DE102005060682B4

DE102005060682B4 - Motorsteuerungsvorrichtung sowie Verfahren zur variablen inkrementellen Zuschaltung und Abschaltung von Zylindern in einem Verbrennungsmotor mit bedarfsabhängigem Hubraum

Info

Publication number: DE102005060682B4
Application number: DE102005060682.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas E. Bolander; Alexander J. Roberts
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2025-12-20
Also published as: US20060130814A1; CN1796748B; US7231907B2; DE102005060682A1; CN1796748A

Abstract

Verfahren zum Regeln des Hubraums in einem Motor (18) mit bedarfsabhängigem Hubraum, das die Schritte umfasst, dass:
ein erwünschter Motorhubraum durch eine Steuerung (42) bestimmt wird,
ein gegenwärtiger Motorhubraum bestimmt wird, und
von dem gegenwärtigen Motorhubraum aus eine Zuschaltung eines ersten Zylinders eingestellt wird, um den erwünschten Motorhubraum teilweise zu erzielen, und anschließend die Zuschaltung eines zweiten Zylinders eingestellt wird, um den erwünschten Motorhubraum vollständig zu erzielen;
wobei mehrere Motorzeitabstimmungsimpulse detektiert werden und dass das Einstellen der Zuschaltung des zweiten Zylinders erfolgt, nachdem die Zuschaltung des ersten Zylinders eingestellt worden ist und nach einer vorbestimmten Menge von Motorzeitabstimmungsimpulsen; dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerung (42) Solenoid- und Kraftstoffeinspritzventilereignisse plant, wenn die Steuerung das zweite Mal Zylinder zugeschaltet hat, und die geplanten Solenoidereignisse auf Grundlage der Motorzeitabstimmung in Zeitabstimmungszählwerte umwandelt, die geeigneten Stellen in der Motorzeitabstimmungsabfolge entsprechen, um Geräusche, Vibrationen und Rauheit, die an den Fahrer durch das Fahrzeug hindurch übertragen werden, zu minimieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, und insbesondere eine Motorsteuerungsvorrichtung sowie ein entsprechende Verfahren zur Zuschaltung und Abschaltung von Zylindern in einem Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum.
Manche Verbrennungsmotoren umfassen Motorsteuerungssysteme, die in Situationen niedriger Last Zylinder abschalten. Beispielsweise kann ein Achtzylindermotor unter Verwendung von vier Zylindern betrieben werden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Verringerung von Pumpverlusten zu verbessern. Dieses Verfahren wird allgemein als Betrieb mit bedarfsabhängigem Hubraum oder DOD (von displacement on demand) bezeichnet. Ein Betrieb des Motors unter Verwendung aller Motorzylinder wird als zugeschaltete Betriebsart bezeichnet. Eine abgeschaltete Betriebsart bezieht sich im Gegensatz dazu auf einen Betrieb unter Verwendung von weniger als allen Zylindern des Motors (d.h. ein oder mehrere Zylinder sind nicht aktiv).
In der abgeschalteten Betriebsart gibt es wenige arbeitende Zylinder. Infolgedessen ist weniger Antriebsdrehmoment verfügbar, um den Antriebsstrang und Nebenaggregate des Fahrzeugs, wie etwa eine Lichtmaschine, eine Kühlmittelpumpe oder einen Klimaanlagenkompressor, anzutreiben. Der Wirkungsgrad des Motors wird jedoch wegen des verminderten Kraftstoffverbrauchs (d.h. den abgeschalteten Zylindern wird kein Kraftstoff zugeführt) und des verminderten Pumpens des Motors erhöht. Da die abgeschalteten Zylinder keine frische Ansaugluft einlassen und komprimieren, werden Pumpverluste verringert.
Eine Bewegung zwischen der zugeschalteten Betriebsart und der abgeschalteten Betriebsart hat das Potential, Geräusch, Vibration und Rauheit in dem Motor, die zum Fahrer übertragen werden können, zu erhöhen. Zusätzlich bewegen sich herkömmliche DOD-Systeme zwischen einem vollen Array von Zylindern und der Hälfte der Zylinder. Beispielsweise kann ein Achtzylindermotor in der zugeschalteten Betriebsart mit allen acht Zylindern arbeiten, und dann auf einen Betrieb mit vier Zylindern in der abgeschalteten Betriebsart herabgesetzt werden. Das Hinzufügen oder Wegnehmen von Drehmoment aufgrund der Zuschaltung oder Abschaltung von mehreren Zylindern gleichzeitig kann Geräusch, Vibration und Rauheit erhöhen.
DE 32 10 282 C2 beschreibt einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern, bei dem ein Motorsteuergerät so ausgebildet ist, dass die Zurückschaltung auf eine geringere Anzahl von Zylindern sowie die Hochschaltung auf eine höhere Anzahl bis zur Gesamtzahl der Zylinder bei einem Betriebszustand erfolgt, bei dem in der Umschaltphase die Drehmomente beim Mehrzylinder- und Minderzylinder-Betrieb im Wesentlichen übereinstimmen.
US 4 227 505 A beschreibt ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, durch die sich Geräusche und Vibrationen sowie die Rauheit des Motors während des Zuschaltens eines Zylinders vermindern lassen.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen und Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Verfahren zum Regeln des Hubraums in einem Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum umfasst, dass ein erwünschter Motorhubraum und ein gegenwärtiger Motorhubraum bestimmt werden. Das Verfahren umfasst darüber hinaus, dass von dem gegenwärtigen Motorhubraum aus die Zuschaltung eines ersten Zylinders eingestellt wird, um den erwünschten Motorhubraum teilweise zu erzielen, und anschließend die Zuschaltung eines zweiten Zylinders eingestellt wird, um den erwünschten Motorhubraum vollständig zu erzielen. Dabei werden mehrere Motorzeitabstimmungsimpulse detektiert und das Einstellen der Zuschaltung des zweiten Zylinders erfolgt, nachdem die Zuschaltung des ersten Zylinders eingestellt worden ist und nach einer vorbestimmten Menge von Motorzeitabstimmungsimpulsen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, dass das Einstellen der Zuschaltung des zweiten Zylinders über eine vorbestimmte Zeitdauer auf der Grundlage der Motorzeitabstimmung verzögert wird, um Vibration zu verringern.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend angegebenen ausführlichen Beschreibung deutlich werden. Es ist einzusehen, dass die ausführliche Beschreibung und die besonderen Beispiele, obgleich sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, lediglich zu Darstellungszwecken dienen und den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen ist bzw. sind:

1 ein schematisches Schaubild, das ein Fahrzeug darstellt, das ein beispielhaftes Steuermodul umfasst, das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
2A und 2B ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Steuerungssystem für einen bedarfsabhängigen Hubraum darstellt, das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist; und
3A und 3B Flussdiagramme, die beispielhafte Schritte darstellen, die von der in den 2A und 2B dargestellten Vorrichtung durchgeführt werden.

Die folgende Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen ist lediglich beispielhafter Natur und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder ihren Nutzen in keinster Weise einschränken. So wie er hierin angegeben ist, bezieht sich der Ausdruck Modul, Teilmodul und/oder Vorrichtung auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (geteilt, zweckgebunden oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, einen kombinatorischen logischen Kreis oder andere geeignete Bauteile, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Außerdem können Fahrzeug-Controller mit verschiedenen Fahrzeugsystemen unter Verwendung von digitalen oder analogen Eingängen und Ausgängen und/oder einem Kraftfahrzeugkommunikationsnetz kommunizieren, die die folgenden üblicherweise verwendeten Fahrzeugkommunikationsnetz-Standards umfassen: CAN, SAE J1850 und GMLAN, aber nicht darauf beschränkt sind.
Nach 1 umfasst ein Fahrzeug 10 ein Motorsystem 12, angetriebene Räder 14 und wahlweise angetriebene Räder 16. Das Motorsystem 12 erzeugt ein Abtriebsdrehmoment, um die angetriebenen Räder 14 anzutreiben und die Räder 16 wahlweise anzutreiben. Das Motorsystem 12 umfasst einen Verbrennungsmotor 18, der mit einem Getriebe 20 verbunden ist. Der Verbrennungsmotor 18 umfasst einen Einlasskrümmer 22 und eine Drosselklappe 24. Ein Luftstrom in den Einlasskrümmer 22 wird durch die Drosselklappe 24 geregelt. Der Luftstrom von dem Einlasskrümmer 22 und Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe 26 werden in mehreren Zylindern 28 durch eine Zündanlage 30 gezündet. Ein Ventilstrang 32 hilft, neben anderen Dingen, bei der Regelung der Verbrennung in den Zylindern 28. Die Verbrennung in jedem der Zylinder 28 treibt einen Kolben 34 an, der eine Kurbelwelle 36 drehbar antreibt. Obwohl fremdgezündete Verbrennungsmotoren beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung auch bei diesel- und anderen fremdzündungslosen und drosselklappenlosen, kompressionsgezündeten Motoren anwendbar.
Ein Zeitgeberrad 38 ist mit der Kurbelwelle 36 verbunden. Das Zeitgeberrad 38 enthält mehrere Zeitgeberzähne 40, die einzeln den jeweiligen Kurbelwellenpositionen entsprechen. Es ist festzustellen, dass in manchen Ausführungsformen das Zeitgeberrad 38 sechzig Zeitgeberzähne 40 enthält. Jeder Zeitgeberzahn 40 als solcher entspricht annähernd sechs Grad Kurbelwellendrehung. Es ist zusätzlich festzustellen, dass die Anzahl von Zeitgeberzähnen 40 an dem Zeitgeberrad 38 und die Kurbelwellendrehung pro Zahn 40 variieren kann.
Ein Steuermodul 42 steuert die Betriebsabläufe des Fahrzeugs 10 auf der Grundlage verschiedener Fahrzeugbetriebsparameter 44 und Bedienereingaben 46. Obgleich ein einzelnes Steuermodul 42 gezeigt ist, können ein oder mehrere Steuermodule verwendet werden. Die Fahrzeugbetriebsparameter 44 können Umgebungsanzeigen, wie etwa Feuchtigkeit, Temperatur oder Luftdruck umfassen. Die Fahrzeugbetriebsparameter 44 können auch ein Antriebsmaschinenprofil und einen Antriebsmaschinenstatus umfassen, die beispielsweise ein Signal für einen kalten Motor oder andere spezifische Fehler des Motors angeben. Das Antriebsmaschinenprofil kann Nachschlagedaten umfassen, die beispielsweise eine maximale Bremsmomentabgabe und Drehmomentabgabe auf der Grundlage von Zündzeitpunktverstellung nach spät, Motordrehzahl und Wirkungen der Umgebungsanzeigen auf die Motorleistung angeben. Die Bedienereingaben 46 umfassen ein Gaspedal 48, ein Bremspedal 50, eine Fahrtregelungsanlage (Tempomat) 52 und andere Steuereinrichtungen, die beispielsweise eine zusätzliche Zugangsmöglichkeit für behinderte Fahrer bereitstellen. Ein Telematiksystem 54, wie OnStar®, kann auch einen Eingang in das Steuermodul 42 liefern und einen Ausgang von diesem empfangen.
Das Gaspedal 48 ist zwischen mehreren Stellungen bewegbar, die von einem Gaspedalstellungssensor 56 detektiert werden. Im Allgemeinen wird das Gaspedal 48 verstellt, um eine Fahrerdrehmomentanforderung anzuzeigen. Das Bremspedal 50 ist ähnlich zwischen mehreren Stellungen bewegbar, die von einem Bremspedalstellungssensor 58 detektiert werden. Im Allgemeinen wird das Bremspedal 50 verstellt, um eine Bremsanlage 60 zu regeln, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 vermindert. Die Bremsanlage 60 steht mit mehreren Bremsbauteilen 62, wie Bremssätteln, in Eingriff, um an Bremsscheiben (nicht gezeigt), die an den Rädern 14, 16 angebracht sind, eine Klemmwirkung zu erzielen. Die Fahrtregelungsanlage 52 kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 über verschiedene in der Technik bekannte Steuerungssysteme zu steuern.
Der Gaspedalstellungssensor 56 erzeugt ein Gaspedalstellungssignal 64, das an das Steuermodul 42 übermittelt wird. Ähnlich erzeugt der Bremspedalstellungssensor 58 ein Bremspedalstellungssignal 66, das ebenfalls an das Steuermodul 42 übermittelt wird. Das Steuermodul 42 erzeugt ein Drosselsteuersignal 68, das an ein Drosselklappenstellglied 70 gesendet wird, um die Drosselklappe 24 zu regeln. Ein Motordrehzahlsensor 72 erzeugt ein Drehzahlsignal für den Verbrennungsmotor 18, das an das Steuermodul 42 übermittelt wird. Raddrehzahlsensoren 74 erzeugen Raddrehzahlsignale, und ein Getriebedrehzahlsensor 64 erzeugt ein Getriebedrehzahlsignal, die beide an das Steuermodul 42 übermittelt werden.
Das Steuermodul 42 bestimmt die momentane Motordrehzahl bei einer vorbestimmten Kurbelwellenstellung auf der Grundlage des Motorwellendrehzahlsignals. Zusätzlich kann das Steuermodul 42 die Kurbelwellenstellung detektieren und der Kurbelwellenstellung Ereignisse in dem Motor zuordnen. Motorereignisse können beispielsweise das Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder, das Öffnen/Schließen von Ventilen eines Zylinders und/oder das Zünden einer Zündkerze umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Steuermodul 42 kann als solches jedes Motorereignis mit einer jeweiligen Kurbelwellenstellung in Übereinstimmung bringen. Der Zeitgeberradsensor 76 und der Motordrehzahlsensor 72 sind daher in der Lage, mit dem Steuermodul 42 zu kommunizieren und einen Kurbelwellenwinkel und den zugehörigen Zeitgeberzahn 40 für jedes Motorereignis vorzusehen. Der Verbrennungsmotor 18 kann in einem Bereich von Motordrehzahlen arbeiten. Der Motor 18 kann beispielsweise bei einer Leerlaufmotordrehzahl, Teillast oder Volllast arbeiten. Es ist festzustellen, dass beim Steuern der Zündung, der Drosselklappe und der Kraftstoffabgabe das Steuermodul 42 mehrere Schalter, Solenoide der Steuereinrichtungen aktivieren oder deaktivieren kann, um die Verbrennung in dem Motor 18 zu steuern.
Nach den 2A und 2B bestimmt eine Steuerungsvorrichtung für einen variablen bedarfsabhängigen Hubraum einen geeigneten Motorhubraum und schaltet inkrementell einzelne Zylinder zu oder inkrementell einzelne Zylinder ab, um den geeigneten Motorhubraum zu erzielen. Eine Stößel-Ölverteileranordnung ist eingebaut, um die einzelnen Zylinder des Motors zuzuschalten und abzuschalten. Die Stößel-Ölverteileranordnung umfasst eine Reihe von Stößeln und Solenoiden, die den entsprechenden Zylindern zugeordnet sind. Die Solenoide werden wahlweise erregt, um zu ermöglichen, dass Hydraulikfluid zu den Stößeln strömen kann, um den Ventilstößelbetrieb zu verhindern, wodurch die entsprechenden Zylinder abgeschaltet werden. Die Solenoide bleiben während der Motor in der abgeschalteten Betriebsart arbeitet, mit Energie beaufschlagt. Darüber hinaus kann die Kraftstoffströmung zu den einzelnen Zylindern in der abgeschalteten Betriebsart abgeschaltet werden.
Bei Schritt 102 bestimmt die Steuerung, ob das System für bedarfsabhängigen Hubraum gesperrt werden sollte. Das System für bedarfsabhängigen Hubraum wird jedes Mal dann gesperrt, wenn das Fahrzeug sich in einer Situation befindet, in der ein Zuschalten des Systems für bedarfsabhängigen Hubraum (DOD) ungeeignet wäre. Ungeeignete Situationen umfassen beispielsweise, dass das Fahrzeug in einer anderen Getriebebetriebsart als Fahren ist (z.B. Parken, Rückwärts oder Low-Bereich). Andere Situationen umfassen das Vorhandensein von Fehlern des Motor-Controllers, einen kalten Motor, ungeeignete Spannungsniveaus und ungeeignete Kraftstoff- und/oder Öldruckniveaus. Wenn das DOD-System gesperrt ist, endet die Steuerung. Wenn das DOD-System nicht gesperrt ist, fährt die Steuerung mit Schritt 104 fort.
Bei Schritt 104 bestimmt die Steuerung, ob die vorgesehenen Zylinder ihren Zyklus abgeschlossen haben. Bei einem Viertaktmotor bezieht sich beispielsweise ein Zyklus auf zwei Takte: wobei ein Takt ein Verdichtungstakt ist und der andere Takt ein Ausstoßtakt ist. Vorgesehene Zylinder beziehen sich auf Zylinder, die in einem DOD-System zugeschaltet und abgeschaltet werden können. Wenn die vorgesehenen Zylinder ihren Zyklus abgeschlossen haben, fährt die Steuerung mit Schritt 106 fort. Wenn die vorgesehenen Zylinder ihren Zyklus nicht abgeschlossen haben, kehrt die Steuerung zu Schritt 102 zurück. Es ist festzustellen, dass das DOD-System, wie es dargestellt ist, einen Sechszylindermotor steuern kann. Das DOD-System kann als solches bis zu drei vorgesehene Zylinder inkrementell zuschalten oder abschalten. Die drei vorgesehenen Zylinder können irgendwelche der Zylinder in dem Sechszylindermotor sein. Es ist auch festzustellen, dass die DOD-Steuerung auf Motoren mit einer Vielzahl von Zylindern anwendbar ist, wie etwa 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 16 usw.
Bei Schritt 106 legt die Steuerung eine V6-Betriebsart, eine Low-Bereichs-DOD-Betriebsart und eine DOD-Zuschaltungsbetriebsart fest. Wie es oben angemerkt wurde, ist die Steuerung auf variable Motorkonfigurationen anwendbar, so dass jede Menge an Zylindern verwendet werden kann. In einem V8-Motor würde beispielsweise Schritt 106 dementsprechend eine V8-Betriebsart festlegen. Die Low-DOD-Betriebsart und die DOD-Zuschaltungsbetriebsart sind Flags, die anzeigen, dass das System aktiv ist und dass eine Zylinderabschaltung möglich ist. Bei Schritt 108 bestimmt die Steuerung, ob die Betriebsart mit bedarfsabhängigem Hubraum nicht korrekt ist. Die DOD-Betriebsart wird mit dem Motor verglichen, um festzustellen, ob die DOD-Betriebsart zu dem passt, was gegenwärtig in dem Motor auftritt. Wenn die Steuerung bestimmt, dass die DOD-Betriebsart nicht korrekt ist, fährt die Steuerung mit Schritt 110 fort. Wenn die Steuerung bestimmt, dass die Betriebsart mit bedarfsabhängigem Hubraum korrekt ist, fährt die Steuerung mit Schritt 112 fort. Bei Schritt 110 stellt die Steuerung die anwendbaren Systemvariablen ein, um die Systemeinstellung mit den aktuellen Motorbedingungen in Übereinstimmung zu bringen. Bei Schritt 112 stellt die Steuerung einen Drehmomentwandlerschlupf ein, so dass er mit der gegenwärtigen DOD-Betriebsart in Einklang ist.
Bei Schritt 114 bestimmt die Steuerung die erwünschte DOD-Betriebsart. Die Bestimmung der erwünschten DOD-Betriebsart ist in den 3A und 3B derart dargestellt, dass die Steuerung in 3A zu Schritt 202 fortschreitet, und beim Enden in Fig. 3B fährt die Steuerung mit Schritt 116 in 2B fort. Die Steuerung liefert eine erwünschte DOD-Betriebsart, wie es in den 3A und 3B dargestellt ist. Die Bestimmung der erwünschten DOD-Betriebsart, wie es in den 3A und 3B dargestellt ist, wird nachstehend ausführlicher erläutert.
Bei Schritt 116 bestimmt die Steuerung, ob eine erweiterte DOD-Betriebsart erwünscht ist, wenn die Steuerung sich in einer verminderten DOD-Betriebsart befindet. Wenn eine erweiterte DOD-Betriebsart erwünscht ist, fährt die Steuerung mit Schritt 118 fort. Wenn keine erweiterte DOD-Betriebsart erwünscht ist, fährt die Steuerung mit Schritt 120 fort. Bei Schritt 118 wird ein System-Flag für eine erweiterte DOD-Betriebsart gesetzt. Bei Schritt 120 bestimmt die Steuerung, ob eine verminderte DOD-Betriebsart erwünscht ist, wenn sich die Steuerung in einer erweiterten DOD-Betriebsart befindet. Wenn eine verminderte DOD-Betriebsart erwünscht ist, fährt die Steuerung mit Schritt 122 fort. Wenn keine verminderte Betriebsart erwünscht ist, fährt die Steuerung mit Schritt 126 fort. Bei Schritt 122 wird ein System-Flag für eine verminderte DOD-Betriebsart gesetzt. Bei Schritt 124 kann die Steuerung den Drehmomentwandler zur Vorbereitung auf eine verminderte DOD-Betriebsart entsperren oder einen Schlupf entsprechend einstellen. Es ist festzustellen, dass sich eine verminderte DOD-Betriebsart auf eine DOD-Betriebsart bezieht, in der sich weniger Zylinder in der zugeschalteten Betriebsart in Bezug auf die gegenwärtige DOD-Betriebsart befinden. Im Gegensatz dazu bezieht sich eine erweiterte DOD-Betriebsart auf eine DOD-Betriebsart, in der sich mehr Zylinder in der zugeschalteten Betriebsart relativ zu der gegenwärtigen DOD-Betriebsart befinden. Es ist darüber hinaus festzustellen, dass keine verminderte DOD-Betriebsart vorliegt, wenn alle vorgesehenen Zylinder abgeschaltet sind, und keine erweiterte DOD-Betriebsart vorliegt, wenn alle vorgesehenen Zylinder zugeschaltet worden sind.
Bei Schritt 126 bestimmt die Steuerung, ob irgendwelche System-Flags gesetzt worden sind. System-Flags können beispielsweise umfassen: ungeeignete Spannung, ungeeigneter Öldruck, niedrige/hohe Motortemperatur, ungeeigneter Gang, Motorfehlfunktionen, ungeeignetes Ansprechen auf DOD-Befehle. Es ist festzustellen, dass System-Flags spezifisch für das Fahrzeug, Steuerungsvorrichtung und das darin verwendete Netz sein können. Unzählige System-Flags können als solche dazu verwendet werden, die Betriebsfähigkeit, den Status und die gegenwärtigen Bedingungen des Motors anzugeben. Kritische System-Flags können ein Motorproblem anzeigen, das zu einer Beschädigung des Motors oder Fahrzeugs führen kann. Ein System-Flag kann beispielsweise einen Motorbetrieb über einer normalen Temperatur anzeigen, während ein kritisches System-Flag anzeigen kann, dass die Temperatur hoch genug ist, um einen Motorschaden hervorzurufen. Darüber hinaus können kritische System-Flags eine Situation anzeigen, in der eine weit offene Drosselklappe angefordert wird. Darüber hinaus können System-Flags und/oder kritische System-Flags von dem Telematiksystem gesetzt werden.
Wenn die Steuerung bestimmt, dass mehr als ein System-Flag gesetzt ist, fährt die Steuerung mit Schritt 108 fort. Wenn die Steuerung bestimmt, dass keine System-Flags gesetzt worden sind, fährt die Steuerung mit Schritt 134 fort. Bei Schritt 128 bestimmt die Steuerung, ob mehr als ein kritisches System-Flag gesetzt worden ist. Wenn keine kritischen System-Flags gesetzt worden sind, fährt die Steuerung mit Schritt 130 fort. Wenn ein oder mehrere kritische System-Flags gesetzt worden sind, fährt die Steuerung mit Schritt 132 fort. Bei Schritt 130 schaltet die Steuerung sonst abgeschaltete Zylinder einzeln zu, um den Motor von seinem gegenwärtigen Hubraum bis zu einem vollen Hubraum des V6 zu bewegen. Die Steuerung endet dann. Bei Schritt 132 schaltet die Steuerung alle ansonsten abgeschalteten Zylinder zu, um den Motorhubraum von seinem gegenwärtigen Hubraum bis zu einem vollen Hubraum zu bewegen. Die Steuerung endet dann.
Bei Schritt 134 bestimmt die Steuerung, ob dies das erste Mal ist, dass die Steuerung Zylinder zugeschaltet oder abgeschaltet hat. Wenn die Steuerung Zylinder das erste Mal zugeschaltet oder abgeschaltet hat, fährt die Steuerung mit Schritt 136 fort. Wenn dies nicht das erste Mal ist, dass die Steuerung Zylinder zugeschaltet oder abgeschaltet hat, fährt die Steuerung mit Schritt 138 fort. Bei Schritt 136 initialisiert die Steuerung das System für entweder eine Zuschaltung oder eine Abschaltung von Zylindern. Bei Schritt 138 bestimmt die Steuerung, ob dies das zweite Mal ist, dass die Steuerung Zylinder zugeschaltet oder abgeschaltet hat. Wenn die Steuerung das zweite Mal Zylinder zugeschaltet oder abgeschaltet hat, fährt die Steuerung mit Schritt 140 fort. Wenn dies weder das erste noch das zweite Mal ist, dass die Steuerung Zylinder zugeschaltet oder abgeschaltet hat, fährt die Steuerung mit Schritt 142 fort. Bei Schritt 140 plant die Steuerung Solenoid- und Kraftstoffeinspritzventilereignisse. Bei Schritt 142 sperrt die Steuerung die Kraftstoffeinspritzventile gemäß dem Plan von Schritt 140 oder gibt diese frei. Bei Schritt 144 wandelt die Steuerung den Solenoid-Plan auf der Grundlage der Motorzeitabstimmung in Zeitabstimmungszählwerte um. Die Zeitabstimmungszählwerte entsprechen geeigneten Stellen in der Motorzeitabstimmungsabfolge, um Geräusch, Vibration und Rauheit, die an den Fahrer und durch das Fahrzeug hindurch übertragen werden, zu minimieren. Bei Schritt 146 schaltet die Steuerung Zylinder zu oder ab, indem Solenoide mit dem geeigneten Zeitabstimmungszählwerte aktiviert oder deaktiviert werden, was den Hubraum des Motors verringern oder vergrößern wird.
Es ist festzustellen, dass die Steuerung des DOD-Systems in drei Teilmodule unterteilt werden kann. Als solche können die Schritte 102 bis 132 (einschließlich der Schritte 202-254) von einem ersten Modul ausgeführt werden, wohingegen die Schritte 134 bis 144 von einem zweiten Modul ausgeführt werden, während Schritt 146 von einem dritten Modul ausgeführt wird. Diese drei Module arbeiten mit unterschiedlichen Durchlaufgeschwindigkeiten. Das erste Modul kann derart ausgebildet sein, dass es einen Durchlauf alle zwölfeinhalb Millisekunden ausführt. Es ist festzustellen, dass der Zeitrahmen von zwölfeinhalb Millisekunden unabhängig von irgendeiner Motorzeitabstimmung und unabhängig von den anderen beiden Modulen ist. Das zweite Modul kann abhängig von der Motorzeitabstimmung ausgebildet sein. Beispielsweise kann das zweite Modul derart ausgebildet sein, dass ein Ereignis pro vorgesehenem Zylinder pro 360° Kurbelwellendrehung auftritt. Beispielsweise sind in einem V6-Motor mit drei Zylindern, die Kandidaten für eine Zuschaltung und Abschaltung sind, sechs Ereignisse für die drei Zylinder pro jedem vollständigen Motorzyklus (d.h. 720° Kurbelwellendrehung) eingetragen. Es ist festzustellen, dass in dem zweiten Teilmodul Solenoid-, Kraftstoffeinspritzventil- und andere DOD-Steuerungen derart geplant werden können, dass sie in dem Zeitrahmen des zweiten Teilmoduls ein- oder ausgeschaltet werden.
In dem ersten Teilmodul wird daher bestimmt, ob DOD-Bauteile ein- oder ausgeschaltet werden sollten, wenn eine DOD-Betriebsart bestimmt wird. In dem zweiten Teilmodul wird die erwünschte Betriebsart auf der Grundlage der Zeitabstimmung eines besonderen Motors in einen Plan umgewandelt. In dem dritten Teilmodul bestimmt die Steuerung allein den exakten Punkt in der Motorzeitabstimmung, zu dem die DOD-Bauteile ein- oder auszuschalten sind. Das dritte Modul zeichnet acht Ereignisse pro Zylinder für jeweils 360° Kurbelwellendrehung auf. In einem vollständigen Motorzyklus (d.h. 720° Motordrehung) für drei vorgesehene Zylinder, zeichnet das dritte Teilmodul 48 Motorzeitabstimmungsimpulse auf. Die Steuerung bestimmt für den Plan aus dem zweiten Teilmodul, wann die Zylinder bei einem bestimmten Motorzeitabstimmungsimpuls oder Motorereignis für das dritte Teilmodul zuzuschalten oder abzuschalten sind. Es ist festzustellen, dass die Koordinate der Teilmodule zulässt, dass das System einen Zylinder zu dem optimalen Zeitpunkt in der Motorzeitabstimmung zuschaltet oder abschaltet, um Geräusch, Vibration und Rauheit von dem Motor, die zu dem Fahrer übertragen werden können, zu verringern.
Anhand der 3A und 3B werden die Schritte, die ausgeführt werden, um die erwünschte DOD-Betriebsart zu bestimmen, ausführlich beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Flussdiagramm, wie es in den 3A und 3B dargestellt ist, in Schritt 114 enthalten ist und als Ganzes ausgeführt wird. Sobald die Steuerung in 3D endet, setzt sich die Steuerung mit Schritt 126 von 2B fort, wie es oben diskutiert wurde.
Bei Schritt 202 bestimmt die Steuerung, ob die Betriebsart Drei-in-einer-Reihe aktiv ist und der Unterdruck niedriger ist als die Unterdruckkonstante der Betriebsart von Drei-in-einer-Reihe. Wenn die Betriebsart von Drei-in-einer-Reihe aktiv ist und der Unterdruck niedriger ist als die Unterdruckkonstante der Betriebsart von Drei-in-einer-Reihe, fährt die Steuerung mit Schritt 204 fort. Sonst fährt die Steuerung mit Schritt 206 fort. Bei Schritt 204 wird das Flag „V4 erwünscht“ gesetzt. Bei Schritt 206 bestimmt die Steuerung, ob die V4-Betriebsart aktiv ist und der Unterdruck niedriger ist als die Unterdruckkonstante von V4 oder die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante. Wenn die V4-Betriebsart aktiv ist und entweder der Unterdruck niedriger ist als die V4-Unterdruckkonstante oder die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 208 fort. Wenn entweder die V4-Betriebsart nicht aktiv ist oder der Unterdruck höher ist als die V4-Unterdruckkonstante oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 210 fort. Bei Schritt 208 wird das Flag „V5 erwünscht“ gesetzt. Es ist festzustellen, dass der Unterdruck ein Maß des Drucks in dem Motor ist, so dass bei gegebenen Motordrehzahlen und -lasten der Druck in dem Motor unter Umgebungsdruck liegen kann. Die verschiedenen Unterdruckkonstanten der DOD-Betriebsart beruhen auf einem Druck, der in einem besonderen Motor bei einem gegenwärtigen Hubraum bestimmt wird, so dass eine Betriebsart von Drei-in-einer-Reihe einen gegebenen Unterdruck aufweisen wird.
Bei Schritt 210 bestimmt die Steuerung, ob die V5-Betriebsart aktiv ist und entweder der Unterdruck niedriger ist als die V5-Unterdruckkonstante oder die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V5-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante. Wenn die V5-Betriebsart aktiv ist und entweder der Unterdruck niedriger ist als die V5-Unterdruckkonstante oder die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V5-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 212 fort. Wenn die V5-Betriebsart nicht aktiv ist oder der Unterdruck höher ist als die V5-Unterdruckkonstante oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die V5-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 214 fort. Bei Schritt 212 wird das Flag „V6 erwünscht“ gesetzt.
Bei Schritt 214 bestimmt die Steuerung, ob die V4-Betriebsart aktiv ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante. Wenn entweder die V4-Betriebsart nicht aktiv ist oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 216 fort. Wenn die V4-Betriebsart aktiv ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 218 fort. Bei Schritt 216 wird das Flag „V4-Betriebsart erwünscht“ gesetzt. Von Schritt 216 fährt die Steuerung mit Schritt 220 fort. Bei Schritt 218 wird das Flag „V5-Betriebsart“ erwünscht gesetzt.
Bei Schritt 220 bestimmt die Steuerung, ob die V5-Betriebsart aktiv ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V5-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante. Wenn entweder die V5-Betriebsart nicht aktiv ist oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die V5-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 222 fort. Von Schritt 222 fährt die Steuerung mit Schritt 226 fort. Bei Schritt 224 wird das Flag „V6-Betriebsart erwünscht“ gesetzt. Bei Schritt 226 setzt die Steuerung Systemvariablen auf der Grundlage der gegenwärtigen DOD-Betriebsart. Es ist festzustellen, dass, es sei denn, dass bei den Schritten 202 bis 222 eine DOD-Betriebsart bestimmt wird, eine bei den Schritten 228 bis 254 verminderte DOD-Betriebsart ausgewählt werden kann, im Gegensatz dazu, dass bei den Schritten 202 bis 222 eine erweiterte DOD-Betriebsart ausgewählt wird.
Bei Schritt 228 bestimmt die Steuerung, ob der Unterdruck höher ist als die V4-zu-Drei-in-einer-Reihe-Unterdruckkonstante. Wenn der Unterdruck höher ist als die V4-zu-Drei-in-einer-Reihe-Unterdruckkonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 230 fort. Wenn der Unterdruck niedriger ist als die V4-zu-Drei-in-einer-Reihe-Unterdruckkonstante, fährt die Steuerung mit Schritt 242 fort. Bei Schritt 230 bestimmt die Steuerung, ob die V6-Betriebsart aktiv ist. Wenn die V6-Betriebsart aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 232 fort. Wenn die V6-Betriebsart nicht aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 234 fort. Bei Schritt 232 wird das Flag „V5-Betriebsart erwünscht“ gesetzt. Von Schritt 232 fährt die Steuerung mit Schritt 242 fort. Bei Schritt 234 bestimmt die Steuerung, ob die V5-Betriebsart aktiv ist. Wenn die V5-Betriebsart aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 236 fort. Wenn die V5-Betriebsart nicht aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 238 fort. Bei Schritt 236 wird das Flag „V4-Betriebsart erwünscht“ gesetzt. Von Schritt 236 fährt die Steuerung mit Schritt 242 fort. Bei Schritt 238 bestimmt die Steuerung, ob die V4-Betriebsart aktiv ist. Wenn die V4-Betriebsart aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 240 fort. Wenn die V4-Betriebsart nicht aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 242 fort. Bei Schritt 240 wird das Flag „Betriebsart Drei-in-einer-Reihe erwünscht“ gesetzt.
Bei Schritt 242 bestimmt die Steuerung, ob der Unterdruck höher ist als die V5-zu-V4-Unterdruckkonstante, die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante und die V5- oder V6- Betriebsart aktiv ist. Wenn der Unterdruck höher ist als die V5-zu-V4-Unterdruckkonstante, die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante und entweder die V5-Betriebsart oder die V6-Betriebsart aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 224 fort. Wenn entweder der Unterdruck niedriger ist als die V5-zu-V4-Unterdruckkonstante, die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V4-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante oder die V5-Betriebsart oder die V6-Betriebsart nicht aktiv sind, fährt die Steuerung mit Schritt 252 fort. Bei Schritt 244 bestimmt die Steuerung, ob die V6-Betriesart aktiv ist. Wenn die V6-Betriebsart aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 246 fort. Wenn die V6-Betriebsart nicht aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 248 fort. Bei Schritt 256 wird das Flag „V5-Betriebsart erwünscht“ gesetzt. Von Schritt 246 fährt die Steuerung mit Schritt 252 fort. Bei Schritt 248 bestimmt die Steuerung, ob die V5-Betriebsart aktiv ist. Wenn die V5-Betriebsart aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 250 fort. Wenn die V5-Betriebsart nicht aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 252 fort. Bei Schritt 250 wird das Flag „V4-Betriebsart erwünscht“ gesetzt.
Bei Schritt 252 bestimmt die Steuerung, ob der Unterdruck höher ist als die V6-zu-V5-Unterdruckkonstante und die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die V5-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante und die V6-Betriebsart aktiv ist. Wenn der Unterdruck höher ist als die V6-zu-V5-Unterdruckkonstante, die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die V5-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante und die V6-Betriebsart aktiv ist, fährt die Steuerung mit Schritt 254 fort. Wenn entweder der Unterdruck niedriger ist als die V6-zu-V5-Unterdruckkonstante, die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die V5-Fahrzeuggeschwindigkeitskonstante oder die V6-Betriebsart nicht aktiv ist, endet die Steuerung. Bei Schritt 254 wird das Flag „V5-Betriebsart erwünscht“ gesetzt. Ab Schritt 254 endet die Steuerung.
Zusammengefasst umfasst ein Verfahren zum Regeln des Hubraums in einem Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum, dass ein erwünschter Motorhubraum bestimmt wird, und dass ein gegenwärtiger Motorhubraum bestimmt wird. Das Verfahren umfasst darüber hinaus, dass von dem gegenwärtigen Motorhubraum aus eine Zuschaltung eines ersten Zylinders eingestellt wird, um den erwünschten Motorhubraum teilweise zu erzielen, und anschließend eine Zuschaltung eines zweiten Zylinders eingestellt wird, um den erwünschten Motorhubraum vollständig zu erzielen. Das Verfahren stellt eine einzelne Zuschaltung der Zylinder ein, um Vibration in dem Motor zu verringern.

Claims

Verfahren zum Regeln des Hubraums in einem Motor (18) mit bedarfsabhängigem Hubraum, das die Schritte umfasst, dass: ein erwünschter Motorhubraum durch eine Steuerung (42) bestimmt wird, ein gegenwärtiger Motorhubraum bestimmt wird, und von dem gegenwärtigen Motorhubraum aus eine Zuschaltung eines ersten Zylinders eingestellt wird, um den erwünschten Motorhubraum teilweise zu erzielen, und anschließend die Zuschaltung eines zweiten Zylinders eingestellt wird, um den erwünschten Motorhubraum vollständig zu erzielen; wobei mehrere Motorzeitabstimmungsimpulse detektiert werden und dass das Einstellen der Zuschaltung des zweiten Zylinders erfolgt, nachdem die Zuschaltung des ersten Zylinders eingestellt worden ist und nach einer vorbestimmten Menge von Motorzeitabstimmungsimpulsen; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (42) Solenoid- und Kraftstoffeinspritzventilereignisse plant, wenn die Steuerung das zweite Mal Zylinder zugeschaltet hat, und die geplanten Solenoidereignisse auf Grundlage der Motorzeitabstimmung in Zeitabstimmungszählwerte umwandelt, die geeigneten Stellen in der Motorzeitabstimmungsabfolge entsprechen, um Geräusche, Vibrationen und Rauheit, die an den Fahrer durch das Fahrzeug hindurch übertragen werden, zu minimieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Zuschaltung des zweiten Zylinders auf der Grundlage der Motorzeitabstimmung eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert wird, um Vibration zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage einer Motorzeitabstimmung ein Zylinderzuschaltungsplan festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorhubraum von dem gegenwärtigen Motorhubraum zu einem vollen Motorhubraum verändert wird, indem eine Zuschaltung aller Zylinder (28) eingestellt wird, wenn ein kritischer Motorfehler auftritt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ich net, dass das Einstellen der Zuschaltung umfasst, dass Kraftstoffeinspritzventile (32) für einen Zylinder in dem Motor (18) eingestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Zuschaltung umfasst, dass ein Motorventilsolenoid eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen eines Motorventilsolenoids umfasst, dass ein Motorventil abgeschaltet wird, um eine Luftströmung durch einen Zylinder des Motors (18) zu verhindern.
Motorsteuerungsvorrichtung, die einen Hubraum in einem Motor (18) mit bedarfsabhängigem Hubraum regelt, umfassend: einen ersten Zylinder, einen zweiten Zylinder, und ein Steuermodul (42), das den erwünschten Motorhubraum bestimmt, das einen gegenwärtigen Motorhubraum bestimmt und das von dem gegenwärtigen Motorhubraum aus eine Zuschaltung des ersten Zylinders einstellt, um den erwünschten Motorhubraum teilweise zu erzielen, und anschließend eine Zuschaltung des zweiten Zylinders einstellt, um den erwünschten Motorhubraum vollständig zu erzielen, wobei das Steuermodul (42) mehrere Motorzeitabstimmungsimpulse detektiert und dass das Steuermodul (42) die Zuschaltung des zweiten Zylinders nach dem Einstellen der Zuschaltung des ersten Zylinders und nach einer vorbestimmten Menge von Motorzeitabstimmungsimpulsen einstellt; dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (42) Solenoid- und Kraftstoffeinspritzventilereignisse plant, wenn die Steuerung das zweite Mal Zylinder zugeschaltet hat, und die geplanten Solenoidereignisse auf Grundlage der Motorzeitabstimmung in Zeitabstimmungszählwerte umwandelt, die geeigneten Stellen in der Motorzeitabstimmungsabfolge entsprechen, um Geräusche, Vibrationen und Rauheit, die an den Fahrer durch das Fahrzeug hindurch übertragen werden, zu minimieren.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (42) die Einstellung der Zuschaltung des zweiten Zylinders auf der Grundlage einer Motorzeitabstimmung eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, um Vibration zu verringern.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (42) den Motorhubraum von dem gegenwärtigen Motorhubraum zu einem vollen Motorhubraum verändert, indem die Zuschaltung aller Zylinder (28) eingestellt wird, wenn ein kritischer Motorfehler auftritt.
Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch ein Kraftstoffeinspritzventil, das mit dem ersten Zylinder verbunden ist, wobei das Steuermodul (42) die Zuschaltung durch Aktivieren oder Deaktivieren des Kraftstoffeinspritzventils einstellt.
Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch ein Motorventilsolenoid, das mit dem ersten Zylinder verbunden ist, wobei das Steuermodul (42) die Zuschaltung durch Aktivieren oder Deaktivieren des Motorventilsolenoids einstellt.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Deaktivierung des Motorventilsolenoids zu einer Unterbrechung der Luftströmung durch den ersten Zylinder führt.