DE112013003807T5

DE112013003807T5 - Systeme und Verfahren zur Steuerung einer Abgasrückführung

Info

Publication number: DE112013003807T5
Application number: DE201311003807
Authority: DE
Inventors: Shawn Michael Gallagher; Luke Henry; Neil Xavier Blythe; James Robert Mischler
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: Transportation IP Holdings LLC
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: US20140034014A1; US20150167568A1; CN104736824B; US9422879B2; WO2014022023A1; US8985088B2; DE112013003807B4; CN104736824A

Abstract

Es sind verschiedene Systeme und Verfahren zur Steuerung einer Abgasrückführung (AGR) in einem Verbrennungsmotor geschaffen. In einer Ausführungsform enthält ein Verfahren ein Einspritzen von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern, die weniger als alle Zylinder einer ersten Zylindergruppe enthält, um eine Ziel-AGR-Rate zu erhalten. Die erste Zylindergruppe liefert Abgas durch eine Abgasrückführungs-(AGR-)Leitungsstruktur, die fluidtechnisch zwischen der ersten Zylindergruppe und einer Ansaugleitungsstruktur eingekoppelt ist. Das Verfahren enthält ferner ein Einspritzen von Kraftstoff in wenigstens einen Zylinder einer zweiten Zylindergruppe. Die zweite Zylindergruppe liefert im Wesentlichen kein Abgas durch die AGR-Leitungsstruktur.

Description

GEBIET
Ausführungsformen des hierin offenbarten Gegenstands betreffen Systeme und Verfahren für eine Abgasrückführung (AGR).
STAND DER TECHNIK
Einige Motoren nutzen eine Rückführung von Abgas aus einem Motorabgassystem zu einem Motoransaugsystem, ein Verfahren, das als Abgasrückführung (AGR) bezeichnet wird, um Verbrennungstemperaturen und Emissionen, die Regulierungen unterliegen, zu verringern. In manchen Beispielen liefert eine erste Gruppe aus einem oder mehreren Zylindern Abgas, das durch eine AGR-Leitung geleitet wird, die zwischen der ersten Gruppe von Zylindern und einem Ansaugverteiler eingebaut ist, um AGR zu leisten, während eine zweite Gruppe aus einem oder mehreren Zylindern im Wesentlichen kein Abgas zu der AGR-Leitung liefert. Bei einer solchen Konfiguration wird die AGR-Rate in der Regel durch die Betätigung eines Ventils, das in der AGR-Leitung angeordnet ist, gesteuert/geregelt. Die Ventilstellung wird so gesteuert/geregelt, dass ein AGR-Massendurchsatz, der zu dem Ansaugverteiler geliefert wird, variiert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In Ausführungsformen der Erfindung wird unter manchen Bedingungen die Zusammensetzung der Abgasrückführung (AGR) auf eine andere Weise gesteuert bzw. geregelt als bei der Steuerung bzw. Regelung des AGR-Massendurchsatzes durch Einstellung/Steuerung eines AGR-Ventils. Der Grund dafür ist, dass die Steuerung/Regelung des AGR-Massendurchsatzes weniger genau sein kann oder größere Toleranzen aufweisen kann, die zu höheren NOx-Emissionen führen.
Somit enthält in einer Ausführungsform ein Verfahren zum Steuern eines Motors ein Einspritzen von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern, die weniger als alle Zylinder einer ersten Zylindergruppe enthält, um eine Ziel-Abgasrückführungs-(AGR-)Rate zu erhalten. Die erste Zylindergruppe liefert Abgas durch eine AGR-Leitungsstruktur, die fluidtechnisch zwischen der ersten Zylindergruppe und einer Ansaugleitungsstruktur eingekoppelt ist. Das Verfahren enthält ferner ein Einspritzen von Kraftstoff in wenigstens einen Zylinder einer zweiten Zylindergruppe. Die zweite Zylindergruppe liefert im Wesentlichen kein Abgas durch die AGR-Leitungsstruktur.
Ein Betrieb, bei dem einige Zylinder einen Verbrennungszyklus ohne Verbrennung abschließen, wird hierin als ”Überspringen einer Zündung” (”Skip Firing”) bezeichnet. Zum Beispiel wird durch Zylinder mit Überspringen einer Zündung in der Zylindergruppe, die eine AGR leistet, während Kraftstoff in wenigstens einen Zylinder der anderen Zylindergruppe eingespritzt wird, die AGR eingestellt, um die Ziel-AGR-Rate zu erreichen, während engere Toleranzen hinsichtlich NOx- und Feinstaub-(particulate matter, PM-)Emissionen im Verhältnis zur Steuerung/Regelung eines AGR-Massendurchsatzes eingehalten werden. Darüber hinaus können durch Steuerung/Regelung der AGR durch Überspringen einer Zündung der Zylinder, die AGR leisten, stromabwärts von den Zylindern jegliche Ventile oder andere Steuer-/Regelelemente, die den AGR-Strom steuern/regeln, aus dem Motor weggelassen werden. Auf diese Weise werden die Produktionskosten des Motors gesenkt. Außerdem erleichtert ein bevorzugtes Überspringen einer Zündung von Zylindern, die eine AGR leisten, gegenüber Zylindern, die im Wesentlichen keine AGR leisten, die Senkung von AGR auf niedrige Niveaus, die unter manchen Betriebsbedingungen von Vorteil sind.
Man beachte, dass die obige kurze Beschreibung als vereinfachte Einführung einer Auswahl von Konzepten gedacht ist, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, die wichtigen oder essenziellen Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Bereich einzig und allein von den Ansprüchen definiert wird, die auf die ausführliche Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche von den Nachteilen, die oben oder in irgendeinem Teil der Offenbarung angegeben sind, lösen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung erschließt sich besser aus der Lektüre der folgenden Beschreibung nicht-beschränkender Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung, worin nachstehend:
1 ein schematisches Diagramm eines Schienenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ein schematisches Diagramm eines Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
3 ein schematisches Diagramm eines anderen Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4 ein Ablaufschema einer Ausführungsform eines Verfahrens zur AGR-Steuerung/Regelung in einem Motor durch Überspringen einer Zündung von Zylindern, die eine AGR leisten, zeigt.
5 ein Ablaufschema einer anderen Ausführungsform eines Verfahrens zur AGR-Steuerung/Regelung in einem Motor durch Überspringen einer Zündung während einer Tunnelbedingung zeigt.
6 ein Ablaufschema einer anderen Ausführungsform eines Verfahrens zur AGR-Steuerung/Regelung in einem Motor durch Überspringen einer Zündung auf Basis einer Temperatur- oder Druckbedingung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft verschiedene Ausführungsformen von Systemen und Verfahren zur Steuerung (bzw. Regelung) einer Abgasrückführung (AGR) in einem Motor mit verschiedenen Gruppen von Zylindern, die selektiv eine AGR leisten. Genauer betrifft die vorliegende Beschreibung ein bevorzugtes Überspringen einer Zündung (sog. Skip Firing) von Zylindern, die eine AGR leisten, gegenüber Zylindern, die im Wesentlichen kein Abgas zu einer AGR-Leitungsstruktur liefern, um eine AGR unter verschiedenen Bedingungen zu verringern. Ferner wird in einem Beispiel eine Kraftstoffeinspritzmenge der Zylinder, die eine AGR leisten, so eingestellt, dass die AGR-Rate mit einer größeren Genauigkeit von im Wesentlichen keiner AGR bis zu einer vollen Kapazität der Zylinder, die eine AGR leisten, variiert wird.
In manchen Ausführungsformen ist der Motor so konfiguriert, dass er in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Schienenfahrzeug, angeordnet werden kann. Die oben beschriebenen Verfahren und Konfigurationen sind besonders vorteilhaft in einem Schienenfahrzeug, da Schienenfahrzeuge einen länger anhaltenden Betrieb unter Niederlastbedingungen durchmachen, wenn sie beispielsweise während des Ladens und Entladens von Fracht im Leerlauf stehen, im Rangierbahnhof leerlaufen oder einen anderen Leerlaufbetrieb durchmachen. In einem Beispiel umfasst ein ”Niederlast”-Betrieb einen Betriebsmodus des Motors, in dem vom Motor ein relativ geringes Maß an Arbeit geleistet wird, so dass beispielsweise ein Niederlastbetrieb bei weniger als 50% der maximalen Motorlast liegt. Dagegen umfasst ein ”Hochlast”-Betrieb des Motors einen Betriebsmodus, in dem vom Motor ein relativ höheres Maß an Arbeit geleistet wird, beispielsweise einen Betrieb bei mehr als 50% der maximalen Motorlast.
In manchen Ausführungsformen werden das System und die Verfahren zum Steuern/Regeln der AGR-Rate durch Überspringen einer Zündung der Zylinder, die eine AGR leisten, angewendet, um unter manchen Bedingungen die Motorleistung zu senken. Zum Beispiel eignet sich diese Methode besonders für einen Tunnelbetrieb. Genauer steigt während eines Tunnelbetriebs (der sich auf ein Fahrzeug bezieht, das durch einen Tunnel fährt) die Umgebungstemperatur in dem Tunnel, weil Abgas, das aus dem Motor ausgestoßen wird, inhärent innerhalb des beengten Raums des Tunnels eingeschlossen wird. Somit kann die Leistung eines Schienenfahrzeugs (z. B. die Geschwindigkeit, mit der das Schienenfahrzeug durch den Tunnel fährt) durch Überspringen einer Zündung eines oder mehrerer Zylinder, die eine AGR leisten, erhöht werden, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erhöhen und die Notwendigkeit für eine Unterlastung des Motors zu verringern. Darüber hinaus werden Verbrennungstemperaturen, Wärme, die zurück in den Tunnel abgegeben wird, und die thermische Belastung des AGR-Kühlers verringert.
1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Fahrzeugsystems 100 (z. B. eines Lokomotivensystems), das hierin als ein Schienenfahrzeug dargestellt ist und das so konfiguriert ist, dass es unter Verwendung mehrerer Räder 104 auf einer Schiene 102 fährt. Das Schienenfahrzeug 100 weist ein Motor- bzw. Antriebssystem 106 auf. In anderen nicht-beschränkenden Ausführungsformen ist das Motor- bzw. Antriebssystem 106 ein stationäres Antriebssystem, beispielsweise eine Kraftwerksanwendung, und in noch anderen Anwendungen wird der Motor in einem Schiff, einem für die Straße ausgelegten Fahrzeug, einem Geländefahrzeug oder einem anderen Vortriebssystem verwendet.
In einem Beispiel ist das Schienenfahrzeug 100 ein Diesel-Elektrofahrzeug. Zum Beispiel weist das Motorsystem 106 einen Dieselmotor auf, der eine Drehmomentausgabe erzeugt, die zu einem Generator 108 übertragen wird. Der Generator 108 erzeugt elektrische Leistung, die gespeichert wird und/oder für die anschließende Übertragung auf verschiedene nachgelagerte elektrische Komponenten verwendet wird. Zum Beispiel liefert der Generator 108 elektrische Leistung zu mehreren Fahrmotoren 110. Wie dargestellt, sind die mehreren Fahrmotoren 110 jeweils mit einem von mehreren Rädern 104 verbunden, um eine Zugkraft zum Vortreiben des Schienenfahrzeugs 100 bereitzustellen. Ein Beispiel für eine Schienenfahrzeugkonfiguration enthält einen Fahrmotor pro Achse (Radpaar). Wie hierin dargestellt ist, entsprechen sechs Fahrmotoren sechs Radpaaren des Schienenfahrzeugs.
Ein Brennraum (d. h. ein Zylinder) 112 des Motors 106 weist Brennraumwände 114 mit einem darin angeordneten Kolben 116 auf. Der Kolben 116 ist mit einer Kurbelwelle 118 verbunden, so dass eine reziprozierende Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. In manchen Ausführungsformen ist der Motor 106 ein Viertaktmotor, bei dem jeder von den Zylindern in einer Zündfolge pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 118 zündet. In anderen Ausführungsformen ist der Motor 106 ein Zweitaktmotor, bei dem jeder von den Zylindern in einer Zündfolge pro eine Umdrehung der Kurbelwelle 118 zündet.
Der Brennraum 112 empfängt Ansaugluft von einer Ansaugleitungsstruktur 120 und gibt Brenngase zu einer Abgasleitungsstruktur 122 aus. Die Ansaugleitungsstruktur 120 und die Abgasleitungsstruktur 122 kommunizieren über ein Einlassventil 124 und ein Auslassventil 126 selektiv mit dem Brennraum 112. In manchen Ausführungsformen weist der Brennraum 112 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile auf.
In diesem Beispiel werden das Einlassventil 124 und das Auslassventil 126 von Nockenbetätigungssystemen 128 bzw. 130 gesteuert. Die Nockenbetätigungssysteme 128 und 130 weisen jeweils eine oder mehrere Nockenwellen auf und nutzen eines oder mehrere von einem Nockenprofilschaltungs-(CPS-), einem variablen Nockensteuerungs-(VCT-), einem variablen Ventilsteuerungs-(VVT-) und/oder einem variablen Ventilhub-(VVL-)System, die von einer Regel- bzw. Steuereinrichtung 132 betätigt werden, um den Ventilbetrieb zu variieren.
Ein dargestellter Kraftstoffinjektor 134 ist direkt mit einem Zylinder 112 verbunden, um Kraftstoff direkt dort hinein zu spritzen. Auf diese Weise leistet der Kraftstoffinjektor 134 eine sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 112. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Kraftstoff um Dieselkraftstoff, der durch Kompressionszündung in dem Motor verbrannt wird. In anderen nicht-beschränkenden Ausführungsformen ist der Kraftstoff Erdgas und/oder Benzin, Kerosin, Biodiesel oder andere Erdöldestillate ähnlicher Dichte, die durch Kompressionszündung (und/oder Funkenzündung) verbrannt werden.
Die Steuereinrichtung 132 steuert wenigstens zum Teil den Betrieb des Fahrzeugsystems 100 und des Motors 106. Die Steuereinrichtung 132 weist eine Mikroprozessoreinheit (z. B. einen Prozessor) 136 und ein elektronisches Speichermedium 138 auf (auch als computerlesbares Speichermedium bezeichnet). Zum Beispiel enthält das computerlesbare Medium einen oder mehrere von einem Nur-Lese-Speicherchip, einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff usw. Das computerlesbare Speichermedium 138 enthält Befehle, die, wenn sie von der Mikroprozessoreinheit 136 ausgeführt werden, Programme zum Steuern des Betriebs des Motors 106 ebenso wie Verfahren ausführen, die nachstehend mit Bezug auf 3–5 näher erörtert sind.
Die Steuereinrichtung 132 leitet zwar die Regelung und Steuerung des Fahrzeugsystems 100, ist aber so konfiguriert, dass sie Signale von verschiedenen Motorsensoren 140 empfängt, um Betriebsparameter und Betriebsbedingungen zu bestimmen und um dementsprechend verschiedene Motorstellglieder 142 anzupassen, um den Betrieb des Fahrzeugsystems 100 zu steuern bzw. zu regeln. Zum Beispiel empfängt die Steuereinrichtung 132 Sensorsignale, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, eine Motordrehzahl, eine Motorlast, eine Motortemperatur, eine Umgebungstemperatur, eine Ansaugverteilertemperatur, eine Abgastemperatur, einen Ansaugverteilerdruck (Ladedruck), einen Abgasdruck, einen Höhengrad der Umgebung, eine Ansaugverteiler-Sauerstoffkonzentration, eine Verbrennungsstabilität, eine Feinstaubkonzentration und NOx-Emissionen usw. angeben. Zum Beispiel passt die Steuereinrichtung 132 die Stellglieder, einschließlich der Kraftstoffinjektoren, Einlass- und Auslassventile, Bypassventile, Strömungsventile usw. an. In manchen Ausführungsformen steuert die Steuereinrichtung 132 eine Frequenz und/oder eine Dauer der Kraftstoffeinspritzung für jeden Kraftstoffinjektor 134 des Motors 106 individuell. Zum Beispiel ist unter manchen Bedingungen eine Kraftstoffmenge, die in Zylinder einer ersten Zylindergruppe eingespritzt wird, anders als eine Kraftstoffmenge, die in Zylinder einer zweiten Zylindergruppe eingespritzt wird. Ferner ist unter manchen Bedingungen eine Anzahl von Zylindern, in die Kraftstoff eingespritzt wird, von Zylindergruppe zu Zylindergruppe verschieden.
Als weiteres Beispiel weist eine der Sensorvorrichtungen 140 einen Empfänger eines Globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) auf. Die Steuereinrichtung 132 stellt (z. B. durch Bestimmung oder Berechnung) eine geografische Position (z. B. Koordinaten) des Fahrzeugsystems 100 unter Verwendung von Signalen von dem GPS-Empfänger fest. Geografische Merkmale in dem Weg des Fahrzeugsystems 100, beispielsweise Merkmale auf oder um die Schiene 102 des Schienenfahrzeugs 100, werden von einer Bedienperson signalisiert oder berechnet. In manchen Implementierungen beinhalten die Sensorvorrichtungen 140 eine Streckenmerkmalsdatenbank. Die Streckenmerkmalsdatenbank enthält Informationen, die verschiedene Merkmale und Vorschriften beschreiben, die als Umweltbedingungen auf einer Strecke des Fahrzeugsystems 100 betrachtet werden. In einem Beispiel werden bezeichnete geografische Merkmale und ihre entsprechenden GPS-Positionen in der Streckenmerkmalsdatenbank gespeichert. Ein Abstand zwischen dem Schienenfahrzeug 100 und irgendeinem von dem Satz bezeichneter geografischer Merkmale wird so berechnet, dass das nächstgelegene geografische Merkmal und sein Abstand festgestellt werden. Nichtbeschränkende Beispiele für geografische Merkmale, die in einem Satz von bezeichneten geografischen Merkmalen gespeichert sind, beinhalten einen Tunnel, eine Tunneleinfahrt, eine Tunnelausfahrt, eine geografische Region mit verschiedenen Emissionsbeschränkungen, eine Steigung bzw. Neigung, eine Stadtgrenze und einen Bereich mit Geschwindigkeitsbeschränkung. Ferner enthält die Streckenmerkmalsdatenbank gespeicherte Informationen über die vordefinierten geografischen Merkmale, wie die Länge eines Tunnels und die Steigung bzw. Steigung des Tunnels.
In einem Beispiel ist die Steuereinrichtung 132 dazu eingerichtet, eine Tunnelbedingung auf Basis von Informationen festzustellen, die von dem GPS-Empfänger und/oder aus der Streckenmerkmalsdatenbank erhalten werden. Zum Beispiel enthält eine Tunnelbedingung den Betrieb des Fahrzeugsystems in einem Tunnel. Ferner werden Anfang und Ende der Tunnelbedingung festgestellt, um den Betrieb des Fahrzeugsystems exakt einzustellen. In einem anderen Beispiel dient die Steuereinrichtung 132 dazu, eine Tunnelbedingung auf Basis von Umgebungstemperatur und Ansaugverteiler-Sauerstoffkonzentration festzustellen.
Wie oben beschrieben, zeigt 1 einen einzelnen Zylinder eines mehrzylindrigen Motors, jedoch weist jeder Zylinder in ähnlicher Weise seinen eigenen Satz aus Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffinjektor usw. auf.
2 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Motorsystems 200, das mehrere Zylinder 202 aufweist. Die mehreren Zylinder 202 sind in einer ersten Zylindergruppe 204 und einer zweiten Zylindergruppe 206 organisiert. Man beachte, dass ”erster, erste, erstes” und ”zweiter, zweite, zweites” Bezeichnungen sind, die die Zylinder der ersten bzw. der zweiten Zylindergruppen benennen. In einem Beispiel ist das Motorsystem 200 in einem Fahrzeug implementiert, beispielsweise dem Fahrzeugsystem 100, das in 1 dargestellt ist.
Die erste Zylindergruppe 204 liefert Abgas, das zu einem Ansaugverteiler 208 des Motorsystems 200 geleitet wird. Der Ansaugverteiler bezeichnet eine Leitungsstruktur oder Kanäle, die mit Zylindereinlassöffnungen verbunden ist, um Ansaugluft in die Zylinder zu liefern. In der dargestellten Ausführungsform liefert die erste Zylindergruppe 204 Abgas ausschließlich zu dem Ansaugverteiler 208. Anders ausgedrückt, ist die erste Zylindergruppe 204 nicht mit einem Abgassammler 210 verbunden und steht außerdem nicht in direkter Fluidverbindung mit einer Abgasleitungsstruktur 212, die Abgas in die Atmosphäre ausstößt.
Die zweite Zylindergruppe 206 ist mit dem Abgassammler 210 verbunden. Unter manchen Bedingungen liefert die zweite Zylindergruppe 206 Abgas, das durch die Abgasleitungsstruktur 212 geleitet und in die Atmosphäre ausgestoßen wird. Unter manchen Bedingungen liefert die zweite Zylindergruppe 206 Abgas, das durch eine Umgehungsleitungsstruktur 248 in den Ansaugverteiler 208 geleitet wird. Anders ausgedrückt, liefert in der dargestellten Ausführungsform die erste Zylindergruppe Abgas nur für die AGR, und die zweite Zylindergruppe liefert Abgas selektiv für die AGR oder zum Ausstoßen in die Atmosphäre. In manchen Ausführungsformen schließt die erste Zylindergruppe die zweite Zylindergruppe aus. ”Ausschließen” bedeutet, dass kein Zylinder der ersten Zylindergruppe in der zweiten Zylindergruppe enthalten ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Motor 200 ein V12-Motor mit zwölf Zylindern. In anderen Beispielen ist der Motor ein V6-, V8-, V10-, V16-, I-4-, I-6-, I-8-, Viertaktboxermotor oder anderer Motortyp. Es sei klargestellt, dass jede von den Zylindergruppen eine geeignete Anzahl von Zylindern enthält. Ferner weist das Motorsystem eine geeignete Anzahl von Zylindergruppen auf.
Der Ansaugverteiler 208 ist mit der ersten Zylindergruppe 204 und der zweiten Zylindergruppe 206 verbunden. Eine Ansaugleitungsstruktur 214 ist mit dem Ansaugverteiler 208 verbunden, um frische Luft zur Verbrennung zu dem Ansaugverteiler 208 zu liefern. Eine gestufte oder serielle Turboladeranordnung, die einen ersten Turbolader 216 und einen zweiten Turbolader 224 enthält, ist in der Ansaugluftleitungsstruktur 214 angeordnet, um Ansaugluft zu verdichten. Der erste Turbolader 216 weist einen ersten Verdichter 218, der in der Ansaugleitungsstruktur 214 angeordnet ist, und eine erste Turbine 220 auf, die in der Abgasleitungsstruktur 212 angeordnet ist. Die erste Turbine 220 wird wenigstens zum Teil von dem Abgas angetrieben, das von der zweiten Zylindergruppe 206 über den Abgassammler 210 geliefert wird. Ein erster flüssigkeitsgekühlter Ladeluftkühler 222 ist in der Ansaugleitungsstruktur 214 stromabwärts von dem ersten Verdichter 218 angeordnet. Der zweite Turbolader 224 weist einen zweiten Verdichter 226, der in der Ansaugleitungsstruktur 214 stromabwärts von dem ersten Kühler 222 angeordnet ist, und eine zweite Turbine 228 auf, die in der Abgasleitungsstruktur 212 stromaufwärts von der ersten Turbine 220 angeordnet ist. Die zweite Turbine 228 wird wenigstens zum Teil von dem Abgas angetrieben, das von der zweiten Zylindergruppe 206 über den Abgassammler 210 geliefert wird. Ein zweiter flüssigkeitsgekühlter Ladeluftkühler 230 ist in der Abgasleitungsstruktur 214 stromabwärts von dem zweiten Verdichter 226 angeordnet.
In der dargestellten Implementierung weist das Motorsystem 200 kein Drosselventil auf, das in der Ansaugleitungsstruktur 214 angeordnet ist. Jedoch weist die Ansaugleitungsstruktur 120 in manchen Implementierungen ein Drosselventil auf, das stromabwärts von dem zweiten Verdichter 226 angeordnet ist.
Jeder von den mehreren Zylindern 202 weist einen Kraftstoffinjektor 232, der dazu dient, Kraftstoff in diesen Zylinder einzuspritzen, wenigstens eine Ansaugöffnung 234, die dazu dient, Verbrennungsluft aus dem Ansaugverteiler 208 zu empfangen, und wenigstens eine Abgasöffnung 236 auf, die dazu dient, Gas zu einem Abgassammler auszugeben. Ein Abgassammler 238 (auch als AGR-Sammler bezeichnet) ist mit der ersten Zylindergruppe 204 verbunden, um Abgas aus der ersten Zylindergruppe zu empfangen. In der dargestellten Ausführungsform ist der AGR-Sammler 238 nicht mit der zweiten Zylindergruppe 206 verbunden. Eine AGR-Leitungsstruktur 240 ist zwischen dem AGR-Sammler 238 und der AGR-Leitungsstruktur 214 eingebaut. Unter manchen Bedingungen strömt Abgas, das von der ersten Zylindergruppe 204 geliefert wird, durch die AGR-Leitungsstruktur 240 in die Ansaugleitungsstruktur 214, wo sie sich mit frischer Ansaugluft vermischt, und die Mischung wird durch den Ansaugverteiler 208 zur Verbrennung zu den mehreren Zylindern 202 geliefert. In der dargestellten Ausführungsform ist die AGR-Leitungsstruktur 240 nicht mit dem Abgassammler 210 verbunden. Ein flüssigkeitsgekühlter AGR-Kühler 252 ist in der AGR-Leitungsstruktur 240 angeordnet, um Abgas zu kühlen, bevor das Abgas zurück in den Ansaugverteiler 208 umgewälzt wird.
In der dargestellten Ausführungsform enthält die AGR-Leitungsstruktur 240 keine Steuervorrichtung, die dazu dient, einen Abgasstrom zu der Ansaugleitungsstruktur zu steuern. Anders ausgedrückt, gibt es keine Ventile oder andere Steuerelemente, die stromabwärts von der ersten Zylindergruppe angeordnet sind, um den AGR-Strom zu steuern. Es sei jedoch klargestellt, dass die AGR-Leitungsstruktur in manchen Ausführungsformen ein oder mehrere Ventile zum Steuern des Abgasstroms, der von der ersten Zylindergruppe geliefert wird, aufweist.
Der Abgassammler 210 ist mit der zweiten Zylindergruppe 206 verbunden, um Abgas aus der zweiten Zylindergruppe zu empfangen. In der dargestellten Ausführungsform ist der Abgassammler 210 nicht mit der ersten Zylindergruppe 204 verbunden. Unter manchen Bedingungen wandert Abgas, das von der zweiten Zylindergruppe 206 geliefert wird, aus dem Abgassammler 210 durch die zweite Turbine 228 des zweiten Turboladers 224, durch die erste Turbine 220 des ersten Turboladers 216, um aus der Abgasleitungsstruktur 212 in die Atmosphäre ausgestoßen zu werden. Unter manchen Bedingungen umgeht das Abgas die zweite Turbine 228 durch eine Abgasumgehungsleitungsstruktur 242. Ein Abgasbypassventil 244 ist in der Abgasumgehungsleitungsstruktur 242 angeordnet. Das Abgasbypassventil 244 dient dazu, einen Abgasstrom durch die Abgasumgehungsleitungsstruktur 242 zu steuern. Zum Beispiel wird das Bypassventil 244 eingestellt, um die zweite Turbine 228 zu umgehen, um unter manchen Bedingungen den Ladedruck zu senken.
Ein Abgasbehandlungssystem 246 ist in der Abgasleitungsstruktur 212 stromabwärts von der ersten Turbine 220 vorgesehen. Das Abgasbehandlungssystem 246 behandelt das Abgas, bevor es in die Atmosphäre freigegeben wird. Zum Beispiel enthält das Abgasbehandlungssystem ein selektives katalytisches Reduktions-(SCR-)System, einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), einen Dieselpartikelfilter (DPF), verschiedene andere Emissionssteuerungsvorrichtungen oder Kombinationen davon.
Eine Umgehungsleitungsstruktur 248 ist zwischen der Abgasleitungsstruktur 212 und der Ansaugleitungsstruktur 214 eingebaut. Genauer ist die Umgehungsleitungsstruktur 248 zwischen einem Punkt in der Abgasleitungsstruktur 212 stromaufwärts von der zweiten Turbine 228 und stromabwärts von dem Abgassammler 210 und einem Punkt in der Ansaugleitungsstruktur 214 stromabwärts von dem zweiten Verdichter 226 und stromaufwärts von dem zweiten Kühler 230 angeordnet. Unter manchen Bedingungen strömt Abgas, das von der zweiten Zylindergruppe geliefert wird, von der Abgasleitungsstruktur 212 durch die Umgehungsleitungsstruktur 248 zu der Ansaugleitungsstruktur 214, um AGR für die mehreren Zylinder 202 zu leisten. Ferner strömt unter manchen Bedingungen Ansaugluft aus der Ansaugleitungsstruktur 214 durch die Umgehungsleitungsstruktur 248 und zu der Abgasleitungsstruktur 212, um die Turbinen der Turbolader zu beschleunigen. Eine Umgehungsleitung 250 ist in der Umgehungsleitungsstruktur angeordnet, um einen Abgasstrom oder einen Ansaugluftstrom durch die Umgehungsleitungsstruktur 248 zu steuern.
Eine Regel- bzw. Steuereinrichtung 254 weist einen Prozessor 256 und ein computerlesbares Medium 258 mit nicht vorübergehenden Instruktionen auf, die, wenn sie von dem Prozessor 256 ausgeführt werden, Steuerroutinen ausführen, um den Motor 200 zu steuern und genauer die AGR während verschiedener Betriebsbedingungen zu steuern. Die Steuereinrichtung 254 empfängt Signale von verschiedenen Motorsensoren 260, um Betriebsparameter und Betriebsbedingungen festzustellen und dementsprechend verschiedene Stellglieder 262 des Motors einzustellen.
In einer Ausführungsform dient die Steuereinrichtung 254 dazu, eine Ziel-AGR-Rate festzulegen. In einem Beispiel wird die Ziel-AGR-Rate auf Basis einer oder mehrerer der folgenden Größen festgelegt: Motorlast, Motordrehzahl, Verbrennungsstabilität, Feinstaubkonzentration, Ansaugverteiler-Sauerstoffkonzentration oder NOx-Emissionen. Ferner dient die Steuereinrichtung 254 dazu, die Einspritzung von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern zu steuern, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten, und die Einspritzung von Kraftstoff in jeden Zylinder der zweiten Zylindergruppe zu steuern. Anders ausgedrückt, ist die Steuereinrichtung so konfiguriert, dass sie das Überspringen einer Zündung der Zylindergruppe steuert, die Abgas zur AGR-Leitungsstruktur liefert, und die Kraftstoffzufuhr zu jedem Zylinder der anderen Zylindergruppe steuert, die kein Abgas zur AGR-Leitungsstruktur liefert. In manchen Ausführungsformen steuert die Steuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzung so, dass Kraftstoff nur in die Untergruppe der Zylinder eingespritzt wird und im Wesentlichen kein Kraftstoff in Elemente der ersten Zylindergruppe eingespritzt wird, die nicht zu der Untergruppe gehören. Durch Überspringen einer Zündung oder Absperren des Kraftstoffs zu einem oder mehreren Zylindern, welche die Untergruppe der ersten Zylindergruppe bilden, wird die Menge an Abgas, die von den nicht zündenden Zylindern erzeugt wird, auf null reduziert, wodurch die Gesamtmenge an Abgas, das zu dem Ansaugverteiler zurückgeführt wird, verringert wird.
Zum Beispiel wird bzw. werden während des Betriebs mit Überspringen einer Zündung in einem Verbrennungszyklus wenigstens einer, aber weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe gezündet, während jeder Zylinder der zweiten Zylindergruppe gezündet wird. Auf diese Weise zünden die Zylinder der zweiten Zylindergruppe über mehreren Motorzyklen öfter als die Zylinder der ersten Zylindergruppe. In manchen Ausführungsformen wird die Untergruppe variiert, so dass jeder Zylinder der ersten Zylindergruppe über mehreren Verbrennungszyklen an irgendeinem Punkt zündet. Unter manchen Bedingungen unterbrechen alle Zylinder der ersten Zylindergruppe das Zünden, um die AGR, die von der ersten Zylindergruppe geleistet wird, auf im Wesentlichen null zu verringern. In manchen Ausführungsformen unterbrechen während verschiedener Verbrennungszyklen verschiedene Zylinder das Zünden, oder sie werden nur teilweise mit Kraftstoff beliefert. Zum Beispiel kann ein Zylinder, der zur Unterbrechung der Zündung vorgesehen ist, nach jedem Verbrennungszyklus oder nach irgendeiner Anzahl von Verbrennungszyklen rundum gewechselt werden.
Ferner könnte die AGR-Menge weiter verringert werden, wenn die Kraftstoffzufuhr in jedem zweiten Zyklus abgestellt werden würde. Eine noch feinere Anpassung der AGR-Rate kann dadurch erreicht werden, dass die Geberzylinder jeden 3. oder 4. Zyklus mit dem Zünden aussetzen. In einem Beispiel dient die Steuereinrichtung 254 dazu, die Einspritzung von Kraftstoff in die Untergruppe der Zylinder der ersten Zylindergruppe während eines ersten Verbrennungszyklus zu steuern und die Einspritzung von Kraftstoff in jeden Zylinder der ersten Zylindergruppe während eines zweiten Verbrennungszyklus zu steuern, um die Ziel-AGR-Rate zu erreichen. In einem Beispiel trennt wenigstens ein Verbrennungszyklus den ersten Verbrennungszyklus und den zweiten Verbrennungszyklus voneinander. Anders ausgedrückt, variiert die Steuereinrichtung die Anzahl der Verbrennungszyklen zwischen Ereignissen des Überspringens einer Zündung, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten. Eine solche Methode sorgt für eine genauere Anpassung als das Regeln des AGR-Massendurchsatzes durch ein AGR-Ventil.
In einer Ausführungsform dient die Steuereinrichtung 254 dazu, eine Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe anzupassen, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten. Wenn zum Beispiel weniger Kraftstoff in den aktiven Zylindern in der ersten Zylindergruppe, die nicht eine Zündung überspringen, verbrannt wird, wird die Menge an Abgasen, die von der ersten Zylindergruppe erzeugt werden, verringert, was insgesamt eine Verringerung der AGR-Rate ergibt. Die Kombination aus Überspringen einer Zündung und Anpassen der Kraftstoffeinspritzung in die aktiven Zylinder der ersten Zylindergruppe erleichtert eine variable Steuerung/Regelung der AGR-Rate mit sehr hoher Genauigkeit im Verhältnis zur Regelung der AGR durch die Steuerung/Regelung eines AGR-Stroms.
Darüber hinaus besteht abgesehen von den schwierigen Steuerungen und der widrigen Umgebung, in der ein AGR-Ventil arbeitet, eine weitere Komplikation der AGR-Stromregelungsmethode darin, dass sie einen Betriebspunkt der Turbolader zu einer Drosselungsbedingung hin verschiebt. Anders ausgedrückt, müsste der Turbolader ungefähr 50% größer sein, um einen kombinierten Strom bewältigen zu können, wenn sämtliches Abgas der Geberzylinder mit dem Abgas der Nicht-Geberzylinder kombiniert werden würde. Somit wäre der Turbolader unter verschiedenen Betriebsbedingungen suboptimiert, um den großen Bereich von Abgasströmen bewältigen zu können. Durch Variieren der AGR-Rate durch Überspringen einer Zündung und/oder eine verringerte Kraftstoffzufuhr zu den Geberzylindern könnte der Abgasstrom zu dem Turbolader relativ konstant gehalten werden, wodurch eine optimierte (oder wenigstens verbesserte) Leistung der Turbolader über einen sehr breiten Betriebsbereich ermöglicht ist.
In einer Ausführungsform dient die Steuereinrichtung 254 dazu, eine Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe abhängig von der Anpassung der Kraftstoffeinspritzung in die ersten Zylinder anzupassen, um eine Ziel-Drehmomentausgabe, die von der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe erbracht wird, zu erreichen oder aufrechtzuerhalten. In manchen Ausführungsformen wird die Kraftstoffeinspritzmenge der zweiten Zylindergruppe so angepasst, dass ein an derer Betriebsparameter als die Drehmomentausgabe erreicht oder aufrechterhalten wird.
Ferner arbeitet die Steuereinrichtung 254 in einer anderen Ausführungsform so, dass sie außerdem oder alternativ dazu auf eine Tunnelbedingung anspricht. Genauer ist die Steuereinrichtung so konfiguriert, dass sie während einer Tunnelbedingung eine zweite AGR-Rate festlegt, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die Ziel-AGR-Rate, und die Einspritzung von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe steuert, um die zweite AGR-Rate zu erreichen. Ferner dient die Steuereinrichtung 254 in einer anderen Ausführungsform außerdem oder alternativ dazu, ansprechend auf die Tunnelbedingung ein Ziel-Leistungsniveau festzulegen und die Einspritzung von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe zu steuern, um das Ziel-Leistungsniveau zu erreichen. Durch Überspringen einer Zündung eines oder mehrerer Zylinder, die eine AGR leisten, kann die gesamte Leistungsausgabe des Motors verringert werden, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung erhöht wird und die zu dem AGR-Kühler abgeführte Wärme verringert wird.
Ferner reagiert die Steuereinrichtung 254 in einer anderen Ausführungsform zusätzlich oder alternativ dazu darauf, dass eine Umgebungstemperatur höher ist als ein Temperaturschwellenwert oder dass ein Umgebungsluftdruck niedriger ist als ein Druckschwellenwert. Genauer ist die Steuereinrichtung so konfiguriert, dass sie während einer solchen Bedingung eine zweite AGR-Rate festlegt, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die Ziel-AGR-Rate, und die Einspritzung von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe steuert, um die zweite AGR-Rate zu erreichen. Durch Überspringen einer Zündung von mehr Zylindern, die eine AGR leisten, während widriger Umweltbedingungen (z. B. hoher Temperatur oder Luft geringer Dichte) wird die Wärmebelastung des AGR-Kühlers verringert.
3 zeigt in schematischer Weise eine weitere Ausführungsform eines Motor-/Antriebssystems 300 zeigt. Bauteile des Motorsystems 300, die denen des Motorsystems 200 im Wesentlichen gleich sind, werden auf die gleiche Weise bezeichnet und nicht weiter beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass Bauteile in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die auf die gleiche Weise benannt werden, sich wenigstens teilweise voneinander unterscheiden können.
Das Motor-/Antriebssystem 300 weist zusätzliche Ventile in der AGR-Leitungsstruktur auf, die eine selektive Lieferung von Abgas zu dem Ansaugverteiler und/oder zum Abgassammler durch die erste Zylindergruppe und/oder die zweite Zylindergruppe gestatten. Anders ausgedrückt, kann in der dargestellten Ausführungsform die erste Zylindergruppe Abgas für die AGR und/oder zu der Abgasleitungsstruktur liefern. Genauer steht die AGR-Leitungsstruktur 340 selektiv in Fluidverbindung mit dem Abgassammler 310. Ein AGR-Bypassventil 364 ist in der AGR-Leitungsstruktur 340 angeordnet. Das AGR-Bypassventil 364 dient dazu, den Abgasstrom aus der ersten Zylindergruppe 304 durch die AGR-Leitungsstruktur 340 zu dem Abgassammler 310 und/oder zu der Abgasleitungsstruktur 312 zu steuern.
Ein AGR-Strömungsventil 366 ist in der AGR-Leitungsstruktur 340 zwischen dem AGR-Sammler 338 und dem AGR-Kühler 352 angeordnet. Das AGR-Strömungsventil 366 dient dazu, einen AGR-Strom durch die AGR-Leitungsstruktur zu dem AGR-Kühler 352 zu steuern. Das AGR-Bypassventil 364 und das AGR-Strömungsventil 366 werden gemeinsam von der Steuereinrichtung 354 gesteuert, um einen Abgasstrom aus der ersten Zylindergruppe 304 auf Basis von Betriebsbedingungen zu leiten.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Umgehungsleitungsstruktur 348 stromabwärts von dem zweiten Kühler 330 angeordnet ist. Somit strömt heißes Abgas durch die Umgehungsleitung zu der Ansaugleitung, ohne von dem zweiten Kühler gekühlt zu werden. Dadurch, dass das Abgas nicht mit dem zweiten Kühler gekühlt wird, erwärmt das Abgas den Zylinder schneller im Vergleich zu einer AGR, die durch den zweiten Kühler gekühlt wird. Es sei jedoch klargestellt, dass in manchen Ausführungsformen die Umgehungsleitungsstruktur stromaufwärts von dem zweiten Kühler angeordnet ist.
In einer Ausführungsform dient die Regel- bzw. Steuereinrichtung 354 dazu, das AGR-Bypassventil 364 zu schließen, das AGR-Strömungsventil 366 zu öffnen, die Einspritzung von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, zu steuern, um eine Ziel-AGR-Rate zu erhalten, und die Einspritzung von Kraftstoff in jeden Zylinder der zweiten Zylindergruppe zu steuern. Anders ausgedrückt, steuert die Steuereinrichtung das Überspringen einer Zündung der Zylindergruppe, die Abgas zu der AGR-Leitungsstruktur liefert, und steuert die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern der anderen Zylindergruppe, die kein Abgas zu der AGR-Leitungsstruktur liefert. Durch Überspringen einer Zündung oder Absperren des Kraftstoffs für einen oder mehrere Zylindern, welche die Untergruppe der ersten Zylindergruppe bilden, wird die Menge an Abgas, die von den nicht zündenden Zylindern erzeugt wird, auf null reduziert, wodurch die Gesamtmenge an Abgas, das zu dem Ansaugverteiler zurückgeführt wird, verringert wird.
Ferner dient die Steuereinrichtung 354 in einer weiteren Ausführungsform dazu, eine Öffnungsstellung des AGR-Bypassventils und eine Öffnungsstellung des AGR-Strömungsventils anzupassen, um einen Abgasstrom, der zu der AGR-Leitung geliefert wird, zu steuern/regeln, um die Ziel-AGR-Rate zu erreichen.
4 zeigt ein Ablaufschema einer Ausführungsform eines Verfahrens 400 zur AGR-Steuerung in einem Motor. In einer Ausführungsform wird das Verfahren 400 von der Steuereinrichtung 142 in 1 oder der Steuereinrichtung 254 in 2 ausgeführt. Bei 402 enthält das Verfahren 400 das Feststellen von Betriebsbedingungen. Zum Beispiel können Betriebsbedingungen auf Basis von Betriebsparametern festgestellt werden, die auf Sensorsignale hinweisen, die von Sensoren empfangen werden, die mit dem Motor verbunden sind, wie beispielsweise Ansaugdruck, Abgasdruck, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Motordrehzahl, Motorlast, Abgastemperatur, Abgasdruck, Umgebungsdruck, Höhengrad der Umgebung usw.
Bei 404 enthält das Verfahren 400 das Festlegen einer Ziel-AGR-Rate. In einer Ausführungsform wird die Ziel-AGR-Rate auf Basis einer oder mehrerer der folgenden Größen festgelegt: Motorlast, Motordrehzahl, Verbrennungsstabilität, Feinstaubkonzentration, Ansaugverteiler-Sauerstoffkonzentration oder NOx-Emissionen.
Bei 406 enthält das Verfahren 400 das Einspritzen von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern, die weniger als alle Zylinder einer ersten Zylindergruppe enthält, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten. In einer Ausführungsform enthält das Verfahren die Einspritzung von Kraftstoff nur in Zylinder in der Untergruppe der ersten Zylindergruppe, und in Mitglieder der ersten Zylindergruppe, die nicht zu der Untergruppe gehören, wird kein Kraftstoff eingespritzt. In einer Ausführungsform liefert die erste Zylindergruppe Abgas durch eine AGR-Leitung, die fluidtechnisch zwischen der ersten Zylindergruppe und einer Ansaugleitung eingekoppelt ist. Zum Beispiel wird die Untergruppe der Zylinder, die Kraftstoff erhalten, vergrößert, wenn die Ziel-AGR-Rate steigt, und die Untergruppe von Zylindern, die Kraftstoff erhalten, wird verkleinert, wenn die Ziel-AGR-Rate abnimmt. Zum Beispiel kann eine Einspritzung von Kraftstoff in die Untergruppe der Zylinder der ersten Zylindergruppe in jedem Verbrennungszyklus, in jedem zweiten Verbrennungszyklus, in jedem 3ten oder 4ten Verbrennungszyklus usw. über eine vorgegebene Anzahl von Verbrennungszyklen durchgeführt werden, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten.
Bei 408 enthält das Verfahren 400 das Einspritzen von Kraftstoff in wenigstens einen Zylinder einer zweiten Zylindergruppe. Die zweite Zylindergruppe liefert im Wesentlichen kein Abgas durch die AGR-Leitung. Zum Beispiel liefert die zweite Zylindergruppe Abgas zu einer Abgasleitung, die fluidtechnisch mit der Atmosphäre verbunden ist, anstatt Abgas zu der AGR-Leitung zu liefern. Es sei klargestellt, dass über eine Anzahl von Verbrennungszyklen eine Anzahl von Zylindern der ersten Zylindergruppe weniger oft mit Kraftstoff versorgt/gezündet wird als eine Anzahl von Zylindern der zweiten Zylindergruppe. In einer Ausführungsform enthält das Verfahren 400 das Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder der zweiten Zylindergruppe.
Bei 410 enthält das Verfahren 400 das Anpassen einer Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten.
Bei 412 enthält das Verfahren 400 die Anpassung einer Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe abhängig von der Anpassung der Kraftstoffeinspritzung in die erste Zylindergruppe, um eine Ziel-Drehmomentausgabe, die von der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe erbracht wird, zu erreichen oder aufrechtzuerhalten. Wenn beispielsweise die Kraftstoffeinspritzmenge eines oder mehrerer Zylinder der Untergruppe der ersten Zylindergruppe verringert wird, um die Ziel-AGR-Rate zu erreichen, dann wird eine Kraftstoffeinspritzmenge eines oder mehrerer Zylinder der zweiten Zylindergruppe um einen entsprechenden Betrag erhöht.
Durch Überspringen einer Zündung von Zylindern, die eine AGR leisten, während Zylinder, die im Wesentlichen keine AGR leisten, mit Kraftstoff versorgt werden, wird eine im Verhältnis zu einer Methode, die AGR-Ventile in der AGR-Leitung verwendet, genauere und weniger komplizierte AGR-Steuerung/Regelung erreicht. Somit kann ein solches Ventil, wie es ansonsten nötig wäre, um einen Teil der AGR-Gase in den Nicht-AGR-Gasstrom zu leiten, möglicherweise aus dem Motor weggelassen werden. Darüber hinaus kann durch Weglassen von Ventilen aus der AGR-Leitung der Turbolader auf geeignete Weise auf einen Abgasstrom einer festgelegten Zahl von Zylindern abgestimmt werden, wodurch eine Kennfeldbreite des Turboladers minimiert wird und dementsprechend ein effizienterer Betrieb über einen breiteren Bereich von Betriebsbedingungen. Anders ausgedrückt, könnte durch Variation der AGR-Rate mit Überspringen einer Zündung und/oder einer verringerten Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern, die eine AGR leisten, der Abgasstrom zu dem Turbolader relativ konstant gehalten werden, wodurch eine optimierte Leistung der Turbolader über einen sehr breiten Betriebsbereich ermöglicht ist.
5 zeigt ein Ablaufschema einer Ausführungsform eines Verfahrens 500 zur AGR-Steuerung in einem Motor während einer Tunnelbedingung. In einer Ausführungsform wird das Verfahren 500 von der Steuereinrichtung 132 in 1 oder der Steuereinrichtung 254 in 2 ausgeführt. Bei 502 enthält das Verfahren 500 das Feststellen von Betriebsbedingungen. Das Verfahren 500 wird allein oder in Kombination mit dem in 3 dargestellten Verfahren 300 ausgeführt.
Bei 504 enthält das Verfahren 500 die Feststellung, ob eine Tunnelbedingung vorliegt. Zum Beispiel enthält die Tunnelbedingung, dass eine Lokomotive oder ein anderes Fahrzeug in einen Tunnel einfährt oder darin betrieben wird. In einer Ausführungsform wird eine Tunnelbedingung auf Basis von GPS-Informationen und/oder Streckenmerkmalsinformationen festgestellt. In einer anderen Ausführungsform wird die Tunnelbedingung auf Basis einer Umgebungstemperatur und einer Ansaugverteiler-Sauerstoffkonzentration festgestellt. Wenn festgestellt wird, dass eine Tunnelbedingung vorliegt, dann geht das Verfahren 500 zu 506 weiter. Andernfalls kehrt das Verfahren 500 zu anderen Betriebsschritten zurück.
Bei 506 enthält das Verfahren 500 das Festlegen einer zweiten AGR-Rate, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die Ziel-AGR-Rate. Zum Beispiel wird die Ziel-AGR-Rate auf Basis eines Betriebs außerhalb des Tunnels festgelegt. Die zweite AGR-Rate weist wegen der verringerten Frischluft, die während des Betriebs in den Tunnel eingeleitet wird, da ausgestoßenes Abgas in dem Tunnel eingeschlossen wird, eine höhere Sauerstoffkonzentration auf als die Ziel-AGR-Rate. Darüber hinaus wird die zweite AGR-Rate im Verhältnis zu der Ziel-AGR-Rate erhöht, weil die Wärmeableitungskapazität der Lokomotive verringert ist und daraus höhere Fluidtemperaturen (z. B. von Öl, Wasser, Luft), die während eines Tunnelbetriebs auftreten, entstehen.
Bei 508 enthält das Verfahren 500 das Einspritzen von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe, um die zweite AGR-Rate zu erhalten. In einer Ausführungsform enthält das Verfahren die Einspritzung von Kraftstoff nur in Zylinder in der Untergruppe der ersten Zylindergruppe, während in Mitglieder der ersten Zylindergruppe, die nicht zu der Untergruppe gehören, kein Kraftstoff eingespritzt wird. Anders ausgedrückt, wird die Anzahl der Zylinder in der Untergruppe, die mit Kraftstoff versorgt werden, verringert, um die AGR-Rate weiter zu senken und die Ansaugluftmenge, die zu dem Zylinder geliefert wird, zu erhöhen, um die zweite AGR-Rate zu erreichen. In einer Ausführungsform wird für alle Zylinder der ersten Zylindergruppe einer Zündung übersprungen, um die AGR-Rate auf die zweite AGR-Rate zu senken.
Bei 510 enthält das Verfahren 500 die Festlegung eines Ziel-Leistungsniveaus, das von dem Motor ausgegeben werden soll. Zum Beispiel wird der Motor unterlastet, um das Ziel-Leistungsniveau zu erreichen. In einem Beispiel wird das Ziel-Leistungsniveau auf Basis einer oder mehrerer der folgenden Größen bestimmt: Motorkühlmitteltemperatur, Öltemperatur, Verbrennungsstabilität, Luft/Kraftstoff-Verhältnis usw.
Bei 512 enthält das Verfahren 500 das Einspritzen von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe, um das Ziel-Leistungsniveau zu erhalten.
Bei 514 enthält das Verfahren 500 das Einspritzen von Kraftstoff in wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe. In einer Ausführungsform enthält das Verfahren das Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder der zweiten Zylindergruppe.
Durch Überspringen einer Zündung der Zylinder, die eine AGR leisten, um die AGR-Rate zu steuern/regeln und den Motor zu unterlasten, kann die Leistung des Fahrzeugs (z. B. eine Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug durch den Tunnel fährt), erhöht werden. Darüber hinaus wird Wärme, die zu dem Tunnel abgeführt wird, durch Verringerung der Wärmebelastung des AGR-Kühlsystems ebenso wie durch Senken der Abgastemperatur aufgrund einer verringerten AGR und/oder eines erhöhten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verringert.
6 zeigt ein Ablaufschema einer Ausführungsform eines Verfahrens 600 zur AGR-Steuerung in einem Motor während verschiedener Temperatur- oder Druckbedingungen. In einer Ausführungsform wird das Verfahren 600 von der Steuereinrichtung 132 in 1 oder der Steuereinrichtung 254 in 2 ausgeführt. Bei 602 enthält das Verfahren 600 das Feststellen von Betriebsbedingungen. Das Verfahren 600 wird allein oder in Kombination mit dem in 3 dargestellten Verfahren 300 ausgeführt.
Bei 604 enthält das Verfahren 600 das Bestimmen, ob eine Temperatur höher ist als ein Temperaturschwellenwert. Zum Beispiel kann die Temperatur eine Umgebungstemperatur sein, und der Temperaturschwellenwert liegt im Bereich von 25–50°C. In einem anderen Beispiel ist die Temperatur eine Motorkühlmitteltemperatur, und der Temperaturschwellenwert liegt im Bereich von 100–120°C. Wenn bestimmt wird, dass die Temperatur höher ist als der Temperaturschwellenwert, dann geht das Verfahren 600 zu 608 weiter. Andernfalls geht das Verfahren 600 zu 606 weiter.
Bei 606 enthält das Verfahren 600 das Bestimmen, ob ein Druck niedriger ist als ein Druckschwellenwert. Zum Beispiel kann der Druck ein Umgebungsdruck sein. Wenn bestimmt wird, dass der Druck niedriger ist als der Druckschwellenwert, dann geht das Verfahren 600 zu 608 weiter. Andernfalls kehrt das Verfahren 600 zu anderen Operationen zurück.
Bei 608 enthält das Verfahren 600 das Festlegen einer zweiten AGR-Rate, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die Ziel-AGR-Rate. Zum Beispiel wird die Ziel-AGR-Rate auf Basis eines Betriebs bei niedrigeren Temperaturen oder höheren Drücken festgelegt.
Bei 610 enthält das Verfahren 600 das Einspritzen von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe, um die zweite AGR-Rate zu erhalten.
Bei 612 enthält das Verfahren 600 das Einspritzen von Kraftstoff in wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe. In einer Ausführungsform enthält das Verfahren das Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder der zweiten Zylindergruppe.
Durch Überspringen einer Zündung von mehreren Zylindern, die eine AGR leisten, während widriger umgebender Umweltbedingungen (z. B. hoher Temperatur oder dünner Luft) wird die Wärmelast an dem AGR-Kühler verringert. Auf diese Weise wird die Leistung des Motors erhöht.
In einer anderen Ausführungsform enthält das Verfahren während einer ersten Bedingung das Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder einer ersten Zylindergruppe. Die erste Zylindergruppe liefert Abgas durch eine AGR-Leitungsstruktur, die fluidtechnisch zwischen der ersten Zylindergruppe und einer Ansaugleitungsstruktur eingekoppelt ist. Das Verfahren enthält ferner das Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder einer zweiten Zylindergruppe. Die zweite Zylindergruppe liefert im Wesentlichen kein Abgas durch die AGR-Leitungsstruktur. Zum Beispiel liefert die zweite Zylindergruppe durch eine Abgasleitungsstruktur Abgas in die Atmosphäre. Als weiteres Beispiel kann die zweite Zylindergruppe unter manchen Bedingungen Abgas durch einen Turboladerbypass statt durch die AGR-Leitung zu der Ansaugleitungsstruktur liefern. Das Verfahren enthält ferner das Anpassen einer Kraftstoffeinspritzmenge für wenigstens einen Zylinder der ersten Zylindergruppe, um eine erste AGR-Rate zu erhalten. Während einer zweiten Bedingung enthält das Verfahren ferner das Einspritzen von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, das Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder der zweiten Zylindergruppe und das Anpassen einer Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe, um eine zweite AGR-Rate zu erhalten, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die erste AGR-Rate.
In einem Beispiel enthält die erste Bedingung, dass eine Motordrehzahl höher ist als ein Drehzahlschwellenwert, und die zweite Bedingung enthält wenigstens eine der folgenden: eine Tunnelbedingung, eine Umgebungstemperatur, die höher ist als ein Temperaturschwellenwert, oder einen Umgebungsluftdruck, der niedriger ist als ein Druckschwellenwert. Ferner enthält das Verfahren während der zweiten Bedingung die Anpassung einer Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe abhängig von der Anpassung der Kraftstoffeinspritzung in die ersten Zylinder, um eine Ziel-Drehmomentausgabe, die von der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe erbracht wird, zu erreichen oder aufrechtzuerhalten.
Eine andere Ausführungsform betrifft ein Verfahren, z. B. ein Verfahren zum Steuern eines Motors. Das Verfahren umfasst das Überspringen einer Zündung einer ersten Zylindergruppe und das Verbrennen von Kraftstoff in wenigstens einem Zylinder einer zweiten Zylindergruppe. Die erste Zylindergruppe liefert Abgas durch eine AGR-Leitungsstruktur, die fluidtechnisch zwischen der ersten Zylindergruppe und einer Ansaugleitungsstruktur eingekoppelt ist. Die zweite Zylindergruppe liefert im Wesentlichen kein Abgas durch die AGR-Leitungsstruktur. Die erste Zylindergruppe schließt die zweite Zylindergruppe aus, das heißt, keine von den Zylindern der ersten Gruppe sind auch Zylinder der zweiten Gruppe. Der Schritt des Überspringens einer Zündung umfasst das Verbrennen von Kraftstoff ausschließlich in einer ersten Untergruppe der ersten Zylindergruppe, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, in einem ersten Verbrennungszyklus. ”Ausschließlich” Verbrennen bedeutet, dass in einem bestimmten Verbrennungszyklus Kraftstoff in einer bestimmten Untergruppe der ersten Zylindergruppe verbrannt wird, aber in den Zylindern der ersten Zylindergruppe, die nicht zu der bestimmten Untergruppe gehören, nicht verbrannt wird. Der Schritt des Überspringen einer Zündung umfasst ferner das Verbrennen von Kraftstoff ausschließlich in einer zweiten Untergruppe der ersten Zylindergruppe, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, in einem nachfolgenden zweiten Verbrennungszyklus. Die zweite Untergruppe unterscheidet sich wenigstens zum Teil von der ersten Untergruppe, das heißt, wenigstens ein Zylinder der zweiten Untergruppe ist nicht auch Teil der ersten Untergruppe; in Ausführungsformen schließt die erste Untergruppe die zweite Untergruppe aus, was bedeutet, dass keine Zylinder der ersten Untergruppe auch Teil der zweiten Untergruppe sind. In weiteren, nachfolgenden Verbrennungszyklen wird eine Verbrennung abwechselnd ausschließlich in der ersten und zweiten Untergruppe durchgeführt, möglicherweise nach anderen, zusätzlichen Untergruppen der ersten Zylindergruppe (die sich wenigstens zum Teil von der ersten und zweiten Untergruppe unterscheiden) und möglicherweise abwechselnd mit Verbrennungszyklen, in denen Kraftstoff in allen Zylindern der ersten Zylindergruppe verbrannt wird. In anderen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner für eine bestimmte Untergruppe der ersten Zylindergruppe, in der in einem bestimmten Verbrennungszyklus ausschließlich eine Verbrennung stattfindet, das Anpassen einer Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der bestimmten Untergruppe, um eine Ziel-AGR-Rate zu erhalten.
Wie hierin verwendet, ist ein Element oder ein Schritt, das bzw. der im Singular genannt ist und dem ein Wort ”ein, eine” vorangestellt ist, nicht so aufzufassen, als würde damit der Plural der Elemente oder Schritte ausgeschlossen sein, es sei denn, ein solcher Ausschluss wird ausdrücklich angegeben. Ferner sind Bezugnahmen auf ”eine Ausführungsform” der vorliegenden Erfindung nicht so zu interpretieren, als würden sie das Vorhandensein zusätzlicher Ausführungsformen ausschließen, welche die genannten Merkmale ebenfalls verkörpern. Solange nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, können außerdem Ausführungsformen, die ein Element oder eine Mehrzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft ”umfassen”, ”beinhalten” oder ”aufweisen” zusätzliche derartige Elemente beinhalten, die diese Eigenschaft nicht haben. Die Begriffe ”enthalten” und ”in der/dem/denen” werden als die allgemeinsprachlichen Entsprechungen der jeweiligen Begriffe ”aufweisen” und ”worin” verwendet. Darüber hinaus werden die Begriffe ”erster, erste, erstes”, ”zweiter, zweites, zweites” und ”dritter, dritte, drittes” usw. nur als Kennzeichnungen verwendet und sollen keine numerischen Anforderungen und keine bestimmte lagemäßige Reihenfolge ihrer Objekte vorgeben.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart, zu beschreiben und um den Durchschnittsfachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, wozu auch die Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen und Systemen und die Ausführung enthaltener Verfahren gehört. Der schutzwürdige Bereich der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert und kann andere Beispiele einschließen, die den Durchschnittsfachleuten einfallen. Diese anderen Beispiele sollen im Bereich der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich vom Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie gleichwertige strukturelle Elemente aufweisen, die sich vom Wortsinn der Ansprüche nur unerheblich unterscheiden.

Claims

Verfahren, das aufweist: Einspritzen von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern, die weniger als alle Zylinder einer ersten Zylindergruppe enthält, um eine Ziel-Abgasrückführungs-(AGR-)Rate zu erhalten, wobei die erste Zylindergruppe Abgas durch eine AGR-Leitungsstruktur liefert, die fluidtechnisch zwischen der ersten Zylindergruppe und einer Ansaugleitungsstruktur eingekoppelt ist; und Einspritzen von Kraftstoff in wenigstens einen Zylinder einer zweiten Zylindergruppe, wobei die zweite Zylindergruppe im Wesentlichen kein Abgas durch die AGR-Leitungsstruktur liefert.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Anpassen einer ersten Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner aufweist: Anpassen einer zweiten Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe abhängig von der Anpassung der ersten Kraftstoffeinspritzmenge in die erste Zylindergruppe, um eine Ziel-Drehmomentausgabe, die von der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe erbracht wird, zu erreichen oder aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einspritzen von Kraftstoff in die Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe ein Einspritzen von Kraftstoff in die Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe während eines ersten Verbrennungszyklus und Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder der ersten Zylindergruppe während eines zweiten Verbrennungszyklus enthält, um die Ziel-AGR-Rate zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Einspritzen von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe als Reaktion auf eine festgestellte Betriebsbedingung, um eine zweite AGR-Rate zu erhalten, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die Ziel-AGR-Rate.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner aufweist: Einspritzen von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe als Reaktion auf die festgestellte Betriebsbedingung, um ein Ziel-Leistungsniveau zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Einspritzen von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur höher ist als ein Temperaturschwellenwert oder dass ein Umgebungsluftdruck niedriger ist als ein Druckschwellenwert, um eine zweite AGR-Rate zu erhalten, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die Ziel-AGR-Rate.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ziel-AGR-Rate auf Basis einer oder mehrerer der folgenden Größen bestimmt wird: Motorlast, Motordrehzahl, Verbrennungsstabilität, Feinstaubkonzentration, Ansaugverteiler-Sauerstoffkonzentration oder NOx-Emissionen.
System, das aufweist: einen Motor; mehrere Kraftstoffinjektoren, die betrieben werden können, um Kraftstoff in Zylinder einer ersten Zylindergruppe und Zylinder einer zweiten Zylindergruppe des Motors einzuspritzen; eine Ansaugleitungsstruktur, die mit der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe verbunden ist. eine AGR-Leitungsstruktur, die zwischen der ersten Zylindergruppe und der Ansaugleitungsstruktur eingekoppelt ist; eine Abgasleitungsstruktur, die mit der zweiten Zylindergruppe verbunden ist; eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um die Einspritzung von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, zu steuern, um eine Ziel-AGR-Rate zu erhalten, wobei die Steuereinrichtung ferner konfiguriert ist, um die Einspritzung von Kraftstoff in wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe zu steuern.
System nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, um eine erste Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe anzupassen, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, um eine zweite Kraftstoffeinspritzmenge in den wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe abhängig von der Anpassung der ersten Kraftstoffeinspritzung in die ersten Zylinder anzupassen, um eine Ziel-Drehmomentausgabe, die von der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe erbracht wird, zu erreichen oder aufrechtzuerhalten.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung ferner konfiguriert ist, um während eines ersten Verbrennungszyklus die Einspritzung von Kraftstoff in die Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe zu steuern und während eines zweiten Verbrennungszyklus die Einspritzung von Kraftstoff in jeden Zylinder der ersten Zylindergruppe zu steuern, um die Ziel-AGR-Rate zu erhalten.
System nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, um als Reaktion auf eine Tunnelbedingung: eine zweite AGR-Rate festzulegen, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die Ziel-AGR-Rate; und das Einspritzen von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe zu steuern, um die zweite AGR-Rate zu erhalten.
System nach Anspruch 13, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, um als Reaktion auf die Tunnelbedingung: einen Ziel-Leistungspegel festzulegen; und die Einspritzung von Kraftstoff in die weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe zu steuern, um das Ziel-Leistungsniveau zu erhalten.
System nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, um als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur höher ist als ein Temperaturschwellenwert oder dass ein Umgebungsluftdruck niedriger ist als ein Druckschwellenwert, die Einspritzung von Kraftstoff in weniger als alle Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe zu steuern, um eine zweite AGR-Rate zu erhalten, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die Ziel-AGR-Rate.
System nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, um die Ziel-AGR-Rate auf Basis einer oder mehrerer der folgenden Größen zu bestimmen: Motorlast, Motordrehzahl, Verbrennungsstabilität, Feinstaubkonzentration, Ansaugverteiler-Sauerstoffkonzentration oder NOx-Emissionen.
System nach Anspruch 9, wobei die AGR-Leitungsstruktur keine Steuereinrichtung aufweist, die dazu dient, einen Abgasstrom zu der Ansaugleitungsstruktur zu steuern.
Verfahren, das aufweist: während einer ersten Bedingung, Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder einer ersten Zylindergruppe, wobei die erste Zylindergruppe Abgas durch eine Abgasrückführungs-(AGR-)Leitungsstruktur liefert, die fluidtechnisch zwischen der ersten Zylindergruppe und einer Ansaugleitungsstruktur eingekoppelt ist, Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder einer zweiten Zylindergruppe, wobei die zweite Zylindergruppe im Wesentlichen kein Abgas durch die AGR-Leitungsstruktur liefert, und Anpassen einer Kraftstoffeinspritzmenge zu wenigstens einem Zylinder der ersten Zylindergruppe, um eine erste AGR-Rate zu erhalten; und während einer zweiten Bedingung, Einspritzen von Kraftstoff in eine Untergruppe von Zylindern, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder der zweiten Zylindergruppe und Anpassen einer Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe, um eine zweite AGR-Rate zu erhalten, die eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als die erste AGR-Rate.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die erste Bedingung enthält, dass eine Motordrehzahl höher ist als ein Drehzahlschwellenwert, und die zweite Bedingung wenigstens eine der folgenden enthält: eine Tunnelbedingung, eine Umgebungstemperatur, die höher ist als ein Temperaturschwellenwert, oder einen Umgebungsluftdruck, der niedriger ist als ein Druckschwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 18, das ferner aufweist: während der zweiten Bedingung, Anpassen einer Kraftstoffeinspritzmenge in wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe abhängig von der Anpassung der Kraftstoffeinspritzung in den wenigstens einen Zylinder der Untergruppe von Zylindern der ersten Zylindergruppe, die während der zweiten Bedingung durchgeführt wird, um eine Ziel-Drehmomentausgabe, die von der ersten Zylindergruppe und der zweiten Zylindergruppe erbracht wird, zu erreichen oder aufrechtzuerhalten.
Verfahren, das aufweist: Überspringen einer Zündung einer ersten Zylindergruppe, wobei die erste Zylindergruppe Abgas durch eine Abgasrückführungs-(AGR-)Leitungsstruktur liefert, die fluidtechnisch zwischen der ersten Zylindergruppe und einer Ansaugleitungsstruktur eingekoppelt ist; und Verbrennen von Kraftstoff in wenigstens einem Zylinder einer zweiten Zylindergruppe, wobei die zweite Zylindergruppe im Wesentlichen kein Abgas durch die AGR-Leitungsstruktur liefert, und wobei die erste Zylindergruppe die zweite Zylindergruppe ausschließt; wobei der Schritt des Überspringens einer Zündung aufweist: Verbrennen von Kraftstoff ausschließlich in einer ersten Untergruppe der ersten Zylindergruppe, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, in einem ersten Verbrennungszyklus; und Verbrennen von Kraftstoff ausschließlich in einer zweiten Untergruppe der ersten Zylindergruppe, die weniger als alle Zylinder der ersten Zylindergruppe enthält, in einem nachfolgenden, zweiten Verbrennungszyklus, wobei sich die zweite Untergruppe wenigstens zum Teil von der ersten Untergruppe unterscheidet.