DE19952037A1 - Verbrennungsmotor mit Schubabschaltung und nockenwellengesteuertem Ladegrad - Google Patents
Verbrennungsmotor mit Schubabschaltung und nockenwellengesteuertem LadegradInfo
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Abstract
Bei einem Hubkolbenverbrennungsmotor mit Tellerventilen, Ventilsteuerung und Kraftstoffeinspritzung wird die Kraftstoffzufuhr während des Schiebebetriebs des Motors abgeschaltet und die Ventileinstellung so gesteuert, daß Ladung während der Abschaltung der Kraftstoffzufuhr in den Zylindern des Motors zurückgehalten wird. Als solches werden katalytische Nachbehandlungsvorrichtungen weder gekühlt noch mit Sauerstoff gesättigt, und die Kraftstoffersparnis wird verbessert.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Hubkolbenverbrennungsmoto
ren mit Steuerung der Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zy
lindern und mit Nockenwellenantriebssteuerung.
Zur Reduzierung des von Kraftfahrzeugmotoren verbrauchten
Kraftstoffs ist es wünschenswert, die Kraftstoffzufuhr abzu
schalten, wenn sich der Motor im Schiebebetrieb befindet.
Dies wird als Schubabschaltung (SAS) bezeichnet. Ein Problem
im Zusammenhang mit diesem Schiebebetrieb entsteht jedoch bei
Motoren mit einem Abgasnachbehandlungssystem. Wenn die Kraft
stoffzufuhr zu einem Motor während des Schiebebetriebs abge
schaltet wird, der Luftstrom durch den Motor jedoch unvermin
dert anhält, wird das Nachbehandlungssystem mit Sauerstoff
angereichert, und dies führt dazu, daß eine überschüssige
Menge an Stickoxiden (NOx) freigesetzt wird, sobald die nor
male Verbrennung wieder einsetzt. Selbst wenn sich die Dros
selklappe in der geschlossenen Stellung oder in der Leerlauf
stellung befindet, wird leider immer noch genug Luft hin
durchdringen und dadurch zu dem unerwünschten Problem der
Sauerstoffanreicherung führen. Und obwohl es bekannt ist,
Saugkanaldrosselklappen und begrenzte Änderungen des Nocken
wellenantriebs zur Steuerung des Gasstromes durch einen Motor
bei bestimmten Betriebsbedingungen zu verwenden, können mit
dieser Vorgehensweise die zuvor beschriebenen NOx-Spitzen
nicht verhindert werden, weil bei Verwendung von Saugka
naldrosselklappen immer noch etwas Luft durch die Zylinder
des Motors gelangen kann und dadurch die Abgasnachbehand
lungsvorrichtung mit Sauerstoff angereichert und der oben be
schriebene NOx-Anstieg herbeigeführt wird, wenn der Motor
nach einem Schiebebetrieb wieder in Gang gesetzt wird.
Ein System gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt eine Ab
schaltung der Kraftstoffzufuhr während des Schiebebetriebs,
ohne daß dies zu einem NOx-Anstieg führt, wenn der Motor wie
der in Gang gesetzt wird, weil die Nockenwellen- bzw. Ven
tileinstellung des Motors soweit geändert wird, daß unabhän
gig von der Stellung der Drosselklappen des Motors kein Net
tomassenstrom, sei es nun Luft, Abgas oder sonstiges, durch
den Motor strömen wird. Die Ladung wird in der Tat im Motor
gehalten und die Ladungsströmung wird gestoppt.
Ein Mehrzylinderverbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Er
findung umfaßt eine Kurbelwelle, eine Vielzahl von Zylindern,
von denen jeder einen Kolben besitzt, der hin- und herbeweg
bar gelagert ist und zur Hin- und Herbewegung mit der Kurbel
welle verbunden ist, und eine Vielzahl von Einlaß- und Aus
laßtellerventilen, die Ansaugluft in die Zylinder einströmen
und Verbrennungsprodukte aus den Zylindern austreten lassen.
Die Einlaß- und Auslaßventile werden entweder durch eine Noc
kenwelle betätigt, die mit einer Phasensteuerung verbunden
ist, die die Einstellung der Nockenwelle steuert, oder durch
eine andere Art von Ventilbetätigungssystem, das die Teller
ventile nach einem von einem Steuergerät festgelegten Zeit
schema öffnen und schließen kann. Das Steuergerät betätigt
die Einlaß- und Auslaßtellerventile entweder mit Hilfe der
Phasensteuerung oder durch eine andere Ventilbetätigungsvor
richtung. Das Steuergerät betätigt außerdem Kraftstoffein
spritzdüsen, die die Zylinder mit Kraftstoff versorgen.
Wenn ein mit einem System gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgerüsteter Motor die Geschwindigkeit verlangsamt, redu
ziert das Steuergerät die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern
und reguliert die Einstellung der Nockenwelle oder eines an
deren Ventilbetätigungssystems, so daß es keine Nettoladungs
strömung durch die Zylinder gibt und kein Kraftstoff in die
Zylinder einströmt. Falls eine doppelt gleiche Nockenwellen
einstellung verwendet wird, beispielsweise bei einem Motor,
der entweder eine einzige Nockenwelle zur Betätigung der Ein
laß- und Auslaßventile einer Zylinderbank oder getrennte Noc
kenwellen besitzt, die nach einer identischen Einstellung be
tätigt werden, wird der Nockenwellenantrieb so verzögert, daß
die Auslaßventile nach dem unteren Totpunkt des Arbeitstaktes
des Zylinders öffnen, in dem sich ein bestimmtes Auslaßventil
befindet. Anders ausgedrückt, das Öffnen und Schließen der
Einlaßventile erfolgt ungefähr symmetrisch am unteren Tot
punkt des Ansaugtaktes, und das Öffnen und Schließen der Aus
laßventile erfolgt ungefähr symmetrisch am oberen Totpunkt
des Auspufftaktes.
Falls nur die Änderung des Einlaßzeitpunkts bei einem System
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird das
Einlaßtellerventil soweit nach früh verstellt, daß das Öffnen
und Schließen der Einlaßventile ungefähr symmetrisch am obe
ren Totpunkt am Ende des Auspufftaktes erfolgt. Falls nur die
Änderung des Auslaßzeitpunkts gemäß der vorliegenden Erfin
dung verwendet wird, werden die Auslaßtellerventile soweit
nach spät verstellt, daß das Öffnen und Schließen der Einlaß-
und Auslaßventile ungefähr gleichzeitig und symmetrisch etwa
in der Mitte des Ansaugtaktes erfolgt.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird hier von
einem herkömmlichen Viertakt-Hubkolbenverbrennungsmotor aus
gegangen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
umfaßt ein Verfahren zum Betrieb eines mit Tellerventilen
ausgerüsteten Mehrzylinderverbrennungsmotors mit einer kata
lytischen Nachbehandlungsvorrichtung, die eine Kühllast und
Sauerstoffanreicherung des Katalysators während einer Schub
abschaltung verhindern soll, die folgenden Schritte: 1) Er
fassen des Schiebebetriebs des Motors; 2) Abschalten der
Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors; und 3) gleich
zeitig mit dem Abschalten der Kraftstoffzufuhr Regulieren des
Zeitpunkts des Öffnens und Schließens der Tellerventile, so
daß es zu keiner Nettogasströmung zu und von den Zylindern
kommt.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß ein mit
dem vorliegenden System ausgerüsteter Motor Kraftstoff sparen
wird.
Es ist ein weiterer Vorteil eines Motors gemäß der vorliegen
den Erfindung, daß bei bestimmten Anwendungen dieses Systems
eine erhöhte Motorbremsung möglich sein wird.
Es ist noch ein weiterer Vorteil eines Motors gemäß der vor
liegenden Erfindung, daß die Abgasemissionen des Motors ver
mindert sein werden.
Weitere Vorteile sowie Aufgaben und Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden bei der Lektüre dieser Beschreibung offen
sichtlich.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Motors gemäß
der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufbau eines Mo
tor- und Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
Fig. 3a und 3b veranschaulichen Steuerkurven gemäß einer Aus
gestaltung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 veranschaulicht eine herkömmliche Tellerventilsteue
rung.
Fig. 5 veranschaulicht die Verstellung eines Einlaßventils
nach früh gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 veranschaulicht die Verstellung eines Auslaßventils
nach spät gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 veranschaulicht eine doppelt gleiche Verstellung des
Auslaß- und Einlaßventils nach spät gemäß der vorliegenden
Erfindung.
Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der
Schritte bei der Durchführung einer Schubabschaltung bei ei
nem Motor gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der
Schritte bei der Rücknahme eines Motors aus der Schubabschal
tung und bei der Wiederaufnahme des normalen Betriebs.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt ein Motor 10 mit der Kurbelwel
le 12 und der daran gekoppelten Pleuelstange 14 des weiteren
einen Kolben 16, der in dem Zylinder 18 hin- und herbewegbar
gelagert ist. Das Einlaßventil 20, das über die Einlaß-
Nockenwelle 22 betätigt wird, läßt eine Luftladung in den Mo
tor 10 einströmen. Das Auslaßventil 24, das über die Auslaß-
Nockenwelle 26 betätigt wird, läßt eine Luftladung bzw. Ver
brennungsgase aus dem Zylinder 18 austreten. Die Zündkerze 28
zündet das Gemisch in dem Motor 10, und die Kraftstoffein
spritzdüse 30 liefert Kraftstoff. Es sei darauf hingewiesen,
daß der Motor 10 als Fremdzündungsmotor mit Direkteinsprit
zung dargestellt ist, wobei selbstverständlich ein System ge
mäß der vorliegenden Erfindung mit Einlaßkanaleinspritzung
anstelle der Direkteinspritzung verwendet werden könnte.
Fig. 2 veranschaulicht ein Steuergerät 40, das Eingangssigna
le von einer Vielzahl von Sensoren 42 erhält, beispielsweise
den Einlaßkrümmerdruck, die Ladungstemperatur, den Massen
luftstrom, die Drosselklappenstellung, die Motordrehzahl, die
Motorlast, den Zündzeitpunkt, und von anderen dem Fachmann
bekannten und in dieser Beschreibung angedeuteten Sensoren.
Das Steuergerät 40 betätigt die Nockenwellenphasensteuerung
44, die aus der Klasse von Vorrichtungen zur Phasensteuerung
der Nockenwelle herangezogen werden kann, die lediglich als
Beispiel in dem US-Patent Nr. 5,107,804 genannt werden, das
durch Verweis hierauf in die vorliegende Beschreibung mit
einbezogen wird.
Der Fachmann wird angesichts dieser Offenbarung erkennen, daß
auch noch andere Arten von Ventilbetätigungssystemen bei ei
nem Motor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden
könnten. Beispielsweise könnten elektrohydraulische oder
elektromagnetische Ventile anstelle der in der vorliegenden
Beschreibung erläuterten nockenwellenbetätigten Ventile ver
wendet werden.
In Fig. 3A und 3B wird eine wichtige unabhängige Steuergröße
des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Der Einlaßkrümmerdruck (MAP) wird als Steuergröße zur Regu
lierung der Phasensteuerung der Nockenwelle bzw., mit anderen
Worten, der Ventilsteuerzeiten verwendet. Fig. 3A bezieht
sich auf einen Motorbetrieb mit 1500 UpM. Wenn ein System zur
doppelt gleichen Spätverstellung der Nockenwelle gemäß der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird die Nockenwellen
phasensteuerung immer mehr nach spät verstellt, wenn der Ein
laßkrümmerdruck auf 100 kPa ansteigt. Es sei darauf hingewie
sen, daß im Falle der Verstellung des Einlaßventils nach früh
oder der Verstellung des Auslaßventils nach spät der relative
Betrag der Änderung in der Nockenwelleneinstellung größer ist
als bei der Strategie der doppelt gleichen Verstellung auf
Einlaßkrümmerdrücke, die sich dem Atmosphärendruck nähern.
Wenn also beispielsweise für die Strategie der doppelt glei
chen Verstellung gemäß Fig. 3A eine Spätverstellung der Noc
kenwelle von ungefähr 80° notwendig ist, wird eine Frühver
stellung des Einlaßventils von fast 150° und eine Spätver
stellung des Auslaßventils von fast 230° benötigt, um dassel
be Ergebnis wie bei der Strategie der doppelt gleichen Ver
stellung zu erzielen. Dieser Unterschied ist in Fig. 3B eben
falls dargestellt, die einen Motorbetrieb mit 2500 UpM ab
deckt. Wie zuvor erfordern die Spätverstellung des Auslaßven
tils und die Frühverstellung nur des Einlaßventils wesentlich
mehr Phasenverschiebung, um zu erreichen, daß in dem Zylinder
keine Nettoströmung entsteht.
Der Fachmann wird erkennen, daß obwohl Fig. 3A und 3B auf
beiden Achsen mit Maßangaben versehen sind, lediglich eine
ganze Gruppe von Kurven dargestellt sind, die bei einem Motor
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Fig. 4 veranschaulicht eine herkömmliche Ventilsteuerung und
dient als Prototyp für die Fig. 5, 6 und 7. Der Bereich
mit der Bezeichnung "Ventilhub" zeigt die als Funktion der
Kurbelwellenstellung dargestellten Kurven für den Hub des
Auslaßventils (AV) und des Einlaßventils (EV). In der Mitte
des Diagramms von Fig. 4 wird mit den Buchstaben OT (oberer
Totpunkt) und UT (unterer Totpunkt) die Stellung der Kurbel
welle und des Kolbens beschrieben. Der Bereich mit der Be
zeichnung "Kolbenbewegung" zeigt, ob sich der Kolben in Rich
tung Zylinderkopf bewegt, wobei in diesem Fall der Pfeil nach
oben zeigt, oder sich in Richtung Kurbelwelle bewegt, wobei
in diesem Fall der Pfeil nach unten zeigt. Der Abschnitt des
Diagramms mit der Bezeichnung "Ladungsströmung" veranschau
licht die Richtung der Nettoströmung, entweder von dem Zylin
der 18 durch das Auslaßventil 24 oder von dem Einlaß des Mo
tors 10 durch das Einlaßventil 20 und in den Zylinder 18.
Fig. 5 veranschaulicht einen ersten Fall gemäß der vorliegen
den Erfindung, wo die Einlaß-Nockenwelle 22 nach früh ver
stellt wird, so daß das Öffnen und Schließen des Einlaßven
tils 20 ungefähr symmetrisch am oberen Totpunkt am Ende des
Auspufftaktes erfolgt. Bei dieser Frühverstellung ist die
Ventilüberschneidung während des Auspufftaktes dramatisch er
höht. Ladung wird also während des letzten Teils des Ar
beitstaktes von dem Auslaßkrümmer 40 in den Zylinder 18 ge
saugt; während des ersten Teils des Auspufftaktes kehrt die
Ladung wieder in den Auslaßkrümmer 40 zurück. Ladung strömt
außerdem während des letzten Teils des Auspufftaktes in den
Einlaßkrümmer 42 und wird während des ersten Teils des An
saugtaktes wieder in den Zylinder 18 gesaugt. Infolgedessen
gibt es keine Nettoladungsströmung durch die Zylinder. Es sei
unbedingt darauf hingewiesen, daß dies wie oben erwähnt ohne
Verwendung einer Saugkanaldrosselklappe erfolgt.
Fig. 6 veranschaulicht eine Situation, wo es zu keiner Netto
ladungsströmung durch die Zylinder aufgrund einer Spätver
stellung des Auslaßventils 24 kommt, so daß das Öffnen des
Einlaßventils 20 und des Auslaßventils 24 ungefähr gleichzei
tig und symmetrisch in der Mitte des Aussaugtaktes erfolgen.
Die Einstellung des Auslaßventils ist also nahezu direkt die
selbe wie die Einstellung des Einlaßventils. Folglich sind am
Beginn des Auspufftaktes beide Ventile geschlossen und die
Ladung im Zylinder wird komprimiert und anschließend sowohl
in den Einlaßkrümmer als auch in den Auslaßkrümmer abgegeben,
wenn die Ventile 20 und 24 öffnen. Die Ladung wird dann wäh
rend des Ansaugtaktes wieder in den Zylinder 18 gesaugt und
während des Beginns des Verdichtungstaktes aus dem Zylinder
18 gedrückt. Dies führt zu keiner Nettoladungsströmung durch
den Zylinder 18.
Fig. 7 veranschaulicht einen Fall einer doppelt gleichen Ven
tilverstellung nach spät. Diese kann bei einer einzigen Noc
kenwelle oder bei einer Vielzahl von Nockenwellen oder auch
noch bei anderen Arten von Ventilbetätigungsvorrichtungen
verwendet werden. Das Wichtige dabei ist, daß Einlaß- und
Auslaßventile derselben Spätverstellung unterliegen. Wenn ein
Fahrer das Gaspedal (nicht dargestellt) losläßt, geht der Mo
tor 10 in die Schubabschaltung über. Die Einlaß- und Auslaß
ventileinstellung schwenkt jeweils von einer Standardposition
(gemäß Fig. 4) in einen zum Schiebebetrieb nach spät ver
stellten Kurbelwellenwinkel von etwa 80 Grad. Dies führt da
zu, daß die Dauer des Öffnens des Auslaßventils am oberen
Totpunkt (OT) des Auspufftaktes ungefähr symmetrisch ist. Au
ßerdem ist die Dauer des Öffnens des Einlaßventils am unteren
Totpunkt (UT) des Ansaugtaktes ungefähr symmetrisch. Dies
führt dazu, daß das Auslaßventil öffnet, wenn der Kolben wäh
rend des Auspufftaktes nach oben geht und Luft aus dem Zylin
der 18 in den Auslaßkanal und -krümmer 40 gedrückt wird. Das
Auslaßventil 24 bleibt während des Beginns des Ansaugtaktes
geöffnet, und dieselbe Menge Luft wird infolge der Abwärtsbe
wegung des Kolbens 16 von dem Auslaßkanal und -krümmer 40
wieder in den Zylinder 18 gesaugt. Das Einlaßventil 20 öffnet
bei dem Ansaugtakt später, da das Auslaßventil 24 schließt
und Luft von dem Einlaßkanal und Einlaßkrümmer 42 in den Zy
linder 18 saugt. Nach dem unteren Totpunkt bleibt das Einlaß
ventil 20 geöffnet, und der Kolben 16 drückt dieselbe Menge
Luft aus dem Zylinder 18 wieder in den Einlaßkanal, bevor das
Einlaßventil 20 während des Verdichtungstaktes schließt. Wie
zuvor kommt es zu keiner Nettoladungsströmung durch den Mo
tor. Da es zu keiner Nettoladungsströmung durch einen Motor
gemäß der vorliegenden Erfindung kommt, wird eine Kühllast
und Sauerstoffanreicherung des Katalysators des Nachbehand
lungssystems vermieden, während gleichzeitig, da kein Kraft
stoff in die Zylinder gelangt, die Kraftstoffersparnis wie
auch die Fähigkeit zur Motorbremsung verbessert wird, vor al
lem wenn mit einer Spätverstellung des Auslaßventils gearbei
tet wird.
Fig. 8 veranschaulicht ein Verfahren zum Betrieb eines Mo
tors, um die Schubabschaltung bei gleichzeitigem Zurückhalten
der Ladung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfin
dung zu erreichen. Vom Block 50 aus geht das Steuergerät 40
weiter zu Block 52, wo der Einlaßkrümmerdruck (MAP) mit einem
Schwellenwert PT verglichen wird. Wenn MAP größer ist als PT,
wird gemäß Feld 62 die Schubabschaltung nicht aktiviert.
Wenn die Antwort in Block 52 Ja lautet, geht das Steuergerät
40 weiter zu Block 54, wo eine weitere Bedingung, nämlich die
Wirksamkeit des Katalysators, Gegenstand einer Abfrage ist.
Dem Fachmann wird angesichts dieser Offenbart klar sein, daß
unzählige Systeme und Verfahren zur Erfassung der Wirksamkeit
eines Katalysators zur Verfügung stehen. Diese gehen jedoch
über den Rahmen der vorliegenden Erfindung hinaus. Wenn die
Antwort in Block 54 Ja lautet, geht das Steuergerät 40 auf
jeden Fall weiter zu Block 56, wo die Drosselklappenstellung
geprüft wird. Wenn sich die Drosselklappe in der Leerlauf
stellung befindet, kann als nächstes wahlweise der Block 58
folgen, wobei die Abfrage hier den Zustand des Bremspedals
betrifft.
Wenn Block 58 nicht verwendet wird, geht das Steuergerät 40
weiter zu Block 60, wo die Motordrehzahl mit einem Schwellen
wert ST1 verglichen wird. Wenn die Motordrehzahl den Schwel
lenwert übersteigt, wird die Ventileinstellung in Richtung
einer Schubabschaltung verändert bzw. abgeglichen, und die
Kraftstoffeinspritzdüsen 30 werden abgeschaltet. Falls die
Fragen in den Blöcken 54, 56, 58 oder 60 mit Nein beantwortet
werden, wird die Schubabschaltung nicht aktiviert.
Fig. 9 veranschaulicht den Übergang von der Schubabschaltung
zu einer herkömmlichen Ventileinstellung. Von Block 70 aus
geht das Steuergerät 40 weiter zu den Blöcken 72 und 74. In
Block 72 wird die Motordrehzahl mit einem Schwellenwert ST2
verglichen. Wenn die Antwort in Block 72 Nein lautet, bleibt
der Motor in der Schubabschaltung (SAS). Das gleiche gilt in
Block 74, wenn sich die Drosselklappe in der Leerlaufstellung
befindet und das Bremspedal niedergedrückt ist. Wenn jedoch
die Fragen in Block 72 oder Block 74 mit Ja beantwortet wer
den, veranlaßt das Steuergerät 40 jedoch in Block 76, daß die
Phasensteuerung 44 zu einer herkömmlichen Ventileinstellung
übergeht. Anschließend werden die Einspritzdüsen 30 in Block
78 eingeschaltet.
Die Erfindung wurde nun anhand ihrer bevorzugten Ausführungs
formen dargestellt und beschrieben, doch für den Fachmann auf
diesem Gebiet versteht es sich, daß viele Änderungen und Mo
difikationen daran vorgenommen werden können, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen.
Claims (18)
1. Mehrzylinderverbrennungsmotor, umfassend:
eine Kurbelwelle;
eine Vielzahl von Zylindern, von denen jeder einen Kolben be sitzt, der hin- und herbewegbar darin gelagert ist und zur Hin- und Herbewegung mit der Kurbelwelle verbunden ist;
eine Vielzahl von Einlaßtellerventilen, die Ansaugluft in die Zylinder einströmen lassen; eine Vielzahl von Auslaßteller ventilen, die Verbrennungsprodukte aus den Zylindern austre ten lassen; wenigstens eine Nockenwelle zur Betätigung der Einlaßventile und der Auslaßventile;
eine Phasensteuervorrichtung zur Steuerung der Einstellung der wenigstens einen Nockenwelle;
eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen für die Zufuhr von Kraftstoff zu den Zylindern; und
ein Steuergerät zur Betätigung der Phasensteuervorrichtung und der Kraftstoffeinspritzdüsen, so daß bei einem Schiebebe trieb des Motors das Steuergerät den Kraftstoffstrom zu den Zylindern verringert und die Einstellung der Nockenwelle so reguliert, daß es keine Nettoladungsströmung durch die Zylin der gibt.
eine Kurbelwelle;
eine Vielzahl von Zylindern, von denen jeder einen Kolben be sitzt, der hin- und herbewegbar darin gelagert ist und zur Hin- und Herbewegung mit der Kurbelwelle verbunden ist;
eine Vielzahl von Einlaßtellerventilen, die Ansaugluft in die Zylinder einströmen lassen; eine Vielzahl von Auslaßteller ventilen, die Verbrennungsprodukte aus den Zylindern austre ten lassen; wenigstens eine Nockenwelle zur Betätigung der Einlaßventile und der Auslaßventile;
eine Phasensteuervorrichtung zur Steuerung der Einstellung der wenigstens einen Nockenwelle;
eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen für die Zufuhr von Kraftstoff zu den Zylindern; und
ein Steuergerät zur Betätigung der Phasensteuervorrichtung und der Kraftstoffeinspritzdüsen, so daß bei einem Schiebebe trieb des Motors das Steuergerät den Kraftstoffstrom zu den Zylindern verringert und die Einstellung der Nockenwelle so reguliert, daß es keine Nettoladungsströmung durch die Zylin der gibt.
2. Motor nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät den
Kraftstoffstrom zu den Zylindern vollständig abschaltet, wenn
sich der Motor im Schiebebetrieb befindet.
3. Motor nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät die
Nockenwelle nach spät verstellt, wenn sich der Motor im
Schiebebetrieb befindet, so daß die Auslaßventile nach dem
unteren Totpunkt des Arbeitstaktes des Zylinders, in dem sich
ein bestimmtes Auslaßventil befindet, öffnen.
4. Motor nach Anspruch 1, bei dem die Kraftstoffein
spritzdüsen so angebracht sind, daß Kraftstoff direkt in die
Zylinder eingeleitet wird.
5. Fremdzündungsmotor mit Direkteinspritzung, umfassend:
eine Kurbelwelle;
wenigstens einen Zylinder mit einem Kolben, der hin- und her bewegbar darin gelagert ist und zur Hin- und Herbewegung mit der Kurbelwelle verbunden ist;
wenigstens ein Einlaßtellerventil, das Ansaugluft in den Zy linder einströmen läßt;
wenigstens ein Auslaßtellerventil, das Verbrennungsprodukte aus dem Zylinder austreten läßt;
wenigstens eine Nockenwelle zur Betätigung des wenigstens ei nen Einlaßventils und des wenigstens einen Auslaßventils;
eine Phasensteuervorrichtung zur Steuerung der Einstellung der wenigstens einen Nockenwelle;
eine Kraftstoffeinspritzdüse für die direkte Zufuhr von Kraftstoff zu dem wenigstens einen Zylinder;
eine Zündkerze mit Elektroden, die in den Zylinder ragen; und
ein Steuergerät zur Betätigung der Phasensteuervorrichtung und der Kraftstoffeinspritzdüse in einer Weise, daß bei einem Schiebebetrieb des Motors das Steuergerät den Kraftstoffstrom zu dem Zylinder verringert und die Nockenwelle nach spät ver stellt, so daß es keine Nettoladungsströmung durch den Zylin der gibt.
eine Kurbelwelle;
wenigstens einen Zylinder mit einem Kolben, der hin- und her bewegbar darin gelagert ist und zur Hin- und Herbewegung mit der Kurbelwelle verbunden ist;
wenigstens ein Einlaßtellerventil, das Ansaugluft in den Zy linder einströmen läßt;
wenigstens ein Auslaßtellerventil, das Verbrennungsprodukte aus dem Zylinder austreten läßt;
wenigstens eine Nockenwelle zur Betätigung des wenigstens ei nen Einlaßventils und des wenigstens einen Auslaßventils;
eine Phasensteuervorrichtung zur Steuerung der Einstellung der wenigstens einen Nockenwelle;
eine Kraftstoffeinspritzdüse für die direkte Zufuhr von Kraftstoff zu dem wenigstens einen Zylinder;
eine Zündkerze mit Elektroden, die in den Zylinder ragen; und
ein Steuergerät zur Betätigung der Phasensteuervorrichtung und der Kraftstoffeinspritzdüse in einer Weise, daß bei einem Schiebebetrieb des Motors das Steuergerät den Kraftstoffstrom zu dem Zylinder verringert und die Nockenwelle nach spät ver stellt, so daß es keine Nettoladungsströmung durch den Zylin der gibt.
6. Verfahren zur Betätigung eines mit Tellerventilen
ausgerüsteten Mehrzylinderverbrennungsmotors mit einer kata
lytischen Nachbehandlungsvorrichtung in einer Weise, daß wäh
rend einer Schubabschaltung Ladung in den Zylindern zurückge
halten wird, daß während einer Schubabschaltung eine Kühllast
und eine Sauerstoffanreicherung des Katalysators vermieden
werden, umfassend die folgenden Schritte:
Erfassen eines Schiebebetriebs des Motors;
Regulieren des Zeitpunkts des Öffnens und Schließens der Tel lerventile in einer Weise, daß es keine Nettoströmung von Ga sen zu und von den Zylindern gibt; und
Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors, wenn eine geeignete Luftladung in den Zylindern nicht mehr zur Verfügung steht.
Erfassen eines Schiebebetriebs des Motors;
Regulieren des Zeitpunkts des Öffnens und Schließens der Tel lerventile in einer Weise, daß es keine Nettoströmung von Ga sen zu und von den Zylindern gibt; und
Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors, wenn eine geeignete Luftladung in den Zylindern nicht mehr zur Verfügung steht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Motor mit ei
ner Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Zylinder des Mo
tors arbeitet.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Einstellung
der Ventile reguliert wird, indem man sowohl die Einlaß- als
auch die Auslaßventile um mindestens 45 Kurbelwellengrade von
einer Basiseinstellung aus nach spät verstellt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schiebebetrieb
des Motors erfaßt wird durch Messen der Drosselklappenstel
lung und des Luftdrucks in dem Einlaßkrümmer des Motors.
10. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Motor nur dann
in die Schubabschaltung versetzt wird, wenn sich eine zu dem
Motor gehörige Nachbehandlungsvorrichtung im aktiven Zustand
befindet.
11. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Motor nur dann
in die Schubabschaltung versetzt wird, wenn die Drehzahl des
Motors größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
12. Verfahren nach Anspruch 7, des weiteren umfassend die
Schritte der Rücknahme des Motors in den Standardbetrieb für
den Fall, daß entweder die Motordrehzahl unter einen zweiten
vorbestimmten Schwellenwert abfällt oder die Drosselklappe
jenseits einer Leerlaufstellung geöffnet ist.
13. Mehrzylinderverbrennungsmotor, umfassend:
eine Kurbelwelle;
eine Vielzahl von Zylindern, von denen jeder einen Kolben be sitzt, der hin- und herbewegbar darin gelagert ist;
eine Vielzahl von Einlaßtellerventilen, die Ansaugluft in die Zylinder einströmen lassen;
eine Vielzahl von Auslaßtellerventilen, die Verbrennungspro dukte aus den Zylindern austreten lassen;
ein Ventilbetätigungssystem zum Öffnen und Schließen der Ein laß- und Auslaßtellerventile;
eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen für die Zufuhr von Kraftstoff zu den Zylindern; und
ein Steuergerät zur Betätigung des Ventilbetätigungssystems und der Kraftstoffeinspritzdüsen in einer Weise, daß bei ei nem Schiebebetrieb des Motors das Steuergerät den Kraft stoffstrom zu den Zylindern verringert und die Funktionsweise der Tellerventile so reguliert, daß es keine Nettoladungs strömung durch die Zylinder gibt.
eine Kurbelwelle;
eine Vielzahl von Zylindern, von denen jeder einen Kolben be sitzt, der hin- und herbewegbar darin gelagert ist;
eine Vielzahl von Einlaßtellerventilen, die Ansaugluft in die Zylinder einströmen lassen;
eine Vielzahl von Auslaßtellerventilen, die Verbrennungspro dukte aus den Zylindern austreten lassen;
ein Ventilbetätigungssystem zum Öffnen und Schließen der Ein laß- und Auslaßtellerventile;
eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen für die Zufuhr von Kraftstoff zu den Zylindern; und
ein Steuergerät zur Betätigung des Ventilbetätigungssystems und der Kraftstoffeinspritzdüsen in einer Weise, daß bei ei nem Schiebebetrieb des Motors das Steuergerät den Kraft stoffstrom zu den Zylindern verringert und die Funktionsweise der Tellerventile so reguliert, daß es keine Nettoladungs strömung durch die Zylinder gibt.
14. Motor nach Anspruch 13, bei dem das Steuergerät den
Kraftstoffstrom zu den Zylindern abschaltet, wenn sich der
Motor im Schiebebetrieb befindet, während die Einlaßteller
ventile nach früh verstellt werden, so daß das Öffnen und
Schließen der Einlaßventile ungefähr symmetrisch am oberen
Totpunkt am Ende des Auspufftaktes erfolgt.
15. Motor nach Anspruch 13, bei dem das Steuergerät den
Kraftstoffstrom zu den Zylindern abschaltet, wenn sich der
Motor im Schiebebetrieb befindet, während die Auslaßteller
ventile nach spät verstellt werden, so daß das Öffnen und
Schließen der Einlaß- und Auslaßventile ungefähr gleichzeitig
und symmetrisch in der Mitte des Ansaugtaktes erfolgt.
16. Motor nach Anspruch 13, bei dem das Steuergerät den
Kraftstoffstrom zu den Zylindern abschaltet, wenn sich der
Motor im Schiebebetrieb befindet, während die Einlaß- und
Auslaßtellerventile nach spät verstellt werden, so daß das
Öffnen und Schließen der Einlaßventile ungefähr symmetrisch
am unteren Totpunkt des Ansaugtaktes erfolgt, und das Öffnen
und Schließen der Auslaßventile ungefähr symmetrisch am obe
ren Totpunkt des Auspufftaktes erfolgt.
17. Motor nach Anspruch 13, bei dem die Kraftstoffein
spritzdüsen den Zylindern Kraftstoff direkt zuführen.
18. Motor nach Anspruch 13, bei dem die Kraftstoffein
spritzdüsen Kraftstoff zu Ansaugkanälen führen, die zu den
Zylindern führen.
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