zündkerze erzeugten Zündfunkens, um die Verbrennung einzuleiten. Eine Drehmomentreduzierung kann unter anderem aufgrund eines Gangschaltereignisses oder als Reaktion auf ein Pedalfreigabeereignis des Fahrers angefordert werden. Die Steuerung kann als Reaktion auf die Drehmomentreduzierungsanforderung den Zündzeitpunkt verzögern, den Luftstrom drosseln und/oder die Kraftstoffzufuhr abschneiden. Häufig wird ein verzögerter Zündzeitpunkt (hier auch als „Zündverzögerung“ bezeichnet) verwendet, um die Menge an Drehmoment, die durch den Motor erzeugt wird, schnell zu reduzieren, während die Menge an Kraftstoff und Luft, die den Zylindern bereitgestellt wird, beibehalten wird, wohingegen Drosseln des Luftstroms verwendet werden kann, wenn eine langsamere Reaktion ausreichend ist. Die Zündverzögerung erhöht jedoch eine Abgastemperatur, zum Beispiel aufgrund einer späten Energieabgabe. In einigen Beispielen kann ein derartiger Temperaturanstieg Komponenten des Abgassystems beeinträchtigen. Ferner verringert die Zündverzögerung die Verbrennungseffizienz, wodurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verringert wird.
Ein beispielhafter Ansatz zum Reduzieren des Motordrehmoments ohne Erhöhen der Abgastemperatur wird von Poirier et al. in US 4,951,773 A beschrieben. Darin wird eine Anzahl von Motorzylindern von der Kraftstoffzufuhr ausgeschlossen, um das Motordrehmoment zu reduzieren, während eine verbleibende Anzahl von mit Kraftstoff versorgten Zylindern abgemagert wird, um eine Menge an unverbrannten Kohlenwasserstoffen zu reduzieren, die aus den mit Kraftstoff versorgten Zylindern in das Abgas abgegeben werden.
Indem einige Zylinder von der Kraftstoffzufuhr ausgeschlossen werden und die verbleibenden mit Kraftstoff versorgten Zylinder abgemagert werden, können Drehmomentreduzierungen erreicht werden, während Temperaturerhöhungen an einem stromabwärtigen Katalysator reduziert werden, die aus einer Reaktion zwischen Luft aus den nicht mit Kraftstoff versorgten Zylindern und unverbranntem Kraftstoff aus den mit Kraftstoff versorgten Zylindern resultieren können.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme im Zusammenhang mit derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel können Kraftstoffabschaltverfahren Fahrzeugemissionen erhöhen. Zum Beispiel kann ein Fremdzündungsmotor eine Emissionssteuervorrichtung einsetzen, die maximale Aktivität aufweist, wenn der Motor mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (air-fuel ratio - AFR) betrieben wird, wobei ihm gerade genug Kraftstoff zugeführt wird, um mit einer von dem Motor verbrauchten Luftmenge zu reagieren. Indem einem oder mehreren Zylindern kein Kraftstoff bereitgestellt wird, kann nicht reagierte Luft zu der Emissionssteuervorrichtung strömen, was die Fahrzeugemissionen erhöhen kann.
KURZDARSTELLUNG
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren behoben werden, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf eine Drehmomentreduzierungsanforderung, während eine Abgastemperatur größer als ein Schwellenwert ist, Betreiben eines Motors mit einer ersten Anzahl von Zylindern, die angefettet sind und einer zweiten Anzahl von Zylindern, die abgemagert sind, wobei Abgas sowohl von der ersten Anzahl als auch der zweiten Anzahl ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis an einem stromabwärtigen Katalysator erzeugt und dann der Zündzeitpunkt in der ersten Anzahl von Zylindern eingestellt wird, bevor der Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Zylindern eingestellt wird. Auf diese Weise können Motordrehmomentreduzierungen durch eine Strategie von global stöchiometrischen AFR-Einstellungen kombiniert mit Zündverzögerung erreicht werden, ohne die Fahrzeugemissionen oder die Abgastemperatur relativ zum stöchiometrischen Betrieb zu erhöhen.
Als ein Beispiel kann das Betreiben des Motors mit der ersten Anzahl von angefetteten Zylindern und der zweiten Anzahl von angemagerten Zylindern Bestimmen einer maximalen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Differenz zwischen einem ersten, fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis zum Betreiben der ersten Anzahl von angefetteten Zylindern und zweites, mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die zweite Anzahl von angemagerten Zylindern beinhalten. Ferner kann, über einen oder mehrere Motorzyklen, die erste Anzahl von Zylindern angefettet werden und die zweite Anzahl von Zylindern abgemagert werden, bis die maximale Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Differenz erreicht ist. Als ein weiteres Beispiel kann das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei dem einen oder den mehreren Motorzyklen an dem stromabwärtigen Katalysator beibehalten werden, selbst wenn das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis der ersten Anzahl von Zylindern und das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis der zweiten Anzahl von Zylindern sich in jedem Motorzyklus ändert. Durch das Betreiben der ersten Anzahl von angefetteten Zylindern und der zweiten Anzahl von angemagerten Zylindern kann das Gesamtmotordrehmoment im Vergleich zum Betreiben der ersten Anzahl von Zylindern und der zweiten Anzahl von Zylindern bei Stöchiometrie reduziert werden, während stöchiometrisches Abgas für eine erhöhte Katalysatoreffizienz am Katalysator gehalten wird.
Als ein anderes Beispiel kann das Einstellen des Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern vor dem Einstellen des Zündzeitpunkts in der zweiten Anzahl von Zylindern Verzögern eines ersten Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern beinhalten, während ein zweiter Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Zylindern aufrechterhalten wird, bis eine ausgeglichene Drehmomentausgabe zwischen der ersten Anzahl von Zylindern und der zweiten Anzahl von Zylindern erreicht wird. Zum Beispiel kann vor dem Einstellen des Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern die Drehmomentausgabe der zweiten Anzahl von Zylindern geringer sein als die Drehmomentausgabe der ersten Anzahl von Zylindern. Daher kann durch Verzögern des Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern, während der Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Zylindern beibehalten wird, die Drehmomentausgabe der ersten Anzahl von Zylindern auf die Drehmomentausgabe der zweiten Anzahl von Zylindern verringert werden, was auch die Gesamtmotordrehmomentausgabe weiter verringert. Als noch ein weiteres Beispiel kann als Reaktion darauf, dass die ausgeglichene Drehmomentausgabe erreicht wird, der erste Zündzeitpunkt weiter verzögert werden, während der zweite Zündzeitpunkt ebenfalls in einem geringeren Ausmaß verzögert wird, wodurch die ausgeglichene Drehmomentausgabe beibehalten wird, während das Gesamtmotordrehmoment weiter reduziert wird, bis die Drehmomentreduzierungsanforderung erfüllt ist.
Auf diese Weise kann das Motordrehmoment verringert werden, während ein Wirkungsgrad des stromabwärtigen Katalysators aufrechterhalten wird, wodurch Fahrzeugemissionen im Vergleich zu Kraftstoffabschaltungsstrategien verringert werden, und die Abgastemperaturen können im Vergleich zu einem abnehmenden Motordrehmoment allein durch Zündverzögerung reduziert werden. Zum Beispiel kann eine Hauptabgastemperatur mit zunehmender Drehmomentreduzierung abnehmen, die durch Betreiben der ersten Anzahl der angefetteten Zylinder und der zweiten Anzahl der angemagerten Zylinder erreicht wird, während ein durchschnittliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases bei Stöchiometrie beibehalten wird, was ein entgegengesetzter Effekt zum Verzögern des Zündfunkens bei stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr ist. Durch Reduzieren der Hauptabgastemperatur kann eine wärmebedingte Beeinträchtigung von Abgassystemkomponenten, einschließlich des Katalysators, verringert werden.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung dafür bereitgestellt ist, in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine Ausführungsform eines Zylinders, der in einem Motorsystem enthalten sein kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels für ein Motorsystem.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels für ein Motorsystem.
4 zeigt einen beispielhaften Verlauf einer Beziehung zwischen Lambda und einem relativen Drehmoment, das von einem Zylinder eines Motorsystems erzeugt wird.
5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Übergehen in und aus einem geteilten Lambda-Modus und einem Zündungsverzögerungsmodus auf Grundlage angeforderter Drehmomentreduzi erungen.
6 zeigt eine prognostische beispielhafte Zeitachse zum Einstellen des Motorbetriebs für einen Übergang zwischen verschiedenen Betriebsmodi, einschließlich eines stöchiometrischen Modus, eines geteilten Lambda-Modus und eines verzögerten Zündzeitpunktmodus, auf Grundlage eines Motordrehmomentbedarfs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zur schnellen Drehmomentreduzierung über eine geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie in Kombination mit Zündverzögerung, die hier als Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung bezeichnet wird. Wie hierin ausgeführt wird, beinhaltet die geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie ein Betreiben eines ersten Teilsatzes von Motorzylindern mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (z. B. Lambda-Wert) und eines zweiten Teilsatzes der Motorzylinder mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, während die Stöchiometrie an einem stromabwärtigen Katalysator beibehalten wird. Der Motor kann verschiedene Mehrzylinderkonfigurationen beinhalten, wie etwa die beispielhaften Motorsystemkonfigurationen, die in 2 und 3 gezeigt, und jeder Zylinder des Motors kann eine Zylinderkonfiguration aufweisen, wie etwa in 1 gezeigt. Insbesondere zeigt 2 zeigt eine Inline-4-Konfiguration mit einem einzelnen Abgaskrümmer, und 3 zeigt eine Inline-4-Konfiguration, die zwei separate Abgaskrümmer beinhaltet. Der Motor kann den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung aufgrund einer Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Motordrehmomentausgabe einsetzen, wie etwa die beispielhafte Beziehung, die in 4 veranschaulicht ist. Zum Beispiel können magere Luft-Kraftstoff-Verhältnisse die Motordrehmomentausgabe im Vergleich zu fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnissen oder Stöchiometrie reduzieren, wodurch Gesamtdrehmomentreduzierungen durch Aufteilen der Motorzylinder zwischen fetter und magerer Kraftstoffzufuhr ermöglicht werden. Eine Steuerung kann den Motor über das beispielhafte Verfahren aus 5 in den und aus dem Betrieb in dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung übergehen lassen. Eine prognostische beispielhafte Zeitachse, die den Übergang zwischen dem stöchiometrischen Modus und dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung veranschaulicht, einschließlich Anpassungen, die an Teilungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders und Zylinderzündzeitpunkten vorgenommen werden, ist in 6 gezeigt. Auf diese Weise können schnelle Reduzierungen des Drehmoments erhalten werden, ohne die Fahrzeugemissionen zu erhöhen oder Abgaskomponenten über Temperaturerhöhungen zu beeinträchtigen.
Unter Bezugnahme auf die Figuren zeigt 1 eine Teilansicht eines einzelnen Zylinders 130 einer Brennkraftmaschine 10, der in einem Fahrzeug 5 enthalten sein kann. Die Brennkraftmaschine 10 kann ein Mehrzylindermotor sein, und verschiedene Motorsystemkonfigurationen für den Motor 10 werden nachstehend in Bezug auf die 2-4 beschrieben. Der Zylinder (z. B. die Brennkammer) 130 beinhaltet eine Kühlmittelhülse 114 und Zylinderwände 132 mit einem Kolben 136, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 140 verbunden ist. Die Brennkammer 130 kommuniziert der Darstellung nach mit einem Ansaugkrümmer 44 über ein Einlassventil 4 und einen Ansaugkanal 22 und mit einem Abgaskanal 86 über ein Auslassventil 8.
In der dargestellten Ansicht befinden sich das Einlassventil 4 und das Auslassventil 8 in einer oberen Region der Brennkammer 130. Das Einlassventil 4 und das Auslassventil 8 können durch eine Steuerung 12 unter Verwendung jeweiliger Nockenbetätigungssysteme, die einen oder mehrere Nocken beinhalten, gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme können eines oder mehrere von Systemen zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockensteuerzeit (variable cam timing - VCT), variablen Ventilsteuerzeit (variable valve timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL) nutzen, um den Ventilbetrieb zu variieren. Im dargestellten Beispiel wird das Einlassventil 4 durch einen Einlassnocken 151 gesteuert und wird das Auslassventil 8 durch einen Auslassnocken 153 gesteuert. Der Einlassnocken 151 kann über einen Einlassventilsteuerzeitaktor 101 betätigt werden und der Auslassnocken 153 kann über einen Auslassventilsteuerzeitaktor 103 gemäß dem Satz von Einlass- bzw. Auslassventilsteuerzeiten betätigt werden. In einigen Beispielen können die Einlassventile und Auslassventile über den Einlassventilsteuerzeitaktor 101 bzw. Auslassventilsteuerzeitaktor 103 abgeschaltet werden. Zum Beispiel kann die Steuerung ein Signal an den Auslassventilsteuerzeitaktor 103 senden, um das Auslassventil 8 abzuschalten, sodass es geschlossen bleibt und sich zu seiner festgelegten Steuerzeit nicht öffnet. Die Position des Einlassnockens 151 und Auslassnockens 153 kann durch Nockenwellenpositionssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden.
In einigen Beispielen können die Einlass- und/oder Auslassventile durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 130 alternativ ein Einlassventil, das über elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systemen, beinhalten. In noch anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilsteuerzeit gesteuert werden.
Der Zylinder 130 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, wobei es sich um ein Verhältnis von dem Volumen des Kolbens 136 am unteren Totpunkt zu dem am oberen Totpunkt handelt.
Üblicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis in einem Bereich von 9:1 bis 10:1. Allerdings kann in einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, das Verdichtungsverhältnis erhöht sein. Dies kann zum Beispiel auftreten, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie 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 Motors 10 eine Zündkerze 92 beinhalten, um die Verbrennung einzuleiten. Bei ausgewählten Betriebsmodi kann das Zündsystem 88 als Reaktion auf ein Frühzündungssignal SA (Spark Advance) von der Steuerung 12 der Brennkammer 130 über die Zündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. Ein Zeitpunkt des Signals SA kann auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen und des Fahrerdrehmomentbedarfs eingestellt werden. Zum Beispiel kann eine Zündung bei einem Zeitpunkt mit maximalem Bremsmoment (maximum brake torque - MBT) bereitgestellt werden, um die Leistung und den Wirkungsgrad des Motors zu maximieren. Die Steuerung 12 kann Motorbetriebsbedingungen, die Motordrehzahl, Motorlast und Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis beinhalten, in eine Lookup-Tabelle eingeben, die den entsprechenden MBT-Zeitpunkt für die eingegebenen Motorbetriebsbedingungen ausgeben kann. In anderen Beispielen kann der Zündfunken vom MBT verzögert werden, um ein Auftreten von Klopfen zu verhindern. In noch anderen Beispielen kann der Zündfunken von dem MBT verzögert werden, um das Motordrehmoment schnell zu reduzieren, wie etwa aufgrund einer Verringerung des vom Fahrer angeforderten Drehmoments oder eines Getriebegangschaltereignisses, wie nachstehend in Bezug auf 5 weiter beschrieben.
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 in diese einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ (direct injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 130 bereit. Zwar zeigt 1 die Einspritzvorrichtung 66 als seitliche Einspritzvorrichtung, jedoch kann sie auch über dem Kolben angeordnet sein, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 92. Eine derartige Position kann das Vermischen und die Verbrennung verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine niedrigere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann die Einspritzvorrichtung oberhalb und nahe dem Einlassventil angeordnet sein, um das Vermischen zu verbessern. In einem anderen Beispiel kann es sich bei der Einspritzvorrichtung 66 um eine Ansaugkanaleinspritzvorrichtung handeln, die Kraftstoff stromaufwärts des Zylinders 130 in die Ansaugöffnung bereitstellt.
Kraftstoff kann aus einem Hochdruckkraftstoffsystem 180, das einen oder mehrere Kraftstofftanks, eine oder mehrere Kraftstoffpumpen und einen Kraftstoffverteiler beinhaltet, an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 abgegeben werden. Alternativ kann Kraftstoff mit einem niedrigerem Druck durch eine einstufige Kraftstoffpumpe abgegeben werden. Ferner können die Kraftstofftanks, wenngleich dies nicht gezeigt ist, einen Druckmessumformer beinhalten, der der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt. 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, unterschiedliche Oktanzahlen, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen daraus usw. handeln. In einigen Beispielen kann das Kraftstoffsystem 180 an ein Kraftstoffdampfrückgewinnungssystem gekoppelt sein, das einen Kanister zum Speichern von Kraftstoffdämpfen aus Betankungsvorgängen und dem täglichen Betrieb beinhaltet. Die Kraftstoffdämpfe können während des Motorbetriebs aus dem Kanister zu den Motorzylindern gespült werden, wenn Spülbedingungen erfüllt sind.
Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch die Steuerung 12 und durch Eingaben 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) an die Steuerung 12 senden, das einer Position des Bremspedals 117 entspricht. Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicher 106 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus beinhaltet. Auf das Speichermedium mit Festwertspeicher 106 können computerlesbare Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die durch den Mikroprozessor 102 ausgeführt werden können, um die hierin beschriebenen Verfahren und Routinen sowie andere Varianten, die vorweggenommen, jedoch nicht ausdrücklich aufgeführt werden, durchzuführen. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich einer Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) von dem Luftmassenmesser 48, eines Motorkühlmitteltemperatursignals (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an die Kühlmittelhülse 114 gekoppelt ist, eines Zündungsprofilaufnehmersignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist, einer Drosselposition (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor, der an die Drossel 62 gekoppelt ist, und eines Absolutkrümmerdrucksignals (MAP) von dem MAP-Sensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 anhand des Signals PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von dem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe des Vakuums oder Drucks in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen.
Auf Grundlage von Eingaben von einem oder mehreren der vorstehend genannten Sensoren kann die Steuerung 12 einen oder mehrere Aktoren einstellen, wie etwa die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die Drossel 62, die Zündkerze 92, die Einlass-/Auslassventile und -nocken usw. Die Steuerung kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf Grundlage einer Anweisung oder eines Codes, die bzw. der darin programmiert ist und einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen, wofür ein Beispiel unter Bezugnahme auf 5 beschrieben ist.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 160 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen handelt es sich beim Fahrzeug 5 um ein herkömmliches Fahrzeug mit nur einem Motor. In dem in 1 gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug den Motor 10 und eine elektrische Maschine 161. Die elektrische Maschine 161 kann ein Elektromotor oder ein Motorgenerator sein und kann somit in dieser Schrift auch als elektrischer Motor bezeichnet werden. Die elektrische Maschine 161 nimmt elektrische Leistung aus einer Traktionsbatterie 170 auf, um den Fahrzeugrädern 160 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 161 kann auch als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 170 bereitzustellen.
Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 161 sind über ein Getriebe 167 mit den Fahrzeugrädern 160 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 166 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 166 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 161 bereitgestellt und 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 einzukuppeln oder auszukuppeln, um 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 auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, darunter als ein Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Wie vorstehend erwähnt, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10. Unter Bezugnahme auf 2 ist eine schematische Darstellung eines ersten beispielhaften Motorsystems 200 gezeigt, das in dem Antriebssystem des Fahrzeugs 5 aus 1 enthalten sein kann. Zum Beispiel stellt das Motorsystem 200 eine erste beispielhafte Motorkonfiguration des Motors 10 bereit, die in 1 eingeführt wurde. Somit sind bereits in 1 eingeführte Komponenten mit denselben Bezugszeichen dargestellt und werden nicht erneut eingeführt. In dem in 2 gezeigten Beispiel beinhaltet der Motor 10 die Zylinder 13, 14, 15 und 18, die in einer Inline-4-Konfiguration angeordnet sind, obwohl auch andere Motorkonfigurationen möglich sind (z. B. 1-3, V-4, 1-6, V-8, V-12, gegenüberliegende 4 und andere Motortypen). Somit können die Anzahl der Zylinder und die Anordnung der Zylinder geändert werden, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Die Motorzylinder können oben durch einen Zylinderkopf abgedeckt sein. Die Zylinder 14 und 15 werden hier als innere Zylinder (oder Innenzylinder) bezeichnet und die Zylinder 13 und 18 werden hier als äußere Zylinder (oder Außenzylinder) bezeichnet. Die in 2 gezeigten Zylinder können jeweils eine Zylinderkonfiguration aufweisen, wie etwa die vorstehend in Bezug auf 1 beschriebene Zylinderkonfiguration.
Jeder der Zylinder 13, 14, 15 und 18 beinhaltet mindestens ein Einlassventil 4 und mindestens ein Auslassventil 8. Die Einlass- und Auslassventile können in dieser Schrift als Zylindereinlassventile bzw. Zylinderauslassventile bezeichnet werden. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 erläutert, kann eine Steuerzeit (z. B. Öffnungssteuerzeit, Schließsteuerzeit, Öffnungsdauer usw.) von jedem Einlassventil 4 und jedem Auslassventil 8 über verschiedene Ventilsteuerzeitsysteme gesteuert werden.
Jeder Zylinder nimmt Ansaugluft (oder ein Gemisch aus Ansaugluft und zurückgeführtem Abgas, wie nachstehend dargelegt wird) aus einem Ansaugkrümmer 44 über einen Luftansaugkanal 28 auf. Der Ansaugkrümmer 44 ist über Ansaugöffnungen (z.B. Krümmerrohre) 22 an die Zylinder gekoppelt. Auf diese Weise kann jede Zylinderansaugöffnung selektiv mit dem Zylinder kommunizieren, an den sie über ein entsprechendes Einlassventil 4 gekoppelt ist. Jede Ansaugöffnung kann dem Zylinder, an den sie gekoppelt ist, Luft, zurückgeführtes Abgas und/oder Kraftstoff zur Verbrennung zuführen.
Wie vorstehend in Bezug auf 1 beschrieben, kann ein Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet werden, um Kraftstoffdrücke an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die an jeden Zylinder gekoppelt ist, zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 Kraftstoff zu einer anderen Steuerzeit in jeden Zylinder einspritzen, sodass Kraftstoff jedem Zylinder zu einer geeigneten Steuerzeit in einem Motorzyklus zugeführt wird. Im vorliegenden Zusammenhang bezieht sich ein „Motorzyklus“ auf einen Zeitraum, in welchen jeder Motorzylinder einmal in einer festgelegten Zylinderzündreihenfolge zündet. Ein verteilerloses Zündsystem stellt als Reaktion auf das Signal SA von der Steuerung 12 zum Einleiten einer Verbrennung den Zylindern 13, 14, 15 und 18 über die entsprechende Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Eine Steuerzeit des Zündfunken kann individuell für jeden Zylinder optimiert werden, wie nachstehend in Bezug auf 5 weiter beschrieben wird.
Die inneren Zylinder 14 und 15 sind jeweils an eine Abgasöffnung (z. B. das Krümmerrohr) 86 gekoppelt und die äußeren Zylinder 13 und 18 sind jeweils an eine Abgasöffnung 87 gekoppelt, um Verbrennungsabgase zu einem Abgassystem 84 zu leiten. Jede Abgasöffnung 86 und 87 kann selektiv mit dem Zylinder, an den sie über das entsprechende Auslassventil 8 gekoppelt ist, kommunizieren. Konkret, wie in 2 gezeigt, leiten die Zylinder 14 und 15 Abgase über die Abgasöffnungen 86 zu einem Abgaskrümmer 85 und leiten die Zylinder 13 und 18 Abgase über die Abgasöffnungen 87 zu dem Abgaskrümmer 85. Somit beinhaltet das Motorsystem 200 einen einzelnen Abgaskrümmer, der an jeden Zylinder des Motors gekoppelt ist.
Das Motorsystem 200 beinhaltet ferner einen Turbolader 164, der eine Turbine 165 und einen Ansaugverdichter 162, die an eine gemeinsame Welle (nicht gezeigt) gekoppelt sind, beinhaltet. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist die Turbine 165 eine Mono-Scroll-Turbine In einem anderen Beispiel kann der Motor 10 eine Twin-Scroll-Turbine (oder Doppelschneckenturbine) beinhalten, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 weiter erörtert. Die Twin-Scroll-Konfiguration kann dem Turbinenrad im Vergleich zu der Mono-Scroll-Konfiguration eine größere Leistung bereitstellen, indem ein Mindestvolumen (z. B. Abgas aus zwei Zylindern und ein kleineres Krümmervolumen) von einem vorgegebenen Verbrennungsereignis bereitgestellt wird. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Mono-Scroll-Konfiguration die Verwendung von kostengünstigeren Turbinen, die höhere Temperaturtoleranzen aufweisen.
Die Drehung der Turbine 165 treibt die Drehung des Verdichters 162 an, der innerhalb des Ansaugkanals 28 angeordnet ist. Demnach wird die Ansaugluft an dem Verdichter 162 aufgeladen (z. B. mit Druck beaufschlagt) und bewegt sich stromabwärts zu dem Ansaugkrümmer 44. Abgase treten aus der Turbine 165 in einen Abgaskanal 74 aus. In einigen Beispielen kann ein Wastegate über die Turbine 165 (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Insbesondere kann das Wastegate-Ventil in einer Umgehung, die zwischen einem Einlass der Turbine 165 und einem Abgaskanal 74 stromabwärts eines Auslasses der Turbine 165 gekoppelt ist, enthalten sein. Das Wastegate-Ventil kann eine Abgasmenge steuern, die durch die Umgehung und zum Auslass der Turbine strömt. Zum Beispiel kann bei zunehmender Öffnung des Wastegate-Ventils eine Abgasmenge, die durch die Umgehung und nicht durch die Turbine 165 strömt, zunehmen, wodurch eine Leistungsmenge verringert wird, die zum Antreiben der Turbine 165 und des Verdichters 162 verfügbar ist. Als ein anderes Beispiel nimmt bei abnehmender Öffnung des Wastegate-Ventils die Abgasmenge, die durch die Umgehung strömt, ab, wodurch die Leistungsmenge erhöht wird, die zum Antreiben der Turbine 165 und des Verdichters 162 verfügbar ist. Auf diese Weise kann eine Position des Wastegate-Ventils einen Betrag der Aufladung, die durch den Turbolader 164 bereitgestellt wird, gesteuert werden. In anderen Beispielen kann die Turbine 165 eine Turbine mit variabler Geometrie (variable geometry turbine - VGT) sein, die einstellbare Schaufeln beinhaltet, um ein effektives Seitenverhältnis der Turbine 165 zu ändern, wenn sich die Motorbetriebsbedingungen ändern, um einen gewünschten Ladedruck bereitzustellen. Somit kann das Erhöhen der Drehzahl des Turboladers 164, wie etwa durch weiteres Schließen des Wastegate-Ventils oder Einstellen von Turbinenschaufeln, das Ausmaß der bereitgestellten Aufladung erhöhen, und die Drehzahl des Turboladers 164 verringern, wie etwa durch weiteres Öffnen des Wastegate-Ventils oder Einstellen der Turbinenschaufeln, kann das Ausmaß der bereitgestellten Aufladung verringern.
Nach dem Austreten aus der Turbine 165 strömen Abgase stromabwärts im Abgaskanal 74 zu einer Emissionssteuervorrichtung 70. Die Emissionssteuervorrichtung 70 kann eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen beinhalten, wie etwa einen oder mehrere Katalysatorbausteine und/oder einen oder mehrere Partikelfilter. Zum Beispiel kann die Emissionssteuervorrichtung 70 einen Dreiwegekatalysator beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Stickoxide (NOx) chemisch zu reduzieren und Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) zu oxidieren. In einigen Beispielen kann die Emissionssteuervorrichtung 70 zusätzlich oder alternativ einen Benzinpartikelfilter (gasoline particulate filter - GPF) beinhalten. Nach Durchlaufen der Emissionssteuervorrichtung 70 können Abgase zu einem Auspuffrohr herausgeleitet werden. Als ein Beispiel kann der Dreiwegekatalysator bei der Behandlung von Abgas mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (air-fuel ratio - AFR) maximal wirksam sein, wie nachstehend ausgeführt wird.
Der Abgaskanal 74 beinhaltet ferner eine Vielzahl von Abgassensoren in elektronischer Kommunikation mit der Steuerung 12, die in einem Steuersystems 17 enthalten ist. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Abgaskanal 74 eine erste Lambdasonde 90, die stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert ist. Die erste Lambdasonde 90 kann dazu konfiguriert sein, einen Sauerstoffgehalt des Abgases zu messen, das in die Emissionssteuervorrichtung 70 eintritt. Der Abgaskanal 74 kann eine oder mehrere zusätzliche Lambdasonden beinhalten, die entlang des Abgaskanals 74 positioniert sind, wie etwa eine zweite Lambdasonde 91, die stromabwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert ist. Die zweite Lambdasonde 91 kann demnach dazu konfiguriert sein, den Sauerstoffgehalt des Abgases zu messen, das in die Emissionssteuervorrichtung 70 eintritt. In einem Beispiel kann es sich bei einer oder mehreren von der Lambdasonde 90 und der Lambdasonde 91 um Breitbandlambdasonden (universal exhaust gas oxygen sensors - UEGO-Sonden) handeln. Alternativ dazu kann mindestens eine der Lambdasonden 90 und 91 durch eine binäre Abgaslambdasonde ersetzt werden. Der Abgaskanal 74 kann verschiedene andere Sensoren beinhalten, wie etwa einen oder mehrere Temperatur- und/oder Drucksensoren. Wie in 2 gezeigt, ist zum Beispiel ein Sensor 96 innerhalb des Abgaskanals 74 stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert. Der Sensor 96 kann ein Druck- und/oder Temperatursensor sein. Demnach kann der Sensor 96 dazu konfiguriert sein, den Druck und/oder die Temperatur des Abgases zu messen, das in die Emissionssteuervorrichtung 70 eintritt.
Der Abgaskrümmer 85 ist an einen Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal) 50 gekoppelt, der in einem AGR-System 56 enthalten ist. Der AGR-Kanal 50 ist zwischen dem Abgaskrümmer 85 und dem Ansaugkanal 28 stromabwärts des Verdichters 162 gekoppelt. Demnach werden Abgase von dem Abgaskrümmer 85 über den AGR-Kanal 50, der Hochdruck-AGR bereitstellt, zu dem Luftansaugkanal 28 stromabwärts des Verdichters 162 geleitet. In anderen Beispielen kann der AGR-Kanal 50 jedoch stromaufwärts des Verdichters 162 an den Ansaugkanal 28 gekoppelt sein.
Wie in 2 gezeigt, kann der AGR-Kanal 50 einen AGR-Kühler 52 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Abgase zu kühlen, die von dem Abgaskrümmer 85 zu dem Ansaugkanal 28 strömen, und kann ferner ein darin angeordnetes AGR-Ventil 54 beinhalten. Die Steuerung 12 ist dazu konfiguriert, eine Position des AGR-Ventils 54 zu betätigen und einzustellen, um eine Strömungsrate und/oder -menge von Abgasen, die durch den AGR-Kanal 50 strömen, zu steuern. Wenn sich das AGR-Ventil 54 in einer geschlossenen (z. B. vollständig geschlossenen) Position befindet, können keine Abgase von dem Abgaskrümmer 85 zu dem Ansaugkanal 28 strömen. Wenn sich das AGR-Ventil 54 in einer offenen Position (z. B. von teilweise offen zu vollständig offen) befindet, können Abgase von dem Abgaskrümmer 85 zu dem Ansaugkanal 28 strömen. Die Steuerung 12 kann das AGR-Ventil 54 auf eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen einstellen. In anderen Beispielen kann die Steuerung 12 das AGR-Ventil 54 lediglich derart einstellen, dass es entweder vollständig offen oder vollständig geschlossen ist. Ferner kann ein Drucksensor 34 in einigen Beispielen in dem AGR-Kanal 50 stromaufwärts des AGR-Ventils 54 angeordnet sein.
Wie in 2 gezeigt, ist der AGR-Kanal 50 stromaufwärts eines Ladeluftkühlers (charge air cooler - CAC) 40 an den Ansaugkanal 28 gekoppelt. Der CAC 40 ist dazu konfiguriert, Ansaugluft zu kühlen, wenn sie den CAC 40 passiert. In einem alternativen Beispiel kann der AGR-Kanal 50 stromabwärts des CAC 40 (und stromabwärts des Verdichters 162) an den Ansaugkanal 28 gekoppelt sein. In einigen derartigen Beispielen kann der AGR-Kühler 52 nicht im AGR-Kanal 50 enthalten sein, da der CAC-Kühler 40 sowohl die Ansaugluft als auch die rückgeführten Abgase kühlen kann. Der AGR-Kanal 50 kann ferner eine darin angeordnete Lambdasonde 36 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, einen Sauerstoffgehalt von Abgasen zu messen, die von dem Abgaskrümmer 85 durch den AGR-Kanal 50 strömen. In einigen Beispielen kann der AGR-Kanal 50 zusätzliche Sensoren beinhalten, wie etwa Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensoren, um eine Zusammensetzung und/oder Qualität des Abgases zu bestimmen, das von dem Abgaskrümmer 85 zu dem Ansaugkanal 28 rückgeführt wird.
Der Ansaugkanal 28 beinhaltet ferner eine Drossel 62. Wie in 2 gezeigt, ist die Drossel 62 stromabwärts des CAC 40 und stromabwärts von der Stelle positioniert, an der der AGR-Kanal 50 an den Ansaugkanal 28 gekoppelt ist (z. B. stromabwärts einer Verbindungsstelle zwischen dem AGR-Kanal 50 und dem Ansaugkanal 28). Eine Position einer Drosselklappe 64 der Drossel 62 kann durch die Steuerung 12 über einen Drosselaktor (nicht gezeigt), der kommunikativ an die Steuerung 12 gekoppelt ist, eingestellt werden. Durch Modulieren der Drossel 62 während des Betreibens des Verdichters 162 kann eine gewünschte Menge von Frischluft und/oder zurückgeführtem Abgas mit aufgeladenem Druck über den Ansaugkrümmer 44 an die Motorzylinder abgegeben werden.
Um Verdichterpumpen zu reduzieren, kann mindestens ein Teil der durch den Verdichter 162 verdichteten Luftladung zu dem Verdichtereinlass zurückgeführt werden. Ein Verdichterrückführungskanal 41 kann zum Zurückführen von verdichteter Luft aus einem Verdichterauslass stromaufwärts des CAC 40 zu einem Verdichtereinlass bereitgestellt sein. Ein Verdichterrückführungsventil (compressor recirculation valve - CRV) 42 kann zum Einstellen einer Menge von Strömung, die zu dem Verdichtereinlass zurückgeführt wird, bereitgestellt sein. In einem Beispiel kann das CRV 42 über einen Befehl von der Steuerung 12 als Reaktion auf tatsächliche oder erwartete Verdichterpumpbedingungen in den offenen Zustand betätigt werden.
Der Ansaugkanal 28 kann einen oder mehrere zusätzliche Sensoren beinhalten (wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Strömungsratensensoren und/oder Lambdasonden). Zum Beispiel, wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Ansaugkanal 28 einen MAF-Sensor 48, der stromaufwärts des Verdichters 162 in dem Ansaugkanal 28 angeordnet ist. Ein Ansaugdruck- und/oder -temperatursensor 31 ist ebenfalls im Ansaugkanal 28 stromaufwärts des Verdichters 162 positioniert. Eine Ansauglambdasonde 35 kann sich in dem Ansaugkanal 28 stromabwärts des Verdichters 162 und stromaufwärts des CAC 40 befinden. Ein zusätzlicher Ansaugdrucksensor 37 kann in dem Ansaugkanal 28 stromabwärts des CAC 40 und stromaufwärts der Drossel 62 (z. B. ein Drosseleinlassdrucksensor) positioniert sein. In einigen Beispielen kann, wie in 2 gezeigt, eine zusätzliche Ansauglambdasonde 39 in dem Ansaugkanal 28 zwischen dem CAC 40 und der Drossel 62 stromabwärts der Verbindungsstelle zwischen dem AGR-Kanal 50 und dem Ansaugkanal 28 positioniert sein.
Ferner sind ein MAP-Sensor 122 und ein Ansaugkrümmertemperatursensor 123 innerhalb des Ansaugkrümmers 44 stromaufwärts der Motorzylinder positioniert gezeigt.
Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch das Steuersystem 17, das die Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingaben von dem Fahrzeugführer (wie vorstehend in Bezug auf 1 beschrieben) gesteuert werden. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 17 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (wofür in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 83 sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 Druck-, Temperatursensoren und Lambdasonden beinhalten, die sich innerhalb des Ansaugkanals 28, Ansaugkrümmers 44, Abgaskanals 74 und AGR-Kanals 50 befinden, wie vorstehend beschrieben. Andere Sensoren können einen Drosseleinlasstemperatursensor zum Schätzen einer Drossellufttemperatur (throttle air temperature - TCT) beinhalten, der stromabwärts der Drossel 62 in dem Ansaugkanal gekoppelt ist. Ferner kann angemerkt werden, dass der Motor 10 alle oder nur einen Teil der in 2 gezeigten Sensoren beinhalten kann. Als ein anderes Beispiel können die Aktoren 83 Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66, eine Drossel 62, ein CRV 42, ein AGR-Ventil 54 und Zündkerzen 92 beinhalten. Die Aktoren 83 können ferner verschiedene Nockenwellensteuerzeitaktoren beinhalten, die an die Zylindereinlass- und -auslassventile gekoppelt sind (wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 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 eines Codes, die bzw. der in einen Speicher der Steuerung 12 programmiert ist und einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen. Eine beispielhafte Steuerungsroutine (z. B. ein Verfahren) ist in dieser Schrift in 5 beschrieben.
Weiter mit 3 ist eine zweite beispielhafte Konfiguration des Motors 10 gezeigt. Insbesondere zeigt 3 ein beispielhaftes Motorsystem 300, das auch die Zylinder 13, 14, 15 und 18 beinhaltet, die in einer Inline-4-Konfiguration angeordnet sind. Mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen Unterschiede kann das Motorsystem 300 im Wesentlichen identisch mit dem Motorsystem 200 aus 2 sein. Somit sind zuvor in 1 und 2 eingeführte Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt und werden nicht erneut eingeführt.
Konkret, wie in 3 gezeigt, leiten die inneren Zylinder 14 und 15 Abgase über die Abgasöffnungen 86 zu einem Abgaskrümmer 81 und leiten die äußeren Zylinder 13 und 18 Abgase über die Abgasöffnungen 87 zu dem Abgaskrümmer 85. Der Abgaskrümmer 81 (z. B. ein erster Abgaskrümmer) und der Abgaskrümmer 85 (z. B. ein zweiter Abgaskrümmer) kommunizieren nicht direkt miteinander (z. B. koppelt kein Kanal die beiden Abgaskrümmer direkt aneinander).
In dem in 3 gezeigten Beispiel ist die Turbine 165 eine Twin-Scroll-Turbine (oder Doppelschneckenturbine). In einem derartigen Beispiel kann eine erste, heißere Spirale der Twin-Scroll-Turbine an den Abgaskrümmer 85 gekoppelt sein und kann eine zweite, kühlere Spirale der Twin-Scroll-Turbine kann an den Abgaskrümmer 81 gekoppelt sein, sodass der Abgaskrümmer 81 und der Abgaskrümmer 85 bis zum Turbinenrad getrennt bleiben. Zum Beispiel können die zwei Spiralen jeweils Gas um den gesamten Umfang des Rades einführen, aber an unterschiedlichen axialen Stellen. Alternativ können die zwei Spiralen über einen Abschnitt des Umfangs, wie etwa ungefähr 180 Grad des Umfangs, jeweils Gas in die Turbine einführen. Die Konfiguration des Motorsystems 300 kann eine Verbesserung der Motorleistung ermöglichen, während Fahrzeugemissionen reduziert werden. Insbesondere können die durch den ersten Abgaskrümmer 81 aufgenommenen Gase ein anderes AFR aufweisen als die durch den zweiten Abgaskrümmer 85 aufgenommenen Gase, indem separate Abgaskrümmer integriert werden, die nicht direkt kommunizieren und Abgase von verschiedenen Zylindern aufnehmen, wie nachfolgend weiter beschrieben.
Der Abgaskrümmer 85 ist direkt an den AGR-Kanal 50 gekoppelt, während der Abgaskrümmer 81 nicht an den AGR-Kanal 50 gekoppelt ist. Demnach stammen die über den AGR-Kanal 50 rückgeführten Abgase nur von den äußeren Zylindern 13 und 18 (über den Abgaskrümmer 85) und nicht von den inneren Zylindern 14 und 15 (über den Abgaskrümmer 81). Durch Koppeln des AGR-Kanals 50 an nur einen Abgaskrümmer kann das AFR des rückgeführten Abgases selektiv angefettet werden, um dem Motor 10 Klopf- und Effizienzvorteile bereitzustellen. Beispielsweise kann die angefettete AGR im Vergleich zu magerer AGR und stöchiometrischer AGR relativ hohe Konzentrationen (oder Mengen) von CO und Wasserstoffgas enthalten. CO und Wasserstoffgas weisen hohe effektive Oktanzahlen auf, wodurch die Klopfgrenze jedes Zylinders ausgeglichen wird und eine Möglichkeit für eine zusätzliche Frühzündung geschaffen wird.
Sowohl das Motorsystem 200 aus 2 als auch das Motorsystem 300 aus 3 sowie zusätzliche Motorsystemkonfigurationen, die nicht explizit veranschaulicht sind, können mit einer geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie betrieben werden. Die geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie (hierin auch als Betrieb in einem geteilten Lambda-Modus bezeichnet) beinhaltet Betreiben eines ersten Satzes von Zylindern bei einem ersten, fetten AFR und eines zweiten (z. B. verbleibenden) Satzes der Motorzylinder bei einem zweiten, mageren AFR, während die Stöchiometrie an einem stromabwärtigen Katalysator beibehalten wird. Hierin wird das AFR als relatives AFR diskutiert, definiert als Verhältnis eines tatsächlichen AFR eines vorgegebenen Gemisches zur Stöchiometrie und dargestellt durch Lambda (λ). Ein Lambda-Wert von 1 tritt während des stöchiometrischen Betriebs (z. B. bei der Stöchiometrie) auf, wobei das Luft-Kraftstoff-Gemisch eine vollständige Verbrennungsreaktion erzeugt. Eine fette Zufuhr (λ <1) ergibt sich aus Luft-Kraftstoff-Gemischen mit mehr Kraftstoff im Verhältnis zur Stöchiometrie. Wenn zum Beispiel ein Zylinder angefettet wird, wird dem Zylinder über die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 mehr Kraftstoff zugeführt als zum Erzeugen einer vollständigen Verbrennungsreaktion mit einer Luftmenge in dem Zylinder, was zu überschüssigem, nicht umgesetztem Kraftstoff führt. Im Gegensatz dazu ergibt sich eine magere Zufuhr (λ >1) aus Luft-Kraftstoff-Gemischen mit weniger Kraftstoff im Verhältnis zur Stöchiometrie. Wenn zum Beispiel ein Zylinder abgemagert wird, wird dem Zylinder über die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 weniger Kraftstoff zugeführt als zum Erzeugen einer vollständigen Verbrennungsreaktion mit der Luftmenge in dem Zylinder, was zu überschüssigem, nicht umgesetztem Kraftstoff führt.
Während des nominalen Motorbetriebs kann das AFR um die Stöchiometrie schwanken, wie etwa, wenn λ im Allgemeinen innerhalb von 2 % der Stöchiometrie bleibt. Zum Beispiel kann der Motor zwischen Einspritzzyklen von fett zu mager und von mager zu fett übergehen, was zu einem „durchschnittlichen“ Betrieb bei Stöchiometrie führt. Dies unterscheidet sich von dem Betrieb im geteilten Lambda-Modus, bei dem die Motorzylinder während eines einzelnen Motorzyklus zwischen fettem und magerem Betrieb aufgeteilt werden. Ferner kann der geteilte fette und magere Betrieb über eine Vielzahl von Motorzyklen aufrechterhalten werden. Als ein Beispiel kann der erste Satz von Zylindern bei einem fetten AFR betrieben werden, der einen Lambdawert in einem Bereich von 0,95-0,8 (z. B. 5-20 % fett) aufweist, was fetter als die Nennschwankung um Stöchiometrie ist. Der zweite Satz von Zylindern kann bei einem entsprechenden mageren AFR betrieben werden, um die Gesamtstöchiometrie beizubehalten, um eine Effizienz der Emissionssteuervorrichtung 70 zu erhöhen und Fahrzeugemissionen zu verringern. Beispielsweise kann ein Abmagerungsgrad des zweiten Satzes von Zylindern auf Grundlage eines Anfettungsgrades des ersten Satzes von Zylindern ausgewählt werden, sodass sich das Abgas aus dem ersten Satz von Zylindern mit dem Abgas aus dem zweiten Satz von Zylindern vermischen kann, um ein stöchiometrisches Gemisch zu bilden, auch wenn keiner der Zylinder bei Stöchiometrie betrieben wird.
Die jeweilige Konfiguration des Motorsystems 300 aus 3 ermöglicht, dass das fette Abgas aus dem ersten Satz von Zylindern vor dem Mischen an und stromabwärts von der Turbine 165 von dem mageren Abgas aus dem zweiten Satz von Zylindern isoliert wird. Als ein Beispiel kann der erste Satz von Zylindern die äußeren Zylinder 13 und 18 beinhalten, während der zweite Satz von Zylindern die inneren Zylinder 14 und 15 beinhalten kann. In einem derartigen Beispiel können die inneren Zylinder mageres Abgas spezifisch dem Abgaskrümmer 81 zuführen, und die äußeren Zylinder können fettes Abgas dem Abgaskrümmer 85 zuführen. In einem anderen Beispiel kann der erste Satz von Zylindern die inneren Zylinder 14 und 15 beinhalten, und der zweite Satz von Zylindern kann die äußeren Zylinder 13 und 18 beinhalten. Da der AGR-Kanal 50 an den Abgaskrümmer 85 gekoppelt ist, kann ferner das Abgas, das zum Ansaugkanal 28 zurückgeführt (und jedem Zylinder des Motors 10 zugeführt) wird, basierend auf dem AFR der äußeren Zylinder während des geteilten Lambdabetriebs selektiv angefettet oder angemagert werden.
Da das Motorsystem 200 aus 2 nur einen Abgaskrümmer 85 beinhaltet, der an jeden Zylinder gekoppelt ist, kann die durch den AGR-Kanal 50 geleitete AGR während des geteilten Lambdabetriebs im Wesentlichen stöchiometrisch gehalten werden. Zusätzlich, da die Zylinder an den gleichen Abgaskrümmer gekoppelt sind, können auch andere Zylindergruppierungen verwendet werden. Beispielsweise kann der erste Satz von Zylindern die Zylinder 13 und 14 beinhalten, und der zweite Satz von Zylindern kann die Zylinder 15 und 18 beinhalten. Als ein anderes Beispiel kann der erste Satz von Zylindern die inneren Zylinder 14 und 18 beinhalten, und der zweite Satz von Zylindern kann die äußeren Zylinder 13 und 15 beinhalten.
Während das Betreiben eines Motors mit einer geraden Anzahl von Zylindern im geteilten Lambda-Modus das Betreiben mit einer ersten Hälfte einer Gesamtanzahl der Zylinder fett und einer zweiten, verbleibenden Hälfte der Gesamtanzahl der Zylinder mager beinhalten kann, versteht es sich, dass Motoren mit einer ungeraden Anzahl an Zylindern auch im geteilten Lambda-Modus betrieben werden können. Zum Beispiel kann ein Zylinder auf Stöchiometrie gehalten werden, während die übrigen Zylinder zwischen dem fetten und dem mageren Betrieb aufgeteilt werden. Somit kann der geteilte Lambda-Modus weiterhin verwendet werden, während die globale Stöchiometrie beibehalten wird.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Betrieb mit der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie eine Abgaskomponententemperatursteuerung während einer Motordrehmomentredu zierung bereitstellen. Es ist anzumerken, dass eine Beziehung zwischen AFR und Drehmoment, das in einem Zylinder eines Ottomotors erzeugt wird, nicht nichtlinear sein kann. 4 stellt einen beispielhaften Verlauf 400 einer Beziehung zwischen Lambda und Drehmoment in einem Zylinder eines Ottomotors bereit. Der Motor kann der Motor 10 sein, der beispielsweise in einer beliebigen der in 1-3 gezeigten Motorsystemkonfigurationen ist. Für den Verlauf 400 zeigt die vertikale Achse das Zylinderdrehmoment relativ zu einer Drehmomentausgabe bei stöchiometrischem Betrieb. Somit entspricht ein relatives Drehmoment von 1,00 dem bei Stöchiometrie ausgegebenen Zylinderdrehmoment. Ein relatives Drehmoment von weniger als 1,00 entspricht einer Drehmomentausgabe, die geringer als die Stöchiometrie ist, und ein relatives Drehmoment von mehr als 1,00 entspricht einer Drehmomentausgabe, die größer als die Stöchiometrie ist. Die horizontale Achse zeigt Lambda (λ), wobei Lambdawerte kleiner als eins (λ <1) fette AFR darstellen und Lambdawerte größer als eins (λ> 1) magere AFR darstellen.
Der Verlauf 400 beinhaltet eine nichtlineare Kurve 402, die einen Lambdawert eines Zylinders mit einer entsprechenden relativen Drehmomentausgabe des Zylinders in Beziehung setzt. Zum Beispiel zeigt die Kurve 402 an einem Punkt 412, dass das Betreiben des Zylinders mit einem fetten Lambdawert von 0,90 ein relatives Drehmoment zwischen 1,02 und 1,03 (z. B. 1,026) erzeugt, das größer als die stöchiometrische Drehmomentausgabe ist (z. B. durch einen Punkt 414 gezeigt). An einem Punkt 416 zeigt die Kurve 402, dass das Betreiben des Zylinders mit einem mageren Lambdawert von 1,10 ein relatives Drehmoment zwischen 0,93 und 0,94 (z. B. 0,933) erzeugt, das kleiner als die stöchiometrische Drehmomentausgabe ist.
Es ist anzumerken, dass die Lambda-Werte von 1,10 und 0,90 auf einen Wert von 1,00 (z. B. Stöchiometrie) gemittelt werden, ohne auf eine stöchiometrische Drehmomentausgabe von 1,00 zu mitteln. Zum Beispiel liegt die relative Drehmomentausgabe im Durchschnitt bei etwa 0,98, was weniger als 1,00 ist. Als ein anderes Beispiel zeigt die Kurve 410 an einem Punkt 402, dass das Betreiben des Zylinders mit einem fetten Lambdawert von 0,80 ein relatives Drehmoment zwischen 1,01 und 1,02 (z. B. 1,019) erzeugt, das größer als die stöchiometrische Drehmomentausgabe ist (z. B. wie durch den Punkt 414 gezeigt). An einem Punkt 418 zeigt die Kurve 402, dass das Betreiben des Zylinders mit einem mageren Wert von 1,20 ein relatives Drehmoment von etwa 0,80 erzeugt, das kleiner als die stöchiometrische Drehmomentausgabe ist. Wie in dem vorhergehenden Beispiel werden die Lambda-Werte von 0,80 und 1,20 auf einen Wert von 1,00 (z. B. Stöchiometrie) gemittelt werden, ohne auf eine stöchiometrische Drehmomentausgabe zu mitteln. Zum Beispiel liegt die relative Drehmomentausgabe im Durchschnitt bei etwa 0,91, was weniger als 1,00 ist. Dies ist auch in der Form der Kurve 402 veranschaulicht, die eine kleinere relative Drehmomentzunahme zwischen den Punkten 414 und 410 und eine größere relative Drehmomentabnahme zwischen den Punkten 414 und 418 zeigt.
Somit zeigt der Verlauf 400 die nichtlineare Beziehung zwischen Lambda und Drehmoment. Als ein erstes Beispiel kann der Motor mit einem Lambdawert von 0,90 für einen ersten Satz von Zylindern und einem Lambdawert von 1,10 für einen zweiten, verbleibenden Satz von Zylindern betrieben werden, um das Drehmoment um ungefähr 2 % zu reduzieren, während der global stöchiometrische Betrieb beibehalten wird. In einem anderen Beispiel kann der Motor mit einem Lambdawert von 0,80 für den ersten Satz von Zylindern und einem Lambdawert von 1,2 für einen zweiten Satz von Zylindern betrieben werden, um das Drehmoment um ungefähr 9 % zu reduzieren, während der global stöchiometrische Betrieb beibehalten wird.
Das Betreiben eines Motors mit unterschiedlichen Lambda-Werten, die auf unterschiedliche Sätze von Zylindern aufgeteilt sind, reduziert ebenfalls eine Temperatur eines Abgases, wodurch eine zusätzliche Verwendung von Zündverzögerung ermöglicht wird, um zusätzliche schnelle Drehmomentreduzierungen bereitzustellen, ohne die Temperaturen der Abgaskomponenten relativ zum stöchiometrischen Betrieb zu erhöhen. Die Zündverzögerung wird herkömmlicherweise verwendet, um schnelle Motordrehmomentreduzierungen bereitzustellen, erhöht jedoch die Abgastemperatur. Wenn jedoch ein Motor im geteilten Lambda-Modus betrieben wird, trägt ein angefetteter Satz von Zylindern unverbrannten Kraftstoff zum Abgas bei. Dieser unverbrannte Kraftstoff hat die technische Wirkung, Abgassystemkomponenten zu kühlen, wodurch die Abgastemperatur relativ zum stöchiometrischen Betrieb gesenkt wird. Durch Überführen des Motors in geteiltes Lambda vor dem Anwenden unterschiedlicher Niveaus der Zündverzögerung auf jeden Satz von Zylindern kann die Abgastemperatur gesteuert werden, während angeforderte schnelle Drehmomentreduzierungen erhalten werden, wenn Temperaturanstiege, die sich aus der Zündverzögerung ergeben, durch Temperaturabnahmen, die sich aus der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie ergeben, ausgeglichen werden. Ferner behält der geteilte Lambda-Betrieb die globale Stöchiometrie bei und bietet im Vergleich zu anderen Verfahren zur Drehmomentreduzierung verringerte Fahrzeugemissionen, einschließlich Zündverzögerung und Kraftstoffabschaltungen (z. B. global mageren Motorbetrieb). Auf diese Weise können schnelle Reduzierungen des Drehmoments mittels einer integrierten Strategie einer Lambda-Aufteilung (z. B. einer Differenz zwischen einem AFR eines ersten Satzes von Zylindern und einem AFR eines zweiten Satzes von Zylindern) und einer Zündverzögerung, auf die hierin als ein „Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung“ Bezug genommen wird, erhalten werden, ohne die Fahrzeugemissionen zu erhöhen oder Abgaskomponenten durch Temperaturerhöhungen zu beeinträchtigen.
Nun ist unter Bezugnahme auf 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Betreiben eines Motors in einem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung gezeigt. Zum Beispiel kann der Motor auf Grundlage einer Motordrehmomentreduzierungsanforderung in den Betrieb im Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung überführt werden, um eine wärmebedingte Beeinträchtigung der Abgaskomponente zu reduzieren und Fahrzeugemissionen während der Drehmomentreduzierung zu reduzieren. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 500 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 aus 1-3) auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend in Bezug auf 1-3 beschriebenen Sensoren, einschließlich eines Signal-PP von einem Pedalpositionssensor (z. B. dem Pedalpositionssensor 118 aus 1), empfangen werden, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb einzustellen, wie etwa durch Einstellen eines Zündzeitpunkts eines Zündfunkens, der über eine Zündkerze (z. B. Zündkerze 92 aus 1-3) bereitgestellt wird, gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren.
Bei 502 beinhaltet das Verfahren 500 Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können sowohl Fahrzeugals auch Motorbetriebsbedingungen einschließen. Motorbetriebsbedingungen können zum Beispiel Motortemperatur, Motordrehzahl, Motorlast, vom Fahrer angefordertes Drehmoment, eine Drosselventilposition, eine oder mehrere Abgastemperaturen, einen ausgewählten Gang (z. B. im Getriebe 167 aus 1), ein befohlenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR), ein gemessenes AFR, Zündzeitpunkt usw. beinhalten. Als ein Beispiel kann das vom Fahrer angeforderte Drehmoment auf Grundlage einer Ausgabe von einem Pedalpositionssensor, der an ein Gaspedal gekoppelt ist, bestimmt werden. Als ein anderes Beispiel kann mindestens eine von der einen oder den mehreren Abgastemperaturen auf Grundlage einer Temperatur bestimmt werden, die durch einen Abgastemperatursensor (z. B. den Sensor 96 aus 2 und 3) gemessen wird. In einigen Beispielen kann die gemessene Temperatur verwendet werden, um eine Temperatur einer Turboladerturbine (z. B. der Turbine 165 aus 2 und 3) und/oder eine Temperatur einer Emissionssteuervorrichtung (z. B. der Emissionssteuervorrichtung 70 aus 2 und 3) abzuleiten. In einem anderen Beispiel kann die Turbinentemperatur auf Grundlage einer Ausgabe von einem separaten Temperatursensor bestimmt werden, der an einem Einlass der Turbine positioniert ist.
Bei 504 beinhaltet das Verfahren 500 das Bestimmen, ob eine schnelle Drehmomentreduzierung angefordert wird. Eine Anforderung zur schnellen Drehmomentreduzierung kann dem entsprechen, dass das gewünschte Motordrehmoment um mehr als einen Schwellenbetrag unter einem aktuellen Motordrehmoment liegt. Zum Beispiel kann die schnelle Drehmomentreduzierung als Reaktion auf eine Pedalfreigabebedingung angefordert werden, bei der der Fahrer das Gaspedal freigibt. In einem anderen Beispiel kann die schnelle Drehmomentreduzierung als Reaktion auf ein Gangschaltereignis angefordert werden, wie etwa während eines Hochschaltens von einem ersten Gang mit einem höheren Drehzahlverhältnis zu einem zweiten Gang mit einem niedrigeren Drehzahlverhältnis. In noch einem anderen Beispiel kann die schnelle Drehmomentreduzierung zu Traktionssteuerungszwecken angefordert werden, wie etwa, um Radschlupf zu verhindern.
Wenn keine schnelle Drehmomentreduzierung angefordert wird, geht das Verfahren 500 zu 506 über und beinhaltet kein Durchführen einer schnellen Drehmomentreduzierung. Als ein Beispiel kann eine langsame Drehmomentreduzierung angefordert werden, die zum Beispiel über eine Luftstromsteuerung ausgeführt werden kann. Als ein anderes Beispiel kann eine Drehmomenterhöhung angefordert werden, die zum Beispiel durch Einstellen des Motorluftstroms, des Zündzeitpunkts und/oder der Kraftstoffzufuhr ausgeführt werden kann. Als noch ein weiteres Beispiel kann das Motordrehmoment beibehalten werden, wie etwa durch Beibehalten der aktuellen Motorbetriebsparameter.
Als ein Beispiel kann die Steuerung das gewünschte Motordrehmoment über Luftstrom, Zündzeitpunkt und/oder AFR-Steuerung bereitstellen. Das heißt, eine Menge an Luft und/oder Kraftstoff, die dem Motor bereitgestellt wird, und der Zündzeitpunkt können koordiniert werden, um das gewünschte Motordrehmoment zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Steuerung eine Öffnung des Drosselventils (z. B. des Drosselventils 62 aus 1-3) einstellen, um den Luftstrom einzustellen, wobei der Luftstrom zunimmt, wenn sich die Öffnung des Drosselventils erhöht, wobei die Öffnung des Drosselventils zunimmt, wenn der Drehmomentbedarf zunimmt. Ferner kann, wenn der Motor in einem aufgeladenen Zustand betrieben wird, das Ausmaß der bereitgestellten Aufladung durch Einstellen einer Drehzahl eines Verdichters des Turboladers (z. B. des Verdichters 162 aus 2 und 3), wie etwa durch Einstellen einer Öffnung eines Turbolader-Wastegates eingestellt werden, wobei das Ausmaß der Aufladung zunimmt, wenn sich die Öffnung des Wastegates verringert (wodurch die Drehzahl der Turbine und somit die Drehzahl des Verdichters erhöht wird). Als ein anderes Beispiel kann eine Zündung an oder nahe dem MBT bereitgestellt werden, um die Motorleistung für die gegebene Motorlast zu maximieren. Als noch ein weiteres Beispiel kann eine bereitgestellte Kraftstoffmenge eingestellt werden, indem Impulsbreiten von Signalen (z. B. FPW), die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 1-3) bereitgestellt werden, eingestellt werden, wobei die bereitgestellte Kraftstoffmenge zunimmt, wenn die Impulsbreiten zunehmen. Im Anschluss an 506 endet das Verfahren 500.
Zurück bei 504, wenn eine schnelle Drehmomentreduzierung angefordert wird, geht das Verfahren 500 zu 508 über und beinhaltet das Bestimmen, ob eine Abgastemperatur größer als eine Schwellentemperatur ist. In einem Beispiel kann sich die Abgastemperatur auf die Temperatur der Turbine beziehen und die Schwellentemperatur kann eine vorbestimmte Temperatur ungleich null sein, über der ein zusätzlicher Temperaturanstieg die Turbine beeinträchtigen kann. In einem anderen Beispiel kann sich die Temperatur auf die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung beziehen und die Schwellentemperatur kann eine vorbestimmte Temperatur ungleich null sein, über der ein zusätzlicher Temperaturanstieg die Emissionssteuervorrichtung beeinträchtigen kann. In einem weiteren Beispiel kann sich die Temperatur auf eine Hauptabgastemperatur beziehen und die Schwellentemperatur kann eine vorbestimmte Temperatur ungleich null sein, über der eine oder mehrere Abgaskomponenten (z. B. die Turbine und die Emissionssteuervorrichtung) sich verschlechtern können, wenn die Abgastemperatur weiter erhöht wird.
Wenn die Schwellentemperatur nicht überschritten wird (z. B. die Abgastemperatur ist kleiner oder gleich der Schwellentemperatur), geht das Verfahren 500 zu 510 über und beinhaltet das Nutzen einer alternativen Drehmomentreduzierungstechnik. Zum Beispiel kann die Steuerung Zündverzögerung einsetzen, um das Motordrehmoment zu reduzieren, wenn die Abgastemperatur unter der Schwellentemperatur liegt, da die zusätzliche Abgaswärme, die aufgrund der Zündverzögerung erzeugt wird, die Abgaskomponenten nicht verschlechtern kann. Der verzögerte Zündzeitpunkt kann eine Energiemenge reduzieren, die jede Verbrennungsreaktion auf den Kolben in jedem Zylinder anwendet (z. B. im Vergleich zum MBT-Zündzeitpunkt). Somit kann in einer ersten Bedingung, die beinhaltet, dass die Abgastemperatur kleiner oder gleich der Schwellentemperatur ist, das Motordrehmoment über eine Zündverzögerung schnell reduziert werden. Im Anschluss an 508 endet das Verfahren 500.
Wenn stattdessen die Abgastemperatur als die Schwellentemperatur bei 508 ist, geht das Verfahren 500 zu 512 über und beinhaltet das Überführen des Motors in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung. Wie vorstehend in Bezug auf 2-4 erörtert, beinhaltet der geteilte Lambda-Betrieb das Betreiben eines ersten Satzes von Motorzylindern bei einem ersten, fetten AFR und eines zweiten Satzes von Motorzylindern bei einem zweiten, mageren AFR. In einigen Beispielen kann der geteilte Lambda-Betrieb ferner das Betreiben eines dritten Zylindersatzes (z. B. ein Zylinder) bei Stöchiometrie beinhalten, wie etwa, wenn der Motor eine ungerade Anzahl von Zylindern beinhaltet. Jeder von dem ersten Zylindersatz (z. B. Gruppe oder Anzahl von Zylindern) und dem zweiten Zylindersatz kann einen oder mehrere Zylinder beinhalten, wobei eine Anzahl von Zylindern in dem ersten Zylindersatz einer Anzahl von Zylindern in dem zweiten Zylindersatz entspricht. Wenn der Motor zum Beispiel eine gerade Anzahl von Zylindern beinhaltet, können die Zylinder gleichmäßig zwischen den fetten und mageren Zylindern aufgeteilt sein (z. B. ist die Hälfte der Zylinder in dem ersten Satz enthalten und die Hälfte der Zylinder ist in dem zweiten Satz enthalten). Ferner wird, obwohl hier der Begriff „Satz“ verwendet wird und das Verfahren für eine Motorkonfiguration beschrieben wird, die vier oder mehr Zylinder beinhaltet, wie etwa die in 2 und 3 gezeigten Motorkonfigurationen (was z. B. zu mindestens zwei fetten Zylindern und mindestens zwei mageren Zylindern führt), kann es in anderen Beispielen nur einen fetten Zylinder und nur einen mageren Zylinder geben (z. B. für Zwei- und Dreizylindermotoren). Das fette AFR und das magere AFR können ferner ausgeglichen sein, um ein stöchiometrisches Gemisch an der stromabwärts befindlichen Emissionssteuervorrichtung zu erzeugen. Insbesondere ermöglicht der geteilte Lambda-Betrieb eine Drehmomentreduzierung aufgrund von Differentialdrehmomentausgaben von den fetten und mageren Zylindern, wie vorstehend in Bezug auf 4 beschrieben. Somit kann während einer zweiten Bedingung, die beinhaltet, dass die Abgastemperatur größer als der Temperaturschwellenwert ist, das Motordrehmoment über den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung schnell reduziert werden.
Das Überführen des Motors in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung beinhaltet das Bestimmen eines maximalen Wertes der Lambda-Aufteilung, wie bei 514 angegeben. Im hier verwendeten Sinne bezieht sich der Begriff „Lambda-Aufteilung“ auf eine Differenz zwischen dem fetten AFR (z. B. des ersten Zylindersatzes) und dem mageren AFR (z. B. des zweiten Zylindersatzes). Als ein Beispiel kann die Steuerung einen maximalen Wert der Lambda-Aufteilung für die Drehmomentreduzierung insbesondere auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen (z. B. wie bei 502 gemessen) auf Grundlage der Motorlast bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung die Motorlast in eine Lookup-Tabelle, eine Funktion oder ein Kennfeld eingeben, die den entsprechenden maximalen Wert der Lambda-Aufteilung für die gegebene Motorlast ausgeben können, wie auf Grundlage der Verbrennungsstabilität bestimmt. Wenn der Motor mit Werten der Lambda-Aufteilung betrieben werden würde, die größer als der maximale Wert der Lambda-Aufteilung sind, kann die Motorleistung beeinträchtigt sein, zum Beispiel aufgrund eines Auftretens von Fehlzündung (z. B. aufgrund des Betriebs des zweiten Satzes von Zylindern zu mager) und Emissionsverschlechterung (z. B. aufgrund von unverbranntem Kraftstoff an der Emissionssteuervorrichtung).
Das Überführen des Motors in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung beinhaltet ferner das Betreiben des ersten Zylindersatzes bei der ersten, fetten AFR und des zweiten Zylindersatzes bei dem zweiten, mageren AFR gemäß dem maximalen Wert der Lambda-Aufteilung, wie bei 516 angegeben. In einem Beispiel kann die Lambda-Aufteilung zwischen dem ersten Zylindersatz und dem zweiten Zylindersatz über eine Vielzahl von Motorzyklen allmählich erhöht werden. Zum Beispiel kann die Lambda-Aufteilung von Zyklus zu Zyklus schrittweise erhöht werden, bis die maximale Lambda-Aufteilung erreicht ist. Dies kann beinhalten, dass die Steuerung den ersten Satz von Zylindern in jedem Motorzyklus weiter anfettet und den zweiten Satz von Zylindern um einen entsprechenden Betrag weiter anmagert, um ein stöchiometrisches Abgasgemisch an der Emissionssteuervorrichtung beizubehalten. Zum Beispiel kann ein Grad der Anfettung des ersten Satzes von Zylindern gleich einem Grad der Anmagerung des zweiten Satzes von Zylindern in jedem Motorzyklus sein. Somit kann als ein Beispiel die Differenz zwischen dem ersten, fetten AFR und dem zweiten, mageren AFR jeden Motorzyklus erhöhen, was zu einer Drehmomentreduzierung von Zyklus zu Zyklus führt. In einem anderen Beispiel kann die Lambda-Aufteilung zwischen dem ersten Satz von Zylindern und dem zweiten Satz von Zylindern über einen Motorzyklus auf die maximale Lambda-Aufteilung gestuft werden. Die Steuerung kann eine Impulsbreite eines Signal-FPW, das an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung jedes Zylinders gesendet wird, auf Grundlage des befohlenen AFR des jeweiligen Zylinders (z. B. ob der Zylinder in dem ersten Satz oder dem zweiten Satz ist) und einer Zylinderluftladungsmenge einstellen, wie etwa über eine Lookup-Tabelle oder Funktion, um den ersten Zylindersatz bei dem fetten AFR und den zweiten Zylindersatz bei dem mageren AFR zu betreiben.
Als ein veranschaulichendes, nicht einschränkendes Beispiel kann die Steuerung eine maximale Lambda-Aufteilung von 0,2 bestimmen. In diesem Beispiel ist das erste, fette AFR auf 0,9 eingestellt und ist das zweite, magere AFR auf 1,1 eingestellt, wodurch der global stöchiometrische Betrieb aufrechterhalten wird. Unter Verwendung der vorstehend in Bezug auf 4 beschriebenen beispielhaften Beziehung würde die Lambda-Aufteilung von 0,2 zu einer durchschnittlichen Motordrehmomentausgabe von 98 % (z. B. über einen Motorzyklus, wobei jeder Zylinder einmal in einer bestimmten Zündreihenfolge zündet) im Vergleich zum Betreiben jedes Zylinders bei Stöchiometrie führen. Somit kann die durchschnittliche Motordrehmomentausgabe in diesem Beispiel nur durch das Einstufen der Lambda-Aufteilung um ungefähr 2 % reduziert werden.
In einigen Beispielen kann, wenn der Motor in einem Sparmodus (z. B. „Öko“-Modus) betrieben wird, in dem die Kraftstoffeffizienz gegenüber dem Reduzieren von Geräusch, Vibration und Härte (NVH) priorisiert wird, die schnelle Drehmomentreduzierung nur durch die Lambda-Aufteilung bereitgestellt werden, bis die angeforderte Drehmomentreduzierung die verfügbare Reduzierung übersteigt, die durch Betreiben im geteilten Lambda-Modus (z. B. aufgrund des Erreichens der maximalen Lambda-Aufteilung) verfügbar ist. Daher kann der Motor in solchen Beispielen mit der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie ohne zusätzliche Zündzeitpunkteinstellungen betrieben werden, obwohl das Drehmoment nicht zwischen den fett mit Kraftstoff betriebenen Zylindern und den mager mit Kraftstoff betriebenen Zylindern ausgeglichen ist.
In anderen Beispielen, wie etwa, wenn die NVH-Reduzierung priorisiert wird oder wenn die Drehmomentreduzierungsanforderung den über die Lambda-Aufteilung verfügbaren Betrag überschreitet, beinhaltet das Übergehen des Motors in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung ferner das Verzögern des Zündzeitpunkts des ersten Zylindersatzes (z. B. des Zylinders, der mit dem fetten AFR eingestellt), bis das angegebene Drehmoment zwischen den zwei Zylindersätzen ausgeglichen ist, wie bei 518 angegeben. Das heißt, der fette Zylindersatz erzeugt eine höhere Drehmomentausgabe als der magere Zylindersatz, und somit wird durch das Verzögern des Zündzeitpunkts des ersten Zylindersatzes die Differenz der Drehmomentausgabe kompensiert, um das angegebene Drehmoment des fetten Zylindersatzes nach unten auf das angegebene Drehmoment des mageren Zylindersatzes zu bringen. In Fortsetzung des vorstehenden veranschaulichenden Beispiels kann das Ausgleichen der Drehmomentausgabe des ersten, fetten Zylindersatzes und des zweiten, mageren Zylinderssatzes während des Betriebs mit dem Wert der Lambda-Aufteilung bei 0,2 die durchschnittliche Drehmomentausgabe des Motors von etwa 98 % bezogen auf die Stöchiometrie auf etwa 93 % bezogen auf die Stöchiometrie bringen.
Als ein Beispiel kann die Steuerung den Zündzeitpunkt des ersten Satzes von Zylindern schrittweise verzögern, wie etwa durch weiteres Verzögern des Zündzeitpunkts um einen vorbestimmten Betrag in jedem Motorzyklus, bis das Drehmoment zwischen den zwei Zylindersätzen ausgeglichen ist. Das Drehmoment kann als ausgeglichen betrachtet werden, wenn das Drehmoment, das durch die fetten Zylinder ausgegeben wird, innerhalb einer vordefinierten Schwellendifferenz ungleich null oder eines Prozentsatzes von der Drehmomentausgabe durch die mageren Zylinder, wie beispielsweise auf Grundlage der Ausgabe von einem Kurbelwellenpositionssensor oder Drehmomentsensor abgeleitet, liegt. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung direkt das Ausmaß der Zündzeitpunktverzögerung bestimmen, das auf jeden Zylinder des ersten Zylindersatzes anzuwenden ist, indem eine oder mehrere der Differenz in der Drehmomentausgabe durch die zwei Zylindersätze und der Lambda-Aufteilung zwischen den zwei Zylindern in eine Lookup-Tabelle, eine Funktion oder ein Kennfeld eingegeben werden, die den verzögerten Zündzeitpunkt für die fetten Zylinder, von dem erwartet wird, dass er die Drehmomentausgabe zwischen den fetten und mageren Zylindern ausgleicht, ausgeben können. Die Steuerung kann ferner ein Steuersignal erzeugen, das an das Zündsystem gesendet wird, um die Zündkerze jedes Zylinders zu dem bestimmten Zündzeitpunkt für diesen einzelnen Zylinder zu betätigen.
Das Überführen des Motors in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung beinhaltet zusätzlich das Einstellen des Zündzeitpunkts für jeden Zylindersatz, um das Drehmomengt weiter zu reduzieren, wie bei 520 angegeben. Zum Beispiel kann, sobald die Steuerung bestimmt, dass das Drehmoment zwischen den zwei Sätzen von Zylindern ausgeglichen ist, eine zusätzliche Zündverzögerung (z. B. vom MBT-Zündzeitpunkt) für eine weitere Reduzierung des Drehmoments eingesetzt werden, während die geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr sicherstellt, dass die Abgastemperatur unter der Schwellentemperatur (z. B. wie vorstehend bei 508 definiert) bleibt. Als ein Beispiel kann sich die Steuerung auf eine oder mehrere Lookup-Tabellen beziehen, um einen Betrag der Zündverzögerung für jeden Satz von Zylindern zu bestimmen, wie etwa durch Eingeben der gewünschten Drehmomentreduzierung und der Lambda-Aufteilung in die eine oder die mehreren Lookup-Tabellen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung den verzögerten Zündzeitpunkt für jeden Satz von Zylindern auf Grundlage von Logikregeln bestimmen, die eine Funktion der angeforderten Drehmomentreduzierung und des befohlenen AFR des Zylinders oder des Zylindersatzes sind. Es versteht sich, dass der bestimmte Zündzeitpunkt für den fetten Zylindersatz weiter verzögert werden kann als der Zündzeitpunkt für den mageren Zylindersatz, um das Drehmomentgleichgewicht zwischen den fetten und mageren Zylindern aufrechtzuerhalten. In einigen Beispielen kann der Zündzeitpunkt für jeden Zylindersatz iterativ über eine Vielzahl von Motorzyklen angepasst werden, bis jeder Zylindersatz den bestimmten Zeitpunkt erreicht und/oder das Motordrehmoment das gewünschte verringerte Motordrehmoment erreicht. Als ein Beispiel kann die Zündverzögerung des fetten Zylindersatzes im Vergleich zu dem mageren Zylindersatz mit einer schnelleren Rate eingeleitet werden, so dass beide Zylindersätze ihren entsprechenden bestimmten Zündzeitpunkt im gleichen Motorzyklus erreichen, wobei das angegebene Drehmoment zwischen den zwei Zylindersätzen in jedem Motorzyklus ausgeglichen ist. Somit kann, nachdem die Lambda-Aufteilung eingeführt wurde und das Drehmoment zwischen den fetten und den mageren Zylindern ausgeglichen wird, indem nur der Zündzeitpunkt in den fetten Zylindern verzögert wird, die Motordrehmomentausgabe weiter reduziert werden, indem der Zündzeitpunkt sowohl in den fetten als auch in den mageren Zylindern verzögert wird, bis die angeforderte Drehmomentreduzierung erreicht ist
Bei 522 beinhaltet das Verfahren 500 das Betreiben des Motors im Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung. Somit kann der Motor in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung übergehen (z. B. bei 512) und darin betrieben werden (z. B. bei 522), um eine Temperaturentlastung der Abgaskomponente und reduzierte Fahrzeugemissionen bereitzustellen. Zum Beispiel kann das Betreiben im Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung ermöglichen, dass das niedrigere angeforderte Drehmoment bereitgestellt wird, während langsamer wirkende Drehmomentreduzierungsreaktionen, wie etwa Drosselung, beginnen Wirkung zu zeigen.
Bei 524 beinhaltet das Verfahren 500 Bestimmen, ob Bedingungen zum Verlassen des Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung erfüllt sind. Als ein Beispiel können die Bedingungen zum Verlassen des Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs beinhalten, wie etwa aufgrund eines Fahrereingriffsereignisses. Als ein anderes Beispiel können die Bedingungen zum Verlassen des Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung beinhalten, dass die Abgastemperatur unter die vorstehend bei 508 definierte Schwellentemperatur fällt. Eine beliebige oder alle der Bedingungen können erfüllt sein, damit ein Verlassen des Drehmomentreduzierungsmodus bestätigt werden kann.
Wenn die Bedingungen zum Verlassen des Drehmomentreduzierungsmodus nicht erfüllt sind (z. B. keine der Austrittsbedingungen erfüllt sind), kann das Verfahren 500 zu 522 zurückkehren, um den Motor weiterhin im Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung zu betreiben. Somit kann weiterhin ein verringertes Motordrehmoment relativ zum Betreiben des Motors bei Stöchiometrie und mit in Richtung MBT vorgezogenem Zündzeitpunkt bereitgestellt werden.
Sobald die Bedingungen zum Verlassen des Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung erfüllt sind, geht das Verfahren 500 zu 526 über und beinhaltet das Übergehen aus dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung. Das Umschalten des Motors aus dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung beinhaltet das Reduzieren des Ausmaßes der auf jeden Zylinder angewendeten Zündverzögerung, bis der zweite (magere) Satz von Zylindern mit dem nominalen Zündzeitpunkt arbeitet, wie bei 528 angegeben. Als ein Beispiel kann sich die Steuerung auf eine oder mehrere Lookup-Tabellen beziehen, um den nominalen Zündzeitpunkt für jeden Satz von Zylindern zu bestimmen, wie etwa durch Eingeben von Motorbetriebsparametern (z. B. Motordrehzahl, Motorlast, befohlenes AFR) in die eine oder mehreren Lookup-Tabellen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung den nominalen Zündzeitpunkt für jeden Satz von Zylindern auf Grundlage von Logikregeln bestimmen, die eine Funktion der Motordrehzahl, der Motorlast und des befohlenen AFR des Zylinders oder des Zylindersatzes sind. Es versteht sich, dass der nominale Zündzeitpunkt für den fetten Zylindersatz anders (z. B. verzögerter) als der Zündzeitpunkt für den mageren Zylindersatz sein kann, um das Drehmomentgleichgewicht zwischen den fetten und mageren Zylindern aufrechtzuerhalten. In einigen Beispielen kann der Zündzeitpunkt für jeden Zylindersatz iterativ über eine Vielzahl von Motorzyklen angepasst werden, bis der magere Zylindersatz den entsprechenden nominalen Zündzeitpunkt erreicht. In einem derartigen Beispiel kann der fette Zylindersatz gegenüber dem nominalen Zündzeitpunkt verzögert bleiben, um ein ausgewogenes angegebenes Drehmoment zwischen den fetten Zylindern und den mageren Zylindern aufrechtzuerhalten. Als ein Beispiel kann der nominale Zündzeitpunkt bei oder nahe dem MBT-Zündzeitpunkt für jeden Zylindersatz liegen.
Das Überführen des Motors aus dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung bei 526 beinhaltet ferner Zurückkehren beider Zylindersätze zu Stöchiometrie, während der Zündzeitpunkt weiter eingestellt wird, wie bei 530 angegeben. Als ein Beispiel kann die Größe der Lambda-Aufteilung über eine Vielzahl von Motorzyklen verringert werden, wie etwa durch Verringern der Differenz zwischen dem fetten AFR und dem mageren AFR in jedem Motorzyklus, bis die Lambda-Aufteilung gleich null ist und der Motor einheitlich bei Stöchiometrie betrieben wird. Dies kann beinhalten, dass die Steuerung den Anfettungsgrad des ersten Satzes von Zylindern in jedem Motorzyklus verringert und das magere AFR des zweiten Satzes von Zylindern um einen entsprechenden Betrag einstellt, um ein stöchiometrisches Abgasgemisch an der Emissionssteuervorrichtung in jedem Motorzyklus beizubehalten. Als ein nicht einschränkendes veranschaulichendes Beispiel kann das fette AFR um einen Lambdawert von 0,02 in jedem Motorzyklus erhöht werden, wobei das magere AFR entsprechend erhöht ist. In einem alternativen Beispiel kann das AFR jedes Zylinders über einen einzelnen Motorzyklus auf Stöchiometrie zurückgeführt werden.
In Beispielen, in denen die Lambda-Aufteilung allmählich verringert wird, kann der Zündzeitpunkt für jeden Zylindersatz in jedem Motorzyklus individuell eingestellt werden, um eine ausgeglichene Drehmomentausgabe zwischen dem ersten Zylindersatz und dem zweiten Zylindersatz aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel kann sich der nominale Zündzeitpunkt für den mageren Zylindersatz in jedem Motorzyklus ändern, wenn sich das befohlene AFR ändert, was die Steuerung bestimmen kann, wie vorstehend bei 528 beschrieben. Als ein anderes Beispiel kann ein Grad der Zündverzögerung, der auf die fetten Zylinder angewendet wird, jeden Motorzyklus verringern, wenn der Grad der Anfettung abnimmt. Zum Beispiel kann die Steuerung das erste fette AFR in ein/eine/einen oder mehrere Lookup-Tabellen, Algorithmen oder Kennfelder eingeben, um sowohl den nominalen Zündzeitpunkt für das gegebene AFR als auch einen Zündverzögerungsversatz zu bestimmen, der auf den nominalen Zündzeitpunkt anzuwenden ist, um ein ausgeglichenes Drehmoment mit dem mageren Zylindersatz zu erreichen. Wenn die Zylinder auf Stöchiometrie zurückgebracht werden, ob allmählich oder über einen einzelnen Motorzyklus, kann die Steuerung den Zündzeitpunkt auf den nominalen Zündzeitpunkt zum Betreiben des Motors mit Stöchiometrie bei der aktuellen Motordrehzahl und -last einstellen, und der Zündzeitpunkt für jeden Zylinder kann ungefähr gleich sein. Nach 530 endet das Verfahren 500.
Auf diese Weise stellt das Verfahren 500 ein Verfahren für schnelle Drehmomentreduzierungen von Zyklus zu Zyklus bei Vorhandensein von Abgastemperaturbeschränkungen bereit. Insbesondere reduziert die geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie aufgrund der nichtlinearen Beziehung zwischen dem Zylinderdrehmoment und dem Zylinder-AFR allein das Motordrehmoment, während die Abgastemperatur aufgrund eines Kühleffekts von unverbranntem Kraftstoff aus den fett arbeitenden Zylindern verringert wird. Durch Kombinieren der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhrstrategie mit Zündverzögerung können noch größere Drehmomentreduzierungen erreicht werden, während die geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr den erhöhten Abgastemperatureffekt des Betriebs mit Zündverzögerung ausgleicht. Ferner werden, da die globale Stöchiometrie zwischen den fetten und den mageren Zylindern aufrechterhalten wird, Fahrzeugemissionen im Vergleich zu Kraftstoffabschaltung und globaler Anmagerung zur Drehmomentreduzierung reduziert.
In einem Beispiel kann das Verfahren Bestimmen einer ersten Bedingung und als Reaktion darauf Reduzieren des Motordrehmoments über Zündverzögerung mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr in jedem Motorzylinder; und Bestimmen einer zweiten Bedingung (die auftritt, wenn die erste Bedingung nicht vorliegt) und als Reaktion darauf Reduzieren des Motordrehmoments durch Betreiben eines ersten Satzes von Motorzylindern mit fetter Kraftstoffzufuhr und eines zweiten Satzes von Motorzylindern mit magerer Kraftstoffzufuhr, während der Zündzeitpunkt in dem ersten Satz und dem zweiten Satz unterschiedlich verzögert wird, beinhalten. In einigen Beispielen erfolgt das Reduzieren des Motordrehmoments über Zündverzögerung mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr in jedem Motorzylinder während oder bei der ersten Bedingung, und das Reduzieren des Motordrehmoments durch Betreiben des ersten Satzes von Motorzylindern mit fetter Kraftstoffzufuhr und des zweiten Satzes von Motorzylindern mit magerer Kraftstoffzufuhr, während der Zündzeitpunkt in dem ersten Satz und dem zweiten Satz unterschiedlich verzögert wird, erfolgt, während die erste Bedingung nicht gegeben ist und/oder während oder bei der zweiten Bedingung. Ferner kann die erste Bedingung beinhalten, dass eine Abgastemperatur des Motors niedriger als eine Schwellenwerttemperatur ist, und die zweite Bedingung kann beinhalten, dass die Abgastemperatur höher als die Schwellenwerttemperatur ist.
Ferner können im Speicher gespeicherte Anweisungen Anweisungen zum Bestimmen der ersten Bedingung aus einem Signal, das von einem Abgastemperatursensor empfangen wird, und als Reaktion darauf das Reduzieren des Motordrehmoments über Zündverzögerung mit stöchiometrischer Kraftstoffzufuhr in jedem Motorzylinder durch Anweisungen zum Senden eines Frühzündungssignals mit einem gleichen verzögerten Zündzeitpunkt an eine Zündkerze, die an jeden Motorzylinder gekoppelt ist, und Anweisungen zum Senden eines gleichen Kraftstoffimpulsbreitensignals an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die an jeden Motorzylinder gekoppelt ist, beinhalten. Im Speicher gespeicherte Anweisungen können ferner Anweisungen zum Bestimmen der zweiten Bedingung aus dem für den Abgastemperatursensor empfangenen Signal und als Reaktion darauf das Reduzieren des Motordrehmoments durch Betreiben des ersten Satzes von Motorzylindern mit fetter Kraftstoffzufuhr und des zweiten Satzes von Motorzylindern mit magerer Kraftstoffzufuhr beinhalten, während der Zündzeitpunkt in dem ersten Satz und dem zweiten Satz durch Anweisungen zum Senden eines anderen Frühzündungssignals mit einem anderen, weiter verzögerten Zündzeitpunkt als der zweite Satz an eine Zündkerze, die an den ersten Satz von Motorzylindern gekoppelt ist, und Anweisungen zum Senden eines anderen, größeren Kraftstoffimpulsbreitensignals als der zweite Satz an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die an den ersten Satz von Motorzylindern gekoppelt ist, unterschiedlich verzögert wird. Als ein weiteres Beispiel können im Speicher gespeicherte Anweisungen Anweisungen zum Unterscheiden zwischen der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung auf Grundlage des von dem Abgassensor empfangenen Signals und Bestimmen, ob eine oder mehrere von jeder der Handlungen, die den ersten Satz von Motorzylindern mit fetter Kraftstoffzufuhr und den zweiten Satz von Motorzylindern mit magerer Kraftstoffzufuhr betreiben, durchgeführt werden sollen, und Anpassen des Zündzeitpunkts auf Grundlage einer Bestimmung, ob die erste Bedingung vorliegt, und einer Bestimmung, ob die zweite Bedingung vorliegt, beinhalten.
Nun zeigt 6 eine beispielhafte Zeitachse 600 des Überführens eines Motors zwischen verschiedenen Betriebsmodi als Reaktion auf einen sich ändernden Motordrehmomentbedarf. Der Motor kann der Motor 10 sein, der beispielsweise in einer der in 2-3 gezeigten Motorsystemkonfigurationen enthalten ist. Die Pedalposition ist in Verlauf 602 gezeigt, eine Abgastemperatur ist in Verlauf 604 gezeigt, ein Betriebsmodus ist in Verlauf 606 gezeigt, ein Wert der Lambda-Aufteilung ist in Verlauf 608 gezeigt (z. B. eine Differenz zwischen Lambdawerten für zwei Zylindersätze) und das durchschnittliche Motordrehmoment über dem Motor ist in Verlauf 610 gezeigt, ein durch einen ersten Satz von Motorzylindern erzeugtes Motordrehmoment ist in dem kurzgestrichelten Verlauf 612 gezeigt, ein von einem zweiten Satz von Motorzylindern erzeugtes Motordrehmoment ist in einem langgestrichelten Verlauf 614 gezeigt, eine abgegebene Frühzündung in dem ersten Satz von Motorzylindern in dem gestrichelten Verlauf 616 gezeigt und eine abgegebene Frühzündung des zweiten Satzes von Motorzylindern in dem durchgezogenen Verlauf 618 gezeigt. Ferner ist ein erster, niedrigerer Abgastemperaturschwellenwert durch eine gestrichelte Linie 622 gezeigt, ein zweiter, höherer Abgastemperaturschwellenwert ist durch eine gestrichelte Linie 620 gezeigt, ein maximaler Wert der Lambda-Aufteilung ist durch eine gestrichelte Linie 624 gezeigt und der MBT-Zündzeitpunkt ist durch eine gestrichelte Linie 628 gezeigt. Es ist zu beachten, dass, während der MBT-Zündzeitpunkt als flache Linie gezeigt ist, ein absoluter Zündzeitpunkt des MBT auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Motordrehzahl und -last, variieren kann.
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. Für die Verläufe 602, 604, 608, 610, 612, 614 und 616 erhöht sich eine Größe des Parameters auf der vertikalen Achse von unten nach oben. Für den Verlauf 606 zeigt die vertikale Achse, ob der Motor in einem stöchiometrischen Modus („Stöch“) oder einem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung („geteiltes Lambda“) betrieben wird, wie gekennzeichnet. Ferner sind Zündzeitpunkte für zwei Zylindersätze gezeigt, die einem Motor entsprechen, der eine gerade Anzahl von Zylindern aufweist (z. B. wie in dem Motorsystem 200 aus 2 und dem Motorsystem 300 aus 3). Das heißt, dass alle Motorzylinder gleichmäßig zwischen dem ersten Satz und dem zweiten Satz aufgeteilt sind. Ferner noch zeigt die beispielhafte Zeitachse aus 6 den Betrieb eines Motors mit vier oder mehr Zylindern, obwohl in anderen Beispielen ähnliche Einstellungen bei einem Motor mit zwei Zylindern angewendet werden können.
Vor dem Zeitpunkt t1 wird der Motor im stöchiometrischen Modus (Verlauf 606) mit einer Lambda-Aufteilung von null (Verlauf 608) und einem Zündzeitpunkt bei oder nahe dem MBT sowohl für den ersten Satz von Zylindern (gestrichelter Verlauf 616, der sich mit ausgezogenem Verlauf 618 überlappt) als auch für den zweiten Satz von Zylindern (Verlauf 618) betrieben. Kurz vor Zeitpunkt t1 tritt eine Pedalfreigabe des Fahrers auf, was zu einer schnellen Abnahme der Pedalposition führt (Verlauf 602). Ferner liegt die Abgastemperatur (Verlauf 604) zwischen der oberen Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 620) und der unteren Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 622). Die untere Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 622) definiert eine Temperatur, über der der Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung für schnelle Drehmomentreduzierungen anstelle von Zündverzögerung allein verwendet wird, um Abgastemperaturerhöhungen zu vermeiden, die zu einer Beeinträchtigung von Abgaskomponenten, einschließlich einer Turboladerturbine und einer Emissionssteuervorrichtung, führen können. Die obere Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 620) entspricht einer Temperatur, über der eine wärmebedingte Verschlechterung der Abgaskomponenten auftreten kann.
Daher wird zum Zeitpunkt t1 als Reaktion auf die Motordrehmomentreduzierungsanforderung (Verlauf 602) und mit einer Abgastemperatur (Verlauf 604), die höher als die untere Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 622) ist, der Motor in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung (Verlauf 606) überführt, um schnelle Drehmomentreduzierungen bereitzustellen, während die Abgastemperatur unter der oberen Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 620) gehalten wird. Um den Motor in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung zu überführen, wird die Lambda-Aufteilung zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2 allmählich erhöht, während der globale stöchiometrische Betrieb beibehalten wird, bis ein maximaler Wert der Lambda-Aufteilung (gestrichelte Linie 624) erreicht ist. Das heißt, ein Anfettungsgrad des ersten Satzes von Zylindern wird von Zyklus zu Zyklus mit der gleichen Rate erhöht wie ein Anmagerungsgrad des zweiten Satzes von Zylindern, wodurch die Lambda-Aufteilung zwischen dem ersten Satz von Zylindern und dem zweiten Satz von Zylindern bei jedem Zyklus erhöht wird. Wie durch die gestrichelten Verläufe 612 und 614 gezeigt, erhöht der geteilte Lambda-Betrieb ein Drehmoment, das durch die fetten Zylinder (z. B. den ersten Zylindersatz) erzeugt wird, während ein durch die mageren Zylinder (z. B. den zweiten Zylindersatz) erzeugtes Drehmoment verringert wird. Aufgrund der nichtlinearen Beziehung zwischen Lambda und Drehmoment, wie in Bezug auf 4 beschrieben, nimmt das Nettomotordrehmoment (Verlauf 610) zwischen t1 und t2 ab. Diese nichtlineare Beziehung spiegelt sich in der Form des kurz gestrichelten Verlaufs 612 (z. B. Motordrehmoment, das durch den angefetteten Zylindersatz erzeugt wird) und des lang gestrichelten Verlaufs 614 (z. B. Motordrehmoment, das durch den mageren Zylindersatz erzeugt wird) wider. Insbesondere nimmt das Motordrehmoment, das durch den angefetteten Zylindersatz (Verlauf 612) erzeugt wird, zwischen t1 und t2 zu, aber diese Zunahme ist in der Größenordnung kleiner als die entsprechende Verringerung des Motordrehmoments, das durch den angemagerten Zylindersatz (Verlauf 614) zwischen t1 und t2 erzeugt wird. Infolgedessen nimmt das Motordrehmoment (Verlauf 610) ab. Ferner arbeiten zwischen t1 und t2 alle Motorzylinder weiterhin bei MBT, so dass die relative Frühzündung für zwei Sätze von Zylindern (gestrichelter Verlauf 616 und durchgezogener Verlauf 618) konstant bleibt. Zusätzlich beginnt die Abgastemperatur (Verlauf 604) zum Beispiel aufgrund von Kühleffekten von unverbranntem Kraftstoff aus dem ersten Zylinder zu sinken. Die Abgastemperatur bleibt jedoch über der unteren Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 622).
Zum Zeitpunkt t2 erreicht die Lambda-Aufteilung (Verlauf 608) den maximalen Wert der Lambda-Aufteilung (gestrichelte Linie 624). Als Reaktion darauf wird der Zündzeitpunkt des ersten, fetten Satzes von Zylindern gegenüber dem MBT-Zeitpunkt verzögert (gestrichelter Verlauf 616), während der Zündzeitpunkt des zweiten, mageren Satzes von Zylindern bei oder um den MBT bleibt (Verlauf 618). Wie vorstehend erörtert, verringert das Betreiben des angefetteten Zylindersatzes mit in Bezug auf den MBT verzögertem Zündfunken die Drehmomentmenge, die durch den angefetteten Zylindersatz erzeugt wird (kurz gestrichelter Verlauf 614), in Richtung der Drehmomentmenge, die durch den mageren Zylindersatz erzeugt wird (lang gestrichelter Verlauf) 612). Somit führt das Betreiben des ersten, fetten Satzes von Zylindern mit Zündverzögerung, wie gezeigt, zu weiteren Nettodrehmomentreduzierungen zwischen t2 und t3. Ferner wirken die Kühleffekte der geteilten Lambda-Kraftstoffzufuhr Abgastemperaturerhöhungen entgegen, die andernfalls aufgrund eines verzögerten Zündzeitpunkts auftreten würden.
Zum Zeitpunkt t3 erreicht das Drehmoment, das durch den angefetteten Zylindersatz erzeugt wird (kurz gestrichelter Verlauf 612), das Drehmoment, das durch den angemagerten Zylindersatz erzeugt wird (lang gestrichelter Verlauf 614). Somit ist die Drehmomentausgabe zwischen dem ersten Zylindersatz und dem zweiten Zylindersatz ausgeglichen. Um das Motordrehmoment gemäß dem reduzierten Drehmomentbedarf (wie auf Grundlage der in Verlauf 602 gezeigten Pedalposition bestimmt) weiter zu reduzieren, wird der Zündzeitpunkt sowohl des ersten Zylindersatzes als auch des mageren Zylindersatzes gegenüber dem MBT-Zündzeitpunkt zwischen Zeitpunkt t3 und Zeitpunkt t4 weiter verzögert (z. B. ein Betrag der Zündverzögerung wird erhöht), wodurch die Motordrehmomentausgabe (Verlauf 610) weiter verringert wird, während die Abgastemperatur (Verlauf 604) unter der oberen Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 620) gehalten wird.
Zum Zeitpunkt t4 erreicht das Motordrehmoment (Verlauf 610) den reduzierten Drehmomentbedarf und somit den Zündzeitpunkt des ersten Zylindersatzes (gestrichelter Verlauf 616) und des zweiten Zylindersatzes (Verlauf 618). Es kann davon ausgegangen werden, dass der Motor einen Übergang in den Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung abgeschlossen hat (Verlauf 606) und weiterhin zwischen dem Zeitpunkt t4 und t5 im Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung betrieben wird, um die Motordrehmomentausgabe auf dem gewünschten reduzierten Drehmoment zu halten.
Kurz vor Zeitpunkt t5 gibt es eine schnelle Zunahme der Pedalposition (Verlauf 602) aufgrund einer Pedalbetätigung des Fahrers. Als Reaktion auf den erhöhten Motordrehmomentbedarf und da die Drehmomentreduzierung nicht mehr angegeben wird, beginnt das System bei t5, aus dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung überzugehen. Obwohl in diesem Beispiel eine Änderung der Pedalposition das Ende des Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung auslöste, kann in einem anderen Beispiel ein Gangschaltereignis, ein Traktionssteuerbedarf usw. den Übergang aus dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung auslösen.
Zwischen dem Zeitpunkt t5 und dem Zeitpunkt t6 wird die Zündverzögerung sowohl für den ersten, fetten Zylindersatz (gestrichelter Verlauf 616) als auch für den zweiten, mageren Zylindersatz (Verlauf 618) reduziert, bis der zweite magere Zylindersatz bei nominalem Zündzeitpunkt (z. B. MBT) betrieben wird. Wie gezeigt, wird der Zündzeitpunkt in Richtung des MBT-Zeitpunkts für den fetten Zylindersatz mit einer anderen Rate als der magere Zylindersatz vorgezogen, um die Drehmomentausgabe zwischen dem fetten Zylindersatz und dem mageren Zylindersatz ausgeglichen zu halten. Als Reaktion darauf, dass der Zündzeitpunkt des mageren Zylindersatzes zum Zeitpunkt t6 den nominalen Zündzeitpunkt erreicht, wird die Lambda-Aufteilung verringert, bis die Zylinder zum Zeitpunkt t7 in den stöchiometrischen Betrieb zurückgeführt werden. Ferner wird die Zündverzögerung für den ersten, fetten Satz von Zylindern zwischen dem Zeitpunkt t6 und dem Zeitpunkt t7 (gestrichelter Verlauf 616) weiter verringert, da die Lambda-Aufteilung abnimmt, während die Drehmomentausgabe zwischen dem ersten Zylindersatz und dem zweiten Zylindersatz ausgeglichen bleibt. Wenn die Lambda-Aufteilung abnimmt und wenn der Grad der Zündverzögerung abnimmt, steigt das Motordrehmoment (Verlauf 610).
Zum Zeitpunkt t7 erreicht die Lambda-Aufteilung null (Verlauf 608) und der Zündzeitpunkt des ersten Zylindersatzes erreicht den MBT-Zündzeitpunkt (gestrichelter Verlauf 616). Somit wird der Übergang von dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung zu dem stöchiometrischen Modus als abgeschlossen betrachtet (Verlauf 606). Ferner erreicht das Motordrehmoment das erhöhte angeforderte Drehmoment. Es ist zu beachten, dass die beispielhafte Zeitachse 600 einen Übergang vom Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung zurück in den nominalen Zündzeitpunkt und die stöchiometrische Kraftstoffzufuhr darstellt. Der Motor kann jedoch aus dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung in einen beliebigen anderen Betriebsmodus übergehen, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Als ein Beispiel kann ein Motor aus dem Modus der geteilten Lambda-Drehmomentreduzierung in eine andere Form der Drehmomentreduzierung übergehen, wie etwa Zündverzögerung ohne geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr.
Kurz vor Zeitpunkt t8 erfolgt eine weitere Pedalfreigabe des Fahrers, wie durch die Abnahme der Pedalposition gezeigt (Verlauf 602). Ferner ist die Abgastemperatur (Verlauf 604) niedriger als die untere Schwellentemperatur (gestrichelte Linie 622). Als Reaktion auf den verringerten Drehmomentbedarf und ferner als Reaktion darauf, dass die Abgastemperatur niedriger als die untere Schwellentemperatur ist, wird zum Zeitpunkt t8 der Zündzeitpunkt sowohl des ersten Satzes von Zylindern (gestrichelter Verlauf 616, der sich mit durchgezogenem Verlauf 618 überschneidet) als auch des zweiten Satz von Zylindern (durchgezogener Verlauf 618) global im gleichen Ausmaß verzögert, während die Stöchiometrie beibehalten wird und die Lambda-Aufteilung bei null bleibt (Verlauf 608). Infolge der Zündverzögerung nimmt das Motordrehmoment ab (Verlauf 610). Infolge der Zündverzögerung bei fehlender geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr steigt die Abgastemperatur (Verlauf 604).
Auf diese Weise kann eine schnelle Reduzierung des Motordrehmoments erreicht werden, ohne die Fahrzeugemissionen zu erhöhen und ohne die Abgastemperaturen zu erhöhen. Zum Beispiel kann das Motordrehmoment durch partielle Motoranmagerung verringert werden, während ein stöchiometrisches AFR an einem Katalysator für eine erhöhte Katalysatoreffizienz beibehalten wird. Als ein anderes Beispiel kann eine zusätzliche Drehmomentreduzierung über Zündverzögerung erreicht werden, während der Betrieb mit geteilter Lambda-Kraftstoffzufuhr Abgastemperaturanstiege aufgrund der Zündverzögerung ausgleicht, um die Abgastemperaturen unter einem Beeinträchtigungsschwellenwert zu halten. Infolgedessen kann die wärmebedingte Beeinträchtigung von Abgaskomponenten, einschließlich des Katalysators und einer Turboladerturbine, im Vergleich zu alleiniger Zündverzögerung (z. B. ohne geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr) verringert werden.
Der technische Effekt des teilweisen Anfettens eines Motors, während der Motor bei globaler Stöchiometrie gehalten wird und der Zündzeitpunkt in fett arbeitenden Zylindern und mager arbeitenden Zylindern unterschiedlich verzögert wird, besteht darin, dass das Motordrehmoment mit reduzierten Abgastemperaturerhöhungen und verringerten Fahrzeugemissionen verringert werden kann. Als ein Beispiel umfasst ein Verfahren Folgendes: als Reaktion auf eine Drehmomentreduzierungsanforderung, während eine Abgastemperatur größer als ein Schwellenwert ist, Betreiben eines Motors mit einer ersten Anzahl von Zylindern, die angefettet sind und einer zweiten Anzahl von Zylindern, die abgemagert sind, wobei Abgas sowohl von der ersten Anzahl als auch der zweiten Anzahl ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis an einem stromabwärtigen Katalysator erzeugt und der Zündzeitpunkt in der ersten Anzahl von Zylindern eingestellt wird, bevor der Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Zylindern eingestellt wird. In dem vorhergehenden Beispiel, zusätzlich oder optional, beinhaltet die erste Anzahl von Zylindern eine gleiche Anzahl von Zylindern wie die zweite Anzahl von Zylindern, und das Betreiben des Motors mit der ersten Anzahl von Zylindern, die angefettet sind, und der zweiten Anzahl von Zylindern, die angemagert sind, beinhaltet Folgendes: Bestimmen einer maximalen Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zum Betreiben der ersten Anzahl von angefetteten Zylindern und der zweiten Anzahl von angemagerten Zylindern; und Anfetten der ersten Anzahl von Zylindern und Anmagern der zweiten Anzahl von Zylindern über einen oder mehrere Motorzyklen, bis die maximale Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erreicht ist, wobei das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem der einen oder mehreren Motorzyklen an dem stromabwärtigen Katalysator beibehalten wird. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Einstellen des Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern vor dem Einstellen des Zündzeitpunkts in der zweiten Anzahl von Zylindern, als Reaktion auf das Erreichen der maximalen Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, Verzögern eines ersten Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern, während ein zweiter Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Zylindern aufrechterhalten wird, bis eine ausgeglichene Drehmomentausgabe zwischen der ersten Anzahl von Zylindern und der zweiten Anzahl von Zylindern erreicht wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Einstellen des Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern vor dem Einstellen des Zündzeitpunkts in der zweiten Anzahl von Zylindern ferner, als Reaktion auf die ausgeglichene Drehmomentausgabe, ein weiteres Verzögern des ersten Zündzeitpunkts, während außerdem der zweite Zündzeitpunkts in einem geringeren Ausmaß verzögert wird und die ausgeglichenen Drehmomentausgabe beibehalten wird, bis die Drehmomentreduzierungsanforderung erfüllt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet die erste Anzahl von Zylindern eine erste Hälfte einer Gesamtanzahl an Zylindern in dem Motor und beinhaltet die zweite Anzahl von Zylindern eine zweite Hälfte der Gesamtanzahl an Zylindern in dem Motor. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet die Drehmomentreduzierungsanforderung eines von einem Pedalfreigabeereignis des Fahrers und einem Getriebegangschaltereignis. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, ist die Abgastemperatur eine Temperatur des stromabwärtigen Katalysators und ist der Abgastemperaturschwellenwert eine Schwellentemperatur des stromabwärtigen Katalysators. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, ist die Abgastemperatur eine Temperatur einer stromaufwärts positionierten Turbine des stromabwärtigen Katalysators und ist die Schwellentemperatur eine Schwellentemperatur der Turbine. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, erzeugt das Betreiben des Motors mit der ersten Anzahl von Zylindern, die angefettet sind, und der zweiten Anzahl von Zylindern, die angemagert sind, eine geringere Drehmomentausgabe als das Betreiben der ersten Anzahl von Zylindern und der zweiten Anzahl von Zylindern bei Stöchiometrie.
Als ein anderes Beispiel umfasst ein Verfahren Folgendes: Reduzieren des Motordrehmoments über eine Vielzahl von Motorzyklen durch Erhöhen einer Differenz zwischen einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) eines ersten Satzes von Motorzylindern und einem mageren AFR eines zweiten Satzes von Motorzylindern und Einstellen eines ersten Zündzeitpunkts in dem ersten Satz von Zylindern vor dem Einstellen eines zweiten Zündzeitpunkts in dem zweiten Satz von Zylindern, wobei Abgas aus dem ersten Satz und dem zweiten Satz ein stöchiometrisches Gemisch erzeugt und in jedem Motorzyklus unter einem Temperaturschwellenwert bleibt. In dem vorhergehenden Beispiel, zusätzlich oder optional, erfolgt das Erhöhen der Differenz zwischen dem fetten AFR des ersten Satzes von Motorzylindern und dem mageren AFR des zweiten Satzes von Motorzylindern über einen ersten Abschnitt der Vielzahl von Motorzyklen, bis eine maximale Differenz erreicht ist. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele wird, zusätzlich oder optional, die maximale Differenz basierend auf Motordrehzahl und -last bestimmt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, erfolgt das Einstellen des ersten Zündzeitpunkts in dem ersten Satz von Zylindern vor dem Einstellen des zweiten Zündzeitpunkts in dem zweiten Satz von Zylindern während eines zweiten, verbleibenden Abschnitts der Vielzahl von Motorzyklen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Einstellen des ersten Zündzeitpunkts in dem ersten Satz von Zylindern vor dem Einstellen des zweiten Zündzeitpunkts das Verzögern des ersten Zündzeitpunkts in dem ersten Satz von Zylindern ohne Einstellen des zweiten Zündzeitpunkts in der zweite Satz von Zylindern, bis eine erste Drehmomentausgabe des ersten Satzes von Zylindern gleich einer zweiten Drehmomentausgabe des zweiten Satzes von Zylindern ist, und dann ferner Verzögern des ersten Zündzeitpunkts, während auch der zweite Zündzeitpunkt verzögert wird, während die erste Drehmomentausgabe gleich der zweiten Drehmomentausgabe beibehalten wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, ist die Schwellentemperatur eine von einer Schwellentemperatur einer Emissionssteuervorrichtung und einer Schwellentemperatur einer Turboladerturbine.
Als ein anderes Beispiel umfasst ein System Folgendes: einen Ottomotor, der eine Vielzahl von Zylindern beinhaltet; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind und bei Ausführung während des Motorbetriebs die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während einer ersten Bedingung, Reduzieren des Motordrehmoments durch Verzögern des Zündzeitpunkts um einen gleichen Betrag in jedem Zylinder der Vielzahl von Zylindern; und während einer zweiten Bedingung, Reduzieren des Motordrehmoments durch Betreiben eines ersten Satzes der Vielzahl von Zylindern bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und eines zweiten Satzes der Vielzahl von Zylindern bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, während der Zündzeitpunkt in dem ersten Satz und dem zweiten Satz unterschiedlich verzögert wird. In dem vorhergehenden Beispiel umfasst das System zusätzlich oder optional ferner eine Emissionssteuervorrichtung, die in einem Abgaskanal gekoppelt ist, und wobei das Betreiben des ersten Satzes der Vielzahl von Zylindern mit dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und des zweiten Satzes der Vielzahl von Zylindern mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis an der Emissionssteuervorrichtung erzeugt. In einem oder beiden der vorhergehenden Beispiele umfasst das System zusätzlich oder optional ferner einen Turbolader, der eine Turbine beinhaltet, die in dem Abgaskanal stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung gekoppelt ist, und wobei die erste Bedingung beinhaltet, dass eine Temperatur sowohl der Emissionssteuervorrichtung als auch eines Einlasses der Turbine unter einem Schwellenwert liegt, und die zweite Bedingung beinhaltet, dass die Temperatur von mindestens einer von der Emissionssteuervorrichtung und dem Einlass der Turbine den Schwellenwert überschreitet. In einem beliebigen oder allen Beispielen umfasst das System zusätzlich oder optional ferner einen ersten Abgaskrümmer, der an den ersten Satz der Vielzahl von Zylindern gekoppelt ist, und einen zweiten Abgaskrümmer, der an den zweiten Satz der Vielzahl von Zylindern gekoppelt ist, wobei der erste Abgaskrümmer von dem zweiten Abgaskrümmer stromaufwärts des Einlasses der Turbine getrennt ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhalten die Anweisungen, die die Steuerung dazu veranlassen, das Motordrehmoment zu reduzieren, indem der erste Satz der Vielzahl von Zylindern bei dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der zweite Satz der Vielzahl von Zylindern bei dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden, während der Zündzeitpunkt in dem ersten Satz und dem zweiten Satz unterschiedlich eingestellt wird, weitere Anweisungen, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind und bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: eine maximale Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Grundlage der Motordrehzahl und -last zu bestimmen; die Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis Zyklus für Zyklus zu erhöhen, bis die maximale Differenz erreicht ist, als Reaktion darauf, dass die Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis die maximale Differenz erreicht, den Zündzeitpunkt in dem ersten Satz der Vielzahl von Zylindern nur so zu verzögern, bis ein ausgeglichener Drehmomentausgang zwischen dem ersten Satz der Vielzahl von Zylinder und dem zweiten Satz der Vielzahl von Zylindern erreicht ist; und als Reaktion auf das Erreichen der ausgeglichenen Drehmomentausgabe, den Zündzeitpunkt in dem ersten Satz der Vielzahl von Zylindern weiter zu verzögern, während auch der Zündzeitpunkt in dem zweiten Satz der Vielzahl von Zylindern mit einer anderen Rate verzögert wird, um die ausgeglichene Drehmomentausgabe beizubehalten, bis ein gewünschtes reduziertes Motordrehmoment erfüllt ist.
In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren Folgendes: Auswählen zwischen Reduzieren des Motordrehmoments über Zündverzögerung, während jeder Motorzylinder bei Stöchiometrie betrieben wird, und Reduzieren des Motordrehmoments über geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr auf Grundlage einer Abgastemperatur. In dem vorhergehenden Beispiel, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Auswählen zwischen Reduzieren des Motordrehmoments über Zündverzögerung, während jeder Motorzylinder bei Stöchiometrie betrieben wird, und Reduzieren des Motordrehmoments über geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr auf Grundlage der Abgastemperatur Folgendes: Auswählen von Reduzieren des Motordrehmoments über Zündverzögerung, während jeder Motorzylinder bei Stöchiometrie als Reaktion darauf betrieben wird, dass die Abgastemperatur unter einem Schwellenwert liegt; und Auswählen von Reduzieren des Motordrehmoments über geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr als Reaktion darauf, dass die Abgastemperatur größer als der Schwellenwert ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Reduzieren des Motordrehmoments über geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr Betreiben einer ersten Hälfte der Motorzylinder bei einem ersten, fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) und das Betreiben einer zweiten Hälfte der Motorzylinder bei einem zweiten, mageren AFR, wobei das erste AFR und das zweite AFR im Mittel Stöchiometrie bilden. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Reduzieren des Motordrehmoments über geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr ferner Erhöhen einer Differenz zwischen dem ersten AFR und dem zweiten AFR, bis eine maximale Differenz erreicht ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Reduzieren des Motordrehmoments über geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr ferner, als Reaktion auf das Erreichen der maximalen Differenz, Verzögern eines ersten Zündzeitpunkts in der ersten Hälfte der Motorzylinder, während ein zweiter Zündzeitpunkt in der zweiten Hälfte der Motorzylinder beibehalten wird, bis eine erste Drehmomentausgabe der ersten Hälfte der Motorzylinder gleich einer zweiten Drehmomentausgabe der zweiten Hälfte der Motorzylinder ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Reduzieren des Motordrehmoments über geteilte Lambda-Kraftstoffzufuhr ferner, als Reaktion darauf, dass das erste Drehmoment gleich dem zweiten Ausgang ist, weiteres Verzögern des ersten Zündzeitpunkts in der ersten Hälfte der Motorzylinder, während auch der zweite Zündzeitpunkt der zweiten Hälfte der Motorzylinder verzögert wird, wobei der erste Zündzeitpunkt weiter verzögert wird als der zweite Zündzeitpunkt, während die erste Drehmomentausgabe gleich der zweiten Drehmomentausgabe gehalten wird.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher gespeichert sein und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der auf nichtflüchtigem Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Im hier verwendeten Sinne ist der Ausdruck „ungefähr“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs aufgefasst, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen 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 Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4951773 A [0003]

Claims

Verfahren, umfassend: als Reaktion auf eine Drehmomentreduzierungsanforderung, während eine Abgastemperatur größer als ein Schwellenwert ist, Betreiben eines Motors mit einer ersten Anzahl von Zylindern, die angefettet sind, und einer zweiten Anzahl von Zylindern, die abgemagert sind, wobei Abgas sowohl von der ersten Anzahl als auch der zweiten Anzahl ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis an einem stromabwärtigen Katalysator erzeugt und der Zündzeitpunkt in der ersten Anzahl von Zylindern eingestellt wird, bevor der Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Zylindern eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Anzahl von Zylindern eine gleiche Anzahl von Zylindern wie die zweite Anzahl von Zylindern beinhaltet, und das Betreiben des Motors mit der ersten Anzahl von Zylindern, die angefettet sind, und der zweiten Anzahl von Zylindern, die angemagert sind, Folgendes beinhaltet: Bestimmen einer maximalen Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zum Betreiben der ersten Anzahl von Zylindern, die angefettet sind, und der zweiten Anzahl von Zylindern, die angemagert sind; und Anfetten der ersten Anzahl von Zylindern und Anmagern der zweiten Anzahl von Zylindern über einen oder mehrere Motorzyklen, bis die maximale Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erreicht ist, wobei das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis an dem stromabwärtigen Katalysator bei jedem des einen oder der mehreren Motorzyklen beibehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einstellen des Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern vor dem Einstellen des Zündzeitpunkts in der zweiten Anzahl von Zylindern, als Reaktion auf das Erreichen der maximalen Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, ein Verzögern eines ersten Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern beinhaltet, während ein zweiter Zündzeitpunkt in der zweiten Anzahl von Zylindern aufrechterhalten wird, bis eine ausgeglichene Drehmomentausgabe zwischen der ersten Anzahl von Zylindern und der zweiten Anzahl von Zylindern erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Einstellen des Zündzeitpunkts in der ersten Anzahl von Zylindern vor dem Einstellen des Zündzeitpunkts in der zweiten Anzahl von Zylindern ferner, als Reaktion auf die ausgeglichene Drehmomentausgabe, ein weiteres Verzögern des ersten Zündzeitpunkts beinhaltet, während außerdem der zweite Zündzeitpunkts in einem geringeren Ausmaß verzögert wird und die ausgeglichenen Drehmomentausgabe beibehalten wird, bis die Drehmomentreduzierungsanforderung erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Anzahl von Zylindern eine erste Hälfte einer Gesamtanzahl an Zylindern in dem Motor beinhaltet und die zweite Anzahl von Zylindern eine zweite Hälfte der Gesamtanzahl an Zylindern in dem Motor beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentreduzierungsanforderung eines von einem Fahrerfreigabeereignis und einem Getriebegangschaltereignis beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abgastemperatur eine Temperatur des stromabwärtigen Katalysators ist und der Abgastemperaturschwellenwert eine Schwellentemperatur des stromabwärtigen Katalysators ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abgastemperatur eine Temperatur einer stromaufwärts positionierten Turbine des stromabwärtigen Katalysators ist und die Schwellentemperatur eine Schwellentemperatur der Turbine ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Motors mit der ersten Anzahl von Zylindern, die angefettet sind, und der zweiten Anzahl von Zylindern, die angemagert sind, eine geringere Drehmomentausgabe als das Betreiben der ersten Anzahl von Zylindern und der zweiten Anzahl von Zylindern bei Stöchiometrie erzeugt.
System, umfassend: einen Ottomotor, der eine Vielzahl von Zylindern beinhaltet; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichttransitorischem Speicher gespeichert sind und bei Ausführung während des Motorbetriebs die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während einer ersten Bedingung, Reduzieren des Motordrehmoments durch Verzögern des Zündzeitpunkts um einen gleichen Betrag in jedem Zylinder der Vielzahl von Zylindern; und während einer zweiten Bedingung, Reduzieren des Motordrehmoments durch Betreiben eines ersten Satzes der Vielzahl von Zylindern bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und eines zweiten Satzes der Vielzahl von Zylindern bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, während der Zündzeitpunkt in dem ersten Satz und dem zweiten Satz unterschiedlich verzögert wird.
System nach Anspruch 10, ferner umfassend eine Emissionssteuervorrichtung, die in einem Abgaskanal gekoppelt ist, und wobei das Betreiben des ersten Satzes der Vielzahl von Zylindern mit dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und des zweiten Satzes der Vielzahl von Zylindern mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis an der Emissionssteuervorrichtung erzeugt.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Turbolader, der eine Turbine beinhaltet, die in dem Abgaskanal stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung gekoppelt ist, und wobei die erste Bedingung beinhaltet, dass eine Temperatur sowohl der Emissionssteuervorrichtung als auch eines Einlasses der Turbine unter einem Schwellenwert liegt, und die zweite Bedingung beinhaltet, dass die Temperatur von mindestens einer von der Emissionssteuervorrichtung und dem Einlass der Turbine den Schwellenwert überschreitet.
System nach Anspruch 12, ferner umfassend einen ersten Abgaskrümmer, der an den ersten Satz der Vielzahl von Zylindern gekoppelt ist, und einen zweiten Abgaskrümmer, der an den zweiten Satz der Vielzahl von Zylindern gekoppelt ist, wobei der erste Abgaskrümmer von dem zweiten Abgaskrümmer stromaufwärts des Einlasses der Turbine getrennt ist.
System nach Anspruch 10, wobei die Anweisungen, die die Steuerung dazu veranlassen, das Motordrehmoment zu reduzieren, indem der erste Satz der Vielzahl von Zylindern bei dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der zweite Satz der Vielzahl von Zylindern bei dem mageren Luft- Kraftstoffverhältnis betrieben wird, während der Zündzeitpunkt in dem ersten Satz und dem zweiten Satz unterschiedlich eingestellt wird, weitere Anweisungen beinhalten, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: eine maximale Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Grundlage der Motordrehzahl und -last zu bestimmen; und die Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis Zyklus für Zyklus zu erhöhen, bis die maximale Differenz erreicht ist.
System nach Anspruch 14, wobei die Anweisungen, die die Steuerung dazu veranlassen, das Motordrehmoment zu reduzieren, indem der erste Satz der Vielzahl von Zylindern bei dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der zweite Satz der Vielzahl von Zylindern bei dem mageren Luft- Kraftstoffverhältnis betrieben wird, während der Zündzeitpunkt in dem ersten Satz und dem zweiten Satz unterschiedlich eingestellt wird, weitere Anweisungen beinhalten, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: als Reaktion darauf, dass die Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis die maximale Differenz erreicht, den Zündzeitpunkt in dem ersten Satz der Vielzahl von Zylindern nur so zu verzögern, bis ein ausgeglichener Drehmomentausgang zwischen dem ersten Satz der Vielzahl von Zylindern und dem zweiten Satz der Vielzahl von Zylindern erreicht wird; und als Reaktion auf das Erreichen des ausgeglichenen Drehmomentausgangs, ferner den Zündzeitpunkt in dem ersten Satz der Vielzahl von Zylindern zu verzögern, während auch der Zündzeitpunkt in dem zweiten Satz der Vielzahl von Zylindern mit einer anderen Rate verzögert wird, um die ausgeglichene Drehmomentausgabe beizubehalten, bis ein gewünschtes reduziertes Motordrehmoment erfüllt ist.