DE102013214545B4 - Verfahren zum steuern eines variablen ventilbetätigungssystems zum verringern einer mit einer reaktivierung eines zylinders verbundenen verzögerung - Google Patents

Verfahren zum steuern eines variablen ventilbetätigungssystems zum verringern einer mit einer reaktivierung eines zylinders verbundenen verzögerung Download PDF

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Abstract

Verfahren, das umfasst, dass:ein Zylinder (118) eines Motors (102) basierend auf einer Fahrer-Drehmomentanforderung deaktiviert und reaktiviert wird, während sich ein Zündungssystem (126, 128), das dem Motor (102) zugeordnet ist, in einer Ein-Position befindet; undeine Zeitdauer, für die ein Einlassventil (122) und/oder ein Auslassventil (130) des Zylinders (118) geöffnet werden, selektiv basierend auf einer ersten Zeit eingestellt wird, zu welcher der Zylinder (118) reaktiviert wird,wobei das Auslassventil (130) für eine erste Zeitdauer geöffnet wird, wenn ein Kurbelwinkel, der einer Kolbenposition zu der ersten Zeit relativ zu einem oberen Totpunkt (TDC) entspricht, größer als ein erster vorbestimmter Winkel oder gleich diesem ist,wobei das Auslassventil (130) für eine zweite Zeitdauer geöffnet wird, die kürzer als die erste Zeitdauer ist, wenn der Kurbelwinkel kleiner als der erste vorbestimmte Winkel und größer als ein zweiter vorbestimmter Winkel ist, undwobei eine Zündreihenfolge des Motors (102) eingestellt wird, wenn der Kurbelwinkel kleiner als der zweite vorbestimmte Winkel oder gleich diesem ist.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines variablen Ventilbetätigungssystems zum Verringern einer Verzögerung, die mit einer Reaktivierung eines Zylinders verbunden ist.
  • HINTERGRUND
  • Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft/Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Luft tritt durch Einlassventile in die Zylinder ein. Kraftstoff kann mit der Luft gemischt werden, bevor die Luft in die Zylinder eintritt. Bei Motoren mit Funkenzündung löst ein Zündfunken die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs in den Zylindern aus. Bei Motoren mit Kompressionszündung verbrennt die Kompression in den Zylindern das Luft/Kraftstoffgemisch in den Zylindern. Abgas tritt durch Auslassventile aus den Zylindern aus.
  • Ein Ventilaktuator betätigt die Einlass- und Auslassventile. Der Ventilaktuator kann durch eine Nockenwelle angetrieben werden. Beispielsweise kann der Ventilaktuator eine hydraulische Hubeinrichtung sein, die mit der Nockenwelle unter Verwendung einer Stößelstange gekoppelt ist oder mit der Nockenwelle direkt gekoppelt ist. Alternativ kann der Ventilaktuator die Einlass- und Auslassventile unabhängig von einer Nockenwelle betätigen. Beispielsweise kann der Ventilaktuator hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch sein, und er kann in einem nockenlosen Motor und/oder in einem nockenlosen Ventiltrieb verwendet werden.
  • In der DE 10 2010 006 737 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Zylinder eines Motors basierend auf einer Fahrer-Drehmomentanforderung deaktiviert und reaktiviert wird, während sich ein Zündungssystem, das dem Motor zugeordnet ist, in einer Ein-Position befindet. Ferner wird eine Zeitdauer, für die ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil des Zylinders geöffnet werden, vor einer Reaktivierung des Zylinders vorverstellt.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Verzögerung des Drehmomentansprechens eines Motors bei einer Reaktivierung eines zuvor deaktivierten Zylinders verhindert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Das Verfahren umfasst, dass ein Zylinder eines Motors basierend auf einer Fahrer-Drehmomentanforderung deaktiviert und reaktiviert wird, während sich ein Zündungssystem, das dem Motor zugeordnet ist, in einer Ein-Position befindet. Ferner wird eine Zeitdauer, für die ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil des Zylinders geöffnet werden, selektiv basierend auf einer ersten Zeit eingestellt, zu welcher der Zylinder reaktiviert wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich werden, wobei:
    • 1 ein Funktionsblockdiagramm ist, das ein beispielhaftes Motorsystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 2 ein Funktionsblockdiagramm ist, das ein beispielhaftes Motorsteuersystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
    • 3 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Motorsteuerverfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein Motorsteuersystem kann einen oder mehrere Zylinder eines Motors deaktivieren, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. Wenn ein Zylinder deaktiviert wird, können die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder und/oder die Erzeugung eines Zündfunkens in dem Zylinder gestoppt werden. Zusätzlich können ein Einlassventil und ein Auslassventil des Zylinders geschlossen werden, um Abgas in dem Zylinder einzuschließen. Das Einschließen des Abgases in dem Zylinder verringert Pumpverluste, die mit dem Pumpen von Luft in den Zylinder und aus diesem verbunden sind, und es verbessert dadurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit.
  • Wenn ein Zylinder reaktiviert wird, kann das Auslassventil geöffnet werden, um Abgas aus dem Zylinder auszulassen. Das Auslassventil kann geschlossen werden, wenn sich ein Kolben in dem Zylinder an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird. Das Auslassventil kann in jedem Motorzyklus für eine feste Zeitdauer geöffnet werden. Wenn.das Auslassventil beispielsweise unter Verwendung eines Ventiltriebs geöffnet wird, der durch eine Nockenwelle des Motors angetrieben wird, kann die Zeitdauer, während der das Auslassventil geöffnet ist, von der Drehung der Nockenwelle abhängen. Wenn der Zylinder während der Zeitdauer reaktiviert wird, während der dass Auslassventil offen sein würde, wenn es nicht deaktiviert worden wäre, kann das Auslassventil bis zu dem nächsten Auslasstakt des nächsten Motorzyklus nicht geöffnet werden. Dadurch kann das Drehmomentansprechen des Motors verzögert sein.
  • Ein System und ein Verfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung öffnen dann, wenn ein Zylinder reaktiviert wird, ein Auslassventil eines Zylinders, wenn eine Zeitdauer, bevor ein Kolben in dem Zylinder den TDC erreicht, zum Auslassen von Abgas aus dem Zylinder ausreichend ist. Die Zeitdauer, während der das Auslassventil geöffnet wird, kann unter Verwendung eines nockenlosen Ventiltriebs variiert werden. Daher kann das Auslassventil zu einem späteren Zeitpunkt und für eine kürzere Zeitdauer geöffnet werden, wenn der Zylinder reaktiviert wird. Beispielsweise kann das Auslassventil während der Zeitdauer geöffnet werden, während der das Auslassventil offen sein würde, wenn es nicht deaktiviert worden wäre.
  • Wenn die Zeitdauer, bevor der Kolben den TDC erreicht, nicht zum Auslassen des Abgases aus dem Zylinder ausreicht, kann die Zündreihenfolge des Motors angepasst werden. Beispielsweise kann der Zündfunkenzeitpunkt des reaktivierten Zylinders um 360° nach früh verstellt werden, ohne dass der Zündfunkenzeitpunkt der anderen Zylinder in dem Motor angepasst wird. Das Auslassventil kann anschließend während des nächsten Kolbenhubs geöffnet werden. Das Öffnen des Auslassventils, wenn der Zylinder reaktiviert wird, oder während des nächsten Kolbenhubs, anstatt dass auf den Auslasshub des nächsten Motorzyklus gewartet wird, verbessert das Drehmomentansprechen des Motors.
  • Nun auf 1 Bezug nehmend, umfasst eine beispielhafte Implementierung eines Motorsystems 100 einen Motor 102, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 eingelassen. Bei verschiedenen Beispielen umfasst das Einlasssystem 108 einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112. Bei verschiedenen Beispielen umfasst das Drosselventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
  • Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Bei verschiedenen Beispielen weist der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 oder 12 Zylinder auf. Das ECM 114 deaktiviert einen oder mehrere Zylinder des Motors 102 unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. Das ECM 114 kann alle Zylinder oder weniger als alle Zylinder deaktivieren, während sich ein Zündungssystem 120 in einer Ein-Position befindet. Das ECM 114 startet und stoppt den Motor 102 basierend auf einer Eingabe, die von dem Zündungssystem 120 über das Fahrereingabemodul 104 empfangen wird.
  • Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen.
  • Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z.B. in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
  • Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert, welches das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
  • Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition mit der Kurbelwellendrehnung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
  • Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 ist sogar dann in der Lage, den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis zu variieren, wenn ein Zündfunkenzeitpunktsignal zwischen einem letzten Zündungsereignis und dem nächsten Zündungsereignis verändert wird. Bei verschiedenen Implementierungen variiert das Zündfunken-Aktuatormodul 126 den Zündfunkenzeitpunkt relativ zu dem TDC für alle Zylinder in dem Motor 102 um denselben Betrag.
  • Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einem unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich von dem BDC aus aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgesto-ßen.
  • Das Einlassventil 122 kann unter Verwendung eines Einlassventilaktuators 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 unter Verwendung eines Auslassventilaktuators 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Einlassventilaktuator140 mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 steuern. Auf ähnliche Weise kann der Auslassventilaktuator 142 mehrere Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für den Zylinder 118 steuern. Zusätzlich kann ein einzelner Ventilaktuator ein oder mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und ein oder mehrere Einlassventile für den Zylinder 118 betätigen.
  • Der Einlassventilaktuator 140 und der Auslassventilaktuator 142 betätigen das Einlassventil 122 bzw. das Auslassventil 130 unabhängig von einer Nockenwelle. Diesbezüglich können die Ventilaktuatoren 140, 142 hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch sein, und sie können in einem nockenlosen Ventiltrieb verwendet werden, und der Motor 102 kann ein nockenloser Motor sein. Wie es hier gezeigt ist, sind die Ventilaktuatoren 140, 142 hydraulisch, und ein Hydrauliksystem 144 führt den Ventilaktuatoren 140, 142 ein Hydraulikfluid zu.
  • Das Hydrauliksystem 144 umfasst eine Niederdruckpumpe 146, eine Hochdruckpumpe 148 und ein Reservoir 150. Die Niederdruckpumpe 146 führt der Hochdruckpumpe 148 ein Hydraulikfluid aus dem Reservoir 150 über eine Zuführungsleitung 152 zu. Die Hochdruckpumpe 148 führt das Hydraulikfluid aus der Zuführungsleitung 152 den Ventilaktuatoren 140, 142 zu. Die Niederdruckpumpe 146 kann eine elektrische Pumpe sein, und die Hochdruckpumpe 148 kann durch den Motor 102 angetrieben werden, beispielsweise unter Verwendung eines Riemens.
  • Ein Ventil-Aktuatormodul 158 steuert den Einlassventilaktuator 140 und den Auslassventilaktuator 142 basierend auf Signalen von dem ECM 114. Das Ventil-Aktuatormodul 158 kann den Einlassventilaktuator 140 steuern, um den Hub, die Dauer und/oder die zeitliche Einstellung des Einlassventils 122 einzustellen. Das Ventil-Aktuatormodul 158 kann den Auslassventilaktuator 142 steuern, um den Hub, die Dauer und/oder die zeitliche Einstellung des Auslassventils 130 einzustellen.
  • Ein Pumpen-Aktuatormodul 160 steuert die Niederdruckpumpe 146 und die Hochdruckpumpe 148 basierend auf Signalen von dem ECM 114. Das Pumpen-Aktuatormodul 160 kann die Niederdruckpumpe 146 steuern, um den Druck des Hydraulikfluids einzustellen, das der Hochdruckpumpe 148 zugeführt wird. Das Pumpen-Aktuatormodul 160 kann die Hochdruckpumpe 148 steuern, um den Druck des Hydraulikfluids einzustellen, das den Ventilaktuatoren 140, 142 zugeführt wird.
  • Das Motorsystem 100 kann die Position der Kurbelwelle unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors (CKP-Sensors) 180 messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt). Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden.
  • Die Massenströmungsrate der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst. Die Position des Drosselventils 112 kann unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 gemessen werden. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden.
  • Der Hub des Einlassventils 122 kann unter Verwendung eines Einlassventil-Hubsensors (IVL-Sensors) 194 gemessen werden. Der Hub des Auslassventils 130 kann unter Verwendung eines Auslassventil-Hubsensors (EVL-Sensors) 196 gemessen werden. Die Ventilhubsensoren 194, 196 können den Hub des Einlass- und des Auslassventils 122, 130 an das Ventil-Aktuatormodul 158 ausgeben, wie es gezeigt ist, und das Ventil-Aktuatormodul 158 kann den Hub des Einlass- und des Auslassventils 122, 130 an das ECM 114 ausgeben. Alternativ können die Ventilhubsensoren 194, 196 den Hub des Einlass- und des Auslassventils 122, 130 direkt an das ECM 114 ausgeben. Das ECM kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
  • Nun auf 2 Bezug nehmend, umfasst eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 ein Fahrer-Drehmomentmodul 202, ein Zylindersteuermodul 204 und ein Zündreihenfolgenmodul 206. Das Fahrer-Drehmomentmodul 202 ermittelt eine Fahrer-Drehmomentanforderung basierend auf einer Fahrereingabe von dem Fahrereingabemodul 104. Die Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrecht zu erhalten. Das Fahrer-Drehmomentmodul 202 kann eine oder mehrere Abbildungen der Gaspedalposition auf ein Soll-Drehmoment speichern, und es kann die Fahrer-Drehmomentanforderung basierend auf einer ausgewählten der Abbildungen ermitteln.
  • Das Zylindersteuermodul 204 kann einen oder mehrere Zylinder des Motors 102 deaktivieren, wie beispielsweise den Zylinder 118. Bei verschiedenen Implementierungen wird eine vordefinierte Gruppe von Zylindern gemeinsam deaktiviert. Das Zylindersteuermodul 204 kann ein Ventilsteuermodul 208 anweisen, die Einlass- und die Auslassventile von deaktivierten Zylindern zu schließen. Das Ventilsteuermodul 208 gib ein Signal an das Ventil-Aktuatormodul 158 aus, das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 zu öffnen oder zu schließen.
  • Das Ventilsteuermodul 208 kann das Schließen des Einlassventils 122 und des Auslassventils 130 zeitlich steuern, um Abgas in dem Zylinder 118 einzuschlie-ßen, während der Zylinder 118 deaktiviert wird. Bei verschiedenen Beispielen schließt das Ventilsteuermodul 208 das Einlassventil 122, nachdem der Zylinder 118 einen Einlasshub abschließt, und es schließt das Auslassventil 130, bevor der Zylinder 118 einen Auslasshub abschließt. Das Einschließen von Abgas in einem Zylinder, wenn der Zylinder deaktiviert wird, verringert die Pumpverluste des Zylinders.
  • Das Zylindersteuermodul 204 weist ein Kraftstoffsteuermodul 210 an, die Kraftstoffzufuhr für deaktivierte Zylinder zu stoppen. Das Kraftstoffsteuermodul 210 gibt ein Signal an das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 aus, um die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder 118 einzustellen. Das Zylindersteuermodul 204 kann ein Zündfunkensteuermodul 212 anweisen, das Liefern des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder zu stoppen, oder auch nicht. Bei verschiedenen Implementierungen stoppt das Zündfunkensteuermodul 212 das Liefern des Zündfunkens an einen Zylinder nur dann, wenn ein beliebiges Kraftstoff/Luft-Gemisch, das in dem Zylinder bereits vorhanden ist, verbrannt wurde. Das Zündfunkensteuermodul 212 gibt ein Signal an das Zündfunken-Aktuatormodul 126 aus, um die Erzeugung des Zündfunkens in dem Zylinder 118 einzustellen.
  • Das Zylindersteuermodul 204 reaktiviert den Zylinder 118, wenn die Fahrer-Drehmomentanforderung größer als ein erstes Drehmoment ist, das vorbestimmt sein kann. Wenn die Fahrer-Drehmomentanforderung kleiner als das erste Drehmoment oder gleich diesem ist, weist das Zylindersteuermodul 204 ein Drosselsteuermodul 214 an, das Drosselventil 112 derart einzustellen, dass die Fahrer-Drehmomentanforderung erfüllt wird. Das Drosselsteuermodul 214 gibt ein Signal an das Drossel-Aktuatormodul 116 aus, um das Drosselventil 112 einzustellen.
  • Bei verschiedenen Implementierungen stellt das Zündreihenfolgenmodul 206 die Zündreihenfolge des Motors 102 nur dann ein, und/oder das Ventilsteuermodul 208 stellt die Ventilzeiteinstellung des Motors 102 nur dann ein, wenn die Fahrer-Drehmomentanforderung größer als ein zweites Drehmoment ist. Das Zylindersteuermodul 204 kann ermitteln, ob die Fahrer-Drehmomentanforderung größer als das zweite Drehmoment ist. Das zweite Drehmoment kann vorbestimmt sein, und es kann einen Prozentanteil (z.B. 90 Prozent) der weit offenen Drossel entsprechen.
  • Das Ventilsteuermodul 208 kann die Ventilzeiteinstellung während des gegenwärtigen Motorzyklus basierend auf einer ersten Zeit einstellen, wenn der Zylinder 118 reaktiviert wird. Das Ventilsteuermodul 208 öffnet das Einlass- und das Auslassventil 122, 130 normalerweise dann, wenn ein Kurbelwinkel, welcher der ersten Zeit entspricht, größer als ein erster Winkel oder gleich diesem ist. Der Kurbelwinkel kann als Anzahl von Graden vor dem TDC spezifiziert werden. Das Zylindersteuermodul 204 kann den Kurbelwinkel basierend auf einer Eingabe von dem CKP-Sensor 180 ermitteln.
  • Wenn das Auslassventil 130 auf normale Weise öffnet, öffnet das Ventilsteuermodul 208 das Auslassventil 130 für eine erste Zeitdauer. Wenn eine Zeitdauer, bevor der Kolben den TDC erreicht, kürzer als die erste Zeitdauer ist, kann das Ventilsteuermodul 208 das Auslassventil 130 bis zu dem nächsten Motorzyklus nicht öffnen. Das Zylindersteuermodul 204 kann die Zeitdauer, bevor der Kolben den TDC erreicht, basierend auf dem Kurbelwinkel und der Motordrehzahl ermitteln. Die Motordrehzahl wird basierend auf einer Eingabe von dem CKP-Sensor 180 ermittelt. Wenn das Ventilsteuermodul 208 das Einlassventil 122 auf normale Weise öffnet, öffnet das Ventilsteuermodul 208 das Einlassventil 122, bevor das Auslassventil 130 schließt.
  • Wenn der Kurbelwinkel, welcher der ersten Zeit entspricht, kleiner als der erste Winkel, aber größer als ein zweiter Winkel ist, öffnet das Ventilsteuermodul 208 das Auslassventil 130 für eine zweite Zeitdauer, die kürzer als die erste Zeitdauer ist. Zusätzlich öffnet das Ventilsteuermodul 208 das Einlassventil 122 nicht, bis das Auslassventil 130 schließt, um eine Ventilüberlappung zu verhindern. Der Druck in dem Zylinder 118 kann aufgrund der verkürzten Zeitdauer hoch sein, während der das Abgas aus dem Zylinder 118 abgelassen wird. Das Verhindern einer Ventilüberlappung stellt sicher, dass das Abgas nicht durch das Einlassventil 122 gedrückt wird. Nachdem die Ventilzeiteinstellung basierend auf der ersten Zeit eingestellt ist, öffnet das Ventilsteuermodul 208 das Einlass- und das Auslassventil 122, 130 während des nächsten Motorzyklus auf normale Weise.
  • Wenn der Kurbelwinkel, welcher der ersten Zeit entspricht, kleiner als der zweite Winkel oder gleich diesem ist, passt das Zündreihenfolgenmodul 206 die Zündreihenfolge des Motors 102 an. Das Zündreihenfolgenmodul 206 kann den Zündfunkenzeitpunkt des Zylinders 118 um 360 Grad nach früh verstellen, ohne den Zündfunkenzeitpunkt der anderen Zylinder in dem Motor 102 nach früh zu verstellen. Das Zündreihenfolgenmodul 206 kann das Zylindersteuermodul 204 benachrichtigen, wenn das Zündreihenfolgenmodul den Zündfunkenzeitpunkt des Zylinders 118 um 360 Grad nach früh verstellt. Das Ventilsteuermodul 208 und das Kraftstoffsteuermodul 212 können wiederum die Ventilzeiteinstellung bzw. die Zeiteinstellung der Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem nach früh verstellten Zündfunkenzeitpunkt anpassen.
  • Wenn die Zeitdauer vor dem TDC kürzer als die erste Zeitdauer ist, wartet das Ventilsteuermodul 208 folglich nicht nahezu einen vollständigen Motorzyklus ab, bevor das Auslassventil 130 geöffnet wird. Stattdessen öffnet das Ventilsteuermodul 208 das Auslassventil 130 während des nächsten Kolbenhubs. Das Ventilsteuermodul 208 öffnet das Auslassventil 130 für die erste Zeitdauer und schließt das Auslassventil 130 bei oder in der Nähe des TDC des nächsten Kolbenhubs.
  • Nun auf 3 Bezug nehmend, beginnt bei 302 ein Verfahren zum Verringern einer Verzögerung in dem Drehmomentansprechen eines Motors, welche mit einer Reaktivierung eines Zylinders des Motors verbunden ist. Bei 304 ermittelt das Verfahren, ob der Zylinder deaktiviert ist. Wenn der Zylinder deaktiviert ist, fährt das Verfahren bei 306 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 308 fort.
  • Bei 306 ermittelt das Verfahren, ob eine Fahrer-Drehmomentanforderung größer als ein erstes Drehmoment ist. Die Fahrer-Drehmomentanforderung kann basierend auf einer Fahrereingabe ermittelt werden, wie beispielsweise einer Gaspedalposition oder einer Tempomateinstellung. Das erste Drehmoment kann vorbestimmt sein. Wenn die Fahrer-Drehmomentanforderung größer als das erste Drehmoment ist, fährt das Verfahren bei 310 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 312 fort. Bei 312 erfüllt das Verfahren die Fahrer-Drehmomentanforderung, indem eine Position eines Drosselventils eingestellt wird.
  • Bei 310 ermittelt das Verfahren, ob die Fahrer-Drehmomentanforderung größer als ein zweites Drehmoment ist. Das zweite Drehmoment kann vorbestimmt sein, und es kann ein Prozentanteil (z.B. 90 Prozent) der weit offenen Drossel sein. Wenn die Fahrer-Drehmomentanforderung größer als das zweite Drehmoment ist, fährt das Verfahren mit 314 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 316 fort.
  • Bei 316 ermittelt das Verfahren, ob ein Kurbelwinkel, der einer ersten Zeit entspricht, zu welcher der Zylinder reaktiviert wird, kleiner als ein erster Winkel ist. Der Kurbelwinkel kann einen Betrag der Kurbelwellendrehung repräsentieren, bevor ein Kolben in dem Zylinder den TDC erreicht. Wenn der Kurbelwinkel kleiner als der erste Winkel ist, fährt das Verfahren bei 318 fort. Ansonsten kehrt das Verfahren zu 304 zurück. Bei 318 öffnet das Verfahren ein Auslassventil des Zylinders für eine erste Zeitdauer. Der erste Winkel und die erste Zeitdauer können vorbestimmt sein, und sie können dem normalen Betrieb entsprechen. Wenn der Kurbelwinkel kleiner als der erste Winkel ist, kann das Verfahren das Auslassventil während eines nächsten Auslasshubs des nächsten Motorzyklus öffnen.
  • Bei 314 ermittelt das Verfahren, ob der Kurbelwinkel größer als ein zweiter Winkel ist. Wenn der Kurbelwinkel größer als der zweite Winkel ist, fährt das Verfahren bei 320 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 322 fort. Bei 320 öffnet das Verfahren das Auslassventil für eine zweite Zeitdauer, die kürzer als die erste Zeitdauer ist. Die zweite Zeitdauer kann basierend auf einer Zeitspanne vorbestimmt sein, die erforderlich ist, um Abgas aus dem Zylinder abzulassen. Bei 324 verzögert das Verfahren das Öffnen des Einlassventils, bis das Auslassventil geschlossen ist, um eine Ventilüberlappung zu verhindern.
  • Bei 322 stellt das Verfahren eine Zündreihenfolge des Motors ein. Das Verfahren kann beispielsweise den Zündfunkenzeitpunkt des Zylinders um 360 Grad nach früh verstellen, ohne den Zündfunkenzeitpunkt der anderen Zylinder in dem Motor nach früh zu verstellen. Das Verfahren kann die Ventilzeiteinstellung und die Zeiteinstellung der Kraftstoffeinspritzung des Zylinders basierend auf dem nach früh verstellten Zündfunkenzeitpunkt anpassen.
  • Bei 308 ermittelt das Verfahren, ob die Zündreihenfolge des Motors nicht reihenfolgenkonform ist. Die Zündreihenfolge des Motors kann nicht reihenfolgenkonform sein, wenn der Zündfunkenzeitpunkt des Zylinders um 360 Grad nach früh verstellt ist. Wenn die Zündreihenfolge des Motors nicht reihenfolgenkonform ist, fährt das Verfahren bei 326 fort. Ansonsten kehrt das Verfahren zu 304 zurück. Indem das Auslassventil für die zweite Zeitdauer geöffnet wird oder indem der Zündfunkenzeitpunkt des Zylinders um 360 Grad nach früh verstellt wird, verbessert das Verfahren das Drehmomentansprechen des Motors.
  • Bei 326 ermittelt das Verfahren, ob die Fahrer-Drehmomentanforderung abnimmt. Wenn die Fahrer-Drehmomentanforderung abnimmt, fährt das Verfahren bei 328 fort. Ansonsten kehrt das Verfahren zu 304 zurück. Bei 328 überspringt das Verfahren ein Zündungsereignis und stellt die Zündreihenfolge des Motors neu derart ein, dass die Zündreihenfolge reihenfolgenkonform ist. Das Verfahren kann die Zündreihenfolge des Motors wieder neu einstellen, indem der Zündfunkenzeitpunkt des Zylinders um 360 Grad nach spät verstellt wird.
  • Die vorstehende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
  • Wie hierin verwendet, kann sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen elektronischen Schaltkreis; einen Schaltkreis der Schaltungslogik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen. Der Ausdruck Modul kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird.
  • Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzt, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzelnen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code mehrerer Module durch einen einzelnen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Ausdruck Gruppe, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
  • Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.

Claims (7)

  1. Verfahren, das umfasst, dass: ein Zylinder (118) eines Motors (102) basierend auf einer Fahrer-Drehmomentanforderung deaktiviert und reaktiviert wird, während sich ein Zündungssystem (126, 128), das dem Motor (102) zugeordnet ist, in einer Ein-Position befindet; und eine Zeitdauer, für die ein Einlassventil (122) und/oder ein Auslassventil (130) des Zylinders (118) geöffnet werden, selektiv basierend auf einer ersten Zeit eingestellt wird, zu welcher der Zylinder (118) reaktiviert wird, wobei das Auslassventil (130) für eine erste Zeitdauer geöffnet wird, wenn ein Kurbelwinkel, der einer Kolbenposition zu der ersten Zeit relativ zu einem oberen Totpunkt (TDC) entspricht, größer als ein erster vorbestimmter Winkel oder gleich diesem ist, wobei das Auslassventil (130) für eine zweite Zeitdauer geöffnet wird, die kürzer als die erste Zeitdauer ist, wenn der Kurbelwinkel kleiner als der erste vorbestimmte Winkel und größer als ein zweiter vorbestimmter Winkel ist, und wobei eine Zündreihenfolge des Motors (102) eingestellt wird, wenn der Kurbelwinkel kleiner als der zweite vorbestimmte Winkel oder gleich diesem ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Zeitdauer eingestellt wird, wenn die Fahrer-Drehmomentanforderung größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Auslassventil (130) zu einer zweiten Zeit geöffnet wird, die auf der ersten Zeit basiert.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass dann, wenn das Auslassventil (130) für die zweite Zeitdauer geöffnet wird, das Öffnen des Einlassventils (122) verzögert wird, bis das Auslassventil (130) geschlossen ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Zündreihenfolge eingestellt wird, wenn die Fahrer-Drehmomentanforderung größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass ein Zündfunken in dem Zylinder (118) um N Grad nach früh verstellt wird, wenn der Kurbelwinkel kleiner als der zweite vorbestimmte Winkel oder gleich diesem ist, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei N gleich 360 ist.
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