DE102012215306B4

DE102012215306B4 - Verfahren zur Ventiltriebsteuerung auf Katalysatortemperaturbasis

Info

Publication number: DE102012215306B4
Application number: DE102012215306.3A
Authority: DE
Inventors: Mike M. Mc Donald; William C. Albertson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: US20130055972A1; DE102012215306A1; CN103047024B; US8707679B2; CN103047024A

Abstract

Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend:Erzeugen eines Auslösers, wenn eine Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist; undin Ansprechen auf die Erzeugung des Auslösers:Sperren eines Öffnens eines Abgasventils eines Zylinders für eine Abgasphase eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders;Sperren eines Öffnens des Abgasventils für N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen; undFreigeben eines Öffnens des Abgasventils für einen zweiten Verbrennungszyklus, der den N Verbrennungszyklen folgt,wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist;ferner umfassend, wenn eine Maschinendrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, die größer als Null ist, ein Verhindern des Sperrens des Öffnens des Abgasventils des Zylinders für die Abgasphase des ersten Verbrennungszyklus des Zylinders und des Sperrens des Öffnens des Abgasventils für die N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Maschinensteuerverfahren und insbesondere Ventiltriebsteuerverfahren.
HINTERGRUND
Luft wird in eine Maschine durch einen Ansaugkrümmer gezogen. Ein Drosselventil kann eine Luftströmung in die Maschine steuern. Die Luft mischt sich mit Kraftstoff von einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in einem oder mehreren Zylindern der Maschine verbrannt. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches kann beispielsweise durch Einspritzen des Kraftstoffs oder durch eine Zündkerze bereitgestellten Zündfunken ausgelöst werden.
Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs erzeugt Drehmoment und Abgas. Drehmoment wird über Wärmefreisetzung und Expansion während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs erzeugt. Die Maschine überträgt Drehmoment über eine Kurbelwelle an ein Getriebe, und das Getriebe überträgt Drehmoment über einen Antriebsstrang an ein oder mehrere Räder. Das Abgas wird von den Zylindern an ein Abgassystem ausgestoßen.
Ein Maschinensteuermodul (ECM) steuert den Drehmomentausgang der Maschine. Das ECM kann den Drehmomentausgang der Maschine auf Grundlage von Fahrereingaben und anderen Eingaben steuern. Das ECM kann modifizieren, wie und wann Kraftstoff und Zündfunken an die Zylinder geliefert werden.
Die Druckschrift DE 101 58 177 A1 beschreibt ein Verfahren für ein Fahrzeug, bei welchem mit einem Temperatursensor die Temperatur eines Katalysators gemessen wird, um die Temperatur einer Emissionssteuerungsvorrichtung durch die Aktivierung bzw. Deaktivierung eines oder mehrerer Zylinder des Motors zu steuern. Die Aktivierung bzw. Deaktivierung des einen oder der mehreren Zylinder wird durch die Steuerung der jeweiligen Ein- und Auslassventile gesteuert, um in Verbindung mit der Kraftstoffzufuhr einen oder mehrere Zylinder selektiv zu aktivieren oder zu deaktivieren. Um die Betriebstemperatur der Emissionsvorrichtung zu senken, ist die Deaktivierung des einen oder der mehreren Zylinder vorgesehen.
Die Druckschrift US 4 167 931 A beschreibt die Deaktivierung eines Zylinders mittels des Schließens bzw. Sperrens des Öffnens des Abgasventils.
Die Druckschrift DE 35 06 107 A1 beschreibt eine Temperaturregelung der Abgasanlage durch Steuerung des Auslassventils.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein erfindungsgemäßes Verfahren für ein Fahrzeug umfasst ein Erzeugen eines Auslösers, wenn eine Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist, und in Ansprechen auf die Erzeugung des Auslösers: Sperren eines Öffnens eines Abgasventils eines Zylinders für eine Abgasphase eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders; Sperren eines Öffnens des Abgasventils für N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen; und Freigeben eines Öffnens des Abgasventils für einen zweiten Verbrennungszyklus, der den N Verbrennungszyklen folgt, wobei N eine Ganze Zahl größer als Null ist.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst das Verfahren ein Verhindern des Sperrens des Öffnens des Abgasventils des Zylinders für die Abgasphase des ersten Verbrennungszyklus des Zylinders und des Sperrens des Öffnens des Abgasventils für die N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen, wenn eine Maschinendrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, die größer als Null ist.
Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst das Verfahren ein Verhindern des Sperrens des Öffnens des Abgasventils des Zylinders für die Abgasphase des ersten Verbrennungszyklus des Zylinders und des Sperrens des Öffnens des Abgasventils für die N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen, wenn eine Öltemperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst das Verfahren ein Verhindern des Sperrens des Öffnens des Abgasventils des Zylinders für die Abgasphase des ersten Verbrennungszyklus des Zylinders und des Sperrens des Öffnens des Abgasventils für die N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen, wenn ein Öldruck kleiner als ein vorbestimmter Druck ist.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Offenbarung offensichtlich. Es sei zu verstehen, dass die ausführliche Beschreibung und die besonderen Beispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen sind.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in welchen:

1 ein Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Maschinen- und Abgassystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockschaubild einer beispielhaften Implementierung eines Schutzmoduls gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
3 beispielhafte Graphen der Temperatur gegenüber dem Kurbelwellenwinkel aufweist;
4 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung einer Ventilbetätigung auf Grundlage der Katalysatortemperatur gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
5 ein Funktionsblockschaubild einer anderen beispielhaften Implementierung eines Schutzmoduls gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
6 eine Darstellung beispielhafter Maschinendrehzahlen ist, die bei der Steuerung der Ventilbetätigung gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können; und
7 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung einer Ventilbetätigung auf Grundlage der Maschinendrehzahl gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur. Zu Zwecken der Klarheit sind in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen zur Identifizierung ähnlicher Elemente verwendet. Die hier verwendete Formulierung „zumindest eines aus A, B und C“ ist so auszulegen, dass ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder gemeint ist. Es sei zu verstehen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in verschiedener Reihenfolge ohne Änderung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden können.
Der hier verwendete Begriff „Modul“ betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ein Maschinensteuermodul (ECM) steuert eine Bereitstellung von Kraftstoff und Zündfunken an Zylinder einer Maschine. Genauer steuert das ECM, wie viel Kraftstoff an einen gegebenen Zylinder geliefert wird, wann der Kraftstoff an den Zylinder geliefert wird und wann ein Zündfunken erzeugt wird, um eine Verbrennung in dem Zylinder auszulösen. Das ECM steuert auch eine Betätigung von Ansaug- und Abgasventilen der Maschine.
Eine Verbrennung innerhalb der Maschine erzeugt Drehmoment, das dazu verwendet werden kann, ein Fahrzeug anzutreiben. Die Verbrennung erzeugt auch Abgas. Das Abgas wird an ein Abgassystem ausgegeben. Das Abgassystem umfasst einen Katalysator, der das Abgas behandelt.
Das ECM überwacht eine Drehzahl der Maschine (Maschinendrehzahl) und eine Temperatur des Katalysators (Katalysatortemperatur). Wenn die Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist, können die ECMs allgemein ein fettes Luft/Kraftstoff-Gemisch an die Maschine (z.B. etwa 10:1 für Benzin) liefern, um den Katalysator zu kühlen.
Das ECM der vorliegenden Offenbarung schaltet einen oder mehrere Zylinder der Maschine ab, wenn die Katalysatortemperatur größer als die vorbestimmte Temperatur wird. Wenn ein Zylinder abgeschaltet ist, werden die Ansaug- und Abgasventile des Zylinders in geschlossenen Positionen gehalten. Kraftstoff und Zündfunken an einen Zylinder können abgestellt werden, wenn der Zylinder abgeschaltet ist.
Wenn die Katalysatortemperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist, schaltet das ECM den einen oder die mehreren Zylinder ab, um ein verbranntes Gemisch aus Luft und Kraftstoff (eine verbrannte Ladung) in jedem der Zylinder abzufangen. Das Abfangen der verbrannten Ladungen erlaubt die Übertragung von Wärme weg von den verbrannten Ladungen an Maschinenkomponenten und Maschinenfluide (z.B. Kühlmittel, Öl, etc.).
Wenn die Zylinder wieder eingeschaltet werden, werden die verbrannten Ladungen von den Zylindern an das Abgassystem und den Katalysator ausgestoßen. Die Temperaturen der verbrannten Ladungen sind jedoch geringer, als sie gewesen wären, wenn die Zylinder nicht abgeschaltet worden wären. Die kälteren verbrannten Ladungen können helfen, die Katalysatortemperatur zu verringern, und/oder können helfen, ein weiteres Zunehmen der Katalysatortemperatur zu verhindern.
Wenn die Maschinendrehzahl größer als eine erste vorbestimmte Drehzahl (z.B. 7000 U/min) ist, stellt das ECM Kraftstoff und Zündfunken zu der Maschine ab. Nachdem Kraftstoff zu der Maschine abgestellt worden ist, schaltet das ECM die Zylinder der Maschine ab, um Luft (eine Frischluftladung) in jedem der Zylinder abzufangen. Das Abstellen von Kraftstoff, Zündfunken und das Abschalten der Zylinder erlaubt eine Verlangsamung der Maschinendrehzahl. Das ECM setzt eine Überwachung der Maschinendrehzahl fort und schaltet selektiv die Zylinder zu einem Zeitpunkt erneut ein, wenn die Maschinendrehzahl kleiner als eine zweite vorbestimmte Drehzahl (z.B. 6500 U/min) ist.
Nun Bezug nehmend auf 1 ist ein Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Maschinensystems 100 dargestellt. Das Maschinensystem 100 umfasst eine Maschine 102, die ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Während die Maschine 102 als eine Benzinmaschine dargestellt und diskutiert wird, kann die Maschine 102 ein anderer geeigneter Typ von Maschine sein, wie eine Dieselmaschine, eine Flex-Fuel-Maschine, etc. Es können ein oder mehrere Elektromotoren mit der Maschine 102 vorgesehen sein.
Luft kann in einen Ansaugkrümmer 104 durch ein Drosselventil 106 gezogen werden. Ein Drosselaktuatormodul 108 kann eine Öffnung des Drosselventils 106 steuern. Luft von dem Ansaugkrümmer 104 wird in Zylinder der Maschine 102 gezogen. Während die Maschine 102 mehr als einen Zylinder umfassen kann, ist zu veranschaulichenden Zwecken nur ein einzelner Zylinder 112 gezeigt.
Die Maschine 102 kann beispielsweise unter Verwendung eines Vier-Takt-Zylinderzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachfolgend beschrieben sind, sind als der Ansaugtakt, der Verdichtungstakt, der Arbeits- (oder Expansions-) Takt und der Auspufftakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle 114 finden zwei der vier Takte in dem Zylinder 112 statt. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen notwendig, damit der Zylinder 112 allen vier der Takte eines einzelnen Verbrennungszyklus ausgesetzt ist. Die Zylinder der Maschine 102 werden allgemein in einer vorbestimmten Zündfolge gezündet.
Während des Ansaugtakts wird Luft von dem Ansaugkrümmer 104 in den Zylinder 112 über ein oder mehrere Ansaugventile gezogen, wie Ansaugventil 115. Ein Kraftstoffaktuatormodul 116 steuert ein Öffnen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 118, die dem Zylinder 112 zugeordnet ist. Der eingespritzte Kraftstoff mischt sich mit der Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch. Während des Kompressionstaktes komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 112.
Ein Zündfunkenaktuatormodul 120 erregt eine Zündkerze 122, die dem Zylinder 112 zugeordnet ist, und Zündfunken, der durch die Zündkerze 122 erzeugt wird, zündet das Luft/Kraftstoffgemisch. Der Zündzeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu dem Zeitpunkt festgelegt sein, wenn sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet wird. Da die Kolbenposition direkt mit der Kurbelwellenrotation in Verbindung steht, kann der Zündzeitpunkt mit der Kurbelwellenposition synchronisiert sein.
Ein Kurbelwellenpositionssensor 124 überwacht eine Rotation der Kurbelwelle 114 und erzeugt ein Kurbelwellenpositionssignal auf Grundlage der Position der Kurbelwelle 114. Der Kurbelwellenpositionssensor 124 kann einen Sensor für variable Reluktanz (VR) oder einen anderen geeigneten Typ von Kurbelwellenpositionssensor aufweisen. Das Kurbelwellenpositionssignal kann eine Impulsfolge aufweisen.
Jeder Puls der Pulsfolge kann als ein Zahn eines N-zähnigen Rades (nicht gezeigt) erzeugt werden, das den Kurbelwellenpositionssensor 124 passiert. Das N-zähnige Rad ist an der Kurbelwelle 114 angebracht und rotiert mit dieser. Demgemäß kann jeder Puls einer Winkelrotation der Kurbelwelle 114 um eine Größe entsprechen, die gleich 360° geteilt durch N Zähne ist. Das N-zähnige Rad kann auch einen Spalt von einem oder mehreren fehlenden Zähnen aufweisen. Eine Maschinendrehzahl in Umdrehungen pro Minute (U/min) kann auf Grundlage der Kurbelwellenposition bestimmt werden (z.B. siehe 2).
Während des Verbrennungstaktes, der auch als ein Expansionstakt bezeichnet werden kann, wird das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 112 verbrannt. Die Verbrennungswärme des Luft/Kraftstoff-Gemisches erhöht den Druck in dem Zylinder 112 und reibt den Kolben weg von der OT-Position, wodurch eine Rotation der Kurbelwelle 114 angetrieben wird. Ein oder mehrere Abgasventile, wie das Abgasventil 129, können nahe dazu geöffnet werden, wenn der Kolben einen unteren Totpunkt erreicht. Wenn sich der Kolben zurück zu der OT-Position bewegt, dient der Kolben dazu, die Nebenprodukte der Verbrennung (eine verbrannte Ladung) von dem Zylinder 112 über das eine oder die mehreren Abgasventile auszustoßen. Ein Verbrennungszyklus des Zylinders 112 kann durch die Periode definiert sein, die notwendig ist, um die vier Takte (720° an Kurbelwellenrotation in den Viertaktmaschinen) zu vervollständigen.
Das Abgas kann von dem Zylinder 112 an ein Abgassystem 130 ausgestoßen werden. Ein Katalysator 132 empfängt das Abgas, das von der Maschine 102 ausgegeben wird, und reagiert mit verschiedenen Komponenten des Abgases. Nur beispielhaft kann der Katalysator 132 einen Drei-Wege-Katalysator (TWC), einen katalytischen Wandler oder einen anderen geeigneten Abgaskatalysator aufweisen.
Ein oder mehrere Abgastemperatursensoren können über das Abgassystem 130 angeordnet sein. Nur beispielhaft kann ein erster Katalysatortemperatursensor 134 die Temperatur von Abgas stromaufwärts des Katalysators 132 messen. Ein zweiter Katalysatortemperatursensor 136 kann die Temperatur von Abgas stromabwärts des Katalysators 132 messen. Der erste und zweite Katalysatortemperatursensor 134 und 136 erzeugen ein erstes und zweites Abgastemperatursignal auf Grundlage der Temperaturen stromaufwärts bzw. stromabwärts des Katalysators 132. Eine oder mehrere gemessene Abgastemperaturen und/oder ein oder mehrere andere gemessene Parameter können dazu verwendet werden, eine Temperatur des Katalysators 132 zu schätzen (z.B. siehe 2). Bei verschiedenen Implementierungen kann die Temperatur des Katalysators 132 direkt gemessen werden.
Ein Öltemperatursensor 138 misst die Temperatur von Öl der Maschine 102. Der Öltemperatursensor 138 erzeugt ein öltemperatursignal auf Grundlage der Temperatur des Öls. Ein Öldrucksensor 140 misst den Druck des Öls und erzeugt ein Öldrucksignal auf Grundlage des Drucks des Öls. Ein Fahrzeug kann auch ein oder mehrere andere Sensoren 142 aufweisen, wie einen Maschinenkühlmitteltemperatursensor, einen Krümmerabsolutdruck-(MAP-)Sensor, einen Luftmassenstrom-(MAF-)Sensor, einen Drosselpositionssensor, einen Ansauglufttemperatur-(IAT-)Sensor und/oder andere geeignete Sensoren.
Ein Ventilaktuatormodul 146 steuert ein Öffnen und Schließen der Ansaug- und Abgasventile der Maschine 102. Genauer sieht das Ventilaktuatormodul 146 die Fähigkeit vor, eine variable Ventilbetätigung (WA von engl.: „variable valve actuation“) und eine Zylinderabschaltung auszuführen. Das Ventilaktuatormodul 146 kann ein Öffnen der (Ansaug- und/oder Abgas-)Ventile eines oder mehrerer Zylinder unter Verwendung von Öl selektiv aktivieren und deaktivieren, das durch eine über Kurbelwelle getriebene Ölpumpe (nicht gezeigt) gepumpt wird. Bei verschiedenen anderen Implementierungen kann das Ventilaktuatormodul 146 eine vollständig flexible Ventilbetätigung (FFVA von engl.: „fully flexible valve actuation“) bereitstellen und unter Verwendung von Öl arbeiten, das beispielsweise unter Verwendung einer elektrischen Pumpe (nicht gezeigt) gepumpt wird. FFVA-Systeme können eine direkte elektrische Betätigung, eine mechanische Betätigung oder einen anderen geeigneten Typ von Betätigung im Gegensatz zu Sperrstiften verwenden.
Das Ventilaktuatormodul 146 kann ein Öffnen eines gegebenen Ventils deaktivieren, so dass das Ventil in seiner geschlossenen Position bleibt, wenn es sich ansonsten in einer offenen Position befinden würde, indem ein Sperrstift (nicht gezeigt) bewegt wird, der dem Ventil zugeordnet ist. Das Ventilaktuatormodul 146 kann ein Öffnen eines gegebenen Ventils später erneut aktivieren, so dass das Ventil durch eine Nockenerhebung einer Nockenwelle durch Wiedereinsetzen des Verriegelungsstifts geöffnet wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Ventilaktuatormodul 146 auch eine Distanz, die jedes gegebene Ventil geöffnet ist (als Hub bezeichnet), und eine Periode steuern, die sich jedes gegebene Ventil in einer offenen Position befindet (bezeichnet als Dauer).
Ein Maschinensteuermodul (ECM) 150 steuert die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 118 über das Kraftstoffaktuatormodul 116. Genauer steuert das ECM 150 die Kraftstoffmenge, die in den Zylinder 112 eingespritzt wird, und wann der Kraftstoff eingespritzt wird. Das ECM 150 steuert die Zündkerze 122 über das Zündfunkenaktuatormodul 120. Genauer kann das ECM 150 den Zündzeitpunkt über das Zündfunkenaktuatormodul 120 steuern. Das ECM 150 steuert einen Hub und einen Zeitverlauf des Öffnens des Maschinenventils über das Ventilaktuatormodul 146.
Das ECM 150 kann eine Kraftstoffeinspritzung, einen Zündzeitpunkt, eine Zylinderabschaltung oder andere Aktuatorwerte steuern, um ein Drehmoment zu steuern, das von der Maschine 102 ausgegeben wird. Das ECM 150 kann das Drehmoment, das von der Maschine 102 ausgegeben wird, auf Grundlage von Fahrereingaben, die durch ein Fahrereingabemodul 152 bereitgestellt werden, und Eingaben von einem oder mehreren Drehmomentanforderern regulieren. Das ECM 150 kann auch eine Kraftstoffeinspritzung, einen Zündzeitpunkt, eine Zylinderabschaltung und andere Aktuatorwerte auf Grundlage des Auftretens verschiedener Ereignistypen steuern.
Das ECM 150 der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Schutzmodul 180, das selektiv eine Kraftstoffeinspritzung, einen Zündzeitpunkt und/oder eine Zylinderabschaltung steuert, um verschiedene Fahrzeugkomponenten vor einem Schaden zu schützen. Das Schutzmodul 180 kann zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere Aktionen unternehmen, wie das Beleuchten einer Anzeigeleuchte (z.B. einer Fehlfunktionsanzeigeleuchte oder MIL) 182.
Nur beispielhaft (z.B. siehe 2) schaltet das Schutzmodul 180 einen oder mehrere Zylinder ab, so dass eine verbrannte Ladung in jedem des einen oder der mehreren Zylinder abgefangen wird, wenn die Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist. Der Katalysator 132 kann beschädigt werden, wenn die Katalysatortemperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist.
Das Schutzmodul 180 schaltet den einen oder die mehreren Zylinder für eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen ab. Das Abfangen verbrannter Ladungen in den Zylindern für zumindest einen Verbrennungszyklus kühlt die verbrannten Ladungen. Das Abfangen der verbrannten Ladungen für zumindest einen Verbrennungszyklus kann helfen, den Katalysator 132 zu kühlen und/oder kann verhindern, dass die Katalysatortemperatur weiter zunimmt. Der Betrag an Kühlung, der dem Abfangen der verbrannten Ladungen zugeordnet ist, kann zunehmen, wenn die Maschinendrehzahl abnimmt, da die abgefangenen Ladungen in den Zylindern für eine längere Zeitdauer vorhanden sind und mehr Wärme an die Maschinenkomponenten übertragen können.
Nur für ein weiteres Beispiel (z.B. siehe 5) stellt, wenn die Maschinendrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, das Schutzmodul 180 Kraftstoff zu allen Zylindern der Maschine 102 ab. Nachdem der Kraftstoff abgestellt ist, schaltet das Schutzmodul 180 alle Zylinder ab, so dass eine Frischluftladung in jedem der Zylinder abgefangen ist. Das Abstellen von Kraftstoff und das Abfangen von Frischluft in jedem der Zylinder kann ein Verlangsamen der Maschinendrehzahl ermöglichen.
Während das Schutzmodul 180 so gezeigt und beschrieben ist, dass es in dem ECM 150 angeordnet ist, kann das Schutzmodul 180 an einer anderen geeigneten Stelle angeordnet sein. Nur beispielhaft kann das Schutzmodul 180 außerhalb des ECM 150 oder in einem anderen geeigneten Modul angeordnet sein.
Nun Bezug nehmend auf 2 ist ein Funktionsblockschaubild einer beispielhaften Implementierung des Schutzmoduls 180 dargestellt. Ein Katalysatortemperaturbestimmungsmodul 204 erzeugt eine Katalysatortemperatur 208. Nur beispielhaft kann das Katalysatortemperaturbestimmungsmodul 204 die Katalysatortemperatur 208 auf Grundlage der stromaufwärtigen Abgastemperatur 212, der stromabwärtigen Abgastemperatur 216 und/oder einem oder mehreren anderen Parametern schätzen. Die stromaufwärtige Abgastemperatur 212 kann auf Grundlage der von dem ersten Katalysatortemperatursensor 134 gemessenen Temperatur vorgesehen sein. Die stromabwärtige Abgastemperatur 216 kann auf Grundlage der von dem zweiten Katalysatortemperatursensor 136 gemessenen Temperatur vorgesehen sein.
Ein Auslösemodul 220 erzeugt selektiv einen Katalysatortemperaturauslöser (z.B. ein Signal) 224 auf Grundlage der Katalysatortemperatur 208. Genauer erzeugt das Auslösemodul 220 den Katalysatortemperaturauslöser 224, wenn die Katalysatortemperatur 208 größer als eine vorbestimmte Temperatur ist. Nur beispielhaft kann die vorbestimmte Temperatur etwa 875 Grad Celsius (°C) oder eine andere geeignete Temperatur sein.
Das Auslösemodul 220 kann beispielsweise den Katalysatortemperaturauslöser 224 in einen aktiven Zustand setzen, wenn die Katalysatortemperatur 208 größer als die vorbestimmte Temperatur ist. Umgekehrt gesagt kann das Auslösemodul 220 den Katalysatortemperaturauslöser 224 in einen inaktiven Zustand setzen, wenn die Katalysatortemperatur 208 nicht größer als die vorbestimmte Temperatur ist. Ein Leuchtensteuermodul 228 kann die Anzeigeleuchte 182 beleuchten, wenn der Katalysatorauslöser 224 erzeugt ist (z.B. in dem aktiven Zustand ist).
Ein Zündfunkensteuermodul 232 steuert das Zündfunkenaktuatormodul 120. Ein Kraftstoffsteuermodul 236 steuert das Kraftstoffaktuatormodul 116. Ein Ventilsteuermodul 240 steuert das Ventilaktuatormodul 146. Ein Zylindersteuermodul 244 erzeugt selektiv Anweisungen für das Zündfunkensteuermodul 232, das Kraftstoffsteuermodul 236 und/oder das Ventilsteuermodul 240.
Beispielhaft kann das Zylindersteuermodul 244 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, die Ansaug- und Abgasventile eines oder mehrerer Zylinder zu deaktivieren, wenn der Katalysatortemperaturauslöser 224 erzeugt ist. Nur beispielhaft kann das Zylindersteuermodul 244 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, die Hälfte der Zylinder der Maschine 102 abzuschalten. Das Zylindersteuermodul 244 schaltet einen oder mehrere Zylinder auf Grundlage der Anweisung von dem Zylindersteuermodul 244 ab.
Das Zylindersteuermodul 244 kann festlegen, welchen des einen oder der mehreren Zylinder das Ventilsteuermodul 240 abschalten soll. Das Zylindersteuermodul 244 kann beispielsweise festlegen, welcher des einen oder der mehreren Zylinder abgeschaltet wird, um Geräusch, Vibration und Rauheit zu minimieren, die auf die Abschaltung des einen oder der mehreren Zylinder zurückführbar sind.
Das Zylindersteuermodul 244 weist das Ventilsteuermodul 240 an, den einen oder die mehreren Zylinder abzuschalten, so dass eine verbrannte Ladung in jedem des einen oder der mehreren Zylinder abgefangen ist. In Bezug auf einen Zylinder kann das Zylindersteuermodul 244 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, den einen Zylinder abzuschalten, nachdem das/die Ansaugventil(e) des einen Zylinders zu öffnen beginnen und bevor das/die Abgasventil(e) des einen Zylinders zu öffnen beginnen. Das Zylindersteuermodul 244 kann das Ventilsteuermodul 240 anweisen, gleichermaßen für jeden des einen oder der mehreren Zylinder, die abzuschalten sind, zu funktionieren.
Das Zylindersteuermodul 244 kann das Kraftstoffsteuermodul 236 anweisen, Kraftstoff zu dem einen oder den mehreren Zylindern abzustellen, wenn der eine oder die mehreren Zylinder abgeschaltet sind. Das Zylindersteuermodul kann das Zündfunkensteuermodul 232 anweisen, um Zündfunken zu dem einen oder den mehreren Zylindern zu sperren, wenn der eine oder die mehreren Zylinder abgeschaltet sind.
Das Zylindersteuermodul 244 kann das Kraftstoffsteuermodul 236 anweisen, Kraftstoff an die nicht abgeschalteten Zylinder zu liefern, um etwa ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen. Das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Gemisch kann in Hinblick auf ein Äquivalenzverhältnis (Lambda) ausgedrückt werden. Nur beispielhaft kann das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Gemisch zwischen etwa 13:1 und 14,7:1 (Stöchiometrie), zwischen etwa 14:1 und 14,7:1 oder einem anderen geeigneten Wert für ein Benzinmaschinensystem liegen. Im Hinblick auf das Äquivalenzverhältnis kann das Zylindersteuermodul 244 das Kraftstoffsteuermodul 236 anweisen, Kraftstoff an die nicht abgeschalteten Zylinder zu liefern, um ein Äquivalenzverhältnis zwischen etwa 0,88 und 1,0, zwischen etwa 0,95 und 1,0 oder einem anderen geeigneten Wert zu erzeugen. Ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, das geringfügig fett ist, kann ein Kühlen der Katalysatortemperatur weiter unterstützen.
Das Zylindersteuermodul 244 weist das Ventilsteuermodul 240 an, den einen oder die mehreren Zylinder für eine vorbestimmte Periode abzuschalten. Die vorbestimmte Periode kann im Hinblick auf eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen oder eine vorbestimmte Anzahl von Graden einer Kurbelwellendrehung ausgedrückt sein. Nur beispielhaft kann die vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen ein Verbrennungszyklus (z.B. 720° an Kurbelwellenrotation), zwei Verbrennungszyklen (1440° an Kurbelwellenrotation) oder eine andere geeignete Anzahl von Verbrennungszyklen sein. Das Zylindersteuermodul 244 kann auch das Zündfunkensteuermodul 232 und das Kraftstoffsteuermodul 236 anweisen, Zündfunken bzw. Kraftstoff an den einen oder die mehreren Zylinder für die vorbestimmte Periode zu sperren.
Das Abfangen der verbrannten Ladungen in jedem des einen oder der mehreren Zylinder erlaubt eine Übertragung von Wärme der verbrannten Ladungen an Maschinenkomponenten und Maschinenfluide. 3 weist eine erste und zweite beispielhafte Veranschaulichung 304 und 308 der Zylindergastemperatur 312 gegenüber dem Kurbelwellenwinkel 316 auf.
Bei der beispielhaften Darstellung 304 sind die Ansaug- und Abgasventile eines Zylinders etwa bei Kurbelwinkel 320 abgeschaltet, so dass eine verbrannte Ladung in dem Zylinder abgefangen wird. Der Zylinder wird für den Rest der beispielhaften Darstellung 304 abgeschaltet. Ein Verbrennungszyklus kann zwischen Zeit 320 und Zeit 322 definiert sein. Wie gezeigt ist, nimmt die Temperatur 312 ab, wenn Wärme weg von der verbrannten Ladung übertragen wird. Mit anderen Worten nimmt die Temperatur 312 allgemein ab, wenn die Periode, die die verbrannte Ladung abgefangen ist, zunimmt. Die beispielhafte Kurve 324 verfolgt Spitzen in der Temperatur 312 nach der Abschaltung des Zylinders. Die Temperatur 312 nimmt nach der Abschaltung zu und ab, da der Kolben die verbrannte Ladung komprimiert bzw. expandiert.
Bei der beispielhaften Veranschaulichung 308 sind die Ansaug- und Abgasventile des Zylinders etwa bei dem Kurbelwinkel 320 abgeschaltet. Der Zylinder ist für einen Verbrennungszyklus des Zylinders abgeschaltet, bevor der Zylinder wieder angeschaltet wird. Mit anderen Worten wird die verbrannte Ladung von dem Zylinder einen Verbrennungszyklus nach dem sie ansonsten von dem Zylinder ausgestoßen worden wäre, ausgestoßen. Demgemäß ist die verbrannte Ladung kälter, als sie ansonsten gewesen wäre, wenn der Zylinder nicht abgeschaltet gewesen wäre. Die Abgasventilöffnungen sind durch 326 angegeben. Die Verbrennungsereignisse sind durch 328 angegeben.
Zurück Bezug nehmend auf 2 überwacht das Zylindersteuermodul 244 die Kurbelwellenposition 248 und schaltet selektiv den einen oder die mehreren (abgeschalteten) Zylinder erneut ein, wenn die vorbestimmte Periode (z.B. Betrag der Kurbelwellenrotation) verstrichen ist. Genauer kann das Zylindersteuermodul 244 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, ein Öffnen der Ansaug- und Abgasventile wieder zu aktivieren, wenn die vorbestimmte Periode verstrichen ist. Das Ventilsteuermodul 240 schaltet selektiv den einen oder die mehreren Zylinder erneut ein, so dass die Abgasventile zunächst offen sind, um die verbrannten Ladungen von den einen oder den mehreren Zylindern auszustoßen. Das Zylindersteuermodul 244 kann auch das Zündfunkensteuermodul 232 und das Kraftstoffsteuermodul 236 anweisen, Kraftstoff bzw. Zündfunken für jeden der vorher abgeschalteten Zylinder für die Zylinderverbrennungszyklen bereitzustellen.
Ein Freigabemodul 260 kann das Zylindersteuermodul 244 selektiv freigeben und sperren. Das Freigeben und Sperren des Zylindersteuermoduls 244 kann erlauben bzw. verhindern, dass das Zylindersteuermodul 244 den einen oder die mehreren Zylinder abschaltet, wenn der Katalysatortemperaturauslöser 224 erzeugt wird.
Das Freigabemodul 260 kann das Zylindersteuermodul 244 auf Grundlage dessen freigeben und sperren, ob das Ventilaktuatormodul 146 betriebsfähig ist. Nur beispielhaft kann bei Implementierungen mit einer kurbelwellengetriebenen Ölpumpe das Freigabemodul 260 das Zylindersteuermodul 244 sperren, wenn die Maschinendrehzahl 264 größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Freigabemodul 260 das Zylindersteuermodul 244 sperren, wenn die Öltemperatur 268 kleiner als eine zweite vorbestimmte Temperatur ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Freigabemodul 260 das Zylindersteuermodul 244 sperren, wenn der Öldruck 272 kleiner als ein vorbestimmter Druck ist.
Umgekehrt gesagt kann das Freigabemodul 260 das Zylindersteuermodul 244 freigeben, wenn die Maschinendrehzahl kleiner als die vorbestimmte Drehzahl ist, die Öltemperatur 268 größer als die zweite vorbestimmte Temperatur ist und der Öldruck 272 größer als der vorbestimmte Druck ist. Nur beispielhaft kann die vorbestimmte Drehzahl etwa 300 U/min sein, die zweite vorbestimmte Temperatur kann etwa 0°C sein und der vorbestimmte Druck kann etwa 15 Pfund pro Quadratzoll (psi) sein. Ein Maschinendrehzahlbestimmungsmodul 276 kann die Maschinendrehzahl 264 auf Grundlage der Kurbelwellenposition 248 bestimmen.
Nun Bezug nehmend auf 4 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das beispielhaftes Verfahren 400 zum Steuern einer Ventilbetätigung auf Grundlage der Katalysatortemperatur 208 zeigt. Bei 404 bestimmt die Steuerung, ob die Katalysatortemperatur 208 größer als die vorbestimmte Temperatur ist. Wenn dies nicht zutrifft, kann bei 408 die Steuerung den Katalysatortemperaturauslöser 224 in den inaktiven Zustand setzen und enden. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung bei 412 den Katalysatortemperaturauslöser 224 in den aktiven Zustand setzen (d.h. den Katalysatortemperaturauslöser 224 erzeugen) und mit 416 fortfahren. Nur beispielhaft kann die vorbestimmte Temperatur etwa 875°C oder eine andere geeignete Temperatur sein, oberhalb der der Katalysator 132 einem Schaden ausgesetzt sein kann. Die Anzeigeleuchte 182 kann beleuchtet werden, wenn der Katalysatortemperaturauslöser 224 in dem aktiven Zustand ist.
Bei 416 kann die Steuerung ein angewiesenes Äquivalenzverhältnis (EQR) für die Zylinder setzen. Das angewiesene EQR kann für sowohl Zylinder, die abzuschalten sind, als auch Zylinder eingestellt werden, die eingeschaltet bleiben sollen. Nur beispielhaft kann die Steuerung anweisen, dass Kraftstoff an Zylinder geliefert wird, um das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Gemisch oder Äquivalenzverhältnis zu erreichen.
Bei 420 kann die Steuerung bestimmen, ob eine oder mehrere Freigabebedingungen erfüllt sind. Nur beispielhaft kann die Steuerung bestimmen, ob die Maschinendrehzahl 264 kleiner als die vorbestimmte Drehzahl ist, die Öltemperatur 268 kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist und der Öldruck 272 kleiner als der vorbestimmte Druck ist. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit 424 fortfahren; wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung ein Abschalten des einen oder der mehreren Zylinder vermeiden und enden.
Die Steuerung kann bei 424 (die Ansaug- und Abgasventile des) einen oder mehrere Zylinder abschalten, so dass eine verbrannte Ladung in jedem des einen oder der mehreren Zylinder abgefangen wird. Die Steuerung kann auf Grundlage der Katalysatortemperatur 208 die Anzahl von Zylindern bestimmen, die abzuschalten sind. Nur beispielhaft kann die Steuerung die Anzahl erhöhen, wenn die Katalysatortemperatur 208 zunimmt.
Die Steuerung schaltet bei 424 den einen oder die mehreren Zylinder für die vorbestimmte Periode (z.B. eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen oder Rotationsgraden der Kurbelwelle) ab. Nur beispielhaft kann die Steuerung den einen oder die mehreren Zylinder für einen Verbrennungszyklus (z.B. 720° Kurbelwellenrotation), zwei Verbrennungszyklen (z.B. 1440° Kurbelwellenrotation) oder eine andere geeignete Periode abschalten. Das Abfangen und Halten der verbrannten Ladungen in dem einen oder den mehreren Zylindern für zumindest einen Verbrennungszyklus kühlt die verbrannten Ladungen durch Übertragung von Wärme von den verbrannten Ladungen auf die Maschinenkomponenten und Maschinenfluide.
Bei 428, nachdem die vorbestimmte Periode verstrichen ist, schaltet die Steuerung selektiv den einen oder die mehreren Zylinder erneut ein, so dass die verbrannten Ladungen ausgegeben werden. Auf diese Weise werden die (nun kälteren) verbrannten Ladungen an das Abgassystem 130 ausgegeben. Die kälteren verbrannten Ladungen können helfen, den Katalysator 132 zu kühlen, und/oder ein Verhindern eines weiteren Anstiegs der Katalysatortemperatur 208 unterstützen. Ein Kühlen des Katalysators 132 unter Verwendung einer selektiven Zylinderabschaltung kann Einsparungen beim Kraftstoffverbrauch relativ zu Katalysatorkühlsystemen bereitstellen, die den Katalysator 132 dadurch kühlen, dass ein vorbestimmtes fettes Luft/Kraftstoff-Gemisch (z.B. etwa10:1 für eine Benzinmaschine) bereitgestellt wird. Während die Steuerung als endend gezeigt und beschrieben ist, veranschaulicht das Beispiel von 4 einen Regelkreis, und die Steuerung kann zu 404 zurückkehren.
Nun Bezug nehmend auf 5 ist ein anderes Funktionsblockschaubild des Schutzmoduls 180 dargestellt. Ein zweites Auslösemodul 504 empfängt die Maschinendrehzahl 264. Das zweite Auslösemodul 504 erzeugt selektiv einen Maschinendrehzahlauslöser (z.B. ein Signal) 508 auf Grundlage der Maschinendrehzahl 264. Genauer erzeugt das Auslösemodul 220 den Maschinendrehzahlauslöser 508, wenn die Maschinendrehzahl 264 größer als eine erste vorbestimmte Drehzahl ist. Nur beispielhaft kann die erste vorbestimmte Drehzahl etwa 7000 U/min oder eine andere geeignete Drehzahl sein.
Das zweite Auslösemodul 504 kann beispielsweise den Maschinendrehzahlauslöser 508 in einen aktiven Zustand setzen, wenn die Maschinendrehzahl 264 größer als die erste vorbestimmte Drehzahl ist. Umgekehrt gesagt kann das zweite Auslösemodul 504 den Maschinendrehzahlauslöser 508 in einen inaktiven Zustand setzen, wenn die Maschinendrehzahl 264 nicht größer als die erste vorbestimmte Drehzahl ist. Das Leuchtensteuermodul 228 kann die Anzeigeleuchte 182 beleuchten, wenn der Maschinendrehzahlauslöser 508 erzeugt wird (z.B. in dem aktiven Zustand). Ein oder mehrere Maschinenkomponenten können beschädigt sein, wenn die Maschinendrehzahl 264 größer als die erste vorbestimmte Drehzahl ist. Nur beispielhaft können die Beispiele von Maschinenkomponenten, die beschädigt werden können, ein Ventil, eine Flex-Platte, ein Pleuellager und/oder eine oder mehrere andere Maschinenkomponenten aufweisen.
Ein Zylindersteuermodul 512 erzeugt selektiv Anweisungen für das Zündfunkensteuermodul 232, das Kraftstoffsteuermodul 236 und/oder das Ventilsteuermodul 240. Beispielsweise kann das Zylindersteuermodul 512 das Kraftstoffsteuermodul 236 anweisen, Kraftstoff zu allen Zylindern der Maschine 102 abzustellen, wenn der Maschinendrehzahlauslöser 508 erzeugt wird. Das Zylindersteuermodul 512 kann auch das Zündfunkensteuermodul 232 anweisen, Zündfunken zu allen Zylindern der Maschine 102 abzustellen, wenn der Maschinendrehzahlauslöser 508 erzeugt wird.
Das Zylindersteuermodul 512 weist das Ventilsteuermodul 240 an, alle Zylinder der Maschine 102 abzuschalten, wenn der Maschinendrehzahlauslöser 508 erzeugt ist und Kraftstoff abgestellt worden ist. Genauer weist das Zylindersteuermodul 512 das Ventilsteuermodul 240 an, alle Zylinder so abzuschalten, dass eine Frischluftladung (ohne Kraftstoff) in jedem der Zylinder abgefangen ist.
Sobald eine Frischluftladung in jedem der Zylinder für eine zweite vorbestimmte Periode abgefangen worden ist, kann das Zylindersteuermodul 512 eine Überwachung der Maschinendrehzahl 264 beginnen. Die zweite vorbestimmte Periode kann im Hinblick auf einen vorbestimmten Betrag an Kurbelwellenrotation oder eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen ausgedrückt werden. Nur beispielhaft kann die zweite vorbestimmte Periode ein Verbrennungszyklus (z.B. 720° an Kurbelwellenrotation) oder eine andere geeignete Periode sein. Ein Sperren einer Verbrennung in der Maschine 102 verlangsamt die Maschinendrehzahl 264.
Wenn die Maschinendrehzahl 264 nach der zweiten vorbestimmten Periode kleiner als die zweite vorbestimmte Drehzahl ist, kann das Zylindersteuermodul 512 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, einen Zylinder erneut anzuschalten, so dass die Frischluftladung von dem einen Zylinder ausgestoßen wird. Das Zylindersteuermodul 512 kann auch das Kraftstoffsteuermodul 236 anweisen, Kraftstoff an den einen Zylinder zu liefern, und das Zündfunkensteuermodul 232 anweisen, Zündfunken an den einen Zylinder zu liefern, nachdem die Frischluftladung ausgestoßen ist. Das Zylindersteuermodul 512 kann selektiv die Zylinder erneut anschalten und beginnen, die Zylinder einer nach dem anderen mit Kraftstoff und Zündfunken zu versehen, bis alle Zylinder erneut angeschaltet sind. Die zweite vorbestimmte Drehzahl ist kleiner als die erste vorbestimmte Drehzahl und kann beispielsweise etwa 6500 U/min oder eine andere geeignete Drehzahl betragen. Wenn die Maschinendrehzahl 264 größer als die zweite vorbestimmte Drehzahl ist, jedoch kleiner als die erste vorbestimmte Drehzahl ist, kann das Zylindersteuermodul 512 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, alle Zylinder abzuschalten, wenn ein oder mehrere der Zylinder erneut angeschaltet worden sind.
Wenn die Maschinendrehzahl nach der zweiten vorbestimmten Periode nicht kleiner als die zweite vorbestimmte Drehzahl ist, kann das Zylindersteuermodul 512 das Ventilsteuermodul 240 selektiv anweisen, eine Maschinenbremsung auszuführen. Nur beispielhaft kann das Zylindersteuermodul 512 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, eine Maschinenbremsung auszuführen, wenn die Maschinendrehzahl 264 größer als eine dritte vorbestimmte Drehzahl ist. Die dritte vorbestimmte Drehzahl ist größer als die erste vorbestimmte Drehzahl (und daher größer als die zweite vorbestimmte Drehzahl). Nur beispielhaft kann die dritte vorbestimmte Drehzahl etwa 7250 U/min oder eine andere geeignete Drehzahl sein.
Das Zylindersteuermodul 512 kann das Ventilsteuermodul 240 anweisen, eine Maschinenbremsung unter Verwendung einer Abgasventilöffnung auszuführen. Nur beispielhaft kann das Zylindersteuermodul 512 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, eine Ventilbetätigung zu steuern, so dass jedes der Abgasventile mit einem vorbestimmten Betrag an Hub geöffnet wird. Der vorbestimmte Betrag an Hub kann beispielsweise etwa 1 Millimeter (mm) an Hub, kleiner als 1 mm oder einen anderen geeigneten Betrag an Hub aufweisen. Der vorbestimmte Hubbetrag kann beispielsweise eingestellt werden, um zu verhindern, dass die Abgasventile jemals mit einem Kolben in Kontakt treten.
Nur für ein anderes Beispiel kann das Zylindersteuermodul 512 das Ventilsteuermodul 240 anweisen, die Ventilöffnung zu steuern, so dass jedes Abgasventil eines Zylinders öffnet, wenn der Kolben des Zylinders sich zu der UT-Position bewegt, und schließt, wenn sich der Kolben zu der OT-Position bewegt. Das Zylindersteuermodul 512 kann das Ventilsteuermodul 240 anweisen, die Abgasventile der anderen Zylinder gleichermaßen oder identisch zu steuern.
6 weist eine beispielhafte Darstellung der Beziehung zwischen der ersten, zweiten und dritten vorbestimmten Drehzahl auf. Die erste vorbestimmte Drehzahl ist durch 604 gezeigt. Die zweite vorbestimmte Drehzahl ist durch 608 gezeigt und die dritte vorbestimmte Drehzahl ist durch 612 gezeigt.
Nun Bezug nehmend auf 7 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren 700 zur Steuerung einer Ventilbetätigung auf Grundlage der Maschinendrehzahl 264 zeigt. Die Steuerung kann mit 704 beginnen, wo die Steuerung bestimmt, ob die Maschinendrehzahl 264 größer als die erste vorbestimmte Drehzahl 604 ist. Wenn dies zutrifft, fährt die Steuerung mit 708 fort; wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung enden. Nur beispielhaft kann die erste vorbestimmte Drehzahl 604 etwa 7000 Umdrehungen pro Minute betragen.
Bei 708 stellt die Steuerung Kraftstoff zu allen Zylindern der Maschine 102 ab. Die Steuerung kann auch Zündfunken zu allen Zylindern bei 708 sperren. Bei 712 schaltet die Steuerung alle Zylinder der Maschine 102 ab, so dass eine Frischluftladung in jedem der Zylinder der Maschine 102 abgefangen wird. Die Steuerung fängt eine Frischluftladung in einem Zylinder durch Deaktivieren der Ventile des Zylinders ab, nachdem das Ansaugventil für einen gegebenen Verbrennungszyklus des Zylinders geschlossen ist. Die Steuerung wartet bei 716 die zweite vorbestimmte Periode ab. Nur beispielhaft kann die zweite vorbestimmte Periode 716 ein Verbrennungszyklus oder eine andere geeignete Periode sein.
Die Steuerung bestimmt bei 720, ob die Maschinendrehzahl 264 kleiner als die zweite vorbestimmte Drehzahl 608 ist. Wenn dies zutrifft kann die Steuerung mit 724 fortfahren; wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung mit 736 fortfahren, was nachfolgend detaillierter diskutiert ist. Die zweite vorbestimmte Drehzahl 608 ist kleiner als die erste vorbestimmte Drehzahl 604. Nur beispielhaft kann die zweite vorbestimmte Drehzahl 608 etwa 6500 U/min betragen.
Bei 724 weist die Steuerung einen Zylinder der abgeschalteten Zylinder zum erneuten Einschalten an, so dass die Frischluftladung von dem einen Zylinder ausgestoßen wird. Die Steuerung kann bei 724 auch Kraftstoff und Zündfunken zur Bereitstellung an den einen Zylinder anweisen. Die Steuerung wartet bei 728 eine dritte vorbestimmte Periode ab. Die dritte vorbestimmte Periode kann so eingestellt sein, dass die Steuerung die Drehmomenterzeugungskapazität ausreichend langsam rampenartig anhebt, um einen signifikanten Anstieg der Maschinendrehzahl 264 und/oder des Maschinendrehmoments zu verhindern, wenn die Zylinder erneut angeschaltet werden. Nur beispielhaft kann die dritte vorbestimmte Periode etwa zwei Verbrennungszyklen oder eine andere geeignete Periode sein. Die Steuerung bestimmt bei 732, ob ein oder mehrere Zylinder immer noch abgeschaltet sind. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung zu 720 zurückkehren; wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung enden. Während die Steuerung als endend gezeigt und beschrieben ist, veranschaulicht das Beispiel von 7 einen Regelkreis, und die Steuerung kann zu 704 zurückkehren.
Zurück Bezug nehmend auf 736 (wenn bei 720 die Maschinendrehzahl 264 nicht kleiner als die zweite vorbestimmte Drehzahl 608 ist) bestimmt die Steuerung, ob die Maschinendrehzahl 264 größer als die dritte vorbestimmte Maschinendrehzahl 612 ist. Wenn dies zutrifft, fährt die Steuerung mit 740 fort; wenn dies nicht zutrifft, läuft die Steuerung zu 752, was nachfolgend weiter diskutiert ist. Die dritte vorbestimmte Drehzahl 612 ist größer als die erste vorbestimmte Drehzahl 604. Nur beispielhaft kann die dritte vorbestimmte Drehzahl 612 etwa 7250 U/min betragen.
Bei 740 stellt die Steuerung Kraftstoff zu allen Zylindern der Maschine 102 ab. Die Steuerung kann bei 740 auch Zündfunken zu allen Zylindern sperren. Bei 744 führt die Steuerung eine Maschinenbremsung unter Verwendung einer Abgasventilöffnung durch. Nur beispielhaft kann die Steuerung bei 744 eine Öffnung aller Abgasventile auf Grundlage des vorbestimmten Hubbetrages anweisen. Nur für ein anderes Beispiel kann die Steuerung ein Öffnen der Abgasventile aufweisen, wenn sich die Kolben zu den OT-Positionen bewegen, und ein Öffnen der Abgasventile aufweisen, wenn sich die Kolben zu den UT-Positionen bewegen.
Bei 748 wartet die Steuerung eine vierte vorbestimmte Periode ab, bevor sie zu 720 zurückkehrt. Die vierte vorbestimmte Periode kann gleich wie oder verschieden von der zweiten vorbestimmten Periode sein. Nur beispielhaft kann die vierte vorbestimmte Periode ein Verbrennungszyklus oder eine andere geeignete Periode sein.
Zurück Bezug nehmend auf 752 (wenn bei 736 die Maschinendrehzahl 264 nicht größer als die dritte vorbestimmte Drehzahl 612 ist) kann die Steuerung bestimmen, ob die Maschinendrehzahl 264 kleiner als die erste vorbestimmte Drehzahl 604 ist. Wenn dies zutrifft, kann die Steuerung mit 756 fortfahren; wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung zu 720 zurückkehren. Bei 756 kann die Steuerung alle Zylinder abschalten, und die Steuerung kann bei 760 eine fünfte vorbestimmte Periode abwarten, bevor sie zu 720 zurückkehrt. Die fünfte vorbestimmte Periode kann gleich wie oder verschieden von der zweiten vorbestimmten Periode sein. Nur beispielhaft kann die fünfte vorbestimmte Periode ein Verbrennungszyklus oder eine andere geeignete Periode sein.

Claims

Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend: Erzeugen eines Auslösers, wenn eine Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist; und in Ansprechen auf die Erzeugung des Auslösers: Sperren eines Öffnens eines Abgasventils eines Zylinders für eine Abgasphase eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders; Sperren eines Öffnens des Abgasventils für N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen; und Freigeben eines Öffnens des Abgasventils für einen zweiten Verbrennungszyklus, der den N Verbrennungszyklen folgt, wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist; ferner umfassend, wenn eine Maschinendrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, die größer als Null ist, ein Verhindern des Sperrens des Öffnens des Abgasventils des Zylinders für die Abgasphase des ersten Verbrennungszyklus des Zylinders und des Sperrens des Öffnens des Abgasventils für die N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend in Ansprechen auf die Erzeugung des Auslösers: Sperren eines Öffnens eines Ansaugventils des Zylinders für die N Verbrennungszyklen; und Sperren eines Öffnens des Ansaugventils für den zweiten Verbrennungszyklus.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei N eine ganze Zahl kleiner als Drei ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bereitstellen von Kraftstoff an den Zylinder während des ersten Verbrennungszyklus; und in Ansprechen auf die Erzeugung des Auslösers Abstellen von Kraftstoff zu dem Zylinder für die N Verbrennungszyklen und den zweiten Verbrennungszyklus.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner mit einer Bereitstellung von Kraftstoff zu einem weiteren Zylinder während der N Verbrennungszyklen und des zweiten Verbrennungszyklus auf Grundlage eines Äquivalenzverhältnisses zwischen 0,88 und 1,0.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner mit einem Bereitstellen von Kraftstoff an einen weiteren Zylinder während der N Verbrennungszyklen und des zweiten Verbrennungszyklus auf Grundlage eines Äquivalenzverhältnisses zwischen 0,95 und 1,0.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Beleuchten einer Anzeigeleuchte, wenn der Auslöser erzeugt ist.
Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend: Erzeugen eines Auslösers, wenn eine Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist; und in Ansprechen auf die Erzeugung des Auslösers: Sperren eines Öffnens eines Abgasventils eines Zylinders für eine Abgasphase eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders; Sperren eines Öffnens des Abgasventils für N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen; und Freigeben eines Öffnens des Abgasventils für einen zweiten Verbrennungszyklus, der den N Verbrennungszyklen folgt, wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist; ferner umfassend, wenn eine Öltemperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist, ein Verhindern des Sperrens des Öffnens des Abgasventils des Zylinders für die Abgasphase des ersten Verbrennungszyklus des Zylinders und des Sperrens des Öffnens des Abgasventils für die N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen.
Verfahren für ein Fahrzeug, umfassend: Erzeugen eines Auslösers, wenn eine Katalysatortemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist; und in Ansprechen auf die Erzeugung des Auslösers: Sperren eines Öffnens eines Abgasventils eines Zylinders für eine Abgasphase eines ersten Verbrennungszyklus des Zylinders; Sperren eines Öffnens des Abgasventils für N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen; und Freigeben eines Öffnens des Abgasventils für einen zweiten Verbrennungszyklus, der den N Verbrennungszyklen folgt, wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist; ferner umfassend, wenn ein Öldruck kleiner als ein vorbestimmter Druck ist, ein Verhindern des Sperrens des Öffnens des Abgasventils des Zylinders für die Abgasphase des ersten Verbrennungszyklus des Zylinders und des Sperrens des Öffnens des Abgasventils für die N Verbrennungszyklen des Zylinders, die dem ersten Verbrennungszyklus folgen.