DE10306777B4

DE10306777B4 - Benutzung von luftunterstützter Direkteinspritzung, Zylinderabschaltung und Phasenlagenverstellung der Nockenwelle für ein verbessertes Anspringen des katalytischen Umformers in Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE10306777B4
Application number: DE10306777A
Authority: DE
Inventors: Alan William Romeo Hayman; Gary J. Utica Patterson
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: DE10306777A1; US6668546B2; US20030154711A1

Abstract

Einrichtung zum Steuern eines Fahrzeugmotors (12, 100), umfassend:
einen Motor (12, 100), der mehrere Zylinder (14-1, 14-2, ..., 14-n) aufweist und Abgas erzeugt,
ein luftunterstütztes Kraftstoffdirekteinspritzsystem (130), das den Zylindern (14-1, 14-2, ..., 14-n) ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zuführt,
einen katalytischen Umformer (22), der Kohlenwasserstoffemissionen von dem Abgas reduziert, nachdem der katalytische Umformer (22) eine Anspringtemperatur erreicht hat, und
ein Steuergerät (32, 38, 138, 200), das mit dem Motor (12, 100) und dem luftunterstützten Kraftstoffdirekteinspritzsystem (130) kommuniziert und mindestens einen der Zylinder (14-1, 14-2, ..., 14-n) des Motors (12, 100) abschaltet und Motorbetriebsparameter optimiert, wobei die Einlassventile (154, 156) geschlossen gehalten werden, bevor der katalytische Umformer (22) die Anspringtemperatur erreicht, um das Anspringen des katalytischen Umformers (22) zu beschleunigen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Motorsteuersysteme und insbesondere Motorsteuersysteme für Verbrennungsmotoren mit einem katalytischen Umformer.
Zum Verringern von Emissionen steuern moderne Automotoren die verbrannte Kraftstoffmenge genau. Die Motoren steuern das Luft/Kraftstoff-Gemisch, um ein optimales stöchiometrisches Verhältnis zu erzielen. Bei dem optimalen stöchiometrischen Verhältnis wird der gesamte Kraftstoff unter Verwendung des gesamten Sauerstoffes in der Luft verbrannt. Bei Verbrennungsmotoren beträgt das stöchiometrische Verhältnis ungefähr 14,7:1. Mit anderen Worten werden für jedes Kilogramm Benzin 14,7 kg Luft verbrannt. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch weicht während der Fahrt von dem optimalen stöchiometrischen Verhältnis ab. Manchmal ist das Luft/Kraftstoff-Gemisch mager (ein Luft/Kraftstoff-Gemischverhältnis, das höher als 14,7 ist), und manchmal ist das Luft/Kraftstoff-Gemisch fett (ein Luft/Kraftstoff-Gemischverhältnis, das niedriger als 14,7 ist).
Die Hauptemissionen eines Automotors sind Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf. Luft besteht zu annähernd 78% aus Stickstoff (N₂). Der größte Teil des Stickstoffes gelangt durch den Automotor hindurch. Kohlendioxid (CO₂) wird erzeugt, wenn sich Kohlenstoff in dem Kraftstoff mit dem Sauerstoff in der Luft befindet. Wasserdampf (H₂O) wird erzeugt, wenn Wasserstoff in dem Kraftstoff sich mit dem Sauerstoff in der Luft verbindet.
Da der Verbrennungsprozess niemals vollkommen ist, werden durch Automotoren auch manche zusätzliche schädliche Emissionen erzeugt. Es wird Kohlenmonoxid (CO), ein farb- und geruchsloses, giftiges Gas, erzeugt. Es werden Kohlenwasserstoffe oder flüchtige organische Verbindungen (VOCs von Volatile Organic Compounds) erzeugt, die aus verdampfendem unverbranntem Kraftstoff resultieren. Sonnenlicht bricht diese Emissionen in Form von Oxidanzien auf, die mit Stickoxiden reagieren, so dass bodennahes Ozon (O₃), eine Hauptkomponente von Smog, hervorgerufen wird. Stickoxide (NO und NO₂, die zusammen als NOx bezeichnet werden) tragen zu Smog und saurem Regen bei und rufen Irritationen der menschlichen Schleimhäute hervor. Katalytische Umformer sind derart entworfen, dass diese drei schädlichen Emissionen verringert werden.
Die meisten modernen Autos sind mit 3-Wege-Katalysatoren (katalytischen Umformern) ausgerüstet. "3-Wege" bezieht sich auf die drei schädlichen Emissionen, die katalytische Umformer zu verringern helfen, und zwar Kohlenmonoxid, VOCs und NOx. Der katalytische Umformer verwendet zwei unterschiedliche Arten von Katalysatoren, nämlich einen Reduktionskatalysator und einen Oxidationskatalysator. Beide Typen umfassen eine Keramikstruktur, die mit einem Metallkatalysator, gewöhnlich Platin, Rhodium und/oder Palladium, beschichtet ist. Der katalytische Umformer setzt den Katalysator dem Abgasstrom aus, während gleichzeitig aufgrund der hohen Kosten der Katalysatormaterialien die erforderliche Menge an Katalysator minimiert wird.
Es gibt zwei Hauptaufbauarten, die bei katalytischen Umformern verwendet werden, und zwar Bienenwaben und Keramikwülste. Die meisten Autos verwenden heutzutage eine Bienenwabenstruktur. Der Reduktionskatalysator ist die erste Stufe des katalytischen Umformers, die typischerweise Platin und Rhodium verwendet, um zu helfen, die NOx-Emissionen zu verringern. Wenn die NOx-Moleküle den Katalysator berühren, trennt der Katalysator den Stickstoff von dem Molekül, hält den Stickstoff fest und gibt den Sauerstoff in der Form von O₂ frei. Der Stickstoff verbindet sich mit anderem Stickstoff, der ebenfalls von dem Katalysator festgehalten wird, wodurch N₂ gebildet wird: 2NO = > N₂ + O₂ oder 2NO₂ = > N2 + 2O₂
Der Oxidationskatalysator ist die zweite Stufe des katalytischen Umformers, die die unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid durch Verbrennung (Oxidieren) derselben über einen Platin- und Palladiumkatalysator reduziert. Der Oxidationskatalysator lässt das CO und Kohlenwasserstoffe mit dem verbleibenden Sauerstoff in dem Abgas reagieren: 2CO + O₂ => 2CO₂
Die dritte Stufe ist ein Steuersystem, das den Abgasstrom überwacht und die Information dazu verwendet, das Kraftstoffeinspritzsystem zu steuern. Typischerweise ist ein Sauerstoffsensor zwischen dem Motor und dem katalytischen Umformer montiert. Der Sauerstoffsensor erfasst den Sauerstoff in dem Abgas. Ein Motorsteuersystem erhöht oder verringert die Menge an Sauerstoff in dem Abgas durch Einstellen des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Das Motorsteuersystem betreibt den Motor nahe bei dem optimalen stöchiometrischen Verhältnis. Das Motorsteuersystem liefert genug Sauerstoff in dem Abgas, um zuzulassen, dass der Oxidationskatalysator die unverbrannten Kohlenwasserstoffe und CO verbrennt.
Obgleich der katalytische Umformer Verschmutzung reduziert, kann er dennoch beträchtlich verbessert werden. Der katalytische Umformer muss auf eine recht hohe Temperatur erwärmt werden, bevor er arbeitet. Wenn ein Auto gestartet wird, verringert der katalytische Umformer die Verschmutzung in dem Abgas nicht, bis er eine vorbestimmte Temperatur erreicht, die auch Anspringtemperatur genannt wird.
Eine herkömmliche Lösung für die Verzögerung ist es, den katalytischen Umformer näher bei dem Motor zu platzieren. Das heiße Abgas erreicht den katalytischen Umformer rascher und erwärmt ihn schneller. Dieser Ansatz neigt dazu, die Lebensdauer des katalytischen Umformers zu verringern, indem er extrem hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Die meisten Autohersteller ordnen den katalytischen Umformer unter dem Beifahrersitz weit genug von dem Motor weg an, um die Temperatur auf so niedrigen Niveaus zu halten, dass er nicht beschädigt wird.
Ein Vorwärmen des katalytischen Umformers ist eine weitere herkömmliche Möglichkeit, um Emissionen zu verringern. Die leichteste Möglichkeit, den Umformer vorzuwärmen, ist es, elektrische Widerstandsheizungen zu verwenden. Leider liefern die elektrischen 12-Volt-Systeme bei den meisten Autos nicht genug Energie, um den katalytischen Umformer schnell genug zu erwärmen. Die meisten Fahrer werden nicht einige Minuten darauf warten, dass sich der katalytische Umformer aufwärmt, bevor sie ihren Wagen starten.
Die US 5,950,419 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Abgas. Ein Motor, der mehrere Zylinder aufeist erzeugt Abgas, wobei ein Einspritzsystem den Zylindern ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zuführt. Ein katalytischer Umformer reduziert Kohlenwasserstoffemissionen von dem Abgas. Ein Steuergerät verzögert den Zündzeitpunkt, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen und ein schnelleres Anspringen des katalytischen Umformers zu ermöglichen.
Die US 5,992 143 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschleunigen des Anspringens eines katalytischen Umformers, wobei die Zündzeit auf der Grundlage der Motorzustandssignale geändert und eine Kompensation zur Einlass- und Auslassventileinstellung addiert wird, die durch die Motorzustandssignale bestimmt wird.
Die US 6,023,929 offenbart eine Verbrennungsmotoranordnung zum Reinigen einer NO_x-Falle. Ein Abgaszündsystem erzeugt Wärme durch Verbrennung einer Luft-/Kraftstoffmischung des Abgases, wobei eine Zylindergruppe mit einer sehr fetten Mischung betrieben wird und eine andere deaktivierte Zylindergruppe weiter mit Luft versorgt wird. Damit wird die Luft-/Kraftstoffmischung des Abgases gebildet und gezündet, um die NOx-Falle schnell auf ihre Anspringtemperatur zu bringen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren vorzusehen, um ein verbessertes Anspringen eines katalytischen Umformers in Verbrennungsmotoren zu erreichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Ein Steuersystem und ein Steuerverfahren für einen Kraftfahrzeugmotor gemäß der vorliegenden Erfindung steuert einen Motor, der mehrere Zylinder umfasst und Abgas erzeugt. Ein luftunterstütztes Kraftstoffdirekteinspritzsystem führt den Zylindern ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu. Ein katalytischer Umformer verringert schädliche Emissionen von dem Abgas, nachdem der katalytische Umformer eine Anspringtemperatur erreicht hat. Ein Steuergerät steht mit dem Motor und dem luftunterstützten Kraftstoffdirekteinspritzsystem in Verbindung. Das Steuergerät schaltet mindestens einen der Zylinder des Motors ab, bevor der katalytische Umformer die Anspringtemperatur erreicht, um das Anspringen des katalytischen Umformers zu beschleunigen.
Bei einem weiteren Merkmal der Erfindung steuern das Steuersystem und das Steuerverfahren für einen Kraftfahrzeugmotor einen Motor, der mehrere Zylinder umfasst und Abgas erzeugt. Ein luftunterstütztes Kraftstoffdirekteinspritzsystem führt den Zylindern ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu. Ein katalytischer Umformer reduziert Kohlenwasserstoffemissionen von dem Abgas, nachdem er eine Anspringtemperatur erreicht hat. Ein Steuergerät modifiziert die Nockenphasenlage oder -steuerzeit, verändert das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Gemisch und verzögert den Zündwinkel, um das Anspringen des katalytischen Umformers zu beschleunigen.
Weitere Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend angegebenen detaillierten Beschreibung deutlich werden. Es ist einzusehen, dass die detaillierte Beschreibung und die besonderen Beispiele, die die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnen, lediglich zu Zwecken der Darstellung dienen und nicht dafür vorgesehen sind, den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen zeigt:
1 ein Funktionsblockdiagramm, das ein Fahrzeug mit einem Motor, einem katalytischen Umformer und einem Steuergerät darstellt, das einen oder mehrere Zylinder des Motors abschaltet, um ein frühes Anspringen des katalytischen Umformers zu fördern;
2 eine Schnittansicht eines beispielhaften Verbrennungsmotors mit luftunterstützter Direkteinspritzung (AADI von Air-Assisted Direct Injection);
3 eine Perspektivansicht von einigen der rotierenden Bauteile des AADI-Verbrennungsmotors von 2;
4 ein partielles Funktionsblockdiagramm und eine partielle Darstellung der Kraftstoff- und Luftlieferung für den AADI-Verbrennungsmotor von 2;
5 einen Zylinderkopf, der zwei Einlassventile und ein Auslassventil, ein Kraftstoffeinspritzventil und eine Zündkerze umfasst;
6 einen Luft/Kraftstoff-Kegel, der durch das Kraftstoffeinspritzventil von 5 optimal geschichtet und geformt ist;
7 das Kraftstoffeinspritzventil von 5 in weiteren Einzelheiten;
8 ein Funktionsblockdiagramm eines Steuergeräts für den AADI-Verbrennungsmotor von 2; und
9 ein Flussdiagramm, das Schritte darstellt, die von dem Steuergerät des Motors von 8 ausgeführt werden.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhafter Natur und keinesfalls dafür vorgesehen, die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Nutzungen einzuschränken.
Nach 1 umfasst ein Fahrzeug 10 einen Motor 12 mit mehreren Zylindern 14-1, 14-2, ..., 14-n. Der Motor 12 ist mit einem Getriebe 16 verbunden, das Vorderräder 17 und/oder Hinterräder 18 des Fahrzeugs 10 antreibt. Der Motor 12 ist auch mit einem Auspuffkrümmer 19 verbunden. Der Auspuffkrümmer 19 lenkt Abgas 20 von dem Motor 12 zu einem katalytischen Umformer 22. Ein Sauerstoffsensor 24 ist typischerweise zwischen dem Motor 12 und dem katalytischen Umformer 22 angeordnet. Es ist festzustellen, dass der Sauerstoffsensor 24 an anderen Stellen angeordnet und/oder weggelassen werden kann. Ein Schalldämpfer 28 ist ebenfalls unterstromig von dem katalytischen Umformer 22 angeordnet.
Ein Steuergerät 32 ist mit dem katalytischen Umformer 22, dem Motor 12 und einem oder mehreren Motorbetriebssensoren und/oder Umgebungssensoren, wie etwa einem Umgebungstemperatursensor 36, verbunden. Wie es später ausführlicher beschrieben wird, schaltet das Steuergerät 32 einen oder mehrere Zylinder 14 des Motors 12 im Leerlauf oder bei Bedingungen niedriger Last sobald wie möglich ab, nachdem der Motor 12 gestartet worden ist.
Zylinderabschaltungsverfahren sind in den U.S.-Patenten Nr. 4,249,488 von Siegla und 4,230,076 von Müller offenbart, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahe miteingeschlossen ist. Andere Verfahren sind in "Cadillac Sedan DeVille, Hold an for dear life with the worlds first variable-displacement engine", Car and Driver (April 1981); "New Mercedes revives V-8-cylinder deactivation", Peter Robinson, Ward's Engine and Vehicle Technology Update (1. Oktober 1998)" und "Reduced Fuel Consumption and Emissions Through Cylinder Deactivation", Malcolm H. Sanford, Jeffrey Allen, Roger Tudor, Dr. Gerhard Maas und Michael Maas (7. Oktober 1998) offenbart, die alle hierin durch Bezugnahme in ihrem Offenbarungsgehalt miteingeschlossen sind.
Die Arbeitszylinder 14 befinden sich auf höherer Last mit schnelleren Flammköpfen und stabilerer Verbrennung (im Vergleich damit, wenn alle Zylinder arbeiten). Das Steuergerät 32 stellt die Nockenphasenlage oder -steuerzeiten, die Luft/Kraftstoff-Gemische und den Zündwinkel für erhöhte Abgastemperaturen und ein schnelleres Anspringen des katalytischen Umformers 22 ein. Die Leerlaufdrehzahl des Motors 12 wird während der Aufwärmperiode des katalytischen Umformers 22 ebenfalls wie notwendig optimiert.
Sobald ein Anspringen des katalytischen Umformers 22 erreicht ist, schaltet der Motor 12 zurück in den Ursprungsbetrieb, der abhängig von anderen Faktoren den Betrieb unter Verwendung aller Zylinder 14 umfassen kann oder nicht. Bei sehr kalten Temperaturen (wie etwa –40°C bis 20°C) wird typischerweise ein voller Betrieb des Motors 12 (z.B. alle Zylinder) durchgeführt.
Eine Zylinderabschaltung umfasst das Ausschalten von einem oder mehreren Zylindern des Motors 12 unter Betriebsbedingungen des Leerlaufes und leichter Last. Der volle Motorbetrieb wird automatisch wiederhergestellt, wenn es zur Beschleunigung oder zum Ziehen schwerer Lasten notwendig ist. Während Betriebsbedingungen des Leerlaufs und leichter Last arbeiten die (weniger) Arbeitszylinder bei höherer Last. Unter Betriebsbedingungen des Leerlaufes und leichter Last besitzt der Motor 12 aufgrund des besseren thermischen, volumetrischen und mechanischen Wirkungsgrades eine höhere Verbrennungsstabilität und Kraftstoffwirtschaftlichkeit.
In den 2 und 3 ist ein Verbrennungsmotor 100 mit luftunterstützter Direkteinspritzung (AADI von Air-Assisted Direct Injection) dargestellt, der eine Zylinderabschaltung verwendet. Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem besonderen AADI-Motor beschrieben wird, sind andere Ausgestaltungen des AADI-Motors in Betracht zu ziehen. Ein beispielhafter AADI-Motor 100 umfasst Kolben 104, eine Kurbelwelle 106 und einen Nockenwellenantrieb 110. Der Nockenwellenantrieb 110 umfasst eine Einlassnockenwelle 114 und eine Auslassnockenwelle 116, die über einen oder mehrere Riemen 118 gedreht werden, die von der Kurbelwelle 106 angetrieben werden.
Die Nockenwellen 114 und 116 weisen Nockenkurvenprofile auf, die eine vorgeschriebene dynamische Bewegung und Steuerzeit der Einlass- und Auslassventile 120 und 122 des Motors bereitstellen. Die Einlassventile 120 und Auslassventile 122 werden von hydraulischen Stößeln (Nockenstößeln) 124 und Stößelstangen 126 betätigt. Ein Nockenphasensteller (nicht gezeigt), der an der Einlassnockenwelle 114 angebracht ist, erlaubt es, dass die Steuerzeiten der Einlassventile unabhängig von den Steuerzeiten der Kurbelwelle 106 und der Auslassnockenwelle 116 verändert werden können.
Die Nockenwellen 114 und 116 sind in einer vertikalen Ebene über der Kurbelwelle 106 und parallel zu einem Drehzentrum der Kurbelwelle 106 angeordnet. Die Einlassnockenwelle 114 befindet sich unter der Auslassnockenwelle 116 und ist annähernd in der Mitte des Motorblockes angeordnet. Die Einstellung der Phasenlage oder Steuerzeit der Einlassnocken erlaubt eine verbesserte Kontrolle über die Drehmomentkennlinien des AADI-Motors 100 bei voller Last. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein hydraulisch betätigter Nockenphasensteller vom Schaufel- oder Schiebertyp (vane type) angewandt. Die Steuerzeiten eines Einlassventilereignisses können kontinuierlich bis zu 60° verändert werden, um den volumetrischen Wirkungsgrad und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des AADI-Motors 100 zu optimieren.
In den 4 und 5 ist ein Luft/Kraftstoff-System 130 für den AADI-Motor 100 in weiteren Einzelheiten gezeigt. Das Luft/Kraftstoff-System 130 ist in Zylinderköpfen 131 integriert. Vorzugsweise weisen die Zylinderköpfe 131 drei Ventile auf. Kraftstoffeinspritzventile 132 dosieren Kraftstoff von einem Kraftstoffrohr 134 in Einspritzkammern 136. Die Kraftstoffeinspritzventile 132 kommunizieren mit Ansteuerungen oder Treibern 137 der Kraftstoffeinspritzventile, die mit einem Steuergerät 138 kommunizieren. Lufteinblasventile 140 liefern einen Schallluftstoß von einem Luftrohr 141, der den Kraftstoff vernebelt und ihn an die Brennkammern liefert. Die Lufteinblasventile 140 kommunizieren mit von dem Steuergerät 138 gesteuerten Ansteuerungen oder Treibern 142 der Lufteinblasventile.
Eine integrierte Zündkerze/Zündspule 144 ist in dem Zylinderkopf 131 in einer optimalen Position in Bezug auf die Einlassventile 120 für eine verbesserte Sprühstrahlverbrennung gepackt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zündkerze/Zündspule 144 neben den Einlassventilen 120 angeordnet, wie es in 5 gezeigt ist. Eine Drucklufteinspeisung in das Lufteinblasventil 140 ist in den Zylinderkopf 131 integriert, um die Installation, die Anschlüsse und die Packung zu vereinfachen. Ein Luftkompressor 146 führt dem Luftrohr 141, dem Zylinderkopf 131 und dann den Lufteinblasventilen 140 Luft zu. Der Luftkompressor 146 ist vorzugsweise riemen- oder kettengetrieben. Der Luftkompressor 146 liefert vorzugsweise einen Luftsystemdruck von annähernd 650 kPa. Ein Luftdrucksensor 147 erfasst den Luftdruck in dem Luftrohr 141 und ist mit dem Steuergerät 138 und/oder dem Luftkompressor 146 verbunden.
Der Zylinderkopf 131 ist eine Verbrennungssystemkonstruktion mit drei Ventilen pro Zylinder, die zwei Einlassventile 154 und 156 und ein Auslassventil 157 umfasst. Der Einlassventilstößel 124-I ist gegabelt, um zuzulassen, dass eine Nockenwellenkurve beide Ventile öffnen kann. Spieleinsteller oder Spielausgleicher (nicht gezeigt) sind in den Kipphebelenden angeordnet, um sich unabhängig an jedes Ventil anzupassen. Die Einlass- und Auslassnockenwellen 114 und 116 ermöglichen eine doppelte unabhängige Nockenwellenphasenlagenverstellung und eine zur Steifigkeit optimierte Ventiltriebgeometrie. Die dynamischen Steuerzeitabweichungen der Ventile von Bank zu Bank sind anschließend viel niedriger als bei V8-Motoren mit vier Nocken, da die ursprüngliche Steuerzeitveränderung und das Zittern der Nockenphasenlagensteuerung beide Bänke gleichermaßen beeinflusst. Die Stößelstangen 126 sind vorzugsweise relativ kurz und steif. Der Rollenstößel für den Einlassventilstößel 124-I weist einen größeren Durchmesser auf, um aufgrund der erhöhten Last, die durch den Betrieb von zwei Ventilen hervorgerufen wird, die Haltbarkeit zu verbessern.
Eine Kraftstoffpumpe 148 pumpt Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 149 durch ein Filter 150 und einen Niederdruckregler 152. Ein Kraftstofftank-Pegelstandsender 153 liefert ein Tankpegelstandsignal. Eine Niederdruck-Kraftstoffleitung 156, die typischerweise bei 400 kPa arbeitet, verbindet einen Kraftstoffausgang von dem Niederdruckregler 152 mit einem Druckregler 158 und einer Hochdruck-Kraftstoffleitung 160, die typischerweise bei 800 kPa arbeitet.
Die Einlassstößel für ausgewählte Zylinder oder alle Zylinder können ausgeschaltet werden, um die Ventile für diese Zylinder geschlossen zu halten. Das Steuersystem stellt automatisch die Kraftstoffmenge ein, die in die verbleibenden Zylinder eingespritzt wird, um das Drehmoment präzise aufrechtzuerhalten, während die abgeschalteten Zylinder der eingefangen Verbrennungsprodukte effizient komprimieren und ausdehnen. Dies kann den Kraftstoffverbrauch unter Betriebsbedingungen leichter Last um 15 bis 20 % reduzieren.
In 6 ist ein Zylinder 170 des AADI-Motors 100 gezeigt. Das Kraftstoffeinspritzventil 132 wendet AADI an, um einen stark geschichteten und präzise geformten Kegel 172 von Kraftstoff und Luft mit einer stark definierten Form zu liefern. Das Kraftstoffeinspritzventil 132 liefert ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch (mit anderen Worten größer als 14,7:1) im Durchschnitt, während es ein fettes Luft/Kraftstoff-Ge misch (mit anderen Worten weniger als 14,7:1) innerhalb des Kegels 172 liefert. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis annähernd 16:1. Jedoch beträgt das Luft/Kraftstoff-Verhältnis innerhalb des Kegels 172 10:1 bis 12:1. Außerhalb des Kegels 172 ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis typischerweise größer als 160:1 und nähert sich oft reiner Luft an. Da der Kegel 172 in direktem Kontakt mit der Zündkerze 144 steht, ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Kegel 172 fett, und der Kraftstoff ist stark geschichtet, das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet und wird vollständig verbrannt.
In 7 ist eine vereinfachte Ansicht des Kraftstoffeinspritzventils 132 gezeigt. Das Kraftstoffeinspritzventil 132 umfasst eine Hülse 180, die ein Ende, das eine Anschlagfläche 182 bereitstellt, und ein entgegengesetztes Ende 184, das eine scharfe Kante 186 bereitstellt, aufweist. Ein Solenoid 188 bewegt eine Welle 190 zwischen einer ersten und einer zweiten Position. Beispielsweise kann ein Ende der Welle 190 eine Eisenschale 192 umfassen, die mit Leitern 194 umwickelt ist. Am entgegengesetzten Ende der Welle 190 ist ein Zapfen 196 ausgebildet. Wenn die Kraftstoffeinspritzventilansteuerung 137 den Leitern 194 Strom zuführt, bewegt sich die Welle 190 nach unten gegen die Anschlagflächen 182. Zwischen dem Ende 184 und dem Zapfen 196 ist ein Spalt mit vorbestimmten Abmessungen ausgebildet. Unter Druck gesetzter Kraftstoff 198, der sich zwischen der Welle 190 und der Hülse 180 befindet, wird nach unten an den scharfen Kanten mit Schallgeschwindigkeiten vorbeigeblasen, um den Kegel 172 zu erzeugen.
In 8 ist ein Steuergerät 200 für den AADI-Motor 100 in weiteren Einzelheiten dargestellt. Das Steuergerät 200 umfasst einen Prozessor 204, einen Speicher 206 und eine Eingabe/Ausgabe-Schnitt stelle 210. Das Steuergerät 200 empfängt Motorbetriebseingänge von einem Fahrzeugdatenbus 212. Ein Zylinderbetätigungs-Steuermodul 214 steuert die Zuschaltung und Abschaltung der Zylinder des AADI-Motors 100. Ein Nockenphasenstellmodul 216 steuert die Phasenlage der Nocken des AADI-Motors 100. Ein Luft/Kraftstoff-Modul 218 steuert das den Zylindern zugeführte Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Ein Zündungssteuermodul 220 steuert den Zündzeitpunkt des AADI-Motors 100. Die I/O 210 kommuniziert auch mit einem Nockenphasensteller 222, Luft/Kraftstoff-Ansteuerungen 225 und Zündspule/Zündkerzen 228. Die Module 214–220 können als ein oder mehrere Software-Module implementiert sein, die von dem Prozessor 204 ausgeführt werden, als zweckgebundene integrierte Schaltkreise, als anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) oder auf irgendeine andere geeignete Weise. Der Speicher 206 umfasst einen Nurlesespeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Flash-Speicher oder jegliche andere geeignete elektronische Speichervorrichtung.
Die vorliegende Erfindung magert das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ab, während sie eine stabile Verbrennung bereitstellt, um eine erhöhte Abgastemperatur zu liefern und somit das Anspringen des katalytischen Umformers zu beschleunigen. Im Gegensatz dazu sind andere Kraftstoffeinspritzsysteme nicht in der Lage, eine Verbrennung bei dem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu stützen. Diese Kraftstoffeinspritzsysteme wenden typischerweise Ansätze an, die fette Luft/Kraftstoff-Gemische umfassen, die den Motorwirkungsgrad wesentlich reduzieren. Beispielsweise wird bei einer Schlitzkraftstoffeinspritzung eine Lufteinspritzreaktion dazu verwendet, das Anspringen des katalytischen Umformers zu beschleunigen. Bei diesem Kraftstoffeinspritzsystem wird ein fettes Luft/Kraftstoff-Gemisch verwendet. Überschüssiger, nicht verbrannter Kraftstoff tritt in den Auspuffkrümmer ein. Luft wird in den Auspuff krümmer eingeleitet, um den überschüssigen, nicht verbrannten Kraftstoff von dem fetten Luft/Kraftstoff-Gemisch zu verbrennen. Der gezündete Kraftstoff erwärmt den katalytischen Umformer auf die Anspringtemperatur. Sobald die Anspringtemperatur erreicht wird, wird der Kraftstoff in dem Luft/Kraftstoff-Gemisch reduziert.
Das Nockenphasenstellmodul 216 erzeugt ein Nockenphasenpositionssignal, das integrierte Kohlenwasserstoffemissionen minimiert und die Abgasenergie maximiert. Die Abgasenergie ist eine Funktion der Abgastemperatur und der Abgasströmung. Das Nockenphasenstellmodul 216 kann unter Verwendung mathematischer Funktionen, Nachschlagetabellen oder irgendeines anderen Verfahrens implementiert sein. Beispielsweise kann das Nockenphasenstellmodul 216 eine Nachschlagetabelle anwenden, auf die durch einen oder mehrere der folgenden Motorparameter zugegriffen wird: Luftdruck, Öltemperatur, Kühlmitteltemperatur und abgeschätzte Temperatur des katalytischen Umformers. Alternativ kann das Nockenphasenstellmodul eine mathematische Funktion verwenden, die die Nockenphase unter Verwendung der gleichen Parameter berechnet, oder eine auf Zeit beruhende Funktion, die auf einem oder mehreren der folgenden Parameter beruht: Kühlmitteltemperatur, Lufttemperatur und Saugzeit.
Durch Einstellen der Nockenphase können die Kohlenwasserstoffe in dem Kraftstoff zurück in den Zylinder gesogen werden. Mit anderen Worten wird die Nockenphase derart eingestellt, dass das Auslassventil zu Beginn des Einlasstaktes noch offen ist. Ein letzter Teil des Abgases in einem Verbrennungstakt besitzt typischerweise eine höhere Konzentration an Kohlenwasserstoffen. Deshalb verringert ein erneutes "Veratmen" dieser Kohlenwasserstoffe unter Verwendung der Nockenphasenlagenverstellung Kohlenwasserstoffemissionen wesentlich.
Das Luft/Kraftstoff-Modul 218 magert den Kraftstoff bis zu einer Verbrennungsstabilitätsgrenze ab. Die Verbrennungsstabilitätsgrenze ist eine Funktion des Luft/Kraftstoff-Gemisches und des Zündwinkels. Die Verbrennungsstabilitätsgrenzen für einen Motor werden typischerweise durch kontrolliertes oder gesteuertes Testen an einem Motor bestimmt. Wenn der Kraftstoff magerer wird, werden Kohlenwasserstoffemissionen reduziert. Das Luft/Kraftstoff-Modul 218 kann unter Verwendung mathematischer Funktionen, Nachschlagetabellen oder irgendeines anderen Verfahrens implementiert sein. Beispielsweise kann das Luft/Kraftstoff-Modul 218 eine Nachschlagetabelle anwenden, auf die durch einen oder mehrere der folgenden Motorparameter zugegriffen wird: Einspritzluftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Kraftstoffdruck, Drehzahl und Zylinderlast. Die Zylinderlast wird vorzugsweise unter Verwendung eines mittleren Nettodruckes abgeschätzt.
Das Zündungssteuermodul 220 verzögert die Zündung bis zur Verbrennungsstabilitätsgrenze. Das Zündungssteuermodul 220 kann unter Verwendung mathematischer Funktionen, Nachschlagetabellen oder irgendeines anderen Verfahrens implementiert sein. Beispielsweise kann das Zündungssteuermodul 220 eine Nachschlagetabelle anwenden, auf die durch einen oder mehrere der folgenden Motorparameter zugegriffen wird: Einspritzluftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Drehzahl und Zylinderlast. Die Zylinderlast wird vorzugsweise unter Verwendung des mittleren Nettodruckes abgeschätzt.
In 9 sind Schritte, die von dem Steuergerät 200 ausgeführt werden, in weiteren Einzelheiten gezeigt und allgemein mit 250 gekennzeichnet. Die Steuerung beginnt mit Schritt 252. Bei Schritt 254 bestimmt das Steuergerät 200, ob der AADI-Motor 100 gestartet hat. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 254 zurück. Sonst fährt das Steuergerät 200 mit Schritt 258 fort, bei dem zu Beginn die Voll-Zylinder-Betriebsart (alle Zylinder) in Kraftgesetzt wird. Bei Schritt 260 bestimmt das Steuergerät 200, ob die Temperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur, wie etwa 20°C, ist. Wenn dies der Fall ist, endet die Steuerung bei Schritt 264. Wenn nicht, fährt das Steuergerät 200 mit Schritt 268 fort und startet ein Zeitglied. Bei Schritt 269 stellt das Steuergerät 200 fest, ob der katalytische Umformer auf der Anspringtemperatur ist. Diese Temperaturfunktion kann durch Temperatursensoren, durch eine Borddiagnose, wie etwa OBD II, bereitgestellt werden, oder abgeschätzt werden. Wenn der katalytische Umformer nicht auf der Anspringtemperatur ist, fährt die Steuerung mit Schritt 272 fort.
Bei Schritt 272 bestimmt das Steuergerät 200, ob der Öldruck größer als ein Schwellenwert ist. Der Nockenphasensteller 222 wird vorzugsweise mit Motoröldruck betätigt. Dieser Schritt kann übersprungen werden, wenn ein anderer Antriebsmechanismus für den Nockenphasensteller angewandt wird. Bei Schritt 274 wird die Nockenphasenlage für minimale integrierte Kohlenwasserstoffemissionen und maximale Abgasenergie für die Betriebsart mit freigegebenem Zylinder, z.B. Betriebsarten mit allen (Voll-Betriebsart), der Hälfte (Halb-Betriebsart) oder einer anderen Anzahl von Zylindern (Teil-Betriebsart), wie etwa "8/6/4" modifiziert. Bei Schritt 276 wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf die Verbrennungsstabilitätsgrenze eingestellt. Dies umfasst gewöhnlich die Abmagerung des Kraftstoffes. Bei Schritt 278 wird der Zündwinkel auf die Verbrennungsstabilitätsgrenze eingestellt. Dies umfasst gewöhnlich das Verzögern des Zündfunkens, wenn in der Betriebsart mit der Hälfte der Zylinder gearbeitet wird.
Bei Schritt 282 bestimmt die Steuerung, ob der AADI-Motor 100 im Leerlauf oder bei niedriger Last arbeitet. Wenn dies der Fall ist, fährt das Steuergerät 200 mit Schritt 286 fort und bestimmt, ob das Zeitglied abgelaufen ist. Das Zeitglied wird vorzugsweise für eine erste Periode gesetzt, die 5 bis 10 Sekunden entspricht, nachdem der AADI-Motor 100 startet. Wenn das Zeitglied nicht abgelaufen ist, fährt die Steuerung mit Schritt 269 fort. Sonst fährt die Steuerung mit Schritt 290 fort, bei dem ein oder mehrere Zylinder abgeschaltet werden. Die Steuerung fährt von Schritt 290 zu Schritt 269 fort, bei dem der Betrieb für eine Arbeit mit weniger als allen Zylindern optimiert wird.
Wenn die Bedingungen von Schritt 282 nicht erfüllt sind, fährt die Steuerung mit Schritt 300 fort, bei dem das Steuergerät 200 bestimmt, ob der AADI-Motor 100 bei hoher Last arbeitet. Wenn dies der Fall ist, fährt das Steuergerät 200 mit Schritt 284 fort, bei dem alle Zylinder betätigt werden. Die Steuerung fährt von Schritt 304 zu Schritt 269 fort. Wenn der katalytische Umformer 22 seine Anspringtemperatur erreicht, wie dies bei Schritt 269 bestimmt wird, fährt das Steuergerät 200 mit Schritt 306 fort, bei dem der ursprüngliche Betrieb des AADI-Motors 100 durchgeführt wird, der die Zuschaltung von einigen oder allen Zylindern 14 umfassen kann. Die Steuerung endet bei Schritt 264.
Zusammengefasst steuert ein Fahrzeugmotor- Steuersystem einen Motor, der mehrere Zylinder umfasst und Abgas erzeugt. Ein luftunterstütztes Kraftstoffdirekteinspritzsystem führt den Zylindern ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu. Ein katalytischer Umformer reduziert schädliche Emissionen von dem Abgas, nachdem der katalytische Umformer eine Anspringtemperatur erreicht hat. Ein Steuergerät kommuniziert mit dem Motor, dem katalytischen Umformer und dem luftunterstützten Kraftstoff direkteinspritzsystem. Das Steuergerät optimiert die Nockenphasenlage, das Luft/Kraftstoff-Gemisch und den Zündwinkel für Voll- und Teil-Motorbetriebsarten. Das Steuergerät schaltet mindestens einen der Zylinder des Motors ab, bevor der katalytische Umformer die Anspringtemperatur erreicht, um das Anspringen des katalytischen Umformers zu beschleunigen.

Claims

Einrichtung zum Steuern eines Fahrzeugmotors (12, 100), umfassend: einen Motor (12, 100), der mehrere Zylinder (14-1, 14-2, ..., 14-n) aufweist und Abgas erzeugt, ein luftunterstütztes Kraftstoffdirekteinspritzsystem (130), das den Zylindern (14-1, 14-2, ..., 14-n) ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zuführt, einen katalytischen Umformer (22), der Kohlenwasserstoffemissionen von dem Abgas reduziert, nachdem der katalytische Umformer (22) eine Anspringtemperatur erreicht hat, und ein Steuergerät (32, 38, 138, 200), das mit dem Motor (12, 100) und dem luftunterstützten Kraftstoffdirekteinspritzsystem (130) kommuniziert und mindestens einen der Zylinder (14-1, 14-2, ..., 14-n) des Motors (12, 100) abschaltet und Motorbetriebsparameter optimiert, wobei die Einlassventile (154, 156) geschlossen gehalten werden, bevor der katalytische Umformer (22) die Anspringtemperatur erreicht, um das Anspringen des katalytischen Umformers (22) zu beschleunigen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) mindestens einen der Parameter modifiziert, die Nockenphasenlage, Luft/Kraftstoff-Gemisch und Zündwinkel umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) die Nockenphasenlage auf der Grundlage von integrierten Kohlenwasserstoffemissionen und/oder Abgasenergie modifiziert.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenphasenlage durch eine Nachschlagetabelle modifiziert wird, auf die unter Verwendung von mindestens einem der Parameter zugegriffen wird, die Luftdruck, Öltemperatur, Kühlmitteltemperatur und abgeschätzte Temperatur des katalytischen Umformers (22) umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenphasenlage durch eine mathematische Funktion modifiziert wird, die mit mindestens einem der Parameter in Beziehung steht, die Luftdruck, Öltemperatur, Kühlmitteltemperatur und abgeschätzte Temperatur des katalytischen Umformers (22) umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) ein durchschnittliches Luft/Kraftstoff-Gemisch abmagert, um die Kohlenwasserstoffemissionen zu reduzieren.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch durch eine Nachschlagetabelle modifiziert wird, auf die unter Verwendung von mindestens einem der Parameter zugegriffen wird, die Einspritzluftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Kraftstoffdruck, Drehzahl und Zylinderlast umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch durch eine mathematische Funktion modifiziert wird, die mit mindestens einem der Parameter in Beziehung steht, die Einspritzluftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Kraftstoffdruck, Drehzahl und Zylinderlast umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) das Luft/Kraftstoff-Gemisch auf größer als 12:1 einstellt.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) den Zündfunken verzögert, während eine stabile Verbrennung bereitgestellt wird.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) die Nockenphasenlage einstellt, um Kohlenwasserstoffemissionen erneut zu verbrennen/zu veratmen.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündwinkel durch eine Nachschlagetabelle modifiziert wird, auf die unter Verwendung von mindestens einem der Parameter zugegriffen wird, die Einspritzluftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Drehzahl und Zylinderlast umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündwinkel durch eine mathematische Funktion modifiziert wird, die mit mindestens einem der Parameter in Beziehung steht, die Einspritzluftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Drehzahl und Zylinderlast umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) den mindestens einen Zylinder nicht abschaltet, wenn eine Umgebungstemperatur unter einer ersten vorbestimmten Temperatur liegt.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) eine erste vorbestimmte Zeitdauer nach dem Start des Motors (12, 100) wartet, bevor der mindestens eine Zylinder abgeschaltet wird.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) den mindestens einen Zy linder abschaltet, wenn der Motor (12, 100) im Leerlauf oder bei niedriger Last arbeitet.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) alle Zylinder anschaltet, wenn der Motor (12, 100) bei hoher Last arbeitet.
Einrichtung zum Steuern eines Fahrzeugmotors (12, 100), umfassend: einen Motor (12, 100), der mehrere Zylinder (14-1, 14-2, ..., 14-n) aufweist und Abgas erzeugt, ein luftunterstütztes Kraftstoffdirekteinspritzsystem (130), das den Zylindern (14-1, 14-2, ..., 14-n) ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zuführt, einen katalytischen Umformer (22), der Kohlenwasserstoffemissionen von dem Abgas reduziert, nachdem der katalytische Umformer (22) eine Anspringtemperatur erreicht hat, und ein Steuergerät (32, 38, 138, 200), das mit dem Motor (12, 100) und dem luftunterstützten Kraftstoffdirekteinspritzsystem (130) kommuniziert und das mindestens einen der Zylinder (14-1, 14-2, ..., 14-n) des Motors (12, 100) abschaltet, wobei die Einlassventile (154, 156) geschlossen gehalten werden, das die Nockenphasenlage modifiziert, um die Kohlenwasserstoffemissionen erneut zu verbrennen/zu veratmen, und das ein durchschnittliches Luft/Kraftstoff-Gemisch abmagert und den Zündwinkel verzögert, um das Anspringen des katalytischen Umformers (22) zu beschleunigen.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) die Nockenphasenlage auf der Grundlage der integrierten Kohlenwasserstoffemissionen und der Abgasenergie modifiziert.
Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenphasenlage durch eine Nachschlagetabelle oder eine mathematische Funktion modifiziert wird.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch durch eine Nachschlagetabelle oder eine mathematische Funktion modifiziert wird.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündwinkel durch eine Nachschlagetabelle und/oder eine mathematische Funktion modifiziert wird.
Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (12, 100) mit den Schritten: Zuführen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches zu Zylindern (14-1, 14-2, ..., 14-n) eines Motors (12, 100), der Abgas erzeugt, unter Verwendung eines luftunterstützten Kraftstoffdirekteinspritzsystems (130), wobei dem Motor ein Steuergerät (32, 38, 138, 200) zugeordnet ist, Reduzieren von Kohlenwasserstoffemissionen von dem Abgas unter Verwendung eines katalytischen Umformers (22), nachdem der katalytische Umformer (22) eine Anspringtemperatur erreicht hat, und Abschalten mindestens eines Zylinders des Motors (12, 100), wobei die Einlassventile (154, 156) geschlossen gehalten werden, bevor der katalytische Umformer (22) die Anspringtemperatur erreicht, um das Anspringen des katalytischen Umformers (22) zu beschleunigen.
Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch: Modifizieren von zumindest einem der Parameter, die Nockenphasenlage, die Luft/Kraftstoff-Gemisch und Zündwinkel umfassen.
Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch: Modifizieren der Nockenphasenlage, um integrierte Kohlenwasserstoffemissionen zu minimieren und die Abgasenergie zu maximieren.
Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch: Modifizieren der Nockenphasenlage unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, auf die unter Verwendung von mindestens einem der Parameter zugegriffen wird, die Luftdruck, Öltemperatur, Kühlmitteltemperatur und abgeschätzte Temperatur des katalytischen Umformers (22) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch: Modifizieren der Nockenphasenlage unter Verwendung einer mathematischen Funktion, die mit mindestens einem der Parameter in Beziehung steht, die Luftdruck, Öltemperatur, Kühlmitteltempera tur und abgeschätzte Temperatur des katalytischen Umformers (22) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) ein durchschnittliches Luft/Kraftstoff-Gemisch abmagert, um die Kohlenwasserstoffemissionen zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch: Modifizieren des Luft/Kraftstoff-Gemisches unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, auf die unter Verwendung von mindestens einem der Parameter zugegriffen wird, die Luftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Kraftstoffdruck, Drehzahl und Zylinderlast umfassen.
Verfahren nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch: Modifizieren des Luft/Kraftstoff-Gemisches unter Verwendung einer mathematischen Funktion, die mit mindestens einem der Parameter in Beziehung steht, die Einspritzluftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Kraftstoffdruck, Drehzahl und Zylinderlast umfassen.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Gemisch auf größer als 12:1 einstellt.
Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch: Modifizieren des Zündwinkels unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, auf die unter Verwendung von mindestens einem der Parameter zugegriffen wird, die Luftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Drehzahl und Zylinderlast umfassen.
Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch: Modifizieren des Zündwinkels unter Verwendung einer mathematischen Funktion, die mit mindestens einem der Parameter in Beziehung steht, die Einspritzluftdruck, Lufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Drehzahl und Zylinderlast umfassen.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) den mindestens einen Zylinder nicht abschaltet, wenn eine Umgebungstemperatur unter einer ersten vorbestimmten Temperatur liegt.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) eine erste vorbestimmte Zeitdauer nach dem Start des Motors (12, 100) wartet, bevor der mindestens eine Zylinder abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) den mindestens einen Zy linder abschaltet, wenn der Motor (12, 100) im Leerlauf oder bei niedriger Last arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (32, 38, 138, 200) alle Zylinder zuschaltet, wenn der Motor (12, 100) bei hoher Last arbeitet.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugmotors (12, 100), umfassend: Zuführen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches zu Zylindern (14-1, 14-2, ..., 14-n) eines Motors (12, 100), der Abgas erzeugt, unter Verwendung eines luftunterstützten Kraftstoffdirekteinspritzsystems (130), Reduzieren von Kohlenwasserstoffemissionen von dem Abgas unter Verwendung eines katalytischen Umformers (22), nachdem der katalytische Umformer (22) eine Anspringtemperatur erreicht hat, und Abschalten mindestens eines der Zylinder (14-1, 14-2, ..., 14-n) des Motors (12, 100), wobei die Einlassventile (154, 156) geschlossen gehalten werden, Modifizieren der Nockenphasenlage des Motors (12, 100), Abmagern des durchschnittlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Motors (12, 100) und Verzögern des Zündwinkels des Motors (12, 100), um das Anspringen des katalytischen Umformers (22) zu beschleunigen.
Verfahren nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch: Modifizieren der Nockenphasenlage auf der Grundlage von integrierten Kohlenwasserstoffemissionen und Abgasenergie.
Verfahren nach Anspruch 39, gekennzeichnet durch: Modifizieren der Nockenphasenlage unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und/oder einer mathematischen Funktion.
Verfahren nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch: Modifizieren des Luft/Kraftstoff-Gemisches unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und/oder einer mathematischen Funktion.
Verfahren nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch: Einstellen der Nockenphasenlage, um die Kohlenwasserstoffemissionen erneut zu verbrennen/zu veratmen.
Verfahren nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch: Modifizieren des Zündwinkels unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und/oder einer mathematischen Funktion.