DE102008048626A1

DE102008048626A1 - Verfahren zum Steuern von Kraftstoff/Luft-Verhältnis für einen Motor mit wechselnden Ventilen

Info

Publication number: DE102008048626A1
Application number: DE102008048626A
Authority: DE
Inventors: Alexander Ann Arbor O'Connor Gibson; Ilya Vladimir Novi Kolmanovsky; John Ottavio Sterling Heights Michelini; Gang Canton Song
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2028-09-25
Also published as: US20090090318A1; CN101408126A; DE102008048626B4; US7715974B2; JP2009092073A; US7809492B2; US20100180840A1; CN101408126B

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors vorgestellt, der mit wechselnden Einlassventilen arbeitet. Nach dem Verfahren kann das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Motors durch Ändern von Ventilsteuerzeiten oder Kraftstoff während eines Zylinderzyklus angepasst werden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Steuerung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors, der mit Zeitsteuerung wechselnder Einlassventile arbeitet.
Hintergrund
Ein Verfahren zum Betreiben von willkürlich betätigbaren Ventilen in einem Verbrennungsmotor wird in U.S. Patent 7,066,121 beschrieben. Dieses Verfahren beschreibt, dass zwei Einlassventile eines Zylinders während unterschiedlicher Zylinderzyklen des Zylinders (hierin ist ein Zylinderzyklus als Zeitraum der Kurbelwinkeldauer definiert, bei dem sich ein Betrieb eines Zylinders wiederholt; z. B. beträgt im Fall eines Viertaktzylinderzyklus ein Zylinderzyklus 720 Kurbelwellenwinkelgrad, zu beachten ist aber, dass ein Zylinderzyklus abhängig von der Anzahl an Takten pro Zylinderzyklus größer oder kleiner werden kann) abwechselnd betätigt oder geöffnet werden. D. h. das erste der beiden Einlassventile wird geschlossen gehalten, während das zweite Einlassventil während eines Zylinderzyklus öffnet. Dann bleibt während des folgenden Zylinderzyklus das zweite Ventil geschlossen, während das erste Einlassventil öffnet. Auf diese Weise werden Öffnungsvorgänge für die ersten und zweiten Einlassventile bei jedem zweiten Zylinderzyklus gewechselt. Diese Betriebsart kann Leistungsverbrauch verringern und die Steuerung der Zylinderluftmenge verbessern.
Das vorstehend erwähnte Verfahren kann auch mehrere Nachteile aufweisen. Zum Beispiel können sich die Zylinderansaugeigenschaften abhängig von dem Ventil, das während eines bestimmten Zyklus betrieben wird, ändern. D. h. der Zylinder kann, wenn ein Ventil betrieben wird, verglichen mit dem anderen Ventil mehr oder weniger Luft ansaugen. Dies kann zumindest bei manchen Bedingungen eine Änderung des Luft/Kraftstoffs des Motors und eine Änderung des Motordrehmoments hervorrufen.
Die vorliegenden Erfinder haben die vorstehend erwähnten Nachteile erkannt und haben ein Verfahren zum Verbessern der Steuerung von wechselnden Einlassventilen entwickelt, das erhebliche Verbesserungen bietet.
Zusammenfassung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung umfasst das Vorsehen eines Verfahrens zum Anpassen des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors mit veränderlichen Ventilsteuerzeiten, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors mit ersten und zweiten Einlassventilen; Öffnen des ersten Einlassventils mindestens einmal während eines ersten Zyklus des Zylinders und Geschlossenhalten des ersten Einlassventils während eines zweiten Zyklus des Zylinders, wobei der zweite Zyklus des Zylinders auf den ersten Zyklus des Zylinders folgt; Geschlossenhalten des zweiten Einlassventils während des ersten Zylinderzyklus und Öffnen des zweiten Einlassventils mindestens einmal während des zweiten Zylinderzyklus; und Öffnen des ersten Einlassventils und des zweiten Einlassventils während der ersten und zweiten Zylinderzyklen zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Verhältnis zur Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors. Dieses Verfahren behebt mindestens einige der Nachteile des Stands der Technik.
Die Steuerung von Motor und Kraftstoff/Luft des Zylinders können für einen Motor, der durch Betreiben der Einlassventile zu verschiedenen Zeitpunkten während wechselnder Zylinderzyklen wechselnde Einlassventile betreibt, verbessert werden. Durch Betreiben von Ventilen bei verschiedenen Steuerzeiten können die Unterschiede zwischen Zylindereinlasskanalgeometrie und Kanalströmen so ausgeglichen werden, dass im Wesentlichen die gleiche Luftmenge zu einem Zylinder eingelassen wird, wenn Ventile während abwechselnder Zylinderzyklen abwechselnd betrieben (d. h. geöffnet) werden. Das kann die Steuerung der Zylinder und von Kraftstoff/Luft des Motors verbessern, da die während jedes Zylinderzyklus angesaugte Luftmenge im Wesentlichen konstant bleibt (d. h. innerhalb ±0,5 Lasteinheiten, wobei Last die in einen Zylinder angesaugte Luftmenge dividiert durch die theoretische Zylinderluftkapazität ist, die zwischen 0–1 liegt), wenn die Ventile abwechselnd betrieben werden.
In einer alternativen Ausführungsform können die Ventilsteuerzeiten zwischen abwechselnden Ventilbetrieben im Wesentlichen gleich sein (z. B. ±5 Kurbelwellenwinkelgrad), während die Kraftstoffeinspritzmenge zwischen abwechselnden Zylinderzyklen verändert wird. Dieses Verfahren kann genutzt werden, um ähnliche Kraftstoff/Luft-Verhältnisse zwischen Zylindervorgängen zu erreichen, selbst wenn der Zylinder unterschiedliche Luftmengen zwischen Zylinderzyklen aufweisen mag. Und ggf. können auch die Zündsteuerzeiten für jeden Zylinderzyklus verändert werden, um das von dem Zylinder erzeugte Drehmoment auszugleichen, wenn unterschiedliche Luftmengen während abwechselnder Zylinderzyklen eingelassen werden.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile vorsehen. Insbesondere kann die Vorgehensweise Motoremissionen verbessern, wenn durch Öffnen von nur einem von zwei Einlassventilen während eines Zylinderzyklus Energie gespart wird. Weiterhin kann das Verfahren die Erzeugung von Zylinderdrehmoment gleichmäßiger machen, wenn zwei Einlassventile während abwechselnder Zylinderzyklen abwechselnd betrieben werden. Des Weiteren kann das Verfahren verwendet werden, um Unterschiede bei Kraftstoffpfützen, die sich bei abwechselndem Betreiben von Einlassventilen in Einlasskanälen sammeln können, zu berücksichtigen. Dadurch haben die Erfinder Synergievorteile erreicht, die bisher – zumindest während mancher Bedingungen – nicht erreichbar waren.
Die vorstehenden Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung allein genommen oder in Verbindung mit den Begleitzeichnungen ohne Weiteres hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Vorteile werden durch Lesen eines Beispiels einer Ausführungsform, die hierin als eingehende Beschreibung bezeichnet wird, allein genommen oder unter Bezug auf die Zeichnungen besser verständlich. Hierbei zeigen:
1 ein schematisches Diagramm eines Motors;
2 ein schematisches Diagramm, das ein elektrisch betätigtes Ventil in einem neutralen Zustand zeigt;
3 eine beispielhafte grafische Darstellung von Anpassungen von Ventilsteuerzeiten; und
4 eine beispielhafte grafische Darstellung von Anpassungen von Ventilsteuerzeiten; und
5 ein Beispiel eines Flussdiagramms einer Kraftstoff/Luft-Steuerstrategie.
Eingehende Beschreibung
Unter Bezug auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 10, der mehrere Zylinder umfasst, wovon ein Zylinder in 1 gezeigt wird, durch ein elektronisches Steuergerät 12 gesteuert. Der Motor 10 umfasst einen Brennraum 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten und mit einer Kurbelwelle 40 verbundenen Kolben 36. Der Brennraum 30 wird mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 mittels eines jeweiligen Einlassventils 52 und Auslassventils 54 in Verbindung stehend gezeigt. Jedes Ein- und Auslassventil wird durch eine elektromechanisch gesteuerte Ventilspulen- und Ankeranordnung 53 betrieben. Alternativ kann das Einlassventil 52 oder das Auslassventil 54 mechanisch betätigt werden. Die Ankertemperatur wird durch einen Temperatursensor 51 ermittelt. Die Ventilstellung wird durch einen Stellungssensor 50 ermittelt. Die Ventilstellung kann durch linearen veränderlichen Hub, diskrete oder optische Wandler oder aus Aktorstrommessungen ermittelt werden. In einem alternativen Beispiel weist jeder Ventilaktor für die Ventile 52 und 54 einen Stellungssensor und einen Temperatursensor auf. In einem noch anderen alternativen Beispiel kann die Ankertemperatur aus Aktorleistungsverbrauch ermittelt werden, da Widerstandsverluste der Temperatur entsprechen können.
Der Ansaugkrümmer 44 wird ferner mit einem damit verbundenen Kraftstoffeinspritzventil 66 zum Zuführen flüssigen Kraftstoffs proportional zum Pulsbreitensignal FPW von dem Steuergerät 12 gezeigt. In einer alternativen Ausführungsform können zwei Einspritzventile dem Zylinder 30 Kraftstoff liefern. Durch eine (nicht dargestellte) Anlage, die einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein (nicht dargestelltes) Kraftstoffverteilerrohr umfasst, wird dem Kraftstoffeinspritzventil 66 Kraftstoff zugeführt. Alternativ kann der Motor so ausgelegt sein, dass der Kraftstoff direkt in den Motorzylinder eingespritzt wird, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Zudem wird der Ansaugkrümmer 44 mit einer optionalen elektronischen Drossel 125 in Verbindung stehend gezeigt.
Eine verteilerlose Zündanlage 88 liefert dem Brennraum 30 mittels einer Zündkerze 92 als Reaktion auf das Steuergerät 12 einen Zündfunken. Eine Breitband-Lambdasonde (UEGO, kurz vom engl. Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor) 76 wird stromaufwärts eines Katalysators 70 mit dem Abgaskrümmer 48 verbunden gezeigt. Alternativ kann eine Zweizustandslambdasonde an Stelle der UEGO-Sonde 76 treten. Eine Zweizustandslambdasonde 98 wird stromabwärts des Katalysators 70 mit dem Abgaskrümmer 48 verbunden gezeigt. Alternativ kann die Sonde 98 auch eine UEGO-Sonde sein. Die Katalysatortemperatur wird durch einen Temperatursensor 77 gemessen und/oder beruhend auf Betriebsbedingungen wie Motordrehzahl, Last, Lufttemperatur, Motortemperatur und/oder Luftstrom oder Kombinationen derselben geschätzt.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen, jede mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
In 1 wird das Steuergerät 12 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, welcher umfasst: einen Mikroprozessor 102, Input/Output-Ports 104 und einen Festwertspeicher 106, einen Arbeitsspeicher 108, einen Dauerspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Das Steuergerät 12 wird gezeigt, wie es verschiedene Signale von mit dem Motor 10 verbundenen Sensoren zusätzlich zu den bereits erläuterten Signalen empfängt, einschließlich: Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit einem Kühlmantel 114 verbundenen Temperaturfühler 112; einen mit einem Gaspedal verbundenen Stellungssensor 119; eine Messung von Motorkrümmerdruck (MAP) von einem mit dem Ansaugkrümmer 44 verbundenen Drucksensor 122; eine Messung (ACT) der Temperatur von Motorluftmenge oder Krümmertemperatur von einem Temperatursensor 117; und einen Motorstellungssensor von einem Hallgeber 118, der eine Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Beschreibung erzeugt ein Motorstellungssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl an gleichmäßig beabstandeten Impulsen pro Umdrehung der Kurbelwelle, woraus Motordrehzahl (U/min) ermittelt werden kann. Ein Speichermedium-Festwertspeicher 106 des Steuergeräts 12 kann mit maschinell lesbaren Daten programmiert sein, die von dem Prozessor 102 zum Ausführen der nachstehend beschriebenen Verfahren ausführbare Befehle darstellen.
Unter Bezug auf 2 wird ein Schaubild eines beispielhaften elektrisch betätigten Ventils gezeigt. Der Ventilaktor wird in einem abgeschalteten Zustand gezeigt (d. h. den Ventilaktorspulen wird kein elektrischer Strom zugeführt). Die elektromechanische Ventilvorrichtung besteht aus einer Ankeranordnung und einer Ventilanordnung. Die Ankeranordnung besteht aus einer Ankerrückstellfeder 201, einer Ventilschließspule 205, einer Ventilöffnungsspule 209, einer Ankerplatte 207, einem Ventilwegaufnehmer 217 und einem Ankerschaft 203. Wenn die Ventilspulen nicht eingeschaltet sind, wirkt die Ankerrückstellfeder 201 der Ventilrückstellfeder 211 entgegen, der Ventilschaft 213 und der Ankerschaft 203 stehen miteinander in Kontakt, und die Ankerplatte 207 ist im Wesentlichen zwischen der Öffnungsspule 209 und der Schließspule 205 zentriert. Dies ermöglicht es dem Ventilfuß 215, einen teilweise offenen Zustand bezüglich des Kanals 219 einzunehmen. Wenn sich der Anker in der vollständig offenen Stellung befindet, steht die Ankerplatte 207 mit der Magnetpolfläche 226 der Öffnungsspule in Kontakt. Wenn sich der Anker in der vollständig geschlossenen Stellung befindet, steht die Ankerplatte 207 mit der Magnetpolfläche 224 der Schließspule in Kontakt.
In einer Ausführungsform umfasst die Ankerplatte 207 Dauermagneten. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Ankerplatte 207 keine Dauermagneten. Dauermagneten können zum Senken von Ventilaktorstrom verwendet werden, da der Dauermagnet das Ventil bei Fehlen eines Haltestroms zumindest während mancher Bedingungen in einer geschlossenen Stellung halten kann.
Typischerweise können Ventilaktoren, die Dauermagnetanker umfassen, den Anker durch Steuern elektrischen Stroms zu der Öffnungs- und/oder Schließspule abstoßen und anziehen. Andere Arten von Ventilaktoren können dagegen auf das Anziehen eines Ankers beschränkt sein, zum Beispiel Ankeraktoren von Nichtdauermagneten. Durch Ausüben einer Kraft auf den Aktoranker 203 kann die Ventilöffnungsfeder 201 und/oder eine Magnetkraft die Ankerplatte 207 veranlassen, sich weg von der Schließspulen-Polfläche 224 zu bewegen. Dadurch kann diese Ankerbewegung das Ventil 213 veranlassen, sich vom Ventilsitz hochzuheben und zu beginnen, den Kanal 219 zu öffnen.
Motoren, die mit wechselnden Einlassventilen arbeiten, können eine unerwünschte Änderung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders aufweisen. Die Änderung kann sich aus dem Einlassen verschiedener Luftmengen während verschiedener Zylinderzyklen ergeben, selbst wenn die Ventilsteuerzeiten wechselnder Ventile im Wesentlichen gleich sind. Die Kraftstoff/Luft-Änderung kann sich aus dem Einlassen unterschiedlicher Zylinderluftmengen eines Zylinders pro Zylinderzyklus ergeben. Dies kann sich zum Beispiel aus geometrischen Differenzen der Zylinderkanäle oder aus Ventilaktordifferenzen ergeben. Und da eine Kraftstoff/Luft-Änderung des erwünschten Kraftstoff/Luft des Zylinders Motoremissionen steigern und Motordrehmomentsteuerung verschlechtern kann, ist es erwünscht, Abweichen von Kraftstoff/Luft des Zylinders abzuschwächen.
Unter Bezug nun auf 3 wird ein Beispiel einer simulierten abwechselnden Einlassventilstrategie zum Steuern des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders gezeigt. Bei einer Strategie mit wechselnden Ventilen werden zwei Einlass- oder zwei Auslassventile eines Zylinders während abwechselnder Zyklen eines Zylinders betrieben (geöffnet und geschlossen). In einem Beispiel, bei dem ein Zylinderzyklus vier Takte oder 720 Kurbelwellenwinkelgrad beträgt, wird ein erstes von zwei Einlassventilen während eines Kurbelwellenwinkelgradintervalls von 720 ohne Betreiben des zweiten Einlassventils betrieben, dann wird das zweite Einlassventil während der nächsten 720 Kurbelwellenwinkelgrad ohne Betreiben des ersten Einlassventils betrieben. Auf diese Weise werden zwei verschiedene Einlassventile jeweils ein oder mehrere Male über einem Kurbelwellenwinkelgradintervall von 1440 betrieben.
In 3 stellt die mit „Ventil A" bezeichnete Ventiltrajektorie ein erstes Einlassventil dar, das in einem Zylinder arbeitet. Es werden Ventilsteuerzeiten für einen Zylinder eines Mehrzylindermotors gezeigt. Die mit „Ventil B" bezeichnete Ventiltrajektorie stellt ein zweites Einlassventil dar, das in dem gleichen Zylinder arbeitet. Die linke Seite der Einlassventiltrajektorie „A" ist mit „O" und „C" bezeichnet. Das „O" zeigt an, dass das Ventil offen ist, wenn sich die Ventiltrajektorie nahe dem „O" befindet. Das „C" zeigt an, dass das Ventil geschlossen ist, wenn sich die Ventiltrajektorie nahe dem „C" befindet. Jede Ventiltrajektorie kann durch die vertikalen Markierungen, die die Ventiltrajektorienspur unterteilen, mit der Motorstellung in Beziehung gesetzt werden. Die Zahlen sind der vertikalen Markierung rechts der Zahl zugeordnet. Die Zahl Null entspricht einem oberen Totpunkt des Verdichtungshubs für den gezeigten Zylinder.
Die Einlassventil-Öffnungsvorgänge 303 und 305 stellen Einlassvorgänge dar, bei denen die Dauer des Ventilöffnens für die Ventile „A" und „B" im Wesentlichen identisch ist (z. B. ±4 Kurbelwellenwinkelgrad). Die Ventilzeitspannen für wechselnde Ventile können im Wesentlichen gleich sein, wenn die Sollzylinderluftmenge (d. h. die Sollluftmenge, die während eines Zylinderzyklus in einen Zylinder eingelassen wird) im Wesentlichen konstant ist (z. B. ±0,5 Motorlast), wenn die Motordrehzahl im Wesentlichen konstant ist (z. B. ±150 U/min) und wenn im Wesentlichen gleiche Ventilsteuerzeiten während unterschiedlicher Motorzyklen das Einlassen von im Wesentlichen konstanten Motorluftmengen in einen Zylinder bewirken. In einem anderen Beispiel können die Einlassventilsteuerzeiten im Wesentlichen gleich gehalten werden, wenn es erwünscht ist, die Zylinderluftmenge während jedes Zylinderzyklus zu ändern und wenn im Wesentlichen gleiche Ventilsteuerzeiten die eingelassene Zylinderluftmenge ändern.
Die Einlassventil-Öffnungsvorgänge 306 und 311 sehen eine Darstellung vor, wie Ventilsteuerzeiten geändert werden können, um das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders anzupassen, wobei Ventile während abwechselnder Zylinderzyklen arbeiten. Der Ventilöffnungsvorgang 306 erfolgt bei der gleichen Kurbelwellenstellung wie Ventilöffnungsintervall 303, doch endet der Ventilöffnungsvorgang 306 früher als der Schließvorgang 307. Dies verringert die Zylinderluftfüllung. Die den Ventilschließvorgang 308 veranschaulichende Strichlinie wird mit den verschiedenen Ventilsteuerzeitspannen zwischen dem Ventilöffnungsvorgang 303 und dem Ventilöffnungsvorgang, der zwischen den Ventilwechseln bei 306 und 307 gezeigt wird, in Kontrast stehend gezeigt. D. h. der Ventilvorgang 303 hat die gleiche Dauer wie der Phantomventilöffnungsvorgang, der durch die Wechsel 306 und 308 dargestellt wird. Somit ist der Ventilöffnungsvorgang zwischen den Ventilwechseln 306 und 307 verglichen mit der Dauer, die das Ventil offen ist, von kürzerer Dauer, wie durch die Ventilöffnungsdauer des Ventilöffnungsvorgangs 303 gezeigt wird.
Der bei Wechsel 311 beginnende Ventilöffnungsvorgang vergrößert dagegen die Ventilöffnungszeit verglichen mit dem Ventilöffnungsvorgang bei 305. Der Ventilöffnungsvorgang, der bei 311 beginnt, endet bei dem Ventilwechsel 310. Die den Ventilschließvorgang 309 veranschaulichende Strichlinie wird mit der Differenz der Ventilzeitspanne zwischen dem Ventilöffnungsvorgang 303 und dem Ventilöffnungsvorgang, der zwischen den Ventilwechseln bei 311 und 310 gezeigt wird, in Kontrast stehend gezeigt. Offensichtlich ist der Ventilöffnungsvorgang zwischen den Ventilwechseln bei 311 und 309 verglichen mit der Dauer, die das Ventil offen ist, von längerer Dauer, wie durch die Ventilöffnungsdauer des Ventilöffnungsvorgangs 305 gezeigt wird.
Die bei 306 und 311 beginnenden Ventilöffnungsvorgänge stellen eine Möglichkeit dar, wie die Ventilsteuerzeiten zum Ändern eines Kraftstoff/Luft-Verhältnisses eines Zylinders, der mit wechselnden Ventilen arbeitet, verwendet werden können. In diesem Beispiel wird eine Rückmeldung von Einlassvorgängen, die den Einlassventilöffnungen bei 303 und 305 entsprechen, mit einer erwünschten Zylinderluftfüllung verglichen. Wenn die erwünschte Zylinderluftfüllung kleiner als die in einen Zylinder eingelassene Luftmenge ist, wenn das Ventil „A" geöffnet ist, kann die Öffnungsdauer von Ventil „A" verkürzt werden, so dass die dann zu dem Zylinder eingelassene Zylinderluftmenge im Wesentlichen der erwünschten Zylinderluftfüllung entspricht. Dies wird durch Ventilwechsel 306 und 308 dargestellt. Wenn die erwünschte Zylinderluftfüllung größer als die in einen Zylinder eingelassene Luftmenge ist, wenn Ventil „B" geöffnet wird, kann die Öffnungsdauer von Ventil „B" verlängert werden, so dass die dann zu dem Zylinder eingelassene Luftmenge im Wesentlichen der erwünschten Zylinderluftfüllung entspricht. Dies wird durch Ventilwechsel 311 und 310 dargestellt. Somit können die einzelnen Ventilsteuerzeiten eines mit wechselnden Einlassventilen arbeitenden Zylinders zum Steuern des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders verwendet werden.
Zu beachten ist, dass das in 6 beschriebene Verfahren Kraftstoff/Luft des Zylinders steuern kann, wie in 3 gezeigt wird. Ferner kann die Ventilzeitsteuerung, die die Ventilphase anpasst (d. h. die Ventilöffnungs- und/oder Ventilschließposition im Verhältnis zur Kurbelwellenposition, unabhängig davon, ob die Ventilöffnungsdauer geändert wird), ebenfalls zum Anpassen des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders verwendet werden, wenn ein Motor mit wechselnden Ventilen arbeitet. Wenn die Ventilphase angepasst wird, können die Ventilsteuerzeiten auf spät verstellt werden, um Zylinderluftfüllung zu verringern, und die Ventilsteuerzeiten können auf früh verstellt werden, um die Zylinderluftfüllung zu vergrößern.
Wenn in einer anderen Ausführungsform das Motorsteuergerät ermittelt, dass ein Zylinder, der mit wechselnden Ventilsteuerzeiten arbeitet, von einem Betrieb bei einem erwünschten Kraftstoff/Luft-Verhältnis abweicht, dann kann die zu einzelnen Einlasskanälen eines Zylinders eingespritzte Kraftstoffmenge angepasst werden. Dieser Vorgang ermöglicht es dem Motorsteuergerät, Differenzen der Kraftstoff/Luft-Mischung eines Zylinders auszugleichen, ohne dass unbedingt die Ventilsteuerzeiten für die zwei Ventile verstellt werden müssten, die während verschiedener Zyklen eines Zylinders arbeiten (d. h. jedes Ventil arbeitet jeden zweiten Zylinderzyklus und die Ventile arbeiten während verschiedener Zylinderzyklen). Zu beachten ist auch, dass beide Ventilzeitspannen unter manchen Umständen vergrößert oder verkleinert werden können.
Unter Bezug nun auf 4 wird ein anderes Beispiel einer simulierten wechselnden Einlassventilstrategie zum Steuern des Zylinder-Kraftstoff/Luft-Verhältnisses gezeigt. Es wird die Ventilzeitsteuerung für einen Zylinder eines Mehrzylindermotors veranschaulicht. Die Bezeichnung von Ventiltrajektorien, die in 4 gezeigt werden, folgt einer ähnlichen Konvention, wie der in 3 gezeigten. Das mit „Zylinder 1 Einspritzventil A" bezeichnete Signal stellt ein Kraftstoffeinspritzventilsignal zum Liefern von Kraftstoff zu einem Zylinder dar. Analog stellt das mit „Zylinder 1 Einspritzventil B" bezeichnete Signal ein anderes Kraftstoffeinspritzventilsignal zum Liefern von Kraftstoff zu dem Zylinder dar. D. h. der Zylinder ist mit zwei Kraftstoffeinspritzventilen ausgelegt, wobei eines zu dem Kanal gerichtet ist, der durch Ventil „A", also Einspritzventil „A", Luft zuführt, und das andere zu dem Kanal gerichtet ist, der durch Ventil „B", also Einspritzventil „B", Luft zuführt. Diese Anordnung ermöglicht es einem Motorsteuergerät, zwei getrennte Kraftstoffmengen zu zwei verschiedenen Einlasskanälen zuzuführen. Dadurch können einem Zylinder unterschiedliche Kraftstoffmengen in einer Weise zugeführt werden, die einen Kraftstoffeinspritzvorgang mit einem bestimmten Einlassventilöffnungsvorgang verknüpft oder zeitlich abstimmt.
In 4 sind Einlassventilöffnungsvorgänge 401, 407, 403 und 410 im Wesentlichen von gleicher Öffnungsdauer. Wie bereits erwähnt stellt dies aber nicht sicher, dass die in den Zylinder eingelassene Luftmenge zwischen wechselnden Ventilöffnungsvorgängen gleich ist (d. h. wenn unterschiedliche Ventile während unterschiedlicher Zylinderzyklen öffnen). Diese Ausführungsform passt die Einspritzventilsteuerzeiten an, um ein erwünschtes Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders zu erreichen, selbst wenn die Ventilsteuerzeiten das Einlassen von unterschiedlichen Luftmengen in den Zylinder ermöglichen. Die Einspritzvorgänge (d. h. wenn Kraftstoff zu einem Zylinderkanal eingespritzt wird) bei 402 und 404 stellen Einspritzvorgänge von im Wesentlichen der gleichen Dauer (z. B. ±2 Millisekunden) dar. Wenn die Rückmeldung anzeigt, dass der Zylinder Kraftstoff/Luft-Gemische verbrennt, die von einem erwünschten Kraftstoff/Luft-Verhältnis abweichen, kann der von jedem Einspritzventil zugeführte Kraftstoff angepasst werden. Einspritzvorgänge, die bei 420 und 422 beginnen, zeigen ein solches Beispiel.
Zu beachten ist, dass der bei 405 als „*" bezeichnete Zündvorgang zum Auslösen von Verbrennung des bei Einspritzvorgang 402 eingespritzten Kraftstoffs und der bei Ventilöffnungsvorgang 401 eingelassenen Luft verwendet wird.
Der bei 420 beginnende Einspritzvorgang endet bei 409 und wird während des Ventilöffnungsvorgangs 407 in den Zylinder eingelassen. Die Strichlinie bei 408 wird als Bezug für die Dauer des vorherigen Einspritzvorgangs gezeigt. D. h. wenn der Einspritzvorgang durch die Vorgänge 420 und 408 begrenzt wäre, dann wäre die Einspritzdauer oder Kraftstoffmenge gleich wie bei 402 gezeigt. Aus diesem Bezug ist ersichtlich, dass der bei 402 beginnende Einspritzvorgang eine Dauer aufweist, die ab dem Einspritzvorgang bei 402 verringert ist. Durch Verringern der Einspritzdauer wird auch die einem Zylinder zugeführte Kraftstoffmenge verringert. Dadurch kann das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders für einen bestimmten Zylinderzyklus (z. B. von 13,3:1 zu 14:1 bewegt) vergrößert werden, um das tatsächliche Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders dem erwünschten Kraftstoff/Luft-Verhältnis anzupassen.
Der dem Einlassventilöffnungsvorgang 407 zugeordnete Verbrennungsvorgang wird durch den Zündvorgang 413 ausgelöst. Es lässt sich beobachten, dass der Zündvorgang bei 413 früher als der Zündvorgang bei 405 erfolgt. In diesem Beispiel ist die Zündung in dem Bemühen, das Drehmoment zwischen dem durch den Zündvorgang bei 405 ausgelösten Verbrennungsvorgang und dem durch den Zündvorgang bei 413 ausgelösten Verbrennungsvorgang auszugleichen, auf früh verstellt.
Der bei 422 beginnende Einspritzvorgang endet bei 411 und wird während des Ventilöffnungsvorgangs 410 in den Zylinder eingelassen. Die Strichlinie bei 412 wird als Bezug auf die Dauer des vorherigen Einspritzvorgangs gezeigt. Aus diesem Bezug ist ersichtlich, dass der bei 422 beginnende Einspritzvorgang eine Dauer hat, die gegenüber dem Einspritzvorgang bei 404 vergrößert ist. Durch Vergrößern der Einspritzdauer wird die einem Zylinder zugeführte Kraftstoffmenge vergrößert.
Dadurch kann das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders für einen bestimmten Zylinderzyklus (z. B. von 15,3:1 zu 14:1 bewegt) verkleinert werden, um das tatsächliche Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders dem erwünschten Kraftstoff/Luft-Verhältnis anzupassen.
Der dem Einlassventilöffnungsvorgang 410 zugeordnete Verbrennungsvorgang wird durch den Zündvorgang 414 ausgelöst. Es lässt sich beobachten, dass der Zündvorgang bei 414 später als der Zündvorgang bei 406 erfolgt. In diesem Beispiel ist die Zündung in dem Bemühen, das Drehmoment zwischen dem durch den Zündvorgang 406 ausgelösten Verbrennungsvorgang und dem durch den Zündvorgang bei 414 ausgelösten Verbrennungsvorgang auszugleichen, auf spät verstellt.
Zu beachten ist, dass das in 6 beschriebene Verfahren Kraftstoff/Luft des Zylinders steuern kann, wie in 4 gezeigt wird. Weiterhin kann auch eine Ventilzeitsteuerung, die die Ventilphase (d. h. Ventilöffnungs- und/oder Ventilschließstellung im Verhältnis zur Kurbelwellenstellung, unabhängig davon, ob die Ventilöffnungsdauer geändert wird) anpasst, zum Anpassen des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders verwendet werden, wenn ein Motor mit wechselnden Ventilen arbeitet.
Unter Bezug nun auf 5 wird ein anderes Beispiel einer simulierten abwechselnden Einlassventilstrategie zum Steuern des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders gezeigt. Es wird die Einlassventilzeitsteuerung für einen Zylinder eines Mehrzylindermotors gezeigt. Die Bezeichnung der Einlassventiltrajektorien und der Einspritzventilvorgänge, die in 5 gezeigt werden, folgen einer ähnlichen Konvention, wie in 3 und 4 gezeigt wird. Diese Figur veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der ein einzelnes Einspritzventil beiden Einlasskanälen des gleichen Zylinders Kraftstoff zuführt und wobei der Betrieb der Einlassventile bei jedem Zylinderzyklus gewechselt wird.
Die Kraftstoffeinspritzvorgänge 502 und 503 sind den Einlassventilöffnungsvorgängen 500 und 504 zugeordnet. Wenn bei 502 Kraftstoff eingespritzt wird, wird er zumindest teilweise während des Einlassventilöffnungsvorgangs 500 in den Zylinder eingelassen. Ein Teil des bei 502 eingespritzten Kraftstoffs wird auch zu dem Zylinderkanal geleitet, der mittels des Einlassventils „B" in den Zylinder führt. Dieser Kraftstoff verbleibt in dem Kanal bis zum Einlassventilöffnungsvorgang 504, und dann wird mindestens ein Teil des Kraftstoffs in den Zylinder eingelassen. Analog bleibt ein Teil des bei dem Einspritzvorgang 503 eingespritzten Kraftstoffs in dem Einlasskanal, der mittels des Ventils „A" zu dem Zylinder führt, bis mindestens ein Teil des Kraftstoffs in dem Kanal bei dem Einlassventilöffnungsvorgang 507 eingelassen wird. Ein anderer Teil des bei 503 eingespritzten Kraftstoffs wird bei Einlassvorgang 504 eingelassen. Somit gibt es für jeden Einlassvorgang, der durch diesen bestimmten Einlasskanal tritt, zwei Einspritzvorgänge, die auf einen bestimmten Einlasskanal gerichtet sind.
Wenn das erwünschte Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders über zwei Verbrennungsvorgänge eines einzelnen Zylinders durch Verwenden von im Wesentlichen den gleichen Einlassventilsteuerzeiten und Einspritzen von im Wesentlichen den gleichen Kraftstoffmengen erreicht wird, dann kann die während wechselnder Ventilvorgänge zugeführte Kraftstoffmenge im Wesentlichen gleich bleiben. Wenn aber die Kraftstoff/Luft-Mischung während eines oder beider der Verbrennungsvorgänge von dem erwünschten Kraftstoff/Luft-Verhältnis abweicht, dann kann die eingespritzte Kraftstoffmenge zum Ausgleichen des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses der folgenden Verbrennungsvorgänge verwendet werden. Insbesondere kann die während eines bestimmten Einlassventilöffnungsvorgangs eingelassene Zylindermischung durch Anpassen der Kraftstoffmenge ausgeglichen werden, die während des Kraftstoffeinspritzvorgangs zugeführt wird, der während oder kurz vor dem Einlassventilöffnungsvorgang erfolgt.
In einem Beispiel kann Kraftstoff ein erstes Mal während eines ersten Zylinderzyklus und ein zweites Mal während eines zweiten Zylinderzyklus eingespritzt werden; ein erstes Einlassventil kann während des ersten Zylinderzyklus geöffnet werden, während ein zweites Einlassventil geschlossen gehalten wird, und das zweite Einlassventil kann während des zweiten Zylinderzyklus geöffnet werden, während das erste Einlassventil geschlossen gehalten wird; und ein Kraftstoffeinspritzventil kann während des ersten Zylinderzyklus und während des zweiten Zylinderzyklus Kraftstoff einspritzen.
Dieser Ablauf ermöglicht es einem Motorsteuergerät, die während der ersten und zweiten Einspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge zu verändern, so dass während des ersten und zweiten Zylinderzyklus unterschiedliche Kraftstoff/Luft-Verhältnisse verbrannt werden. Es gibt zwei Kraftstoffeinspritzungen, die jedem einzelnen Einlassventilöffnen zugeordnet sind. Eine erste Kraftstoffeinspritzung, die einem ersten Einlassventil zugeordnet ist, erfolgt während des Zylinderzyklus, wenn das erste Einlassventil geschlossen bleibt und ein zweites Einlassventil öffnet. Diese erste Kraftstoffeinspritzung, die dem ersten Einlassventil zugeordnet ist, erzeugt Kraftstoffdampf und eine Kraftstoffpfütze in dem Einlasskanal des ersten Einlassventils. Eine zweite Kraftstoffeinspritzung, die einem ersten Einlassventil zugeordnet ist, erfolgt während des Zylinderzyklus, wenn das zweite Ventil geschlossen bleibt und ein erstes Einlassventil öffnet. Somit ist jedes von erstem und zweitem Einlassventil einer ersten Kraftstoffeinspritzung, die während eines Zylinderzyklus erfolgt, wenn das jeweilige Einlassventil geschlossen ist, zugeordnet. Und jedes von erstem und zweitem Einlassventil ist ebenfalls einer Kraftstoffeinspritzung zugeordnet, die während eines Zylinderzyklus erfolgt, wenn das jeweilige Einlassventil geöffnet wird. Folglich kann der jedem Einlassventil zugeordnete zweite Kraftstoffeinspritzvorgang zum Anpassen des einzelnen Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders verwendet werden, wenn ein bestimmtes Einlassventil während eines Zylinderzyklus betrieben wird.
In einem Beispiel kann das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders, das einem bestimmten Einlassventilöffnungsvorgang zugeordnet ist, durch die Grenzwerte der zweiten Kraftstoffeinspritzung angepasst werden. Wenn zum Beispiel die zweite Kraftstoffeinspritzung ausgelassen wird und kein Kraftstoff zugeführt wird, dann wird das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders, das während des folgenden Einlassvorgangs erzeugt wird, durch die während der ersten Einspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge ermittelt. Das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders kann aber über die während der ersten Kraftstoffeinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge hinaus angehoben werden, indem einfach die Kraftstoffmenge während der zweiten Einspritzung vergrößert wird. Somit kann die zweite Kraftstoffeinspritzung zum Anpassen des Bereichs der Steuerung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders verwendet werden.
In 5 werden bei 508 und 514 beginnende Kraftstoffeinspritzvorgänge gegenüber den vorherigen Einspritzvorgängen bei 502 und 503 angepasst. Die Einspritzvorgänge 502 und 508 erfolgen kurz vor dem Öffnen des Einlassventils „A"; daher können an dem bei 508 beginnenden Einspritzvorgang Anpassungen vorgenommen werden, um das Kraftstoff/Luft-Verhältnis für den Verbrennungsvorgang anzupassen, der durch den Zündvorgang bei 520 ausgelöst wird. Die Einspritzvorgänge 503 und 514 erfolgen kurz vor dem Öffnen des Einlassventils „B"; daher können Anpassungen des bei 514 beginnenden Einspritzvorgangs vorgenommen werden, um das Kraftstoff/Luft-Verhältnis für den Verbrennungsvorgang anzupassen, der durch den Zündvorgang bei 521 eingeleitet wird.
Der Kraftstoffeinspritzvorgang, der bei 508 beginnt, endet bei 509. Die Strichlinie 510 dient zum Vorsehen eines Bezugs, von dem ein Vergleich zwischen dem letzten Kraftstoffeinspritzbefehl, der vor dem Öffnen des Einlassventils „A" (d. h. 502) erfolgte, und der Kraftstoffeinspritzung bei 508 vorgenommen werden kann. Da die Ventilzeitsteuerung konstant ist und die bei 508 beginnende Kraftstoffeinspritzung von kürzerer Dauer ist, wird die Zylindermischung von der durch die Einspritzung bei 502 betroffenen Zylindermischung abgemagert. Bei 520 wird die Zündung verglichen mit der Zündung bei 505 in dem Bemühen auf früh verstellt, einem Drehmomentverlust entgegenzuwirken, der mit dem Abmagern des Kraftstoff/Luft-Gemisches des Zylinders einhergehen kann.
Der Kraftstoffeinspritzvorgang, der bei 514 beginnt, endet bei 516. Die Strichlinie sieht hier auch einen Bezug vor, von dem der letzte Kraftstoffeinspritzbefehl, der vor dem Öffnen des Einlassventils „B" (d. h. 530) erfolgte, mit der Kraftstoffeinspritzung verglichen werden kann, die bei 514 erfolgt. Da die Ventilzeitsteuerung konstant ist und da die bei 514 beginnende Kraftstoffeinspritzung von längerer Dauer ist, wird das Zylindergemisch aus dem von der Einspritzung bei 503 beeinflussten Zylindergemisch angereichert. Die Zündung wird bei 521 verglichen mit der Zündung bei 506 in dem Bemühen auf spät verstellt, einem Drehmomentverlust entgegenzuwirken, der mit dem Anreichern des Kraftstoff/Luft-Gemisches des Zylinders einhergehen kann.
Unter Bezug nun auf 6 wird ein Flussdiagramm eines beispielhaften Korrekturalgorithmus der Kraftstoff/Luft-Steuerung gezeigt. Bei Schritt 601 kann eine erwünschte Zylinderluftmenge und Abgasrückführung (AGR) ermittelt werden. In einem Beispiel kann die Fahrerforderung (Sollbremsdrehmoment) durch Erfassen des Pedalstellungssensors 119 ermittelt werden und kann zu einem Sollbremsdrehmoment umgewandelt werden. Durch Kennen der vorliegenden Motordrehzahl und Fahrerforderung kann eine erwünschte Zylinderluftmenge aus empirisch ermittelten Tabellen oder aus Regressionsdaten festgelegt werden. Das in U.S. Patent 7,072,758 beschriebene Verfahren kann zum Ermitteln von Zylinderluftfüllung verwendet werden, und die Anmeldung wird hiermit durch Verweis umfassend in diese Beschreibung aufgenommen. Im Einzelnen setzt das Verfahren Motordrehmoment mit einzelnem Zylinderdruck in Beziehung und nutzt eine Regression, um eine einzelnen Zylindern zuzuführende Kraftstoffmenge zu ermitteln.
Zylinderpump- und Reibungsverluste eines aktiven Zylinders können auf den folgenden Regressionsgleichungen A und B beruhen:
Gleichung A:

PMEPAct = C0 + C1·VIVO + C2·VEVC + C3·VIVC-IVO + C4·N
wobei PMEP_Act der mittlere wirksame Pumpdruck ist, C₀–C₄ gespeicherte vorbestimmte polynome Koeffizienten sind, V_IVO das Zylindervolumen bei Einlassventilöffnungsstellung ist, V_EVC das Zylindervolumen bei Auslassventilschließstellung ist, V_IVC das Zylindervolumen bei Einlassventilschließstellung ist, V_IVO die Zylindereinlassventilöffnungsstellung ist und N Motordrehzahl ist. Die Ventilsteuerzeitpositionen Einlassventil Offen (IVO, kurz vom engl. Intake Valve Open) und Einlassventil Geschlossen (IVC, kurz vom engl. Intake Valve Closed) beruhen auf dem letzten Satz ermittelter Ventilsteuerzeiten.

Gleichung B:

FMEPAct = C0 + C1·N + C2·N2
wobei FMEP_Act der mittlere wirksame Reibungsdruck ist, C₀–C₂ gespeicherte vorbestimmte polynome Koeffizienten sind und N Motordrehzahl ist.

Zylinderpump- und Reibungsverluste eines deaktivierten Zylinders können auf den folgenden Regressionsgleichungen C und D beruhen:
Gleichung C:

PMEPDeact = C0 = C1·N + C2·N2
wobei PMEP_Deact der mittlere wirksame Reibungsdruck ist, C₀–C₂ gespeicherte vorbestimmte polynome Koeffizienten sind und N Motordrehzahl ist.

Gleichung D:

FMEPDeact = C0 = C1·N + C2·N2
wobei FMEP_Deact der mittlere wirksame Reibungsdruck ist, C₀–C₂ gespeicherte vorbestimmte polynome Koeffizienten sind und N Motordrehzahl ist.

Das Folgende beschreibt weitere beispielhafte Einzelheiten für die Regressions- und Interpolationsabläufe. Es werden eindimensionale Funktionen genutzt, um polynome Koeffizienten für Pumpen und Reibung für aktive und inaktive Zylinder zu speichern. Die Daten, die zur Ermittlung der Koeffizienten herangezogen werden, werden bei einer ausreichenden Anzahl von Motordrehzahlpunkten erfasst, um die erwünschte Genauigkeit des Drehmomentverlusts vorzusehen. Koeffizienten können zwischen Stellen, an denen keine Daten vorliegen, interpoliert werden. Zum Beispiel können Daten erfasst und Koeffizienten für einen Motor bei den Motordrehzahlen 600, 1000, 2000 und 3000 U/min. ermittelt werden. Wenn der Motor dann bei 1500 U/min. betrieben wird, können Koeffizienten von 1000 und 2000 U/min. interpoliert werden, um die Koeffizienten für 1500 U/min. zu ermitteln. Die Gesamtreibungsverluste können dann durch mindestens eine der folgenden Gleichungen ermittelt werden:
oder FMEPtotal = Modfact·FMEPAct + (1 – Modfact)·FMEPDeact wobei Numcyl_Act die Anzahl aktiver Zylinder ist, Numcyl_Dact die Anzahl deaktivierter Zylinder ist, Modfact das Verhältnis der Anzahl aktiver Zylinder zur Gesamtzahl an Zylindern ist und FMEP_total der gesamte mittlere wirksame Reibungsdruck ist. Gesamtpumpverluste können durch eine der folgenden Gleichungen ermittelt werden:
oder PMEPtotal = Modfact·PMEPAct + (1 – Modfact)·PMEPDact wobei Numcyl_Act die Anzahl aktiver Zylinder ist, Numcyl_Dact die Anzahl deaktivierter Zylinder ist, Modfact das Verhältnis der Anzahl aktiver Zylinder zur Gesamtanzahl von Zylindern ist und PMEP_total der gesamte mittlere wirksame Pumpdruck ist. Zusätzliche oder weniger polynome Terme können bei den Regressionen für PMEP_Act, PMEP_Deact, FMEP_Act und FMEP_Deact beruhend auf der erwünschten Kurvenanpassung und Strategiekomplexität verwendet werden.
Die auf Druck beruhenden Verluste können durch die folgenden Gleichungen in Drehmoment umgewandelt werden:
wobei V_D der Hubraum aktiver Zylinder ist.
Dann kann ein angezeigter mittlerer wirksamer Druck (IMEP, kurz vom engl. Indicated Mean Effective Pressure) für jeden Zylinder mittels zum Beispiel der Gleichung:
ermittelt werden,
wobei Num_cyl_Act die Anzahl aktiver Zylinder ist, V_D der Hubraum aktiver Zylinder ist, SPKTR ein Drehmomentverhältnis beruhend auf Zündwinkel, der von einem besten Mindestdrehmoment (MBT, kurz vom engl. Mimimum Best Torque) auf spät verstellt wurde, d. h. der Mindestbetrag von Zündwinkelfrühverstellung, der den besten Drehmomentbetrag erzeugt. In der Regression können zusätzliche oder weniger polynome Terme beruhend auf der erwünschten Kurvenanpassung und Strategiekomplexität verwendet werden. Alternativ können auch verschiedene Schätzformate verwendet werden. Der Ausdruck SPKTR kann auf der Gleichung:
beruhen,
wobei Γ_ΔSPK das Drehmoment bei einem Zündwinkel ist, der von einer Mindestzündung für bestes Drehmoment (MBT) auf spät verstellt wurde, Γ_MBT das Drehmoment bei MBT ist. In einem Beispiel kann der Istwert von SPKTR aus einer Regression beruhend auf der Gleichung: SPKTR = C0 + C1·Δspark 2 + C2·Δspark 2·N + C3·Δspark 2·IMEPMBT ermittelt werden,
wobei C₀–C₃ gespeicherte vorbestimmte regressierte polynome Koeffizienten sind, N Motordrehzahl ist und IMEP_MBT IMEP bei MBT-Zündsteuerzeit ist. Der Wert von SPKTR kann abhängig von der Zündspätverstellung von MBT von 0 bis 1 reichen.
Die einzelne Zylinderkraftstoffmasse kann in einem Beispiel für jeden Zylinder durch die folgende Gleichung ermittelt werden: mf = C0 + C1·N + C2·AFR + C3·AFR2 + C4·IMEP + C5·IMEP2 + C6·IMEP·Nwobei hier m_f Kraftstoffmasse ist, C₀–C₆ gespeicherte vorbestimmte regressierte polynome Koeffizienten sind, N Motordrehzahl ist, AFR das Kraftstoff/Luft-Verhältnis ist und IMEP ein angezeigter mittlerer wirksamer Druck ist. Wie zuvor angegeben können abhängig von der erwünschten Kurvenanpassung und Strategiekomplexität zusätzliche oder weniger polynome Terme bei der Regression verwendet werden Zum Beispiel könnten auch polynome Terme für Motortemperatur, Luftfüllungstemperatur und Höhe aufgenommen werden.
Eine Sollluftfüllung kann aus der Sollkraftstofffüllung ermittelt werden. In einem Beispiel kann ein vorbestimmtes Kraftstoff/Luft-Gemisch (beruhend auf Motordrehzahl, Temperatur und Last) mit oder ohne Abgassensor-Rückmeldung zum Bestimmen eines erwünschten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses verwendet werden. Bei Arbeiten in einem Modus mit wechselnden Ventilen kann es ferner wünschenswert sein, unterschiedliche Soll-Kraftstoff/Luft-Verhältnisse für verschiedene Ventile eines Zylinders zu haben. D. h. es kann wünschenswert sein, ein dem Betrieb eines ersten Einlassventils zugeordnetes erstes Kraftstoff/Luft-Verhältnis zu haben und ein dem Betrieb eines zweiten Einlassventils zugeordnetes zweites Kraftstoff/Luft-Verhältnis zu haben. Auf diese Weise kann ein Zylinder während wechselnder Zylinderzyklen wechselnde arbeitende Ventile haben, wobei Gemische wechselnder Kraftstoff/Luft-Verhältnisse verbrannt werden.
Die aus dem Vorstehenden ermittelte Kraftstoffmasse kann mit dem vorbestimmten Soll-Kraftstoff/Luft-Verhältnis multipliziert werden, um eine Sollluftmenge des Zylinders zu ermitteln. Die Sollluftmasse kann aus der Gleichung: ma = mf·AFRermittelt werden,
wobei m_a die Sollluftmasse ist, die in einen Zylinder eindringt, m_f die Sollkraftstoffmasse ist, die in einen Zylinder eindringt, und AFR das Soll-Kraftstoff/Luft-Verhältnis ist.
Zusätzlich kann AGR durch Indizieren einer Tabelle, die empirisch ermittelte AGR-Mengen enthält, ermittelt werden. Die spezifischen Werte von Tabelleneinträgen beruhen auf Motoremissionen, Verbrennungsstabilität und Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Weiterhin kann die Tabelle anhand Motordrehzahl, Motortemperatur und Zylinderlast indiziert werden. Dann rückt die Routine zu Schritt 603 vor.
Bei Schritt 603 erfolgt eine Entscheidung, ob ein Zylinder mit zwei gleichzeitig arbeitenden Ventilen arbeiten soll oder ob der Zylinder mit wechselnden Ventilen arbeiten soll. Die aus Schritt 601 ermittelte Zylinderluftmenge wird mit einem Bereich von Zylinderluftmengen verglichen, die bei Verwendung des Modus wechselnder Ventile und des Modus gleichzeitiger Ventile bei der vorliegenden Motordrehzahl zur Verfügung stehen. Da ferner die Zylinderluftmenge eine Funktion verfügbaren Zylindervolumens und AGR-Menge sein kann, kann die in Schritt 601 ermittelte AGR-Menge zum Ermitteln verwendet werden, ob die kombinierte AGR-Menge und Zylinderluftmenge bei dem Modus wechselnder Ventile und dem Modus gleichzeitiger Ventile möglich sind. Wenn die erwünschte Zylinderluftmenge und AGR-Menge nicht innerhalb des Modus wechselnder Ventile liegt, werden die Ventile dann in dem Modus gleichzeitiger Ventile betrieben und die Routine endet nach der Entscheidung bei Schritt 605. Wenn ferner die Motordrehmomentforderung oder die Motorlast sich wesentlich geändert haben, dann kann die Routine so ausgelegt werden, dass sie nach der Entscheidung bei Schritt 605 endet. Dies ermöglicht es ggf. der Routine, Ventilsteuerzeiten nur anzupassen, während der Motor bei im Wesentlichen stabilen Bedingungen arbeitet.
Nach dem Ermitteln der Sollluftfüllung des Zylinders und des erwünschten Ventilmodus können die Ventilsteuerzeiten ermittelt werden. Die Routine ermittelt durch Indizieren von ein oder mehr Tabellen und/oder Funktionen, die mit empirisch ermittelten Ventilsteuerzeiten bevölkert sind, die bei der vorliegenden Motordrehzahl die Sollluftfüllung des Zylinders erzeugen, die Ventilgrundsteuerzeiten. Jedem Ventilmodus können spezifische Tabellen und/oder Funktionen zugeordnet sein, die Ventilsteuerzeiten für den bestimmten Ventilmodus ausgeben. Ferner können verschiedene Ventilsteuerzeiten für die Ventile (j) und (j + 1) zugeordnet werden, wenn der Zylinder (i) in dem gleichen oder in verschiedenen Modi arbeitet. Wenn der Zylinder zum Beispiel in einem Modus wechselnder Ventile arbeitet, können jedem Ventil verschiedene Ventilgrundsteuerzeiten zugeordnet werden. Auf diese Weise können für jeden Zylindermodus bei Bedarf einzigartige Ventilsteuerzeiten ermittelt werden. Analog können Kraftstoffgrundeinspritzsteuerzeiten für verschiedene Zylinderbetriebsbedingungen zugeordnet werden.
Wenn ein Modus wechselnder Ventile gewählt ist und der Motor sich bei Sollbedingungen befindet, dann rückt die Routine zu Schritt 605 vor.
Bei Schritt 605 ermittelt die Routine, ob die Ventile in einem Wechselmodus betrieben werden sollen und ob die Betriebsbedingungen für das Anpassen von Ventilsteuerzeiten und/oder Einspritzzeiten vorteilhaft sind (Einspritzsteuerzeiten umfassen den Zeitpunkt der Zufuhr von Kraftstoff zu einem Zylinder im Verhältnis zur Motorposition sowie die Menge an Kraftstoff, die durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird). Wenn ein Modus wechselnder Ventile bei Schritt 603 gewählt wird und wenn sich der Motor bei Sollbedingungen befindet, dann rückt die Routine zu Schritt 607 vor. Ansonsten endet die Routine.
Bei Schritt 607 ermittelt die Routine, ob sie das eine oder andere bestimmte Einlassventil eines bestimmten Zylinders betreiben soll. Die Routine verfolgt, welches Ventil während des letzten Wechselventilzyklus für jeden Zylinder betrieben wurde, der in einem Wechselventilmodus arbeitet. Wenn es seit dem Starten des Motors keinen Wechselventilzyklus gegeben hat, kann die Routine dafür ausgelegt sein, immer mit einem bestimmten Ventil zu starten, oder es kann eine willkürliche Ventilzuordnung erfolgen. Wenn während des letzten Zyklus eines Zylinders ein bestimmtes Einlassventil betrieben (d. h. geöffnet und geschlossen) wurde, dann wird das Einlassventil, das während des letzten Zyklus nicht arbeitete (d. h. geschlossen blieb) gewählt, damit es während des aktuellen oder nächsten Zylinderzyklus arbeitet. Dann rückt die Routine zu Schritt 609 vor.
Bei Schritt 609 ermittelt die Routine für jeden Zylinder und jedes Ventil, das zuletzt in dem Wechselventilmodus arbeitete, den Fehler der Zylinderluftfüllung und den Fehler von Zylinder-Luft-Kraftstoff. Da Ventil (j) nur jeden zweiten Zylinderzyklus des Zylinders (i) arbeitet, wird die in den Zylinder (i) bei letztem Betreiben des Ventils (j) eindringende Luftmenge im Speicher gespeichert. Dieser gespeicherte Wert wird von der Menge der Zylindersollluftmenge bei letztmaligem Arbeiten des Ventils (j) in Zylinder (i) subtrahiert, und das Ergebnis ist der Zylinderluftfüllungsfehler für Zylinder (i) Ventil (j). Für jede Kombination von Zylinder (i) Ventil (j) wird ein Zylinderluftfüllungsfehler ermittelt und gespeichert. Zu beachten ist, dass (i) und (J) ganzzahlige Variablen sind, die bestimmte Zylinder- und Ventilkombinationen beschreiben.
Analog wird ein Kraftstoff/Luft-Verhältnisfehler für jede Kombination von Zylinder (i) und Ventil (j) ermittelt, die zuletzt in einem Wechselventilmodus betrieben wurde. Da Ventil (j) in Zylinder (i) nur jeden zweiten Zylinderzyklus des Zylinders (i) arbeitet, wird das Kraftstoff/Luft-Verhältnis beim letztmaligen Betreiben des Ventils (j) im Speicher gespeichert. Dieser Wert wird von dem Betrag des Soll-Kraftstoff/Luft-Verhältnisses des Zylinders bei letztem Betreiben des Ventils (j) subtrahiert, und das Ergebnis ist der Kraftstoff-Luft-Fehler des Zylinders für die Kombination aus Zylinder (i) Ventil (j). In einem Beispiel wird das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders mit Hilfe einer Lambdasonde ermittelt, die Abgase bei einem bestimmten Zeitpunkt nach einem Verbrennungsvorgang erfasst, um das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders für den Verbrennungsvorgang zu ermitteln. Die Routine rückt zu Schritt 611 vor.
Bei Schritt 611 entscheidet die Routine, ob sie Anpassungen der Ventilsteuerzeiten, Anpassungen der Kraftstoffmenge oder Anpassungen sowohl der Kraftstoffmenge als auch der Ventilsteuerzeiten vornehmen soll. Wenn die Routine in einer Ausführungsform ermittelt, dass das Ist-Drehmoment des Motors von dem Solldrehmoment des Motors abweicht, dann werden Ventilsteuerzeiten und Kraftstoffmengen angepasst. Wenn sich das tatsächliche Motordrehmoment nahe dem Solldrehmoment des Motors befindet, aber das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders von einem Soll-Kraftstoff/Luft-Verhältnis abweicht, dann kann es erwünscht sein, nur die Ventilsteuerzeiten oder nur die Kraftstoffmenge anzupassen. Die Kraftstoffeinspritzventilsteuerzeiten und die Ventilsteuerzeiten können aber nach Bedarf in dem gleichen Zylinderzyklus angepasst werden.
In einem Beispiel, bei dem das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders von einem Soll-Kraftstoff/Luft-Verhältnis abweicht, wird eine anfängliche Anpassung der Ventilsteuerzeiten vorgenommen, und wenn die Abweichung über einen anderen Zylinderzyklus erfolgt, bei dem das gleiche bestimmte Einlassventil arbeitet, dann wird eine Kraftstoffanpassung vorgenommen. Weitere Anpassungen der Ventilsteuerzeiten und Kraftstoffmenge können während verschiedener Zylinderzyklen vorgenommen werden, bis die Abweichung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses im Wesentlichen beseitigt oder verringert ist. Anpassungen der Einspritzventilsteuerzeiten und Ventilsteuerzeiten sind mit bestimmten Zylindern und bestimmten Ventilen verknüpft. D. h. es können Anpassungen der Steuerzeiten für bestimmte Ventile sowie der Steuerzeiten für bestimmte Einspritzventile, die während bestimmter Zylinderzyklen arbeiten, vorgenommen werden. Wenn zum Beispiel das Kraftstoffeinspritzventil Nr. 2 Kraftstoff einspritzt, wenn das Ventil Nr. 2 in einem bestimmten Zyklus von Zylinder 3 arbeitet, dann können Steuerzeitanpassungen für das Kraftstoffeinspritzventil Nr. 2 und das Ventil Nr. 2 beim nächsten Mal, da das Ventil Nr. 2 in Zylinder 3 arbeitet, vorgenommen werden. Die Routine hält die Art der letzten Anpassung fest, die während des letzten Zylinderzyklus für eine bestimmte Kombination von Zylinder (j) und Ventil (i) erfolgte.
Wenn die Routine ermittelt, dass die Zylinderluftfüllung und das Kraftstoff/Luft-Verhältnis innerhalb eines Sollbereichs für eine bestimmte Kombination von Zylinder (i) Ventil (j) liegen, kann die Routine Aktualisierungen der Steuerungen von Einspritzventil- und Ventilsteuerzeiten unterbinden. Die Routine rückt zu Schritt 613 vor.
Bei Schritt 613 entscheidet die Routine, ob sie Ventilsteuerzeitanpassungen vornehmen soll oder nicht. Beruhend auf den bei Schritt 611 ermittelten Anpassungen ermittelt die Routine, ob spezifische Ventilsteuerzeitanpassungen vorgenommen werden sollen oder ob das Vorgehen der Ventilanpassung umgangen werden sollte. Wenn Ventilanpassungen erwünscht sind, rückt die Routine zu Schritt 615 vor. Wenn nicht, rückt die Routine zu Schritt 619 vor.
Bei Schritt 615 ermittelt die Routine spezifische Ventilsteuerzeitanpassungen für das Ventil (j), das während des aktuellen oder bevorstehenden (nächsten) Zylinderzyklus des Zylinders (i) arbeiten wird. Zu beachten ist, dass manche Ventilsteuersysteme das Ermitteln von Ventilsteuerzeiten während des Ventilzyklus, bei dem das Ventil arbeiten wird, ermöglichen. Andere Ventilsysteme erfordern, dass Ventilsteuerzeiten ein oder mehrere Zylinderzyklen vor dem geplanten Ventilbetrieb ermittelt werden. Daher kann die Anpassung von Ventilsteuerzeiten während des aktuellen Zylinderzyklus des nächsten Zylinderzyklus abhängig von der Auslegung des Ventilsteuergeräts angesetzt werden.
Zum Ermitteln der Ventilsteuerzeitanpassung ermittelt die Routine den Zylinderluftfüllungsfehler, als das Ventil (j) während des vorherigen Zylinderzyklus des Zylinders (i) betrieben wurde. Da das Ventil (j) nur jeden zweiten Zylinderzyklus des Zylinders arbeitet, wird die in den Zylinder das letzte Mal, da das Ventil (j) arbeitete, eindringende Luftmenge im Speicher gespeichert. Dieser Wert wird von der Menge der Sollzylinderluftmenge bei letztem Betreiben des Ventils (j) in Zylinder (i) subtrahiert, und das Ergebnis ist der Zylinderluftfüllungsfehler für die Kombination Zylinder (i) Ventil (j). Diese Ermittlung kann für alle Zylinder, die in einem Wechselventilmodus arbeiten, vorgenommen werden. Die Routine rückt zu Schritt 617 vor.
Der Zylinderluftfüllungsfehler wird zum Ermitteln eines Anpassungsbetrags verwendet, der zur Grundventilsteuerzeit, die dem arbeitenden Ventil (j) in Zylinder (i) zugeordnet ist, addiert wird oder von ihr subtrahiert wird. In einer Ausführungsform wird der Luftfüllungsfehler für die Kombination von Zylinder (i) Ventil (j) mit einem Zuwachsterm multipliziert, und das Ergebnis wird zu den bei Schritt 603 ermittelten Ventilgrundsteuerzeiten addiert. In einer anderen Ausführungsform kann ein geometrisches Ventilmodell verwendet werden, um den Betrag der Ventilschließfrühverstellung oder -spätverstellung zu schätzen, der zum Beseitigen des Zylinderluftfüllungsfehlers bei der aktuellen Motordrehzahl und den aktuellen Betriebsbedingungen erforderlich ist. Das in U.S.-Patent 6,850,831 beschriebene Modell ist ein Modell, das zum Ermitteln der Ventilanpassung beruhend auf Zylinderluftfüllungsfehler verwendet werden kann und das hiermit durch Erwähnung für alle Zwecke umfassend aufgenommen wird. Die Routine rückt zu Schritt 617 vor.
Bei Schritt 617 speichert die Routine die bei Schritt 615 ermittelte Ventilanpassung im Speicher. In einer Ausführungsform wird die Ventilanpassung in einem Datenfeld gespeichert, das anhand von Motordrehzahl und Zylinderlast indiziert wird. Die Routine rückt zu Schritt 619 vor.
Bei Schritt 619 entscheidet die Routine, ob sie Kraftstoffeinspritzventil-Steuerzeitanpassungen vornehmen soll oder nicht. Beruhend auf den bei Schritt 611 ermittelten Anpassungen ermittelt die Routine, ob spezifische Kraftstoffeinspritzventil-Steuerzeitanpassungen vorgenommen werden sollen oder ob das Vorgehen der Kraftstoffeinspritzventil-Anpassung übergangen werden sollte. Wenn Kraftstoffeinspritzventil-Anpassungen erwünscht sind, rückt die Routine zu Schritt 621 vor. Wenn nicht, rückt die Routine zu Schritt 625 vor.
Bei Schritt 621 ermittelt die Routine Kraftstoffeinspritzventilanpassungen für das Ventil (j), das während des aktuellen oder nächsten Zylinderzyklus von Zylinder (i) arbeiten wird. Zu beachten ist, dass einige Einspritzsteuersysteme das Ermitteln von Einspritzsteuerzeiten während des aktuellen Zylinderzyklus von Zylinder (i) ermöglichen, während andere Einspritzsteuergeräte erfordern, dass Einspritzsteuerzeiten während des vorherigen Zylinderzyklus von Zylinder (i) ermittelt werden. Daher kann eine Anpassung der Einspritzsteuerzeiten abhängig von der Auslegung des Einspritzventilsteuergeräts während des aktuellen Zylinderzyklus oder während des vergangenen Zylinderzyklus angesetzt werden. Die Routine ermittelt den Zylinder-Kraftstoff/Luft-Fehler bei Betreiben des Ventils (j) in dem letzten Zylinderzyklus von Zylinder (i).
In einer Ausführungsform wird der Zylinder-Kraftstoff/Luft-Fehler aus der Probennahme von Abgasen bei einem bestimmten Zeitpunkt nach Erfolgen von Verbrennung im Zylinder (i) während eines Zylinderzyklus ermittelt, in dem das Ventil (j) geöffnet ist, um Luft in den Zylinder einzulassen. Die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen ermöglicht eine Folgerung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses, das in dem Zylinder verbrannt wurde. Das auf Abgas beruhende Kraftstoff/Luft-Verhältnis wird von dem Soll-Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders subtrahiert, um den Kraftstoff/Luft-Fehler zu ermitteln, der den Betrieb von Ventil (j) im Zylinder (i) während eines bestimmten Zylinderzyklus betrifft. In einer Ausführungsform wird der Kraftstoff/Luft-Verhältnis-Fehler mit einem Zuwachsterm multipliziert, und das Ergebnis wird dann zu der Einspritzgrundsteuerzeit, die dem arbeitenden Ventil (j) während eines Zylinderzyklus des Zylinders (i) bei den vorliegenden Motorbetriebsbedingungen zugeordnet ist, addiert.
Wird ein einzelnes Einspritzventil zur Versorgung von beiden Einlasskanälen eines Zylinders verwendet, erfolgt die Kraftstoffanpassung bei dem Einspritzvorgang, der vor oder während des Öffnens von Ventil (j) erfolgt. Natürlich kann das Vergrößern oder Verkleinern der kurz vor oder während des Öffnungsvorgangs des Ventils (j) zugeführten Kraftstoffmenge die Kraftstoffpfütze beeinflussen, die vorhanden ist, wenn Ventil (j + 1) öffnet (d. h. das andere Ventil im gleichen Zylinder). Daher kann auch der kurz vor dem Ventilöffnungsvorgang für das Ventil (j) zugeführte Kraftstoff aktualisiert werden, um die Änderung der Kraftstoffpfütze wiederzugeben, die erwartungsgemäß in den Zylinder eingelassen wird, wenn das Ventil (j + 1) geöffnet wird. Die Routine rückt zu Schritt 623 vor.
Bei Schritt 623 speichert die Routine die Einspritzanpassung, die bei Schritt 621 ermittelt wurde, im Speicher. In einer Ausführungsform wird die Einspritzventilanpassung in einem Datenfeld gespeichert, das anhand von Motordrehzahl und Zylinderlast indiziert wird. Die Routine rückt zu Schritt 625 vor.
Bei Schritt 625 entscheidet die Routine, ob die Zylinderventilsteuerzeiten und/oder Kraftstoffeinspritzventilsteuerzeiten aktualisiert werden sollten oder nicht. Wenn die Routine ermittelt hat, dass gegenüber Betrieben von vorherigen Schritten Anpassungen erforderlich sind, dann rückt die Routine zu Schritt 627 vor. Ansonsten endet die Routine.
Bei Schritt 627 gibt die Routine die angepassten Ventilsteuerzeiten und/oder Kraftstoffeinspritzventilsteuerzeiten aus. Die bei Schritt 615 ermittelte Ventilanpassung kann mit den Ventilgrundsteuerzeiten, die bei Schritt 603 ermittelt wurden, kombiniert werden, um eine berichtigte Ventilsteuerzeit zu erzeugen, die die tatsächliche Zylinderluftfüllung näher zu der Sollluftfüllung des Zylinders bewegt. Die berichtigte Ventilsteuerzeit kann einem dedizierten Ventilsteuergerät geschickt werden oder kann direkt durch das Motorsteuergerät an dem Ventil angelegt werden.
Analog kann die in Schritt 621 ermittelte Kraftstoffeinspritzventilanpassung mit den bei Schritt 603 ermittelten Einspritzventilgrundsteuerzeiten kombiniert werden, um eine berichtigte Einspritzventilsteuerzeit zu erzeugen, die das tatsächliche Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders näher zu dem Soll-Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders zu bewegen. Die berichtigte Einspritzsteuerzeit kann von dem Motorsteuergerät an dem Einspritzventil durchgeführt werden. Nach dem Ausgeben der neuen Einspritzsteuerzeitbefehle und/oder Ventilsteuerzeiten endet die Routine.
Zu beachten ist, dass der Routine ein zusätzlicher Schritt vor Enden der Routine zugefügt werden kann, wodurch als Reaktion auf Ventil- oder Einspritzventil-Steuerzeitanpassungen Zündsteuerzeiten angepasst werden können. Insbesondere kann die Zündung auf früh verstellt werden, wenn die Zylinderluftfüllung verkleinert ist oder wenn das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders vergrößert ist. Dagegen kann die Zündung auf spät verstellt werden, wenn die Zylinderluftfüllung vergrößert ist oder wenn das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des Zylinders verkleinert ist. Es sollte auch erkenntlich sein, dass die Zündung beruhend auf dem Betrieb eines bestimmten Ventils während eines bestimmten Zylinderzyklus angepasst werden kann. D. h. die Zündung kann auf früh oder spät verstellt werden, wenn während eines Zyklus von zum Beispiel Zylinder (i) Ventil (j) arbeitet, verglichen mit dem Fall, da Ventil (j + 1) arbeitet.
Wie für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich ist, können die in 6 beschriebenen Routinen eine oder mehrere einer Reihe von Verarbeitungsstrategien wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen darstellen. Daher können verschiedene gezeigte Schritte oder Funktionen in der gezeigten Abfolge oder parallel ausgeführt oder in manchen Fällen ausgelassen werden. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der Erfindung zu verwirklichen, wird aber zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Wenngleich dies nicht ausdrücklich gezeigt wird, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass ein oder mehrere der gezeigten Schritte oder Funktionen abhängig von der jeweils eingesetzten Strategie wiederholt ausgeführt werden können.
Dies beendet die Beschreibung. Das Lesen derselben von einem Durchschnittsfachmann würde viele Änderungen und Abwandlungen in den Sinn kommen lasse, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12- Motoren, die mit Erdgas-, Benzin, Diese- oder anderen Kraftstoffauslegungen arbeiten, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 7066121 [0002]
- US 7072758 [0051]
- US 6850831 [0074]

Claims

Verfahren zum Anpassen von Kraftstoff/Luft-Verhältnis mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, der veränderliche Ventilsteuerzeiten aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors mit ersten und zweiten Einlassventilen; Betreiben des ersten Einlassventils und des zweiten Einlassventils während wechselnder Zylinderzyklen; und Anpassen der Steuerzeiten von entweder dem ersten Einlassventil oder dem zweiten Einlassventil als Reaktion auf eine Zylinderluftfüllung, die in den Zylinder eingelassen wurde, wobei die Zylinderluftfüllung während eines Zyklus eingelassen wurde, der zwei Zylinderzyklen des Zylinders vor dem Verwenden der angepassten Steuerzeit während eine Zylinderzyklus erfolgte.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor in einem stabilen Zustand arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Einlassventil und das zweite Einlassventil elektrisch betätigte Ventile sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventilschließstellung des ersten Einlassventils oder des zweiten Einlassventils später als die des anderen Einlassventils ist.
Verfahren zum Anpassen von Kraftstoff/Luft-Verhältnis mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, der veränderliche Ventilsteuerzeiten aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors mit ersten und zweiten Einlassventilen; Betreiben des ersten Einlassventils mindestens einmal während eines ersten Zyklus des Zylinders und Geschlossenhalten des ersten Einlassventils während eines zweiten Zyklus des Zylinders, wobei der zweite Zyklus des Zylinders auf den ersten Zyklus des Zylinders folgt; Geschlossenhalten des zweiten Einlassventils während des ersten Zylinderzyklus und Öffnen des zweiten Einlassventils mindestens einmal während des zweiten Zylinderzyklus; und Öffnen des ersten Einlassventils und des zweiten Einlassventils während des ersten und zweiten Zylinderzyklus zu verschiedenen Zeitpunkten im Verhältnis zu einer Kurbelwellenstellung des Verbrennungsmotors.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Einlassventil und das zweite Einlassventil elektrisch betätigte Ventile sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventilschließstellung des ersten Einlassventils oder des zweiten Einlassventils später als die des anderen Einlassventils ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die während des ersten Zylinderzyklus zugeführte Kraftstoffmenge von der während des zweiten Zylinderzyklus zugeführten Kraftstoffmenge unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steuerzeiten der Kraftstoffzufuhr zwischen dem ersten Zylinderzyklus und dem zweiten Zylinderzyklus unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff zu einem Einlasskanal des Zylinders eingespritzt wird.
Verfahren zum Anpassen von Kraftstoff/Luft-Verhältnis mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, der veränderliche Ventilsteuerzeiten aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors mit ersten und zweiten Einlassventilen; Betreiben des ersten Einlassventils und des zweiten Einlassventils während wechselnder Zylinderzyklen des mindestens einen Zylinders; und zeitliches Steuern von Kraftstoffeinspritzung während des Zylinderzyklus, in dem das erste Einlassventil arbeitet, abweichend von der zeitlichen Steuerung von Kraftstoffeinspritzung während des Zylinderzyklus, in dem das zweite Einlassventil arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff durch ein einziges Einspritzventil oder durch zwei Einspritzventile zu dem Zylinder eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff von einem einzigen Einspritzventil direkt in den Zylinder eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Einlassventil und das zweite Einlassventil elektrisch betätigte Ventile sind.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung während des Zylinderzyklus erfolgt, in dem das ersten Ventil arbeitet.
Maschinell lesbares Speichermedium mit gespeicherten Dateien, die von einem Computer ausführbare Befehle darstellen, um ein elektrisch betätigtes Ventil in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs zu steuern, wobei das Speichermedium umfasst: Befehle zum Betreiben mindestens eines Zylinders eines Verbrennungsmotors mit ersten und zweiten Einlassventilen; Befehle zum Öffnen des ersten Einlassventils mindestens einmal während eines ersten Zyklus des Zylinders und zum Geschlossenhalten des ersten Einlassventils während eines zweiten Zyklus des Zylinders, wobei der zweite Zyklus des Zylinders auf den ersten Zyklus des Zylinders folgt; Befehle zum Geschlossenhalten des zweiten Einlassventils während des ersten Zylinderzyklus und zum Öffnen des zweiten Einlassventils während des zweiten Zylinderzyklus; Befehle zum Öffnen des ersten Einlassventils und des zweiten Einlassventils während des ersten und zweiten Zylinderzyklus zu im Wesentlichen den gleichen Zeitpunkten im Verhältnis zu einer Kurbelwellenstellung des Verbrennungsmotors; Befehle zum Einspritzen unterschiedlicher Mengen an Kraftstoff zu dem Zylinder während des ersten und zweiten Zylinderzyklus; und Befehle zum Liefern unterschiedlicher Zündsteuerzeiten während des ersten und zweiten Zylinderzyklus.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff durch ein einziges Kanalkraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftsoff durch ein einziges Einspritzventil direkt in den Zylinder eingespritzt wird.