DE112008000786T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffreformierung bei Niedriglast-Betriebsbedingungen unter Verwendung einer Abgas-Wiederverdichtung in einem Motor mit homogener Kompressionszündung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffreformierung bei Niedriglast-Betriebsbedingungen unter Verwendung einer Abgas-Wiederverdichtung in einem Motor mit homogener Kompressionszündung Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der ein System für Kraftstoffdirekteinspritzung, ein Funkenzündungssystem und ein steuerbares Motorventilsystem aufweist, umfassend, dass:
der Motor in einem gesteuerten Selbstzündungsmodus betrieben wird;
ein Luft/Kraftstoffverhältnis in einem Abgaszustrom gemessen wird;
eine Einlass-Luftmassenströmung gemessen wird;
ein tatsächliches Luft/Kraftstoffverhältnis basierend auf der gemessenen Einlass-Luftmassenströmung und einer Motor-Kraftstoffzufuhr ermittelt wird;
die Größe einer Dauer einer negativen Ventilüberlappung zwischen einem Schließen eines Auslassventils und einem Öffnen eines Einlassventils basierend auf der gemessenen Einlass-Luftmassenströmung eingestellt wird; und
ein Zeitpunkt einer Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis gesteuert wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung betrifft den Betrieb und die Steuerung von Motoren mit homogener Kompressionszündung (”HCCI”-Motoren).
  • HINTERGRUND
  • Die Angaben in diesem Abschnitt liefern nur Hintergrundinformation bezogen auf die vorliegende Offenbarung und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
  • Bekannte Funkenzündungsmotoren leiten ein Kraftstoff/Luftgemisch in jeden Zylinder ein, das während eines Verdichtungstaktes verdichtet und von einer Zündkerze gezündet wird. Bekannte Verdichtungszündungsmotoren spritzen unter Druck stehenden Kraftstoff in der Nähe eines oberen Totpunkts (nachstehend ”TDC”) des Verdichtungstakts in einen Verbrennungszylinder ein, der während der Einspritzung zündet. Die Verbrennung umfasst sowohl für Benzinmotoren als auch für Dieselmotoren vorgemischte oder Diffusionsflammen, die durch die Fluidmechanik gesteuert werden.
  • Ein Motor, der für die Funkenzündung ausgebildet ist, kann angepasst werden, um unter Betriebsbedingungen mit vorbestimmter Drehzahl/Last in einem Modus mit homogener Kompressionszündung (nachstehend ”HCCI”-Modus) zu arbeiten, der auch als Verbrennung mit gesteuerter Selbstzündung bezeichnet wird. Die Verbrennung mit gesteuerter Selbstzündung umfasst einen verteilten, flammenlosen Selbstzündungs-Verbrennungsprozess, der durch die Oxidationschemie gesteuert wird. Ein Motorbetrieb in dem HCCI-Modus weist eine Einlassladung auf, die vorzugsweise zu der Schließzeit eines Einlassventils homogen bezüglich der Zusammensetzung, der Temperatur und des restlichen Abgases ist. Die Verbrennung mit gesteuerter Selbstzündung ist ein verteilter kinetisch gesteuerter Verbrennungsprozess, wobei der Motor mit einem verdünnten Kraftstoff/Luftgemisch, d. h. magerer als ein Kraftstoff/Luft-Stöchiometriepunkt, bei relativ niedrigen Spitzentemperaturen der Verbrennung arbeitet, was zu niedrigen NOx-Emissionen führt. Das homogene Kraftstoff/Luftgemisch minimiert Ereignisse mit fetten Zonen, die Rauch und Partikelemissionen bilden.
  • Wenn ein Motor in dem HCCI-Modus arbeitet, umfasst die Motorsteuerung einen Betrieb mit magerem Luft/Kraftstoffverhältnis mit weit offener Drossel, um Motor-Pumpverluste zu minimieren. Wenn der Motor in dem Verbrennungsmodus mit Funkenzündung arbeitet, umfasst die Motorsteuerung einen Betrieb mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoffverhältnis, wobei das Drosselventil über einen Bereich von Positionen von 0% bis 100% der weit offenen Position gesteuert wird, um die Einlassluftströmung zu steuern, um das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen. Es ist bekannt, dass die Verbrennung in jedem Zylinder aufgrund von Unterschieden in den individuellen Eigenschaften der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung und anderer Faktoren in einem Mehrzylinder-HCCI-Motor signifikant schwanken kann.
  • Bekannte Motor-Ventilsteuerstrategien umfassen eine Abgas-Wiederverdichtungsstrategie, um die Zylinderladungstemperatur zu steuern, indem heißes Restgas aus dem vorhergehenden Verbrennungszyklus eingefangen wird. Dies kann umfassen, dass der Schließzeitpunkt des Auslassventils vorverstellt und dementsprechend der Öffnungszeitpunkt des Einlassventils verzögert wird, vorzugsweise symmetrisch zu dem Schließzeitpunkt des Auslassventils bezogen auf den TDC des Einlasstakts, um eine Dauer einer negativen Ventilüberlappung (nachstehend ”NVO”-Dauer) zu erzeugen. Die NVO-Dauer ist als eine Kurbelwinkel-Zeitdauer zwischen dem Schließen des Auslassventils und dem Öffnen des Einlassventils definiert. Die Zusammensetzung und die Temperatur der Zylinderladung werden durch den Schließzeitpunkt des Auslassventils beeinflusst. Insbesondere können größere Mengen von heißem Restgas aus dem vorhergehenden Verbrennungszyklus mit dem vorverstellten Schließen des Auslassventils zurückgehalten werden, was die in den Zylinder eintretende Frischluftmasse verringert und zu einer erhöhten Zylinderladungstemperatur und einer niedrigeren Sauerstoffkonzentration der Zylinderladung führt.
  • Es ist bekannt, die Motor-Ventilsteuerstrategie und eine Kraftstoff-Einspritzungsstrategie zu koppeln, um die Verbrennung zu stabilisieren. Beispielsweise kann die Temperatur der Zylinderladung bei einer niedrigen Kraftstoffzufuhrrate unabhängig von der NVO-Dauer ausschließen, dass eine stabile selbstgezündete Verbrennung der Zylinderladung erreicht wird. Es ist bekannt, die Temperatur der Zylinderladung zu erhöhen, indem Kraftstoff in die Verbrennungskammer voreingespritzt wird, vorzugsweise während der NVO-Dauer. Ein Teil des voreingespritzten Kraftstoffs reformiert aufgrund des Drucks und der Temperatur während der Wiederverdichtung, gibt Wärmeenergie frei und erhöht die Temperatur der Zylinderladung, um die selbstgezündete Verbrennung der Zylinderladung zu erreichen, die durch eine nachfolgende Haupt-Kraftstoffzufuhr während des Verdichtungstakts erzeugt wird. Es ist bekannt, dass der Betrag der thermischen Kraftstoff-Selbstreformierung auf der Masse und dem Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr basiert, wobei die Kraftstoffreformierung mit einem früheren Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr und/oder einer größeren Kraftstoffmasse der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr zunimmt. Es ist bekannt, dass ein Betrag der Kraftstoffreformierung, der größer ist, als es für eine stabile Verbrennung erforderlich ist, den bremsspezifischen Kraftstoffverbrauch erhöhen kann und dass ein Betrag der Kraftstoffreformierung, der kleiner ist, als es für eine stabile Verbrennung erforderlich ist, die Verbrennungsinstabilität erhöhen kann. Die Kraftstoffreformierung kann aufgrund des Einspritzzeitpunkts, der Temperatur und des Drucks des eingefangenen Abgases sowie anderer Faktoren schwanken.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und Funkenzündung, der in einem Verbrennungsmodus mit gesteuerter Selbstzündung betriebsfähig ist, weist ein direktes Kraftstoff-Einspritzungssystem, ein Funkenzündungssystem und ein steuerbares Motorventilsystem auf. Ein Luft/Kraftstoffverhältnis in dem Abgaszustrom und eine Einlass-Luftmassenströmung werden gemessen. Ein tatsächliches Luft/Kraftstoffverhältnis wird basierend auf der Einlass-Luftmassenströmung und einer Motor-Kraftstoffzufuhr berechnet. Die Größe einer Dauer einer negativen Ventilüberlappung zwischen einem Schließen eines Auslassventils und einem Öffnen eines Einlassventils wird eingestellt, um eine bevorzugte Einlass-Luftmassenströmung basierend auf der gemessenen Luftmassenströmung zu erreichen. Ein Zeitpunkt einer Voreinsprit zungs-Kraftstoffzufuhr wird während der Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis eingestellt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, von denen:
  • 1 ein schematisches Diagramm eines Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 eine graphische Darstellung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 3 ein schematisches Blockdiagramm eines Steuerschemas gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
  • 4 eine Datengraphik gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nun auf die Zeichnungen Bezug nehmend, wobei das Gezeigte nur zu dem Zweck dient, bestimmte beispielhafte Ausführungsformen darzustellen, und nicht zu dem Zweck, selbige einzuschränken, stellt 1 einen Verbrennungsmotor 10 und ein begleitendes Steuermodul 5 (”STEUERMODUL”) schematisch dar, die gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung konstruiert wurden. Der Motor 10 ist selektiv in einem Modus mit gesteuerter Selbstzündung und einem Modus mit Funkenzündung betriebsfähig. Der Motor 10 umfasst einen Mehrzylinder-Viertaktverbrennungsmotor mit Direkteinspritzung, der sich hin und her bewegende Kolben 14 aufweist, die in Zylindern 15 verschieblich bewegbar sind, die Verbrennungskammern 16 mit variablem Volumen definieren. Jeder Kolben 14 ist mit einer rotierenden Kurbelwelle 12 verbunden, durch die ein linearer Hub des sich hin und her bewegenden Kolbens in eine Drehbewegung übersetzt wird. Ein einzelner der Zylinder 15 ist in 1 gezeigt.
  • Ein Lufteinlasssystem lenkt Einlassluft zu einem Einlasskrümmer 29, der die Luft in einen Einlassdurchgang zu jeder Verbrennungskammer 16 leitet und verteilt. Das Lufteinlasssystem umfasst ein Luftströmungs-Kanalsystem und Einrichtungen, um die Luftströmung zu überwachen und zu steuern. Die Einrichtungen umfassen vorzugsweise einen Luftmassenströmungssensor 32, um die Luftmassenströmung und die Einlasslufttemperatur zu überwachen. Ein Drosselventil 34, das vorzugsweise eine elektronisch gesteuerte Einrichtung umfasst, steuert die Luftströmung zu dem Motor 10 in Ansprechen auf ein Steuersignal (”ETC”) von dem Steuermodul 5. Ein Drucksensor 36 ist ausgebildet, um den Krümmerabsolutdruck in dem Einlasskrümmer 29 zu überwachen. Ein äußerer Strömungsdurchgang (nicht gezeigt) leitet Abgase aus einem Auslasskrümmer 39 zu dem Einlasskrümmer 29 zurück, was durch ein Abgasrückführungs-Steuerventil (nachstehend ”AGR”-Steuerventil) 38 gesteuert wird. Das Steuermodul 5 steuert die Massenströmung des Abgases zu dem Motorlufteinlass, indem das Öffnen des AGR-Steuerventils 38 gesteuert wird.
  • Ein oder mehrere Einlassventil(e) 20 steuern die Luftströmung aus dem Einlassdurchgang in die Verbrennungskammer 16. Ein oder mehrere Auslassventil(e) 18 steuern die Abgasströmung aus der Verbrennungskammer 16 zu dem Auslasskrümmer 39. Das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile 20 und 18 wird vorzugsweise mit einer doppelten Nockenwelle gesteuert (wie dargestellt), deren Drehungen mit der Drehung der Kurbelwelle 12 verknüpft und indiziert sind. Eine Einrichtung 22 umfasst vorzugsweise einen steuerbaren Mechanismus, der dazu dient, einen Ventilhub (”VLC”) und eine Nockenphaseneinstellung (”VCP”) des/der Einlassventil(e) 20 für jeden Zylinder 15 in Ansprechen auf ein Steuersignal (”EINLASS”) von dem Steuermodul 5 variabel zu steuern. Eine Einrichtung 24 umfasst vorzugsweise einen steuerbaren Mechanismus, der dazu dient, den Ventilhub (”VLC”) und die Nockenphaseneinstellung (”VCP”) des/der Auslassventil(e) 18 für jeden Zylinder 15 in Ansprechen auf ein Steuersignal (”AUSLASS”) von dem Steuermodul 5 variabel zu steuern. Die Einrichtungen 22 und 24 umfassen jeweils vorzugsweise einen steuerbaren zweistufigen Ventilhubmechanismus, der dazu dient, das Ausmaß des Ventilhubs oder des Öffnens auf eine von zwei diskreten Stufen zu steuern, z. B. eine Ventilöffnungsposition mit niedrigem Hub (ungefähr 4–6 mm) für einen Betrieb mit niedriger Drehzahl und niedriger Last und eine Ventilöffnungsposition mit hohem Hub (ungefähr 8–10 mm) für einen Betrieb mit hoher Drehzahl und hoher Last. Die Einrichtungen 22 und 24 umfassen Mechanismen für eine variable Nockenphaseneinstellung, um die Phaseneinstellung (d. h. den relativen Zeitpunkt) des Öffnens und Schließens des/der Einlassventil(e) 20 bzw. des/der Auslassventil(e) 18 zu steuern. Die Mechanismen für die variable Nockenphaseneinstellung verschieben die Ventilöffnungszeit relativ zu Positionen der Kurbelwelle 12 und des Kolbens 14, was als Phaseneinstellung bezeichnet wird. Das bevorzugte VCP-System kann einen Einflussbereich auf die Phaseneinstellung von 60°–90° der Kurbeldrehung aufweisen, wodurch zugelassen wird, dass das Steuermodul 5 das Öffnen und Schließen der Einlassventile 20 und der Auslassventile 18 relativ zu der Position des Kolbens 14 nach früh oder nach spät verstellt. Der Einflussbereich auf die Phaseneinstellung wird durch die Einrichtungen 22 und 24 definiert und begrenzt. Die Einrichtungen 22 und 24 weisen Nockenwellen-Positionssensoren auf (nicht gezeigt), um Drehpositionen der Einlass- und der Auslassnockenwellen (nicht gezeigt) zu ermitteln. Die Einrichtungen 22 und 24 werden unter Verwendung einer elektrohydraulischen, hydraulischen oder elektrischen Steuerkraft betätigt, die durch das Steuermodul 5 gesteuert wird. Die Einrichtungen 22 und 24 und das/die Einlass/Auslassventil(e) 18 und 20 sind Elemente, die in einem steuerbaren Motorventilsystem umfasst sind.
  • Die Einrichtungen 22 und 24 können gesteuert werden, um eine Dauer einer negativen Ventilüberlappung zu erreichen, indem die Phaseneinstellungen und/oder die Größen des Hubs entweder für eines oder beide der Einlass- und Auslassventile 20 und 18 gesteuert werden. Die Dauer der negativen Ventilüberlappung wird erreicht, indem die Phaseneinstellung des Auslassventils 18 nach früh und dementsprechend die Phaseneinstellung des Einlassventils 20 nach spät verstellt werden. Die Dauer der negativen Ventilüberlappung wird an dem Ende des Auslasstakts und dem Anfang des folgenden Einlasstakts erzeugt, währenddessen sowohl das Einlassventil 20 als auch das Auslassventil 18 des Zylinders 15 geschlossen sind. Kraftstoff wird in die Verbrennungskammer 16 während jeder Dauer der negativen Ventilüberlappung zur Reformierung voreingespritzt. Der Anteil des voreingespritzten Kraftstoffs, der reformiert wird, ist steuerbar, indem der Zeitpunkt und die Masse der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr eingestellt werden. Die Kraftstoffreformierung kann erhöht werden, indem der Kurbelwinkel-Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr nach früh verstellt wird und/oder indem die Masse der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr erhöht wird. Auf ähnliche Weise kann die Kraftstoffreformierung verringert werden, indem der Kurbelwinkel- Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr nach spät verstellt wird und/oder indem die Masse der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr verringert wird.
  • Ein Kraftstoff-Einspritzsystem umfasst mehrere Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen 28, um eine Kraftstoffmasse in Ansprechen auf ein oder mehrere Steuersignale (”INJ_PW”) von dem Steuermodul 5 in jede Verbrennungskammer 16 direkt einzuspritzen. Die Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen 28 werden von einem Kraftstoffverteilsystem (nicht gezeigt) mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgt. Kraftstoff kann während eines einzelnen Kraftstoffzufuhrereignisses für jeden Zylinder 15 für jeden Verbrennungszyklus eingespritzt werden. Während des Betriebs in dem gesteuerten Selbstzündungsmodus kann es mehrere Kraftstoffzufuhrereignisse für jeden Zylinder 15 für jeden Verbrennungszyklus geben, einschließlich einer Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während einer Dauer der negativen Ventilüberlappung des Verbrennungszyklus und einer Haupt-Kraftstoffzufuhr, die vorzugsweise während des Verdichtungstakts ausgelöst wird. Das/die Steuersignal(e) von dem Steuermodul 5 besteht bzw. bestehen aus dem Kurbelwinkel-Zeitpunkt für den Start der Kraftstoffeinspritzung und der Zeitdauer der Einspritzungspulsweite. Der Zeitpunkt für den Start jedes Kraftstoff-Einspritzungsereignisses wird bezüglich des Kurbelwinkels definiert, der die Position des Kolbens 14 in dem Zylinder 15 definiert, und die Pulsweitendauer wird definiert, um eine vorbestimmte Kraftstoffmasse aus der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 28 in den Zylinder 15 einzuspritzen.
  • Ein Funkenzündungssystem liefert Funkenenergie an eine Zündkerze 26, um Zylinderladungen in jeder Verbrennungskammer 16 in Ansprechen auf ein Steuersignal (”IGN”) von dem Steuermodul 5 zu zünden oder bei dem Zünden zu unterstützen. Die Zündkerze 26 verbessert unter be stimmten Bedingungen die Steuerung der Verbrennungsphaseneinstellung in jedem Zylinder 15 des Motors 10, beispielsweise während eines Kaltstarts und in der Nähe einer Niedriglast-Betriebsgrenze.
  • Detektionseinrichtungen überwachen den Motorbetrieb, einschließlich eines Kurbelsensors 42, der dazu dient, die Kurbelwellen-Drehposition zu überwachen, d. h. Kurbelwinkel und Drehzahl, eines Sensors 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich, der ausgebildet ist, um das Luft/Kraftstoffverhältnis in dem Abgaszustrom zu überwachen, und eines Verbrennungssensors 30, der ausgebildet ist, um die Verbrennung in dem Zylinder während des laufenden Betriebs des Motors 10 in Echtzeit zu überwachen. Der Verbrennungssensor 30 umfasst eine Sensoreinrichtung, die dazu dient, einen Zustand eines Verbrennungsparameters zu überwachen, und ist als ein Zylinderdrucksensor dargestellt, der zum Überwachen des Verbrennungsdrucks in dem Zylinder dient. Die Ausgaben des Verbrennungssensors 30 und des Kurbelsensors 42 werden durch das Steuermodul 5 überwacht, welches die Verbrennungsphaseneinstellung ermittelt, d. h. das Timing des Verbrennungsdrucks relativ zu dem Kurbelwinkel der Kurbelwelle 12 und die Position des Kolbens 14 für jeden Zylinder 15 für jeden Verbrennungszyklus. Der Verbrennungssensor 30 kann ebenso durch das Steuermodul 5 überwacht werden, um einen mittleren Effektivdruck (nachstehend ”IMEP”) für jeden Zylinder 15 für jeden Verbrennungszyklus zu ermitteln. Alternativ können andere Detektionssysteme verwendet werden, um Verbrennungsparameter in dem Zylinder in Echtzeit zu überwachen, die in eine Verbrennungsphaseneinstellung übersetzt werden können, z. B. Zündungssysteme mit Ionendetektion und nicht eingreifende Zylinderdruck-Überwachungssysteme.
  • Während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit gesteuerter Selbstzündung arbeitet der Motor 10 ungedrosselt mit Benzin oder ähnlichen Kraftstoffmischungen über einen erweiterten Bereich von Motordrehzahlen und -lasten. Der Motor 10 arbeitet in dem Verbrennungsmodus mit Funkenzündung mit einem gesteuerten Drosselbetrieb unter Bedingungen, die dem Betrieb in dem Verbrennungsmodus mit gesteuerter Selbstzündung nicht förderlich sind, und um eine Motorleistung zum Erfüllen einer Drehmomentanforderung eines Betreibers zu erreichen. Weithin verfügbare Sorten von Benzin und leichten Ethanolmischungen mit diesem sind bevorzugte Kraftstoffe; es können jedoch auch alternative flüssige und gasförmige Kraftstoffe, wie z. B. höhere Ethanolmischungen (z. B. E80, E85), reines Ethanol (E99), reines Methanol (M100), Erdgas, Wasserstoff, Biogas, verschiedene Reformate, Synthesegase und andere, bei der Implementierung der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
  • Das Steuermodul 5 umfasst vorzugsweise einen Allzweck-Digitalcomputer, der im Wesentlichen einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit, Speichermedien, die einen nicht flüchtigen Speicher einschließlich eines Festwertspeichers (ROM) und eines elektrisch programmierbaren Festwertspeichers (EPROM) umfassen, einen Arbeitsspeicher (RAM), einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Schaltungen zur Analog-Digital-Umsetzung und zur Digital-Analog-Umsetzung und Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Einrichtungen sowie geeignete Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen umfasst. Das Steuermodul 5 weist einen Satz von Steueralgorithmen auf, die residente Programmanweisungen und Kalibrierungen umfassen, die in dem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind und ausgeführt werden, um die jeweiligen Funktionen jedes Computers zu schaffen. Die Algorithmen werden während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt, so dass jeder Algorithmus mindestens einmal pro Schleifenzyklus ausgeführt wird. Die Algorithmen werden von der zentralen Verarbeitungseinheit ausgeführt, um Eingaben von den zuvor erwähnten Detektionseinrichtungen zu überwachen sowie Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb der Aktuatoren unter Verwendung voreingestellter Kalibrierungen zu steuern. Die Schleifenzyklen werden während des laufenden Motor- und Fahrzeugbetriebs in regelmäßigen Intervallen ausgeführt, beispielsweise jede 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden. Alternativ können die Algorithmen in Ansprechen auf ein Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
  • 2 stellt schematisch bevorzugte Betriebsbereiche für den beispielhaften Motor 10 in den Verbrennungsmoden mit Funkenzündung und mit gesteuerter Selbstzündung dar, basierend auf Zuständen von Motorparametern, die bei dieser Ausführungsform die Drehzahl (”RPM”) und die Last (”LAST”) umfassen, die von Motorparametern einschließlich der Motor-Kraftstoffströmung und des Drucks in dem Einlasskrümmer 29 ableitbar sind. Die Motor-Verbrennungsmoden umfassen vorzugsweise einen Modus mit sprühungsgeführter Funkenzündung (”SI-SG”), einen Modus mit gesteuerter Selbstzündung bei einzelner Einspritzung (”HCCI-SI”) und einen Modus mit gesteuerter Selbstzündung bei doppelter Einspritzung (”HCCI-DI”) sowie einen Modus mit homogener Funkenzündung (”SI-H”). Ein bevorzugter Drehzahl- und Last-Betriebsbereich für jeden der Verbrennungsmoden basiert auf Motor-Betriebsparametern, einschließlich der Verbrennungsstabilität, des Kraftstoffverbrauchs, der Emissionen, der Motordrehmomentabgabe und anderer. Begrenzungen, welche die bevorzugten Drehzahl- und Lastbetriebsbereiche definieren, um den Betrieb in den zuvor erwähnten Verbrennungsmoden abzugrenzen, werden vorzugsweise vorkalibriert und in dem Steuermodul 5 gespeichert.
  • 3 zeigt ein Steuerschema, das in dem Steuermodul 5 ausgeführt wird, um den Motor 10 in dem Verbrennungsmodus mit gesteuerter Selbstzündung zu betreiben. Motorbetriebsbedingungen, Umgebungsbedingungen und die Betreiber-Drehmomentanforderung werden überwacht.
  • Das Steuermodul 5 ermittelt einen bevorzugten Motorbetriebspunkt basierend auf der Betreiber-Drehmomentanforderung und den Motorbetriebsbedingungen sowie den Umgebungsbedingungen, die bezüglich der Motordrehzahl und -last beschrieben werden. Das Steuermodul 5 ermittelt eine Gesamt-Kraftstoffzufuhrmasse, einen bevorzugten Einstellpunkt für das Luft/Kraftstoffverhältnis (”AFR_PRF”) und einen bevorzugten Einstellpunkt für die Luftmassenströmung (”MAF_PRF”) basierend auf den Motorbetriebsbedingungen und den Umgebungsbedingungen, um den bevorzugten Motorbetriebspunkt zu erreichen. Die Motorbetriebsbedingungen, die Umgebungsbedingungen und der bevorzugte Motorbetriebspunkt werden in einem Optimalwert- bzw. Feedforward-Controller 110 eingegeben, der Steuerzustände ermittelt, einschließlich des Funkenzündungszeitpunkts (”IGN”), des Zeitpunkts für die Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr (”INJ_1_CA”) und der Pulsweite der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr (”INJ_1_PW”) sowie des Zeitpunkts der Haupt-Kraftstoffzufuhr (”INJ_2_CA”) und der Pulsweite der Haupt-Kraftstoffzufuhr (”INJ_2_PW”) sowie beliebiger nachfolgender Kraftstoff-Einspritzungsereignisse (nicht gezeigt), die an den Motor 10 ausgegeben werden, um dessen Steuerung während jedes Verbrennungszyklus zu beeinflussen. Der Optimalwert-Controller 110 ermittelt auch eine bevorzugte Dauer der negativen Ventilüberlappung (”NVO”) für die Einlass- und Auslassventile 20 und 18 und entsprechende Steuerzustände für die Einrichtungen 22 und 24, um die bevorzugte Dauer der negativen Ventilüberlappung zu erreichen. Andere Motorbetriebszustände werden gesteuert, einschließlich z. B. einer AGR-Strömung.
  • Das Steuermodul 5 überwacht den Betrieb des Motors 10, einschließlich eines Messens einer Einlass-Luftmassenströmung (”MAF”) des Motors mit dem Luftmassenströmungssensor 32 und eines Messens des Luft/Kraftstoffverhältnisses (”AFR”) des Abgases mit dem Sensor 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich. Ein tatsächliches Luft/Kraftstoffverhältnis wird berechnet, das ein mathematisches Verhältnis umfasst, das aus der Einlass-Luftmassenströmung dividiert durch die Gesamt-Kraftstoffzufuhr des Motors besteht. Eine Differenz zwischen dem bevorzugten Einstellpunkt des Luft/Kraftstoffverhältnisses und dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis des Abgases wird ermittelt, und eine Differenz zwischen dem bevorzugten Einstellpunkt der Luftmassenströmung und der gemessenen Luftmassenströmung wird ermittelt, und die Differenzen werden in einen Rückkopplungs-Controller 120 eingegeben. Der Rückkopplungs-Controller 120 ermittelt eine Anpassung für die Dauer der negativen Ventilüberlappung (”NVO_ADJ”) und eine Anpassung für den Kurbelwinkel-Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr (”CA_ADJ”), die mit der Dauer der negativen Ventilüberlappung (”NVO”) und dem Kurbelwinkel-Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr (”INJ_1_CA”) kombiniert werden, um den Betrieb des Motors 10 zu steuern. Vorzugsweise wird das Steuerschema als ein oder mehrere Algorithmen in dem Steuermodul 5 ausgeführt.
  • Der beispielhafte Sensor 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich erzeugt ein Ausgangssignal mit Eigenschaften, die zur Steuerung des Motors 10 verwendbar sind. Das Ausgangssignal des Sensors 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich umfasst einen elektrischen Pumpstrom IP, der gemäß Gleichung 1 als eine Summe aus zwei Stromkomponenten wie folgt ausdrückbar ist: Ip = Ipl + Ipr; (1)wobei Ipl einen positiven Strom umfasst, der einem Sauerstoff-Partialdruck des in dem Abgas entspricht, und Ipr einen negativen Strom umfasst, der Wasserstoff- und Kohlenmonoxid-Partialdrücken in dem Abgas entspricht.
  • Wenn der Motor 10 in einem Verbrennungsmodus ohne Kraftstoffreformierung und eine Dauer einer negativen Ventilüberlappung betrieben wird, kann der negative Strom Ipr in einer mageren Abgasumgebung ignoriert werden, da die Wasserstoff- und die Kohlenmonoxid-Konzentration in dem Abgaszustrom nicht signifikant sind. Auf ähnliche Weise ist der Pumpstrom Ip in einer fetten Abgasumgebung dem negativen Strom Ipr ungefähr gleich, da die Sauerstoffkonzentration in dem Abgaszustrom vernachlässigbar sein kann. Die Ströme Ipl und Ipr sind der Sauerstoffmenge in dem Abgaszustrom proportional, und sie sind der Sauerstoffmenge proportional, die für eine vollständige Verbrennungsreaktion des verbrennbaren Gases in dem Abgaszustrom erforderlich ist, wie durch die folgenden Formeln von Gleichung 2 gezeigt wird: CO + 1 / 2O2 = CO2 H2 + 1 / 2O2 = H2O (2)
  • Folglich entspricht der Pumpstrom Ip dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis in dem Abgaszustrom ohne Kraftstoffreformierung. Die Änderungsrate des positiven Stroms Ipl aufgrund der Änderung der Sauerstoffkonzentration und die Änderungsrate des negativen Stroms Ipr aufgrund der Änderung des verbrennbaren Gases sind jedoch nicht gleich. Die Empfindlichkeit des positiven Stroms Ipl ist bei einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis oder in dessen Nähe ungefähr vier Mal geringer als diejenige des negativen Stroms Ipr. Dies liegt daran, dass sich die Diffusionsraten von Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Sauerstoff in dem Sensor 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich unterscheiden. Beispielsweise besitzen Kohlenmonoxidmoleküle eine ähnliche Masse wie Sauerstoffmoleküle, d. h. beide diffundieren ungefähr mit der gleichen Rate durch die poröse Schicht des Sensors 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich, wohingegen Wasserstoff aufgrund der kleineren Molekülmasse mit einer höheren Rate als Sauerstoff diffundiert. Wenn daher verbrennbare Gase, wie beispielsweise Kohlenmonoxid und Wasserstoff, in einem mageren Abgaszustrom existieren, ist wegen der Kohlenmonoxid- und Wasserstoffkonzentrationen in der porösen Schicht ein Überschuss an Sauerstoff erforderlich, um den negativen Strom Ipr zu kompensieren, was zu einem geringeren Pumpstrom Ip führt, als er ohne verbrennbares Gas auftritt. Der magere Abgaszustrom ist derart definiert, dass er aufgrund der höheren Diffusionsrate von Wasserstoff mehr Sauerstoffmasse aufweist, als notwendig ist, um eine Verbrennungsreaktion des verbrennbaren Gases gemäß Gleichung 2 zu vollenden. Daher ist das gemessene Luft/Kraftstoffverhältnis von dem Sensor 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich geringer als das tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis in dem Abgaszustrom, und die Größe eines Fehlers des Luft/Kraftstoffverhältnisses, d. h. eine Differenz zwischen dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis und dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis ist der Kohlenmonoxid- und Wasserstoffkonzentration proportional. Während des Betriebs wird der Motor 10 durch das Steuermodul 5 mittels der Ausführung eines algorithmischen Codes gesteuert, um die Kraftstoffreformierung basierend auf der gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnisausgabe von dem Sensor 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich zu steuern.
  • Die Reformierung des eingespritzten Kraftstoffs erzeugt signifikante Konzentrationen von Wasserstoff und Kohlendioxid in dem Zylinder aufgrund der hohen Temperatur des Haupt-Verbrennungsereignisses, das der Kraftstoffreformierung folgt, die gemäß Gleichung 3 wie folgt beschrieben wird: CnHm + xO2 + (2n – 2x)H2O ↔ nCO2 +(2n – 2x + m / 2)H2 (3)wobei n, m und x durch die Molekularstruktur des eingespritzten Kraftstoffs und die Sauerstoffkonzentration definiert werden.
  • 4 stellt experimentelle Daten des Betriebs eines Motors dar, der gemäß dem Motor 10 und dem Steuersystem konstruiert ist, die hierin oben beschrieben sind. Der Motor 10 wurde mit einem Variieren des Kurbelwinkel-Zeitpunkts der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr über einen Bereich von Motor-Kurbelwinkeln betrieben. Die Ergebnisse zeigen die Differenzen zwischen der gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnisausgabe von dem Sensor 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich (”A/F(M)”) und einem kohlenstoffbasierten Luft/Kraftstoffverhältnis (”A/F(A)”), das mit einem Emissions-Prüfstand gemessen wurde, und die Verbrennungs-Phaseneinstellung, die durch eine Kurbelwinkelposition angegeben wird, bei der 50% der Kraftstoffmasse verbrannt sind (”CA50(Grad vor TDC)”), aufgetragen über einem Bereich von Zeitpunkten der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr, die in der Form von Kurbelwinkelgraden vor dem oberen Totpunkt gemessen wurden (”Einspritzungszeitpunkt in Grad vor TDC”). Das kohlenstoffbasierte Luft/Kraftstoffverhältnis (”A/F(A)”), das mit dem Emissions-Prüfstand gemessen wurde, repräsentiert das tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis, das oben als das mathematische Verhältnis beschrieben wurde, das berechnet wird, indem die Einlass-Luftmassenströmung durch die Gesamt-Kraftstoffzufuhr des Motors dividiert wird, die von dem Steuermodul 5 ermittelt wird.
  • Die Ergebnisse zeigen, dass, wenn der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr verzögert oder nach spät verstellt wird, die Verbrennungs-Phaseneinstellung nach früh verschoben wird und die Differenz des Luft/Kraftstoffverhältnisses (”A/F(A) – A/F(M)”) mit einer Zunahme in dem Betrag der Kraftstoffreformierung größer wird. Folglich kann der Betrag der Kraftstoffreformierung basierend auf einer Differenz zwischen dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis und dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis ermittelt werden.
  • Der Betrag der Kraftstoffreformierung kann daher gesteuert werden, indem die gemessene Luft/Kraftstoffverhältnisausgabe von dem Sensor 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich und das tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis gesteuert werden. Das tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis kann gesteuert werden, indem die Gesamt-Kraftstoffzufuhr zu dem Motor und der Öffnungs- und Schließzeitpunkt der Einlass- und Auslassventile 20 und 18 gesteuert werden, um die Luftmassenströmung in den Motor zu steuern.
  • Das in 3 dargestellte Steuerschema zeigt, dass die Luftmassenströmung an dem Luftmassenströmungssensor 32 gemessen wird und die Gesamt-Kraftstoffmasse, die in jede Verbrennungskammer 16 eingespritzt wird und aus der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr und der Haupteinspritzungs-Kraftstoffzufuhr besteht, gesteuert wird. Das Steuerschema arbeitet, um die NVO zur Steuerung der Luftströmung zu steuern, um das bevorzugte tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis für die Gesamt-Kraftstoffmasse zu erreichen. Gleichzeitig wird das gemessene Luft/Kraftstoffverhältnis basierend auf der Signalausgabe des Sensors 40 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich auf das bevorzugte gemessene Luft/Kraftstoffverhältnis gesteuert, vorzugsweise indem die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 28 gesteuert wird, um den Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr zur Anpassung der Kraftstoffreformierung einzustellen. Das bevorzugte gemessene Luft/Kraftstoffverhältnis ist geringer als das bevorzugte tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis. Das tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis ist der Einlassluftströmung proportional. Das gemessene Luft/Kraftstoffverhältnis ist umgekehrt proportional zu dem tatsächlichen Betrag der Kraftstoffreformierung. Daher werden das tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis und das gemessene Luft/Kraftstoffverhältnis unabhängig gesteuert. Der Rückkopplungs-Controller 120 ist unter Verwendung von Mehrfacheingabe-, Mehrfachausgabe-Steuertechniken ausgestaltet, welche die Anpassung für die Dauer der negativen Ventilüberlappung (”NVO_ADJ”) und die Anpassung für den Kurbelwinkel der Voreinspritzung (”CA_ADJ”) ermitteln.
  • Das Steuermodul 5 steuert den Betrieb des Verbrennungsmotors 10 in dem Modus mit gesteuerter Selbstzündung basierend auf Drehzahl- und Last-Betriebsbedingungen des Motors, die unter Bezugnahme auf 2 beschrieben sind. Der Modus mit gesteuerter Selbstzündung umfasst vorzugsweise, dass der Motor 10 derart betrieben wird, dass dem Drosselventil 34 befohlen wird, weit offen zu sein. Der Zeitpunkt und die Masse der Kraftstoffeinspritzung werden berechnet und ausgeführt, um eine homogene Kraftstoff/Luftladung in jeder Verbrennungskammer 16 zu erzeugen, die einen Drehzahl/Lastbetriebspunkt des Motors erreicht, um Motor- und Betreiberforderungen zu erfüllen. Das Steuerverfahren wird auf einen ausführbaren algorithmischen Code reduziert, der in dem Steuermodul 5 gespeichert ist.
  • Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und deren Modifikationen beschrieben. Weitere Modifikationen und Veränderungen können Anderen während des Lesens und Verstehens der Beschreibung auffallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die spezielle(n) Ausführungsform(en) eingeschränkt ist, die als die beste Weise offenbart wird bzw. werden, die für die Ausführung dieser Offenbarung in Erwägung gezogen wird, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungs formen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
  • Zusammenfassung
  • Ein Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und Funkenzündung, der in einem Verbrennungsmodus mit gesteuerter Selbstzündung betriebsfähig ist, weist ein System für Kraftstoffdirekteinspritzung, ein Funkenzündungssystem und ein steuerbares Motorventilsystem auf. Ein Luft/Kraftstoffverhältnis in dem Abgaszustrom und eine Einlass-Luftmassenströmung werden gemessen, und ein tatsächliches Luft/Kraftstoffverhältnis wird basierend auf der Einlass-Luftmassenströmung und einer Motor-Kraftstoffzufuhr berechnet. Die Größe einer Dauer einer negativen Ventilüberlappung zwischen einem Schließen eines Auslassventils und einem Öffnen eines Einlassventils wird basierend auf der gemessenen Luftmassenströmung eingestellt. Ein Zeitpunkt einer Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr wird während der Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis eingestellt.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der ein System für Kraftstoffdirekteinspritzung, ein Funkenzündungssystem und ein steuerbares Motorventilsystem aufweist, umfassend, dass: der Motor in einem gesteuerten Selbstzündungsmodus betrieben wird; ein Luft/Kraftstoffverhältnis in einem Abgaszustrom gemessen wird; eine Einlass-Luftmassenströmung gemessen wird; ein tatsächliches Luft/Kraftstoffverhältnis basierend auf der gemessenen Einlass-Luftmassenströmung und einer Motor-Kraftstoffzufuhr ermittelt wird; die Größe einer Dauer einer negativen Ventilüberlappung zwischen einem Schließen eines Auslassventils und einem Öffnen eines Einlassventils basierend auf der gemessenen Einlass-Luftmassenströmung eingestellt wird; und ein Zeitpunkt einer Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis gesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass: ein bevorzugter Motorbetriebspunkt ermittelt wird; eine bevorzugte Einlass-Luftmassenströmung basierend auf dem bevorzugten Motorbetriebspunkt ermittelt wird; und die Größe der Dauer der negativen Ventilüberlappung zwischen dem Schließen des Auslassventils und dem Öffnen des Ein lassventils basierend auf einer Differenz zwischen der bevorzugten Einlass-Luftmassenströmung und der gemessenen Einlass-Luftmassenströmung eingestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, umfassend, dass die Dauer der negativen Ventilüberlappung zwischen dem Schließen des Auslassventils und dem Öffnen des Einlassventils erhöht wird, um die gemessene Einlass-Luftmassenströmung zu verringern.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, umfassend, dass die Dauer der negativen Ventilüberlappung zwischen dem Schließen des Auslassventils und dem Öffnen des Einlassventils verringert wird, um die gemessene Einlass-Luftmassenströmung zu erhöhen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Motors in dem gesteuerten Selbstzündungsmodus umfasst, dass eine Einlassluftdrossel des Motors zu einer im Wesentlichen weit offenen Position gesteuert wird und dass Einspritzzeitpunkte der Motor-Kraftstoffzufuhr gesteuert werden, welche die Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr und eine Haupt-Kraftstoffzufuhr umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend, dass: ein tatsächliches Luft/Kraftstoffverhältnis für die Motor-Kraftstoffzufuhr berechnet wird; ein Betrag einer Kraftstoffreformierung ermittelt wird; und der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf dem Betrag der Kraftstoffreformierung und dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis des Motors gesteuert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, umfassend, dass der Betrag der Kraftstoffreformierung basierend auf einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis und dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, umfassend, dass der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung nach früh verstellt wird, um den Betrag der Kraftstoffreformierung zu erhöhen.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, umfassend, dass der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung nach spät verstellt wird, um den Betrag der Kraftstoffreformierung zu verringern.
  10. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend, dass das Schließen des Auslassventils und das Öffnen des Einlassventils gleichzeitig gleichermaßen nach früh bzw. nach spät verstellt werden, um die Größe der Dauer der negativen Ventilüberlappung zu erhöhen.
  11. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend, dass das Schließen des Auslassventils und das Öffnen des Einlassventils gleichzeitig gleichermaßen nach spät bzw. nach früh verstellt werden, um die Größe der Dauer der negativen Ventilüberlappung zu verringern.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend, dass die Größe der Dauer der negativen Ventilüberlappung eingestellt wird und dass der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis und der gemessenen Luftmassenströmung gesteuert wird.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors in einem Verbrennungsmodus mit gesteuerter Selbstzündung, umfassend, dass: ein bevorzugter Motorbetriebspunkt ermittelt wird; eine Kraftstoffzufuhrrate, ein bevorzugtes Luft/Kraftstoffverhältnis und eine bevorzugte Luftmassenströmung basierend auf dem bevorzugten Motorbetriebspunkt ermittelt werden; ein Luft/Kraftstoffverhältnis des Abgaszustroms gemessen wird; eine Luftmassenströmung der Motoreinlassluft gemessen wird; ein tatsächliches Luft/Kraftstoffverhältnis basierend auf der gemessenen Luftmassenströmung und der Kraftstoffzufuhrrate ermittelt wird; ein Motor-Ventiltiming gesteuert wird, um eine bevorzugte Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf dem bevorzugten Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen; und ein Zeitpunkt einer Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung gesteuert wird, um einen bevorzugten Betrag einer Kraftstoffreformierung zu erreichen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend, dass der Betrag der Kraftstoffreformierung basierend auf einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis und dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis ermittelt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend, dass: der Betrag der Kraftstoffreformierung basierend auf einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis und dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis ermittelt wird; und die Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis und dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis erhöht wird, indem der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr nach früh verstellt wird, um den Betrag der Kraftstoffreformierung zu erhöhen.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend, dass die Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis und dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis verringert wird, indem der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr nach spät verstellt wird, um den Betrag der Kraftstoffreformierung zu verringern.
  17. Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffreformierung in einem Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und Funkenzündung, der in einem Verbrennungsmodus mit gesteuerter Selbstzündung betrieben wird, umfassend, dass: ein bevorzugter Motorbetriebspunkt basierend auf einer Betreiber-Drehmomentanforderung ermittelt wird; eine Kraftstoffzufuhrrate, ein bevorzugtes Luft/Kraftstoffverhältnis und eine bevorzugte Luftmassenströmung basierend auf dem bevorzugten Motorbetriebspunkt ermittelt werden; ein Luft/Kraftstoffverhältnis des Abgaszustroms gemessen wird; eine Luftmassenströmung der Motoreinlassluft gemessen wird; ein tatsächliches Luft/Kraftstoffverhältnis basierend auf der gemessenen Luftmassenströmung und der Kraftstoffzufuhrrate ermittelt wird; und ein Zeitpunkt einer Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis und dem gemessenen Luft/Kraftstoffverhältnis gesteuert wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend, dass der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung nach früh verstellt wird, um den Betrag der Kraftstoffreformierung zu erhöhen.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend, dass der Zeitpunkt der Voreinspritzungs-Kraftstoffzufuhr während der Dauer der negativen Ventilüberlappung nach spät verstellt wird, um den Betrag der Kraftstoffreformierung zu verringern.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend, dass das Motor-Ventiltiming gesteuert wird, um eine bevorzugte Dauer der negativen Ventilüberlappung basierend auf dem bevorzugten Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen.
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