DE102006009013A1

DE102006009013A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006009013A1
Application number: DE102006009013A
Authority: DE
Inventors: Dirk Hartmann; Werner Mezger; Andreas Roth; Jürgen Rappold; Georg Mallebrein; Nikolas Poertner; Henri Barbier; Ingo Fecht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-08-30
Also published as: KR20070089069A; CN101029605A; FR2897899A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem oder mehreren Zylindern (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) vorgeschlagen, die eine Zylinderabschaltung bei Verbrennungsaussetzern ohne Temperaturerhöhung im Abgasstrang bzw. ohne Folgeschaden für den Katalysator ermöglichen. Für mindestens einen Zylinder (5) wird eine Prüfung auf Verbrennungsaussetzer durchgeführt. Für den Fall, in dem die Prüfung ergibt, dass der mindestens eine Zylinder (5) unerwünschte Verbrennungsaussetzer aufweist, wird der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders (5) ausgesetzt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren Zylindern nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.

Aus der DE 10 2004 019 780 A1 ist es bekannt, dass bei einer Brennkraftmaschine der Kraftstoff direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Bei erkannten Verbrennungsaussetzern wird ein Unterbrechungsbefehl zur Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung in den entsprechenden Brennraum ausgegeben. Dabei werden zylinderindividuell Verbrennungsaussetzer mittels eines Drehzahlsensors detektiert.

Durch die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bei erkannten Verbrennungsaussetzern wird verhindert, dass unverbranntes Luft-/Kraftstoff-Gemisch aus dem Zylinder mit Verbrennungsaussetzern in den Abgasstrang gefördert wird. Wenn unverbranntes Luft/Kraftstoff-Gemisch in den Abgasstrang gefördert wird, so führt dies zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung durch Reaktion des Kraftstoffes mit dem Sauerstoff in einem nachfolgenden Katalysator. Wird jedoch die Kraftstoffeinspritzung für den betroffenen Zylinder unterbrochen, so wird nur Frischluft aus diesem Zylinder in den Abgasstrang gefördert.

Problematisch dabei ist es, dass der durch den Zylinder mit unterbrochener Kraftstoffzufuhr in den Abgasstrang geförderte Sauerstoff mit den im Katalysator abgelagerten oder aus dem Wandfilm stammenden Kohlenwasserstoffen exotherm reagieren kann. Die damit verbundene Temperaturerhöhung könnte den Katalysator beschädigen. Im Falle der Verbrennungsaussetzer kann eine Warnlampe am Kombiinstrument des Fahrzeugs aktiviert werden, um anzuzeigen, dass der Defekt in einer Werkstatt behoben werden muss. Wenn der Fahrer jedoch trotz brennender bzw. blinkender Warnlampe noch eine gewisse Zeit mit dem defekten Fahrzeug fährt, dann lässt die dauerhafte Förderung von Frischluft in den Abgasstrang den Katalysator vorzeitig altern, wodurch Folgekosten entstehen.

Ferner wird durch die dauerhafte Förderung von Frischluft in den Abgasstrang eine vorhandene Lambdaregelung erschwert, insbesondere bei Verwendung einer Zweipunkt-Lambdasonde. Dies kann dazu führen, dass in einem solchen Fall das Luft-/Kraftstoff-Gemischverhältnis nur noch durch Steuerung eingestellt wird. Die Genauigkeit der Lambdaregelung wird dadurch nicht mehr erreicht. Dadurch werden vermehrt Schadstoffe ausgestoßen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass für mindestens einen Zylinder eine Prüfung auf Verbrennungsaussetzer durchgeführt wird und dass für den Fall, in dem die Prüfung ergibt, dass der mindestens eine Zylinder unerwünschte Verbrennungsaussetzung aufweist, der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders ausgesetzt wird. Auf diese Weise wird für den Fall, dass für den mindestens einen Zylinder Verbrennungsaussetzer detektiert wurden, verhindert, dass der mindestens eine Zylinder noch Frischluft bzw. Sauerstoff in den Abgasstrang fördert. Somit kann es weder zu einer unerwünschten Temperaturerhöhung eines Katalysators im Abgasstrang kommen, noch wird eine bestehende Lambdaregelung und damit der Schadstoffausstoss beeinträchtigt. Auch wird der Katalysator vor einer vorzeitigen Alterung durch das Fördern von Frischluft in den Abgasstrang geschützt.

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

Besonders vorteilhaft ist es, dass der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders ausgesetzt wird, wenn ein Verbrennungsaussetzer des mindestens einen Zylinders für mindestens eine erste vorgegebene Zeit oder für mindestens einen ersten vorgegebenen Kurbelwinkel detektiert wird. Auf diese Weise lässt sich ein Zylinder mit unerwünschter Verbrennungsaussetzung, der zum Aussetzten des Gaswechsels dieses Zylinders führt, besonders einfach anhand der Dauer des oder der auftretenden Verbrennungsaussetzer erkennen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders ausgesetzt wird, wenn innerhalb einer zweiten vorgegebenen Zeit oder innerhalb eines zweiten vorgegebenen Kurbelwinkels mindestens eine erste vorgegebene Anzahl von Verbrennungsaussetzern des mindestens einen Zylinders detektiert wird. Auf diese Weise lässt sich ein Zylinder mit einer unerwünschten Verbrennungsaussetzung, die zu einem Aussetzten des Gaswechsels dieses Zylinders führt, besonders einfach anhand der Häufigkeit von Verbrennungsaussetzern dieses Zylinders erkennen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass der mindestens eine Zylinder mindestens ein Einlassventil und mindestens ein Auslassventil umfasst, und dass der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders dadurch ausgesetzt wird, dass das mindestens eine Einlassventil und/oder das mindestens ein Auslassventil deaktiviert wird. Auf diese Weise lässt sich der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders besonders einfach dadurch aussetzen, dass der Einlass von Frischluft in den mindestens einen Zylinder oder der Auslass von Gas aus dem mindestens einen Zylinder in den Abgasstrang verhindert wird.

Dies kann besonders einfach dadurch geschehen, dass mit Deaktivierung des mindestens einen Einlassventils bzw. des mindestens einen Auslassventils, das mindestens eine Einlassventil bzw. das mindestens eine Auslassventil, insbesondere dauerhaft, geschlossen wird.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine,
2 ein zweites Blockschaltbild der Brennkraftmaschine in Form eines Ausschnitts aus dem ersten Blockschaltbild,
3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
4 einen Ablaufplan zur Beschreibung eines beispielhaften Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 kennzeichnet 1 eine Brennkraftmaschine, die beispielsweise ein Fahrzeug antreiben kann. Die Brennkraftmaschine 1 ist beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass die Brennkraftmaschine 1 als Ottomotor ausgebildet ist. Sie umfasst in dem beschriebenen Beispiel eine erste Zylinderbank 2 und eine zweite Zylinderbank 3. Generell kann die Brennkraftmaschine 1 genau eine oder beliebig viele Zylinderbänke umfassen. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst im Beispiel der 1 8 Zylinder 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Prinzipiell kann die Brennkraftmaschine 1 eine beliebige Anzahl von Zylindern umfassen, mindestens jedoch einen. Gemäß dem Beispiel nach 1 umfasst die erste Zylinderbank 2 einen ersten Zylinder 5, einen zweiten Zylinder 6, einen dritten Zylinder 7 und einen vierten Zylinder 8. Die zweite Zylinderbank 3 umfasst einen fünften Zylinder 9, einen sechsten Zylinder 10, einen siebten Zylinder 11 und einen achten Zylinder 12. Den Zylindern 5, 6, 7, 8 der ersten Zylinderbank 2 wird über einen ersten Luftkanal 60 mit einer ersten Drosselklappe 70 Frischluft zugeführt. Den Zylindern 9, 10, 11, 12 der zweiten Zylinderbank 3 wird über einen zweiten Luftkanal 65 mit einer zweiten Drosselklappe 75 Frischluft zugeführt. Der erste Luftkanal 60 und der zweite Luftkanal 65 werden von einer gemeinsamen Luftzufuhr 55 gespeist. Die Strömungsrichtung der Frischluft in der gemeinsamen Luftzufuhr 55 und den beiden Luftkanälen 60, 65 ist in 1 durch Pfeile gekennzeichnet. Die Position der Drosselklappen 70, 75 wird von einer Motorsteuerung 80 in bekannter Weise angesteuert, beispielsweise abhängig vom Betätigungsgrad eines in 1 nicht dargestellten Fahrpedals und/oder abhängig von Drehmomentanforderungen verschiedener Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Antiblockiersystem, Antriebschlupfregelung, Fahrdynamikregelung, Fahrgeschwindigkeitsregelung u.s.w. Ferner steuert die Motorsteuerung 80 in dem Fachmann bekannter Weise die Einspritzung von Kraftstoff in die einzelnen Zylinder 5, 6, ..., 12, beispielsweise zur Erzielung eines gewünschten Luft/Kraftstoff-Gemischverhältnisses. Dabei kann die Kraftstoffeinspritzung direkt in die einzelnen Zylinder 5, 6, ..., 12 erfolgen oder aber stromauf oder stromab der Drosselklappen 70, 75 in die Luftkanäle 60, 65. Ferner steuert die Motorsteuerung 80 in der dem Fachmann bekannten Weise die Zündung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in den einzelnen Zylindern 5, 6, ..., 12, beispielsweise um eine gewünschte Momentenreserve oder einen bestimmten Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 einzustellen. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern 5, 6, 7, 8 gebildete Abgas wird in einen ersten Abgaskanal 85 ausgestoßen. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern 9, 10, 11, 12 gebildete Abgas wird in einen zweiten Abgaskanal 90 ausgestoßen. Der erste Abgaskanal 85 und der zweite Abgaskanal 90 vereinigen sich zu einem gemeinsamen Abgasstrang 95, in dem auch optional ein Katalysator 100 angeordnet ist. Die Strömungsrichtung des Abgases in den Abgaskanälen 85, 90 und im gemeinsamen Abgasstrang 95 ist in 1 durch Pfeile gekennzeichnet. Im ersten Abgaskanal 85 ist eine erste Lambdasonde 110 angeordnet, die den Sauerstoffgehalt im Abgas des ersten Abgaskanals 85 misst und das Messergebnis beispielsweise zum Zwecke der dem Fachmann bekannten Lambdaregelung für die erste Zylinderbank 2 der Motorsteuerung 80 zuführt. Im zweiten Abgaskanal 90 ist eine zweite Lambdasonde 115 angeordnet, die den Sauerstoffgehalt im Abgas des zweiten Abgaskanals misst und das Messergebnis an die Motorsteuerung 80 weiterleitet, beispielsweise für die dem Fachmann bekannte Lambdaregelung der zweiten Zylinderbank 3. Die erste Lambdasonde 110 kann beispielsweise als Zweipunkt-Lambdasonde oder als stetige Lambdasonde ausgebildet sein. Die zweite Lambdasonde 115 kann beispielsweise als stetige Lambdasonde oder als Zweipunkt-Lambdasonde ausgebildet sein. Ferner ist ein Drehzahlsensor 105 vorgesehen, der Signale an die Motorsteuerung 80 liefert, die der Drehzahl einer nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 entsprechen.
Bei der Brennkraftmaschine 1 kann es aus verschiedenen Gründen im Betrieb zu einer Unterbrechung der Verbrennung in einem der Zylinder 5, 6, ..., 12 kommen. Diese Verbrennungsaussetzer werden, z. B. durch die hierdurch erzeugten Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 mittels des Drehzahlsensors 105 erfasst. Ein Verfahren hierzu ist beispielsweise in der DE 1 99 56 936 A1 angegeben, deren Inhalt ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird. Mittels des Drehzahlsensors 105 werden Verbrennungsaussetzer in den einzelnen Zylindern 5, 6, ..., 12 bzw. in deren Brennräumen detektiert. Eine solche zylinderindividuelle Verbrennungsaussetzererkennung ist beispielsweise in der DE 10 2004 019 780 A1 beschrieben, deren Inhalt ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird.
In 2 ist ein Ausschnitt des Blockschaltbildes der 1 dargestellt. 2 zeigt dabei beispielhaft und im größeren Detail wie in 1 den ersten Zylinder 5, dem über den ersten Luftkanal 60 und die erste Drosselklappe 70 Frischluft zugeführt wird. Gleiche Bezugszeichen in 2 kennzeichnen dabei gleiche Elemente wie in 1. Die Frischluft wird dem ersten Zylinder 5 stromab der ersten Drosselklappe 70 über ein Einlassventil 15 zugeführt. Das Einlassventil 15 kann beispielsweise in einer dem Fachmann bekannten Weise über eine Nockenwelle geöffnet und geschlossen werden. Alternativ und wie in 2 angedeutet kann das Einlassventil 15 in einer dem Fachmann bekannten Weise von der Motorsteuerung 80 zum Öffnen und Schließen angesteuert werden, beispielsweise mit Hilfe einer elektrohydraulischen Ventilsteuerung (EHVS) oder mit Hilfe eines elektromagnetischen Ventilstellers. Im Folgenden soll beispielhaft eine solche EHVS zum Öffnen und Schließen des Einlassventils 15 angenommen werden. Über ein von der Motorsteuerung 80 angesteuertes Einspritzventil 120 ist dem Brennraum des ersten Zylinders 5 Kraftstoff zuführbar. Die Zündung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches im Brennraum des ersten Zylinders 5 erfolgt dann über eine entsprechend von der Motorsteuerung 80 angesteuerte Zündkerze 125. Das bei der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches im Brennraum des ersten Zylinders 5 gebildete Abgas wird über ein Auslassventil 20 in den ersten Abgaskanal 85 ausgestoßen. Dabei kann das Auslassventil 20 wiederum beispielsweise mittels einer Nockenwelle geöffnet und geschlossen werden. Alternativ wird das Auslassventil 20 ebenfalls mittels elektrohydraulischer Ventilsteuerung (EHVS) oder mit Hilfe eines elektromagnetischen Ventilstellers durch Ansteuerung seitens der Motorsteuerung 80 in einer dem Fachmann bekannten Weise zum Öffnen und Schließen angesteuert.
Im Beispiel der 2 umfasst der erste Zylinder 5 genau ein Einlassventil 15 und genau ein Auslassventil 20. Es kann alternativ aber auch vorgesehen sein, dass die Frischluft dem Brennraum des ersten Zylinders 5 über mehrere Einlassventile zugeführt wird. Auch kann es vorgesehen sein, dass das bei Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches im Brennraum des ersten Zylinders 5 gebildete Abgas über mehrere Auslassventile in den ersten Abgaskanal 85 ausgestoßen wird.
Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass wie in 2 dargestellt genau ein Einlassventil 15 und genau ein Auslassventil 20 vorgesehen sind.
Die beschriebene und beispielhaft in 2 dargestellte Konfiguration des ersten Zylinders 5 kann auch für einen oder mehrere oder sämtliche der übrigen Zylinder 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass für mindestens einen der Zylinder 5, 6, ..., 12 eine Prüfung auf Verbrennungsaussetzer durchgeführt wird, wie sie beispielsweise in der DE 10 2004 019 780 A1 und in der DE 199 56 936 A1 beschrieben ist. Für den Fall, dass die Prüfung für mindestens einen Zylinder Verbrennungsaussetzer aufweist, wird der Gaswechsel dieses Zylinders ausgesetzt. Im Folgenden wird beispielhaft der erste Zylinder 5 als derjenige betrachtet, für den die beschriebene Prüfung auf Verbrennungsaussetzer durchgeführt wird. Die beschriebene Prüfung auf Verbrennungsaussetzer kann dabei natürlich zusätzlich oder alternativ für einen, für mehrere oder für sämtliche der übrigen Zylinder 6, 7, ..., 12 in der beschriebenen Weise durchgeführt werden. Dabei wird für jeden Zylinder, für den die Prüfung ergibt, dass er Verbrennungsaussetzer aufweist, der Gaswechsel ausgesetzt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn nicht für alle Zylinder 5, 6, ..., 12 gleichzeitig der Gaswechsel ausgesetzt wird, um einen Notbetrieb der Brennkraftmaschine zu realisieren und ein Ausgehen der Brennkraftmaschine zu verhindern. Der Gaswechsel eines Zylinders umfasst den Gasaustausch zwischen dem zugeordneten Luftkanal und dem Brennraum des Zylinders sowie den Gasaustausch zwischen dem Brennraum des Zylinders und dem dem Zylinder zugeordneten Abgaskanal. Am Beispiel des ersten Zylinders 5 gemäß 2 dargestellt lässt sich der Gaswechsel des ersten Zylinders 5 dadurch aussetzten, dass das Einlassventil 15 oder das Auslassventil 20 des ersten Zylinders 5 dauerhaft geschlossen wird. Auf diese Weise wird während des Aussetzens des Gaswechsels verhindert, dass Frischluft aus dem ersten Luftkanal 60 in den ersten Abgaskanal 85 gelangt und den nachfolgend angeordneten Katalysator auf Grund der eingangs beschriebenen Temperaturerhöhung schädigen kann. Dieses ist besonders dann von Bedeutung, wenn auf Grund des oder der für den ersten Zylinder 5 detektierten Verbrennungsaussetzer nicht nur wie beschrieben dessen Gaswechsel ausgesetzt wird, sondern zusätzlich wie beispielsweise in der DE 10 2004 019 780 A1 beschrieben die Kraftstoffzufuhr zum ersten Zylinder 5 unterbrochen wird, sodass kein Kraftstoff mehr in den Brennraum des ersten Zylinders 5 gelangt. In diesem Fall wird durch das Aussetzen des Gaswechsels verhindert, dass die nicht für die Verbrennung benötigte Frischluft über den ersten Zylinder 5 dem ersten Abgaskanal 85 zugeführt wird.
In 3 ist in Form eines Funktionsdiagramms eine Vorrichtung 25 dargestellt, die beispielsweise software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung 80 implementiert sein kann und der vom Drehzahlsensor 105 das Drehzahlsignal zugeführt ist. Die Vorrichtung 25 umfasst eine erste Erfassungseinheit 130, der das Signal des Drehzahlsensors 105 zugeführt ist. Die erste Erfassungseinheit 130 erfasst dabei wie in der DE 10 2004 019 780 A1 und in der DE 199 56 936 A1 beschrieben zylinderindividuell, also beispielsweise für den ersten Zylinder 5 das Vorliegen von Verbrennungsaussetzern. Wird für den ersten Zylinder 5 von der ersten Erfassungseinheit 130 ein Verbrennungsaussetzer detektiert, so gibt die erste Erfassungseinheit 130 an ihrem Ausgang für die Dauer des detektierten Verbrennungsaussetzers ein Setzsignal an eine erste Vergleichseinheit 150 ab. Der ersten Vergleichseinheit 150 ist außerdem von einem ersten Speicherelement 170 ein erster vorgegebener Kurbelwinkel zugeführt. Die erste Vergleichseinheit 150 prüft anhand der Dauer des von der ersten Erfassungseinheit 130 empfangenen Setzsignals die Dauer des detektierten Verbrennungsaussetzers in Grad Kurbelwinkel und vergleicht sie mit dem ersten vorgegebenen Kurbelwinkel. Ist die Dauer des Verbrennungsaussetzers in Grad Kurbelwinkel größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Kurbelwinkel, so erzeugt die erste Vergleichseinheit 150 an ihrem Ausgang ein Setzsignal, andernfalls ein Rücksetzsignal. Der Ausgang der ersten Vergleichseinheit 150 wird dabei an eine Deaktivierungseinheit 40 in Form eines ODER-Gliedes zugeführt. Zur Ermittlung der Dauer des Verbrennungsaussetzers in Grad Kurbelwinkel kann die erste Vergleichseinheit 150 von einem in den Figuren nicht dargestellten Kurbelwinkelsensor in der dem Fachmann bekannten Weise der jeweils aktuelle Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine 1 zugeführt werden. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass das der ersten Erfassungseinheit 130 zugeführte Drehzahlsignal durch zeitliche Differenziation des Kurbelwinkelsignals des Kurbelwinkelsensors gebildet wird, sodass auf den Drehzahlsensor 105 verzichtet werden kann. Alternativ kann die erste Vergleichseinheit 150 auch die Zeitdauer des gesetzten Ausgangssignals der ersten Erfassungseinheit 130 als Zeitdauer des Verbrennungsaussetzers erfassen. In diesem Fall wird der ersten Vergleichseinheit 150 vom ersten Speicherelement 170 eine erste vorgegebene Zeit zugeführt. Der Ausgang der ersten Vergleichseinheit 150 wird dann gesetzt, wenn die Zeitdauer des detektierten Verbrennungsaussetzers die erste vorgegebene Zeit erreicht oder überschreitet. Die erste vorgegebene Zeit kann dabei beispielsweise aus einer Kennlinie abhängig von der aktuellen Motordrehzahl entnommen werden. Zu diesem Zweck kann dem ersten Speicherelement 170 das Drehzahlsignal des Drehzahlsensors 105 zugeführt sein. Mit zunehmender Motordrehzahl wird dabei die erste vorgegebene Zeit beispielsweise gemäß einem linearen Zusammenhang kleiner gewählt. Der erste vorgegebene Kurbelwinkel bzw. die Kennlinie zur Ermittlung der ersten vorgegebenen Zeit können beispielsweise auf einem Prüfstand geeignet appliziert werden. Ziel der Applikation ist es dabei, den ersten vorgegebenen Kurbelwinkel bzw. die erste vorgegebene Zeit so zu wählen, dass kurze, zufällige Verbrennungsaussetzer, die nicht auf einen Defekt der Verbrennung zurückzuführen sind, nicht zur Bildung eines Setzimpulses am Ausgang der ersten Vergleichseinheit 150 führen, andererseits aber sicher gestellt wird, dass Verbrennungsaussetzer, deren Dauer bzw. Kurbelwinkel so groß ist, dass er auf einen Defekt bei der Verbrennung zurückzuführen ist, auf jeden Fall zu einem Setzsignal am Ausgang der ersten Vergleichseinheit 150 führen.
Zusätzlich oder alternativ zur ersten Erfassungseinheit 130 ist eine zweite Erfassungseinheit 135 vorgesehen, der das Drehzahlsignal des Drehzahlsensors 105 zugeführt ist. Die zweite Erfassungseinheit 135 ermittelt ebenfalls in der beschriebenen Weise das Auftreten von Verbrennungsaussetzern des ersten Zylinders 5 und umfasst weiterhin einen Zähler, der ausgehend vom Wert 0 mit jedem auftretenden Verbrennungsaussetzer um Eins inkrementiert wird. Dabei ist mit der zweiten Erfassungseinheit 135 ein zweites Speicherelement 175 verbunden, das der zweiten Erfassungseinheit 135 eine zweite vorgegebene Zeit bzw. ein zweites vorgegebenes Kurbelwinkelintervall zuführt. Der Zähler der zweiten Erfassungseinheit 135 zählt dabei die während der zweiten vorgegebenen Zeit bzw. während dem zweiten vorgegebenen Kurbelwinkelintervall auftretenden Verbrennungsaussetzer. Im Falle der zweiten vorgegebenen Zeit kann diese wiederum abhängig von der Motordrehzahl beispielsweise aus einer Kennlinie des zweiten Speicherelementes 175 ausgelesen werden, dem dazu als Eingangsgröße die Motordrehzahl zugeführt ist. Mit zunehmender Motordrehzahl wird die zweite vorgegebene Zeit kleiner gewählt. Im Falle des zweiten vorgegebenen Kurbelwinkelintervalls ist der zweiten Erfassungseinheit 135 von dem nicht dargestellten Kurbelwinkelsensor der jeweils aktuelle Kurbelwinkel zugeführt, damit festgestellt werden kann, wann das zweite vorgegebene Kurbelwinkelintervall verstrichen ist. Die Kennlinie zur Ermittlung der zweiten vorgegebenen Zeit bzw. das zweite vorgegebene Kurbelwinkelintervall kann beispielsweise wiederum auf einem Prüfstand derart geeignet appliziert werden, dass die Dauer für die Ermittlung der Anzahl der Verbrennungsaussetzer einerseits möglichst kurz gehalten werden kann und andererseits ausreichend groß, um bei einer fehlerhaften Verbrennung im ersten Zylinder 5 genügend Verbrennungsaussetzer für eine fehlerfreie Fehlerdiagnose detektieren zu können. Die Anzahl der während der zweiten vorgegebenen Zeit bzw. der während des zweiten vorgegebenen Kurbelwinkelintervalls ermittelten Verbrennungsaussetzer wird von der zweiten Erfassungseinheit 135 an eine zweite Vergleichseinheit 155 weitergeleitet, die die erfasste Anzahl der Verbrennungsaussetzer mit einer ersten vorgegebenen Anzahl aus einem ersten Anzahlwertspeicher 195 vergleicht. Ist die ermittelte Anzahl nicht unterhalb der ersten vorgegebenen Anzahl von Verbrennungsaussetzern des ersten Zylinders 5, so wird der Ausgang der zweiten Vergleichseinheit 155 gesetzt, andernfalls zurückgesetzt. Dabei wird die erste vorgegebene Anzahl beispielsweise auf einem Prüfstand derart geeignet appliziert, dass zum einen eine durch eine fehlerhafte Verbrennung verursachte Häufigkeit der Verbrennungsaussetzer sicher erkannt wird und zum anderen Verbrennungsaussetzer, die nicht durch eine fehlerhafte Verbrennung verursacht werden, nicht zu einem Setzen an dem Ausgang der zweiten Vergleichseinheit 155 führen. Der Ausgang der zweiten Vergleichseinheit 155 wird ebenfalls dem ODER-Glied 40 zugeführt. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 40 ist das Deaktivierungssignal D, das gesetzt wird, wenn zumindest einer der beiden Eingänge des ODER-Gliedes 40 gesetzt ist und das anderenfalls zurückgesetzt ist. Im Falle eines gesetzten Deaktivierungssignals D wird der Gaswechsel des ersten Zylinders 5 durch dauerhaftes Schließen des Einlassventils 15 oder des Auslassventils 20 ausgesetzt. Dasselbe gilt für jeden anderen der Zylinder 6, 7, ..., 12 der Brennkraftmaschine 1, für die ein solches Deaktivierungssignal ermittelt wird. Für den Fall, dass nur die erste Erfassungseinheit 130 oder nur die zweite Erfassungseinheit 135 vorgesehen ist, kann auf das ODER-Glied 40 verzichtet werden und stellt der Ausgang der ersten Vergleichseinheit 150 im Falle des Vorliegens der ersten Erfassungseinheit 130 bzw. das Ausgangssignal der zweiten Vergleichseinheit 155 im Falle des Vorliegens der zweiten Erfassungseinheit 135 das Deaktivierungssignal dar. In dem Fall stellt die erste Vergleichseinheit 150 bzw. die zweite Vergleichseinheit 155 sowohl eine Prüfeinheit zur Prüfung auf unerwünschte Verbrennungsaussetzung als auch eine Deaktivierungseinheit zur eventuellen Deaktivierung des Gaswechsels des betroffenen Zylinders dar. Ist sowohl die erste Erfassungseinheit 130 als auch die zweite Erfassungseinheit 135 vorgesehen, so bilden die erste Vergleichseinheit 150 und die zweite Vergleichseinheit 155 eine erste Prüfeinheit zur Prüfung auf das Vorliegen von unerwünschter Verbrennungsaussetzung des jeweiligen Zylinders und das ODER-Glied 40 bildet die Deaktivierungseinheit zur Bildung des Deaktivierungssignals D. Solange das Deaktivierungssignal D bei aktiviertem Gaswechsel des betreffenden Zylinders zurückgesetzt bleibt, wird der Gaswechsel des betreffenden Zylinders auch nicht ausgesetzt und stellen evtl. detektierte Verbrennungsaussetzer keine unerwünschte Verbrennungsaussetzung dar. Erst mit Setzen des Deaktivierungssignals D wird wegen unerwünschter Verbrennungsaussetzung mit zu langer oder zu häufiger Verbrennungsaussetzung der Gaswechsel des betreffenden Zylin ders ausgesetzt und bleibt ausgesetzt, auch wenn das Deaktivierungssignal D anschließend für den betreffenden Zylinder wieder zurückgesetzt wird.
Das Ausgangsignal des ODER-Gliedes 40 in 3 ist das Deaktivierungssignal D für den betreffenden Zylinder mit dem oder den detektierten Verbrennungsaussetzern.
Die Vorrichtung 25 kann für jeden der Zylinder 5, 6, ..., 12 vorgesehen sein. In diesem Fall würden für jeden der Zylinder 5, 6, ..., 12 eine eigene Vorrichtung 25 und damit ein eigenes Deaktivierungssignal zur Verfügung stehen.
Im Falle mehrerer Einlassventile und/oder mehrerer Auslassventile eines Zylinders erfolgt das Aussetzen des Gaswechsels durch Deaktivieren sämtlicher Einlassventile und/oder durch Deaktivieren sämtlicher Auslassventile des betreffenden Zylinders. Dies bedeutet ein dauerhaftes Schließen sämtlicher Einlassventile bzw. ein dauerhaftes Schließen sämtlicher Auslassventile des betreffenden Zylinders, sodass ein Gaswechsel zwischen zugeordnetem Luftkanal und zugeordnetem Abgaskanal über den betreffenden Zylinder nicht möglich ist.
In 5 ist ein Ablaufplan für einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach dem Start des Programms, der beispielsweise durch den Motorstart veranlasst wird, wird bei Programmpunkt 200 ein Zähler in der ersten Erfassungseinheit 130 und in der zweiten Erfassungseinheit 135 mit dem Wert 0 initialisiert und außerdem wird in der zweiten Erfassungseinheit 135 ein Zeitmessglied oder ein Kurbelwinkelmessglied mit dem Wert 0 initialisiert. Das Zeitmessglied bzw. das Kurbelwinkelmessglied wird dann bei Programmpunkt 200 gestartet. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
Bei Programmpunkt 205 prüfen die erste Erfassungseinheit 130 und die zweite Erfassungseinheit 135 in der beschriebenen Weise das Vorliegen eines Verbrennungsaussetzers des der jeweiligen Vorrichtung 25 zugeordneten Zylinders. Wird ein Verbrennungsaussetzer detektiert, so wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt, anderenfalls wird zu einem Programmpunkt 220 verzweigt.
Bei Programmpunkt 210 prüft die erste Prüfeinheit 150, ob der detektierte Verbrennungsaussetzer länger als die erste vorgegebene Zeit bzw. als der erste vorgegebene Kurbel winkel ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 230 verzweigt, anderenfalls wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt.
Bei Programmpunkt 215 wird der Zähler um 1 inkrementiert. Anschließend wird zu Programmpunkt 220 verzweigt.
Bei Programmpunkt 220 prüft die zweite Erfassungseinheit 135, ob seit dem Programmpunkt 200 die zweite vorgegebene Zeit bzw. der zweite vorgegebene Kurbelwinkel abgelaufen ist durch Vergleich des entsprechenden Wertes des Zeitmessgliedes mit der zweiten vorgegebenen Zeit bzw. durch Vergleich des Wertes des Kurbelwinkelmessgliedes mit dem zweiten vorgegebenen Kurbelwinkel.
Stellt die zweite Erfassungseinheit 135 bei Programmpunkt 220 fest, dass die zweite vorgegebene Zeit bzw. der zweite vorgegebene Kurbelwinkel abgelaufen ist, so wird zu einem Programmpunkt 225 verzweigt, anderenfalls wird zu Programmpunkt 205 zurück verzweigt.
Bei Programmpunkt 225 prüft die zweite Prüfeinheit 155, ob der Zählerstand des Zählers die erste vorgegebene Anzahl erreicht oder überschritten hat. Ist dies der Fall, so wird zu Programmpunkt 230 verzweigt, anderenfalls wird zu Programmpunkt 200 zurückverzweigt und der Zähler sowie das Zeitmessglied oder das Kurbelwinkelmessglied erneut mit dem Wert 0 initialisiert und das Zeitmessglied bzw. das Kurbelwinkelmessglied gestartet. Das Kurbelwinkelmessglied misst einfach aus dem Signal des Kurbelwinkelsensors, den seit der Initialisierung des Kurbelwinkelmessglieds bei Programmpunkt 200 von der Kurbelwelle überstrichenen Kurbelwinkel.
Bei Programmpunkt 230 erzeugt das ODER-Glied 40 ein gesetztes Deaktivierungssignal D an seinem Ausgang, sodass der Gaswechsel des zugeordneten Zylinders in der beschriebenen Weise ausgesetzt wird. Anschließend wird das Programm verlassen.
Dabei ist die Vorrichtung 25 und damit die Erfassungseinheiten 130, 135 jeweils ein- und demselben Zylinder zugeordnet. Betrachtet wird hier beispielsweise der erste Zylinder 5.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine anwenden, bei der bei sämtlichen oder einem Teil, z. B. der Hälfte der Zylinder jeweils sämtliche Einlass- und/oder sämtliche Auslassventile beispielsweise mittels EHVS deaktiviert werden können. Prinzipiell reicht es jedoch aus, wenn das Einlassventil oder das Auslassventil eines einzigen oder mehrerer Zylinder der Brennkraftmaschine in der beschriebenen Weise deaktiviert werden können, um den Gaswechsel dieses Zylinders auszusetzen in Abhängigkeit des oder der für diesen Zylinder detektierten Verbrennungsaussetzer. Mit Aussetzen des Gaswechsels des betroffenen Zylinders werden dessen sämtliche Einlassventile oder dessen sämtliche Auslassventile mindestens so lange dauerhaft geschlossen, bis für diesen Zylinder wieder ein Aktivierungssignal A ausgegeben wird, mit dem der Gaswechsel für diesen Zylinder wieder eingesetzt und mindestens ein Einlassventil und mindestens ein Auslassventil des betroffenen Zylinders zum normalen Öffnen und Schließen aktiviert wird.
Beispielsweise kann die erste vorgegebene Anzahl gleich 0 gewählt werden. Somit erfolgt die Aussetzung des Gaswechsels für einen Zylinder bereits bei Eintreten eines einzigen Verbrennungsaussetzers für diesen Zylinder.
Mit dem Aussetzen des Gaswechsels eines Zylinders kann auch dessen Kraftstoffzufuhr unterbrochen werden. Mit dem Wiedereinsetzen des Gaswechsels eines Zylinders kann auch dessen Kraftstoffzufuhr wieder eingesetzt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem oder mehreren Zylindern (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12), wobei für mindestens einen Zylinder (5) eine Prüfung auf Verbrennungsaussetzer durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, in dem die Prüfung ergibt, dass der mindestens eine Zylinder (5) unerwünschte Verbrennungsaussetzung aufweist, der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders (5) ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders (5) ausgesetzt wird, wenn ein Verbrennungsaussetzer des mindestens einen Zylinders (5) für mindestens eine erste vorgegebene Zeit oder für mindestens einen ersten vorgegebenen Kurbelwinkel detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders (5) ausgesetzt wird, wenn innerhalb einer zweiten vorgegebenen Zeit oder innerhalb eines zweiten vorgegebenen Kurbelwinkels mindestens eine erste vorgegebene Anzahl von Verbrennungsaussetzern des mindestens einen Zylinders (5) detektiert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zylinder (5) mindestens ein Einlassventil (15) und mindestens ein Auslassventil (20) umfasst und dass der Gaswechsel des mindestens einen Zylinders (5) dadurch ausgesetzt wird, dass das mindestens eine Einlassventil (15) und/oder das mindestens eine Auslassventil (20) deaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit Deaktivierung des mindestens einen Einlassventils (15) bzw. des mindestens einen Auslassventils (20) das mindestens eine Einlassventil (15) bzw. das mindestens eine Auslassventil (20), insbesondere dauerhaft, geschlossen wird.
Vorrichtung (25) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem oder mehreren Zylindern (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12), wobei Prüfmittel (35) vorgesehen sind, die für mindestens einen Zylinder (5) eine Prüfung auf Verbrennungsaussetzer durchführen, dadurch gekennzeichnet, dass Deaktivierungsmittel (40) vorgesehen sind, die für den Fall, in dem die Prüfmittel (35) detektieren, dass der mindestens eine Zylinder (5) unerwünschte Verbrennungsaussetzung aufweist, den Gaswechsel des mindestens einen Zylinders (5) aussetzen.