DE102004033231A1

DE102004033231A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken

Info

Publication number: DE102004033231A1
Application number: DE102004033231A
Authority: DE
Inventors: Dirk Hartmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-02-02
Also published as: CN100554670C; JP2006022815A; US20060005811A1; CN1719015A; KR20060049920A; US7246594B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit mehreren Zylinderbänken (5, 10) vorgeschlagen, das eine Zylinderabschaltung mit zumindest reduzierter Zündwinkelspätverschiebung ermöglicht. Dabei ist wenigstens eine erste Zylinderbank (5) zumindest teilweise abschaltbar. Unmittelbar vor einer Abschaltung oder unmittelbar nach einer Zuschaltung mindestens eines Zylinders (11, 12, 13, 14) der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) wird für die wenigstens eine erste Zylinderbank (5) eine erste Ausgangsgröße und für mindestens eine zweite Zylinderbank (10) eine zweite Ausgangsgröße eingestellt. Die erste Ausgangsgröße und die zweite Ausgangsgröße werden voneinander verschieden so eingestellt, dass sie Mittel einer vorgegebenen Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine (1) entsprechen.

Description

Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.

Es ist bereits bekannt, eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken zu betreiben, von denen wenigstens eine erste Zylinderbank zumindest teilweise abschaltbar ist.

Bei herkömmlichen Konzepten zur Zylinderabschaltung wird die Füllung der nicht abzuschaltenden Zylinder unmittelbar vor der Abschaltung der abzuschaltenden Zylinder in einer sogenannten Übergangsphase, also bei noch inaktiver Zylinderabschaltung bereits aufgebaut. Dadurch wurde sich das resultierende, von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment erhöhen. Um dieses Drehmoment jedoch konstant zu halten, wird der Zündwinkel nach spät gezogen oder die Kraftstoffzufuhr teilweise ausgeblendet. Wenn die Füllung der nicht abzuschaltenden Zylinder den erforderlichen Sollwert erreicht hat, wird die Zylinderabschaltung aktiviert und der Zündwinkel wieder nach früh auf den optimalen früheren Wert gezogen bzw. die teilweise Ausblendung der Kraftstoffzufuhr für die nicht abzuschaltenden Zylinder zurückgenommen. Auf diese Weise kann der fehlende Drehmomentenbeitrag der abgeschalteten Zylinder kompensiert werden.

Problematisch bei diesem Konzept ist es, dass in der Übergangsphase unmittelbar vor der Abschaltung der abzuschaltenden Zylinder durch das Spätziehen des Zündwinkels eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs und eine Erhöhung der Abgastemperaturen bedingt ist. Durch die erhöhten Abgastemperaturen kann es dabei zu einer Schädigung eines in einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators kommen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass unmittelbar vor einer Abschaltung oder unmittelbar nach einer Zuschaltung mindestens eines Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank für die wenigstens eine erste Zylinderbank eine erste Ausgangsgröße und für mindestens eine zweite Zylinderbank eine zweite Ausgangsgröße eingestellt werden, wobei die erste Ausgangsgröße und die zweite Ausgangsgröße voneinander verschieden so eingestellt werden, dass sie im Mittel einer vorgegebenen Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine entsprechen. Auf diese Weise lässt sich eine in der Übergangsphase unmittelbar vor dem Abschalten oder unmittelbar nach dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank die zweite Ausgangsgröße der mindestens einen zweiten Zylinderbank beispielsweise durch Erhöhung der Füllung der Zylinder der mindestens einen zweiten Zylinderbank erhöhen, ohne dass diese Erhöhung der zweiten Ausgangsgröße durch ein Spätziehen des Zündwinkels kompensiert werden muss. Die Kompensation der erhöhten zweiten Ausgangsgröße kann vielmehr durch ein Absenken der ersten Ausgangsgröße der mindestens einen ersten Zylinderbank erfolgen. Dabei kann die erste Ausgangsgröße beispielsweise durch Reduzierung der Füllung der Zylinder der wenigstens einen ersten Zylinderbank erfolgen. Durch die erfindungsgemäße asymmetrische Einstellung der ersten Ausgangsgröße und der zweiten Ausgangsgröße lassen sich somit ein erhöhter Kraftstoffverbrauch und erhöhte Abgastemperaturen in der Übergangsphase unmittelbar vor der Abschaltung oder unmittelbar nach der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank und damit eine Schädigung eines ggf. vorhandenen Katalysators im Abgasstrang der Brennkraftmaschine verringern.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Luftzufuhr zu der wenigstens einen ersten Zylinderbank durch mindestens ein erstes Stellglied und/oder die Luftzufuhr zur mindestens einen zweiten Zylinderbank durch mindestens ein zweites Stellglied beeinflusst wird. Auf diese Weise lässt sich durch unterschiedliche Einstellung der beiden Stellglieder besonders einfach und unter Vermeidung einer Zündwinkelspätverstellung die erfindungsgemäße Asymmetrie der ersten Ausgangsgröße und der zweiten Ausgangsgröße allein mit Hilfe unterschiedlicher Füllungen für die Zylinder der wenigstens einen ersten Zylinderbank und der mindestens einen zweiten Zylinderbank realisieren.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn der mindestens eine Zylinder der wenigstens einen ersten Zylinderbank erst dann abgeschaltet wird, wenn ein zweiter vorgegebener Wert von der zweiten Ausgangsgröße aufgrund der Beeinflussung der Luftzufuhr mittels des mindestens einen zweiten Stellgliedes erreicht wurde. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Zylinderabschaltung erst dann erfolgt, wenn der Beitrag der zweiten Ausgangsgröße genügend groß ist, um die vorgegebene Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine nach Abschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank vollständig umzusetzen. Die Zylinderabschaltung kann somit ohne Veränderung der Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine und somit unbemerkt erfolgen. Insbesondere wird ein Sprung in der Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine bei der Zylinderabschaltung vermieden. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Brennkraftmaschine ein Fahrzeug antreibt. In diesem Fall kann die Zylinderabschaltung für den Fahrer unbemerkt und damit besonders komfortabel erfolgen.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die zweite Ausgangsgröße außerdem durch Beeinflussung eines Zündwinkels, vorzugsweise durch eine Spätverstellung des Zündwinkels, eingestellt wird. Auf diese Weise kann die Spätverstellung des Zündwinkels für Korrekturen der zweiten Ausgangsgröße verwendet werden. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn sich die Erhöhung der zweiten Ausgangsgröße beispielsweise aufgrund der Brenngrenze der Zylinder der wenigstens einen ersten Zylinderbank nicht vollständig durch Absenken der ersten Ausgangsgröße in der Übergangsphase unmittelbar vor einer Abschaltung oder unmittelbar nach einer Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank kompensieren lässt. In diesem Fall lässt sich durch die Beeinflussung des Zündwinkels sicherstellen, dass die vorgegebene Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine auch in der Übergangsphase unmittelbar vor der Abschaltung oder unmittelbar nach der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank konstant gehalten werden kann, so dass dies vom Fahrer eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs unbemerkt bleibt.

Um einen unerwünschten Einfluss eines insbesondere nach spät gezogenen Zündwinkels insbesondere auf den Kraftstoffverbrauch und die Abgastemperaturen weitest möglich zu begrenzen, kann es in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, die Beeinflussung des Zündwinkels bei der Abschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank wieder zurückzunehmen bzw. die Beeinflussung des Zündwinkels erst bei der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank aufzunehmen.

Insbesondere zur Einhaltung der Brenngrenze der wenigstens einen ersten Zylinderbank kann es vorteilhaft sein, die erste Ausgangsgröße betragsmäßig nach unten auf einen vorgegebenen Schwellwert zu begrenzen. Somit wird sichergestellt, dass die wenigstens eine erste Zylinderbank in der Übergangsphase unmittelbar vor einer Abschaltung oder unmittelbar nach einer Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank keine Verbrennungsaussetzer aufweist und damit zu einem unkomfortablen Sprung der Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine führen würde.

Dies lässt sich insbesondere dann vermeiden, wenn der vorgegebene Schwellwert abhängig von einer Brenngrenze der wenigstens einen ersten Zylinderbank gewählt wird.

Zur Vermeidung weiterer unerwünschter Zündwinkeleingriffe ist es vorteilhaft, wenn eine Änderung der ersten Ausgangsgröße unmittelbar vor dem Abschalten oder unmittelbar nach dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank betragsmäßig durch eine Änderung der zweiten Ausgangsgröße begrenzt wird.

Durch diese Maßnahme wird außerdem sichergestellt, dass die vorgegebene Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine eingehalten wird, ohne dass die zweite Ausgangsgröße der ersten Ausgangsgröße beispielsweise durch Zündwinkeleingriff nachgeführt werden muss, soweit dies überhaupt möglich ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn für die mindestens eine zweite Zylinderbank eine dritte Ausgangsgröße vorgegeben wird, die so gewählt wird, dass sich nach der Abschaltung oder vor der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank die vorgegebene Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine ergibt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die vorgegebene Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine nach der Abschaltung oder vor der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank allein mit Hilfe der mindestens einen zweiten Zylinderbank umgesetzt werden kann.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die dritte Ausgangsgröße nach dem Abschalten oder vor dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank nur durch Beeinflussung der Luftzufuhr mittels des zweiten Stellgliedes umgesetzt wird. Auf diese Weise werden ein Zündwinkeleingriff und damit ein unerwünscht hoher Kraftstoffverbrauch und unerwünscht hohe Abgastemperaturen vermieden.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die erste Ausgangsgröße durch Beeinflussung der Luftzufuhr mittels des mindestens einen ersten Stellgliedes derart eingestellt wird, dass eine Erhöhung der zweiten Ausgangsgröße gegenüber der vorgegebenen Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine kompensiert wird. Auf diese Weise lässt sich eine Erhöhung der zweiten Ausgangsgröße zum Einhalten der vorgegebenen Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine besonders einfach und insbesondere ohne Zündwinkeleingriff lediglich durch Beeinflussung der Luftzufuhr mittels des mindestens einen ersten Stellgliedes unmittelbar vor der Abschaltung oder unmittelbar nach der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank kompensieren.

Die asymmetrische Einstellung der ersten Ausgangsgröße und der zweiten Ausgangsgröße unmittelbar vor dem Abschalten oder unmittelbar nach dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders der wenigstens einen ersten Zylinderbank lässt sich besonders einfach und ohne Zündwinkeleingriff dadurch realisieren, dass das erste Stellglied und das zweite Stellglied entsprechend asymmetrisch zur Einnahme voneinander verschiedener Positionen eingestellt werden.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken, 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des zeitlichen Verlaufs einer Füllung und eines Drehmoments gemäß der Erfindung, 3 einen ersten Ablaufplan für die Vorbereitung einer Aktivierung einer Zylinderabschaltung und 4 einen zweiten Ablaufplan für die Vorbereitung einer Deaktivierung einer Zylinderabschaltung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 kennzeichnet 1 eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine 1 treibt beispielsweise ein Fahrzeug an. Die Brennkraftmaschine 1 kann beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass die Brennkraftmaschine 1 als Ottomotor ausgebildet ist. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst gemäß 1 zwei Zylinderbänke 5, 10. Jede der beiden Zylinderbänke 5, 10 umfasst dabei im Beispiel nach 1 vier Zylinder. So ist in einer ersten Zylinderbank 5 ein erster Zylinder 11, ein zweiter Zylinder 12, ein dritter Zylinder 13 und ein vierter Zylinder 14 angeordnet. In einer zweiten Zylinderbank 10 ist ein fünfter Zylinder 2l, ein sechster Zylinder 22, ein siebter Zylinder 23 und ein achter Zylinder 24 angeordnet. Die Zylinder der beiden Zylinderbänke 5, 10 werden über eine gemeinsame Luftzuleitung 25 mit Frischluft versorgt. Die Strömungsrichtung der Frischluft ist in 1 durch Pfeile gekennzeichnet. In der gemeinsamen Luftzuleitung 25 ist ein Luftfilter 30 angeordnet, das in dem Fachmann bekannter Weise den in der zugeführten Luft enthaltenen Staub von den Zylinderbänken 5, 10 fernhält und dadurch Motorverschleiß verhindert. Stromab des Luftfilters 30 teilt sich die gemeinsame Luftzuleitung 25 in einen ersten Luftkanal 35 und in einen zweiten Luftkanal 40 auf. Dabei ist im ersten Luftkanal 35 ein erster Luftmassenmesser 55, beispielsweise in Form eines Heißfilm-Luftmassenmessers angeordnet, der den Luftmassenstrom im ersten Luftkanal 35 misst und das Messergebnis an eine Motorsteuerung 50 weiterleitet. Stromab des ersten Luftmassenmessers 55 ist im ersten Luftkanal 35 ein erstes Stellglied 15 angeordnet, dessen Position von der Motorsteuerung 50 beispielsweise abhängig von einem umzusetzenden Fahrerwunsch in dem Fachmann bekannter Weise eingestellt wird. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei dem ersten Stellglied 15 um eine erste Drosselklappe handelt. Stromab der ersten Drosselklappe 15 verzweigt der erste Luftkanal 35 in vier Luftleitungen, die die Frischluft zu den vier Zylindern 11, 12,13, 14 der ersten Zylinderbank 5 führen. Die Stellung der ersten Drosselklappe 15 wird außerdem von einer in 1 nicht näher dargestellten Messvorrichtung, beispielsweise in Form eines Potentiometers erfasst und an die Motorsteuerung 50 zurückgemeldet. Die Motorsteuerung 50 steuert wie in 1 durch einen Pfeil zur ersten Zylinderbank 5 angedeutet die Zündzeitpunkte und die Kraftstoffzufuhr der vier Zylinder 11, 12, 13, 14 der ersten Zylinderbank 5. Der Kraftstoff kann dabei direkt in die einzelnen Zylinder 11, 12, 13, 14 der ersten Zylinderbank 5 oder stromauf oder stromab der ersten Drosselklappe 15 der zugeführten Luft beigemischt werden.
In entsprechender Weise ist der zweite Luftkanal 40 aufgebaut, der einen zweiten Luftmassenmesser 60, beispielsweise ebenfalls in Form eines Heißfilm-Luftmassenmessers umfasst, der wiederum den Luftmassenstrom im zweiten Luftkanal 40 misst und das Messergebnis an die Motorsteuerung 50 weiterleitet. Stromab des zweiten Luftmassenmessers 60 ist im zweiten Luftkanal 40 ein zweites Stellglied 20, beispielsweise ebenfalls in Form einer Drosselklappe angeordnet, dessen Stellung von der Motorsteuerung 50 beispielsweise ebenfalls abhängig vom Fahrerwunsch eingestellt wird und dessen Lage durch eine in 1 nicht dargestellte Messvorrichtung, beispielsweise in Form eines Potentiometers an die Motorsteuerung 50 zurückgemeldet wird. Stromab der zweiten Drosselklappe 20 verzweigt der zweite Luftkanal 40 dann entsprechend in vier Luftleitungen zu den vier Zylindern 21, 22, 23, 24 der zweiten Zylinderbank 10. Die Zündzeitpunkte und die zugeführte Kraftstoffmenge der Zylinder 21, 22, 23, 24 der zweiten Zylinderbank 10 werden dabei ebenfalls von der Motorsteuerung 50 vorgegeben, wie durch den Pfeil zur zweiten Zylinderbank 10 angedeutet. Dabei kann auch die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern 21, 22, 23, 24 der zweiten Zylinderbank 10 direkt oder stromauf oder stromab der Drosselklappe 20 der zugeführten Luft beigemischt werden. Die zugeführte Kraftstoffmenge zu den Zylindern 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24 der beiden Zylinderbänke 5, 10 kann dabei beispielsweise in dem Fachmann bekannter Weise zur Einhaltung eines vorgegebenen Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses von der Motorsteuerung 50 vorgegeben werden. Die Zündzeitpunkte der Zylinder 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24 der beiden Zylinderbänke 5, 10 können von der Motorsteuerung 50 beispielsweise zur Einstellung einer gewünschten Reserve für eine Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise für eine einzustellende Drehmomentenreserve oder im Hinblick auf die Aufheizung eines in einem gemeinsamen Abgasstrang 45 angeordneten Katalysators geeignet vorgegeben werden. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches in den Zylindern der beiden Zylinderbänke 5, 10 gebildete Abgas wird dann zunächst über einzelne Abgasleitungen der einzelnen Zylinder und dann über den gemeinsamen Abgasstrang 45 weggeführt, wobei ein ggf. im gemeinsamen Abgasstrang 45 angeordneter Katalysator in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mehr dargestellt ist. Die Strömungsrichtung des Abgases ist in 1 ebenfalls durch Pfeile gekennzeichnet. Einlass- und Auslassventile der einzelnen Zylinder sind in 1 ebenfalls aus Gründen der Übersicht lichkeit nicht dargestellt und können in dem Fachmann bekannter Weise angeordnet und angesteuert werden.
Es ist nun vorgesehen, dass die erste Zylinderbank 5 zumindest teilweise abschaltbar ist, d. h. das mindestens einer der Zylinder 11, 12, 13, 14 der ersten Zylinderbank 5 abgeschaltet werden kann. Diese Abschaltung erfolgt beispielsweise durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu dem mindestens einen abzuschaltenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 für die Dauer der Zylinderabschaltung. Die Abschaltung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5 kann auch dadurch erfolgen, dass für die Dauer der Zylinderabschaltung das Einlassventil und/oder das Auslassventil dieses mindestens einen Zylinders dauerhaft geschlossen bleibt. Die Zuschaltung des mindestens einen abgeschalteten Zylinders der ersten Zylinderbank 5 erfolgt dann entsprechend durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr bzw. Wiederöffnen des Einlassventils und/oder des Auslassventils des mindestens einen abgeschalteten Zylinders.
Die Zylinderabschaltung kann zusätzlich oder alternativ auch durch Aussetzen der Zündung mindestens eines Zylinders der ersten Zylinderbank 5 erreicht werden.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass unmittelbar vor einer Abschaltung oder unmittelbar nach einer Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5 für die erste Zylinderbank 5 eine erste Ausgangsgröße und für die zweite Zylinderbank 10 eine zweite Ausgangsgröße eingestellt werden, wobei die erste Ausgangsgröße und die zweite Ausgangsgröße voneinander verschieden so eingestellt werden, dass sie im Mittel einer vorgegebenen Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine 1 entsprechen. Bei der ersten Ausgangsgröße der ersten Zylinderbank 5, bei der zweiten Ausgangsgröße der zweiten Zylinderbank 10 und bei der Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine 1 kann es sich beispielsweise um ein Drehmoment oder um eine Leistung oder um eine von einem Drehmoment und/oder einer Leistung abgeleitete Größe handeln. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei den genannten Ausgangsgrößen jeweils um ein Drehmoment handelt. Das vorgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 soll soweit physikalisch möglich durch die Zylinderabschaltung bzw. durch die Zylinderzuschaltung nicht verändert werden und entspricht beispielsweise einem Wunschdrehmoment mifa des Fahrers des Fahrzeugs, das dieser durch entsprechende Fahrpedalbetätigung vorgibt. Im Idealfall sollte der Fahrer die Zylinderabschaltung bzw. die Zylinderzuschaltung nicht spüren. Dies gilt sowohl für den stationären Betrieb der Brennkraftma schine 1 während der Zylinderabschaltung als auch für den instationären Betrieb der Brennkraftmaschine 1 in einer Umschaltphase bei der Aktivierung bzw. Deaktivierung des Betriebes mit Zylinderabschaltung, also unmittelbar vor dem Abschalten des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5 bzw. unmittelbar nach dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5.
Zu diesem Zweck wird das zweite Drehmoment unmittelbar vor der Abschaltung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5 erhöht und zwar bis auf einen Wert, der es ermöglicht, dass auch während dem stationären Betrieb der Brennkraftmaschine 1 mit zumindest teilweise abgeschalteter erster Zylinderbank 5 das vorgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine 1, also in diesem Beispiel das Fahrerwunschmoment mifa, unverändert aufrecht erhalten wird. Der Fahrer des Fahrzeugs soll die zumindest teilweise Abschaltung der ersten Zylinderbank 5, also die Abschaltung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank nicht bemerken. Damit das Fahrerwunschmoment mifa auch in der Übergangsphase unmittelbar vor der Abschaltung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5 unverändert aufrecht erhalten werden kann, so dass der Fahrer auch diese Übergangsphase nicht spürt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, in dieser Übergangsphase das erste Drehmoment der ersten Zylinderbank 5 abzusenken. Auf diese Weise ergibt sich ein asynchroner Betrieb der Brennkraftmaschine 1 in der Übergangsphase, in dem das erste Drehmoment und das zweite Drehmoment voneinander verschieden eingestellt werden, wobei die Einstellung so erfolgt, dass sie im Mittel das vorgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 realisieren. Somit wird die Erhöhung des zweiten Drehmoments in der Übergangsphase durch die Absenkung des ersten Drehmoments kompensiert. Die asymmetrische Einstellung des ersten Drehmoments und des zweiten Drehmoments kann man entsprechend in der Übergangsphase unmittelbar nach einer Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5 durchführen, um auch in dieser Übergangsphase das vorgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 unverändert entsprechend dem Fahrerwunschmoment mifa einstellen zu können. Auf diese Weise wird auch das zweite Ziel erreicht, dass der Fahrer die Übergangsphase unmittelbar vor der Abschaltung bzw. unmittelbar nach der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5 nicht bemerkt. Da die Erhöhung des zweiten Drehmoments in der Übergangsphase durch eine entsprechende Reduzierung des ersten Drehmoments kompensiert wird, ist es nicht erforderlich, die Erhöhung des ersten Drehmoments gegenüber einem gleichbleibenden zweiten Drehmoment beispielsweise durch eine Zündwinkelverstellung oder Beeinflussung der Kraftstoffzu fuhr der zweiten Zylinderbank 10 zu kompensieren, um das vorgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 auf den Fahrerwunschmoment mifa unverändert zu halten. Somit kann ein durch Spätziehen des Zündwinkels bedingter erhöhter Kraftstoffverbrauch und damit einhergehende höhere Abgastemperaturen vermieden werden. Die Erhöhung des zweiten Drehmoments in der Übergangsphase kann vielmehr allein durch Erhöhung der Luftzufuhr im zweiten Luftkanal 40 durch entsprechende Einstellung der zweiten Drosselklappe 20 erfolgen. Die entsprechende Absenkung des ersten Drehmoments in der Übergangsphase kann allein durch Beeinflussung der Luftzufuhr im ersten Luftkanal 35 durch entsprechende Einstellung der ersten Drosselklappe 15 realisiert werden. Auf diese Weise ergibt sich in der jeweiligen Übergangsphase auch eine asynchrone Ansteuerung der beiden Drosselklappen 15, 20, wobei die zweite Drosselklappe 20 weiter geöffnet und die erste Drosselklappe 15 weiter geschlossen wird, so dass die beiden Drosselklappen 15, 20 eine unterschiedliche Stellung einnehmen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch in der jeweiligen Übergangsphase das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 als Mittelwert des ersten Drehmoments und des zweiten Drehmoments konstant und unverändert dem Fahrerwunschmoment mifa entspricht.
Anhand des Zeitdiagramms nach 2 wird im folgenden der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft verdeutlicht. Dabei sind über der Zeit t eine Füllung rl und ein Drehmoment md aufgetragen. Bis zu einem ersten Zeitpunkt t₁ wird die Brennkraftmaschine 1 ohne Zylinderabschaltung betrieben.
Dabei nimmt bis zum ersten Zeitpunkt t₁ die Füllung der Zylinder beider Zylinderbänke 5, 10 jeweils einen Wert rloz und sowohl das erste Drehmoment als auch das zweite Drehmoment einen Wert mdoz an, der dem Fahrerwunschmoment mifa entspricht. Da somit das erste Drehmoment und das zweite Drehmoment gleich mdoz gleich mifa sind, ist auch der Mittelwert der beiden Drehmomente gleich dem Fahrerwunschmoment mifa. Eine erste Füllung rl1 der ersten Zylinderbank 5 kann in dem Fachmann bekannter Weise aus der Motordrehzahl und dem vom ersten Luftmassenmesser 5 gemessenen Luftmassenstrom ermittelt werden. Die Ermittlung der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine 1 kann in dem Fachmann bekannter Weise mittels eines in 1 nicht dargestellten Drehzahlsensors erfolgen, der die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 misst und das Messergebnis an die Motorsteuerung 50 weiterleitet. Durch geeignete Einstellung der ersten Drosselklappe 15 kann die erste Füllung rl1 beeinflusst werden. Entsprechend wird eine zweite Füllung rl2 der zweiten Zylinderbank 10 aus dem vom zweiten Luftmassen messer 60 ermittelten Luftmassenstrom und der Motordrehzahl in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt, wobei die zweite Füllung rl2 durch Veränderung der Einstellung der zweiten Drosselklappe 20 beeinflusst werden kann. Zum ersten Zeitpunkt t₁ detektiert nun die Motorsteuerung 50 eine Anforderung zur zumindest teilweisen Zylinderabschaltung der ersten Zylinderbank 5. Somit startet die Motorsteuerung 50 zum ersten Zeitpunkt t₁ die beschriebene entsprechende Übergangsphase. Während des gesamten Betriebs der Brennkraftmaschine 1 soll das Fahrerwunschmoment mifa nach Möglichkeit allein durch entsprechende Einstellung der Füllung der beiden Zylinderbänke 5, 10, also durch entsprechende Einstellung der Drosselklappen 15, 20 und möglichst nicht durch Zündwinkelverstellung umgesetzt werden. D. h. der Zündwinkel sollte nach Möglichkeit auf seinen optimalen Wert für sämtliche der Zylinder der beiden Zylinderbänke 5, 10 gehalten werden und nur für unbedingt erforderliche Momentenreserven oder unbedingt erforderliche Maßnahmen, wie beispielsweise das Aufheizen eines Katalysators oder das Erhöhen der Abgasenthalpie für ein schnelleres Ansprechen eines ggf. vorhandenen Abgasturboladers nach spät verschoben werden. So wird zum ersten Zeitpunkt t₁ ein erster Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment von der Motorsteuerung 50 ermittelt, der erforderlich ist, um beim stationären Betrieb der Brennkraftmaschine 1 mit zumindest teilweise abgeschalteter erster Zylinderbank 5 das Fahrerwunschmoment mifa unverändert aufrecht erhalten zu können. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass bei der Zylinderabschaltung sämtliche Zylinder 11, 12, 13, 14 der ersten Zylinderbank 5 abgeschaltet werden sollen. Demnach muss der erste Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment doppelt so groß wie das Fahrerwunschmoment mifa gewählt werden, da während der Zylinderabschaltung der ersten Zylinderbank 5 die erste Zylinderbank 5 keinen Momentenbeitrag mehr liefert. Somit würde sich aufgrund der symmetrischen Auslegung der beiden Zylinderbänke 5, 10 bei einem zweiten Drehmoment, dass dem ersten Sollwert md2soll = 2 * mifa entspricht im Mittel für das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 das Fahrerwunschmoment mifa ergeben. Weiterhin ermittelt die Motorsteuerung 50 zum ersten Zeitpnkt t₁, welcher Sollwert rl2soll für die Füllung der zweiten Zylinderbank 10 erforderlich ist, um den Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment umzusetzen. Weiterhin ermittelt die Motorsteuerung 50, welche Position die zweite Drosselklappe 20 einnehmen muss, um den Sollwert rl2soll für die zweite Füllung einzustellen. Die Motorsteuerung 50 veranlasst dann schließlich die Ansteuerung der zweiten Drosselklappe 20 zur Umsetzung dieses zweiten Sollwertes rl2soll für die zweite Füllung. Die Ansteuerung der zweiten Drosselklappe 20 sollte dabei möglichst frühzeitig möglichst nahe am ersten Zeitpunkt t₁ erfolgen. Bedingt durch die Verzögerungszeit des durch den zweiten Luftkanal 40 und die Luftleitungen zu den Zylindern der zweiten Zylinderbank 10 gebildeten Saugrohres stromab der zweiten Drosselklappe 20 und die Totzeit, die sich aufgrund der Modellierung des einzustellenden Drosselklappenwinkels für die zweite Drosselklappe 20 sowie die Einstellung der modellierten Position der zweiten Drosselklappe 20 ergibt, erreicht die zweite Füllung rl2 den Sollwert rl2soll erst zu einem dem ersten Zeitpunkt t₁ nachfolgenden zweiten Zeitpunkt t₂ wie in 2 dargestellt. Entsprechend erreicht das zweite Drehmoment der zweiten Zylinderbank 10, das in 2 mit md2bas gekennzeichnet ist, den ersten Sollwert md2soll ebenfalls erst zum zweiten Zeitpunkt t₂. Der Sollwert rl2soll ist natürlich gegenüber der bis zum ersten Zeitpunkt t₁ vorliegenden Füllung rloz erhöht, so dass die Motorsteuerung 50 die zweite Drosselklappe 20 zu einer weiteren Öffnung ansteuert.
Zum ersten Zeitpunkt t₁ ermittelt die Motorsteuerung 50 außerdem einen ersten Sollwert md1soll für das erste Drehmoment, mit dem die Erhöhung des zweiten Drehmoments in der Übergangsphase kompensiert werden soll. Im vorliegenden Beispiel wird der Fall betrachtet, dass sämtliche Zylinder 11, 12, 13, 14 der ersten Zylinderbank 5 abgeschaltet werden sollen. Dies würde bedeuten, dass der Sollwert md1soll für das erste Drehmoment auch für die Übergangsphase zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t2 auf Null gesetzt werden müsste, damit sich im Mittel zwischen den beiden Sollwerten md1soll und md2soll das Fahrerwunschmoment mifa ergeben könnte. In der Übergangsphase zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ soll jedoch die Zylinderabschaltung der ersten Zylinderbank 5 noch nicht aktiviert werden. Das bedeutet, dass der Betrieb der Zylinder 11, 12, 13, 14 der ersten Zylinderbank 5 in dieser Übergangsphase aufrecht erhalten werden soll, die erste Zylinderbank 5 also einen Momentenbeitrag leisten soll. Somit ist der Sollwert md1soll nach unten durch die Brenngrenze der ersten Zylinderbank 5 zu begrenzen, d. h. der erste Sollwert md1soll für erste Drehmoment darf nicht kleiner sein als ein abhängig von der Brenngrenze der ersten Zylinderbank 5 vorgegebener Schwellwert. Dieser Schwellwert ist dabei beispielsweise auf einem Prüfstand so appliziert, dass sichergestellt ist, dass Drehmomente oberhalb dieses Schwellwertes ohne Verbrennungsaussetzer realisiert werden können, wobei auf der anderen Seite dieser Schwellwert so klein wie möglich gewählt werden soll. Im vorliegenden Beispiel nach 2 wird also von der Motorsteuerung 50 der Sollwert md1soll für das erste Drehmoment beispielsweise gleich dem für die Gewährleistung der Brennbarkeit vorgegebenen Schwellwert gewählt. Die Motorsteuerung 50 ermittelt weiterhin einen Sollwert rl1soll für die erste Füllung, die zur Umsetzung des ersten Sollwertes md1soll für das erste Drehmoment erforderlich ist. Der erste Sollwert md1soll für das erste Drehmoment ist kleiner als das Drehmoment mdoz und der Sollwert rl1soll für die erste Füllung ist kleiner als die Füllung rloz. Die Motorsteuerung 50 ermittelt dann die Position der ersten Drosselklappe 15, die zur Umsetzung des ersten Sollwertes rl1soll bei der aktuellen Motordrehzahl erforderlich ist und steuert die erste Drosselklappe 15 zur Einstellung dieser Position an. Diese Position der ersten Drosselklappe 15 ist dabei gegenüber der bis zum ersten Zeitpunkt t₁ vorliegenden Position der ersten Drosselklappe 15 weiter geschlossen. Aufgrund der beschriebenen auch für die erste Zylinderbank 5 geltenden Saugrohrverzögerungszeit und der durch die Modellierung und Einstellung der Position der ersten Drosselklappe 15 bedingten Totzeit wird auch der erste Sollwert rl1soll für die erste Füllung und der erste Sollwert md1soll für das erste Drehmoment erst zum zweiten Zeitpunkt t₂ erreicht.
Die erste Füllung rl1 erreicht dann zum zweiten Zeitpunkt t₂ den Sollwert rl1 soll für die erste Füllung und das erste Drehmoment md1 erreicht zum zweiten Zeitpunkt t₂ den ersten Sollwert md1soll des ersten Drehmoments. Da der erste Sollwert md1soll für das erste Drehmoment in der Übergangszeit zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ größer Null ist, ergibt sich bei der Mittelung des ersten Sollwertes md1soll für das erste Drehmoment und des ersten Sollwertes md1soll für das zweite Drehmoment ein Drehmoment, das größer als das Fahrerwunschmoment mifa ist. Deshalb muss für die Übergangszeit zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ ein zweiter Sollwert md1soll' für das zweite Drehmoment eingestellt werden, der bei gleichbleibendem Sollwert rl2soll für die zweite Füllung durch Spätziehen des Zündwinkels für die Zylinder 21, 22, 23, 24 der zweiten Zylinderbank 10 zum zweiten Zeitpunkt t₂ erreicht werden soll. Somit wird das allein durch den Füllungseingriff durch entsprechende Einstellung der zweiten Drosselklappe 20 bewirkte zweite Drehmoment md2bas aufgrund des Zündwinkeleingriffs auf das sich letztlich tatsächlich einstellende zweite Drehmoment md2 reduziert, das zum zweiten Zeitpunkt t₂ den zweiten Sollwert md2soll' des zweiten Drehmoments erreicht. Der zweite Sollwert md2soll' des zweiten Drehmoments ist von der Motorsteuerung 50 dabei im vorliegenden Beispiel kleiner als der erste Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment und so zu wählen, dass md2soll' + md1soll = 2·mifa. Dadurch kann auch erreicht werden, dass der Mittelwert aus dem sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoment md2 und dem sich tatsächlich einstellenden ersten Drehmoment md1 in der Übergangsphase zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ immer gleich dem Fahrerwunschmoment mifa ist. Dies ist in 2 dadurch verdeutlicht, dass zu verschiedenen Zeitpunkten in der Übergangsphase zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ der Abstand des sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoments md2 vom Fahrerwunschmoment mifa jeweils betragsmäßig dem Abstand des sich tatsächlich einstellenden ersten Drehmoments md1 vom Fahrerwunschmoment mifa entspricht. So ist in 2 Δ2 = Δ3, Δ2' = Δ3' und Δ2'' = Δ3''. Somit ist der Verlauf des ersten Drehmoments md1 und der Verlauf des zweiten Drehmoments md2 symmetrisch zum Fahrerwuuschmoment mifa, so dass zu jedem Zeitpunkt zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ der Mittelwert aus dem ersten Drehmoment md1 und dem zweiten Drehmoment md2 gleich dem Fahrerwunschmoment mifa ist.
Für den Fall, dass nicht sämtliche Zylinder der ersten Zylinderbank 5 abgeschaltet werden sollen, kann der erste Sollwert md1soll für das zweite Drehmoment kleiner gewählt werden. Dies kann dazu führen, dass der zweite Sollwert md1soll des zweiten Drehmoments vollständig durch den Sollwert md1soll des ersten Drehmoments im Hinblick auf die unveränderte Einstellung des Fahrerwunschmomentes mifa kompensiert werden kann, so dass eine Zündwinkelspätverschiebung der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 nicht erforderlich ist. Je nach der Anzahl der abzuschaltenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 kann es sogar vorgesehen sein, dass der erste Sollwert md1soll des ersten Drehmoments größer als der abhängig von der Brennbarkeit vorgegebene Schwellwert gewählt werden kann, um den ersten Sollwert md2soll des zweiten Drehmoments vollständig im Hinblick auf eine unverändere Beibehaltung des Fahrerwunschmomentes mifa als Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 zu kompensieren.
Im Folgenden wird wieder der 2 zugrunde liegende Fall betrachtet, dass sämtliche Zylinder der ersten Zylinderbank 5 abgeschaltet werden sollen. Zum zweiten Zeitpunkt t₂ hat das zweite Drehmoment md2 den zweiten Sollwert md2soll' für das zweite Drehmoment erreicht. Entsprechend hat die zweite Füllung rl2 den Sollwert rl2soll für die zweite Füllung zum zweiten Zeitpunkt t₂ erreicht. Zum zweiten Zeitpunkt t₂ hat außerdem die erste Füllung rl1 den Sollwert rl1soll für die erste Füllung erreicht. Außerdem hat zum zweiten Zeitpunkt t2 das erste Drehmoment md1 den ersten Sollwert md1soll für das erste Drehmoment erreicht. Entscheidend ist dabei, dass zum zweiten Zeitpunkt t₂ die zweite Füllung rl2 den Sollwert rl2soll für die zweite Füllung erreicht hat, so dass ab dem zweiten Zeitpunkt t₂ die zweite Zylinderbank 10 mit dem ersten Sollwert md2soll des zweiten Drehmoments einen Momentenbeitrag liefern kann, der für sich allein genom men ausreicht, um das vorgegebene Fahrerwunschmoment mifa zu realisieren. So kann zum zweiten Zeitpunkt t₂ die Zylinderabschaltung aktiviert werden. Dies findet gemäß 2 zum zweiten Zeitpunkt t₂ auch statt. Deshalb springt das erste Drehmoment md1 zum zweiten Zeitpunkt t₂ auf den Wert Null und bleibt dort für die Dauer der Abschaltung sämtlicher Zylinder der ersten Zylinderbank 5 bis zu einem nachfolgenden dritten Zeitpunkt t₃. Dabei bleibt die Position der ersten Drosselklappe 15 unverändert, so dass in dem Zeitraum der Zylinderabschaltung vom zweiten Zeitpunkt t₂ bis zum dritten Zeitpunkt t₃ die erste Füllung rl1 auf dem Sollwert rl1soll für die erste Füllung verbleibt. Um zum zweiten Zeitpunkt t₂ das zweite Drehmoment md2 auf den ersten Sollwert md2soll des zweiten Drehmoments zu bringen, ist eine schlagartige Zurücknahme der Spätverschiebung des Zündwinkels für die Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 zum zweiten Zeitpunkt t₂ erforderlich. Somit springt idealer Weise zum zweiten Zeitpunkt t₂ das zweite Drehmoment md vom zweiten Sollwert md2soll' auf den ersten Sollwert md2soll des zweiten Drehmoments, so dass das Fahrerwunschmoment mifa als Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine unverändert aufrecht erhalten werden kann. Auch die Stellung der zweiten Drosselklappe 20 wird für die Dauer der Zylinderabschaltung zwischen dem zweiten Zeitpunkt t₂ und dem dritten Zeitpunkt t₃ im stationären Fall nicht verändert, so dass die zweite Füllung rl2 auf dem Sollwert rl2soll der zweiten Füllung für diesen Zeitraum verbleibt. Das zweite Drehmoment md2 bleibt zwischen dem zweiten Zeitpunkt t₂ und dem dritten Zeitpunkt t₃ auf dem ersten Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment.
Zum dritten Zeitpunkt t₃ detektiert die Motorsteuerung 50 eine Anforderung zur Deaktivierung der Zylinderabschaltung. Zum dritten Zeitpunkt t₃ prüft dann die Motorsteuerung 50, in welcher Position sich die erste Drosselklappe 15 befindet und errechnet daraus in dem Fachmann bekannter Weise die zugeordnete erste Füllung rl1 und das zugeordnete erste Drehmoment md1 der ersten Zylinderbank 5. Dabei soll wie im Beispiel nach 2 dargestellt zum dritten Zeitpunkt t₃ die Stellung der ersten Drosselklappe 15 im Vergleich zum zweiten Zeitpunkt t₂ nach wie vor unverändert sein. Das bedeutet, dass die Motorsteuerung zum dritten Zeitpunkt t₃ für die erste Füllung rl1 den Sollwert rl1soll und für das erste Drehmoment md1 den Sollwert md1soll ermittelt. Weiterhin ist in der Motorsteuerung 50 bekannt, dass sich auch die Position der zweiten Drosselklappe 20 nicht verändert hat, so dass die zweite Füllung rl2 nach wie vor dem Sollwert rl2soll und das zweite Drehmoment md2 nach wie vor dem ersten Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment zum dritten Zeitpunkt t₃ entspricht. Für die gesamten Betrachtungen wurde beispielhaft davon ausgegangen, dass sich die Motordrehzahl vom zweiten Zeitpunkt t₂ bis zum dritten Zeitpunkt t₃ nicht verändert hat, vielmehr wird für die gesamte Betrachtung nach 2 also vom Zeitpunkt t = 0 an angenommen, dass die Motordrehzahl der Brennkraftmaschine 1 konstant bleibt, zumindest bis zu einem dem dritten Zeitpunkt t₃ nachfolgenden vierten Zeitpunkt t₄ oder darüber hinaus. Bei sich verändernden Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Zeit zwischen t₂ und t₃, wie z. B. Motordrehzahl oder Brenngrenze, müsste zunächst das sich zum dritten Zeitpunkt t₃ tatsächlich einstellende zweite Drehmoment md2bas ohne Zündwinkeleingriff ermittelt werden. Dieses entspricht dem doppelten zum dritten Zeitpunkt t₃ vorliegenden Fahrerwunschmoment. Der zum dritten Zeitpunkt t₃ einzustellende Sollwert md1soll für das erste Drehmoment ergibt sich dann durch Abzug der Differenz md2bas – mifa vom Fahrerwunschmoment mifa. Liegt das so ermittelte md1soll unterhalb der Brenngrenze, so wird md1soll zum dritten Zeitpunkt t₃ entsprechend dem abhängig von der Brenngrenze der ersten Zylinderbank 5 vorgegebenen Schwellwert gewählt. Entsprechend wird das zweite Drehmoment md2 zum dritten Zeitpunkt t₃ durch Zündwinkelspätverstellung ausgehend von md2bas so ermittelt, dass md2 – mifa = mifa – md1soll sich ergibt. Die Motorsteuerung 50 ermittelt weiterhin, ob für die Zuschaltung sämtlicher Zylinder des ersten Zylinderblocks 5 zum dritten Zeitpunkt t₃ der Zündwinkel für die Zylinder des zweiten Zylinderblockes 10 nach spät verschoben werden muss, damit das erste Drehmoment md1 und das zweite Drehmoment md2 im Mittel das vorgegebene Fahrerwunschmoment mifa umsetzen. Im vorliegenden Beispiel ist dies der Fall, weil alle Zylinder des ersten Zylinderblockes 5 abgeschaltet worden waren. Deshalb springt das erste Drehmoment md1 zum dritten Zeitpunkt t₃ mit der Zuschaltung sämtlicher Zylinder der ersten Zylinderbank 5 auf den ersten Sollwert md1soll für das erste Drehmoment, und im Idealfall wird gleichzeitig durch die entsprechende Spätverstellung des Zündwinkels der Zylinder des zweiten Zylinderblocks 10 das zweite Drehmoment md2 vom ersten Sollwert md2soll auf den zweiten Sollwert md2soll' sprunghaft abgesenkt, so dass sich im Mittel am Ausgang der Brennkraftmaschine 1 wieder das Fahrerwunschmoment mifa ergibt. Dieses Fahrerwunschmoment mifa gibt die Motorsteuerung 50 außerdem nun als Sollwert sowohl für das erste Drehmoment als auch für das zweite Drehmoment vor. Entsprechend ermittelt die Motorsteuerung 50 ebenfalls zum dritten Zeitpunkt t₃ als neuen Sollwert rl2soll für die zweite Füllung und als neuen Sollwert rl1soll für die erste Füllung einen gemeinsamen Sollwert rlsoll = rloz und damit für beide Drosselklappen 15, 20 die gleiche einzustellende Drosselklappenposition. Aufgrund der beschriebenen Saugrohrverzögerung und der zu berücksichtigenden Totzeit bei der Modellierung und Einstellung der Position der Drossel klappen 15, 20 wird das Fahrerwunschmoment mifa als Drehmoment der beiden Zylinderbänke 5, 10 und die Füllung rlsoll als Füllung der beiden Zylinderbänke 5, 10 erst zum vierten Zeitpunkt t₄ erreicht und anschließend stationär beibehalten. So erreicht zum vierten Zeitpunkt t₄ die erste Füllung rl1 und die zweite Füllung rl2 in diesem Beispiel zufällig den gemeinsamen Sollwert rlsoll und das erste Drehmoment md1 und das zweite Drehmoment md2 erreichen zum vierten Zeitpunkt t₄ das vorgegebene Fahrerwunschmoment mifa.
Die beschriebene Zündwinkelspätverschiebung wäre wiederum nicht erforderlich, wenn die Zylinderzuschaltung nicht ausgehend von der Abschaltung sämtlicher Zylinder der ersten Zylinderbank 5 stattfinden würde, d. h. wenn der erste Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment vollständig durch einen Sollwert md1soll für das erste Drehmoment innerhalb des Brennbarkeitsbereichs der ersten Zylinderbank 5 zur Bildung des Fahrerwunschmomentes mifa als Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 kompensiert werden kann. Die Zündwinkelspätverschiebung ist in 2 wiederum ausgehend von dem zweiten Basisdrehmoment md2bas dargestellt, das sich ohne Zündwinkelspätverstellung bei optimalem Zündwinkel ergeben würde. Durch die Zündwinkelspätverstellung der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 ab dem dritten Zeitpunkt t₃ ist sichergestellt, dass zu jedem beliebigen Zeitpunkt zwischen dem dritten Zeitpunkt t₃ und dem vierten Zeitpunkt t₄ das erste Drehmoment md1 und das zweite Drehmoment md2 im Mittel unverändert das Fahrerwunschmoment mifa als Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 ergibt. Dies bedeutet, dass zu jedem Zeitpunkt zwischen dem dritten Zeitpunkt t₃ und dem vierten Zeitpunkt t₄ der Abstand zwischen dem zweiten Drehmoment md2 zum Fahrerwunschmoment mifa betragsmäßig dem Abstand zwischen dem ersten Drehmoment md1 und dem Fahrerwunschmoment mifa entspricht. In 2 ist dies durch die Abstände Δ2''' = Δ3''' und Δ2'''' = Δ3'''' angedeutet.
Wie in 2 zu erkennen, nimmt der Momentenbeitrag der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10, der sich durch die Zündwinkelspätverstellung unmittelbar vor der Abschaltung der Zylinder der ersten Zylinderbank 5 ergibt, betragsmäßig vom ersten Zeitpunkt t₁ zum zweiten Zeitpunkt t₂ kontinuierlich zu, um die geforderte Momentenkompensation zu erreichen. Entsprechend nimmt die Zündwinkelspätverschiebung vom dritten Zeitpunkt t₃ bis zum vierten Zeitpunkt t₄ und der damit verbundene Momentenbeitrag der zweiten Zylinderbank 10 betragsmäßig kontinuierlich ab. Die Zündwinkelspätverstellung nimmt vom ersten Zeitpunkt t₁ bis zum zweiten Zeitpunkt t₂ zu und vom dritten Zeitpunkt t₃ bis zum vierten Zeitpunkt t₄ wieder ab. Die Motorsteuerung 50 muss somit die Zündwinkelstellung ausgehend vom optimalen Zündzeitpunkt kontinuierlich anpassen, um die Kompensation des ersten Drehmoments md1 und des zweiten Drehmoments md2 zur unveränderten Aufrechterhaltung des Fahrerwunschmomentes mifa als Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 zu gewährleisten. Da der zweite Sollwert md2soll' des zweiten Drehmoments von der Motorsteuerung 50 bereits zum ersten Zeitpunkt t₁ oder unmittelbar danach ermittelt wird ist der sich ergebende Verlauf des zweiten Drehmoments md2 der Motorsteuerung 50 genauso bekannt, wie der sich ergebende Verlauf des zweiten Drehmoments md2bas bei optimalem Zündwinkel, der zum zweiten Zeitpunkt t₂ den ebenfalls berechneten ersten Sollwert md2soll des zweiten Drehmoments erreicht. Somit kann die Motorsteuerung 50 bereits zum ersten Zeitpunkt t₁ für die Übergangsphase zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ die für jeden Zeitpunkt dieser Übergangsphase erforderliche Zündwinkelspätverschiebung vorausberechnen und zum entsprechenden Zeitpunkt dann auch einstellen. Entsprechendes gilt für die Zuschaltung der Zylinder der ersten Zylinderbank 5 in der zweiten Übergangsphase vom dritten Zeitpunkt t₃ bis zum vierten Zeitpunkt t₄, wo die Motorsteuerung zum dritten Zeitpunkt t3 den Verlauf des zweiten Drehmoments md2 und des zweiten Drehmoments md2bas bei optimalem Zündwinkel entsprechend vorausberechnen kann und somit ebenfalls die erforderlichen Zündwinkelspätverschiebungen für jeden Zeitpunkt dieser zweiten Übergangsphase vorausberechnen und zum entsprechenden Zeitpunkt dann auch einstellen kann.
Der Verlauf des zweiten Drehmoments md2 bei nach spät verstelltem Zündwinkel und des zweiten Drehmoments md2bas bei optimalem Zündwinkel kann in der Motorsteuerung 50 dann vorausberechnet werden, wenn die beschriebene Saugrohrverzögerung sowie die Totzeit bei der Modellierung und Einstellung der Position der zweiten Drosselklappe 20 bekannt ist. Entsprechend kann der Verlauf des ersten Drehmoments md1 vorausberechnet werden, wenn die Saugrohrverzögerung sowie die Totzeit bei der Modellierung und Einstellung der Position der ersten Drosselklappe 15 bekannt ist. Dabei wird in diesem Beispiel davon ausgegangen, dass die beschriebene Saugrohrverzögerung und Totzeit für die beiden Zylinderbänke 5, 10 bzw. die beiden Drosselklappen 15, 20 etwa identisch sind. Die Arbeitspunkte der beiden Zylinderbänke 5, 10 können auch unterschiedlich sein. Somit sind in dem hier betrachteten Beispiel die Zeitkonstanten für den Verlauf des ersten Drehmoments md1, des zweiten Drehmoments md2 mit Spätverstellung des Zündwinkels und des zweiten Drehmoments md2bas bei optimalem Zündwinkel in etwa gleich und können beispielsweise auf einem Prüfstand betriebspunktabhängig appliziert und in einem der Motorsteuerung 50 zugeordneten Speicher abgelegt werden, um den jeweiligen Verlauf des ersten Drehmoments md1 und insbesondere des zweiten Drehmoments md2 mit Spätverstellung des Zündwinkels und des zweiten Drehmoments md2bas beim optimalem Zündwinkel in der beschriebenen Weise für die beiden Übergangsphasen unmittelbar vor dem Abschalten der Zylinder des ersten Zylinderblocks 5 und unmittelbar nach dem Zuschalten der Zylinder des ersten Zylinderblocks 5 vorausberechnen zu können.
Eine andere Möglichkeit zur Einstellung und Anpassung der Zündwinkelspätverschiebung kann durch eine Regelung dergestalt erfolgen, dass die Motorsteuerung 50 zu jedem beliebigen Zeitpunkt in der ersten Übergangsphase t₁ ≤ t ≤ t₂ und in der zweiten Übergangsphase t₃ ≤ t ≤ t₄ den Abstand zwischen dem ersten Drehmoment md1 und dem Fahrerwunschmoment mifa und den Abstand zwischen dem zweiten Drehmoment md2 und dem Fahrerwunschmoment mifa bestimmt und den Zündwinkel der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 derart nach spät verstellt, dass sich für gleiche Zeitpunkte etwa gleiche Abstände zwischen dem ersten Drehmoment md1 und dem Fahrerwunschmoment mifa einerseits und dem zweiten Drehmoment md2 mit spätverstelltem Zündwinkel und dem Fahrerwunschmoment mifa andererseits ergeben. Da in diesem Fall die Berechnung der Zündwinkelspätverstellung immer erst zum jeweiligen Zeitpunkt in der entsprechenden Übergangsphase erfolgt, ist im Realfall eine 100 %ige Kompensation des ersten Drehmoments md1 und des zweiten Drehmoments md2 mit spätverstelltem Zündwinkel im Hinblick auf eine unveränderte Beibehaltung des Fahrerwunschmomentes mifa nur näherungsweise möglich. Die Regelung kann dabei so erfolgen, dass das erste Drehmoment md1 und das zweite Drehmoment md2 regelmäßig innerhalb der beiden Übergangsphasen in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt, beispielsweise aus anderen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 modelliert wird und die Summe der beiden Drehmomente md1, md2 zu jedem Abtastzeitpunkt einem Regler zugeführt wird, dessen Ausgangsgröße ein Spätverstellungswinkel für den Zündwinkel der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 ist, der so gewählt ist, dass er die Summe der beiden Drehmomente md1, md2 möglichst dem Wert 2·mifa nachführt.
In 3 ist ein Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens für die erste Übergangsphase unmittelbar vor dem zumindest teilweisen Abschalten der ersten Zylinderbank 5 dargestellt.
Nach dem Start des Programms prüft die Motorsteuerung bei einem Programmpunkt 100, ob ein Befehl zur Aktivierung einer Zylinderabschaltung vorliegt, mit dem eine vorgegebene Anzahl von Zylindern der ersten Zylinderbank 5 abgeschaltet werden soll. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt.
Bei Programmpunkt 105 durchläuft die Motorsteuerung 50 eine Warteschleife und verzweigt anschließend wieder zu Programmpunkt 100.
Bei Programmpunkt 120 ermittelt die Motorsteuerung 50 den ersten Sollwert md1soll für das zweite Drehmoment und den Sollwert rl1soll für die zweite Füllung. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 125 verzweigt.
Bei Programmpunkt 125 ermittelt die Motorsteuerung 50 den ersten Sollwert md1soll für das erste Drehmoment und den Sollwert rl1soll für die erste Füllung ggf. in der beschriebenen Weise nach unten begrenzt durch den vorgegebenen Schwellwert für den ersten Sollwert md1soll des ersten Drehmoments, wodurch dann auch der Sollwert rl1soll für die erste Füllung entsprechend begrenzt wird. Dabei kann der erste Sollwert md1 soll des ersten Drehmoments und der Sollwert rl1 soll für die erste Füllung auch dadurch begrenzt werden, dass sie jeweils nicht mehr vom umzusetzenden Fahrerwunschmoment mifa bzw. von dem umzusetzenden Füllungswert rlsoll betragsmäßig entfernt sind als umgekehrt der erste Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment vom Fahrerwunschmoment mifa bzw. der Sollwert rl2soll der zweiten Füllung vom Sollwert rlsoll. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 130 verzweigt.
Bei Programmpunkt 130 stellt die Motorsteuerung 50 die erste Drosselklappe 15 und die zweite Drosselklappe 20 zur Umsetzung des Sollwertes rl1 soll für die erste Füllung und rl1soll für die zweite Füllung ein. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 135 verzweigt.
Bei Programmpunkt 135 prüft die Motorsteuerung 50, ob der Abstand zwischen dem sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoment md2 und dem einzustellenden Fahrerwunschmoment mifa der Brennkraftmaschine 1 betragsmäßig vom Abstand zwischen dem sich einstellenden ersten Drehmoment md1 und dem Fahrerwunschmoment mifa in einem ersten Abtastzeitpunkt der ersten Übergangsphase zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ unterscheiden. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 140, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 145 verzweigt.
Bei Programmpunkt 140 verschiebt die Motorsteuerung 50 den Zündwinkel der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 um einen vorgegebenen Inkrementwert nach spät, wenn der Abstand zwischen dem sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoment md2 und dem Fahrerwunschmoment mifa betragsmäßig größer als der Abstand zwischen dem sich tatsächlich einstellenden ersten Drehmoment md1 und dem Fahrerwunschmoment mifa ist. Andernfalls verschiebt die Motorsteuerung 50 diesen Zündwinkel um ein Inkrement nach früh. Anschließend wird zu Programmpunkt 145 verzweigt.
Bei Programmpunkt 145 prüft die Motorsteuerung 50, ob das sich tatsächlich einstellende zweite Drehmoment md2 den zweiten Sollwert md2soll' für das zweite Drehmoment erreicht hat bzw. ob die zweite Füllung rl2 den Sollwert rl2soll für die zweite Füllung erreicht hat. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 155 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 150 verzweigt.
Bei Programmpunkt 150 tastet die Motorsteuerung 50 das sich tatsächlich einstellende erste Drehmoment md1 und das sich tatsächlich einstellende zweite Drehmoment md2 zu dem nachfolgenden Abtastzeitpunkt ab. Anschließend wird zu Programmpunkt 135 zurückverzweigt und die dortige Abfrage für den bei Programmpunkt 150 betrachteten Abtastpunkt durchgeführt.
Bei Programmpunkt 155 wurde der zweite Zeitpunkt t₂ erreicht und die Motorsteuerung 50 nimmt eine bestehende Zündwinkelverspätung zurück und stellt den optimalen Zündwinkel ein und schaltet gleichzeitig die abzuschaltenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 ab. Anschließend wird das Programm verlassen.
In 4 ist ein Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Zuschaltung mindestens eines Zylinders der ersten Zylinderbank 5 dargestellt.
Nach dem Start des Programms prüft die Motorsteuerung 50 bei einem Programmpunkt 200, ob ein Befehl empfangen wird, in dem angegeben wird, dass eine bestimmte Anzahl abgeschalteter Zylinder der ersten Zylinderbank 5 wieder zugeschaltet werden soll. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
Bei Programmpunkt 205 durchläuft die Motorsteuerung 50 eine Warteschleife. Anschließend wird wieder zu Programmpunkt 200 zurückverzweigt.
Bei Programmpunkt 210 ermittelt die Motorsteuerung 50 aus der Stellung der ersten Drosselklappe 15 die erste Füllung rl1, die sich ergeben würde, wenn die zugeschalteten und die zuzuschaltenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 sämtlich zugeschaltet wären. Weiterhin leitet die Motorsteuerung 50 aus dieser ersten Füllung rl1 das zugeordnete erste Drehmoment md1 ab. Entsprechend ermittelt die Motorsteuerung 50 bei Programmpunkt 210 aus der Stellung der zweiten Drosselklappe 20 die tatsächlich vorliegende zweite Füllung rl2 und das zugeordnete zweite Drehmoment md2. Weiterhin ermittelt die Motorsteuerung 50 bei Programmpunkt 210 eine ggf. erforderliche Zündwinkelspätverschiebung der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10, um den bei der Zuschaltung der zu aktivierenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 erwarteten Sprung des tatsächlich vorliegenden ersten Drehmoments auf das abhängig von der Drosselklappenstellung der ersten Drosselklappe 15 für sämtliche zugeschalteten und zuzuschaltenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 erwartete erste Drehmoment zu kompensieren. Für den Fall, dass alle Zylinder der ersten Zylinderbank 5 zugeschaltet werden sollen, kann alternativ die Zündwinkelspätverstellung so für die Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 vorgegeben werden, dass der Abstand des zweiten Drehmoments md2 vom Fahrerwunschmoment mifa betragsmäßig dem Abstand des für die Zylinderzuschaltung der ersten Zylinderbank 5 erwarteten ersten Drehmoments md1 vom Fahrerwunschmoment mifa entspricht. Sind die beiden genannten ermittelten Abstände bereits gleich, so ist eine Zündwinkelspätverschiebung nicht erforderlich. Bei Programmpunkt 210 wird außerdem ein dritter Sollwert md2soll'' für das zweite Drehmoment und ein entsprechender zweiter Sollwert rl2soll' für die zweite Füllung ermittelt, die sich nach der Zuschaltung der zuzuschaltenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 einstellen sollen. Entsprechend wird ein zweiter Sollwert md1soll' für das erste Drehmoment und ein zugeordneter zweiter Sollwert rl1soll' für die erste Füllung ermittelt, die sich nach Zuschaltung der zuzuschaltenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 einstellen sollen. Dabei sollen der dritte Sollwert md1soll'' für das zweite Drehmoment und der zweite Sollwert md1soll' für das erste Drehmoment so gewählt werden, dass sie im Mittel das einzustellende Fahrerwunschmoment mifa der Brenn kraftmaschine 1 bilden. Für den Fall, dass sämtliche Zylinder der ersten Zylinderbank 5 zugeschaltet werden sollen, kann der dritte Sollwert md1soll'' für das zweite Drehmoment und der zweite Sollwert md1soll' für das erste Drehmoment jeweils gleich dem Fahrerwunschmoment mifa gewählt werden. Dies findet seinen Niederschlag auch im Ausführungsbeispiel nach 2. Werden jedoch nicht alle Zylinder der ersten Zylinderbank 5 zugeschaltet, so unterscheiden sich in der Regel der dritte Sollwert md2soll'' für das zweite Drehmoment vom zweiten Sollwert md1soll' für das erste Drehmoment. Entsprechend können auch bis zum ersten Zeitpunkt t₁ verschiedene Werte für das erste Drehmoment md1 und das zweite Drehmoment md2 bzw. für die erste Füllung rl1 und die zweite Füllung rl2 vorliegen, wenn bis zum ersten Zeitpunkt t₁ bereits ein Teil der Zylinder der ersten Zylinderbank 5 abgeschaltet ist. Dabei ergeben aber auch bis zum ersten Zeitpunkt t₁ die beiden Drehmomente der beiden Zylinderbänke 5, 10 im Mittel das Fahrerwunschmoment mifa. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt.
Bei Programmpunkt 215 veranlasst die Motorsteuerung 50 die Zuschaltung der zuzuschaltenden Zylinder der ersten Zylinderbank 5 zum dritten Zeitpunkt t₃ sowie die ggf. erforderliche Spätverstellung des Zündwinkels der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 zum gleichen Zeitpunkt t₃. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 235 verzweigt.
Bei Programmpunkt 235 veranlasst die Motorsteuerung 50 die Einstellung der ersten Drosselklappe 15 auf eine Stellung, die zur Erzielung des zweiten Sollwertes rl1soll' für die erste Füllung dient. Weiterhin veranlasst die Motorsteuerung 50 bei Programmpunkt 235 die Einstellung der zweiten Drosselklappe 20 zur Einstellung des zweiten Sollwertes rl2soll'' für die zweite Füllung. Die Einstellung der ersten Füllung rl1 und der zweiten Füllung rl2 unterliegen dabei den beschriebenen Zeitkonstanten abhängig von der jeweiligen Saugrohrverzögerung und der genannten jeweiligen Totzeit. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 240 verzweigt.
Bei Programmpunkt 240 prüft die Motorsteuerung 50, ob sich der Abstand zwischen dem sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoment md2 und dem Fahrerwunschmoment mifa betragsmäßig zu einem ersten Abtastzeitpunkt nach dem dritten Zeitpunkt t₃ vom Abstand das sich tatsächlich einstellenden ersten Drehmoments md1 vom Fahrerwunschmoment mifa unterscheidet. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 245 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 250 verzweigt.
Bei Programmpunkt 245 verschiebt die Motorsteuerung 50 den Zündwinkel der Zylinder des zweiten Zylinderblocks 10 um ein vorgegebenes Inkrement nach spät, sofern der Abstand des sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoments md2 vom Fahrerwunschmoment mifa betragsmäßig größer als der Abstand zwischen dem sich tatsächlich einstellenden ersten Drehmoment md1 und dem Fahrerwunschmoment mifa ist. Ist hingegen der Abstand zwischen dem sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoment md2 und dem Fahrerwunschmoment mifa betragsmäßig kleiner als der Abstand zwischen dem sich tatsächlich einstellenden ersten Drehmoment md1 und dem Fahrerwunschmoment mifa, dann veranlasst die Motorsteuerung 50 eine Verschiebung des Zündwinkels der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 um ein vorgegebenes Inkrement nach früh, sofern dies möglich ist. Anschließend wird zu Programmpunkt 250 verzweigt.
Bei Programmpunkt 250 prüft die Motorsteuerung 50, ob das sich tatsächlich einstellende zweite Drehmoment md2 den dritten vorgegebenen Sollwert md2soll'' des zweiten Drehmoments bzw. das sich tatsächlich einstellende erste Drehmoment md1 den zweiten Sollwert md1soll' des ersten Drehmoments erreicht hat, also der vierte Zeitpunkt t₄ erreicht wurde. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 260 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 255 verzweigt.
Bei Programmpunkt 255 veranlasst die Motorsteuerung 50 eine Abtastung das sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoments md2 und das sich tatsächlich einstellenden ersten Drehmoments md1 zum nachfolgenden Abtastzeitpunkt. Anschließend wird zu Programmpunkt 240 zurückverzweigt und die dort beschriebene Prüfung für diesen bei Programmpunkt 255 betrachteten Abtastzeitpunkt durchgeführt.
Bei Programmpunkt 260 wird eine ggf. noch vorhandene Zündwinkelspätverschiebung der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 zurückgenommen. Anschließend wird das Programm verlassen.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Änderung des ersten Drehmoments md1 unmittelbar vor dem Abschalten oder unmittelbar nach dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5, also in der ersten oder zweiten Übergangsphase betragsmäßig durch eine Änderung des zweiten Drehmoments begrenzt wird, zusätzlich zur Begrenzung nach unten durch den vorgegebenen Schwellwert.
Entsprechend kann die Änderung der ersten Füllung rl1 in der ersten Übergangsphase oder in der zweiten Übergangsphase auf die Änderung der zweiten Füllung rl2 betragsmäßig begrenzt werden.
Nach dem Abschalten bzw. vor dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5, also zwischen dem zweiten Zeitpunkt t₂ und dem dritten Zeitpunkt t₃ wird der erste Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment nur durch Beeinflussung der Luftzufuhr mittels der zweiten Drosselklappe 20 umgesetzt.
In der ersten Übergangsphase zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ sowie in der zweiten Übergangsphase zwischen dem dritten Zeitpunkt t₃ und dem vierten Zeitpunkt t₄ werden die erste Drosselklappe 15 und die zweite Drosselklappe 20 zur Einnahme voneinander verschiedener Positionen von der Motorsteuerung 50 eingestellt. Entsprechendes gilt für das Beispiel nach 2 auch für den Zustand der Abschaltung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank 5 zwischen dem zweiten Zeitpunkt t₂ und dem dritten Zeitpunkt t₃.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel wurde für zwei Zylinderbänke 5, 10 beschrieben, wobei die abschaltbaren Zylinder nur in der ersten Zylinderbank 5 angeordnet waren. Es können weitere Zylinderbänke vorgesehen sein, die abschaltbare Zylinder aufweisen und es können weitere Zylinderbänke vorgesehen sein, die keine abschaltbaren Zylinderbänke aufweisen wie die zweite Zylinderbank 10. Entscheidend für die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedenfalls, dass eine resultierende Ausgangsgröße der Zylinderbank oder der Zylinderbänke ohne abschaltbare Zylinder von der resultierenden Ausgangsgröße der Zylinderbank oder der Zylinderbänke mit abschaltbaren Zylindern unmittelbar vor der Abschaltung oder unmittelbar nach einer Zubschaltung mindestens einen Zylinders der mindestens einen Zylinderbank mit abschaltbaren Zylindern verschieden eingestellt wird, wobei die beiden resultierenden Ausgangsgrößen so eingestellt werden, dass sie im Mittel der vorgegebenen Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine 1 entsprechen. Dabei kann jeder der Zylinderbänke ebenfalls ein Stellglied zur Beeinflussung der Luftzufuhr, insbesondere eine Drosselklappe, zugeordnet sein wie in 1 für die zwei dort dargestellten Zylinderbänke beschrieben. Dabei kann jede der Drosselklappen separat von der Motorsteuerung 50 angesteuert werden. Alternativ können die Drosselklappen der Zylinderbänke mit abschaltbaren Zylindern jeweils zur Einstellung einer gleichen ersten Position und die Drosselklappen der Zylinderbänke mit nicht abschaltbaren Zylindern zur Einstellung einer jeweils gleichen zweiten Position von der Motorsteuerung 50 angesteuert werden, wobei sich die erste Position und die zweite Position voneinander unterscheiden. Generell ist es dabei vorgesehen, dass sich bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung von Stellgliedern zur Beeinflussung der Luftzufuhr zu den einzelnen Zylinderbänken die Positionen von mindestens zwei der Drosselklappen voneinander unterscheiden, wobei die eine der beiden Drosselklappen die Luftzufuhr zu einer Zylinderbank mit abschaltbaren Zylindern und die andere der beiden Drosselklappen der Luftzufuhr zu einer Zylinderbank ohne abschaltbare Zylinder beeinflusst.
Die resultierende Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine 1 ergibt sich in jedem Fall immer aus dem Mittelwert der Ausgangsgrößen sämtlicher verwendeter Zylinderbänke. Alternativ ergibt sich die resultierende Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine 1 aus dem Mittelwert des Mittelwerts der Ausgangsgrößen der Zylinderbänke mit nicht abschaltbaren Zylindern und des Mittelwerts der Ausgangsgrößen der Zylinderbänke mit abschaltbaren Zylindern.
Sollte wie in 2 wie beschrieben eine Zündwinkelspätverschiebung der Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 in der ersten Übergangsphase und/oder in der zweiten Übergangsphase vorgesehen sein, so ist diese Zündwinkelspätverschiebung immer noch kleiner als für den Fall gemäß Stand der Technik, in dem die Erhöhung des zweiten Drehmoments durch weitere Öffnung der zweiten Drosselklappe 20 nicht durch entsprechendes Schließen der ersten Drosselklappe 15 und damit Erniedrigung des ersten Drehmoments kompensiert wird.
Ein Zündwinkeleingriff während der Phase, in der mindestens ein Zylinder der ersten Zylinderbank 5 abgeschaltet ist, kommt nur dann in Frage, wenn es aus anderen Gründen erforderlich ist, beispielsweise eine Momentenreserve aufzubauen oder beispielsweise durch Spätverstellung des Zündwinkels einen Katalysator im gemeinsamen Abgasstrang 45 aufzuheizen oder beispielsweise das Ansprechverhalten eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine zu beschleunigen. Ein weiterer Zündwinkeleingriff zwischen dem zweiten Zeitpunkt t₂ und dem dritten Zeitpunkt t₃ während der Abschaltung mindestens eines Zylinders der ersten Zylinderbank 5 kann auch dann in Frage kommen, wenn es zu Überschwingern des sich tatsächlich einstellenden zweiten Drehmoments der zweiten Zylinderbank 10 über den ersten Sollwert md2soll für das zweite Drehmoment kommen sollte. In diesem Fall könnten die Überschwinger durch entsprechendes vorübergehendes Spätziehen des Zündwinkels reduziert werden.
In 2 wurde für die ggf. erforderliche Momentenkompensation mittels Zündwinkelverstellung in der ersten und in der zweiten Übergangsphase das Spätziehen des Zündwinkels der Zylinder des zweiten Zylinderblocks 10 als Maßnahme vorgeschlagen. Zusätzlich oder alternativ kann soweit möglich der Zündwinkel der Zylinder des ersten Zylinderblocks 5 in diesen Phasen nach früh verstellt werden, um die gewünschte Kompensationswirkung zu erzielen. Da jedoch in der Regel die erste Zylinderbank 5 mit optimalem, also frühest möglichem Zündwinkel betrieben wird, ist hier eine weitere Frühverstellung des Zündwinkels nicht unbedingt ratsam.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde angenommen, dass pro Zylinderbank vier Zylinder vorgesehen. Es können aber auch mehr oder weniger Zylinder, mindestens jedoch ein Zylinder pro Zylinderbank vorgesehen sein, wobei unterschiedliche Zylinderbänke sich auch in der Anzahl ihrer Zylinder unterscheiden können. Für den Spezialfall, dass die verwendeten Zylinderbänke gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 jeweils eine gleiche Anzahl von Zylindern aufweisen, ergibt sich, dass beide Zylinderbänke den gleichen Drehmomentenbeitrag liefern können, sofern alle Zylinder bzw. jeweils gleich viel Zylinder zugeschaltet sind. Sobald die Zahl der Zylinder von einer Zylinderbank zur anderen unterschiedlich ist, differiert auch ihr maximal möglicher Momentenbeitrag, so dass in diesem Fall wiederum allgemein davon ausgegangen werden muss, dass auch bis zum ersten Zeitpunkt t₁ und ab dem vierten Zeitpunkt t₄ unterschiedliche Werte für die Drehmomente der entsprechenden Zylinderbänke vorliegen. Für die unterschiedliche Entwicklung der Momentenbeiträge der einzelnen Zylinderbänke in den beiden Übergangsphasen ändert dies jedoch prinzipiell nichts im Vergleich zum beschriebenen Ausführungsbeispiel nach 2, lediglich der Ausgangspunkt zum ersten Zeitpunkt t₁ und der Endpunkt zum vierten Zeitpunkt t₄ für die Drehmomente der entsprechenden Zylinderbänke sind dann voneinander unterschiedlich.
Weiterhin kann es auch vorgesehen sein, dass beim beschriebenen Ausführungsbeispiel die zweite Zylinderbank 10 ebenfalls abschaltbare Zylinder aufweist, wobei dann diejenige Zylinderbank mit der geringeren Anzahl an auszublendenden Zylindern ihr Drehmoment entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 2 erhöht und die andere Zylin derbank ihr Drehmoment entsprechend absenkt, um das resultierende Fahrerwunschmoment mifa unverändert aufrecht zu erhalten. Für den Fall, dass beide Zylinderbänke 5, 10 die gleiche Anzahl auszublendender Zylinder aufweisen, könnte wahlweise für eine der beiden Zylinderbänke das Drehmoment in den Übergangsphasen im Vergleich zum Fahrerwunschmoment mifa erhöht und das Drehmoment der anderen Zylinderbank entsprechend unter das Fahrerwunschmoment mifa gesenkt werden. Dabei spielt es keine Rolle, für welche der beiden Zylinderbänke das Drehmoment erhöht und für welche der beiden Zylinderbänke das Drehmoment gesenkt wird.
Im Falle eines Dieselmotors kann das erfindungsgemäße Verfahren analog angewendet werden, wobei die Funktion der Drosselklappe von der Einstellung der der entsprechenden Zylinderbank zugeführten Kraftstoffmenge und die Funktion der Zündwinkelverschiebung durch Verschiebung des Einspritzzeitpunktes übernommen werden können.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit mehreren Zylinderbänken (5, 10), von denen wenigstens eine erste Zylinderbank (5) zumindest teilweise abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor einer Abschaltung oder unmittelbar nach einer Zuschaltung mindestens eines Zylinders (11, 12, 13, 14) der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) für die wenigstens eine erste Zylinderbank (5) eine erste Ausgangsgröße und für mindestens eine zweite Zylinderbank (10) eine zweite Ausgangsgröße eingestellt werden, wobei die erste Ausgangsgröße und die zweite Ausgangsgröße voneinander verschieden so eingestellt werden, dass sie im Mittel einer vorgegebenen Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine (1) entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr zu der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) durch mindestens ein erstes Stellglied (15) und die Luftzufuhr zur mindestens einen zweiten Zylinderbank (10) durch mindestens ein zweites Stellglied (20) beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zylinder (11, 12, 13, 14) der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) erst dann abgeschaltet wird, wenn ein zweiter vorgegebener Wert von der zweiten Ausgangsgröße aufgrund der Beeinflussung der Luftzufuhr mittels des mindestens einen zweiten Stellgliedes (20) erreicht wurde.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ausgangsgröße außerdem durch Beeinflussung eines Zündwinkels, vorzugsweise durch eine Spätverstellung des Zündwinkels, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung des Zündwinkels bei der Abschaltung des mindestens einen Zylinders (11, 12, 13, 14) der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) zurückgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung des Zündwinkels bei der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders (11, 12, 13, 14) der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) aufgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausgangsgröße betragsmäßig nach unten auf einen vorgegebenen Schwellwert begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Schwellwert abhängig von einer Brenngrenze der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) gewählt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der ersten Ausgangsgröße unmittelbar vor dem Abschalten oder unmittelbar nach dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders (11, 12, 13, 14) der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) betragsmäßig durch eine Änderung der zweiten Ausgangsgröße begrenzt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die mindestens eine zweite Zylinderbank (10) eine dritte Ausgangsgröße vorgegeben wird, die so gewählt wird, dass sich nach der Abschaltung oder vor der Zuschaltung des mindestens einen Zylinders (11, 12, 13, 14) der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) die vorgegebene Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine (1) ergibt.
Verfahren nach Anspruch 10, soweit dieser auf Anspruch 2 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Ausgangsgröße nach dem Abschalten oder vor dem Zuschalten des mindestens einen Zylinders (11, 12, 13, 14) der wenigstens einen ersten Zylinderbank (5) nur durch Beeinflussung der Luftzufuhr mittels des zweiten Stellgliedes (20) umgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausgangsgröße durch Beeinflussung der Luftzufuhr mittels des mindestens einen ersten Stellgliedes (15) derart eingestellt wird, dass eine Erhöhung der zweiten Ausgangsgröße gegenüber der vorgegebenen Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine (1) kompensiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellglied (15) und das zweite Stellglied (20) zur Einnahme voneinander verschiedener Positionen eingestellt werden.