DE102005010791A1

DE102005010791A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken

Info

Publication number: DE102005010791A1
Application number: DE102005010791A
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-09-14
Also published as: EP1859137A1; WO2006094893A1; US20090133662A1; CN101208504A; KR20070117658A; JP2008533356A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) mit mehreren Zylinderbänken (15, 20) vorgeschlagen, von denen wenigstens eine erste Zylinderbank (15) abschaltbar ist. Während der Abschaltung der ersten Zylinderbank (15) wird mindestens ein Zylinder (6) der ersten Zylinderbank (15) zeitweilig wieder aktiviert.

Description

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

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken, von denen wenigstens eine erste Zylinderbank abschaltbar ist, sind bereits bekannt. Bei herkömmlichen Konzepten wird durch einen konstanten Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden Zündungen der Zylinder eines Motors dafür gesorgt, dass sich ein ruhiger Motorlauf einstellt. Beim so genannten Halbmotorbetrieb wird die Hälfte der Zylinder des Motors durch Sperren der Einlass- und Auslassventile sowie der Einspritzung abgeschaltet. Um einen ruhigen Motorlauf zu gewährleisten, wird dabei jeder zweite Zylinder in der für den Normalbetrieb mit Befeuerung sämtlicher Zylinder vorgesehenen Zündreihenfolge abgeschaltet bzw. gezündet. Wenn auf diese Weise eine komplette Motor- bzw. Zylinderbank abgeschaltet wird, der ein eigener Abgasstrang zugeordnet ist, so wird dieser Abgasstrang ohne Massenstrom betrieben. Somit kann der dem abgeschalteten Motor- oder Zylinderbank zugeordnete Abgasstrang abkühlen, bis eine für den Betrieb eines Katalysators in diesem Abgasstrang kritische Temperatur erreicht wird. Des Weiteren könnten die Zündkerzen der abgeschalteten Motor- oder Zylinderbank verkoken bzw. durch Ansaugen von Ölnebel aus dem Kurbelwellengehäuse verschmutzen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass während der Abschaltung der ersten Zylinderbank mindestens ein Zylinder der ersten Zylinderbank wieder aktiviert wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Temperatur im Abgasstrang der abgeschalteten Zylinderbank oberhalb der für einen gegebenenfalls in diesem Abgasstrang betriebenen Katalysator kritischen Temperatur gehalten wird. Somit wird die Wirkung des Katalysators im Abgasstrang der abgeschalteten Zylinderbank nicht beeinträchtigt. Durch die geringere Abkühlung der Temperatur im Abgasstrang der abgeschalteten ersten Zylinderbank muss seltener in den Vollmotorbetrieb zur Aktivierung sämtlicher Zylinderbänke umgeschaltet werden, wodurch die Dauer für die Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Abschaltung der ersten Zylinderbank verlängert werden kann. Weiterhin wird durch die Wiederaktivierung des mindestens einen Zylinders der abgeschalteten ersten Zylinderbank ein Überdruck im Brennraum der ersten Zylinderbank aufrecht erhalten, sodass bspw. ein Ansaugen von Ölnebel aus dem Kurbelgehäuse und damit eine Verschmutzung der Zündkerzen der abgeschalteten ersten Zylinderbank vermieden wird. Durch das geringere Absinken der Temperatur in der abgeschalteten ersten Zylinderbank werden außerdem Spannungsrisse im Motorblock vermieden.

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

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Zündreihenfolge so vorgegeben wird, dass in einem Normalbetrieb ohne Abschaltung einer Zylinderbank die Zylinderbänke abwechselnd gezündet werden und dass diese Zündreihenfolge während der Abschaltung der ersten Zylinderbank beibehalten wird, jedoch die Zündung für die nicht aktivierten Zylinder der abgeschalteten ersten Zylinderbank unterdrückt wird. Auf diese Weise wird auch bei Abschaltung der ersten Zylinderbank ein ruhiger Motorlauf gewährleistet.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Beitrag für eine Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine, den mindestens einer der, insbesondere unmittelbar vor oder nach dem Zünden des wieder aktivierten Zylinders der abgeschalteten ersten Zylinderbank, gezündeten Zylinder der nicht abgeschalteten Zylinderbank liefert, reduziert wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass durch die Wiederaktivierung des mindestens einen Zylinders der abgeschalteten ersten Zylinderbank die Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine ungewollt erhöht wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Reduzierung des Beitrages für die Ausgangsgröße so gewählt wird, dass sie einen zusätzlichen Beitrag für die Ausgangsgröße durch den wieder aktivierten Zylinder der abgeschalteten ersten Zylinderbank kompensiert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine auch bei Wiederaktivierung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank konstant bleibt. Die Brennkraftmaschine kann somit auch bei Wiederaktivierung des mindestens einen Zylinders der ersten Zylinderbank ohne Komforteinbuße weiter betrieben werden. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn durch die Brennkraftmaschine ein Fahrzeug angetrieben wird. In diesem Fall wird der Fahrer die Wiederaktivierung des mindestens einen Zylinders der abgeschalteten ersten Zylinderbank nicht spüren.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Beitrag des wieder aktivieren Zylinders der abgeschalteten ersten Zylinderbank für die Ausgangsgröße gegenüber dem Beitrag eines Zylinders einer nicht abgeschalteten Zylinderbank für die Ausgangsgröße reduziert wird. Auf diese Weise kann die beschriebene Kompensationsmaßnahme, die in der Regel zu einem höheren Kraftstoffverbrauch und einem schlechteren Abgas führt, in ihrem Ausmaß möglichst begrenzt werden.

Die Reduzierung des Beitrages für die Ausgangsgröße kann besonders einfach durch eine Zündwinkelspätverstellung und/oder eine Abmagerung des Luft/Kraftstoff-Gemischverhältnisses erreicht werden.

Der Motorlauf kann noch ruhiger eingestellt werden, wenn während der Abschaltung der ersten Zylinderbank mehrere Zylinder der ersten Zylinderbank, insbesondere abwechselnd, wieder aktiviert werden. Außerdem kann dadurch der Überdruck im Brennraum noch besser aufrecht erhalten 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
2a) bis 2d) verschiedene zeitliche Verläufe der Momentenbeiträge der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine in verschiedenen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine und
3 einen Ablaufplan zur Erläuterung eines beispielhaften Ablaufs der erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 kennzeichnet 10 eine Brennkraftmaschine, die bspw. ein Kraftfahrzeug antreiben kann. Die Brennkraftmaschine 10 ist beispielhaft als Ottomotor ausgebildet. Gemäß 1 ist der Ottmotor 10 als V8-Motor mit einer ersten Motor- oder Zylinderbank 15 und einer zweiten Motor- oder Zylinderbank 20 ausgebildet. Die zweite Zylinderbank 20 umfasst einen ersten Zylinder 1, einen zweiten Zylinder 2, einen dritten Zylinder 3 und einen vierten Zylinder 4. Die erste Zylinderbank 15 umfasst einen fünften Zylinder 5, einen sechsten Zylinder 6, einen siebten Zylinder 7 und einen achten Zylinder 8. Den Zylindern 5, 6, 7, 8 der ersten Zylinderbank 15 ist ein erster gemeinsamer Abgasstrang 40 zugeordnet, in dem ein erster Katalysator 25 angeordnet ist. Den Zylindern 1, 2, 3, 4 der zweiten Zylinderbank 20 ist ein zweiter gemeinsamer Abgasstrang 45 zugeordnet, in dem ein zweiter Katalysator 30 angeordnet ist. Im Beispiel nach 1 sollen sämtliche Zylinder 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 in einem nachfolgend beschriebenen Normalbetrieb die gleiche Füllung aufweisen und damit den gleichen Beitrag für eine Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine, bspw. ein Drehmoment oder eine Leistung oder eine davon abgeleitete Größe, liefern. Dabei soll beispielhaft als Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine 10 ein Drehmoment betrachtet werden.
Die 2a) bis 2d) zeigen nun verschiedene zeitliche Verläufe des Momentenbeitrages der einzelnen Zylinder 1, 2, 3, ..., 8 der Brennkraftmaschine 10 in verschiedenen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine 10. So zeigt 2a) den zeitlichen Verlauf der Momentenbeiträge der einzelnen Zylinder 1, 2, 3, ..., 8 der Brennkraftmaschine 10 in einem Normalbetrieb ohne Abschaltung einer Zylinderbank 15, 20. Dabei wurde im Beispiel nach den 2a) bis 2d) die folgende Zündreihenfolge gewählt: erster Zylinder 1, fünfter Zylinder 5, zweiter Zylinder 2, sechster Zylinder 6, dritter Zylinder 3, siebter Zylinder 7, vierter Zylinder 4, achter Zylinder 8.
Diese Zündreihenfolge ist auch in den 2a) bis 2d) eingetragen. Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 10 gemäß 2a) liefert jeder der Zylinder 1, 2, 3, ..., 8 in der beschriebenen Zündreihenfolge den gleichen Momentenbeitrag Md1 jeweils für die gleiche Zeitdauer Δt. Die beschriebene Zündreihenfolge ist so vorgegeben, dass im Normalbetrieb ohne Abschaltung einer Zylinderbank 15, 20 gemäß 2a) die Zylinderbänke 15, 20 abwechselnd gezündet werden. Das bedeutet, dass abwechselnd ein Zylinder der zweiten Zylinderbank 20 und ein Zylinder der ersten Zylinderbank 15 gezündet wird.
Gemäß 2b) ist der zeitliche Verlauf der Momentenbeiträge der Zylinder 1, 2, 3, ..., 8 der Brennkraftmaschine 10 für eine Betriebsphase der Brennkraftmaschine 10 dargestellt, bei der eine der beiden Zylinderbänke 15, 20, im vorliegenden Fall die erste Zylinderbank 15, komplett abgeschaltet ist. Diese Betriebsphase wird auch als Halbmotorbetrieb bezeichnet. Die Abschaltung der Zylinder der ersten Zylinderbank 15 erfolgt bspw. durch Sperren der Einlass- und Auslassventile sämtlicher Zylinder der ersten Zylinderbank 15 sowie durch Abschaltung der Einspritzung von Kraftstoff in sämtliche Zylinder der ersten Zylinderbank 15. Die Zylinder der ersten Zylinderbank 15 werden dann auch nicht mehr gezündet. Aufgrund der vorgegebenen Zündreihenfolge führt dies nun dazu, dass jede zweite der durch die vorgegebene Zündreihenfolge vorgesehenen Zündungen ausfällt bzw. nur noch jeder zweite Zylinder gemäß der vorgegebenen Zündreihenfolge gezündet wird. Auf diese Weise erreicht man auch bei Abschaltung sämtlicher Zylinder der ersten Zylinderbank 15 einen ruhigen Motorlauf. Gemäß der Betriebsphase nach 2b) liefern nur noch die Zylinder 1, 2, 3, 4 der zweiten Zylinderbank 20 den Momentenbeitrag Md1 jeweils für die Zeitdauer Δt. Somit liefert die Brennkraftmaschine 10 sowohl im Normalbetrieb nach 2a) als auch in der Betriebsphase nach 2b) jeweils ein konstantes Gesamtdrehmoment, das sich durch Summation der Momentenbeiträge der gezündeten bzw. befeuerten Zylinder der Brennkraftmaschine 10 über die jeweiligen Zeitdauern Δt ergibt. Dabei ist das in der Betriebsphase gemäß 2b) erzielte Gesamtdrehmoment der Brennkraftmaschine 10 im Vergleich zum Gesamtdrehmoment der Brennkraftmaschine 10 im Normalbetrieb nach 2a) halbiert. Die Abschaltung der ersten Zylinderbank 15 in der Betriebsphase gemäß 2b) führt somit zum gleichen Gesamtdrehmoment der Brennkraftmaschine 10, wie wenn die Brennkraft maschine 10 im Normalbetrieb gemäß 2a) betrieben würde, jedoch die Momentenbeiträge der einzelnen Zylinder 1, 2, 3, ..., 8 für die jeweilige Zeitdauer Δt statt Md1 lediglich Md1/2 betragen würde. Dies ist in 2b) durch die gestrichelte Linie 35 gekennzeichnet.
2c) zeigt nun einen zeitlichen Verlauf der Momentenbeiträge der Zylinder 1, 2, 3, ..., 8 der Brennkraftmaschine 10 in einer erfindungsgemäßen Betriebsphase der Brennkraftmaschine 10. Dabei ist nach wie vor die erste Zylinderbank 15 abgeschaltet. Jedoch wird trotz der generellen Abschaltung der ersten Zylinderbank 15 der sechste Zylinder 6 wieder aktiviert, um einen Momentenbeitrag zu leisten. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Temperatur im ersten Abgasstrang 40 unter eine für den ersten Katalysator 25 kritische Temperatur fällt, bei der die Katalysatorwirkung eingeschränkt würde. Außerdem wird durch die Wiederaktivierung des sechsten Zylinders 6 ein Überdruck im Brennraum der ersten Zylinderbank 15 aufrecht erhalten und somit verhindert, dass bspw. Ölnebel aus dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 10 angesaugt und die Zündkerzen der Zylinder 5, 6, 7, 8 der ersten Zylinderbank 15 verschmutzt werden. Durch die durch das Wiederaktivieren des sechsten Zylinders 6 erhöhte Temperatur in der ersten Zylinderbank 15 im Vergleich zur kompletten Abschaltung der ersten Zylinderbank 15 können außerdem Spannungsrisse im Motorblock der Brennkraftmaschine vermieden werden.
Die erneute Aktivierung des sechsten Zylinders 6 der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 führt zu einem zusätzlichen Drehmomentenbeitrag, ohne dass dies auf einen Fahrerwunsch zurückzuführen ist. Um ein Ansteigen des Gesamtdrehmomentes der Brennkraftmaschine 10 über den vom Fahrer gewünschten Wert zu verhindern, ist es daher erforderlich, den Drehmomentenbeitrag mindestens eines Zylinders der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 zu reduzieren. Im Beispiel nach 2c) wurde der Momentenbeitrag des zweiten Zylinders 2 und der Momentenbeitrag des dritten Zylinders 3 reduziert. Alternativ hätte auch nur der Momentenbeitrag eines einzigen der Zylinder der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 reduziert werden können. Weiterhin alternativ hätten auch die Momentenbeiträge von mehr als zwei Zylindern der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 reduziert werden können. Statt des zweiten Zylinders 2 und des dritten Zylinders 3 hätte auch der erste Zylinder 1 und/oder der vierte Zylinder 4 für die Reduzierung des Momentenbeitrages verwendet werden können. Zur Erzielung eines möglichst ruhigen Motorlaufes ist es aber von Vorteil, den Momentenbeitrag min destens eines der unmittelbar vor oder nach dem Zünden des wiederaktivierten Zylinders, hier des sechsten Zylinders 6 der abgeschalteten ersten Zylinderbank 15, gezündeten Zylinder zu reduzieren. Deshalb wurde im Beispiel nach 2c) für die Reduzierung des Momentenbeitrages der zweite Zylinder 2 und der dritte Zylinder 3 gewählt, weil der zweite Zylinder 2 in der vorgegebenen Zündreihenfolge unmittelbar vor dem sechsten Zylinder 6 und der dritte Zylinder 3 in der vorgegebenen Zündreihenfolge unmittelbar nach dem sechsten Zylinder 6 gezündet wird.
Wenn der zusätzliche Momentenbeitrag des wiederaktivierten sechsten Zylinders 6 der abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 komplett kompensiert werden soll, dann muss die Fläche des reduzierten Momentenbeitrages des zweiten Zylinders 2 und des dritten Zylinders 3 gemäß 2c) über der jeweiligen Zeitdauer Δt genau der Fläche des zusätzlichen Momentenbeitrages des sechsten Zylinders 6 über der Zeitdauer Δt entsprechen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Momentenbeiträge des zweiten Zylinders 2 und des dritten Zylinders 3 bspw. jeweils auf den Wert ¾·M1 reduziert werden. Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die beiden Zylinder 2, 3 auf den gleichen Momentenbeitrag reduziert werden, entscheidend ist, dass, wie beschrieben, die Fläche des zusätzlichen Momentenbeitrages des sechsten Zylinders 6 über der Zeitdauer Δt durch die Reduktion des Momentenbeitrages des mindestens einen Zylinders der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20, im vorliegenden Beispiel der beiden Zylinder 2, 3, vollständig kompensiert wird.
Um die Kompensationsmaßnahmen so gering wie möglich halten zu können, ist es vorteilhaft, auch den zusätzlichen Momentenbeitrag des befeuerten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 möglichst gering zu halten. Sowohl die Reduzierung des Momentenbeitrages des mindestens einen Zylinders der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 als auch das Geringhalten des Momentenbeitrages des befeuerten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 kann bspw. dadurch erreicht werden, dass der Zündwinkel der entsprechenden Zylinder nach spät verstellt wird und/oder das Luft/Kraftstoff-Gemischverhältnis in den entsprechenden Zylindern abgemagert wird. Von Vorteil ist es dabei besonders, wenn der Drehmomentenbeitrag des wiederaktivierten sechsten Zylinders 6 der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 gegenüber dem Drehmomentenbeitrag eines oder mehrerer Zylinder der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 reduziert wird. Im Ausführungsbeispiel nach 2c) ist der Drehmomentenbeitrag des sechsten Zylinders 6 mit Md1/2 kleiner als jeder der Drehmomentenbeiträge der Zylinder 1, 2, 3, 4 der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20. Dabei ist der Momentenbeitrag des ersten Zylinders 1 und des vierten Zylinders 4 während der jeweiligen Zeitdauer Δt jeweils gleich Md1 und der Momentenbeitrag des zweiten Zylinders 2 und des dritten Zylinders 3 über die Zeitdauer Δt jeweils ¾·M1. Auch in 2c) ist die Linie 35 bei Md1/2 als Mittelwert sämtlicher Momentenbeiträge über die gesamte dargestellte Zündreihenfolgenperiode eingezeichnet.
Anstelle des sechsten Zylinders 6 kann auch ein anderer Zylinder der ersten Zylinderbank 15 während der Abschaltung der ersten Zylinderbank 15 wieder aktiviert werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2d) ist dies der siebte Zylinder 7 mit einem Momentenbeitrag von Md1/2 für die Zeitdauer Δt. Die übrigen Zylinder der ersten Zylinderbank 15 sind dabei gemäß dem Beispiel nach 2d) abgeschaltet und werden nicht gezündet. Der in der Zündreihenfolge unmittelbar vor dem siebten Zylinder gezündete dritte Zylinder 3 und der in der vorgegebenen Zündreihenfolge unmittelbar nach dem siebten Zylinder 7 gezündete vierte Zylinder 4 weisen beim Ausführungsbeispiel nach 2d) jeweils einen Momentenbeitrag von ¾·M1 für die Zeitdauer Δt auf. Die Momentenbeiträge des ersten Zylinders 1 und des zweiten Zylinders 2 betragen im Beispiel nach 2d) für die Zeitdauer Δt jeweils Md1. Auch in 2d) ist die Linie 35 bei Md1/2 als Mittelwert sämtlicher Momentenbeiträge über die gesamte dargestellte Zündreihenfolgenperiode eingezeichnet.
Somit ist das Funktionsprinzip der Erfindung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2c) identisch beim Ausführungsbeispiel nach 2d) realisiert und dabei lediglich um zwei Zylinder in der vorgegebenen Zündreihenfolge verschoben. Entsprechenderweise lässt sich auch der fünfte Zylinder 5 oder der achte Zylinder 8 zur Aktivierung bei ansonsten abgeschalteter erster Zylinderbank 15 auswählen. Auch kann mehr als ein Zylinder der ersten Zylinderbank 15 bei ansonsten abgeschalteter erster Zylinderbank 15 zur Wiederaktivierung ausgewählt werden. Dabei können wie beschrieben die unmittelbar benachbarten Zylinder in der vorgegebene Zündreihenfolge in ihrem Momentenbeitrag reduziert werden, vorzugsweise um den zusätzlichen Momentenbeitrag der aktivierten Zylinder der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 komplett zu kompensieren. Entsprechend kann darauf geachtet werden, den Momentenbeitrag der aktivierten Zylin der der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 kleiner zu wählen als den Momentenbeitrag jedes Zylinders der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20.
Durch die Linie 35 in den Ausführungsbeispielen nach den 2b), 2c) und 2d) wird der im Mittel konstante Drehmomentenbeitrag der aktivierten Zylinder der Brennkraftmaschine 10 dargestellt, der zu einem ruhigen Motorlauf führt.
Der Momentenbeitrag des wieder aktivierten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 muss nicht unbedingt kleiner als der Momentenbeitrag jedes Zylinders der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 sein, jedoch steigt mit dem Momentenbeitrag des wieder aktivierten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 der Aufwand, diesen Beitrag zu kompensieren. Es ist daher von Vorteil, wenn der Momentenbeitrag des mindestens einen wieder aktivierten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 gegenüber dem Momentenbeitrag mindestens eines Zylinders der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 reduziert wird.
In 3 ist ein Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach dem Start des Programms wird bei einem Programmpunkt 100 von einer in 1 nicht dargestellten Steuerung der Brennkraftmaschine 10 die erste Zylinderbank 15 komplett abgeschaltet, d.h., dass alle Zylinder 5, 6, 7, 8 der ersten Zylinderbank 15 abgeschaltet und nicht mehr gezündet werden. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt.
Bei Programmpunkt 105 veranlasst die Steuerung die Aktivierung eines Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15, bspw. des sechsten Zylinders 6, so dass dieser wieder befeuert und gezündet wird. Dabei stellt jedoch die Steuerung den Zündwinkel und/oder das Luft/Kraftstoff-Gemischverhältnis dieses wieder aktivierten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 so ein, dass der Momentenbeitrag dieses Zylinders kleiner als der Momentenbeitrag jedes Zylinders der nicht abgeschalteten ersten Zylinderbank 20 ist. Dabei stellt die Steuerung bspw. den Zündwinkel und/oder das Luft/Kraftstoff-Gemischverhältnis dieses wieder aktivierten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 so ein, dass sein Momentenbeitrag halb so groß ist wie der maximale Momentenbeitrag der Zylinder der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt.
Beim Programmpunkt 110 veranlasst die Steuerung der Brennkraftmaschine 10 eine Reduzierung des Momentenbeitrages derjenigen Zylinder der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20, die in der vorgegebenen Zündreihenfolge dem wieder aktivierten Zylinder der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 unmittelbar benachbart sind. Diese Reduzierung kann ebenfalls durch Zündwinkelspätverstellung und/oder Abmagerung des Luft/Kraftstoff-Gemisches dieser benachbarten Zylinder erfolgen. Bspw. reduziert die Steuerung die Momentenbeiträge dieser benachbarten Zylinder so, dass der zusätzliche Momentenbeitrag des wieder aktivierten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 gerade kompensiert wird. Dies kann in der beschriebenen Ausführungsform nach den 2c) und 2d) dadurch geschehen, dass die Momentenbeiträge dieser beiden benachbarten Zylinder jeweils um ein Viertel reduziert werden. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt.
Bei Programmpunkt 115 prüft die Steuerung, ob der Halbmotorbetrieb mit Abschaltung der ersten Zylinderbank 15 beendet werden soll, bspw. weil ein Fahrerwunsch vorliegt, der nicht unter Verwendung einer einzigen der beiden Zylinderbänke 15, 20 realisiert werden kann. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 125 verzweigt.
Bei Programmpunkt 120 schaltet die Steuerung die Brennkraftmaschine in den Normalbetrieb gemäß 2a) um. Damit es keinen unerwünschten und vom Fahrer als unangenehm empfundenen Momentenruck beim Umschalten in den Normalbetrieb gibt, sollten die Momentenbeiträge der einzelnen Zylinder 1, 2, 3, ..., 8 der Brennkraftmaschine 10 für den Normalbetrieb zunächst so gewählt werden, dass sich das Gesamtmoment gegenüber dem vorherigen Halbmotorbetrieb nicht ändert. Zu diesem Zweck können die Momentenbeiträge der einzelnen Zylinder, 1, 2, 3, ..., 8 unmittelbar nach Umschaltung in den Normalbetrieb in diesem Beispiel zunächst auf den Wert Md1/2 gesetzt werden, damit der Mittelwert der Momentenbeiträge über die Zündreihenfolgenperiode zunächst weiterhin den Wert Md1/2 gemäß der Linie 35 annimmt. Anschließend kann dann bspw. mittels einer Rampenfunktion der Momentenbeitrag der einzelnen Zylinder im Normalbetrieb angehoben werden, um den Fahrerwunsch komplett umsetzen. Anschließend wird das Programm verlassen.
Bei Programmpunkt 125 kann die Steuerung anstelle des bislang aktivierten Zylinders der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 einen anderen Zylinder der ersten Zylinderbank 15 für die Wiederaktivierung wählen, so dass bspw. von der Ausführungsform nach 2c) auf die Ausführungsform nach 2d) umgeschaltet wird, wenn bei Programmpunkt 125 nun statt des sechsten Zylinders 6 der siebte Zylinder 7 für die Wiederaktivierung der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 gewählt wird. Die Umschaltung findet dann nach Rückverzweigung bei Programmpunkt 105 statt. Im anschließenden Programmpunkt 110 werden dann wiederum die den nunmehr aktivierten Zylinder der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 in der vorgegebenen Zündreihenfolge flankierenden Zylinder der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 in der beschriebenen Weise in ihrem Momentenbeitrag reduziert.
Bei mehrfachem Durchlaufen der Schleife mit Programmpunkt 125 kann so bspw. zyklisch und damit abwechselnd jeder der Zylinder der ersten Zylinderbank 15 bei ansonsten abgeschalteter erster Zylinderbank 15 wieder aktiviert werden. Alternativ kann der Programmpunkt 125 auch übersprungen und bei Nein-Entscheidung bei Programmpunkt 115 direkt zum Programmpunkt 105 zurückverzweigt werden. In diesem Fall wird der wieder aktivierte Zylinder der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 nicht gewechselt. Auch könnte bei Programmpunkt 125 die Steuerung für die nachfolgende Zündreihenfolgenperiode mit der Wiederaktivierung eines Zylinders der abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 aussetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in entsprechender Weise auch bei unterschiedlicher Füllung der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 10 und damit unterschiedlichen Momentenbeiträgen der einzelnen Zylinder realisieren. Solange im Mittel ein konstanter Momentenbeitrag für die einzelnen Zylinder realisiert wird, kann ein ruhiger Motorlauf gewährleistet werden. Der zusätzliche Momentenbeitrag des wieder aktivierten Zylinders oder der wieder aktivierten Zylinder der ansonsten abgeschalteten ersten Zylinderbank 15 lässt sich dabei in entsprechender Weise durch Reduzierung des Momentenbeitrags bspw. der in der Zündreihenfolge dem oder den wieder aktivierten Zylindern direkt benachbarten Zylinder der nicht abgeschalteten zweiten Zylinderbank 20 kompensieren.
Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, dass im Halbmotorbetrieb die erste Zylinderbank 15 komplett abgeschaltet und die zweite Zylinderbank 20 komplett weiterbetrieben wird. Alternativ kann natürlich auch die zweite Zylinderbank 20 komplett abgeschaltet und die erste Zylinderbank 15 komplett weiterbetrieben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch nicht auf die Verwendung zweier Zylinderbänke beschränkt, sondern lässt sich in entsprechender Weise auch auf mehr als zwei Zylinderbänke anwenden, wobei mindestens einer der Zylinder der komplett abgeschalteten Zylinderbank während der Abschaltung dieser Zylinderbank erfindungsgemäß wieder aktiviert werden muss. Auch die beschriebenen Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung, die in der Reduktion des Momentenbeitrages für mindestens einen der Zylinder mindestens einen nicht abgeschalteten Zylinderbank bestehen, vorzugsweise zur kompletten Kompensation des zusätzlichen Momentenbeitrages des mindestens einen wieder aktivierten Zylinders der abgeschalteten Zylinderbank, lassen sich entsprechend auf den Fall von mehr als zwei Zylinderbänken anwenden. Auch dabei kann eine Zündreihenfolge vorgegeben werden, bei der die einzelnen Zylinderbänke abwechselnd gezündet werden und speziell einer oder beide in dieser Zündreihenfolge direkt benachbarten Zylinder des wieder aktivierten Zylinders der abgeschalteten Zylinderbank in ihrem Momentenbeitrag reduziert werden. Auch bei Verwendung von mehreren Zylinderbänken kann der Momentenbeitrag des mindestens einen wieder aktivierten Zylinders der ansonsten abgeschalteten Zylinderbank kleiner als der Momentenbeitrag insbesondere jedes Zylinders der nicht abgeschalteten Zylinderbänke gewählt werden.
Bei Verwendung von mehr als zwei Zylinderbänken kann es auch vorgesehen sein, mehrere Zylinderbänke komplett abzuschalten und mindestens eine Zylinderbank komplett zu betreiben. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch hierauf in entsprechender Weise anwenden, unbeschadet dessen, dass zwischen dem wieder aktivierten Zylinder einer abgeschalteten Zylinderbank und dem unmittelbar zuvor oder danach gezündeten Zylinder einer nicht abgeschalteten Zylinderbank ein oder mehrere Zylinder liegen können, die ebenfalls zu einer abgeschalteten Zylinderbank gehören und nicht befeuert und gezündet werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) mit mehreren Zylinderbänken (15, 20), von denen wenigstens eine erste Zylinderbank (15) abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abschaltung der ersten Zylinderbank (15) mindestens ein Zylinder (6) der ersten Zylinderbank (15) wieder aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündreihenfolge so vorgegeben wird, dass in einem Normalbetrieb ohne Abschaltung einer Zylinderbank (15, 20) die Zylinderbänke (15, 20) abwechselnd gezündet werden und dass diese Zündreihenfolge während der Abschaltung der ersten Zylinderbank (15) beibehalten wird, jedoch die Zündung für die nicht aktivierten Zylinder (5, 7, 8) der abgeschalteten ersten Zylinderbank (15) unterdrückt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beitrag für eine Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine (10), den mindestens einer der, insbesondere unmittelbar vor oder nach dem Zünden des wieder aktivierten Zylinders (6) der abgeschalteten ersten Zylinderbank (15), gezündeten Zylinder (2, 3) der nicht abgeschalteten Zylinderbank (20) liefert, reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung des Beitrages für die Ausgangsgröße so gewählt wird, dass sie einen zusätzlichen Beitrag für die Ausgangsgröße durch den wieder aktivierten Zylinder (6) der abgeschalteten ersten Zylinderbank (15) kompensiert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beitrag des wieder aktivierten Zylinders (6) der abgeschalteten ersten Zylinderbank (15) für die Ausgangsgröße gegenüber dem Beitrag eines Zylinders (1, 2, 3, 4) einer nicht abgeschalteten Zylinderbank (20) für die Ausgangsgröße reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beitrag für die Ausgangsgröße durch eine Zündwinkelspätverstellung und/oder eine Abmagerung des Luft-/Kraftstoff-Gemischverhältnisses reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abschaltung der ersten Zylinderbank (15) mehrere Zylinder der ersten Zylinderbank (15), insbesondere abwechselnd, wieder aktiviert werden.