DE102013219048B4

DE102013219048B4 - Verfahren zur Steuerung einer Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungssequenz

Info

Publication number: DE102013219048B4
Application number: DE102013219048.4A
Authority: DE
Inventors: Randall S. Beikmann
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: DE102013219048A1

Abstract

Zylindersteuerverfahren eines Fahrzeugs, umfassend, dass:
eine Ziel-Anzahl (308) von Zylindern (118) eines Motors (102) ermittelt wird, die während einer zukünftigen Zeitdauer aktiviert werden sollen,
wobei die zukünftige Zeitdauer N Unterzeitdauern umfasst und N eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist;
dann, wenn ermittelt wird, dass ein stationärer oder quasi stationärer Betriebszustand des Motors (102) vorliegt:
zumindest zwei vorbestimmte Sequenzen (312) zum Aktivieren und Deaktivieren der Zylinder (118) des Motors (102) basierend auf der Ziel-Anzahl (308) abgerufen werden,
wobei jeweilige vorbestimmte Prozentanteile der Verwendung für jede vorbestimmte Sequenz (312) vorgesehen sind,
wobei jede der zumindest zwei vorbestimmten Sequenzen (312) N Ziel-Anzahlen von Zylindern (118) angibt, die jeweils während der N Unterzeitdauern aktiviert werden sollen;
für jede der zumindest zwei vorbestimmten Sequenzen (312) N vorbestimmte Untersequenzen (336) zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) des Motors (102) jeweils während der N Unterzeitdauern abgerufen werden;
eine Ziel-Sequenz (248) zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) des Motors (102) während der zukünftigen Zeitdauer basierend auf den zumindest zwei vorbestimmten Sequenzen (312) und deren jeweiligen vorbestimmten Prozentanteilen der Verwendung erzeugt wird; und
während der zukünftigen Zeitdauer:
das Öffnen von Einlass- und Auslassventilen (122, 130) von ersten der Zylinder (118), die aktiviert werden sollen, basierend auf der Ziel-Sequenz (248) aktiviert wird; und
das Öffnen von Einlass- und Auslassventilen (122, 130) von zweiten der Zylinder (118), die deaktiviert werden sollen, basierend auf der Ziel-Sequenz (248) deaktiviert wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Motorsteuersysteme und -verfahren.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Bei einigen Motortypen kann eine Luftströmung in den Motor mittels einer Drossel geregelt werden. Die Drossel kann eine Drosselfläche einstellen, was die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch an die Zylinder zu liefern und/oder eine gewünschte Drehmomentausgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentausgabe des Motors.
Unter bestimmen Umständen können ein oder mehrere Zylinder eines Motors deaktiviert werden. Die Deaktivierung eines Zylinders kann umfassen, dass das Öffnen und Schließen von Einlassventilen des Zylinders deaktiviert wird und dass die Kraftstoffzufuhr des Zylinders gestoppt wird. Beispielsweise können ein oder mehrere Zylinder deaktiviert werden, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, wenn der Motor einen angeforderten Betrag des Drehmoments erzeugen kann, während der eine oder die mehreren Zylinder deaktiviert sind.
In der US 2011 / 0 048 372 A1 ist ein Zylindersteuerverfahren beschrieben, bei welchem zunächst eine Ziel-Anzahl von Zylindern eines Motors ermittelt wird, die während einer zukünftigen Zeitdauer aktiviert werden sollen. Die zukünftige Zeitdauer umfasst N Unterzeitdauern, wobei N eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist. Basierend auf der Ziel-Anzahl wird eine Ziel-Sequenz erzeugt, die N Ziel-Anzahlen von Zylindern angibt, die jeweils während der N Unterzeitdauern aktiviert werden sollen, und während der zukünftigen Zeitdauer wird das Öffnen von Einlass- und Auslassventilen der Zylinder, die deaktiviert werden sollen, basierend auf der Ziel-Sequenz deaktiviert.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Zylindersteuerverfahren zu schaffen, mit dem Schwingungen sowie Lufteinleitungs- und Abgasgeräusche, die durch eine Aktivierung und Deaktivierung von Zylindern eines Motors eines Fahrzeugs bedingt sind, minimiert werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Zylindersteuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Zylindersteuerverfahren umfasst: dass eine Ziel-Anzahl von Zylindern eines Motors ermittelt wird, die während einer zukünftigen Zeitdauer aktiviert werden sollen, wobei die zukünftige Zeitdauer N Unterzeitdauern umfasst und N eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist; dass basierend auf der Ziel-Anzahl eine Sequenz erzeugt wird, die N Ziel-Anzahlen von Zylindern angibt, die jeweils während der N Unterzeitdauern aktiviert werden sollen; und dass N vorbestimmte Sequenzen zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern des Motors jeweils während der N Unterzeitdauern abgerufen werden. Das Zylindersteuerverfahren umfasst ferner: dass eine Ziel-Sequenz zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern des Motors während der zukünftigen Zeitdauer basierend auf den N vorbestimmten Sequenzen erzeugt wird; und dass während der zukünftigen Zeitdauer: das Öffnen von Einlass- und Auslassventilen von ersten der Zylinder, die aktiviert werden sollen, basierend auf der Ziel-Sequenz aktiviert wird; und das Öffnen von Einlass- und Auslassventilen von zweiten der Zylinder, die deaktiviert werden sollen, basierend auf der Ziel-Sequenz deaktiviert wird.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich werden, wobei:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Zylindersteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
4 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Zylinderaktivierung und -deaktivierung gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um ein Drehmoment zu erzeugen. Unter bestimmten Umständen kann ein Motorsteuermodul (ECM) einen oder mehrere Zylinder des Motors deaktivieren. Das ECM kann beispielsweise einen oder mehrere Zylinder deaktivieren, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, wenn der Motor einen angeforderten Betrag des Drehmoments erzeugen kann, während der eine oder die mehreren Zylinder deaktiviert sind. Die Deaktivierung eines oder mehrerer Zylinder kann jedoch die durch den Antriebsstrang induzierte Schwingung relativ zur Aktivierung aller Zylinder erhöhen.
Das ECM der vorliegenden Offenbarung ermittelt eine mittlere Anzahl von Zylindern pro Unterzeitdauer, die während einer zukünftigen Zeitdauer aktiviert werden sollen, welche N Unterzeitdauern umfasst. N ist eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei. Basierend auf dem Erreichen der mittleren Anzahl von Zylindern über der zukünftigen Zeitdauer erzeugt das ECM eine erste Sequenz, die N Ziel-Anzahlen von Zylindern angibt, die jeweils während der N Unterzeitdauern aktiviert werden sollen. Das ECM erzeugt eine zweite Sequenz, die N vorbestimmte Untersequenzen zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern angibt, um die N Ziel-Anzahlen von aktivierten Zylindern jeweils während der N Unterzeitdauern zu erreichen. Die vorbestimmten Untersequenzen werden ausgewählt, um die Drehmomenterzeugung und -zufuhr zu glätten, um eine harmonische Fahrzeugschwingung zu minimieren, um Impulsschwingungseigenschaften zu minimieren und um ein Einleitungs- und Abgasgeräusch zu minimieren.
Das ECM erzeugt eine Ziel-Sequenz zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern des Motors während der zukünftigen Zeitdauer basierend auf den N vorbestimmten Untersequenzen. Die Zylinder werden basierend auf der Ziel-Sequenz während der zukünftigen Zeitdauer aktiviert und deaktiviert. Spezieller werden die Zylinder basierend auf den N vorbestimmten Untersequenzen jeweils während der N Unterzeitdauern aktiviert und deaktiviert. Die Deaktivierung eines Zylinders kann umfassen, dass das Öffnen und das Schließen von Einlassventilen des Zylinders deaktiviert werden und dass eine Kraftstoffzufuhr des Zylinders gestoppt wird.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 eines Fahrzeugs weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Drehmoment basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 eingelassen. Das Einlasssystem 108 kann einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112 umfassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, und das Drossel-Aktuatormodul 116 regelt das Öffnen des Drosselventils 112, 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. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder unter bestimmten Umständen, die nachstehend diskutiert werden, selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.
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. Bei Viertaktmotoren kann ein Motorzyklus zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechen.
Wenn der Zylinder 118 aktiviert ist, wird während des Einlasstakts Luft aus dem Einlasskrümmer durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis 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/-kanäle, 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/Kraftstoff-Gemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kompression die Zündung des Luft/Kraftstoff-Gemischs bewirkt. 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, welche das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Einige Typen von Motoren, wie beispielsweise Motoren mit homogener Kompressionszündung (HCCI-Motoren), können sowohl eine Kompressionszündung als auch eine Funkenzündung ausführen. 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 Kurbelwellenposition in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit der Position der Kurbelwelle synchronisiert werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen oder einen Zündfunken an die deaktivierten Zylinder liefern.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs 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 einer untersten Position zurückkehrt, die als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet wird.
Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC 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 ausgestoßen.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Obgleich eine auf einer Nockenwelle basierte Ventilbetätigung gezeigt ist und diskutiert wurde, können nockenlose Ventilaktuatoren implementiert sein.
Das Zylinder-Aktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktiviert wird. Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub (nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Aktuatoren als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch elektromechanische Aktuatoren, elektrohydraulische Aktuatoren und elektromagnetische Aktuatoren usw.
Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine Turbine 160-1 aufweist, die durch Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen Kompressor 160-2 auf, der von der Turbine 160-1 angetrieben wird und der Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern.
Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Einlassluftkompression) des Turboladers verringert wird. Das ECM 114 kann den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der in der komprimierten Luftladung enthaltenen Wärme dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 mechanisch miteinander verbunden sein und die Einlassluft in die unmittelbare Nähe des heißen Abgases bringen. Die komprimierte Luftladung kann Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 aufnehmen.
Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
Die Kurbelwellenposition kann unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors 180 gemessen werden. Eine Temperatur eines 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).
Ein Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Eine Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer 110 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. Eine Temperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Das Motorsystem 100 kann auch einen oder mehrere andere Sensoren 193 aufweisen. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Der Motor 102 gibt das Drehmoment mittels der Kurbelwelle an ein Getriebe (nicht gezeigt) aus. Eine oder mehrere Kopplungseinrichtungen, wie beispielsweise ein Drehmomentwandler und/oder eine oder mehrere Kupplungen, regeln die Drehmomentübertragung zwischen einer Getriebeeingangswelle und der Kurbelwelle. Das Drehmoment wird zwischen der Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle entsprechend den Gängen übertragen.
Das Drehmoment wird zwischen der Getriebeausgangswelle und Rädern des Fahrzeugs mittels eines oder mehrerer Differentiale, einer oder mehrerer Antriebswellen usw. übertragen. Die Räder, die das Drehmoment aufnehmen, das durch das Getriebe ausgegeben wird, werden als Antriebsräder bezeichnet. Die Räder, die kein Drehmoment von dem Getriebe aufnehmen, werden als nicht angetriebene Räder bezeichnet.
Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren, und er kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Obgleich nur ein Elektromotor 198 gezeigt ist und diskutiert wird, können mehrere Elektromotoren implementiert sein. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
Jedes System, das einen Motorparameter variiert, kann als ein Motoraktuator bezeichnet werden. Jeder Motoraktuator weist einen zugeordneten Aktuatorwert auf. Beispielsweise kann das Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann auch als ein Motoraktuator bezeichnet werden, während der entsprechende Aktuatorwert der Betrag einer Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC sein kann. Andere Motoraktuatoren können das Zylinder-Aktuatormodul 120, das Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Aktuatormodul 172 umfassen. Für diese Motoraktuatoren können die Aktuatorwerte einer Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungssequenz, der Kraftstoffzufuhrrate, dem Einlass- und dem Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, dem Ladedruck bzw. der AGR-Ventilöffnungsfläche entsprechen. Das ECM 114 kann die Aktuatorwerte erzeugen, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein gewünschtes Motorausgangsdrehmoment erzeugt.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems dargestellt. Ein Drehmomentanforderungsmodul 204 kann eine Drehmomentanforderung 208 basierend auf einer oder mehreren Fahrereingaben 212 ermitteln, wie beispielsweise basierend auf einer Gaspedalposition, einer Bremspedalposition, einer Tempomateingabe und/oder basierend auf einer oder mehreren anderen geeigneten Fahrereingaben. Das Drehmomentanforderungsmodul 204 kann die Drehmomentanforderung 208 zusätzlich oder alternativ basierend auf einer oder mehreren anderen Drehmomentanforderungen ermitteln, wie beispielsweise basierend auf Drehmomentanforderungen, die durch das ECM 114 erzeugt werden, und/oder basierend auf Drehmomentanforderungen, die von anderen Modulen des Fahrzeugs empfangen werden, wie etwa von dem Getriebesteuermodul 194, dem Hybridsteuermodul 196, einem Chassissteuermodul usw.
Ein oder mehrere Motoraktuatoren können basierend auf der Drehmomentanforderung 208 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern gesteuert werden. Beispielsweise kann das Drosselsteuermodul 216 eine Ziel-Drosselöffnung 220 basierend auf der Drehmomentanforderung 208 ermitteln. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann das Öffnen des Drosselventils 112 basierend auf der Ziel-Drosselöffnung 220 einstellen.
Ein Zündfunkensteuermodul 224 kann einen Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 228 basierend auf der Drehmomentanforderung 208 ermitteln. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann einen Zündfunken basierend auf dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 228 erzeugen. Ein Kraftstoffsteuermodul 232 kann einen oder mehrere Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 236 basierend auf der Drehmomentanforderung 208 ermitteln. Beispielsweise können die Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 236 eine Kraftstoffeinspritzungsmenge, eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen zum Einspritzen der Menge und einen Zeitpunkt für jede der Einspritzungen umfassen. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann Kraftstoff basierend auf den Ziel-Kraftstoffzufuhrparametern 236 einspritzen.
Ein Phasensteller-Steuermodul 237 kann einen Ziel-Einlass- und einen Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 238 und 239 basierend auf der Drehmomentanforderung 208 ermitteln. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller 148 und 150 basierend auf dem Ziel-Einlass- bzw. dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 238 bzw. 239 steuern. Ein Ladedrucksteuermodul 240 kann einen Ziel-Ladedruck 242 basierend auf der Drehmomentanforderung 208 ermitteln. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann einen Ladedruck, der durch die Ladedruckeinrichtung(en) ausgegeben wird, basierend auf dem Ziel-Ladedruck 242 steuern.
Ein Zylindersteuermodul 244 (siehe auch 3) ermittelt eine Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 basierend auf der Drehmomentanforderung 208. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 deaktiviert die Einlass- und die Auslassventile der Zylinder, die deaktiviert werden sollen, gemäß der Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 ermöglicht auch das Öffnen und Schließen der Einlass- und der Auslassventile der Zylinder, die aktiviert werden sollen, gemäß der Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248.
Die Kraftstoffzufuhr wird für Zylinder, die deaktiviert werden sollen, gemäß der Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 gestoppt (keine Kraftstoffzufuhr), und der Kraftstoff wird an die Zylinder, die aktiviert werden sollen, gemäß der Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 geliefert. Ein Zündfunken wird an die Zylinder, die aktiviert werden sollen, gemäß der Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 geliefert. Der Zündfunken kann an die Zylinder, die deaktiviert werden sollen, gemäß der Ziel-Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 geliefert oder für diese gestoppt werden. Eine Zylinderdeaktivierung unterscheidet sich von einer Kraftstoffabschaltung (z.B. einer Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung) dadurch, dass die Einlass- und die Auslassventile von Zylindern, für welche die Kraftstoffzufuhr während der Kraftstoffabschaltung gestoppt wird, während der Kraftstoffabschaltung weiterhin geöffnet und geschlossen werden, während die Einlass- und die Auslassventile bei einer Deaktivierung geschlossen bleiben.
Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Zylindersteuermoduls 244 dargestellt. Ein Ziel-Zylinderzahlmodul 304 erzeugt eine effektive Ziel-Zylinderzahl (Ziel-ECC) 308. Die Ziel-ECC 308 entspricht einer Ziel-Anzahl von Zylindern, die pro Motorzyklus im Mittel über die nächsten N Motorzyklen (die den nächsten M Zylinderereignissen in einer vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder entsprechen) aktiviert werden sollen. Ein Motorzyklus kann sich auf die Zeitdauer für jeden der Zylinder des Motors 102 beziehen, um einen Verbrennungszyklus auszuführen. Beispielsweise kann bei einem Viertaktmotor ein Motorzyklus zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechen.
Die Ziel-ECC 308 kann eine ganze Zahl oder ein nicht ganzzahliger Wert sein, der zwischen null und der gesamten Anzahl möglicher Zylinderereignisse pro Motorzyklus einschließlich dieser Anzahl liegt. Die Zylinderereignisse umfassen Zylinderzündungsereignisse und Ereignisse, bei denen deaktivierte Zylinder dann, wenn sie aktiviert wären, zünden würden. Obgleich das Beispiel, bei dem N gleich 10 ist, nachstehend diskutiert wird, ist N eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei. Obgleich Motorzyklen und die nächsten N Motorzyklen diskutiert werden, kann eine andere geeignete Zeitdauer verwendet werden (z. B. die nächsten N Sätze einer Anzahl von P Zylinderereignissen).
Das Ziel-Zylinderzahlmodul 304 erzeugt die Ziel-ECC 308 basierend auf der Drehmomentanforderung 208. Das Ziel-Zylinderzahlmodul 304 kann die Ziel-ECC 308 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfeldes ermitteln, die bzw. das die Drehmomentanforderung 208 mit der Ziel-ECC 308 in Beziehung setzt. Lediglich beispielhaft kann die Ziel-ECC 308 für eine Drehmomentanforderung, die unter den Betriebsbedingungen ungefähr 50 % einer maximalen Drehmomentausgabe des Motors 102 beträgt, ein Wert sein, der ungefähr der Hälfte der gesamten Anzahl von Zylindern des Motors 102 entspricht. Das Ziel-Zylinderzahlmodul 304 kann die Ziel-ECC 308 ferner basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern erzeugen, wie beispielsweise basierend auf einer oder mehreren Lasten an dem Motor 102 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern.
Ein erstes Sequenzfestlegungsmodul 310 erzeugt eine Sequenz 312 für aktivierte Zylinder, um die Ziel-ECC 308 über die nächsten N Motorzyklen zu erreichen. Das erste Sequenzfestlegungsmodul 310 kann die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder beispielsweise unter Verwendung eines Kennfeldes ermitteln, das die Ziel-ECC 308 mit der Sequenz 312 für aktivierte Zylinder in Beziehung setzt.
Die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder umfasst eine Sequenz von N ganzen Zahlen, die der Anzahl von Zylindern entspricht, die jeweils während der nächsten N Motorzyklen aktiviert sein sollten. Auf diese Weise gibt die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder an, wie viele Zylinder während jedes der nächsten N Motorzyklen aktiviert sein sollten. Die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder kann beispielsweise eine Datenreihe umfassen, die N ganze Zahlen jeweils für die nächsten N Motorzyklen umfasst, wie beispielsweise: $[I_{1}, I_{2}, I_{3}, I_{4}, I_{5}, I_{6}, I_{7}, I_{8}, I_{9}, I_{10}],$
wobei N gleich 10 ist, I₁ eine ganzzahlige Anzahl von Zylindern ist, die während des ersten der nächsten 10 Motorzyklen aktiviert sein sollen, I₂ eine ganzzahlige Anzahl von Zylindern ist, die während des zweiten der nächsten N Motorzyklen aktiviert sein sollen, I₃ eine ganzzahlige Anzahl von Zylindern ist, die während des dritten der nächsten N Motorzyklen aktiviert sein sollen, und so weiter.
Wenn die Ziel-ECC 308 ein ganzzahliger Wert ist, kann diese Anzahl von Zylindern während jedes der nächsten N Motorzyklen aktiviert werden, um die Ziel-ECC 308 zu erreichen. Wenn die Ziel-ECC 308 lediglich beispielhaft gleich 4 ist, können 4 Zylinder pro Motorzyklus aktiviert werden, um die Ziel-ECC 308 von 4 zu erreichen. Ein Beispiel der Sequenz 312 für aktivierte Zylinder zum Aktivieren von 4 Zylindern pro Motorzyklus während der nächsten N Motorzyklen ist nachstehend vorgesehen, wobei N gleich 10 ist. $[4,4,4,4,4,4,4,4,4,4] .$
Es können ebenso unterschiedliche Anzahlen von aktivierten Zylindern pro Motorzyklus verwendet werden, um die Ziel-ECC 308 zu erreichen, wenn die Ziel-ECC 308 ein ganzzahliger Wert ist. Wenn die Ziel-ECC 308 lediglich beispielhaft gleich 4 ist, können 4 Zylinder während eines Motorzyklus aktiviert werden, 3 Zylinder können während eines weiteren Motorzyklus aktiviert werden, und 5 Zylinder können während eines weiteren Motorzyklus aktiviert werden, um die Ziel-ECC 308 von 4 zu erreichen. Ein Beispiel der Sequenz 312 für aktivierte Zylinder zum Aktivieren einer oder mehrerer unterschiedlicher Anzahlen von aktivierten Zylindern ist nachstehend vorgesehen, wobei N gleich 10 ist. $[4,5,3,4,3,5,3,5,4,4] .$
Wenn die Ziel-ECC 308 kein ganzzahliger Wert ist, werden unterschiedliche Anzahlen von aktivierten Zylindern pro Motorzyklus verwendet, um die Ziel-ECC 308 zu erreichen. Wenn die Ziel-ECC 308 lediglich beispielhaft gleich 5,4 ist, kann die nachfolgende beispielhafte Sequenz 312 für aktivierte Zylinder verwendet werden, um die Ziel-ECC 308 zu erreichen: $[5,6,5,6,5,6,5,5,6,5]$
wobei N gleich 10 ist, 5 angibt, dass 5 Zylinder während entsprechender der nächsten 10 Motorzyklen aktiviert werden, und 6 angibt, dass 6 Zylinder während entsprechender der nächsten N Motorzyklen aktiviert werden. Obgleich die Verwendung der zwei nächstliegenden ganzen Zahlen bezogen auf den nicht ganzzahligen Wert der Ziel-ECC 308 als Beispiele diskutiert wurden, können andere ganze Zahlen zusätzlich oder alternativ verwendet werden.
Das erste Sequenzfestlegungsmodul 310 kann die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern aktualisieren oder auswählen, wie beispielsweise basierend auf der Motordrehzahl 316 und/oder einer Drosselöffnung 320. Lediglich beispielhaft kann das erste Sequenzfestlegungsmodul 310 die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder derart aktualisieren oder auswählen, dass größere Anzahlen von aktivierten Zylindern in der Nähe des Endes der nächsten N Motorzyklen verwendet werden (und kleinere Anzahlen von aktivierten Zylindern in der Nähe des Anfangs der nächsten N Motorzyklen verwendet werden), wenn die Motordrehzahl 316 und/oder die Drosselöffnung 320 zunehmen. Dies kann für einen glatteren Übergang zu einer Erhöhung der Ziel-ECC 308 sorgen. Das Gegenteil kann gelten, wenn die Motordrehzahl 316 und/oder die Drosselöffnung 320 abnehmen.
Ein Motordrehzahlmodul 324 (2) kann die Motordrehzahl 316 basierend auf einer Kurbelwellenposition 328 erzeugen, die unter Verwendung des Kurbelwellen-Positionssensors 180 gemessen wird. Die Drosselöffnung 320 kann basierend auf Messwerten von einem oder mehreren der Drosselpositionssensoren 190 erzeugt werden.
Ein Untersequenz-Festlegungsmodul 332 legt eine Sequenz von Untersequenzen 336 basierend auf der Sequenz 312 für aktivierte Zylinder und der Motordrehzahl 316 fest. Die Sequenz von Untersequenzen 336 umfasst N Indikatoren von N vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen, die verwendet werden, um die entsprechenden Anzahlen von aktivierten Zylindern (die durch die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder angegeben werden) jeweils während der nächsten N Motorzyklen zu erreichen. Das Untersequenz-Festlegungsmodul 332 kann die Sequenz von Untersequenzen 336 beispielsweise unter Verwendung eines Kennfeldes festlegen, das die Motordrehzahl 316 und die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder mit der Sequenz von Untersequenzen 336 in Beziehung setzt.

Statistisch gesprochen sind eine oder mehrere mögliche Zylinder-Aktivierungs-/ Deaktivierungsuntersequenzen jeder möglichen Anzahl von aktivierten Zylindern pro Motorzyklus zugeordnet. Ein eindeutiger Indikator kann jeder von den möglichen Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen zugeordnet sein, um eine gegebene Anzahl von aktivierten Zylindern zu erreichen. Die nachfolgenden Tabellen umfassen beispielhafte Indikatoren und mögliche Untersequenzen für 5 und 6 aktivierte Zylinder pro Motorzyklus mit 8 Zylinderereignissen pro Motorzyklus:

5 zündende Zylinder		6 zündende Zylinder
Eindeutiger Indikator	Untersequenz	Eindeutiger Indikator	Untersequenz
5_01	00011111	6_01	00111111
5_02	00101111	6_02	01011111
⋮	⋮	⋮	⋮
5 10	01011101	6_10	10110111
5_11	01011110	6_11	10111011
⋮	⋮	⋮	⋮
5_28	10101011	6_28	11111100
⋮	⋮
5_56	11111000

wobei eine 1 in einer Untersequenz angibt, dass der entsprechende Zylinder in der Zündreihenfolge aktiviert werden sollte, und eine 0 angibt, dass der entsprechende Zylinder deaktiviert werden sollte. Obgleich nur mögliche Untersequenzen für 5 und 6 aktivierte Zylinder pro Motorzyklus vorstehend angegeben sind, werden eine oder mehrere mögliche Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen auch jeder anderen Anzahl von aktiven Zylindern pro Motorzyklus zugeordnet. Ebenso können Untersequenzen mit unterschiedlichen Längen und/oder Untersequenzen mit Längen, die sich von der Anzahl von Zylinderereignissen pro Motorzyklus unterscheiden, verwendet werden.

Während einer Kalibrierungsphase der Fahrzeugkonstruktion werden mögliche Untersequenzen und Sequenzen der möglichen Sequenzen, die minimale Niveaus einer Schwingung, ein minimales Einleitungs- und Abgasgeräusch, gewünschte Schwingungseigenschaften, eine gleichmäßigere Drehmomenterzeugung/Drehmomentzufuhr und eine bessere Verbindbarkeit mit anderen möglichen Untersequenzen erzeugen, für verschiedene Motordrehzahlen identifiziert. Die identifizierten Untersequenzen werden als vorbestimmte Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen in einer Untersequenzdatenbank 340 gespeichert. Während des Fahrzeugbetriebs legt das Untersequenz-Festlegungsmodul 332 die Sequenz von Untersequenzen 336 basierend auf der Sequenz 312 für aktivierte Zylinder und der Motordrehzahl 316 fest. Ein Beispiel der Sequenz von Untersequenzen 336 für die beispielhafte Sequenz für aktivierte Zylinder mit [5, 6, 5, 6, 5, 6, 5, 5, 6, 5] lautet: $[5_23,6_25,5_19,6_22,5_55,6_01,5_23,5_21,6_11,5_29],$
wobei 5_23 der Indikator einer der vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen ist, die zu verwenden ist, um 5 Zylinder während des ersten der nächsten N Motorzyklen zu aktivieren, wobei 6_25 der Indikator einer der vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen ist, die zu verwenden ist, um 6 Zylinder während des zweiten der nächsten N Motorzyklen zu aktivieren, 5_19 der Indikator einer der vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/ Deaktivierungsuntersequenzen ist, die zu verwenden ist, um 5 Zylinder während des dritten der nächsten N Motorzyklen zu aktivieren, 6_22 der Indikator einer der vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen ist, die zu verwenden ist, um 6 Zylinder während des vierten der nächsten N Motorzyklen zu aktivieren, und so weiter.
Ein zweites Sequenzfestlegungsmodul 344 empfängt die Sequenz von Untersequenzen 336 und erzeugt die Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248. Spezieller legt das zweite Sequenzfestlegungsmodul 344 die Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 auf die vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen, die in der Sequenz von Untersequenzen 336 angegeben sind, in der Reihenfolge fest, die in der Sequenz von Untersequenzen 336 spezifiziert ist. Das zweite Sequenzfestlegungsmodul 344 ruft die angegebenen vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen aus der Untersequenzdatenbank 340 ab. Die Zylinder werden während der nächsten N Motorzyklen gemäß der Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 aktiviert.
Es kann wünschenswert sein, die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder von einem Satz von N Motorzyklen auf einen weiteren Satz von N Motorzyklen zu variieren. Diese Variation kann beispielsweise ausgeführt werden, um zu verhindern, dass eine harmonische Schwingung in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs wahrgenommen wird, und um eine zufällige Schwingungscharakteristik aufrechtzuerhalten. Beispielsweise können zwei oder mehr vorbestimmte Sequenzen für aktivierte Zylinder in einer Sequenzdatenbank 348 für aktivierte Zylinder für eine gegebene Ziel-ECC gespeichert werden, und es können vorbestimmte Prozentanteile der Verwendung für jede der vorbestimmten Sequenzen für aktivierte Zylinder vorgesehen sein. Wenn die Ziel-ECC 308 ungefähr konstant bleibt, kann das erste Sequenzfestlegungsmodul 310 die vorbestimmten Sequenzen für aktivierte Zylinder zur Verwendung als die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder in einer Reihenfolge basierend auf den vorbestimmten Prozentanteilen auswählen.
Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Zylinderaktivierung und -deaktivierung zeigt. Bei 404 kann das Zylindersteuermodul 244 ermitteln, ob eine oder mehrere Aktivierungsbedingungen erfüllt sind. Beispielsweise kann das Zylindersteuermodul 244 bei 404 ermitteln, ob ein stationärer oder quasi stationärer Betriebszustand vorliegt. Wenn ja, kann die Steuerung mit 408 fortfahren. Wenn nein, kann die Steuerung enden. Es kann angenommen werden, dass ein stationärer oder ein quasi stationärer Betriebszustand vorliegt, wenn sich beispielsweise die Motordrehzahl 316 über eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. ungefähr 5 Sekunden) um weniger als einen vorbestimmten Betrag (z.B. ungefähr 100-200 RPM) geändert hat. Zusätzlich oder alternativ können die Drosselöffnung 320 und/oder ein oder mehrere andere geeignete Parameter verwendet werden, um zu ermitteln, ob ein stationärer oder ein quasi stationärer Betriebszustand vorliegt.
Bei 408 erzeugt das Ziel-Zylinderzahlmodul 304 die Ziel-ECC 308. Das Ziel-Zylinderzahlmodul 304 kann die Ziel-ECC 308 basierend auf der Drehmomentanforderung 208 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern ermitteln, wie es vorstehend diskutiert wurde. Die Ziel-ECC 308 kann einer Ziel-Anzahl von Zylindern entsprechen, die pro Motorzyklus als Mittelwert über die nächsten N Motorzyklen aktiviert werden sollen.
Das erste Sequenzfestlegungsmodul 310 erzeugt bei 412 die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder. Das erste Sequenzfestlegungsmodul 310 ermittelt die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder basierend auf der Ziel-ECC 308 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern, wie es vorstehend diskutiert wurde. Die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder umfasst eine Sequenz von N ganzen Zahlen, die der Anzahl von Zylindern entsprechen kann, die jeweils während der nächsten N Motorzyklen aktiviert werden sollte.
Das Untersequenz-Festlegungsmodul 332 erzeugt die Sequenz von Untersequenzen 336 bei 416. Das Untersequenz-Festlegungsmodul 332 ermittelt die Sequenz von Untersequenzen 336 basierend auf der Sequenz 312 für aktivierte Zylinder, der Motordrehzahl 316 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern, wie es vorstehend diskutiert wurde. Die Sequenz von Untersequenzen 336 umfasst N Indikatoren von N vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen, die zu verwenden sind, um die entsprechende Anzahl von aktivierten Zylindern zu erreichen, die durch die Sequenz 312 für aktivierte Zylinder angegeben wird.
Bei 420 ruft das zweite Sequenzfestlegungsmodul 344 die vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen ab, die durch die Sequenz von Untersequenzen 336 angegeben werden. Das zweite Sequenzfestlegungsmodul 344 ruft die vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen aus der Untersequenzdatenbank 340 ab. Jede der vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen kann eine Sequenz zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern während eines der nächsten N Motorzyklen umfassen.
Bei 424 erzeugt das zweite Sequenzfestlegungsmodul 344 die Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 basierend auf den abgerufenen, vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungsuntersequenzen. Spezieller setzt das zweite Sequenzfestlegungsmodul 344 die abgerufenen, vorbestimmten Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungssequenzen in der Reihenfolge zusammen, die durch die Sequenz von Untersequenzen 336 angegeben wird, um die Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 zu erzeugen. Auf diese Weise kann die Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 eine Sequenz zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern während der nächsten N Motorzyklen umfassen.
Der Motor 102 wird bei 428 basierend auf der Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 gesteuert. Wenn die Ziel-Zylinderaktivierungs-/Deaktivierungssequenz 248 angibt, dass der nächste Zylinder in der Zündreihenfolge aktiviert werden sollte, dass der nachfolgende Zylinder in der Zündreihenfolge deaktiviert werden sollte und dass der nachfolgende Zylinder in der Zündreihenfolge aktiviert werden sollte, dann wird der nächste Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge aktiviert, der nachfolgende Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge wird deaktiviert, und der nachfolgende Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge wird aktiviert.
Das Zylindersteuermodul 244 deaktiviert das Öffnen der Einlass- und der Auslassventile der Zylinder, die deaktiviert werden sollen. Das Zylindersteuermodul 244 ermöglicht das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile der Zylinder, die aktiviert werden sollen. Das Zündfunkensteuermodul 232 liefert Kraftstoff an die Zylinder, die aktiviert werden sollen, und stoppt eine Kraftstoffzufuhr für die Zylinder, die deaktiviert werden sollen. Das Zündfunkensteuermodul 224 liefert einen Zündfunken an die Zylinder, die aktiviert werden sollen. Das Zündfunkensteuermodul 224 kann den Zündfunken für die Zylinder, die deaktiviert werden sollen, stoppen oder einen Zündfunken an diese Zylinder liefern. Obgleich die Steuerung derart gezeigt ist, dass sie endet, ist 4 eine Veranschaulichung einer Steuerschleife, und es kann eine Steuerschleife beispielsweise für jeden vorbestimmten Betrag der Kurbelwellendrehung ausgeführt werden.
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

Zylindersteuerverfahren eines Fahrzeugs, umfassend, dass: eine Ziel-Anzahl (308) von Zylindern (118) eines Motors (102) ermittelt wird, die während einer zukünftigen Zeitdauer aktiviert werden sollen, wobei die zukünftige Zeitdauer N Unterzeitdauern umfasst und N eine ganze Zahl größer als oder gleich zwei ist; dann, wenn ermittelt wird, dass ein stationärer oder quasi stationärer Betriebszustand des Motors (102) vorliegt: zumindest zwei vorbestimmte Sequenzen (312) zum Aktivieren und Deaktivieren der Zylinder (118) des Motors (102) basierend auf der Ziel-Anzahl (308) abgerufen werden, wobei jeweilige vorbestimmte Prozentanteile der Verwendung für jede vorbestimmte Sequenz (312) vorgesehen sind, wobei jede der zumindest zwei vorbestimmten Sequenzen (312) N Ziel-Anzahlen von Zylindern (118) angibt, die jeweils während der N Unterzeitdauern aktiviert werden sollen; für jede der zumindest zwei vorbestimmten Sequenzen (312) N vorbestimmte Untersequenzen (336) zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) des Motors (102) jeweils während der N Unterzeitdauern abgerufen werden; eine Ziel-Sequenz (248) zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) des Motors (102) während der zukünftigen Zeitdauer basierend auf den zumindest zwei vorbestimmten Sequenzen (312) und deren jeweiligen vorbestimmten Prozentanteilen der Verwendung erzeugt wird; und während der zukünftigen Zeitdauer: das Öffnen von Einlass- und Auslassventilen (122, 130) von ersten der Zylinder (118), die aktiviert werden sollen, basierend auf der Ziel-Sequenz (248) aktiviert wird; und das Öffnen von Einlass- und Auslassventilen (122, 130) von zweiten der Zylinder (118), die deaktiviert werden sollen, basierend auf der Ziel-Sequenz (248) deaktiviert wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass: Kraftstoff an die ersten der Zylinder (118) geliefert wird; und eine Kraftstoffzufuhr an die zweiten der Zylinder (118) gestoppt wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass die Ziel-Anzahl (308) von Zylindern (118), die während der zukünftigen Zeitdauer aktiviert werden sollen, basierend auf einer Motordrehmomentanforderung (208) ermittelt wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend, dass die Ziel-Anzahl (308) von Zylindern (118), die während der zukünftigen Zeitdauer aktiviert werden sollen, auf eine mittlere Anzahl von Zylindern (118) festgelegt wird, die während der zukünftigen Zeitdauer aktiviert werden sollen.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass basierend auf den N Ziel-Anzahlen und einer Motordrehzahl (316) die N vorbestimmten Untersequenzen (336) zum Aktivieren und Deaktivieren der N Ziel-Anzahlen von Zylindern (118) jeweils während der N Unterzeitdauern ermittelt werden.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, dass die Ziel-Sequenz (248) zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) während der zukünftigen Zeitdauer ferner basierend auf der Sequenz der N Ziel-Anzahlen von Zylindern (118) erzeugt wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die Unterzeitdauern jeweils einem vorbestimmten Betrag einer Kurbelwellendrehung entsprechen.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die Ziel-Anzahl (308) ein nicht ganzzahliger Wert ist, der zwischen null und einer maximalen Anzahl von Zylinderereignissen liegt, die während einer Unterzeitdauer auftreten.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass jede der zumindest zwei Sequenzen (312), welche die N Ziel-Anzahlen von Zylindern (118) angibt, die jeweils während der N Unterzeitdauern aktiviert werden sollen, ferner basierend auf einer Motordrehzahl (316) erzeugt wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass jede der zumindest zwei Sequenzen (312), welche die N Ziel-Anzahlen von Zylindern (118) angibt, die jeweils während der N Unterzeitdauern aktiviert werden sollen, ferner basierend auf einer Drosselöffnung (320) erzeugt wird.