DE102021103641A1 - System und verfahren zum reduzieren von motorkohlenwasserstoffemissionen - Google Patents

System und verfahren zum reduzieren von motorkohlenwasserstoffemissionen Download PDF

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Abstract

Die Offenbarung stellt ein System und Verfahren zum Reduzieren von Motorkohlenwasserstoffemissionen bereit. Es sind Systeme und Verfahren zum Öffnen und Schließen von Auslasstellerventilen eines Motors offenbart. In einem Beispiel können die Auslasstellerventile während eines Zyklus eines Motors durch zwei in Reihe angeordnete Nockenerhebungen, die an eine Kurbelwelle gekoppelt sind, zweimal geöffnet und geschlossen werden, sodass Kohlenwasserstoffe in einem Zylinder zurückgehalten werden können.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Reduzieren von Kohlenwasserstoffemissionen einer Brennkraftmaschine. Das System und das Verfahren können Auslassventile durch spezialisierte Nockenerhebungen während eines Motorkaltstarts betätigen.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Eine Brennkraftmaschine kann Kohlenwasserstoffe verbrennen, um ein Drehmoment zu erzeugen. Kohlenwasserstoffe, die den Zylinder passiert haben und an das Abgassystem des Motors abgegeben wurden, können durch einen Katalysator oxidiert werden, wenn der Motor warm ist. Wenn die Katalysatortemperatur jedoch niedrig ist, kann dem Katalysator die Kapazität fehlen, Kohlenwasserstoffe zu oxidieren, die aus dem Motor ausgestoßen werden können. Eine derartige Bedingung kann nach einem Motorkaltstart vorliegen. Des Weiteren können die Kohlenwasserstoffemissionen des Motors während eines Kaltstarts höher sein als wenn der Motor warm ist, da kalte Oberflächen in dem Motor und dem Abgassystem die Wahrscheinlichkeit der Verbrennung von einem Teil des Kraftstoffs, der in den Motor eingespritzt wurde, reduzieren können. Aus diesen Gründen kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit zum Reduzieren der Ausgabe von Kohlenwasserstoffemissionen des Motors während des Kaltstarts bereitzustellen.
  • Kurzdarstellung
  • Die Erfinder haben erkannt, dass es wünschenswert sein kann, die Motoremissionen von Kohlenwasserstoffen zu reduzieren und haben ein Verfahren zum Betreiben eines Motors entwickelt, das Folgendes umfasst: Anheben eines Auslassventils eines Zylinders durch eine erste Nockenerhebung während eines Zyklus des Motors und Anheben des Auslassventils durch eine zweite Nockenerhebung während des Zyklus des Motors.
  • Indem während eines Zyklus eines Motors ein Auslassventil zumindest teilweise geschlossen wird und das Auslassventil erneut geöffnet wird, nachdem das Auslassventil zumindest teilweise geschlossen wurde, kann es möglich sein, das technische Ergebnis der Reduzierung von Kohlenwasserstoffemissionen des Motors bereitzustellen. Insbesondere haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass es wünschenswert sein kann, ein Auslassventil während eines Motorzyklus zumindest teilweise zu schließen, nachdem sich das Auslassventil während des Motorzyklus geöffnet hat, sodass der Strom in dem Zylinder vorübergehend unterbrochen werden kann. Die Unterbrechung des Stroms kann dazu führen, dass sich Kohlenwasserstoffe nahe einer geometrischen Mitte des Zylinders anstatt des Auslassventils ansammeln. Folglich können die Kohlenwasserstoffe in dem Zylinder zurückgehalten werden, wo sie möglicherweise während eines nachfolgenden Verdichtungstaktes verbrennen. Auf diese Weise können Kohlenwasserstoffemissionen aus einem Motor reduziert werden.
  • Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der vorliegende Ansatz Kohlenwasserstoffemissionen des Motors reduzieren. Ferner kann der vorliegende Ansatz eine Möglichkeit bereitstellen, Kohlenwasserstoffe während des Ausstoßtaktes zu verbrennen, um die Kohlenwasserstoffemissionen des Motors zu Mulden. Des Weiteren ist der Ansatz zum Anwenden während Motorkaltstarts geeignet, während denen die Katalysatoreffizienz gering sein kann.
  • Es sollte sich verstehen, dass die vorangehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. 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. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorangehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems.
    • 2-4 zeigen zwei verschiedene Betriebspositionen für ein beispielhaftes Nockenerhebungswechselsystem und zwei in Reihe angeordnete Nockenerhebungen, die an eine Nockenwelle gekoppelt sein können;
    • 5 zeigt ein Beispiel für einen Auslassventilhub nach dem Stand der Technik;
    • 6-12 zeigen prophetische Beispiele für Auslasshubprofile, die durch in Reihe angeordnete Nockenerhebungen einer Nockenwelle bereitgestellt sind; und
    • 13 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Motors, der zwei in Reihe angeordneten Nockenerhebungen aufweist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Motors, der eine Nockenwelle mit einem Nockenprofil beinhaltet, das in Reihe angeordnete Nocken beinhaltet. Die Nockenwelle und das Nockenprofil können in einem Motor der in 1 gezeigten Art eingeschlossen sein. Die Nockenwelle und das Nockenprofil können von der in 2-4 gezeigten Art sein. Ein herkömmliches Auslassventilhubprofil, das über ein herkömmliches Nockenprofil erzeugt wird, ist in 5 gezeigt. Auslassventilhubprofile, die gemäß den hierin beschriebenen Nockenprofilen erzeugt werden, sind in 6-12 gezeigt. Ein Verfahren zum Betreiben eines Motors, der die in dieser Schrift offenbarte Auslassventilhubprofile aufweist, ist in 13 gezeigt.
  • Nun unter Bezugnahme auf die Figuren stellt 1 ein Beispiel für eine Brennkammer oder einen Zylinder einer Brennkraftmaschine 10 dar. Der Motor 10 kann Steuerparameter von einem Steuersystem, das die Steuerung 12 beinhaltet, und eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 empfangen. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals. Der Zylinder (hierin auch „Brennkammer“) 14 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 beinhalten, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an zumindest ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Startvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 14 kann über eine Reihe von Ansaugkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Die Ansaugkanäle können Ansaugluftkanäle sein. Der Ansaugkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Beispielsweise beinhaltet der Motor 10 der Darstellung aus 1 nach einen Turbolader mit einem Verdichter 174, der zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang eines Abgaskanals 148 angeordnet ist. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 mit Leistung versorgt werden, wenn die Aufladevorrichtung ein Turbolader ist. In weiteren Beispielen, wie etwa, wenn der Motor 10 mit einem Kompressor bereitgestellt ist, kann die Abgasturbine 176 jedoch gegebenenfalls weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 durch mechanische Eingaben von einem Elektromotor oder dem Motor angetrieben werden kann. Eine Drossel 20, die eine Drosselklappe 164 beinhaltet, kann entlang eines Ansaugkanals des Motors bereitgestellt sein, um den Durchsatz und/oder Druck der Ansaugluft zu variieren, die an den Motorzylindern bereitgestellt wird. Beispielsweise kann die Drossel 20 stromabwärts des Verdichters 174 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt, oder kann diese alternativ stromaufwärts des Verdichters 174 bereitgestellt sein.
  • Der Abgaskanal 148 kann Abgase zusätzlich zu dem Zylinder 14 von anderen Zylindern des Motors 10 empfangen. Ein Abgassensor 128 ist der Darstellung nach stromaufwärts einer Emissionssteuervorrichtung 178 an den Abgaskanal 148 gekoppelt, wenngleich in einigen Beispielen der Abgassensor 128 stromabwärts der Emissionssteuervorrichtung 178 positioniert sein kann. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgewählt sein, wie zum Beispiel einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (universal exhaust gas oxygen sensor; Breitband- oder Weitbereichlambdasonde), einer Zweizustands-Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie dargestellt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuervorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (three way catalyst - TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
  • Die Abgastemperatur kann durch einen oder mehrere Temperatursensoren (nicht gezeigt) gemessen werden, die sich in dem Abgaskanal 148 befinden. Alternativ kann die Abgastemperatur auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, wie etwa Drehzahl, Last, Luft-Kraftstoff-Verhältnis (air-fuel ratio - AFR), Zündverstellung nach spät usw. abgeleitet werden. Ferner kann die Abgastemperatur durch einen oder mehrere Abgassensoren 128 berechnet werden. Es versteht sich, dass die Abgastemperatur alternativ durch eine beliebige Kombination der hierin aufgeführten Verfahren zur Temperaturschätzung geschätzt werden kann.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten. Beispielsweise ist gezeigt, dass der Zylinder 14 zumindest ein Einlassventil 150 (z. B. ein Einlasstellerventil) und zumindest ein Auslassventil 156 (z. B. ein Auslasstellerventil) beinhaltet, die in einer oberen Region des Zylinders 14 angeordnet sind. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, zumindest zwei Einlassventile (z. B. Einlasstellerventile) und zumindest zwei Auslassventile (z. B. Auslasstellerventile) beinhalten, die sich in einer oberen Region des Zylinders befinden.
  • Das Einlassventil 150 kann durch die Steuerung 12 durch Nockenbetätigung über das Nockenbetätigungssystem 151 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 durch die Steuerung 12 über das Nockenbetätigungssystem 153 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 können jeweils einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere von einem System zum Nockenprofilwechsel (cam profile switching - CPS), variablen Nockenansteuerung (variable cam timing - VCT), variablen Ventilansteuerung (variable valve timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL) nutzen, die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Ansteuerung der Einlass- und Auslassventile kann über Nockenaktorsysteme 151 und 153 bezogen auf eine Position der Kurbelwelle 140 eingestellt werden. Der Betrieb des Einlassventils 150 und Auslassventils 156 kann jeweils durch (nicht abgebildete) Ventilpositionssensoren und/oder Nockenwellenpositionssensoren 155 und 157 bestimmt werden.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Volumenverhältnis zwischen dem Kolben 138 am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt handelt. Üblicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. Jedoch kann in einigen Beispielen, in denen unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, das Verdichtungsverhältnis erhöht sein. Dies kann zum Beispiel vorkommen, 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 192 beinhalten, um die Verbrennung einzuleiten. Ein Zündsystem 190 kann als Reaktion auf ein Vorzündungssignal von der Steuerung 12 bei ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken an der Brennkammer 14 bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch weggelassen werden, wie etwa, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleiten kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
  • In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beinhalten, die diesen Kraftstoff abgeben. Als nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 beinhaltet. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 eine so genannte Direkteinspritzung (direct injection - im Folgenden auch als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Während 1 die Einspritzvorrichtung 166 als eine seitliche Einspritzvorrichtung zeigt, kann sie auch über dem Kolben positioniert sein, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 192. Eine derartige Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann sich die Einspritzvorrichtung über und nahe dem Einlassventil befinden, um das Mischen zu verbessern. Der Kraftstoff kann aus einem Hochdruckkraftstoffsystem 8 an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 abgegeben werden, das Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und einen Kraftstoffverteiler beinhaltet. Alternativ kann der Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe mit unterem Druck abgegeben werden; in einem derartigen Fall kann die Zeitsteuerung der Direktkraftstoffeinspritzung während des Verdichtungstaktes begrenzter sein als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, können ferner die Kraftstofftanks einen Druckwandler aufweisen, der ein Signal an der Steuerung 12 bereitstellt.
  • Es versteht sich, dass die Einspritzvorrichtung 166 in einem alternativen Beispiel eine Saugrohreinspritzvorrichtung sein kann, die Kraftstoff in die Ansaugöffnung stromaufwärts von dem Zylinder 14 bereitstellt. Während das Beispiel zeigt, dass Kraftstoff über eine einzelne Einspritzvorrichtung in den Zylinder eingespritzt wird, kann der Motor alternativ betrieben werden, indem Kraftstoff über mehrere Einspritzvorrichtungen eingespritzt wird, wie etwa eine Direkteinspritzvorrichtung und eine Saugrohreinspritzvorrichtung. In einer derartigen Konfiguration kann die Steuerung eine relative Einspritzmenge von jeder Einspritzvorrichtung variieren.
  • Kraftstoff kann während eines einzigen Zyklus des Zylinders durch die Einspritzvorrichtung an den Zylinder abgegeben werden. Ferner kann die zugeführte und/oder relative Kraftstoff- oder Klopfsteuerfluidmenge, die von der Einspritzvorrichtung abgegeben werden/wird, je nach den Betriebsbedingungen, wie etwa der Luftfüllungstemperatur, variieren, wie hierin nachfolgend beschrieben. Darüber hinaus können bei einem einzigen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzvorgänge des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzvorgänge können während des Verdichtungstaktes, Ansaugtaktes oder einer beliebigen geeigneten Kombination davon durchgeführt werden. Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen Zylinderkopfpackungskonfigurationen und -verfahren in Motoren mit beliebigen geeigneten Kraftstoffabgabemechanismen oder -systemen verwendet werden können, z. B. in Vergasermotoren oder anderen Motoren mit anderen Kraftstoffabgabesystemen.
  • Die Steuerung 12 beinhaltet einen Festwertspeicher 110, eine Zentralverarbeitungseinheit 106, einen Direktzugriffsspeicher 112, einen Keep-Alive-Speicher 114 und Eingänge und Ausgänge 108. Die Steuerung 12 kann ausführbare Anweisungen für die hierin beschriebenen Verfahren in nicht flüchtigem Speicher speichern. Die Steuerung 12 empfängt außerdem Eingaben von den verschiedenen vorangehend erwähnten Sensoren sowie einem Kurbelwellenpositionssensor 120 und einem Motortemperatursensor 116. Der Temperatursensor 116 ist der Darstellung nach an den Kühlmittelmantel 118 gekoppelt. Die Steuerung 12 empfängt außerdem Eingaben von einem Ansaugkrümmerdrucksensor 124 und einem Ansauglufttemperatursensor 122.
  • Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder in dem Motor 10 üblicherweise einen Viertaktzyklus: der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtaktes schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 156 und öffnet sich das Einlassventil 150. Luft wird über den Ansaugkrümmer 14 in die Brennkammer 146 eingebracht und der Kolben 138 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in der Brennkammer 14 zu erhöhen. Die Position, in der sich der Kolben 138 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Taktes befindet (z. B., wenn die Brennkammer 14 ihr größtes Volumen aufweist), wird von dem Fachmann üblicherweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstaktes sind das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 geschlossen. Der Kolben 138 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um so die Luft in der Brennkammer 14 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 138 am Ende seines Taktes und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann üblicherweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem nachfolgend als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa eine Zündkerze 192, entzündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstaktes drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 138 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 140 wandelt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich während des Ausstoßtaktes das Auslassventil 156, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 148 freizusetzen, und kehrt der Kolben zum OT zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Vorangehendes lediglich beispielshalber gezeigt ist und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, um etwa eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
  • Wie vorangehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermaßen einen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. aufweisen.
  • 2 zeigt ein beispielhaftes Nockenerhebungswechselsystem 200 zur Anwendung in Nockenaktorsystemen 151 und 153 des in 1 gezeigten Motors 10. Das Nockenerhebungswechselsystem 200 stellt eine Hub- und/oder Ventilöffnungsdauer eines Auslassventils 156 als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen ein. Die Nockenwelle 206 ist der Darstellung nach über einem Zylinderkopf 208 einer Motorzylinderbank positioniert. Das Auslassventil 156 ist konfiguriert, um eine Auslassöffnung in einem Zylinder, wie etwa dem in 1 gezeigten, zu öffnen und zu schließen. Beispielsweise kann das Auslassventil 156 zwischen einer offenen Position, die einen Gasaustausch in einen oder aus einem Zylinder ermöglicht, und einer geschlossenen Position betätigbar sein, die den Gasaustausch in den oder aus dem Zylinder im Wesentlichen blockiert. Es versteht sich, dass, wenngleich in 2 lediglich ein Ventil gezeigt ist, der in 1 gezeigte Motor 10 dennoch eine beliebige Anzahl an Zylinderventilen beinhalten kann. Beispielsweise kann der Motor 10 aus 1 eine beliebige Anzahl an Zylindern mit zugeordneten Ventilen beinhalten und es kann eine Vielzahl an verschiedenen Zylinder- und Ventilkonfigurationen verwendet werden, z. B. ein V-6-, 1-4-, 1-6-, V-12-Motor, 4-Zylinder-Gegenläufermotor und andere Motorarten.
  • Ein/e oder mehrere Nockentürme oder Nockenwellenmontageregionen können an den Zylinderkopf 208 gekoppelt sein, um die Nockenwelle 206 zu stützen. Beispielsweise ist der Nockenturm 216 der Darstellung nach benachbart zu dem Auslassventil 156 an den Zylinderkopf 208 gekoppelt. Wenngleich 2 einen Nockenturm zeigt, der an den Zylinderkopf gekoppelt ist, können die Nockentürme in anderen Beispielen an andere Komponenten eines Motors gekoppelt sein, z. B. an einen Nockenwellenträger oder die Nockenabdeckung. Die Nockentürme können obenliegende Nockenwellen stützen und die auf den Nockenwellen über jedem Zylinder positionierten Mechanismen trennen.
  • Das Auslassventil 156 kann in einer Vielzahl von Hub- und Dauermodi betrieben werden, z. B. mit einem hohen Ventilhub, einem niedrigen oder Teilventilhub, einer kurzen Öffnungsdauer, einer langen Öffnungsdauer und einem Ventilhub von null. Beispielsweise können die Ventile, z. B. das Auslassventil 156, an einem Zylinder oder mehreren Zylindern wie nachfolgend genauer beschrieben durch Einstellen von Zylindernockenmechanismen in verschiedenen Hubmodi auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen betätigt werden.
  • Die Nockenwelle 206, bei der es sich um eine Auslassnockenwelle handeln kann, kann eine Vielzahl von Nocken beinhalten, die konfiguriert sind, um das Öffnen und Schließen der Einlassventile zu steuern. Beispielsweise zeigt 2 einen ersten Nocken 212 und einen zweiten Nocken 214, die über dem Ventil 156 positioniert sind. In einem Beispiel kann der erste Nocken 212 zwei Erhebungen beinhalten, wie in 4 gezeigt. Die zwei Erhebungen können in verschiedenen Formen gebildet sein, um die Auslassventilhubprofile zu erzeugen, die in 6-12 gezeigt sind. Der zweite Nocken 214 beinhaltet unter Umständen nur eine einzige Erhebung, um ein Auslassventilhubprofil zu erzeugen, wie in 5 gezeigt.
  • Das Auslassventil 156 beinhaltet einen Mechanismus 218, der an die Nockenwelle über dem Ventil gekoppelt ist, um eine Größe des Auslassventilhubs (z. B. eine Entfernung zwischen einem Auslassventil und einem Auslassventilsitz) und ein Auslassventilhubprofil für dieses Auslassventil durch Ändern einer Lage von Nocken entlang der Nockenwelle bezogen auf das Ventil 156 einzustellen. Beispielsweise können der Nocken 212 und der Nocken 214 gleitend an der Nockenwelle angebracht sein, sodass diese in einer axialen Richtung auf einer Zylinder-für-Zylinder-Basis entlang der Nockenwelle gleiten können. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Nocken, z. B. der Nocken 212 und der Nocken 214, die über jedem Zylinderventil, z. B. dem Auslassventil 156, positioniert sind, in den durch Pfeil 245 angegebenen Richtungen über die Nockenwelle gleiten, um ein Nockenerhebungsprofil zu ändern, das an den Ventilmitnehmer gekoppelt ist, z. B. an den Mitnehmer 220, der an das Auslassventil 156 gekoppelt ist, um die Öffnungs- und Schließdauern des Auslassventils und die Auslassventilhubgrößen zu ändern. Der Ventilnockenmitnehmer 220 kann einen Rollenschlepphebel (roller finger follower - RFF) 222 beinhalten, der mit einem Nocken in Eingriff steht, der über dem Auslassventil 156 positioniert ist. Beispielsweise ist der RFF 222 in 2 so gezeigt, dass er mit dem vollständigen Nocken 212 in Eingriff steht.
  • Zusätzliche Mitnehmerelemente, die in 2 nicht gezeigt sind, können ferner Schubstangen, Kipphebel, Stößel usw. einschließen. Derartige Vorrichtungen und Merkmale können die Betätigung der Auslassventile steuern, indem sie die Drehbewegung der Nocken in eine Schiebebewegung der Auslassventile umwandeln. In weiteren Beispielen können die Auslassventile über zusätzliche Nockenerhebungsprofile an den Nockenwellen betätigt werden, wobei die Nockenerhebungsprofile zwischen den verschiedenen Ventilen eine variierende Nockenhubhöhe, Nockendauer und/oder Nockensteuerung bereitstellen können. Falls gewünscht, können jedoch alternative Anordnungen von Nockenwellen (obenliegend und/oder mit Schubstange) verwendet werden. Ferner können in einigen Beispielen die Zylinder jeweils lediglich ein Auslassventil und/oder Einlassventil oder mehr als ein Einlass- und/oder Auslassventil aufweisen. In noch weiteren Beispielen können die Auslassventile und Einlassventile durch eine gemeinsame Nockenwelle betätigt werden. In alternativen Beispielen kann jedoch zumindest eines der Einlassventile und/oder Auslassventile durch seine eigene unabhängige Nockenwelle oder andere Vorrichtung betätigt werden.
  • Eine äußere Hülse 224 kann an die Nockenerhebungen 212 und 214 gekoppelt sein, die mit der Nockenwelle 206 verzahnt sind. Die äußere Hülse 224 kann außerdem eine erste Nockenprofilangabe 260 und eine zweite Nockenprofilangabe 261 beinhalten. Jede der ersten und zweiten Nockenprofilangabe kann Vorsprünge (z. B. Zähne oder eine Erhebung) oder Vertiefungen aufweisen, um das aktive Nockenprofil anzugeben. Die Anzahl an Nockenprofilangaben kann der Anzahl an Nockenprofilen entsprechen. Die erste Nockenprofilangabe 260 dreht sich mit der äußeren Hülse 224 und der Nockenwelle 206. Gleichermaßen dreht sich die zweite Nockenprofilangabe 261 mit der äußeren Hülse 224 und der Nockenwelle 206. Die erste Nockenprofilangabe 260 weist ein anderes Profil oder eine andere Form in Bezug auf die Kurbelwellenposition und/oder Nockenwellenposition als das zweite Nockenprofil 261 auf. Ein Drehungserfassungsnockenwellenprofilsensor 285 gibt ein Signal aus, das die Position der ersten Nockenprofilangabe 260 oder der zweiten Nockenprofilangabe 261 in Abhängigkeit von der Position der Hülse 224 angibt. Wenn sich die Hülse 224 in einer ersten Position befindet, durch die eine erste Nockenerhebung 212 aktiviert wird, gibt der Drehungserfassungsnockenwellenprofilsensor 285 ein Signal aus, das eine Position der ersten Nockenprofilangabe 260 angibt, wenn sich die Nockenwelle 206 dreht. Die Nockenwellenposition bezogen auf die Motorkurbelwelle wird über einen Drehungserfassungsnockenwellenpositionssensor 295 und eine Nockenwellenpositionsangabe 290 bestimmt.
  • Die Nockenwelle kann an einen Nockenversteller gekoppelt sein, der verwendet wird, um die Ventilansteuerung in Bezug auf die Kurbelwellenposition zu variieren. Indem ein Stift, z. B. einer der Stifte 230 oder 232, in eine gerillte Nabe in der äußeren Hülse eingreift, kann die axiale Position der Hülse neu positioniert werden, sodass eine andere Nockenerhebung den an das Ventil 202 gekoppelten Nockenmitnehmer in Eingriff nimmt, um den Hub des Ventils zu ändern. Beispielsweise kann die Hülse 224 eine oder mehrere Verschiebungsnuten beinhalten, z.B. die Nuten 226 und 228, die sich um einen Außenumfang der Hülse erstrecken. Die Verschiebungsnuten können eine schraubenförmige Konfiguration um die äußere Hülse aufweisen und können in einigen Beispielen eine Y-förmige oder V-förmige Nut in der äußeren Hülse bilden, wobei die Y-förmige oder V-förmige Nut konfiguriert ist, um zwei verschiedene Aktorstifte, z. B. den ersten Stift 230 und den zweiten Stift 232, zu verschiedenen Zeiten in Eingriff zu nehmen, um die äußere Hülse zu bewegen, um ein Hubprofil für das Ventil 202 zu ändern. Die Hülse 224 ist in einer ersten Position gezeigt, während 3 die Hülse 224 in einer zweiten Position zeigt. Die Hülse 224 folgt einer Verzahnung 225 in einer axialen Richtung, wenn die Profile gewechselt werden. Ferner kann eine Tiefe jeder Nut in der Hülse 224 entlang einer Länge der Nut abnehmen, sodass, nachdem ein Stift aus einer Ausgangsposition in die Nut eingesetzt wurde, der Stift durch die abnehmende Tiefe der Nut, wenn sich die Hülse und Nockenwelle drehen, in die Ausgangsposition zurückgebracht wird.
  • Wenn zum Beispiel der erste Stift 230 in die Nut 226 eingesetzt wird, wie in 2 gezeigt, verschiebt sich die äußere Hülse 224 in eine Richtung zu dem Nockenturm 216, während sich die Nockenwelle 206 dreht, wodurch die Nockenerhebung 212 über dem Ventil 202 positioniert und das Hubprofil geändert wird. Um zurück zu der Nockenerhebung 214 zu wechseln, kann der zweite Stift 232 in die Nut 228 eingesetzt werden, wodurch die äußere Hülse 224 von dem Nockenturm 216 weg verschoben wird, um die Nockenerhebung 214 über dem Ventil 202 zu positionieren. In einigen Beispielen können mehrere äußere Hülsen, die Erhebungen enthalten, mit der Nockenwelle 206 verzahnt sein. Beispielsweise können äußere Hülsen über jedem Ventil in dem Motor 10 oder an einer ausgewählten Anzahl an Erhebungen über den Ventilen an Nockenerhebungen gekoppelt sein.
  • Die Aktorstifte 230 und 232 sind in einem Nockenerhebungswechselaktor 234 eingeschlossen, der die Positionen der Stifte 230 und 232 einstellt, um Nockenerhebungen zu wechseln, die über einem Ventil 202 positioniert sind. Der Nockenerhebungswechselaktor 234 beinhaltet einen Aktivierungsmechanismus 236, der hydraulisch angetrieben oder elektrisch betätigt werden kann oder Kombinationen davon. Der Aktivierungsmechanismus 236 ändert Positionen der Stifte, um Hubprofile eines Ventils zu ändern. Beispielsweise kann es sich bei dem Aktivierungsmechanismus 236 um eine Spule handeln, die an beide Stifte 230 und 232 gekoppelt ist, sodass, wenn die Spule erregt wird, z. B. über einen Strom, der von dem Steuersystem abgegeben wird, eine Kraft auf beide Stifte ausgeübt wird, um beide Stifte in Richtung der Hülse einzusetzen.
  • 3 zeigt das gleiche Nockenerhebungswechselsystem 200 wie in 2 gezeigt. Die Komponenten des Nockenerhebungswechselsystems 200 sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Jedoch zeigt 3 die Nockenhülse 224 in einer zweiten Position, wie durch Einsetzen des Stiftes 232 bestimmt. Wenn sich die Hülse 224 in der zweiten Position befindet, durch die wie gezeigt eine zweite Nockenerhebung 212 aktiviert wird, gibt der Drehungserfassungsnockenwellenprofilsensor 285 ein Signal aus, das eine Position der zweiten Nockenprofilangabe 261 angibt, wenn sich die Nockenwelle 206 dreht. Somit wird durch Einstellen der axialen Position der Hülse 224 der Drehungserfassungsnockenwellenprofilsensor 285 verschiedenen Profilen verschiedener Drehnockenprofilangaben 260 und 261 ausgesetzt. Der Nockenwellenprofilsensor 285 gibt abhängig davon, ob er der Drehung der ersten Nockenprofilangabe 60 oder der zweiten Nockenprofilangabe 261 ausgesetzt ist, unterschiedliche Signale aus.
  • Nun unter Bezugnahme auf 4 ist eine Seitenansicht des beispielhaften Auslassnockens 212 gezeigt, der zwei Erhebungen beinhaltet. Die erste Erhebung 402 und die zweite Erhebung 404 sind hintereinander ausgerichtet und in Reihe positioniert, sodass, wenn sich der Auslassnocken dreht, wie durch Pfeil 410 angegeben, das Auslassventil 156 während eines Zylinderzyklus oder eines Motorzyklus (z. B. zwei Umdrehungen für einen Viertaktmotor) zweimal angehoben wird. Beispielsweise setzt der Grundkreis 406 des Nockens 212 während des Verdichtungs- und Arbeitstaktes den Auslassventilhub auf null (z. B. ist der Hub null, wenn das Auslassventil vollständig an der Auslassöffnung des Zylinders aufliegt und nicht offen ist). Wenn sich der Motor dreht, wie durch Pfeil 410 angegeben, stellt die erste Erhebung 402 des Nockens 212 den Auslasshub auf Pegel ungleich null ein, bei denen das Auslassventil nicht aufliegt und offen ist. Wenn sich der Motor weiter dreht, geht der Hub der ersten Erhebung 402 in den Hub der zweiten Erhebung 404 über. Während sich der Motor dreht, erreicht der Nocken 212 schließlich erneut den Grundkreis 406 und schließt sich das Auslassventil vollständig. Wenn sich der Nocken 212 dreht, stellt somit die erste Erhebung 402 den Auslassventilhub bereit, gefolgt von der zweiten Erhebung 404, die den Auslassventilhub bereitstellt. Die erste 402 und zweite 404 Erhebung des Nocken 212 können konfiguriert sein, um die Auslassventilhubprofile bereitzustellen, wie in einer von 6-12 gezeigt.
  • Somit stellt das System aus 1-4 ein Motorsystem bereit, das Folgendes umfasst: eine Brennkraftmaschine, die eine Nockenwelle beinhaltet, wobei die Nockenwelle zwei Nocken beinhaltet, die konfiguriert sind, um ein Auslassventil eines Zylinders während eines Zyklus der Brennkraftmaschine seriell anzuheben; und eine Steuerung, die auf einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung dazu veranlassen, während eines Ausstoßtaktes des Zylinders innerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkels, bei dem die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes am höchsten ist, einen Zündfunken an den Zylinder abzugeben. Das Motorsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, welche die Steuerung dazu veranlassen, eine Ansteuerung der Nockenwelle bezogen auf eine Ansteuerung einer Kurbelwelle einzustellen. Das Motorsystem beinhaltet, dass die Ansteuerung eingestellt wird, um ein Hubprofil der Nockenwelle mit einer Motorposition in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl auszurichten. Das Motorsystem umfasst ferner eine dritte Nockenerhebung, die konfiguriert ist, um das Auslassventil des Zylinders einmal pro Zyklus des Zylinders anzuheben. Das Motorsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, welche die Steuerung dazu veranlassen, während eines Motorkaltstarts die zwei Erhebungen in Eingriff zu nehmen und die dritte Nockenerhebung zu lösen. Das Motorsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, welche die Steuerung dazu veranlassen, nach dem Motorkaltstart die dritte Nockenerhebung in Eingriff zu nehmen und die zwei Erhebung zu lösen.
  • Nun unter Bezugnahme auf 5 ist ein Auslassventilhubprofil 502 nach dem Stand der Technik für einen zweiten Nocken 214 gezeigt. Die vertikale Achse stellt den Auslassventilhub für einen Zylinder dar und der Auslassventilhub nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Auslassventilhub ist auf der Ebene der horizontalen Achse null. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition bezogen auf den oberen Totpunkt des Verdichtungstaktes des Zylinders dar (z. B. 0 Kurbelwellengrad). Das Auslassventilhubprofil 502 wiederholt sich alle 720 Kurbelwellengrad.
  • Das Auslassventilhubprofil 502 wird über den zweiten Nocken 214 erzeugt, der eine einzige Erhebung aufweist. In diesem Beispiel beginnt das Auslassventil gemäß Profil 502 nahe 160 Kurbelwellengrad, sich anzuheben, und schließt sich nahe 380 Kurbelwellengrad. Das Auslasshubprofil 502 ist ein Wert von null zwischen 420 Kurbelwellengrad und 720 Kurbelwellengrad des Zyklus des Zylinders (z. B. teilweise gezeigt). Somit gibt das Auslasshubprofil 502 an, dass das Auslassventil während des Ausstoßtaktes des Motors offen ist.
  • Nun unter Bezugnahme auf 6 ist ein erstes Auslassventilhubprofil 600 für einen zweiten Nocken 214 gezeigt. Die vertikale Achse stellt den Auslassventilhub für einen Zylinder dar und der Auslassventilhub nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Auslassventilhub ist auf der Ebene der horizontalen Achse null. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition bezogen auf den oberen Totpunkt des Verdichtungstaktes des Zylinders dar (z. B. 0 Kurbelwellengrad). Das Auslassventilhubprofil 600 wiederholt sich alle 720 Kurbelwellengrad. Das Auslassventil öffnet sich, wenn der Auslassventilhub ungleich null ist.
  • Das Auslassventilhubprofil 600 wird über den ersten Nocken 212 erzeugt, der zwei in Reihe angeordnete Nocken aufweist. In diesem Beispiel erzeugt die erste Erhebung 402 einen ersten Abschnitt 602 des Hubprofils, der eine erste Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 600 beinhaltet und endet der erste Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 270 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 612, der durch die erste Erhebung 402 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 606 angegeben. Der Hub des ersten Abschnitts 602 nimmt von der Spitze 612 zu der Mitte der Mulde 613 des Auslassventilhubprofils 600 ab. In diesem Beispiel wird die Nockenansteuerung so eingestellt, dass der Auslassventilhub null ist und der Mittelpunkt der Mulde 613 an der Stelle ist, an der die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes (z. B. 180 Kurbelwellengrad bis 360 Kurbelwellengrad) am größten ist (z.B. ungefähr 270 Kurbelwellengrad). Bei der Mitte der Mulde 613 kann es sich um die zentrale Kurbelwellenposition zwischen der Spitze 612 und der Spitze 614 handeln. Pfeil 610 gibt die Kurbelwellenwinkelentfernung zwischen der Spitze 612 und der Spitze 614 an. Die vertikale Linie 620 stellt den zentralen Kurbelwellenwinkel zwischen der Spitze 612 des ersten Abschnitts 602 und der Spitze 614 des zweiten Abschnitts 604 dar.
  • In diesem Beispiel erzeugt die zweite Erhebung 404 einen zweiten Abschnitt 604 des Hubprofils, der eine zweite Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 600 beinhaltet und endet der zweite Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 380 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 614, der durch die zweite Erhebung 404 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 608 angegeben. Der Hub des zweiten Abschnitts 604 nimmt von der Spitze 614 bis zum Schließen des Auslassventils ab, was nahe bei 380 Kurbelwellengrad liegt.
  • In einigen Beispielen wird ein Funken 620 in dem Zylinder erzeugt, um Kohlenwasserstoffe zu verbrennen, die sich nahe der Mitte der Brennkammer ansammeln können. Der Funken kann dazu beitragen, Emissionen von Kohlenwasserstoffen zu reduzieren, indem eine zweite Möglichkeit bereitgestellt wird, Kohlenwasserstoffe während eines Zylinderzyklus zu verbrennen. In diesem Beispiel wird der Funken 620 erzeugt, wenn das Auslassventil vollständig geschlossen ist.
  • Somit beinhaltet das Auslasshubprofil 600 in diesem Beispiel zwei symmetrische Spitzenauslassventilhubgrößen, die über zwei symmetrische Erhebungen des Nockens 212 erzeugt werden. Das Auslassventil schließt sich zwischen der ersten Spitze 612 und der zweiten Spitze 614 vollständig. Somit beinhaltet das Auslassventilhubprofil 600 eine Mulde 613, in welcher der Auslassventilhub auf null reduziert ist.
  • Nun unter Bezugnahme auf 7 ist ein zweites Auslassventilhubprofil 700 für einen zweiten Nocken 214 gezeigt. Die vertikale Achse stellt den Auslassventilhub für einen Zylinder dar und der Auslassventilhub nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Auslassventilhub ist auf der Ebene der horizontalen Achse null. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition bezogen auf den oberen Totpunkt des Verdichtungstaktes des Zylinders dar (z. B. 0 Kurbelwellengrad). Das Auslassventilhubprofil 700 wiederholt sich alle 720 Kurbelwellengrad.
  • Das Auslassventilhubprofil 700 wird über den ersten Nocken 212 erzeugt, der zwei in Reihe angeordnete Nocken aufweist. In diesem Beispiel erzeugt die erste Erhebung 402 einen ersten Abschnitt 702 des Hubprofils, der eine erste Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 700 beinhaltet und endet der erste Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 270 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 712, der durch die erste Erhebung 402 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 706 angegeben. Der Hub des ersten Abschnitts 702 nimmt von der Spitze 712 zu der Mitte der Mulde 713 des Auslassventilhubprofils 700 ab. In diesem Beispiel wird die Nockenansteuerung so eingestellt, dass der Auslassventilhub ungleich null ist und der Mittelpunkt der Mulde 713 an der Stelle ist, an der die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes (z. B. 180 Kurbelwellengrad bis 360 Kurbelwellengrad) am größten ist (z. B. ungefähr 270 Kurbelwellengrad). Bei der Mitte der Mulde 713 kann es sich um die zentrale Kurbelwellenposition zwischen der Spitze 712 und der Spitze 714 handeln. Pfeil 710 gibt die Kurbelwellenwinkelentfernung zwischen der Spitze 712 und der Spitze 714 an. Die vertikale Linie 720 stellt den zentralen Kurbelwellenwinkel zwischen der Spitze 712 des ersten Abschnitts 702 und der Spitze 714 des zweiten Abschnitts 704 dar.
  • In diesem Beispiel erzeugt die zweite Erhebung 404 einen zweiten Abschnitt 704 des Hubprofils, der eine zweite Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 700 beinhaltet und endet der zweite Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 380 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 714, der durch die zweite Erhebung 404 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 708 angegeben. Der Hub des zweiten Abschnitts 704 nimmt von der Spitze 714 bis zum Schließen des Auslassventils ab, was nahe bei 380 Kurbelwellengrad liegt.
  • Somit beinhaltet das Auslasshubprofil 700 in diesem Beispiel zwei symmetrische Spitzenauslassventilhubgrößen, die über zwei symmetrische Erhebungen des Nockens 212 erzeugt werden. Das Auslassventil schließt sich zwischen der ersten Spitze 712 und der zweiten Spitze 714 nicht vollständig. Dieses Auslassventilhubprofil 700 beinhaltet eine Mulde 713, in welcher der Auslassventilhub auf einen Wert ungleich null reduziert wird, bevor er während des Hubprofils 700 ein zweites Mal beginnt zuzunehmen.
  • Nun unter Bezugnahme auf 8 ist ein zweites Auslassventilhubprofil 800 für einen zweiten Nocken 214 gezeigt. Die vertikale Achse stellt den Auslassventilhub für einen Zylinder dar und der Auslassventilhub nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Auslassventilhub ist auf der Ebene der horizontalen Achse null. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition bezogen auf den oberen Totpunkt des Verdichtungstaktes des Zylinders dar (z. B. 0 Kurbelwellengrad). Das Auslassventilhubprofil 800 wiederholt sich alle 720 Kurbelwellengrad.
  • Das Auslassventilhubprofil 800 wird über den ersten Nocken 212 erzeugt, der zwei in Reihe angeordnete Nocken aufweist. In diesem Beispiel erzeugt die erste Erhebung 402 einen ersten Abschnitt 802 des Hubprofils, der eine erste Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 800 beinhaltet und endet der erste Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 270 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 812, der durch die erste Erhebung 402 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 806 angegeben. Der Hub des ersten Abschnitts 802 nimmt von der Spitze 812 zu der Mitte der Mulde 813 des Auslassventilhubprofils 800 ab. In diesem Beispiel wird die Nockenansteuerung so eingestellt, dass der Auslassventilhub null ist und der Mittelpunkt der Mulde 813 an der Stelle ist, an der die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes (z. B. 180 Kurbelwellengrad bis 360 Kurbelwellengrad) am größten ist (z.B. ungefähr 270 Kurbelwellengrad). Bei der Mitte der Mulde 813 kann es sich um die zentrale Kurbelwellenposition zwischen der Spitze 712 und der Spitze 814 handeln. Pfeil 810 gibt die Kurbelwellenwinkelentfernung zwischen der Spitze 712 und der Spitze 814 an. Die vertikale Linie 820 stellt den zentralen Kurbelwellenwinkel zwischen der Spitze 812 des ersten Abschnitts 802 und der Spitze 814 des zweiten Abschnitts 804 dar.
  • In diesem Beispiel erzeugt die zweite Erhebung 404 einen zweiten Abschnitt 804 des Hubprofils, der eine zweite Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 800 beinhaltet und endet der zweite Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 380 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 814, der durch die zweite Erhebung 404 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 808 angegeben. Der Hub des zweiten Abschnitts 804 nimmt von der Spitze 814 bis zum Schließen des Auslassventils ab, was nahe bei 380 Kurbelwellengrad liegt. Der maximale Auslassventilhub des zweiten Abschnitts 804 ist größer als der maximale Auslassventilhub des ersten Abschnitts 802. Des Weiteren ist die Ventilöffnungsdauer der zweiten Erhebung des Nockens (z.B. 270-370 Kurbelwellengrad) größer als die Ventilöffnungsdauer der ersten Erhebung des Nockens (z. B. 180-270 Kurbelwellengrad).
  • Somit beinhaltet das Auslasshubprofil 800 in diesem Beispiel zwei asymmetrische Spitzenauslassventilhubgrößen, die über zwei asymmetrische Erhebungen des Nockens 212 erzeugt werden. Das Auslassventil schließt sich zwischen der ersten Spitze 812 und der zweiten Spitze 814 vollständig. Dieses Auslassventilhubprofil 800 beinhaltet eine Mulde 813, in welcher der Auslassventilhub auf null reduziert wird, bevor er während des Hubprofils 800 ein zweites Mal beginnt zuzunehmen.
  • Nun unter Bezugnahme auf 9 ist ein zweites Auslassventilhubprofil 900 für einen zweiten Nocken 214 gezeigt. Die vertikale Achse stellt den Auslassventilhub für einen Zylinder dar und der Auslassventilhub nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Auslassventilhub ist auf der Ebene der horizontalen Achse null. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition bezogen auf den oberen Totpunkt des Verdichtungstaktes des Zylinders dar (z. B. 0 Kurbelwellengrad). Das Auslassventilhubprofil 900 wiederholt sich alle 720 Kurbelwellengrad.
  • Das Auslassventilhubprofil 900 wird über den ersten Nocken 212 erzeugt, der zwei in Reihe angeordnete Nocken aufweist. In diesem Beispiel erzeugt die erste Erhebung 402 einen ersten Abschnitt 902 des Hubprofils, der eine erste Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 900 beinhaltet und endet der erste Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 270 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 912, der durch die erste Erhebung 402 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 906 angegeben. Der Hub des ersten Abschnitts 902 nimmt von der Spitze 912 zu der Mitte der Mulde 913 des Auslassventilhubprofils 900 ab. In diesem Beispiel wird die Nockenansteuerung so eingestellt, dass der Auslassventilhub null ist und der Mittelpunkt der Mulde 913 an der Stelle ist, an der die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes (z. B. 180 Kurbelwellengrad bis 360 Kurbelwellengrad) am größten ist (z.B. ungefähr 270 Kurbelwellengrad). Bei der Mitte der Mulde 913 kann es sich um die zentrale Kurbelwellenposition zwischen der Spitze 912 und der Spitze 914 handeln. Pfeil 910 gibt die Kurbelwellenwinkelentfernung zwischen der Spitze 912 und der Spitze 914 an. Die vertikale Linie 920 stellt den zentralen Kurbelwellenwinkel zwischen der Spitze 912 des ersten Abschnitts 902 und der Spitze 914 des zweiten Abschnitts 904 dar.
  • In diesem Beispiel erzeugt die zweite Erhebung 404 einen zweiten Abschnitt 904 des Hubprofils, der eine zweite Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 900 beinhaltet und endet der zweite Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 380 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 814, der durch die zweite Erhebung 404 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 908 angegeben. Der Hub des zweiten Abschnitts 904 nimmt von der Spitze 914 bis zum Schließen des Auslassventils ab, was nahe bei 380 Kurbelwellengrad liegt. Der maximale Auslassventilhub des zweiten Abschnitts 904 ist größer als der maximale Auslassventilhub des ersten Abschnitts 902. Des Weiteren ist die Ventilöffnungsdauer der zweiten Erhebung des Nockens (z. B. 270-360 Kurbelwellengrad) kleiner als die Ventilöffnungsdauer der ersten Erhebung des Nockens (z. B. 160-270 Kurbelwellengrad).
  • Somit beinhaltet das Auslasshubprofil 900 in diesem Beispiel zwei asymmetrische Spitzenauslassventilhubgrößen, die über zwei asymmetrische Erhebungen des Nockens 212 erzeugt werden. Das Auslassventil schließt sich zwischen der ersten Spitze 912 und der zweiten Spitze 914 vollständig. Dieses Auslassventilhubprofil 900 beinhaltet eine Mulde 913, in welcher der Auslassventilhub auf null reduziert wird, bevor er während des Hubprofils 900 ein zweites Mal beginnt zuzunehmen.
  • Nun unter Bezugnahme auf 10 ist ein zweites Auslassventilhubprofil 10000 für einen zweiten Nocken 214 gezeigt. Die vertikale Achse stellt den Auslassventilhub für einen Zylinder dar und der Auslassventilhub nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Auslassventilhub ist auf der Ebene der horizontalen Achse null. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition relativ zum oberen Totpunkt des Verdichtungstaktes des Zylinders dar (z. B. 0 Grad Kurbelwelle). Das Auslassventilhubprofil 1000 wiederholt sich alle 720 Kurbelwellengrad.
  • Das Auslassventilhubprofil 1000 wird über den ersten Nocken 212 erzeugt, der zwei in Reihe angeordnete Nocken aufweist. In diesem Beispiel erzeugt die erste Erhebung 402 einen ersten Abschnitt 1002 des Hubprofils, der eine erste Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 1000 beinhaltet und endet der erste Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 270 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 1012, der durch die erste Erhebung 402 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 1006 angegeben. Der Hub des ersten Abschnitts 1002 nimmt von der Spitze 1012 zu der Mitte der Mulde 1013 des Auslassventilhubprofils 1000 ab. In diesem Beispiel wird die Nockenansteuerung so eingestellt, dass der Auslassventilhub ungleich null ist und der Mittelpunkt der Mulde 1013 an der Stelle ist, an der die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes (z.B. 180 Kurbelwellengrad bis 360 Kurbelwellengrad) am größten ist (z. B. ungefähr 270 Kurbelwellengrad). Bei der Mitte der Mulde 1013 kann es sich um die zentrale Kurbelwellenposition zwischen der Spitze 1012 und der Spitze 1014 handeln. Pfeil 1010 gibt die Kurbelwellenwinkelentfernung zwischen der Spitze 1012 und der Spitze 1014 an. Die vertikale Linie 1020 stellt den zentralen Kurbelwellenwinkel zwischen der Spitze 1012 des ersten Abschnitts 1002 und der Spitze 1014 des zweiten Abschnitts 1004 dar.
  • In diesem Beispiel erzeugt die zweite Erhebung 404 einen zweiten Abschnitt 1004 des Hubprofils, der eine zweite Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 1000 beinhaltet und endet der zweite Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 380 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 1014, der durch die zweite Erhebung 404 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 1008 angegeben. Der Hub des zweiten Abschnitts 1004 nimmt von der Spitze 1014 bis zum Schließen des Auslassventils ab, was nahe bei 380 Kurbelwellengrad liegt. Der maximale Auslassventilhub des zweiten Abschnitts 1004 ist größer als der maximale Auslassventilhub des ersten Abschnitts 1002.
  • Somit beinhaltet das Auslasshubprofil 1000 in diesem Beispiel zwei asymmetrische Spitzenauslassventilhubgrößen, die über zwei asymmetrische Erhebungen des Nockens 212 erzeugt werden. Das Auslassventil schließt sich zwischen der ersten Spitze 1012 und der zweiten Spitze 1014 nicht vollständig. Dieses Auslassventilhubprofil 1000 beinhaltet eine Mulde 1013, in welcher der Auslassventilhub auf einen Wert ungleich null reduziert wird, bevor er während des Hubprofils 1000 ein zweites Mal beginnt zuzunehmen.
  • Nun unter Bezugnahme auf 11 ist ein zweites Auslassventilhubprofil 1100 für einen zweiten Nocken 214 gezeigt. Die vertikale Achse stellt den Auslassventilhub für einen Zylinder dar und der Auslassventilhub nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Auslassventilhub ist auf der Ebene der horizontalen Achse null. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition bezogen auf den oberen Totpunkt des Verdichtungstaktes des Zylinders dar (z. B. 0 Kurbelwellengrad). Das Auslassventilhubprofil 1100 wiederholt sich alle 720 Kurbelwellengrad.
  • Das Auslassventilhubprofil 1100 wird über den ersten Nocken 212 erzeugt, der zwei in Reihe angeordnete Nocken aufweist. In diesem Beispiel erzeugt die erste Erhebung 402 einen ersten Abschnitt 1102 des Hubprofils, der eine erste Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 1100 beinhaltet und endet der erste Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 270 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 1112, der durch die erste Erhebung 402 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 1106 angegeben. Der Hub des ersten Abschnitts 1102 nimmt von der Spitze 1112 zu der Mitte der Mulde 1113 des Auslassventilhubprofils 1100 ab. In diesem Beispiel wird die Nockenansteuerung so eingestellt, dass der Auslassventilhub ungleich null ist und der Mittelpunkt der Mulde 1113 an der Stelle ist, an der die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes (z.B. 180 Kurbelwellengrad bis 360 Kurbelwellengrad) am größten ist (z. B. ungefähr 270 Kurbelwellengrad). Bei der Mitte der Mulde 1113 kann es sich um die zentrale Kurbelwellenposition zwischen der Spitze 1112 und der Spitze 1114 handeln. Pfeil 1110 gibt die Kurbelwellenwinkelentfernung zwischen der Spitze 1112 und der Spitze 1114 an. Die vertikale Linie 1120 stellt den zentralen Kurbelwellenwinkel zwischen der Spitze 1112 des ersten Abschnitts 1102 und der Spitze 1114 des zweiten Abschnitts 1104 dar.
  • In diesem Beispiel erzeugt die zweite Erhebung 404 einen zweiten Abschnitt 1104des Hubprofils, der eine zweite Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 1100 beinhaltet und endet der zweite Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 380 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 1114, der durch die zweite Erhebung 404 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 1108 angegeben. Der Hub des zweiten Abschnitts 1104 nimmt von der Spitze 1114 bis zum Schließen des Auslassventils ab, was nahe bei 380 Kurbelwellengrad liegt. Der maximale Auslassventilhub des zweiten Abschnitts 1104 ist größer als der maximale Auslassventilhub des ersten Abschnitts 1102.
  • Somit beinhaltet das Auslasshubprofil 1100 in diesem Beispiel zwei asymmetrische Spitzenauslassventilhubgrößen, die über zwei asymmetrische Erhebungen des Nockens 212 erzeugt werden. Das Auslassventil schließt sich zwischen der ersten Spitze 1112 und der zweiten Spitze 1114 nicht vollständig. Dieses Auslassventilhubprofil 1100 beinhaltet eine Mulde 1113, in welcher der Auslassventilhub auf einen Wert ungleich null reduziert wird, bevor er während des Hubprofils 1100 ein zweites Mal beginnt zuzunehmen.
  • Nun unter Bezugnahme auf 12 ist ein erstes Auslassventilhubprofil 1200 für einen zweiten Nocken 214 gezeigt. Die vertikale Achse stellt den Auslassventilhub für einen Zylinder dar und der Auslassventilhub nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Der Auslassventilhub ist auf der Ebene der horizontalen Achse null. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition bezogen auf den oberen Totpunkt des Verdichtungstaktes des Zylinders dar (z. B. 0 Kurbelwellengrad). Das Auslassventilhubprofil 1200 wiederholt sich alle 720 Kurbelwellengrad.
  • Das Auslassventilhubprofil 1200 wird über den ersten Nocken 212 erzeugt, der zwei in Reihe angeordnete Nocken aufweist. In diesem Beispiel erzeugt die erste Erhebung 402 einen ersten Abschnitt 1202 des Hubprofils, der eine erste Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 1200 beinhaltet und endet der erste Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 270 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 1212, der durch die erste Erhebung 1202 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 1206 angegeben. Der Hub des ersten Abschnitts 1202 nimmt von der Spitze 1212 zu der Mitte der Mulde 1213 des Auslassventilhubprofils 1200 ab. In diesem Beispiel wird die Nockenansteuerung so eingestellt, dass der Auslassventilhub null ist und der Mittelpunkt der Mulde 1213 an der Stelle ist, an der die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes (z. B. 180 Kurbelwellengrad bis 360 Kurbelwellengrad) am größten ist (z. B. ungefähr 270 Kurbelwellengrad). Bei der Mitte der Mulde 1213 kann es sich um die zentrale Kurbelwellenposition zwischen der Spitze 1212 und der Spitze 1214 handeln. Pfeil 1210 gibt die Kurbelwellenwinkelentfernung zwischen der Spitze 1212 und der Spitze 1214 an. Die vertikale Linie 1220 stellt den zentralen Kurbelwellenwinkel zwischen der Spitze 1212 des ersten Abschnitts 1202 und der Spitze 1214 des zweiten Abschnitts 1204 dar.
  • In diesem Beispiel erzeugt die zweite Erhebung 404 einen zweiten Abschnitt 1204 des Hubprofils, der eine zweite Auslassventilöffnung seit 0 Kurbelwellengrad des Auslassventilhubprofils 1200 beinhaltet und endet der zweite Abschnitt des Auslassventilprofils bei etwa 380 Kurbelwellengrad. Der maximale oder Spitzenauslassventilhub 1214, der durch die zweite Erhebung 404 erzeugt wird, wird durch die Höhe von Pfeil 1208 angegeben. Der Hub des zweiten Abschnitts 1204 nimmt von der Spitze 1214 bis zum Schließen des Auslassventils ab, was nahe bei 380 Kurbelwellengrad liegt. Das in 12 gezeigte Auslassventilhubprofil ist dem Auslassventilhubprofil ähnlich, das in 6 gezeigt ist; jedoch befindet sich das Auslassprofil 1200 für ein längeres Kurbelwellenwinkelintervall bei einem Hub von null als das Auslassventilhubprofil 600. Eine derartige Auslassventilbetätigung kann ferner Kohlenwasserstoffe zu einer Mitte eines Zylinders treiben, sodass sie eine geringere Wahrscheinlichkeit aufweisen, aus dem Zylinder ausgestoßen zu werden.
  • Somit beinhaltet das Auslasshubprofil 1200 in diesem Beispiel zwei symmetrische Spitzenauslassventilhubgrößen, die über zwei symmetrische Erhebungen des Nockens 212 erzeugt werden. Das Auslassventil schließt sich zwischen der ersten Spitze 1212 und der zweiten Spitze 1214 vollständig. Somit beinhaltet das Auslassventilhubprofil 1200 eine Mulde 1213, in welcher der Auslassventilhub auf null reduziert ist.
  • Nun unter Bezugnahme auf 3 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Motors gezeigt. Das Verfahren aus 13 kann als ausführbare Anweisungen in einem nicht flüchtigen Speicher des in 1-4 gezeigten Systems gespeichert sein. Das Verfahren aus 13 kann unter Verwendung eines der Auslassventilhubprofile durchgeführt werden, die in 6-12 gezeigt sind. Zumindest Teile des Verfahrens aus 13 können durch die hierin beschriebene Steuerung durchgeführt werden, um einen Betriebszustand eines Motors oder Motoraktors zu ändern.
  • Bei 1302 bestimmt das Verfahren 1300 Motorbetriebsbedingungen. Die Motorbetriebsbedingungen können unter anderem eine Motordrehzahl, eine Motorlast, ein Fahrerbedarfsdrehmoment, eine Motortemperatur und eine Fahrzeuggeschwindigkeit einschließen. Das Verfahren 1300 geht zu 1304 über, nachdem die Motorbetriebsbedingungen bestimmt wurden.
  • Bei 1304 beurteilt das Verfahren 1300, ob der Motor bei Kaltstartbedingungen betrieben wird. Kaltstartmotorbedingungen können unter anderem eine Motortemperatur unter einer Schwellentemperatur, eine Zeitdauer seit einem letzten Motorstart, die unter einer Schwellenzeitdauer liegt, und eine Katalysatortemperatur einschließen, die unter einer Schwellentemperatur liegt. Falls das Verfahren 1300 beurteilt, dass ein Motor bei Motorkaltstartbedingungen betrieben wird, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 1300 zu 1320 über. Anderenfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 1300 geht zu 1320 über.
  • Bei 1306 greift das Verfahren 1300 in einen Nocken ein, der zwei Erhebungen (z. B. 212) beinhaltet, die ein Auslassventil während eines Zyklus eines Motors zweimal nacheinander anheben. In einem Beispiel können die Nockenerhebungen eines der Auslassventilhubprofile bereitstellen, die in 6-12 gezeigt sind. Das Verfahren 1300 kann den Nocken derart in Eingriff nehmen, dass das Auslassventil über den eingerückten Nocken angehoben wird. Das Verfahren 1300 geht zu 1308 über.
  • Bei 1308 stellt das Verfahren 1300 eine Ansteuerung des Auslassnockens und der Nockenerhebungen derart ein, dass die Mulde, die sich zwischen den zwei Nockenerhebungen befindet, während des Ausstoßtaktes des Zylinders, bei dem die Motordrehzahl am höchsten ist, mit dem Kurbelwellenwinkel ausgerichtet ist. Durch das Ausrichten der Mulde zwischen Nockenerhebungsspitzenanhüben kann es möglich sein, eine Menge an Kohlenwasserstoffen zu reduzieren, die während des Kaltstarts des Motors aus einem Zylinder ausgestoßen werden kann. Das Verfahren 1300 geht zu 1310 über.
  • Bei 1310 erzeugt das Verfahren 1300 während eines Verdichtungstaktes des Zylinders einen Funken, sodass die verbrannten Abgase über den Motor ein Drehmoment erzeugen. Das Verfahren 1300 geht zu 1312 über.
  • Bei 1312 gibt das Verfahren 1300 gegebenenfalls während des Ausstoßtaktes des Zylinders einen Zündfunken an den Zylinder des Motors ab. Der Zündfunken kann während des Ausstoßtaktes des Zylinders abgegeben werden, wenn der Auslassventilhub kleiner als eine maximale Auslassventilhubgröße ist. Beispielsweise kann der Funken während einer Mulde zwischen Nocken eines Auslassnockens abgegeben werden. In einem Beispiel kann der Funken bei einem Kurbelwellenwinkel, bei dem sich der Zylinder, der den Zündfunken empfängt, in seinem Ausstoßtakt befindet, und bei dem Kurbelwellenwinkel während des Ausstoßtaktes erzeugt werden, bei dem die Motordrehzahl am größten ist. Durch Erzeugen eines Zündfunkens kann es möglich sein, Kohlenwasserstoffe in einem Zylinder zu verbrennen, wenn die Kohlenwasserstoffe um eine Zündkerze am meisten konzentriert sind. Auf diese Weise kann die Möglichkeit der Verbrennung der Kohlenwasserstoffe erhöht werden. Das Verfahren 1300 geht zum Ende über.
  • Bei 1320 greift das Verfahren 1300 in einen Nocken ein, der eine Erhebung (z. B. 214) beinhaltet, die ein Auslassventil während eines Zyklus eines Motors einmal anhebt. In einem Beispiel kann die Nockenerhebung das Auslassventilhubprofil bereitstellen, das in 5 gezeigt ist. Das Verfahren 1300 kann den Nocken in Eingriff nehmen, sodass das Auslassventil über den eingerückten Nocken angehoben wird. Das Verfahren 1300 geht zu 1322 über.
  • Bei 1322 stellt das Verfahren 1300 die Ansteuerung des Auslassnockens als Reaktion auf eine Motordrehzahl und -last ein. Durch Einstellen des Auslassnockens in Bezug auf die Motordrehzahl und -last kann es möglich sein, eine Motorleistung und Emissionen zu verbessern. Das Verfahren 1300 geht zu 1324 über.
  • Bei 1324 erzeugt das Verfahren 1300 während eines Verdichtungstaktes des Zylinders einen Funken, sodass die verbrannten Abgase über den Motor ein Drehmoment erzeugen. Das Verfahren 300 geht zum Ende über.
  • Auf diese Weise können Auslassnockenprofile gewechselt werden, um Motoremissionen zu verbessern. Ferner kann ein Funken während eines Ausstoßtaktes eines Zylinders erzeugt werden, um die Möglichkeit zu erhöhen, Kohlenwasserstoffe zu verbrennen, die während eines ersten Verbrennungsereignisses des Zylinders während des Zylinderzyklus unter Umständen nicht verbrannt wurden.
  • Das Verfahren aus 13 stellt ein Verfahren zum Betreiben eines Motors bereit, das Folgendes umfasst: Anheben eines Auslassventils eines Zylinders durch eine erste Nockenerhebung während eines Zyklus des Motors und Anheben des Auslassventils durch eine zweite Nockenerhebung während des Zyklus des Motors. Das Verfahren beinhaltet, dass das Auslassventil während eines Verdichtungs- oder Ausstoßtaktes des Zylinders durch die erste Nockenerhebung angehoben wird, und wobei das Auslassventil während des Ausstoßtaktes des Zylinders durch die Nockenerhebung angehoben wird. Das Verfahren beinhaltet, dass eine Größe des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung und die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird, zwischen einem Spitzenwert der ersten Nockenerhebung und einem Spitzenwert der zweiten Nockenerhebung nicht auf null reduziert wird. Das Verfahren beinhaltet, dass eine Größe des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung und die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird, zwischen einem Spitzenwert der ersten Nockenerhebung und einem Spitzenwert der zweiten Nockenerhebung auf null reduziert wird. Das Verfahren beinhaltet, dass eine Gesamtgröße des Hubs, der die durch die erste Nockenerhebung bereitgestellt wird, größer als eine Gesamtgröße des Hubs ist, der durch die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird. Das Verfahren beinhaltet, dass eine Gesamtgröße des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung bereitgestellt wird, kleiner als eine Gesamtgröße des Hubs ist, der durch die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird. Das Verfahren beinhaltet, dass eine Dauer des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung bereitgestellt wird, größer als eine Dauer des Hubs ist, der durch die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird. Das Verfahren beinhaltet, dass eine Dauer des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung bereitgestellt wird, größer als eine Dauer des Hubs ist, der durch die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird.
  • Somit stellt das Verfahren aus 13 außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Motors bereit, das Folgendes umfasst: Anheben eines Auslassventils eines Zylinders durch eine erste Nockenerhebung während eines Zyklus des Motors und Anheben des Auslassventils durch eine zweite Nockenerhebung während des Zyklus des Motors, wobei die erste Nockenerhebung und die zweite Nockenerhebung Teil einer Nockenwellenbaugruppe sind; und Einstellen einer Ansteuerung der Nockenwellenbaugruppe in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl während eines Ausstoßtaktes des Zylinders. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen der Ansteuerung der Nockenwellenbaugruppe Einstellen einer Nockenwellenposition beinhaltet, bei der die zweite Nockenerhebung beginnt, das Auslassventil bezogen auf die Kurbelwellenposition anzuheben. Das Verfahren umfasst ferner Abgeben eines Zündfunkens innerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs während eines Ausstoßtaktes des Zylinders. Das Verfahren beinhaltet, dass der vorbestimmte Kurbelwellenwinkelbereich ein Kurbelwellenwinkelbereich ist, in dem eine Drehzahl des Motors während des Ausstoßtaktes des Zylinders am größten ist. Das Verfahren beinhaltet, dass ein Gesamthub der ersten Nockenerhebung größer als ein Gesamthub der zweiten Nockenerhebung ist. Das Verfahren beinhaltet, dass eine Dauer der ersten Nockenerhebung größer als eine Dauer der zweiten Nockenerhebung ist.
  • Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Verfahren beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Beispiele nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Beispielsweise kann die vorangehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
  • 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 Ansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Motors, umfassend: Anheben eines Auslassventils eines Zylinders durch eine erste Nockenerhebung während eines Zyklus des Motors und Anheben des Auslassventils durch eine zweite Nockenerhebung während des Zyklus des Motors.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auslassventil während eines Verdichtungs- oder Ausstoßtaktes des Zylinders durch die erste Nockenerhebung angehoben wird und wobei das Auslassventil während des Ausstoßtaktes des Zylinders durch die Nockenerhebung angehoben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Größe des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung und die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird, zwischen einem Spitzenwert der ersten Nockenerhebung und einem Spitzenwert der zweiten Nockenerhebung nicht auf null reduziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Größe des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung und die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird, zwischen einem Spitzenwert der ersten Nockenerhebung und einem Spitzenwert der zweiten Nockenerhebung auf null reduziert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Gesamtgröße des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung bereitgestellt wird, größer als eine Gesamtgröße des Hubs ist, der durch die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Gesamtgröße des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung bereitgestellt wird, kleiner als eine Gesamtgröße des Hubs ist, der durch die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Dauer des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung bereitgestellt wird, größer als eine Dauer des Hubs ist, der durch die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Dauer des Hubs, der durch die erste Nockenerhebung bereitgestellt wird, kleiner als eine Dauer des Hubs ist, der durch die zweite Nockenerhebung bereitgestellt wird.
  9. Motorsystem, umfassend: eine Brennkraftmaschine, die eine Nockenwelle beinhaltet, wobei die Nockenwelle zwei Nocken beinhaltet, die konfiguriert sind, um ein Auslassventil eines Zylinders während eines Zyklus der Brennkraftmaschine seriell anzuheben; und eine Steuerung, die auf einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung dazu veranlassen, während eines Ausstoßtaktes des Zylinders innerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkels, bei dem die Motordrehzahl während des Ausstoßtaktes am höchsten ist, einen Zündfunken an den Zylinder abzugeben.
  10. Motorsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, welche die Steuerung dazu veranlassen, eine Ansteuerung der Nockenwelle bezogen auf eine Ansteuerung einer Kurbelwelle einzustellen.
  11. Motorsystem nach Anspruch 10, wobei die Ansteuerung eingestellt wird, um ein Hubprofil der Nockenwelle mit einer Motorposition in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl auszurichten.
  12. Motorsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend eine dritte Nockenerhebung, die konfiguriert ist, um das Auslassventil des Zylinders einmal pro Zyklus des Zylinders anzuheben.
  13. Motorsystem nach Anspruch 12, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, welche die Steuerung dazu veranlassen, während eines Motorkaltstarts die zwei Erhebungen in Eingriff zu nehmen und die dritte Nockenerhebung zu lösen.
  14. Motorsystem nach Anspruch 13, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, welche die Steuerung dazu veranlassen, nach dem Motorkaltstart die dritte Nockenerhebung in Eingriff zu nehmen und die zwei Erhebung zu lösen.
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