DE69921736T2

DE69921736T2 - Steuerung der Brennstoffdampfrückgewinnung für Otto-Direkteinspritzbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE69921736T2
Application number: DE69921736T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Arthur Dearborn Cook; Narayanan Canton Sivashankar; Jing Novi Sun
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2019-05-11
Also published as: EP0962647A2; EP0962647A3; JPH11336589A; EP0962647B1; US5950603A; DE69921736D1

Description

Das Gebiet der Erfindung betrifft die Steuerung von Direkteinspritzungsmotoren. Insbesondere betrifft das Gebiet die Treibstoffdampfrückführungssteuerung für Direkteinspritzungsmotoren mit Fremdzündung.
In Direkteinspritzungsmotoren betreibt das Motorsteuersystem den Motor sowohl in einem geschichteten Modus als auch in einem homogenen Modus. Im geschichteten Modus enthalten die Verbrennungskammern übereinander geschichtete Schichten unterschiedlicher Luft/Treibstoffgemische. Die Schicht, die am nächsten zur Zündkerze liegt, enthält ein stöchiometrisches Gemisch oder eine Mischung, die stöchiometrisch fetter ist, und die nachfolgenden Schichten enthalten zunehmend magerere Gemische. Im homogenen Modus ist ein Gemisch mit relativ konstanten Luft/Treibstoffeigenschaften im gesamten Zylindervolumen vorhanden.
Treibstoffdampfrückführungssysteme werden bei Motorkraftfahrzeugen eingesetzt und müssen mit Direkteinspritzungsmotoren verbunden werden, um die atmosphärischen Emissionen von Kohlenwasserstoffen zu verringern, indem die Kohlenwasserstoffe in einem Kanister gespeichert werden. Der Kanister, welcher mit dem Treibstofftank gekoppelt ist, verwendet Aktivkohle zum Absorbieren der Kohlenwasserstoffe. Der Kanister wird periodisch durch Durchleiten von Umgebungsluft, welche die Kohlenwasserstoffe desorbiert, durch die Aktivkohle gereinigt. Das sich daraus ergebende Luft-und-Kohlenwasserstoffgemisch ersetzt die normale Mischung von Luft aus dem Ansaugsystem und Treibstoff aus dem Treibstoffzuführsystem, welche in den Motor über den Motoreinlass zugeführt wird. Der Kanister ist dann erneut in der Lage, Kohlenwasserstoffe zu speichern, wodurch der Vorgang wiederholt werden kann. Der herkömmliche Treibstoffdampfrückführungsvorgang muss auch in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, um sicherzustellen, dass der Kanister nicht in einen gesättigten Zustand übergeht.
Um die Umgebungsluft durch den Kanister zu zwingen, wird üblicherweise das Krümmervakuum eingesetzt. Jedoch ist das Krümmervakuum eine Funktion der Motorbetriebszustände. Bei gewissen Zuständen, besonders wenn der Betrieb im geschichteten Modus erfolgt, kann das Krümmervakuum nicht ausreichen, um Luft durch den Kanister zu zwingen. Daher verwenden viele Treibstoffdampfrückführungssysteme eine Pumpe oder einen Kompressor im System, um das Reinigen des Kanisters bei allen Krümmervakuumniveaus zu ermöglichen. Solch ein System ist in der U.S.-Patentschrift 5,054,454 offenbart.
Auch können herkömmliche Reinigungssysteme mit Einlasseinspritzung nur ein homogenes Gemisch bilden, da es, wenn der Motor eine Mischung aus Luft und Treibstoff aus dem Treibstoffdampfrückführungssystem ansaugt, keine Möglichkeit gibt ein geschichtetes Gemisch auszubilden. In anderen Worten, das geschichtete Gemisch hängt vom Vorhandensein eines isolierten Bereichs eines erwünschten Luft/Treibstoff-Verhältnisses ab, wobei der Rest des Bereichs fortschreitend magerer wird. Daher ist das Reinigen darauf beschränkt, wenn der Motor in einem homogenen Modus betrieben wird. Ein solches System ist in der U.S.-Patentschrift 5,245,975 offenbart.
Die hier vorliegenden Erfinder haben zahlreiche Nachteile erkannt, wenn bekannte Treibstoffdampfrückführungssysteme mit Direkteinspritzungsmotoren eingesetzt werden. Wenn zum Beispiel Treibstoffdampfrückführungssysteme mit Direkteinspritzungsmotoren eingesetzt werden, wird das Erfordernis nach Reinigung in regelmäßigen Intervallen durch den einfachen Einsatz einer Pumpe oder eines Kompressors nicht erfüllt. Daher ist der Betrieb in einem geschichteten Modus, was vorteilhaft für den Treibstoffverbrauch ist, durch die Notwendigkeit begrenzt, den Kanister reinigen zu müssen, was zu geringerer als optimaler Treibstoffwirtschaftlichkeit führt. Ein anderes Problem besteht darin, dass, wenn Treibstoffdämpfe während des geschichteten Betriebs gereinigt werden, unverbrannte Kohlenwasserstoffe im Abgas zu finden sind.
In der United States Patentschrift Nr. 5,826,565 wird ein Motor mit Zündkerzenzündung beschrieben, der ein Treibstoffdampfrückführungssystem aufweist, wobei der Motor mit Zündkerzenzündung einen Lufteinlass mit einer Drossel, die darin positioniert ist, aufweist, wobei der Motor einen ersten Satz von Zylindern und einen zweiten Satz von Zylindern besitzt, wobei das System umfasst: ein Treibstoffdampfrückführungssystem, das mit dem Motor zum Anliefern des Reinigungsdampfes an den ersten Satz von Zylindern gekoppelt ist, ein Steuerventil, das zwischen dem Treibstoffdampfrückführungssystem und dem ersten Satz von Zylindern positioniert ist; einen Regler zum Aktivieren des Steuerventils als Antwort auf ein Reinigungssignal, welcher den ersten Satz von Zylindern in einem homogenen Betriebsmodus mit einem homogenen Gemisch aus Luft und Treibstoff in dem ersten Satz von Zylindern durch Einspritzen einer ersten Treibstoffeinspritzungsmenge während des Ansaugtaktes betreibt, welcher den zweiten Satz von Zylindern in einem geschichteten Betriebsmodus mit einem geschichteten Gemisch von Luft und Treibstoff im zweiten Satz von Zylindern durch Einspritzen einer zweiten Treibstoffeinspritzungsmenge während eines Verdichtungstaktes betreibt.
Eine Aufgabe der Erfindung hierin ist, die Treibstoffdampfrückführung von inneren Verbrennungsmotoren mit Direkteinspritzung und Fremdzündung zu steuern.
Gemäß der Erfindung wird ein fremdgezündeter Motor bereit gestellt, der ein Dampfrückführungssystem oder Dampfsammelsystem aufweist, wobei der fremdgezündete Motor einen Lufteinlass mit einer darin positionierten Drossel besitzt, wobei der Motor einen ersten Satz von Zylindern und einen zweiten Satz von Zylindern besitzt, wobei das System umfasst: ein Treibstoffdampfrückführungssystem, das mit dem Motor zum Anliefern des Reinigungsdampfes an den ersten Satz von Zylindern gekoppelt ist, ein Steuerventil, das zwischen dem Treibstoffdampfrückführungssystem und dem ersten Satz von Zylindern positioniert ist; einen Regler zum Aktivieren des Steuerventils als Antwort auf ein Reinigungssignal, welcher den ersten Satz von Zylindern in einem homogenen Betriebsmodus mit einem homogenen Gemisch aus Luft und Treibstoff in dem ersten Satz von Zylindern durch Einspritzen einer ersten Treibstoffeinspritzungsmenge während des Ansaugtaktes betreibt, welcher den zweiten Satz von Zylindern in einem geschichteten Betriebsmodus mit einem geschichteten Gemisch von Luft und Treibstoff im zweiten Satz von Zylindern durch Einspritzen einer zweiten Treibstoffeinspritzungsmenge während eines Verdichtungstaktes betreibt; gekennzeichnet durch einen ersten Abgassauerstofffühler, der mit dem ersten Satz von Zylindern gekoppelt ist, und durch einen zweiten Abgassauerstofffühler, der mit dem zweiten Satz von Zylindern gekoppelt ist; wobei der Regler das homogene Gemisch aus Luft und Treibstoff auf einen gewünschten stöchiometrischen Wert durch Anpassen der ersten Treibstoffeinspritzungsmenge des ersten Satzes von Zylindern auf Grundlage des ersten Abgassauerstofffühlers regelt, und das geschichtete Gemisch aus Luft und Treibstoff auf einen gewünschten Wert, stöchiometrisch magerer, durch Anpassen der zweiten Treibstoffeinspritzungsmenge des zweiten Satzes von Zylindern auf Grundlage des zweiten Abgassauerstofffühlers regelt.
Durch das Betreiben einiger Zylinder im geschichteten Modus und einiger im homogenen Modus ist es möglich die Reinigungstreibstoffdämpfe in den homogenen Zylindern auszunutzen, während der Rest der Zylinder trotz alledem im geschichteten Modus betrieben wird.
Ein Vorteil des obigen Aspekts der Erfindung besteht darin, dass Kohlenwasserstoffemissionen geregelt bleiben, egal ob ein Direkteinspritzungsmotor mit Fremdzündung gerade in einem homogenen Modus oder einem geschichteten Modus betrieben wird.
Ein anderer Vorteil des obigen Aspekts der Erfindung besteht darin, dass die Verbesserung des Treibstoffverbrauchs durch Betreiben einiger Zylinder im geschichteten Modus möglich ist, während die Treibstoffdämpfe gereinigt werden.
Die Erfindung wird nun als bloßes Beispiel mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1–3 Blockdiagramme einer Ausführungsform sind, in welcher die Erfindung vorteilhaft eingesetzt wird;
4 ein Flussdiagramm ist, welches die Steuerung des Luft/Treibstoff-Verhältnisses für die Ausführungsform, die in 1 gezeigt wird, beschreibt; und
5–6 Flussdiagramme sind, welche das Reinigungsverfahren für die Ausführungsform, gezeigt in 1, beschreibt.
Der innere Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und Fremdzündung 10, der eine Mehrzahl von Verbrennungskammern umfasst, wird durch den elektronischen Motorregler 12 gesteuert. Der Motor 10 weist zwei Zylindergruppen 14 beziehungsweise 16, auf, von denen jede in sich einen Satz von Zylindern aufweist. In diesem besonderen Beispiel haben die Zylindergruppen 14 und 16 die gleiche Anzahl von Zylindern; jedoch kann die Anzahl der Zylinder unterschiedlich sein und jede Zylindergruppe kann auch nur 1 Zylinder umfassen.
Die Zylindergruppe 14 des Motors 10 ist als mit dem Reinigungssystem über das Treibstoffdampfmanagementventil 32 und den Treibstoffdampfkanal 34 gekoppelt dargestellt, um Luft-und-Treibstoffdämpfe vom Kanister 30 zu empfangen, welcher mit einem Treibstofftank (nicht gezeigt) gekoppelt ist, wie später hierin mit besonderer Bezugnahme auf 3 beschrieben. Der Motor 10 ist ebenfalls in Kopplung mit dem Ansaugkrümmer 44 und dem Abgaskrümmer 48 dargestellt. Der Ansaugkrümmer 44 ist über die Drosselventilklappe 62 mit dem Drosselklappenkörper 58 in Verbindung stehend gezeigt. In diesem besonderen Beispiel ist die Drosselventilklappe 62 mit dem Elektromotor 60 gekoppelt, so dass die Position der Drosselklappe 62 durch den Regler 12 mittels des Elektromotors 60 gesteuert wird. Diese Konfiguration wird allgemein als elektronische Drosselsteuerung (ETC) bezeichnet, welche auch während der Leerlaufdrehzahlsteuerung eingesetzt wird. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt), welche den Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik bekannt ist, ist ein Umgehungsluftkanal parallel zur Drosselventilklappe 62 angeordnet, um den angesaugten Luftstrom während der Leerlaufdrehzahlsteuerung mittels eines Drosselklappensteuerventils, das innerhalb des Luftkanals positioniert ist, zu steuern. Allgemein gesagt, wird die Drosselventilklappe 62 verwendet, um das Motordrehmoment zu regeln, wenn dieser in einem homogenen Modus betrieben wird. Beim Betrieb in einem geschichteten Modus ist die Drosselventilklappe 62 im Allgemeinen in einer weit geöffneten Position angeordnet.
Der Ansaugkrümmer 44 weist auch eine sekundäre Drosselventilklappe 65 auf. In diesem besonderen Beispiel ist die sekundäre Drosselventilklappe 65 mit dem Elektromotor 67 gekoppelt, so dass die Position der sekundären Drosselventilklappe 65 durch den Regler 12 mittels des Elektromotors 67 gesteuert wird. Die sekundäre Drosselventilklappe 65 wird eingesetzt, um den angesaugten Luftstrom in die Zylindergruppe 14 zu steuern. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) wird ein pneumatisches Betätigungsglied mit der sekundären Drosselventilklappe 62 gekoppelt, um den angesaugten Luftstrom in die Zylindergruppe 14 zu steuern.
Die Abgassauerstofffühler 76 und 77 sind gekoppelt mit dem Abgaskrümmer 48 für die Zylindergruppen 16 beziehungsweise 14 oberhalb des Katalysators 70 dargestellt. In diesem besonderen Beispiel stellt der Fühler 76 das Signal UEGO1 für den Regler 12 bereit, das in einem im Wesentlichen linearen Weg mit dem tatsächlichen Luft/Treibstoff-Verhältnis der Abgase nahe dem Fühler 76 in Wechselbeziehung steht. Der Fühler 77 stellt das Signal UEGO2 für den Regler 12 bereit, das in einem im Wesentlichen linearen Weg mit dem tatsächlichen Luft/Treibstoff-Verhältnis der Abgase nahe dem Fühler 77 in Wechselbeziehung steht. Die Signale UEGO1 und UEGO2 werden vorteilhaft während der Closed-Loop-Luft/Treibstoff-Regelung derart verwendet, um das durchschnittliche Luft/Treibstoff-Verhältnis auf einem gewünschten Luft/Treibstoff-Verhältnis entweder während des homogenen Betriebsmodus oder des geschichteten Betriebsmodus zu halten. Alternative Anordnungen der Fühler 76 und 77 können verwendet werden, so zum Beispiel das Anordnen des Fühlers 76 so, dass das Abgas aus beiden Zylindergruppen 14 und 16 den Fühler 76 umspült.
Stickoxid (NOx) Absorbens oder Falle 72 wird als unterhalb des Katalysators 70 angeordnet dargestellt. Die NOx-Falle 72 absorbiert NOx, wenn der Motor 10 stöchiometrisch mager betrieben wird. Das absorbierte NOx wird nachfolgend mit HC reagiert und katalysiert während eines NOx-Reinigungszyklus, wenn der Regler 12 den Motor 10 veranlasst, entweder in einem fetten homogenen Modus oder einem stöchiometrisch homogenen Modus zu arbeiten.
Der Regler 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, umfassend: Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, dargestellt als Festwertspeicherchip 106 in diesem besonderen Beispiel, Direktzugriffsspeicher 108, Zwischenspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Regler 12 wird so dargestellt, dass er verschiedene Signale von Fühlern empfängt, die mit dem Motor 10 verbunden sind, zusätzlich zu jenen Signalen, die zuvor besprochen wurden, umfassend: Messung des angesaugten Massenluftstroms (MAE) vom Massenluftstromfühler 100, der an den Drosselklappenkörper 58 gekoppelt ist; Drosselklappenposition TP1 vom Drosselklappenpositionsfühler 120; sekundäre Drosselklappenposition TP2 vom Drosselklappenfühler 121; Absolutkrümmerdrucksignal MAP vom Fühler 122; und verschiedene andere Signale von anderen Fühlern 123, wie hierin später beschrieben. Der Regler 12 sendet auch Signale zum Treibstoffdampfmanagementventil 32 und an verschiedene andere Betätigungsglieder 124, wie hierin später beschrieben. Das Krümmerdrucksignal MAP stellt eine Anzeige der Motorbelastung bereit.
Nun mit Bezugnahme auf 2 wird eine aus einer Mehrzahl von Verbrennungskammern, nämlich Verbrennungskammer 130 aus Zylindergruppe 16, gezeigt, umfassend Verbrennungskammerwände 132 mit dem Kolben 136, der darin angeordnet und mit der Kurbelwelle 140 verbunden ist. In diesem besonderen Beispiel umfasst der Kolben 130 eine Vertiefung oder Schale (nicht gezeigt), um beim Ausbilden von geschichteten Ladungen von Luft und Treibstoff zu helfen. Die Verbrennungskammer 130 wird mit Verbindung zum Ansaugkrümmer 44 und zum Abgaskrümmer 48 über jeweils entsprechende Ansaugventile 152a und 152b (nicht gezeigt) und Abgasventile 154a und 154b (nicht gezeigt) dargestellt. Treibstoffeinspritzung 166 ist direkt mit der Verbrennungskammer 130 gekoppelt dargestellt, um flüssigen Treibstoffs direkt eben dorthin im Verhältnis zur Impulsbreite des Signals fpw1, das vom Regler 12 über den herkömmlichen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, zuzuführen. Der Treibstoff wird der Treibstoffeinspritzung 166 durch ein herkömmliches Hochdrucktreibstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Treibstofftank, Treibstoffpumpen und eine Treibstoff-Verteilerleitung umfasst.
Das herkömmliche verteilerlose Zündungssystem 188 stellt den Zündfunken für die Verbrennungskammer 130 über die Zündkerze 192 als Reaktion auf das Funkenausgabesignal SA1 vom Regler 12 bereit. Der Regler 12 empfängt auch die folgenden Signale; Motorkühlflüssigkeitstemperatur (ECT) von einem Temperaturfühler 212, der an ein Kühlrohr 214 gekoppelt ist, und ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) vom Halleffektsensor 218, der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist. Das Motordrehzahlsignal RPM wird durch den Regler 12 aus dem Signal PIP auf herkömmliche Weise erzeugt.
Der Regler 12 lässt die Verbrennungskammer 130 entweder in einem homogenen Luft/Treibstoff-Modus oder in einem geschichteten Luft/Treibstoff-Modus durch Steuern des Einspritzungszeitpunkts arbeiten. Im geschichteten Modus aktiviert der Regler 12 die Treibstoffeinspritzung 166 während des Motorverdichtungstaktes, so dass der Treibstoff direkt in die Schale des Kolbens 136 gesprüht wird. Geschichtete Luft/Treibstoff-Schichten werden dadurch ausgebildet. Die Schicht, die sich am nächsten zur Zündkerze befindet, enthält ein stöchiometrisches Gemisch oder ein Gemisch fetter als stöchiometrisch und die darauf folgenden Schichten enthalten zunehmend magerere Gemische. Während des homogenen Modus aktiviert der Regler 12 die Treibstoffeinspritzung 166 während des Ansaugtaktes, so dass ein im Wesentlichen homogenes Luft/Treibstoffgemisch ausgebildet ist, wenn die Zündleistung an die Zündkerze 192 durch das Zündungssystem 188 angelegt wird. Der Regler 12 steuert die Menge des Treibstoffs, die durch die Treibstoffeinspritzung 166 zugeführt wird, so dass das homogene Luft/Treibstoff-Gemisch in Kammer 130 so ausgewählt werden kann, um stöchiometrisch, fetter als stöchiometrisch oder magerer als stöchiometrisch zu sein. Das geschichtete Luft/Treibstoff-Gemisch wird immer einen stöchiometrisch magereren Wert aufweisen, wobei das exakte Luft/Treibstoffverhältnis eine Funktion aus der Treibstoffmenge ist, die der Verbrennungskammer 130 zugeführt wird.
Nun mit Bezugnahme auf 3 wird eine aus einer Mehrzahl von Verbrennungskammern, nämlich Reinigungsverbrennungskammer 230 aus Zylindergruppe 14, gezeigt, umfassend Verbrennungskammerwände 232 mit dem Kolben 236, der darin angeordnet und mit der Kurbelwelle 140 verbunden ist. In diesem besonderen Beispiel umfasst der Kolben 230 eine Vertiefung oder Schale (nicht gezeigt), um beim Ausbilden von geschichteten Ladungen von Luft und Treibstoff zu helfen. Die Reinigungsverbrennungskammer 230 wird mit Verbindung zum Ansaugkrümmer 44 und zum Abgaskrümmer 48 über jeweils entsprechende Ansaugventile 252a und 252b (nicht gezeigt) und Abgasventile 254a und 254b (nicht gezeigt) dargestellt. Die Treibstoffeinspritzung 266 wird direkt gekoppelt gezeigt mit der Reinigungsverbrennungskammer 230 zum direkten Zuführen des flüssigen Treibstoffs eben dort im Verhältnis zur Impulsbreite des Signals fpw2, das vom Regler 12 über den herkömmlichen elektronischen Treiber 268 empfangen wird. Der Treibstoff wird der Treibstoffeinspritzung 266 durch ein herkömmliches Hochdrucktreibstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Treibstofftank, Treibstoffpumpen und eine Treibstoff-Verteilerleitung umfasst.
Das herkömmliche verteilerlose Zündungssystem 188 stellt den Zündfunken für die Verbrennungskammer 230 über die Zündkerze 292 als Reaktion auf das Funkenausgabesignal SA2 vom Regler 12 bereit.
Die Treibstoffdampföffnung 296 wird in Verbindung mit der Reinigungsverbrennungskammer 230 über die Einlassventile 252a und 252b (nicht gezeigt) stehend gezeigt. Die Treibstoffdampföffnung 296 steht auch mit einem Reinigungssystem über das Treibstoffdampfmanagementventil 32 und den Treibstoffdampfkanal 34 in Verbindung. Daher ist der Regler 12 gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, das Zuströmen von Reinigungstreibstoffdämpfen in die Zylindergruppe 14 zu steuern, während das Zuströmen von Treibstoffdämpfen in die Zylindergruppe 16 ausgeschlossen wird.
Der Regler 12 lässt auch die Reinigungsverbrennungskammer 230 entweder in einem homogenen Luft/Treibstoff-Modus oder in einem geschichteten Luft/Treibstoff-Modus durch Steuern des Einspritzungszeitpunkts auf ähnliche Weise wie die Verbrennungskammer 130 arbeiten, wie hierin zuvor mit besonderer Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Mit Bezugnahme auf 4 wird nun die Steuerungsroutine des Luft/Treibstoff-Verhältnisses beschrieben. In Schritt 410 wird das gewünschte Luft/Treibstoffverhältnis für die Zylindergruppe 16 (A/F1_DESIRED) eingelesen. Das gewünschte Luft/Treibstoffverhältnis für die Zylindergruppe 16 (A/F1_DESIRED) wird durch einen höheren Regler erzeugt, wie zum Beispiel einen Motorregler basierend auf dem Drehmoment, einem Emissionssteuerungssystem oder einem anderen System, das bekanntermaßen ein bestimmtes Luft/Treibstoff-Verhältnis anfordert. In einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Signal A/F1_DESIRED auf der Grundlage eines gewünschten Motordrehmoments erzeugt, wenn die Zylindergruppe 16 gerade in einem geschichteten Modus betrieben wird. Als Nächstes wird in Schritt 420 das gewünschte Luft/Treibstoffverhältnis für die Zylindergruppe 14 (A/F2_DESIRED) eingelesen. Das gewünschte Luft/Treibstoffverhältnis für die Zylindergruppe 14 (A/F2_DESIRED) wird ebenfalls durch einen höheren Regler auf eine Art ähnlich dem A/F1_DESIRED erzeugt. Dann werden in den Schritten 430 und 440 die tatsächlichen Luft/Treibstoff-Verhältnisse der Zylindergruppen 16 und 14 von den jeweiligen Signalen UEGO1 und UEGO2 gemessen. Dann werden in Schritt 450 die Signale UEGO1 und A/F1_DESIRED in einem Regler verarbeitet, um das Signal fpw1 zu erzeugen. In ähnlicher Weise werden die Signale UEGO2 und A/F2_DESIRED in einem Regler verarbeitet, um das Signal fpw2 zu erzeugen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind beide Regler Proportional-Integral-Regler und eine Optimalwertschätzung wird auf der Grundlage des Massenluftstromsignals (MAF) verwendet. Alternativ könnte jeder Regler, der den Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik bekannt und durch diese Offenbarung vorgeschlagen ist, eingesetzt werden, wie zum Beispiel ein Proportional-Differential-Regler. In ähnlicher Weise kann die Optimalwertschätzung auf dem Krümmerdrucksignal (MAP) basieren.
Nun mit Bezugnahme auf 5 wird eine Routine zum Steuern der Treibstoffdampfreinigung beschrieben. In Schritt 502 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob das Reinigen von Treibstoffdämpfen durch einen höheren Regler wie zum Beispiel einem Reinigungsmanagementsystem angefordert worden ist. Wenn die Reinigung angefordert wurde, erfolgt eine Bestimmung in Schritt 504, ob der Motor gerade in einem geschichteten Modus betrieben wird. Wenn der Motor gerade in einem geschichteten Modus betrieben wird, wird die Zylindergruppe 14 in einen homogenen Modus in Schritt 506 übergeführt. Dies erfolgt durch das Anpassen des gewünschten Luft/Treibstoff-Verhältnisses der Zylindergruppe 14 (A/F2_DESIRED) auf einen mageren Wert, durch das Anpassen des Signals SA2 und das Anpassen der sekundären Drosselventilklappe 65 auf der Grundlage der Motorbetriebsspeicherwerte. Diese Parameter werden so angepasst, dass das Drehmoment, das durch die Zylinder in der Zylindergruppe 14 erzeugt wird, welche in einem homogenen Modus betrieben wird, gleich dem Drehmoment ist, das durch die Zylinder in der Zylindergruppe 16 erzeugt wird, die noch immer in einem geschichteten Modus betrieben wird. Dann wird in Schritt 508 die aktive Drehmomentsteuerung ermöglicht, wie später hierin mit besonderer Bezugnahme auf 6 beschrieben. Dann wird in Schritt 510 der Reinigungsfluss ermöglicht. Auswirkungen auf das Luft/Treibstoff-Verhältnis auf Grund des Reinigungsflusses werden durch den Einsatz des Luft/Treibstoff-Verhältnis-Steuerungsschemas, hierin früher beschrieben, kompensiert.
Nun mit Bezugnahme auf 6 wird die Routine zum Ausgleichen des Drehmoments aus den zwei Zylindergruppen des Motors 10 beschrieben. Wenn das Drehmoment aus den Zylindern der Zylindergruppe 14 größer ist als das Drehmoment aus den Zylindern in der Zylindergruppe 16 (Schritt 610), wird das Signal SA2 weg vom MBT hin angepasst, wo MET die Einstellung für das maximale Drehmoment auf Grund der gerade aktuellen Motorbetriebsbedingungen ist (Schritt 612). Das Drehmoment der Zylindergruppen wird unter Verwendung eines Verfahrens bestimmt, das den Fachleuten auf diesen Gebieten der Technik bekannt ist, wobei Drehzahlschwankungen ein Drehmoment anzeigen, das durch jeden Zylinder erzeugt wird. Alternativ wird das Signal SA2 in Richtung auf MET in Schritt 614 angepasst. Die Anpassungen können unter Verwendung eines Proportional-Reglers oder eines anderen Reglers wie zum Beispiel einem Proportional-Integralregler erzielt werden, wie den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt und durch diese Offenbarung vorgeschlagen.
Dies schließt die Beschreibung eines Betriebsbeispiels ab, das die Erfindung, wie hierin beansprucht, vorteilhaft einsetzt. Viele Abänderungen und Modifikationen sind möglich, ohne den Umfang der Erfindung, wie in den angeschlossenen Ansprüchen dargelegt, zu überschreiten. Zum Beispiel kann dieses Modus-Übergangsverfahren unter anderen Betriebsbedingungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel während Bedingungen von geringer Drehzahl und geringer Belastung oder während Autobahnfahrtbedingungen.

Claims

Motor mit Fremdzündung (10), der ein Dampsammelsystem aufweist, wobei der Motor mit Fremdzündung eine Luftansaugung (44) mit einer Drossel (62) aufweist, die darin positioniert ist, wobei der Motor einen ersten Satz von Zylindern (14) und einen zweiten Satz von. Zylindern (16) aufweist, wobei das System umfasst: ein Dampfrückführungs- oder Dampfsammelsystem, das mit dem Motor (10) zum Anliefern des Reinigungsdampfes an den ersten Satz von Zylindern (14) gekoppelt ist; ein Steuerventil (32), das zwischen dem Dampfrückführungssystem und dem ersten Satz von Zylindern (14) positioniert ist; einen Regler (12) zum Aktivieren des Steuerventils (32) als Antwort auf ein Reinigungssignal, welcher den ersten Satz von Zylindern (14) in einem homogenen Betriebsmodus mit einem homogenen Gemisch aus Luft und Treibstoff im ersten Satz von Zylindern (14) durch Einspritzen einer ersten Treibstoffeinspritzungsmenge während des Ansaugtaktes betreibt, welcher den zweiten Satz von Zylindern (16) in einem geschichteten Betriebsmodus mit einem geschichteten Gemisch von Luft und Treibstoff im zweiten Satz von Zylindern (16) durch Einspritzen einer zweiten Treibstoffeinspritzungsmenge während eines Verdichtungstaktes betreibt; gekennzeichnet durch einen ersten Abgassauerstofffühler (77), der mit dem ersten Satz von Zylindern (14) gekoppelt ist, und durch einen zweiten Abgassauerstofffühler (76), der mit dem zweiten Satz von Zylindern (16) gekoppelt ist; wobei der Regler (12) das homogene Gemisch aus Luft und Treibstoff auf einen gewünschten stöchiometrischen Wert durch Anpassen der ersten Treibstoffeinspritzungsmenge des ersten Satzes von Zylindern (14) auf Grundlage des ersten Abgassauerstofffühlers (77) regelt und das geschichtete Gemisch aus Luft und Treibstoff auf einen gewünschten Wert, stöchiometrisch magerer, durch Anpassen der zweiten Treibstoffeinspritzungsmenge des zweiten Satzes von Zylindern (16) auf Grundlage des zweiten Abgassauerstofffühlers (76) regelt.
Motor mit Fremdzündung gemäß Anspruch 1, wobei der erste (14) und der zweite (16) Satz von Zylindern zwei Gruppen (2, 1) in einem V-Motor umfassen.
Motor gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Regler (12) so ausgelegt ist, um die Motorbetriebsbedingungen anzupassen, um ein homogenes Drehmoment, das durch den ersten Satz von Zylindern (14) erzeugt wird, im Wesentlichen gleich einem geschichteten Drehmoment, das durch den zweiten Satz von Zylindern (16) erzeugt wird, zu halten.
Motor gemäß Anspruch 3, des Weiteren umfassend ein zweites Drosselventil (65) in der Luftansaugung zwischen der Drosselklappe (62) und dem ersten Satz von Zylindern (14) und wobei die Motorbetriebsbedingung eine Position des zweiten Drosselventils (65) ist.
Motor gemäß Anspruch 3, wobei die Motorbetriebsbedingung ein homogener Zündungszeitpunkt ist.