DE102013204090A1

DE102013204090A1 - Verfahren und System zur Motorluftsteuerung

Info

Publication number: DE102013204090A1
Application number: DE102013204090A
Authority: DE
Inventors: Chris Paul Glugla; Michael Damian Czekala
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2013-09-19
Also published as: RU2013110805A; CN103306829A; US9217382B2; US20130245921A1; CN103306829B; US9879627B2; US20160097334A1; RU2630448C2

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme bereitgestellt, um Leerlaufdrehmomentungleichgewichte zwischen Zylindern durch Betätigen einer gemeinsamen Nockenwelle zu reduzieren, an die die Zylinder gekoppelt sind. Die Nockenwelle kann innerhalb von Nockenwellengrenzen während jedes Verbrennungsereignisses jedes Zylinders eingestellt werden. Auf diese Weise können Leerlauf-NVH-Probleme behandelt werden.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme zum Steuern eines Motorbetriebs.
Unter Leerlaufdrehzahlbedingungen kann die Motorverbrennung eine wesentliche Variation aufweisen. Die Variation bei der Verbrennung kann auf unterschiedliche Faktoren zurückgeführt werden, einschließlich Unterschieden bei der Kraftstoffversorgung, der Ladungsvorbereitung, der Ladungsverteilung und Rest-abgasen zwischen Zylindern. Die Variation bei der Verbrennung führt zu einer Variation beim Zylinderdruck (z.B. induzierter Mitteldruck des Zylinders) sowie beim Abtriebsmoment des Zylinders. Die Drehmomentvariationen können dann auf das Motorlagerungssystem übertragen werden, was zur Schwingungsübertragung und verwandten Akustik- und Schwingungsproblemen (NVH- Noise, Vibration, Harshness/Heat) führt. Bei bestimmten Frequenzen kann die Schwingung für den Fahrzeugbediener störend sein.
Ein Ansatz zum Behandeln der Zylinderdrehmomentvariation beim Motorleerlauf wird von Nakasaka in US 2007/0163547 gezeigt. Darin wird die Variation bei der Einlassluftmenge zwischen Zylindern bestimmt und eine variable Ventileinrichtung wird entsprechend eingestellt. Insbesondere wird ein Arbeitswinkel und ein Hubausmaß der variablen Ventileinrichtung für jeden Zylinder eingestellt, bis die Variationen innerhalb eines zulässigen Bereichs liegen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch bei einem derartigen Ansatz ein potentielles Problem identifiziert. Als Beispiel wird bei Motoren, die mit einem gemeinsamen Aktuator zum Betätigen der Ventile von mehreren Zylindern (z.B. nockenbasierte Ventilaktuatoren) konfiguriert sind, eine Positionsänderung des gemeinsamen Aktuators die Ventilsteuerung aller an diesen Aktuator gekoppelten Zylinder ändern. Außerdem wird die gleiche Änderung (Ausmaß, Grad und Richtcharakteristik) auf jeden Zylinder wirken. Jedoch wird eine Aktuatorposition, die Drehmomentvariationen in einem ersten Zylinder verbessert, der an dem gemeinsamen Aktuator gekoppelt ist, Drehmomentvariationen bei einem oder mehreren anderen, an den Aktuator gekoppelten Zylindern verschlimmern. Selbst mit der Ventilsteuerungseinstellung können folglich Drehmomentvariationen und verwandte NVH-Probleme weiter bestehen. Insgesamt kann sich die Motorleistung verschlechtern.
Somit können bei einem Beispiel einige der obigen Probleme durch ein Verfahren zum Einstellen der Ventilsteuerung eines Motors zumindest teilweise behandelt werden. Das Verfahren kann Folgendes umfassen: Betätigen von Einlass- und/oder Auslassventilen von zwei oder mehr Zylindern über eine Nockenwelle und Einstellen der Nockenwelle während Motorleerlaufbedingungen für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder. Auf diese Weise kann ein gemeinsamer Aktuator eingestellt werden, um Zylinder-Zylinder-Drehmomentvariationen zu kompensieren.
Bei einem Beispiel kann jeder eines ersten und eines zweiten Zylinders auf einer gemeinsamen Motorbank an eine gemeinsame Nockenwelle gekoppelt sein. Der erste und zweite Zylinder können zwischen sich eine Drehmomentvariation auf der Basis von Zylinder-Zylinder-Ungleichgewichten bei Restabgasen, Einlassluftladung, Kraftstoffversorgung, Verdünnung usw. zwischen Zylindern aufweisen. Ein Controller kann die Drehmomentvariation schätzen und dementsprechend eine erste Nockenwelleneinstellung einschließlich einer ersten Nockenwellenposition bestimmen für dann, wenn der erste Zylinder zündet, und einer zweiten, anderen Nockenwellenposition für dann, wenn der zweite Zylinder bei einem beliebigen gegebenen Motorzyklus zündet. Die Nockenwelleneinstellungen können ermöglichen, die Drehmomentvariationen zwischen den beiden Zylindern zu reduzieren. Der Controller kann weiterhin Nockenwelleneinstellungsgrenzen (z.B. physische Grenzen, über die hinaus eine Position der Nockenwelle nicht weiter eingestellt werden kann) auf der Basis der aktuellen Motordrehzahl sowie der Zündreihenfolge der beiden, eine Drehmomentvariation aufweisenden Zylinder bestimmen. Falls die gewünschte erste Nockenwelleneinstellung innerhalb der bestimmten Grenze liegt, dann kann der Controller während des Motorleerlaufs die Nockenwelle während des Zündens des ersten beziehungsweise des zweiten Zylinders zu der ersten und zweiten Position verschieben. Hierbei können die erste und zweite Position ausreichend getrennt sein, so dass die Nockenwelle zu den entsprechenden Verbrennungsereignissen zwischen den Positionen umschalten kann. Auf diese Weise kann die Drehmomentvariation nur unter Einsatz von Nockeneinstellungen und unter Beibehaltung des Zündzeitpunkts bei MBT (Minimum Spark Advance for Best Torque – kleinste Vorzündung für bestes Drehmoment) behandelt werden.
Falls jedoch die gewünschte Nockenwelleneinstellung außerhalb der vorbestimmten Grenze liegt, dann ist es möglicherweise physisch unmöglich, dass die Nockenwelle in der zugewiesenen Zeit zwischen den Positionen umschaltet. Um die Drehmomentvariationen zu behandeln, kann der Controller somit während des Motorleerlaufs eine zweite, andere Nockenwelleneinstellung durchführen, wobei die Nockenwelle zu einer dritten Position verschoben wird, für dann, wenn der erste Zylinder zündet, und einer vierten, anderen Position, für dann, wenn der zweite Zylinder zündet. Hierbei haben die dritte und vierte Position möglicherweise einen kleineren Abstand und sind möglicherweise nicht selbst in der Lage, die Drehmomentvariation zu behandeln. Somit kann zusätzlich zu der Nockenwelleneinstellung der Zündzeitpunkt (z.B. nach spät) eingestellt werden, um das verbleibende Drehmomentungleichgewicht des zündenden Zylinders zu kompensieren.
Auf diese Weise kann ein gemeinsamer Aktuator verwendet werden, um die Ventilsteuerung von zwei oder mehr Zylindern zu variieren und Zylinder-Zylinder-Drehmomentvariationen zu behandeln. Durch Behandeln des Drehmomentungleichgewichts unter Einsatz von Nockenwelleneinstellungen kann ein zum Behandeln des Drehmomentungleichgewichts erforderliches Ausmaß an Zündverstellung nach spät reduziert werden, wodurch die Kraftstoffökonomie verbessert wird. Durch das Reduzieren von Drehmomentvariationen, die während Motorleerlaufbedingungen entstehen, können NVH-Probleme reduziert und die Motorleistung verbessert werden.
Es versteht sich, dass die obige kurze Darstellung vorgelegt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine wichtigen oder essenziellen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Schutzbereich ausschließlich durch die Ansprüche, die auf die detaillierte Beschreibung folgen, definiert wird. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die etwaige oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile lösen.
1 zeigt ein beispielhaftes Motorsystemlayout.
2 zeigt eine beispielhafte Kopplung von zwei oder mehr Zylindern an eine gemeinsame Nockenwelle.
3 zeigt ein Flussdiagramm auf hoher Ebene zum Einstellen einer Nockenwellenposition während des Motorleerlaufs.
4A–C zeigen beispielhafte Nockenwellenpositionseinstellungen zum Reduzieren von Zylinderdrehmomentvariationen.
Es werden Verfahren und Systeme bereitgestellt zum Einstellen einer Ventilsteuerung von mehreren Motorzylindern (wie etwa in dem Motor von 1) durch Betätigen eines gemeinsamen Aktuators (wie etwa der Nockenwelle von 2). Die Position einer Nockenwelle kann während Motorleerlaufbedingungen auf einer Basis Zylinder für Zylinder eingestellt werden, um Drehmomentvariationen zwischen den an die Nockenwelle gekoppelten Zylindern zu reduzieren. Insbesondere kann während eines beliebigen gegebenen Motorzyklus die Nockenwelle zu einer ersten Position verschoben werden, wenn ein an die Nockenwelle gekoppelter erster Zylinder zündet, und dann zu einer zweiten Position, wenn ein an die Nockenwelle gekoppelter zweiter Zylinder zündet, und so weiter. Ein Controller kann konfiguriert sein zum Durchführen einer Steuerroutine wie etwa der beispielhaften Routine von 3 zum Einstellen einer Position der Nockenwelle innerhalb von Nockenwellengrenzen, um Drehmomentungleichgewichte zwischen den Zylindern zu behandeln. Falls die Einstellung nicht ausreicht, um das Drehmomentungleichgewicht zu behandeln (z.B. ist die Einstellung physisch begrenzt), kann der Controller zusätzliche Zündzeitpunkteinstellungen verwenden, um Drehmomentvariationen zu reduzieren. Beispielhafte Einstellungen sind bei 4A–C gezeigt. Auf diese Weise können Zylinderdrehmomentungleichgewichte und Motorleerlaufs-NVH-Probleme unter Verwendung eines gemeinsamen Aktuators behandelt werden.
1 ist ein Schemadiagramm, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein einen Controller 12 enthaltendes Steuersystem und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener 132 über eine Eingabeeinrichtung 130 gesteuert werden. Bei diesem Beispiel beinhaltet die Eingabeeinrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Die Brennkammer (d.h. Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 enthalten. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, so dass eine Pendelbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs über ein dazwischenliegendes Getriebesystem gekoppelt sein. Weiterhin kann ein Startermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um eine Startoperation des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Einlassluft von einem Einlasskrümmer 46 über eine Einlasspassage 42 empfangen und kann Verbrennungsgase über eine Auslasspassage 48 ausstoßen. Der Einlasskrümmer 46 und die Auslasspassage 48 können über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
Bei diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 durch Nockenbetätigung über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken enthalten und können eines oder mehrere der folgenden Systeme nutzen: Nockenprofilumschaltung (CPS – Cam Profile Switching), variable Nockensteuerung (VCT – Variable Cam Timing), variable Ventilsteuerung (VVT – Variable Valve Timing) und/oder variabler Ventilhub (VVL – Variable Valve Lift), die von dem Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Das zum Variieren des Ventilbetriebs verwendete Nockenbetätigungssystem wird bei 2 weiter ausgeführt. Die Position des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 kann durch Positionssensoren 55 beziehungsweise 57 bestimmt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 über elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung einschließlich CPS- und/oder VCT-Systeme gesteuertes Auslassventil enthalten.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff direkt dorthinein proportional zu der Impulsbreite eines über einen elektronischen Treiber 68 vom Controller 12 empfangenen Signals FPW einzuspritzen. Auf diese Weise liefert die Kraftstoffeinspritzdüse 66 das, was als Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann beispielsweise in der Seite der Brennkammer oder in der Oberseite der Brennkammer montiert sein. Der Kraftstoff kann an die Kraftstoffeinspritzdüse 66 über ein nicht gezeigtes Kraftstoffsystem geliefert werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffrail enthält. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzdüse enthalten, die in einer Konfiguration im Einlasskrümmer 46 angeordnet ist, die bereitstellt, was als Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal vor der Brennkammer 30 bekannt ist.
Die Einlasspassage 42 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselplatte 64 enthalten. Bei diesem bestimmten Beispiel kann die Position der Drosselplatte 64 durch den Controller 12 über ein an einen mit der Drossel 62 enthaltenen Elektromotor oder Aktuator geliefertes Signal variiert werden, eine Konfiguration, die üblicherweise als eine elektronische Drosselsteuerung (ETC – Electronic Throttle Control) bekannt ist. Auf diese Weise kann die Drossel 62 so betätigt werden, dass sie die an die Brennkammer 30 unter anderen Motorzylindern gelieferte Einlassluft variiert. Die Position der Drosselplatte 64 kann durch ein Drosselpositionssignal TP an den Controller 12 geliefert werden. Die Einlasspassage 42 kann einen Luftmassensensor 120 oder einen Krümmer-Absolutdrucksensor 122 zum Liefern jeweiliger Signale MAF und MAP an den Controller 12 enthalten.
Das Zündsystem 88 kann einen Zündfunken über eine Zündkerze 92 als Reaktion auf ein Frühzündungssignal SA von Controller 12 unter gewählten Arbeitsmodi an die Brennkammer 30 liefern. Wenngleich Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, können die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 bei einigen Ausführungsformen in einem Selbstzündungsmodus mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
Der Abgassensor 126 ist vor einer Abgasreinigungseinrichtung 70 an eine Auslasspassage 48 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Liefern einer Anzeige des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas sein, wie etwa eine lineare Sauerstoffsonde oder ein UEGO (Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO, ein HEGO (heated EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungseinrichtung 70 kann ein Dreiwege-Katalysator (TWC – Three Way Catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungseinrichtungen oder Kombinationen davon sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Abgasreinigungseinrichtung 70 während des Betriebs des Motors 10 periodisch zurückgesetzt werden, indem mindestens ein Zylinder des Motors innerhalb eines bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses betrieben wird.
Der Motor 10 kann weiterhin eine Verdichtungseinrichtung wie etwa einen Turbolader oder Supercharger enthalten, mit mindestens einem entlang einer Verdichterpassage 44 angeordneten Verdichter 162, der einen Ladedrucksensor 123 zum Messen von Luftdruck enthalten kann. Bei einem Turbolader kann der Verdichter 162 (z.B. über eine Welle) mindestens teilweise durch eine Turbine 164 angetrieben werden, die entlang einer Auslasspassage 48 angeordnet ist. Für einen Supercharger kann der Verdichter 162 mindestens teilweise durch den Motor und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und enthält möglicherweise keine Turbine. Somit kann das über einen Turbolader oder Supercharger an einen oder mehrere Zylinder des Motors gelieferte Verdichtungsausmaß durch den Controller 12 variiert werden.
Weiterhin kann in den offenbarten Ausführungsformen ein nicht gezeigtes Abgasrückführungssystem (AGR-System) einen gewünschten Teil des Abgases von der Auslasspassage 48 über eine AGR-Passage zur Ladepassage 44 und/oder Einlasspassage 42 lenken. Das an die Ladepassage 44 und/oder die Einlasspassage 42 gelieferte AGR-Ausmaß kann durch den Controller 12 über ein AGR-Ventil variiert werden. Weiterhin kann ein AGR-Sensor innerhalb der AGR-Passage angeordnet sein und kann eine Angabe des Drucks, der Temperatur und/oder der Konzentration des Abgases liefern.
Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, einschließlich Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, bei diesem bestimmten Beispiel als ein Festwertspeicherchip 106 gezeigt, ein Direktzugriffsspeicher 108, ein Arbeitsspeicher 110 und ein Datenbus. Das Speichermedium Festwertspeicher 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert werden, die vom Prozessor 102 ausführbare Anweisungen darstellen, um die unten beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten auszuführen, die erwartet werden, aber nicht spezifisch aufgeführt sind. Der Controller 12 kann zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich eine Messung des angesaugten Luftmassestroms (MAF – Mass Air Flow) von einem Luftmassensensor 120; Motorkühlmitteltemperatur (ECT – Engine Coolant Temperature) von einem an eine Kühlmuffe 114 gekoppelten Temperatursensor 112, ein Zündungsprofil-Aufnehmer-Signal (PIP – Profile Ignition Pickup Signal) von einem an die Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Effekt-Sensor (118) (oder einer anderen Art); eine Drosselposition (TP – Throttle Position) von einem Drosselpositionssensor und ein Krümmer-Absolutdrucksignal (MAP – Manifold Absolute Pressure Signal) von einem Sensor 122. Ein Motordrehzahlsignal (RPM) kann aus dem Signal PIP durch den Controller 12 generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann zum Liefern einer Anzeige von Unterdruck oder Druck in dem Einlasskrümmer verwendet werden. Man beachte, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während einiger Bedingungen kann der MAP-Sensor eine Anzeige des Motordrehmoments angeben. Weiterhin kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Motordrehzahl und anderen Signalen einen Schätzwert der in den Zylinder angesaugten Ladung (einschließlich Luft) liefern. Bei einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen erzeugen.
Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors, und jeder Zylinder kann analog seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse, Zündkerze usw. enthalten. Es können sich jedoch einige oder alle der Zylinder einige Komponenten wie etwa Nockenwellen zum Steuern des Ventilbetriebs teilen. Auf diese Weise kann eine gemeinsame Nockenwelle zum Steuern des Ventilbetriebs für zwei oder mehr Zylinder verwendet werden.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Motors 200 mit einem Controller 202, einem System mit variabler Nockensteuerung (VCT) 232 und einem Motorblock 206 mit mehreren Zylindern 210. Der Motor 200 kann ein Beispiel des in 1 beschriebenen Motors 10 sein. Der Motor 200 ist mit einem Einlasskrümmer 266 gezeigt, der konfiguriert ist zum Liefern von Einlassluft und/oder Kraftstoff an die Zylinder 210a–d, und einem Auslasskrümmer 268, der konfiguriert ist zum Ausstoßen der Verbrennungsprodukte aus den Zylindern 210. Ein Umgebungsluftstrom kann durch die Lufteinlasspassage 260 in das Einlasssystem eintreten, wobei die Strömungsrate der Einlassluft mindestens teilweise durch eine nicht gezeigte Hauptdrossel gesteuert werden kann.
Der Motorblock 206 enthält mehrere Zylinder 210a–d (hier vier). In dem gezeigten Beispiel befinden sich alle Zylinder auf einer gemeinsamen Motorbank. Bei alternativen Ausführungsformen können die Zylinder unter mehreren Bänken aufgeteilt sein. Beispielsweise können sich die Zylinder 210a–b auf einer ersten Bank befinden, während sich die Zylinder 210c–d auf einer zweiten Bank befinden können. Die Zylinder 210a–d können jeweils eine Zündkerze und eine Kraftstoffeinspritzdüse zum direkten Liefern von Kraftstoff an die Brennkammer enthalten, wie oben in 1 beschrieben. Außerdem können die Zylinder 210a–d jeweils durch ein oder mehrere Ventile bedient werden. Bei dem vorliegenden Beispiel enthält jeder Zylinder 210a–d ein entsprechendes Einlassventil 212 und ein Auslassventil 222. Wie unten ausgeführt, enthält der Motor 200 weiterhin eine oder mehrere Nockenwellen 238, 240, wobei jede Nockenwelle dahingehend betätigt werden kann, die Einlass- und/oder Auslassventile von mehreren an eine gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylindern zu betätigen.
Jedes Einlassventil 212 kann zwischen einer offenen Position, die Einlassluft in den entsprechenden Zylinder lässt, und einer geschlossenen Position, die Einlassluft substanziell gegenüber dem Zylinder blockiert, betätigt werden. Weiterhin zeigt 2, wie Einlassventile 212 der Zylinder 210a–d durch eine gemeinsame Einlassnockenwelle 238 betätigt werden können. Die Einlassnockenwelle 238 kann ein Einlassventilbetätigungssystem 214 enthalten. Die Einlassnockenwelle 238 enthält Einlassnocken 216, die ein Nockenlaufprofil zum Öffnen der Einlassventile 212 für eine definierte Einlassdauer aufweisen. Bei einigen nicht gezeigten Ausführungsformen kann die Nockenwelle zusätzliche Einlassnocken mit einem alternativen Nockenlaufprofil enthalten, die das Öffnen der Einlassventile 212 für eine alternative Dauer gestattet (hier auch als ein Nockenprofilumschaltsystem bezeichnet). Auf der Basis des Laufprofils des zusätzlichen Nockens kann die alternative Dauer länger oder kürzer als die definierte Einlassdauer des Einlassnockens 216 sein. Das Laufprofil kann die Nockenhubhöhe, die Nockendauer und/oder die Nockensteuerung beeinflussen. Ein Controller kann in der Lage sein, die Einlassventildauer umzuschalten, indem die Einlassnockenwelle 238 in Längsrichtung bewegt und zwischen Nockenprofilen umgeschaltet wird.
Auf die gleiche Weise kann jedes Auslassventil 222 zwischen einer offenen Position, die Abgas aus dem entsprechenden Zylinder lässt, und einer geschlossenen Position, die Gas substanziell innerhalb des Zylinders zurückhält, betätigt werden. Weiterhin zeigt 2 wie Auslassventile 222 von Zylindern 210a–d durch eine gemeinsame Auslassnockenwelle 240 betätigt werden können. Die Auslassnockenwelle 240 kann in dem Auslassventilbetätigungssystem 224 enthalten sein. Die Auslassnockenwelle 240 enthält Auslassnocken 226, die ein Nockenlaufprofil zum Öffnen der Auslassventile 222 für eine definierte Auslassdauer aufweisen. Bei einigen nicht gezeigten Ausführungsformen kann die Nockenwelle zusätzliche Auslassnocken mit einem alternativen Nockenlaufprofil enthalten, das gestattet, dass die Auslassventile 222 für eine alternative Dauer geöffnet werden. Auf der Basis des Laufprofils des zusätzlichen Nockens kann die alternative Dauer länger oder kürzer als die definierte Auslassdauer des Auslassnockens 226 sein. Das Laufprofil kann die Nockenhubhöhe, die Nockendauer und/oder die Nockensteuerung beeinflussen. Ein Controller kann in der Lage sein, die Auslassventildauer umzuschalten, indem die Auslassnockenwelle 240 in Längsrichtung bewegt und zwischen Nockenprofilen umgeschaltet wird.
Es versteht sich, dass das gezeigte Beispiel zwar die an die Einlassventile jedes Zylinders 210a–d gekoppelte gemeinsame Einlassnockenwelle 238 und die an die Auslassventile jedes Zylinders 210a–d gekoppelte gemeinsame Auslassnockenwelle 240 zeigt, die Nockenwellen bei alternativen Ausführungsformen an Zylinderteilmengen gekoppelt sein können und mehrere Einlass- und/oder Auslassnockenwellen vorliegen können. Beispielsweise kann eine erste Einlassnockenwelle an die Einlassventile einer ersten Teilmenge von Zylindern gekoppelt sein (z.B. an die Zylinder 210a–b gekoppelt sein), während eine zweite Einlassnockenwelle an die Einlassventile einer zweiten Teilmenge von Zylindern gekoppelt sein kann (z.B. an die Zylinder 210c–d gekoppelt). Ebenso kann eine erste Auslassnockenwelle an die Auslassventile einer ersten Teilmenge von Zylindern gekoppelt sein (z.B. an die Zylinder 210a–b gekoppelt), während eine zweite Auslassnockenwelle an die Auslassventile einer zweiten Teilmenge von Zylindern gekoppelt sein kann (z.B. an die Zylinder 210c–d gekoppelt). Noch weiter können ein oder mehrere Einlassventile und Auslassventile an jede Nockenwelle gekoppelt sein. Die an die Nockenwelle gekoppelte Teilmenge von Zylindern kann auf ihrer Position entlang des Motorblocks 206, ihrer Zündreihenfolge, der Motorkonfiguration usw. basieren.
Das Einlassventilbetätigungssystem 214 und das Auslassventilbetätigungssystem 224 können weiterhin Stößelstangen, Kipphebel, Stößel usw. enthalten. Solche Einrichtungen und Merkmale können die Betätigung der Einlassventile 212 und der Auslassventile 222 durch Konvertieren einer Drehbewegung der Nocken in eine Translationsbewegung der Ventile steuern. Wie zuvor erörtert, können die Ventile auch über zusätzliche Nockenlaufprofile an den Nockenwellen betätigt werden, wobei die Nockenlaufprofile zwischen den verschiedenen Ventilen eine variierende Nockenhubhöhe, Nockendauer und/oder Nockensteuerung bereitstellen können. Jedoch könnten, falls gewünscht, alternative Nockenwellenanordnungen (kopfgesteuert und/oder Stößel) verwendet werden. Weiterhin können bei einigen Beispielen die Zylinder 210a–d jeweils mehr als ein Auslassventil und/oder Einlassventil aufweisen. Bei noch weiteren Beispielen kann das Auslassventil 222 oder das Einlassventil 212 eines oder mehrerer Zylinder durch eine gemeinsame Nockenwelle betätigt werden. Noch weiter können bei einigen Beispielen einige der Einlassventile 212 und/oder Auslassventile 222 durch ihre eigene unabhängige Nockenwelle oder eine andere Einrichtung betätigt werden.
Der Motor 200 kann Systeme mit variabler Ventilsteuerung enthalten, beispielsweise das System 232 mit variabler Nockensteuerung (VCT). Ein System mit variabler Ventilsteuerung kann konfiguriert sein, ein erstes Ventil für eine erste Dauer während eines ersten Betriebsmodus zu öffnen. Der erste Betriebsmodus kann bei einer Motorlast unter einem Teilmotorlastschwellwert auftreten. Weiterhin kann das System mit variabler Ventilsteuerung konfiguriert sein zum Öffnen des ersten Ventils für eine zweite Dauer, kürzer als die erste Dauer, während eines zweiten Betriebsmodus. Der zweite Betriebsmodus kann bei einer Motorlast über einem Motorlastschwellwert und einer Motordrehzahl unter einem Motordrehzahlschwellwert auftreten (z.B. bei niedrigen bis mittleren Motordrehzahlen).
Das VCT-System 232 kann ein unabhängiges System mit doppelter variabler Nockenwellensteuerung sein, um die Einlassventilsteuerung und die Auslassventilsteuerung unabhängig voneinander zu ändern. Das VCT-System 232 enthält einen an die gemeinsame Einlassnockenwelle 238 gekoppelten Einlassnockenwellenversteller 234 zum Ändern der Einlassventilsteuerung und einen an die gemeinsame Auslassnockenwelle 240 gekoppelten Auslassnockenwellenversteller 236 zum Ändern der Auslassventilsteuerung. Das VCT-System 232 kann konfiguriert sein, die Ventilsteuerung durch Frühverstellung oder Spätverstellung der Nockensteuerung nach früh oder spät zu verstellen und kann über Signalleitungen vom Controller 202 gesteuert werden. Das VCT-System 232 kann konfiguriert sein zum Variieren der Steuerung von Ventilöffnungs- und -schließereignissen durch Variieren der Beziehung zwischen der Kurbelwellenposition und der Nockenwellenposition. Beispielsweise kann das VCT-System 232 konfiguriert sein zum Drehen der Einlassnockenwelle 238 und/oder Auslassnockenwelle 240 unabhängig von der Kurbelwelle, um zu bewirken, dass die Ventilsteuerung nach früh oder spät verstellt wird. Bei einigen Ausführungsformen kann das VCT-System 232 eine über das Nockendrehmoment betätigte Einrichtung sein, die konfiguriert ist zum schnellen Variieren der Nockensteuerung. Bei einigen Ausführungsformen kann die Ventilsteuerung wie etwa das Einlassende (IVC – Intake Valve Closing) und das Auslassende (EVC – Exhaust Valve Closing) durch eine Einrichtung mit stufenlos variierbarem Ventilhub (CVVL – Continuously Variable Valve Lift) variiert werden.
Die oben beschriebenen Ventil-/Nockensteuereinrichtungen und -systeme können hydraulisch angetrieben oder elektrisch betätigt werden oder Kombinationen davon. Bei einem Beispiel kann eine Position der Nockenwelle über eine Nockenphaseneinstellung eines elektrischen Aktuators (z.B. eines elektrisch betätigten Nockenverstellers) mit einer Treue geändert werden, die die der meisten hydraulisch betriebenen Nockenversteller übersteigt. Signalleitungen können Steuersignale an das VCT-System 232 senden und eine Nockensteuerung- und/oder Nockenwahlmessung davon empfangen.
Bei dem gezeigten Beispiel beeinflusst, da die Einlassventile aller Zylinder 210a–d durch eine gemeinsame Einlassnockenwelle betätigt werden, eine Änderung bei der Position der Einlassnockenwelle 238 die Einlassventilposition und -steuerung aller Zylinder. Da die Auslassventile aller Zylinder 210a–d durch eine gemeinsame Auslassnockenwelle betätigt werden, beeinflusst eine Änderung bei der Position der Auslassnockenwelle 240 gleichermaßen die Auslassventilposition und -steuerung aller Zylinder. Beispielsweise verstellt eine Änderung bei der Position der Einlass- und/oder Auslassnockenwelle, die die (Einlass- oder Auslass-)Ventilsteuerung eines ersten Zylinders 210a nach früh verstellt, auch gleichzeitig die (Einlass- oder Auslass-)Ventilsteuerung der verbleibenden Zylinder 210b–d nach früh. Als solches kann durch Einstellen einer Ventilsteuerung eines Zylinders eine Drehmomentvariation zwischen den Zylindern während eines gegebenen Motorzyklus variiert werden (z.B. vergrößert oder verkleinert). Beispielsweise können durch Einstellen der Einlassnockenwelle zum Variieren der Einlassventilsteuerung der Zylinder Drehmomentvariationen, die aufgrund von Ungleichgewichten bei der Luftladung von Zylinder zu Zylinder entstehen, eingestellt werden. Als weiteres Beispiel können durch Einstellen der Auslassnockenwelle zum Variieren der Auslassventilsteuerung der Zylinder Drehmomentvariationen, die aufgrund von Ungleichgewichten in Zylinder-Zylinderrestabgasen entstehen, eingestellt werden. Durch Reduzieren der während Motorleerlaufbedingungen entstehenden Drehmomentungleichgewichte können NVH-Probleme beim Leerlauf reduziert werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass in einem gegebenen Motorzyklus keine zwei Zylinder zur gleichen Zeit zünden, eine an zwei oder mehr Zylinder gekoppelte Nockenwelle während Motorleerlaufbedingungen auf einer Basis Zylinder für Zylinder (oder Verbrennungsereignis für Verbrennungsereignis) für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder eingestellt werden kann. Somit kann eine erste Nockenwelleneinstellung durchgeführt werden, um die gemeinsame Nockenwelle zu einer ersten Position zu bewegen, wenn ein erster der zwei oder mehr Zylinder zündet, und dann kann eine zweite, andere Nockenwelleneinstellung durchgeführt werden, um die gemeinsame Nockenwelle zu einer zweiten, anderen Position zu bewegen, wenn ein zweiter der zwei oder mehr Zylinder zündet, und so weiter für alle an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylinder.
Jedoch sind möglicherweise aufgrund von physischen Begrenzungen der Nockenwelle nicht alle Nockenwelleneinstellungen möglich. Beispielsweise kann es Nockenwelleneinstellungsgrenzen geben (z.B. physische Grenzen, jenseits derer eine Position der Nockenwelle nicht weiter eingestellt werden kann), die auf der vorherrschenden Motordrehzahl sowie der Zündreihenfolge der an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylinder basieren, zwischen denen eine signifikante Drehmomentvariation vorliegt. Wie hierin unter Bezugnahme auf 3 ausgeführt, kann der Controller das Durchführen einer Nockenwelleneinstellung gestatten, falls die Einstellung innerhalb der Einstellungsgrenze liegt. Dies gestattet das Reduzieren des Drehmomentungleichgewichts nur unter Verwendung von Einstellungen an der gemeinsamen Nockenwelle. Falls jedoch die zum Reduzieren des Ungleichgewichts erforderliche Nockenwelleneinstellung außerhalb der Einstellgrenze liegt, kann die Nockenwelle zu einer Position an der Grenze eingestellt werden und ein alternativer Motorbetriebsparameter kann verwendet werden, um den Rest des Drehmomentungleichgewichts zu behandeln. Beispielsweise kann ein Ausmaß an Spätverstellung (oder Frühverstellung) verwendet werden, während die Nockenwelleneinstellung an der Grenze gehalten wird. Hierbei wird das Drehmomentgleichgewicht unter Verwendung von Einstellungen an der gemeinsamen Nockenwelle sowie Einstellungen an dem Zündzeitpunkt reduziert.
Wie oben beschrieben, zeigt 2 ein nicht beschränkendes Beispiel eines Verbrennungsmotors und von assoziierten Einlass- und Auslasssystemen. Es versteht sich, dass der Motor bei einigen Ausführungsformen mehr oder weniger Verbrennungszylinder, Steuerventile, Drosseln und Verdichtungseinrichtungen, unter anderem, aufweisen kann. Beispielhafte Motoren können in einer "V"-Konfiguration angeordnete Zylinder aufweisen. Weiterhin kann eine erste gemeinsame Nockenwelle die Ventile für einen ersten Satz von Zylindern auf einer ersten Bank steuern, während eine zweite Nockenwelle die Einlassventile für einen zweiten Satz von Zylindern auf einer zweiten Bank steuern kann. Das heißt, eine gemeinsame Nockenwelle eines Nockenwellenbetätigungssystem (z.B. eines VCT-Systems) kann zum Steuern des Ventilbetriebs einer Gruppe von Zylindern verwendet werden.
Auf diese Weise ermöglichen die Systeme der 1–2 ein Verfahren zum Einstellen der Ventilsteuerung eines Motors, wobei Einlass- und/oder Auslassventile von zwei oder mehr Zylindern über eine Nockenwelle betätigt werden und wobei die Nockenwelle während Motorleerlaufbedingungen für jedes Verbrennungsereignis der an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten zwei oder mehr Zylinder eingestellt wird. Durch Einstellen einer Position der Nockenwelle bei jedem Verbrennungsereignis der Zylinder auf der Basis einer motorzyklusspezifischen Drehmomentvariation zwischen den Zylindern können Motorleerlauf-NVH-Probleme reduziert werden.
Nun unter Bezugnahme auf 3 wird ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Einstellen einer an zwei oder mehr Zylinder gekoppelten gemeinsamen Nockenwelle während Motorleerlaufbedingungen gezeigt, um dadurch Zylinderventilsteuerungen zu variieren und Zylinderdrehmomentungleichgewichte zu reduzieren. Auf diese Weise können Motorleerlauf-NVH-Probleme reduziert werden.
Bei 302 können Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Dazu können beispielsweise Motordrehzahl, Drehmomentnachfrage, Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungsbedingungen, Motortemperatur, Abgaskatalysatortemperatur, MAP, MAF usw. zählen. Bei 304 kann auf der Basis der geschätzten Motorbetriebsbedingungen eine Motorleerlaufbedingung bestätigt werden. Bei einem Beispiel kann eine Motorleerlaufbedingung als Reaktion darauf bestätigt werden, dass eine Motordrehzahl kleiner oder gleich einer Schwellwertdrehzahl (z.B. einer Motorleerlaufdrehzahl) ist, eine Drehmomentnachfrage kleiner als ein Schwellwert ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein Schwellwert ist (z.B. ist eine Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen null, wie etwa weniger als 1 mph) und ein Fahrerpedalniederdrücken im Wesentlichen gleich null ist (wie etwa weniger als 2 Grad). Falls Motorleerlaufbedingungen nicht bestätigt werden, kann die Routine enden.
Bei 306 kann die Identität einer Gruppe von an eine gegebene (gemeinsame) Nockenwelle gekoppelten Zylindern bestimmt werden. Beispielsweise können eine Zylindernummer, Zündreihenfolge, Position am Motorblock, Position an der Motorbank usw. für jeden der zwei oder mehr an die gegebene gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylinder bestimmt werden. Dies kann als solches für jede Nockenwelle in dem Motorsystem durchgeführt werden. Bei einem Beispiel können sich die zwei oder mehr an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylinder auf einer gemeinsamen Motorbank befinden.
Bei 308 kann eine Drehmomentvariation zwischen den zwei oder mehr Zylindern auf einer gegebenen gemeinsamen Nockenwelle bestimmt werden. Als solches kann die Drehmomentvariation auf der Basis von Restabgasen in den Zylindern, Luftladungsungleichgewichten zwischen den Zylindern, Verdünnungsdifferenzen zwischen den Zylindern, Kraftstoffversorgungsvariationen zwischen den Zylindern usw. bestimmt werden. Zum Bestimmen der Drehmomentvariation können verschiedene Motordaten und Verbrennungsrückkopplungsdaten verwendet werden. Zu diesen können beispielsweise Kurbelwellenbeschleunigung, Zylinderdruck, Ionisierungsdaten, Nockenwellendrehzahl, Ausgabe aus einem oder mehreren Beschleunigungsmessern usw. zählen. Bei einem Beispiel können Drehmomentvariationen zwischen den Zylindern über eine definierte Dauer des Motorlaufs geschätzt werden (z.B. über eine definierte Dauer des vorausgegangenen Motorleerlaufs wie etwa ein vorausgegangener Motorverbrennungszyklus oder eine vorausgegangene Anzahl von Verbrennungsereignissen bei erwärmtem Motor). Die Daten können in einer Nachschlagetabelle in dem Speicher des Controllers gespeichert werden, wobei die Daten als Funktion des an jede Nockenwelle gekoppelten Zylindersatzes tabuliert sind. Dementsprechend kann der Controller bei 308 die Daten aus der Nachschlagetabelle in dem Speicher des Controllers abrufen.
Bei 310 kann eine gewünschte Nockenwelleneinstellung auf der Basis der geschätzten Drehmomentvariation zwischen den Zylindern bei Motorleerlaufbedingungen bestimmt werden. Die Nockenwelleneinstellung kann das Reduzieren von Drehmomentvariationen und -ungleichgewichten zwischen den zwei oder mehr an eine gegebene Nockenwelle gekoppelten Zylindern ermöglichen. Als solches kann das Einstellen der Nockenwelle das Einstellen einer Nockenposition, einer Nockensteuerung und/oder einer Nockenphase eines an die Nockenwelle gekoppelten Nockens beinhalten. Insbesondere können durch Einstellen einer Position, einer Drehung, eines Winkels und/oder einer Verschiebung der Nockenwelle entsprechende Änderungen an den an die Nockenwelle gekoppelten Nocken vorgenommen werden, was wiederum das Öffnen/Schließen der über die Nocken an die Nockenwelle gekoppelten Zylindereinlass- und -auslassventile bewirkt.
Bei einem Beispiel, wenn eine gegebene gemeinsame Nockenwelle an jeden eines ersten und eines zweiten Zylinders gekoppelt ist, kann die gewünschte Nockenwelleneinstellung das Einstellen der Nockenwelle in einer ersten Richtung für ein (erstes) Verbrennungsereignis in dem ersten Zylinder und das Einstellen der Nockenwelle in einer zweiten (gleichen oder anderen) Richtung für ein (zweites) Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder beinhalten. Hierbei treten die Verbrennungsereignisse in dem ersten und zweiten Zylinder während eines einzelnen Motorzyklus auf. Als solches kann jeder der Motorzylinder in einem gegebenen Motorzyklus auf der Basis ihrer Zündreihenfolge einmal zünden, und die Drehmomentungleichgewichte, auf denen die Nockenwelleneinstellung basiert, können auf der Basis von für diesen gegebenen Motorzyklus geschätzten Drehmomentungleichgewichten, wenn die anderen Motorbetriebsbedingungen gegeben sind, basieren. Beispielsweise können bei einem Reihenmotor (I–4-Motor) mit als 1 bis 4 nummerierten vier Zylindern jeder der vier Zylinder in einem gegebenen Motorzyklus (z.B. Motorzyklus 1) einmal (und nur einmal) zünden. Insbesondere kann Zylinder 1 zünden, gefolgt von dem Zünden von Zylinder 3, dann Zylinder 4 und schließlich Zylinder 2. Drehmomentungleichgewichte können zwischen jedem der Zylinder 1–4 während des Zündens der Zylinder in diesem Motorzyklus geschätzt werden. Dementsprechend können Nockenwelleneinstellungen vorgenommen werden. Beim nächsten Zünden von Zylinder 1 kann ein nachfolgender Motorzyklus (das heißt Motorzyklus 2) initiiert werden und Drehmomentungleichgewichtsschätzungen (und entsprechende Nockenwelleneinstellungen) können revidiert werden.
Die gewünschte Nockenwelleneinstellung kann das Einstellen der Nockenwelle zu einer ersten Position für ein Verbrennungsereignis in einem ersten Zylinder und das Einstellen der Nockenwelle zu einer zweiten, anderen Position für ein Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder beinhalten, wobei die Verbrennungsereignisse in dem ersten und zweiten Zylinder während eines einzelnen Motorzyklus auftreten. Wie zuvor ausgeführt, kann die Einstellung die Ventilsteuerungen des ersten und zweiten Zylinders variieren, wodurch Drehmomentvariationen zwischen dem ersten und zweiten Zylinder reduziert werden können. Die Drehmomentvariationen können auf Ungleichgewichte in Restabgasen, Ungleichgewichte bei der Luftladung usw. zurückzuführen sein. Als solches stellen Restabgase einen großen Beitrag an der Leerlaufverbrennungsvariabilität und dem NVH dar. Bei einem Motor mit festen Nocken kann eine Nockensteuerung beeinträchtigt werden, zwischen Leistung und Leerlauf-NVH einen Kompromiss einzugehen. Bei Systemen mit variabler Nockenwelle wie etwa dem System von 2 jedoch kann eine feste Nockensteuerung bei Motorleerlaufbedingungen verwendet werden, während eine alternative Nockenwellensteuerung bei hohen Motorlasten verwendet wird, um eine bessere Motorleistung zu erhalten. Somit kann die Nockenwellensteuerung für jedes spezifische Verbrennungsereignis adaptiv geändert werden, um die Restabgase und die Drehmomentabgabe der verschiedenen Zylinder auszugleichen. Das heißt, das variable Nockenwellensystem kann vorteilhafterweise zum Ausgleichen von Drehmomentvariationen verwendet werden.
Bei einem Beispiel, wenn das Einstellen auf der Basis des Restabgasungleichgewichts zwischen den zwei oder mehr Zylindern bei jedem Verbrennungsereignis durchgeführt wird, kann das Einstellen der Nockenwelle das Einstellen einer Auslassventilsteuerung für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder beinhalten, um das Restabgasungleichgewicht zu reduzieren. Bei einem weiteren Beispiel, bei dem das Einstellen auf der Basis des Luftladungsungleichgewichts zwischen den zwei oder mehr Zylindern bei jedem Verbrennungsereignis durchgeführt wird, kann das Einstellen der Nockenwelle das Einstellen einer Einlassventilsteuerung für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder beinhalten.
Als nächstes beinhaltet die Routine bei 312 das Bestimmen von Nockenwelleneinstellungsgrenzen für eine gegebene Nockenwelle. Die Nockenwellengrenzen können Translations- und Rotationsgrenzen definieren, über die die Nockenwelle unter den gegebenen Motorbetriebsbedingungen nicht hinaus bewegt werden kann. Beispielsweise kann die Nockenwellengrenze auf der aktuellen Motordrehzahl basieren. Als solches liegt bei niedrigeren Motordrehzahlen möglicherweise ausreichend Zeit zwischen Zylinderverbrennungsereignissen vor, damit eine Nockenwelleneinstellung durchgeführt wird. Bei höheren Motordrehzahlen liegt jedoch möglicherweise nicht ausreichend Zeit zwischen Verbrennungsereignissen vor. Außerdem kann die Reaktionszeit der Nockenwelle durch die Motordrehzahl beeinflusst werden. Somit kann die Nockenwellengrenze mit zunehmender Motordrehzahl abnehmen. Als weiteres Beispiel kann die Nockenwellengrenze weiterhin auf einer Zündreihenfolge der zwei oder mehr an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylinder basieren. Als solches kann es, wenn die zwei oder mehr Zylinder in der Zündreihenfolge weiter auseinanderliegen, ausreichend Zeit zwischen ihren jeweiligen Zylinderverbrennungsereignissen geben, damit eine Nockenwelleneinstellung durchgeführt wird. Wenn jedoch die zwei oder mehr Zylinder in einer engen Zündreihenfolge zünden (z.B. nacheinander), besteht möglicherweise nicht ausreichend Zeit, um die Nockenwelle auf eine gewünschte Position einzustellen. Somit kann die Nockenwellengrenze mit einer Differenz bei der Zündreihenfolge (zwischen den betroffenen Zylindern) steigen.
Bei 314 kann die gewünschte Nockenwelleneinstellung mit der Nockenwellengrenze verglichen werden und es kann bestimmt werden, ob die gewünschte Nockenwelleneinstellung innerhalb der Nockenwellengrenze liegt. Falls dies der Fall ist, kann die Drehmomentvariation zwischen den Zylindern dann nur unter Einsatz von Nockenwelleneinstellungen reduziert werden. Dementsprechend kann bei 316 während eines einzelnen Motorzyklus, wenn die Nockenwelleneinstellung innerhalb der Nockenwellengrenze liegt, der Controller eine erste Nockenwelleneinstellung durchführen, die innerhalb der Grenze liegt, während ein Zündzeitpunkt bei MBT gehalten wird. Beispielsweise kann der Controller die Nockenwelle zu der ersten Position für ein Verbrennungsereignis in einem ersten Zylinder einstellen und die Nockenwelle zu der zweiten, anderen Position für ein Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder einstellen, während die ganze Zeit der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten wird. Bei diesem Beispiel können die erste und zweite Nockenwellenposition um ein erstes, größeres Ausmaß (z.B. erste größere Phase, Abstand oder Winkel) getrennt sein.
Falls die gewünschte Nockenwelleneinstellung jenseits der Nockenwellengrenze liegt, ist die gewünschte Nockenwelleneinstellung möglicherweise nicht möglich. Das heißt, die Drehmomentvariation zwischen den Zylindern wird möglicherweise nur durch Einsatz von Nockenwelleneinstellungen nicht reduziert. Somit kann bei 318 während eines einzelnen Motorzyklus, wenn die Nockenwelleneinstellung außerhalb der Nockenwellengrenze liegt, der Controller eine zweite, andere Nockenwelleneinstellung vornehmen, die sich an der Grenze befindet, während ein Zündzeitpunkt von MBT eingestellt wird. Beispielsweise kann der Controller die Nockenwelle zu einer dritten Position für ein Verbrennungsereignis in dem ersten Zylinder einstellen und die Nockenwelle zu einer vierten, anderen Position für ein Verbrennungsereignis in dem zweiten Zylinder einstellen, während der Zündzeitpunkt von MBT nach spät verstellt wird. Hierbei können die dritte und vierte Position um ein zweites, kleineres Ausmaß (z.B. zweite kleinere Phase, Abstand oder Winkel) getrennt sein.
Es versteht sich, dass auf der Basis der Richtung des Drehmomentungleichgewichts der Zündzeitpunkt in nur einigen der zwei oder mehr an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylinder nach spät verstellt werden kann. Der Grund dafür ist, dass die Zündverstellung nach spät verwendet werden kann, um die Zylinderdrehmomentabgabe zu senken, aber nicht um die Zylinderdrehmomentabgabe zu erhöhen. Somit kann die Zündverstellung nach spät vorteilhafterweise während des Zündens von Zylindern mit einem Drehmomentüberschwingen (aber nicht den Zylindern mit einem Drehmomentunterschwingen) verwendet werden, um Drehmomentungleichgewichte zu reduzieren. Es versteht sich auch, dass, während die obigen Beispiele die Spätverstellung des Zündzeitpunkts von MBT nahelegen, bei alternativen Beispielen, wie etwa wenn der Zündzeitpunkt bereits teilweise nach spät verstellt ist oder eine Klopfwahrscheinlichkeit niedrig ist, der Zündzeitpunkt während des Verbrennungsereignisses in einem Zylinder nach früh verstellt werden kann (ohne zu Zylinderklopfen zu führen).
Als solches können die Einstellungen und die Grenzen mindestens auf der Basis der Größe der Drehmomentvariation zwischen den Zylindern, der Zündreihenfolge der an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylinder und der Motordrehzahl, bei der die Nockenwelleneinstellung erforderlich ist, variieren. Als ein erstes Beispiel kann beim Einstellen der Nockenwelle, um aus Restabgasungleichgewichten entstehende Drehmomentvariationen zu reduzieren, das Einstellen während einer ersten Bedingung, wenn das Restabgasungleichgewicht unter einem Schwellwert liegt, das Einstellen der Nockenwelle für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder beinhalten, um das Restabgasungleichgewicht zu reduzieren. Dann, während einer zweiten Bedingung, wenn das Restabgasungleichgewicht größer als der Schwellwert ist, Einstellen der Nockenwelle für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder und Verstellen des Zündzeitpunkts nach spät zum Reduzieren des Restabgasungleichgewichts. Die Nockenwelleneinstellung während der zweiten Bedingung kann (von der Größe her) größer oder kleiner als die Nockenwelleneinstellung während der ersten Bedingung sein.
Als ein weiteres Beispiel kann beim Einstellen der Nockenwelle zum Reduzieren von aus Luftladungsungleichgewichten entstehenden Drehmomentvariationen das Einstellen während einer ersten Bedingung, wenn das Luftladungsungleichgewicht unter einem Schwellwert liegt, das Einstellen der Nockenwelle für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder beinhalten, um das Luftladungsungleichgewicht zu reduzieren. Dann, während einer zweiten Bedingung, wenn das Luftladungsungleichgewicht größer als der Schwellwert ist, Einstellen der Nockenwelle für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder und Verstellen des Zündzeitpunkts nach spät zum Reduzieren des Luftladungsungleichgewichts. Hierbei kann die Nockenwelleneinstellung während der zweiten Bedingung (von der Größe her) größer oder kleiner als die Nockenwelleneinstellung während der ersten Bedingung sein.
Während das obige Beispiel das Einstellen der Nockenwelle als Reaktion auf eine Drehmomentvariation zwischen den Zylindern veranschaulicht, die auf einem Restabgasungleichgewicht und/oder einem Luftladungsungleichgewicht basiert, kann die Nockenwelleneinstellung bei noch weiteren Beispielen auf Drehmomentstörungen reagieren, die aus einem Verdünnungsungleichgewicht und/oder einem Kraftstoffversorgungsungleichgewicht zwischen den an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylindern entsteht.
Als noch weiteres Beispiel kann das Einstellen während einer ersten Motordrehzahl und für ein gegebenes Motordrehmoment das Einstellen der Nockenwelle zu einer ersten Position für ein erstes Verbrennungsereignis in einem ersten Zylinder und zu einer zweiten, anderen Position für ein zweites Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder beinhalten, wobei das erste und zweite Verbrennungsereignis innerhalb eines einzelnen Motorzyklus auftreten, wobei die erste und zweite Position um ein erstes Ausmaß (z.B. einen ersten Abstand, einen ersten Winkel oder eine erste Phase) getrennt sind. Im Vergleich dazu beinhaltet das Einstellen während einer zweiten, höheren Motordrehzahl und für das gleiche Motordrehmoment das Einstellen der Nockenwelle zu einer dritten Position für das erste Verbrennungsereignis in dem ersten Zylinder und zu einer vierten Position für das Verbrennungsereignis in dem zweiten Zylinder, wobei die dritte und vierte Position um ein zweites Ausmaß (z.B. einen zweiten Abstand, einen zweiten Winkel oder eine zweite Phase) getrennt sind, das kleiner ist als das erste Ausmaß.
Bei einem Beispiel kann die Steuerroutine von 3 in einer Innenschleifen- und Außenschleifenform implementiert werden, wobei in der Innenschleife ein schneller individueller Zylinderzündzeitpunkt eingestellt wird, um die Steuerung des Drehmoments "fein abzustimmen", während die Außenschleife eine Winkelverstellung der Nockenwelle für jedes Zylinderereignis enthält. Es versteht sich, dass die Routine von 3 und die Beispiele von 4A–C zwar das Kompensieren von Drehmomentungleichgewichten darstellen, die Nockenwelleneinstellungen über die Nockenwelleneinstellungsgrenze hinaus durch Verstellen eines Zündzeitpunkts nach spät erfordern, bei alternativen Beispielen jedoch ein oder mehrere andere Motorbetriebsparameter eingestellt werden können. Beispielsweise kann das verbleibende Drehmomentungleichgewicht unter Verwendung von AGR-Einstellungen (z.B. über Einstellungen an einem AGR-Ventil) und PCV-Einstellungen (z.B. Einstellungen an einem PCV-Ventil) eingestellt werden. Als ein Beispiel können ein AGR-Trimmen oder PCV-Einstellungen auf adaptive oder Außenschleifenweise verwendet werden, wobei die relativ lange Antwort der AGR oder der induzierten Luftdynamik die Verbrennungsstabilität nicht beeinträchtigt.
Auf diese Weise kann eine Nockenwellenposition während Motorleerlaufbedingungen während jedes Verbrennungsereignisses eines an eine gemeinsame Nockenwelle gekoppelten ersten und zweiten Zylinders eingestellt werden, wobei das Einstellen auf einer motorzyklusspezifischen Drehmomentvariation zwischen dem ersten und zweiten Zylinder, einem Einlass- und/oder Auslassventil des ersten und zweiten Zylinders, über die gemeinsame Nockenwelle betrieben, basiert.
Es versteht sich, dass zwar die Routine von 3 und beispielhafte Einstellungen, die oben beschrieben sind, unter Bezugnahme auf Motorleerlaufbedingungen dargestellt sind, bei weiteren Ausführungsformen ähnliche Nockenwelleneinstellungen auch bei ausgewählten Nicht-Leerlauf-Motorbetriebsbedingungen wie etwa Betriebsbedingungen mit niedriger Drehzahl und geringer Belastung des Motors unter starker AGR verwendet werden können. Dabei kann es möglich sein, falls gewisse Zylinder ihre Verbrennungsstabilitätsgrenzen früher erreichen als andere aufgrund des Ungleichgewichts der Restabgase, einen globalen externen AGR-Plan zu erweitern, indem zylinderspezifische Einstellungen auf einer Basis Verbrennungsereignis für Verbrennungsereignis zum Abstimmen individueller Zylinder verwendet werden. Beispielsweise kann der Controller den Motorventilbetrieb durch Einstellen einer Nockenwellenposition während jedes Verbrennungsereignisses eines an eine Nockenwelle gekoppelten ersten und zweiten Zylinders einstellen, wobei das Einstellen auf einer motorzyklusspezifischen Drehmomentvariation zwischen dem ersten und zweiten Zylinder, einem Einlass- und/oder Auslassventil des ersten und zweiten Zylinders, über die Nockenwelle betrieben, basiert, wobei das Einstellen während gewählter Nicht-Motorleerlaufbedingungen ausgeführt wird.
Beispielhafte Nockenwelleneinstellungen auf der Basis von Variationen von Motordrehzahl, Zündreihenfolge, Größe der Drehmomentvariation sowie differierender Nockenwellengrenzen werden nun unter Bezugnahme auf 4A–C ausgeführt. Die beispielhaften Einstellungen der 4A–C werden unter Bezugnahme auf die Anordnung von Zylindern im Motor 400 (bei 4A) erläutert. Der Motor 400 ist als Reihenmotor mit vier Zylindern, nummeriert von 1 bis 4, dargestellt (d.h. ein Motor der Konfiguration I-4). In dem dargestellten Beispiel zünden die Zylinder mit einer Zündreihenfolge von 1-3-4-2. Das heißt, während eines einzelnen Motorzyklus (z.B. Motorzyklus 1) ist Zylinder 1 der erste zündende Zylinder, gefolgt von Zylinder 3, dann Zylinder 4 und schließlich Zylinder 2. Bei dem nachfolgenden Zünden von Zylinder 1 wird ein nachfolgender Motorzyklus (z.B. Motorzyklus 2) initiiert. Weiterhin ist bei diesem Beispiel jeder der Zylinder 1–4 an die gemeinsame Nockenwelle 411 gekoppelt. Durch Einstellen einer Position der Nockenwelle 411 kann ein Öffnen/Schließen der Einlass- und/oder Auslassventile jedes der Zylinder 1–4 beeinflusst werden.
Beispielhafte Nockenwelleneinstellungen während Motorleerlaufbedingungen sind bei jedem der Kennfelder 410, 420 (4A), 430, 440 (4B) und 450, 460 (4C) gezeigt. In jedem Kennfeld zeigt eine erste Kurve (oberste Kurve) die Drehmomentvariation zwischen den Zylindern, während sie in der gegebenen Zündreihenfolge über einen Motorzyklus hinweg zünden. Die Variation ist unter Bezugnahme auf eine Basislinie (gestrichelte Linie) gezeigt, die ein mittleres Drehmoment darstellt. Somit zeigt ein Punkt über der Basislinie eine Variation in eine Richtung (z.B. positive Variation oder Drehmomentüberschwingen) an, während ein Punkt unter der Basislinie eine Variation in der anderen Richtung anzeigt (z.B. eine negative Variation oder ein Drehmomentunterschwingen). Jedes Kennfeld enthält weiterhin eine zweite Kurve (mittlere Kurve), die eine Nockenwellenposition unter Bezugnahme auf eine Standardposition (durchgezogene Linie) darstellt. Somit zeigt eine Änderung bei der Position in Richtung über der Referenzlinie eine Nockenwelleneinstellung in eine Richtung an, während eine Änderung bei der Position in Richtung unter der Referenzlinie eine Nockenwelleneinstellung in der anderen (z.B. entgegengesetzten) Richtung anzeigt. Schließlich enthält jedes Kennfeld auch eine dritte Kurve (unterste Kurve), die einen Zündzeitpunkt mit Bezug auf MBT darstellt (durchgezogene Linie). Somit zeigt eine Änderung bei dem Zündzeitpunkt in Richtung über der MBT-Linie eine Zündverstellung nach früh an, während einer Änderung bei dem Zündzeitpunkt in Richtung unter der MBT-Linie eine Zündverstellung nach spät anzeigt. Es versteht sich, dass alle Kurven über der Zeit (entlang der x-Achse) dargestellt sind, wobei die Zeit hier als Verbrennungsereignisnummern (und Motorzyklen) dargestellt ist.
Eine erste beispielhafte Nockenwelleneinstellung bei einer niedrigeren Motordrehzahl ist bei Kennfeld 410 gezeigt. Während Motorleerlaufbedingungen wird eine Drehmomentvariation zwischen den Zylindern bestimmt. Hierbei wird während des gezeigten Motorzyklus (Motorzyklus 1) ein Drehmomentungleichgewicht zwischen den Zylindern 3 und 2 bestimmt, die einen Unterschied bei der Zündreihenfolge von 2 aufweisen (wobei Zylinder 3 der zweite Zylinder zum Zünden in dem Motorzyklus ist, während Zylinder 2 der vierte Zylinder zum Zünden im Motorzyklus ist). Bei jedem Motorzyklus und für eine gegebene Motordrehmomentabgabe kann der Controller eine Nockenwelleneinstellung durchführen, um die Drehmomentungleichgewichte zu reduzieren. Insbesondere kann die Nockenwelle während des Motorzyklus 1 zu einer ersten Position 412 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 3 und dann zu einer zweiten, anderen Position 413 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 2 verschoben werden, um die Drehmomentvariationen zwischen den Zylindern 3 und 2 zu reduzieren und die Drehmomentabgabe von jedem in Richtung des mittleren Drehmoments/der Basislinie zu bringen. Die erste und zweite Nockenwellenposition 412 und 413 basieren auf jedem der aktuellen (unteren) Motordrehzahl, der Differenz bei der Zündreihenfolge zwischen den Zylindern 3 und 2 und der geschätzten Drehmomentvariation. In dem gezeigten Beispiel liegt die bestimmte Nockenwelleneinstellung zwischen Nockenwelleneinstellungsgrenzen 401a–401b. Während die Nockenwelle zu Positionen 402 und 403 verschoben wird, kann somit der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten werden. Auf diese Weise kann eine Position einer gemeinsamen Nockenwelle während Motorleerlaufbedingungen bei jedem Verbrennungsereignis jedes an die Nockenwelle gekoppelten Zylinders auf der Basis einer motorzyklusspezifischen Drehmomentvariation zwischen den Zylindern eingestellt werden.
Eine zweite beispielhafte Nockenwelleneinstellung zum Reduzieren von Drehmomentvariationen zwischen dem gleichen Satz von Zylindern, aber bei einer höheren Motordrehzahl, ist bei Kennfeld 420 gezeigt. Als solches kann bei zunehmender Motordrehzahl eine zwischen aufeinanderfolgenden Zylinderverbrennungsereignissen verfügbare Zeitdauer reduziert sein. Wegen der höheren Motordrehzahl sinken die Nockenwelleneinstellungsgrenzen auf Grenzen 402a–402b (die unter den Grenzen 401a–401b liegen). Hierbei wird bei leerlaufendem Motor und während des ersten Motorzyklus (Motorzyklus 1) eine Drehmomentvariation zwischen den Zylindern bestimmt und ein erstes Drehmomentungleichgewicht zwischen den Zylindern 3 und 2 bestimmt. Der Controller kann eine Nockenwelleneinstellung durchführen, um die Drehmomentungleichgewichte zu reduzieren. Insbesondere kann während Motorzyklus 1 die Nockenwelle zu einer ersten Position 422 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 3 und dann zu einer zweiten, anderen Position 423 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 2 verschoben werden, um die Drehmomentvariationen zwischen Zylindern 3 und 2 zu reduzieren und die Drehmomentabgabe von jedem in Richtung des mittleren Drehmoments/Basislinie zu bringen. Die erste und zweite Nockenwellenposition 402 und 403 basieren auf jeder der aktuellen (höheren) Motordrehzahl, dem Unterschied bei der Zündreihenfolge zwischen Zylindern 3 und 2 und der geschätzten Drehmomentvariation. Da die Nockenwellenpositionen innerhalb der Grenzen 402a–402b liegen, während die Nockenwelle zu Positionen 422 und 423 verschoben ist, kann außerdem der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten werden.
Bei dem nächsten Motorzyklus (Motorzyklus 2) kann jedoch ein Drehmomentungleichgewicht zwischen Zylinder 3 und 2 zunehmen. Aufgrund des vergrößerten Drehmomentungleichgewichts ist hierbei möglicherweise eine Nockenwelleneinstellung erforderlich, die jenseits der Grenzen 402a–402b liegt. Um die Drehmomentvariationen zu reduzieren, wird somit eine Nockenwelleneinstellung durchgeführt, um die Nockenwelle zu einer Position an den Grenzen zu bringen, während ein Zündzeitpunkt der Zylinder eingestellt wird, um den Rest des Drehmomentungleichgewichts zu kompensieren. Bei dem spezifischen Beispiel kann die Nockenwelle zu einer ersten Position 424 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 3 verschoben werden, während die Zündung nach spät verstellt wird, und dann zu einer zweiten, anderen Position 425 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 2, während die Zündung bei MBT gehalten wird, um die Drehmomentvariationen zwischen Zylindern 3 und 2 zu reduzieren und die Drehmomentausgabe von jedem in Richtung auf das mittlere Drehmoment/Basislinie zu bringen. Da die Zündverstellung nach spät das Senken des Drehmoments ermöglicht, wird die Zündverstellung nach spät als solches während des Zündens nur des Zylinders mit dem Drehmomentüberschwingen (das heißt nur Zylinder 3) verwendet. Bei dem Beispiel von Kennfeld 420 nimmt ein Abstand zwischen den Nockenwellenpositionen mit zunehmender Motordrehzahl ab.
Auf diese Weise wird, wie durch Vergleichen der Kennfelder 410 und 420 ersichtlich ist, die Nockenwelle während einer ersten Motordrehzahl und für ein gegebenes Motordrehmoment zu einer ersten Position (412) für ein erstes Verbrennungsereignis in einem ersten Zylinder (Zylinder 3) und zu einer zweiten, anderen Position (413) für ein zweites Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder (Zylinder 2) verstellt, wobei das erste und zweite Verbrennungsereignis innerhalb eines einzelnen Motorzyklus (Motorzyklus 1) auftreten, wobei die erste und zweite Position um ein erstes Ausmaß (z.B. einen ersten Abstand, einen ersten Winkel oder eine erste Phase) getrennt sind. Im Vergleich dazu wird die Nockenwelle während einer zweiten, höheren Motordrehzahl und für das gleiche Motordrehmoment zu einer dritten Position (422, 424) für das erste Verbrennungsereignis im ersten Zylinder (Zylinder 3) und zu einer vierten, anderen Position (423, 425) für das Verbrennungsereignis in dem zweiten Zylinder verstellt, wobei die dritte und vierte Position um ein zweites Ausmaß (z.B. einen zweiten Abstand, einen zweiten Winkel oder eine zweite Phase) getrennt sind, das kleiner ist als das erste Ausmaß.
Eine dritte beispielhafte Nockenwelleneinstellung zum Reduzieren von Drehmomentvariationen zwischen einem anderen Satz von Zylindern bei der niedrigeren Motordrehzahl ist bei Kennfeld 430 gezeigt. Hierbei wird während des dargestellten Motorzyklus (Motorzyklus 1) ein Drehmomentungleichgewicht zwischen den Zylindern 3 und 4 bestimmt, die einen Unterschied bei der Zündreihenfolge von 1 aufweisen (wobei Zylinder 3 der zweite in dem Motorzyklus zündende Zylinder ist, während Zylinder 4 der dritte in dem Motorzyklus zündende Zylinder ist). Das heißt, die Zylinder mit dem größten Drehmomentungleichgewicht folgen in der Zündreihenfolge aufeinander. Bei jedem Motorzyklus und für eine gegebene Motordrehmomentausgabe kann der Controller eine Nockenwelleneinstellung durchführen, um die Drehmomentungleichgewichte zu reduzieren. Als solches nimmt mit einer Abnahme eines Unterschieds bei der Zündreihenfolge zwischen den an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten Zylindern eine zum Verschieben von Nockenwellenpositionen zwischen den aufeinanderfolgenden Zylinderverbrennungsereignissen zur Verfügung stehende Zeitdauer ab. Somit sinken die Nockenwelleneinstellungsgrenzen aufgrund des kleineren Unterschieds bei der Zündreihenfolge auf die Grenzen 403a–403b ab (die niedriger sind als die Grenzen 401a–401b von Kennfeld 410). Wegen der Nähe bei der Zündreihenfolge zwischen den Zylindern ist möglicherweise eine Nockenwelleneinstellung jenseits der Grenzen 403a–403b erforderlich, um das Drehmomentungleichgewicht zu reduzieren. Zum Reduzieren der Drehmomentvariationen wird somit eine Nockenwelleneinstellung durchgeführt, um die Nockenwelle zu einer Position bei den Grenzen 403a–403b zu bringen, während ein Zündzeitpunkt der Zylinder eingestellt wird, um den Rest des Drehmomentungleichgewichts zu kompensieren. Bei dem spezifischen Beispiel kann die Nockenwelle zu einer ersten Position 432 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 3 verschoben werden, während die Zündung nach spät verstellt wird, und dann zu einer zweiten, anderen Position 434 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 4, während die Zündung bei MBT gehalten wird, um die Drehmomentvariationen zwischen den Zylindern 3 und 4 zu reduzieren und die Drehmomentausgabe von jedem in Richtung des mittleren Drehmoments/Basislinie zu bringen. Hierbei wird, wie bei dem Beispiel von Kennfeld 420, eine Spätverstellung der Zündung während des Zündens des Zylinders nur mit Drehmomentüberschwingen (das heißt nur Zylinder 3) verwendet.
Auf diese Weise kann, wie durch Vergleichen der Kennfelder 410 und 430 ersichtlich ist, die Nockenwelleneinstellung weiter auf einer Zündreihenfolge der Zylinder mit dem Drehmomentungleichgewicht basieren. Insbesondere wenn ein Zündreihenfolgenunterschied zwischen einem an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelten ersten und zweiten Zylinder höher ist, kann der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten werden, während die Nockenwellenposition auf der Basis der Drehmomentvariation eingestellt werden kann, bis eine erste Nockenwellengrenze erreicht ist. Dann kann nach dem Erreichen der ersten Nockenwellengrenze die Nockenwellenposition bei einer ersten Nockenwellenposition gehalten werden und der Zündzeitpunkt kann auf der Basis der Drehmomentvariation nach spät verstellt werden. Wenn im Vergleich dazu der Zündreihenfolgenunterschied zwischen dem ersten und zweiten Zylinder niedriger ist, kann der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten werden, während die Nockenwellenposition auf der Basis der Drehmomentvariation eingestellt wird, bis eine zweite, niedrigere Nockenwellengrenze erreicht ist. Dann kann nach dem Erreichen der zweiten Nockenwellengrenze die Nockenwelle bei einer zweiten, anderen Nockenwellenposition gehalten werden und der Zündzeitpunkt kann auf der Basis der Drehmomentvariation nach spät verstellt werden. Hierbei basieren die erste und zweite Nockenwellengrenze auf dem Zündreihenfolgenunterschied zwischen dem ersten und zweiten Zylinder.
Eine vierte beispielhafte Nockenwelleneinstellung zum Reduzieren von Drehmomentvariationen zwischen einem alternativen Satz von Zylindern bei der niedrigeren Motordrehzahl ist bei Kennfeld 440 gezeigt. Hierbei wird während des dargestellten Motorzyklus (Motorzyklus 1) ein Drehmomentungleichgewicht zwischen den Zylindern 1, 3 und 4 bestimmt, wobei ein Drehmomentungleichgewicht von Zylinder 1 und 3 die gleiche Richtcharakteristik aufweist, wobei das Drehmomentungleichgewicht von Zylinder 4 eine entgegengesetzte Richtcharakteristik aufweist. Außerdem können die Zylinder 1 und 4 bei der Zündreihenfolge einen größeren Unterschied aufweisen, während die Zylinder 3 und 4 bei der Zündreihenfolge einen kleineren Unterschied aufweisen können (wobei Zylinder 1 der erste Zylinder ist, der in dem Motorzyklus zündet, Zylinder 3 der zweite Zylinder ist, der in dem Motorzyklus zündet, und Zylinder 4 der dritte Zylinder ist, der in dem Motorzyklus zündet). Dementsprechend können Nockenwellengrenzen 404a–404b bestimmt werden. Hierbei kann aufgrund der gemeinsamen Richtcharakteristik des Drehmomentungleichgewichts zwischen den Zylindern 1 und 3 (beide Zylinder zeigen ein Drehmomentüberschwingen) eine gemeinsame Nockenwelleneinstellung, die innerhalb der Grenzen 404a–404b liegt, für jeden der Zylinder 1 und 3 bestimmt werden, wobei eine andere Nockenwelleneinstellung für Zylinder 4 bestimmt wird. Bei dem spezifischen Beispiel kann die Nockenwelle zu einer ersten Position 442 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 1 verschoben und bei dieser Position für das Verbrennungsereignis von Zylinder 3 gehalten werden, während die ganze Zeit der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten wird. Dann kann die Nockenwelle zu einer zweiten, anderen Position 444 bei einem Verbrennungsereignis von Zylinder 4 verschoben werden, während ebenfalls der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten wird, um die Drehmomentvariationen zwischen den Zylindern 1, 3 und 4 zu reduzieren und die Drehmomentausgabe von jedem in Richtung des mittleren Drehmoments/Basislinie zu bringen. Bei alternativen Beispielen kann auf der Basis der Größe und Richtcharakteristik des Drehmomentungleichgewichts sowie der Motordrehzahl die erforderliche Nockenwelleneinstellung größer sein als die Nockenwellengrenzen 404a–404b. Falls dies der Fall ist, kann die Nockenwelle zu einer Position an der Grenze verschoben werden, während der Zündzeitpunkt nach spät verstellt wird, um das verbleibende Drehmomentungleichgewicht zu kompensieren.
Es versteht sich, dass das Beispiel zwar Ungleichgewichte zwischen zwei oder drei der an eine gemeinsame Nockenwelle gekoppelten vier Zylinder darstellt, bei alternativen Beispielen eine größere oder kleinere Anzahl an Zylindern an die gemeinsame Nockenwelle gekoppelt sein kann und einer oder mehrere (z.B. alle) der Zylinder Drehmomentungleichgewichte aufweisen können. In jedem Fall können auf der Basis des Drehmomentungleichgewichts, der Motordrehzahl und der Zündreihenfolge der betroffenen Zylinder eine Nockenwelleneinstellung und -position gewählt werden.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 4C wird eine fünfte und sechste beispielhafte Nockenwelleneinstellung zum Reduzieren von Drehmomentvariationen bei den Kennfeldern 450 und 460 gezeigt. In beiden Fällen wird ein Drehmomentungleichgewicht während des dargestellten Motorzyklus (Motorzyklus 1) für jeden der Zylinder 1–4 bestimmt, wobei aufeinanderfolgend zündende Zylinder eine entgegengesetzte Richtcharakteristik des Drehmomentungleichgewichts aufweisen. Insbesondere weisen der erste und dritte Zylinder, die zünden, (Zylinder 1 und 4) ein Drehmomentüberschwingen auf, während der zweite und vierte Zylinder, die zünden, (Zylinder 3 und 2) ein Drehmomentunterschwingen aufweisen. Auf der Basis der vorherrschenden Motordrehzahlbedingungen, der Größe des Drehmomentungleichgewichts und der Zündreihenfolge der Zylinder können die Nockenwellengrenzen 405a–405b bestimmt werden. Das Kennfeld 450 zeigt eine beispielhafte symmetrische Nockenwelleneinstellung, die zum Behandeln des Drehmomentungleichgewichts verwendet werden kann, während das Kennfeld 460 eine beispielhafte asymmetrische Nockenwelleneinstellung zeigt, die zum Behandeln des gleichen Drehmomentungleichgewichts verwendet werden kann.
Insbesondere kann bei Kennfeld 450, um das Drehmomentüberschwingen während des Zündens der Zylinder 1 und 4 zu reduzieren und um die Drehmomentausgabe von jedem in Richtung des mittleren Drehmoments/Basislinie zu bringen, die Nockenwelle zu den Positionen 452 bzw. 454 verschoben werden. Gleichermaßen kann, um das Drehmomentunterschwingen während des Zündens der Zylinder 3 und 2 zu reduzieren und um die Drehmomentausgabe von jedem in Richtung des mittleren Drehmoments/Basislinie zu bringen, die Nockenwelle zu den Positionen 453 bzw. 455 verschoben werden. Die ganze Zeit kann der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten werden. Optional kann der Zündzeitpunkt während des Zündens der Zylinder 1 und 4 nach spät verstellt werden, um das Drehmomentüberschwingen zu behandeln.
Bei einigen Beispielen reicht auf der Basis der Größe des Drehmomentungleichgewichts die Kombination aus symmetrischer Nockenwelleneinstellung und Zündverstellung nach spät aus, um das Drehmomentungleichgewicht zu behandeln. Bei alternativen Beispielen jedoch können die Nockenwelleneinstellung (und optional die Zündverstellung nach spät) das Drehmomentüberschwingen der Zylinder 1 und 4 ausreichend behandeln (z.B. es zu dem mittleren Drehmoment/Basislinie bringen), doch behandelt die Nockenwelleneinstellung möglicherweise das Drehmomentunterschwingen der Zylinder 2 und 3 nicht ausreichend (z.B. kann es immer noch etwas restliches Unterschwingen geben). Folglich kann ein gewisses Drehmomentungleichgewicht anhalten. Das heißt, das Positionieren der Nockenwelle bei den Positionen 452 und 454 kann das Drehmomentüberschwingen der Zylinder 1 und 4 zur Basislinie reduzieren, doch reicht das Positionieren der Nockenwelle bei den Positionen 453 und 455 möglicherweise nicht aus, um das Drehmomentunterschwingen der Zylinder 3 und 2 bis zur Basislinie anzuheben.
Das Kennfeld 460 zeigt ein alternatives Beispiel, bei dem das Drehmomentungleichgewicht unter Verwendung von asymmetrischen Nockenwelleneinstellungen besser reduziert wird. Insbesondere wird eine größere Nockenwelleneinstellung für die Zylinder durchgeführt, die ein Drehmomentunterschwingen aufweisen, um ihr Drehmoment auszugleichen (oder sogar ein Überschwingen um ein kleines Ausmaß). Gleichzeitig wird eine kleinere Nockenwelleneinstellung für die Zylinder durchgeführt, die ein Drehmomentüberschwingen aufweisen, und die kleinere Nockenwelleneinstellung wird mit einem Ausmaß an Zündverstellung nach spät in jenen Zylindern kombiniert, um ihr Drehmoment auszugleichen (oder sogar ein Unterschwingen um das gleiche kleine Ausmaß). Hierbei wird vorteilhafterweise zum Versetzen des Drehmomentungleichgewichts eine höhere Genauigkeit und Steuerung der Zündverstellung nach spät beim Reduzieren des Drehmoments verwendet.
Wie bei Kennfeld 460 gezeigt, kann zum Senken des Drehmomentüberschwingens während des Zündens der Zylinder 1 und 4 die Nockenwelle um ein kleineres Ausmaß zu den Positionen 462 bzw. 464 verschoben werden. Gleichzeitig kann die Zündung um ein Ausmaß von MBT nach spät verstellt werden. Die Kombination aus der Nockenwelleneinstellung (zu Positionen 462, 464) und der Zündverstellung nach spät kann das Drehmomentungleichgewicht der Zylinder 1 und 4 senken und die Drehmomentausgabe von jedem in Richtung des mittleren Drehmoments/Basislinie bringen oder sogar zu einem kleineren Ausmaß an Drehmomentunterschwingen führen. Gleichermaßen kann, um den Drehmomentunterschied zwischen dem Drehmomentunterschwingen während des Zündens der Zylinder 3 und 2 zu reduzieren und um ihre Drehmomentausgabe zur Basislinie zu bringen, die Nockenwelle um ein größeres Ausmaß zu den Positionen 463 bzw. 465 verschoben werden. Die ganze Zeit kann der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten werden. Hierbei kann die Nockenwelleneinstellung (zu den Positionen 463, 465) das Drehmomentungleichgewicht der Zylinder 2 und 3 vergrößern und die Drehmomentausgabe von jedem in Richtung des mittleren Drehmoments/Basislinie bringen oder sogar zu einem kleinen Ausmaß an Drehmomentüberschwingen führen, was über den gegebenen Motorzyklus durch das während des Zündens der Zylinder 1 und 4 generierte Drehmomentüberschwingen kompensiert wird. Das heißt, durch Verwenden einer größeren Drehmomenteinstellung und Zündverstellung nach spät (ab MBT) in Zylindern mit Drehmomentüberschwingen, während eine kleinere Nockenwelleneinstellung und Zündungshaltung (bei MBT) in Zylindern mit Drehmomentunterschwingen verwendet wird, können Drehmomentvariationen zwischen Zylindern über einen gegebenen Motorzyklus hinweg besser ausgeglichen werden.
Auf diese Weise kann ein Motorcontroller konfiguriert sein, Einlass- und/oder Auslassventile von zwei oder mehr Zylindern über eine Nockenwelle und innerhalb eines einzelnen Motorzyklus (z.B. eines ersten Motorzyklus) zu betätigen, die Nockenwelle für ein erstes Verbrennungsereignis nach früh zu verstellen, um das Drehmoment zu einem mittleren Drehmoment mit Zündzeitpunkt bei MBT zu vergrößern und die Nockenwelle und den Zündzeitpunkt für ein zweites Verbrennungsereignis nach spät zu verstellen, um das Drehmoment in Richtung des mittleren Drehmoments zu verringern. Der Controller kann dann die gleiche Einstellung für einen nächsten einzelnen Motorzyklus wiederholen (z.B. einen unmittelbar auf den ersten Motorzyklus folgenden zweiten Motorzyklus).
Es versteht sich, dass die Beispiele von 4A–C zwar das Kompensieren von Drehmomentungleichgewichten veranschaulichen, die Nockenwelleneinstellungen über die Nockenwelleneinstellungsgrenze hinweg durch Verstellen des Zündzeitpunkts nach spät erfordern, bei alternativen Beispielen jedoch ein oder mehrere andere Motorbetriebsparameter eingestellt werden können. Beispielsweise kann das verbleibende Drehmomentungleichgewicht unter Einsatz von AGR-Einstellungen (z.B. über Einstellungen zu einem AGR-Ventil) und PCV-Einstellungen (z.B. Einstellungen zu einem PCV-Ventil) in einer adaptiven oder Außenschleife eingestellt werden, wo eine langsame Reaktion der AGR oder induzierte Luftdynamik die Verbrennungsstabilität nicht beeinflussen.
Auf diese Weise kann eine an zwei oder mehr Zylinder gekoppelte gemeinsame Nockenwelle während Motorleerlaufbedingungen eingestellt werden, um die Nockenwellenposition (und dadurch die entsprechende Nockenposition) adaptiv für das Verbrennungsereignis jedes Zylinders abzustimmen. Insbesondere kann eine Position der gemeinsamen Nockenwelle bei jedem Verbrennungsereignis von an die Nockenwelle gekoppelten Zylindern auf der Basis einer motorzyklusspezifischen Drehmomentvariation zwischen den Zylindern eingestellt werden. Durch entsprechendes Verstellen der Steuerung für das Einlass- und Auslassventilereignis jedes Zylinders kann eine Menge an Restabgasen in den Zylindern adaptiv gesteuert werden, um Restabgasungleichgewichte zu reduzieren. Durch Einstellen der Nockenwelle auf zylinderspezifische Weise während des Verbrennungsereignisses jedes Zylinders kann vorteilhafterweise ein gemeinsamer Aktuator verwendet werden, um Drehmomentungleichgewichte durch die reduzierte Verwendung einer Zündverstellung nach spät zu reduzieren. Durch Reduzieren der Notwendigkeit für eine Zündverstellung nach spät, um Drehmomentungleichgewichte zu behandeln, kann die Kraftstoffökonomie verbessert werden. Durch Reduzieren von Drehmomentvariationen zwischen den Zylindern während des Leerlaufs können Motorleerlauf-NVH-Probleme reduziert und die Motorleistung verbessert werden.
Man beachte, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen wie etwa ereignisgetrieben, Interrupt-getrieben, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Als solches können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen oder Funktionen in der dargestellten Sequenz oder parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen entfallen. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, wird aber der leichteren Darstellung und Beschreibung halber vorgelegt. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen kann je nach der verwendeten jeweiligen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Weiterhin können die beschriebenen Handlungen einen Code grafisch darstellen, der in das computerlesbare Speichermedium in dem Motorsteuersystem programmiert werden soll.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen von beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinne anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-Vier-Takt- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nichtoffensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hierin offenbarter Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen, die als neuartig und nicht offensichtlich angesehen werden, besonders hervor. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Elememt oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Eingliederung von einem oder mehreren solcher Elemente beinhalten, wobei sie zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, seien sie hinsichtlich des Schutzbereichs breiter, schmaler, gleich oder anders zu den ursprünglichen Ansprüchen, werden ebenfalls als in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2007/0163547 [0003]

Claims

Verfahren zum Einstellen der Ventilsteuerung eines Motors, das Folgendes umfasst: Betätigen von Einlass- und/oder Auslassventilen von zwei oder mehr Zylindern über eine Nockenwelle und Einstellen der Nockenwelle während Motorleerlaufbedingungen für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen der Nockenwelle das Einstellen von einer oder mehreren einer Nockenposition, einer Nockensteuerung und einer Nockenphase eines an die Nockenwelle gekoppelten Nockens beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen das Einstellen der Nockenwelle in einer ersten Richtung für ein Verbrennungsereignis in einem ersten Zylinder und das Einstellen in einer zweiten Richtung für ein Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder beinhaltet, wobei das Verbrennungsereignis in dem ersten und zweiten Zylinder während eines einzelnen Motorzyklus auftreten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen das Einstellen der Nockenwelle zu einer ersten Position für ein Verbrennungsereignis in einem ersten Zylinder und das Einstellen der Nockenwelle zu einer zweiten, anderen Position für ein Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder beinhaltet, wobei das Verbrennungsereignis in dem ersten und zweiten Zylinder während eines einzelnen Motorzyklus auftreten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen Folgendes beinhaltet: während einer ersten Motordrehzahl und für ein gegebenes Motordrehmoment das Einstellen der Nockenwelle zu einer ersten Position für ein erstes Verbrennungsereignis in einem ersten Zylinder und zu einer zweiten, anderen Position für ein zweites Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder, wobei das erste und zweite Verbrennungsereignis innerhalb eines einzelnen Motorzyklus auftreten, wobei die erste und zweite Position durch ein erstes Ausmaß getrennt sind; und während einer zweiten, höheren Drehzahl und für das gegebene Motordrehmoment, das Einstellen der Nockenwelle zu einer dritten Position für das erste Verbrennungsereignis in dem ersten Zylinder und zu einer vierten Position für das zweite Verbrennungsereignis in dem zweiten Zylinder, wobei die dritte und vierte Position durch ein zweites Ausmaß getrennt sind, das kleiner ist als das erste Ausmaß.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen der Nockenwelle Folgendes beinhaltet: während eines einzelnen Motorzyklus, wenn eine Nockenwelleneinstellung innerhalb einer Nockenwellengrenze liegt, das Einstellen der Nockenwelle zu einer ersten Position für ein Verbrennungsereignis in einem ersten Zylinder und das Einstellen der Nockenwelle zu einer zweiten, anderen Position für ein Verbrennungsereignis in einem zweiten Zylinder, während ein Zündzeitpunkt bei MBT gehalten wird, wobei die erste und zweite Position durch einen ersten, größeren Abstand getrennt sind; und wenn sich die Nockenwelleneinstellung außerhalb der Nockenwellengrenze befindet, das Einstellen der Nockenwelle zu einer dritten Position für ein Verbrennungsereignis in dem ersten Zylinder und das Einstellen der Nockenwelle zu einer vierten, anderen Position für ein Verbrennungsereignis im zweiten Zylinder, während der Zündzeitpunkt nach spät verstellt wird, wobei die dritte und vierte Position durch einen zweiten, kleineren Abstand getrennt sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Nockenwellengrenze auf einer Motordrehzahl basiert, wobei die Nockenwellengrenze mit zunehmender Motordrehzahl abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Nockenwellengrenze weiterhin auf einer Zündreihenfolge der zwei oder mehr Zylinder basiert, wobei die Nockenwellengrenze mit zunehmendem Unterschied bei der Zündreihenfolge zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen auf einem Restabgasungleichgewicht zwischen den zwei oder mehr Zylindern bei jedem Verbrennungsereignis basiert und wobei das Einstellen der Nockenwelle das Einstellen einer Auslassventilsteuerung für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen auf der Basis des Restabgasungleichgewichts Folgendes beinhaltet: während einer ersten Bedingung, wenn das Restabgasungleichgewicht unter einem Schwellwertausmaß liegt, das Einstellen der Nockenwelle für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder, um das Restabgasungleichgewicht zu reduzieren, während der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten wird; und während einer zweiten Bedingung, wenn das Restabgasungleichgewicht größer als das Schwellwertausmaß ist, das Einstellen der Nockenwelle für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder und das Verstellen des Zündzeitpunkts von MBT nach spät, um das Restabgasungleichgewicht zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen auf einem Luftladungsungleichgewicht zwischen den zwei oder mehr Zylindern bei jedem Verbrennungsereignis basiert und wobei das Einstellen der Nockenwelle das Einstellen einer Einlassventilsteuerung für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Einstellen auf der Basis des Luftladungsungleichgewichts Folgendes beinhaltet: während einer ersten Bedingung, wenn das Luftladungsungleichgewicht unter einem Schwellwertausmaß liegt, das Einstellen der Nockenwelle für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder, um das Luftladungsungleichgewicht zu reduzieren, während der Zündzeitpunkt bei MBT gehalten wird; und während einer zweiten Bedingung, wenn das Luftladungsungleichgewicht größer als das Schwellwertausmaß ist, das Einstellen der Nockenwelle für jedes Verbrennungsereignis der zwei oder mehr Zylinder und das Verstellen des Zündzeitpunkts von MBT nach spät, um das Luftladungsungleichgewicht zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die zwei oder mehr Zylinder auf einer gemeinsamen Motorbank befinden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen der Nockenwelle das Einstellen einer Position der Nockenwelle über Nockenwinkeleinstellungen eines elektrisch betätigten Nockenwinkelverstellers beinhaltet.
Verfahren für einen Motor, das Folgendes umfasst: während Motorleerlaufbedingungen: Einstellen einer Nockenwellenposition während jedes Verbrennungsereignisses eines an einer Nockenwelle gekoppelten ersten und zweiten Zylinders, wobei das Einstellen auf einer motorzyklusspezifischen Drehmomentvariation zwischen dem ersten und zweiten Zylinder basiert, wobei ein Einlass- und/oder Auslassventil des ersten und zweiten Zylinders über die Nockenwelle betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Einstellen auf der Basis der Drehmomentvariation zwischen den Zylindern das Einstellen auf der Basis eines oder mehrerer eines Restabgasungleichgewichts, eines Luftladungsungleichgewichts, eines Verdünnungsungleichgewichts und eines Kraftstoffversorgungsungleichgewichts zwischen dem ersten und zweiten Zylinder basiert.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Einstellen weiterhin auf einer Zündreihenfolge des ersten und zweiten Zylinders basiert.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Einstellen Folgendes beinhaltet: wenn ein Zündreihenfolgenunterschied zwischen dem ersten und zweiten Zylinder größer ist, das Halten des Zündzeitpunkts bei MBT und das Einstellen einer Nockenwellenposition auf der Basis der Drehmomentvariation bis zum Erreichen einer ersten Nockenwellengrenze, und nachdem die erste Nockenwellengrenze erreicht ist, das Halten einer ersten Nockenwellenposition und das Verstellen des Zündzeitpunkts nach spät auf der Basis der Drehmomentvariation; und wenn der Zündreihenfolgenunterschied zwischen dem ersten und zweiten Zylinder niedriger ist, das Halten des Zündzeitpunkts bei MBT und das Einstellen der Nockenwelle auf der Basis der Drehmomentvariation bis zum Erreichen einer zweiten, niedrigeren Nockenwellengrenze, und nachdem die zweite Nockenwellengrenze erreicht ist, das Halten einer zweiten, anderen Nockenwellenposition und das Verstellen des Zündzeitpunkts nach spät auf der Basis der Drehmomentvariation, wobei die erste und zweite Nockenwellengrenze auf dem Zündreihenfolgenunterschied zwischen dem ersten und zweiten Zylinder basieren.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Einstellen während eines ersten Verbrennungsereignisses eines gegebenen Motorzyklus mit zündendem erstem Zylinder das Einstellen der Nockenwelle zu einer ersten Position und während eines zweiten Verbrennungsereignisses des gegebenen Motorzyklus bei zündendem zweiten Zylinder das Einstellen der Nockenwelle auf eine zweite, andere Position beinhaltet, wobei ein Abstand zwischen der ersten und zweiten Position mit zunehmender Motordrehzahl abnimmt.
Motorsystem, das Folgendes umfasst: einen Motor mit einem ersten und einem zweiten Zylinder; eine Nockenwelle, die an den ersten und zweiten Zylinder gekoppelt ist, wobei die Nockenwelle betätigt wird zum Betreiben eines Einlass- und/oder Auslassventils des ersten und zweiten Zylinders; einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen zum, während Motorleerlaufbedingungen, Schätzen einer Drehmomentvariation zwischen dem ersten und zweiten Zylinder und bei jedem Motorzyklus und für eine gegebene Motordrehmomentausgabe, Einstellen der Nockenwelle zu einer ersten Position eines ersten Verbrennungsereignisses des ersten Zylinders und zu einer zweiten, anderen Position bei einem zweiten Verbrennungsereignis des zweiten Zylinders zum Reduzieren der Drehmomentvariation, wobei die erste und zweite Position auf jedem einer Motordrehzahl, einer Zündreihenfolge des ersten und zweiten Zylinders, einer Nockenwellengrenze und der geschätzten Drehmomentvariation basieren.
Verfahren zum Einstellen einer Motorventilsteuerung, das Folgendes umfasst: Betätigen von Einlass- und/oder Auslassventilen von zwei oder mehr Zylindern über eine Nockenwelle und innerhalb eines einzelnen Motorzyklus das Verstellen der Nockenwelle für ein erstes Verbrennungsereignis nach früh, um das Drehmoment in Richtung eines mittleren Drehmoments bei Zündzeitpunkt bei MBT zu erhöhen, Verstellen der Nockenwelle und des Zündzeitpunkts für ein zweites Verbrennungsereignis nach spät, um das Drehmoment in Richtung des mittleren Drehmoments zu senken, und dann Wiederholen für einen nächsten einzelnen Motorzyklus.
Verfahren zum Einstellen eines Motorventilbetriebs, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Nockenwellenposition während jedes Verbrennungsereignisses eines an eine Nockenwelle gekoppelten ersten und zweiten Zylinders, wobei das Einstellen auf einer motorzyklusspezifischen Drehmomentvariation zwischen dem ersten und zweiten Zylinder basiert, wobei ein Einlass- und/oder Auslassventil des ersten und zweiten Zylinders über die Nockenwelle betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Einstellen während ausgewählter Nicht-Motorleerlaufbedingungen ausgeführt wird, die beinhalten, dass der Motor bei Bedingungen mit niedriger Geschwindigkeitslast mit AGR arbeitet, der Motor im Fahrgeschwindigkeitsregelungsmodus arbeitet und der Motor im Drehmomentsteuermodus arbeitet.