DE102014210475A1 - System und verfahren zum bestimmen des ventilbetriebs - Google Patents

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Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Bestimmen des Betriebs einer Zylinder-Abschalt-/Reaktivierungseinrichtung offenbart. Bei einem Beispiel beruht eine Funktionsminderung der Zylinder-Abschalt-/Reaktivierungseinrichtung auf der Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration.

Description

  • Die Zylinder eines Motors können selektiv abgeschaltet werden, um Kraftstoff zu sparen. Zum Beispiel können vier Zylinder eines Achtzylindermotors abgeschaltet sein, während zur gleichen Zeit die vier verbleibenden Zylinder weiter arbeiten. Das Abschalten von vier von acht Zylindern steigert den Wirkungsgrad der aktiven Zylinder, während Motorpumpverluste verringert werden. Ein Weg zum Abschalten eines Motorzylinders ist es, den Kraftstoffstrom zu dem Zylinder zu beenden und die Einlass- und die Auslassventile eines Zylinders während eines Motorzyklus in einer geschlossenen Stellung zu halten. Der Motor kann sich weiter drehen, ohne Luft durch den abgeschalteten Zylinder zu pumpen. Der Zylinder kann durch das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder und das erneute Beginnen des Öffnens und Schließens der Einlass- und der Auslassventile des Zylinders reaktiviert werden. Es kann jedoch möglich sein, dass ein Zylinder nicht richtig reaktiviert wird, nachdem er abgeschaltet worden ist. Zum Beispiel können die Einlass- und/oder die Auslassventile des Zylinders geschlossen bleiben, wenn sich der Motor dreht. Demzufolge kann der Motor nicht seine volle Nennleistung haben, und die Motoremissionen können sich verschlechtern, falls der inaktive Zylinder nicht erkannt wird.
  • Die Erfinder hierin haben erkannt, dass die Auslassventile eines Motors über einen Motorzyklus geschlossen bleiben können, nachdem die Auslassventile angewiesen worden sind, zu arbeiten, und haben ein Motor-Betriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: das Anweisen einer Reaktivierung eines Zylinders, der abgeschaltet ist, und das Einstellen des Motorbetriebs als Reaktion darauf, dass eine Sauerstoffkonzentration in einem Motor-Ansaugkrümmer geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration.
  • Durch das Erkennen, dass eine Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration auf den Auslassventilbetrieb schließen lassen kann, kann es möglich sein, den Motorbetrieb so einzustellen, dass die Motoremissionsverschlechterung verringert werden kann. Zum Beispiel kann eine Stellung eines AGR-Ventils so eingestellt werden, dass zusätzliche AGR, die darüber in das Einlassventil des Motors eindringen kann, dass ein oder mehrere Zylinder Auslassventile haben, die geschlossen bleiben, wenn sie angewiesen werden zu öffnen, ausgeglichen wird. Ferner kann die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration eine Grundlage sein, um einen Anteil der Zylinder, die abgeschaltet waren und wie gewünscht arbeiten, von einem Anteil der Zylinder, die abgeschaltet waren und nicht wie gewünscht arbeiten, zu unterscheiden. Im Einzelnen kann die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration abgeschätzt werden, wenn ein Anteil der abgeschalteten Zylinder reaktiviert wird, während die verbleibenden abgeschalteten Zylinder inaktiv bleiben. Falls die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration nicht auf weniger als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration verringert wird, kann festgestellt werden, dass die Zylinder, die reaktiviert wurden, Auslassventile einschließen, die wie gewünscht arbeiten. Die Zylinder, die richtig arbeitende Auslassventile haben, können reaktiviert werden, um so ein gesteigertes Maß an Motordrehmoment, verglichen damit, wenn alle abgeschalteten Zylinder in einem abgeschalteten Zustand verbleiben, bereitzustellen. Der verbleibende Anteil der Zylinder kann abgeschaltet bleiben, so dass die interne AGR begrenzt werden kann. Auf diese Weise kann die Motor-Drehmomentleistung gesteigert werden, ohne Zylinder aktivieren zu müssen, die einen verschlechterten Auslassventilbetrieb einschließen.
  • Es sollte sich verstehen, dass die Kurzdarstellung oben bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, einzuführen. Sie ist nicht dazu bestimmt, Schlüssel- oder Wesensmerkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, dessen Rahmen einzig durch die Ansprüche definiert wird, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen, welche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebene Nachteile lösen, begrenzt.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Zylinders eines beispielhaften Motorsystems,
  • 2 zeigt eine beispielhafte Zylinderventil-Aktivierungs-/Deaktivierungseinrichtung,
  • 3 zeigt einen beispielhaften Motorbetriebsablauf, und
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Motors.
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Feststellen einer Funktionsminderung einer Ventilbetätigungseinrichtung. Bei einem Beispiel kann die Ventilbetätigungseinrichtung in einem Motorsystem, wie es in 1 gezeigt wird, eingeschlossen sein. 2 zeigt eine beispielhafte Ventilbetätigungseinrichtung, die selektiv Ventile aktiviert und deaktiviert. Ein Motorbetriebsablauf wird in 3 gezeigt, wobei eine Motoransaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration eine Grundlage zum Feststellen einer Auslassventil-Funktionsminderung ist. Schließlich zeigt 4 ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Motors und Feststellen einer Auslassventil-Funktionsminderung als Reaktion auf die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration.
  • Unter Bezugnahme auf 1 bildet diese nun ein Beispiel einer Verbrennungskammer oder eines Zylinders einer Verbrennungskraftmaschine 10 ab. Der Motor 10 kann Steuerungsparameter von einem Steuerungssystem, welches das Steuergerät 12 einschließt, und Eingaben von einem Fahrzeugführer 130 über ein Eingabegerät 132 empfangen. Bei diesem Beispiel schließt das Eingabegerät 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP ein. Der Zylinder (hierin ebenfalls die „Verbrennungskammer“) 14 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände 136 mit einem darin angeordneten Kolben 138 einschließen. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad des Personenfahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 14 kann über eine Reihe von Durchgängen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluft-Durchgang 146 steht in Verbindung mit einer Aufladekammer 144 und einem Ansaugkrümmer 146. Ferner kann der Ansaugluft-Durchgang 146 zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 in Verbindung stehen. Bei einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugdurchgänge eine Aufladungseinrichtung, wie beispielsweise einen Turbolader oder einen Lader, einschließen. Zum Beispiel zeigt 1, dass der Motor 10 einen Turbolader mit einem Verdichter 174, der zwischen den Ansaugdurchgängen 142 und 144 angeordnet ist, und einer Abgasturbine 176, die entlang eines Abgasdurchgangs 148 angeordnet ist, einschließt. Der Verdichter 174 kann wenigstens teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 angetrieben werden, wenn die Ladungseinrichtung ein Turbolader ist. Jedoch kann bei anderen Beispielen, wie beispielsweise, wenn der Motor 10 mit einem Lader versehen ist, die Abgasturbine 176 wahlweise weggelassen werden, wenn der Verdichter 174 durch mechanischen Antrieb von einem Elektromotor oder dem Motor angetrieben werden kann. Eine Drossel 20, die eine Drosselplatte 164 einschließt, kann entlang eines Ansaugdurchgangs des Motors bereitgestellt werden, um die Durchflussgeschwindigkeit und/oder den Druck der für die Motorzylinder bereitgestellten Ansaugluft zu verändern. Zum Beispiel kann die Drossel 20, wie in 1 gezeigt, stromabwärts von dem Verdichter 174 angeordnet sein oder kann alternativ dazu stromaufwärts von dem Verdichter 174 bereitgestellt werden. Außerdem wird ein Sauerstoffsensor 163 gezeigt, der an den Ansaugkrümmer 146 gekoppelt ist, um die Sauerstoffkonzentration in dem Ansaugkrümmer 146 zu bestimmen.
  • Der Abgasdurchgang 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Ein Abgassensor 128 wird stromaufwärts von einer Emissionsregeleinrichtung 178 an den Abgasdurchgang 148 angeschlossen gezeigt, obwohl der Abgassensor 128 bei einigen Beispielen stromabwärts von der Emissionsregeleinrichtung 178 angeordnet sein kann. Der Sensor 128 kann ausgewählt sein unter verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Anzeige des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wie beispielsweise einem linearen Sauerstoffsensor oder UEGO-(universal oder wide-range exhaust gas oxygen), einem Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen oder EGO-(wie abgebildet), einem HEGO-(beheizten – heated EGO-), einem NOx-, HC-, oder CO-Sensor. Die Emissionsregeleinrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionsregeleinrichtungen oder Kombinationen derselben sein.
  • Die Abgastemperatur kann durch einen oder mehrere Temperatursensoren (nicht gezeigt), der/die in dem Abgasdurchgang 148 angeordnet ist/sind, gemessen werden. Alternativ dazu kann die Abgastemperatur auf der Grundlage von Motor-Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Drehzahl, Last, Luft-Kraftstoff-Verhältnis (air-fuel ratio – AFR), Zündverzögerung usw., abgeleitet werden. Ferner kann die Abgastemperatur durch einen oder mehrere Abgassensoren 128 berechnet werden. Es wird zu erkennen sein, dass die Abgastemperatur alternativ dazu durch eine beliebige Kombination von hierin aufgelisteten Temperaturabschätzungsverfahren abgeschätzt werden kann.
  • Das Motorabgas kann über ein Abgasrückführungs-(AGR-)Ventil 145 und einen AGR-Durchgang 147 von dem Abgasdurchgang 148 zu dem Ansaugkrümmer 146 zurückgeführt werden. Die zu dem Ansaugkrümmer 146 zurückgeführten Abgase können über das Verringern der Verbrennungstemperatur den NOx-Ausstoß des Motors verringern. Außerdem kann die AGR über das Anheben des Ansaugkrümmerdrucks die Motorpumparbeit verringern. Das AGR-Ventil 145 kann auf mehrere Stellungen eingestellt werden, um eine veränderliche Menge an AGR für den Motor bereitzustellen.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventil(e) und ein oder mehrere Auslassventil(e) einschließen. Zum Beispiel wird gezeigt, dass der Zylinder 14 wenigstens ein Einlass-Tellerventil 150 und wenigstens ein Auslass-Tellerventil 156, die an einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet sind, einschließt. Bei einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, wenigstens zwei Einlass-Tellerventile und wenigstens zwei Auslass-Tellerventile, die an einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind, einschließen.
  • Das Einlassventil 150 kann durch Nockenbetätigung über ein Nockenbetätigungssystem 151 durch das Steuergerät 12 gesteuert werden. Ähnlich kann das Auslassventil 156 über ein Nockenbetätigungssystem 153 durch das Steuergerät 12 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 können einen oder mehrere Nocken einschließen und können eines oder mehrere von den Systemen Nockenprofil-Umschaltung (cam profile switching – CPS), variable Nockensteuerung (variable cam timing – VCT), variable Ventilsteuerung (variable valve timing – VVT) und/oder variabler Ventilhub (variable valve lift – VVL) benutzen, die durch das Steuergerät 12 betätigt werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Der Betrieb des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) und/oder Nockenwellen-Positionssensoren 155 beziehungsweise 157 bestimmt werden.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis haben, welches das Verhältnis der Volumina ist, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt beziehungsweise oberen Totpunkt befindet. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis in dem Bereich von 9:1 bis 12:1. Jedoch kann das Verdichtungsverhältnis bei einigen Beispielen, wenn unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, gesteigert werden. Dies kann zum Beispiel geschehen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann auf Grund seiner Wirkung auf das Motorklopfen ebenfalls gesteigert werden, falls Direkteinspritzung verwendet wird.
  • Bei einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung einschließen. Ein Zündsystem 190 kann, unter ausgewählten Betriebsmodi, über die Zündkerze 192 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von dem Steuergerät 12 einen Zündfunken für die Verbrennungskammer 14 bereitstellen. Jedoch kann bei einigen Beispielen, wie beispielsweise, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleiten kann, wie es bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann, die Zündkerze 192 weggelassen werden.
  • Bei einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine oder mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtung(en) einschließen, um Kraftstoff für denselben bereitzustellen. Als ein nicht begrenzendes Beispiel wird gezeigt, dass der Zylinder 14 eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 166 einschließt. Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 166 wird unmittelbar an den Zylinder 14 angeschlossen gezeigt, um Kraftstoff direkt in denselben einzuspritzen, in Proportion zu der von dem Steuergerät 12 empfangenen Impulsbreite. Auf diese Weise gewährleistet die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 166 das, was als Direkteinspritzung (im Folgenden ebenfalls als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Während 1 die Einspritzvorrichtung 166 als eine seitliche Einspritzvorrichtung zeigt, kann sie ebenfalls über dem Kolben, wie beispielsweise nahe der Position der Zündkerze 192, angeordnet sein. Eine solche Position kann auf Grund der niedrigeren Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholgrundlage die Mischung und die Verbrennung verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholgrundlage betrieben wird. Alternativ dazu kann die Einspritzvorrichtung über und nahe dem Einlassventil angeordnet sein, um die Mischung zu verbessern. Der Kraftstoff kann der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 166 von einem Hochdruck-Kraftstoffsystem 8 zugeführt werden, das Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und ein Kraftstoffverteilerrohr einschließt. Alternativ dazu kann der Kraftstoff durch eine Einzelstufen-Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck abgegeben werden, wobei in diesem Fall die Steuerung der Kraftstoff-Direkteinspritzung mehr während des Verdichtungstakts begrenzt sein kann, als wenn ein Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet wird. Ferner können die Kraftstofftanks, während das nicht gezeigt wird, einen Druckwandler haben, der ein Signal für das Steuergerät 12 bereitstellt.
  • Es wird zu erkennen sein, dass die Einspritzvorrichtung 166 bei einer alternativen Ausführungsform eine Saugrohr-Einspritzvorrichtung sein kann, die den Kraftstoff in das Saugrohr stromaufwärts von dem Zylinder 14 liefert. Ferner kann, während das Beispiel zeigt, dass der Kraftstoff über eine einzige Einspritzvorrichtung in den Zylinder eingespritzt wird, der Motor alternativ dazu durch das Einspritzen von Kraftstoff über mehrere Einspritzvorrichtungen, wie beispielsweise eine Direkteinspritzvorrichtung und eine Saugrohr-Einspritzvorrichtung, betrieben werden. Bei einer solchen Konfiguration kann das Steuergerät eine relative Einspritzmenge von jeder Einspritzvorrichtung variieren.
  • Der Kraftstoff kann dem Zylinder durch die Einspritzvorrichtung während eines einzigen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Ferner können die Verteilung und/oder die relative Kraftstoffmenge, die von der Einspritzvorrichtung zugeführt wird, mit den Betriebsbedingungen, wie beispielsweise der Luftfüllungstemperatur, variieren, wie hierin unten beschrieben. Ferner können, für ein einziges Verbrennungsereignis, mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs je Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, des Ansaugtakts oder einer beliebigen angemessenen Kombination derselben durchgeführt werden. Es sollte sich verstehen, dass die hierin beschriebenen Kopfbaugruppen-Konfigurationen und Verfahren bei Motoren mit beliebigen geeigneten Kraftstoffzufuhr-Mechanismen oder -Systemen, z.B. mit Vergaser versehenen Motoren oder anderen Motoren mit anderen Kraftstoffzufuhr-Systemen, verwendet werden können.
  • Das Steuergerät 12 schließt einen Festspeicher 110, eine Zentraleinheit 106, Direktzugriffsspeicher 112, batteriestromgestützten Speicher 114 und Eingaben und Ausgaben 108 ein. Das Steuergerät 12 kann ausführbare Anweisungen für die hierin beschriebenen Verfahren in nicht-flüchtigem Speicher speichern. Das Steuergerät 12 empfängt ferner Eingaben von den verschiedenen zuvor erwähnten Sensoren sowie einem Kurbelwellen-Positionssensor 120 und einem Motor-Temperatursensor 116. Es wird gezeigt, dass der Temperatursensor 116 an einen Kühlmittelmantel 118 gekoppelt ist. Das Steuergerät 12 empfängt ebenfalls Eingaben von einem Ansaugkrümmer-Drucksensor 124 und einem Ansaugkrümmer-Temperatursensor 122.
  • Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus schließt den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Ausdehnungstakt und den Ausstoßtakt ein. Während des Ansaugtakts schließt im Allgemeinen das Auslassventil 156 und das Einlassventil 150 öffnet. Luft wird über den Einlasskrümmer 146 in die Verbrennungskammer 14 eingeleitet, und der Kolben 138 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um so das Volumen innerhalb der Verbrennungskammer 14 zu steigern. Die Stellung, an der sich der Kolben 138 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (d.h., wenn die Verbrennungskammer 14 ihr größtes Volumen hat), wird typischerweise durch Fachleute als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 geschlossen. Der Kolben 138 bewegt sich zu dem Zylinderkopf hin, um so die Luft innerhalb der Verbrennungskammer 14 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 138 am Ende seines Hubs und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (d.h., wenn die Verbrennungskammer 30 ihr kleinstes Volumen hat), wird typischerweise durch Fachleute als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem Vorgang, der im Folgenden als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in die Verbrennungskammer eingeleitet. In einem Vorgang, der im Folgenden als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie beispielsweise die Zündkerze 192, gezündet, was zu einer Verbrennung führt. Während des Ausdehnungstakts schieben die sich ausdehnenden Gase den Kolben 138 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 140 wandelt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der sich drehenden Welle um. Schließlich öffnet, während des Ausstoßtakts, das Auslassventil 156, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zu dem Auslasskrümmer 148 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Zu bemerken ist, dass das Obige nur als ein Beispiel gezeigt wird, und dass die Öffnungs- und/oder Schließzeiten des Einlass- und des Auslassventils variieren können, wie beispielsweise, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu gewährleisten.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. An sich kann jeder Zylinder auf ähnliche Weise seinen eigenen Satz aus Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoff-Einspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. einschließen.
  • 2 zeigt ein beispielhaftes Nockenerhebungsschaltsystem 200 zur Anwendung in den Nockenbetätigungssystemen 151 und 153 des in 1 gezeigten Motors 10. Das Nockenerhebungsschaltsystem 200 stellt als Reaktion auf Motor-Betriebsbedingungen einen Hub und/oder eine Ventilöffnungsdauer eines Ladungswechselventils 202 ein. Es wird gezeigt, dass eine Nockenwelle 206 oberhalb eines Zylinderkopfes 208 einer Motorzylinderbank angeordnet ist. Das Ventil 202 kann ein Einlassventil oder ein Auslassventil sein, dafür konfiguriert, eine Einlassöffnung oder eine Auslassöffnung in einem Zylinder, wie beispielsweise dem in 1 gezeigten Zylinder 14, zu öffnen und zu schließen. Zum Beispiel kann das Ventil 202 zu betätigen sein zwischen einer offenen Stellung, die einen Ladungswechsel in einen Zylinder oder aus demselben ermöglicht, und einer geschlossenen Stellung, die einen Ladungswechsel in einen Zylinder oder aus demselben im Wesentlichen sperrt. Es sollte sich verstehen, dass, obwohl in 2 nur ein Ventil gezeigt wird, der in 1 gezeigte Motor 10 jedoch eine beliebige Anzahl von Zylinderventilen einschließen kann. Zum Beispiel kann der Motor 10 von 1 eine beliebige Anzahl von Zylindern mit zugeordneten Ventilen einschließen, und es kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Zylinder- und Ventilkonfigurationen, z.B. V6-, I4-, I6-, V12-, Boxer-4- und andere Motortypen, verwendet werden.
  • Eine oder mehrere Nockenstützen oder Nockenwellen-Anbringungsregionen können an den Zylinderkopf 208 gekoppelt sein, um die Nockenwelle 206 zu tragen. Zum Beispiel wird eine Nockenstütze 216 angrenzend an das Ventil 202 an den Zylinderkopf 208 gekoppelt gezeigt. Obwohl 2 eine Nockenstütze an den Zylinderkopf gekoppelt zeigt, können die Nockenstützen bei anderen Beispielen an andere Bestandteile eines Motors, z.B. an einen Nockenwellenträger oder den Ventildeckel, gekoppelt sein. Die Nockenstützen können obenliegende Nockenwellen tragen und können die an den Nockenwellen oberhalb jedes Zylinders angeordneten Hubmechanismen trennen.
  • Das Ventil 202 kann in mehreren Hub- und Dauermodi, z.B. einem hohen Ventilhub, einem niedrigen oder teilweisen Ventilhub, einer kurzen Öffnungsdauer, einer langen Öffnungsdauer und keinem Ventilhub, arbeiten. Zum Beispiel können, wie unten ausführlicher beschrieben, durch das Einstellen der Zylinder-Nockenmechanismen, die Ventile an einem oder mehreren Zylindern, z.B. das Ventil 202, auf der Grundlage von Motor-Betriebsbedingungen in unterschiedlichen Hubmodi betrieben werden.
  • Die Nockenwelle 206, die eine Einlassnockenwelle oder eine Auslassnockenwelle sein kann, kann mehrere Nocken einschließen, die dafür konfiguriert sind, das Öffnen und Schließen der Einlassventile zu steuern. Zum Beispiel zeigt 2 eine erste Nockenerhebung 212 und eine zweite Nockenerhebung 214, die oberhalb des Ventils 202 angeordnet sind. Die Nockenerhebungen können unterschiedliche Formen und Größen haben, um Hubprofile zu bilden, die dazu verwendet werden, ein Maß und eine Zeit eines Hebens des Ventils 202, während sich die Nockenwelle 206 dreht, einzustellen. Zum Beispiel kann der Nocken 212 eine Vollhub-Nockenerhebung sein, und der Nocken 214 kann eine Teilhub- oder Niederhub-Nockenerhebung sein. Obwohl 2 zwei mit dem ersten Nocken 212 und dem zweiten Nocken 214 verknüpfte Hubprofile zeigt, sollte es sich verstehen, dass eine beliebige Anzahl von Hubprofil-Nocken vorhanden sein kann, z.B. drei unterschiedliche Nockenerhebungen. Zum Beispiel kann die Nockenwelle 206 zusätzlich einen Nullhub-Nocken einschließen, der dazu verwendet wird, das Ventil 202 unter bestimmten Motor-Betriebsbedingungen abzuschalten.
  • Das Ventil 202 schließt einen Mechanismus 218 ein, der oberhalb des Ventils an die Nockenwelle gekoppelt ist, um ein Ausmaß des Ventilhubs für dieses Ventil einzustellen und/oder um dieses Ventil durch das Verändern einer Position von Nockenerhebungen entlang der Nockenwelle im Verhältnis zu dem Ventil 202 abzuschalten. Zum Beispiel können die Nockenerhebungen 212 und 214 verschiebbar an der Nockenwelle befestigt sein, so dass sie sich je Zylinder in einer axialen Richtung entlang der Nockenwelle verschieben können. Zum Beispiel können mehrere Nockenerhebungen, z.B. die Nockenerhebungen 212 und 214, die oberhalb jedes Zylinderventils, z.B. des Ventils 202, angeordnet sind, über die Nockenwelle in durch einen Pfeil 245 angezeigte Richtungen verschoben werden, um ein an den Ventilstößel, z.B. den an das Ventil 202 gekoppelten Stößel 220, gekoppeltes Nockenerhebungsprofil zu verändern, um die Ventil-Öffnungs- und -Verschlussdauern und Hubmaße zu verändern. Der Ventil-Nockenstößel 220 kann einen Rollenschlepphebel (roller finger follower – RFF) 222 einschließen, der mit einer Nockenerhebung ineinandergreift, die oberhalb des Ventils 202 angeordnet ist. Zum Beispiel wird in 2 die Rolle 222 gezeigt, die mit der Vollhub-Nockenerhebung 212 ineinandergreift.
  • Zusätzliche Stößelelemente, die in 2 nicht gezeigt werden, können ferner Stößelstangen, Kipphebel, Stößel usw. einschließen. Solche Einrichtungen und Merkmale können durch das Umwandeln der Drehbewegung der Nocken in eine Translationsbewegung der Ventile die Betätigung der Einlassventile und der Auslassventile steuern. Bei anderen Beispielen können die Ventile über zusätzliche Nockenerhebungsprofile an den Nockenwellen betätigt werden, wobei die Nockenerhebungsprofile zwischen den unterschiedlichen Ventilen veränderliche Nocken-Hubhöhe, Nockendauer und/oder Nockenzeitsteuerung gewährleisten können. Es könnten jedoch, falls gewünscht, alternative Nockenwellen-(obenliegende und/oder Stößelstangen-)Anordnungen verwendet werden. Ferner können bei einigen Beispielen die Zylinder jeweils nur ein Auslassventil und/oder Einlassventil oder mehr als ein Einlass- und/oder Auslassventil haben. Bei noch anderen Beispielen können die Auslassventile und die Einlassventile durch eine gemeinsame Nockenwelle betätigt werden. Jedoch kann bei einem alternativen Beispiel wenigstens eines der Einlassventile und/oder der Auslassventile durch seine eigene unabhängige Nockenwelle oder eine andere Einrichtung betätigt werden.
  • Eine äußere Hülse 224 kann an die Nockenerhebungen 212 und 214 gekoppelt sein, die mit der Nockenwelle 206 verzahnt sind. Die Nockenwellenposition im Verhältnis zu der Motor-Kurbelwelle wird über einen die Drehung abfühlenden Nockenwellen-Positionssensor 295 und einen Nockenwellen-Positionsanzeiger 290 bestimmt. Die Nockenwelle 206 kann mit einem Phasenregler gekoppelt sein, der dazu verwendet wird, die Ventilsteuerung in Bezug auf die Kurbelwellenposition zu variieren. Durch das In-Eingriff-Bringen eines Stifts, z.B. eines der Stifte 230, 232, in einer gerillten Nabe in der äußeren Hülse kann die axiale Position der Hülse so neu angeordnet werden, dass eine andere Nockenerhebung den an das Ventil 202 gekoppelten Nockenstößel in Eingriff nimmt, um den Hub des Ventils zu verändern. Zum Beispiel kann die Hülse 224 eine oder mehrere Verschiebungsrillen, z.B. Rillen 226 und 228, einschließen, die sich um einen Außenumfang der Hülse erstrecken. Die Verschiebungsrillen können eine spiralförmige Konfiguration um die äußere Hülse haben und können, bei einigen Beispielen, eine Y-förmige oder V-förmige Rille in der äußeren Hülse bilden, wobei die Y-förmige oder V-förmige Rille dafür konfiguriert ist, zwei unterschiedliche Betätigungsstifte, z.B. den ersten Stift 230 und den zweiten Stift 232, zu unterschiedlichen Zeiten in Eingriff zu nehmen, um die äußere Hülse zu bewegen, um ein Hubprofil für das Ventil 202 zu verändern. Die Hülse 224 wird in einer ersten Position gezeigt, während der Stift 232 die Hülse 224 zu der linken Seite von 2 verschiebt. Die Hülse 224 folgt einer Keilnut 225 in einer axialen Richtung entlang der Nockenwelle 206, wenn die Profile umgeschaltet werden. Ferner kann eine Tiefe jeder Rille in der Hülse 224 entlang einer Länge der Rille abnehmen, so dass, nachdem der Stift aus einer Ausgangsstellung in die Rille eingesetzt wird, der Stift durch die abnehmende Tiefe der Rille zu der Ausgangsstellung zurückgeführt wird, wenn sich die Hülse und die Nockenwelle drehen.
  • Zum Beispiel wird sich, wie in 2 gezeigt, wenn der erste Stift 230 in die Rille 226 eingesetzt wird, die äußere Hülse 224 in einer Richtung zu der Nockenstütze 216 hin verschieben, während sich die Nockenwelle 206 dreht, was folglich die Nockenerhebung 212 oberhalb des Ventils 202 anordnet und das Hubprofil verändert. Um zurück zu der Nockenerhebung 214 zu schalten, kann der zweite Stift 232 in die Rille 228 eingesetzt werden, was die äußere Hülse 224 von der Nockenstütze 216 weg verschieben wird, um die Nockenerhebung 214 oberhalb des Ventils 202 anzuordnen. Bei einigen Beispielen können mehrere äußere Hülsen, die Nockenerhebungen enthalten, mit der Nockenwelle 206 verzahnt sein. Zum Beispiel können die äußeren Hülsen mit Nockenerhebungen oberhalb jedes Ventils in dem Motor 10 oder einer ausgewählten Anzahl von Erhebungen oberhalb der Ventile gekoppelt sein.
  • Die Betätigungsstifte 230 und 232 sind in einem Nockenerhebungsumschaltstellorgan 234 eingeschlossen, das die Positionen der Stifte 230 und 232 einstellt, um die oberhalb eines Ventils 202 angeordneten Nockenerhebungen umzuschalten. Das Nockenerhebungsumschaltstellorgan 234 schließt einen Aktivierungsmechanismus 236 ein, der hydraulisch angetrieben oder elektrisch betätigt oder eine Kombination davon sein kann. Der Aktivierungsmechanismus 236 verändert die Positionen der Stifte, um die Hubprofile eines Ventils zu verändern. Zum Beispiel kann der Aktivierungsmechanismus 236 eine an die beiden Stifte 230 und 232 gekoppelte Spule sein, so dass, wenn die Spule erregt wird, z.B. über einen derselben von dem Steuerungssystem zugeführten Strom, eine Kraft auf die beiden Stifte ausgeübt wird, um die beiden Stifte zu der Hülse hin einzusetzen.
  • Folglich sorgt das System von 2 für ein Motorsystem, das Folgendes umfasst: einen Motor, der einen Ansaugkrümmer einschließt, eine Nockenwelle, die eine in Axialrichtung bewegliche Hülse einschließt, einen Sauerstoffsensor, der in dem Ansaugkrümmer angeordnet ist, und ein Steuergerät, das ausführbare Anweisungen einschließt, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, um über das Einstellen einer Position der in Axialrichtung beweglichen Hülse selektiv einen Zylinder abzuschalten und zu reaktivieren, wobei das Steuergerät zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Einstellen des Motorbetriebs als Reaktion auf eine über den Sauerstoffsensor bestimmte Sauerstoffkonzentration in dem Ansaugkrümmer einschließt, wobei die Sauerstoffkonzentration innerhalb einer vorbestimmten Periode nach dem Einstellen einer Position der in Axialrichtung beweglichen Hülse auftritt oder über den Sauerstoffsensor beobachtet wird. Das Motorsystem schließt ein, dass die vorbestimmte Periode eine Anzahl von Verbrennungsereignissen ist. Das Motorsystem umfasst ferner zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Reaktivieren eines Anteils einer Gruppe von abgeschalteten Zylindern als Reaktion auf die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration. Das Motorsystem schließt ein, dass das Einstellen des Motorbetriebes das Einstellen einer Stellung eines AGR-Ventils einschließt. Das Motorsystem schließt ein, dass das Einstellen des Motorbetriebes das Einstellen einer Stellung einer Nockenwelle einschließt.
  • Unter Bezugnahme auf 3 wird nun ein beispielhafter Motorbetriebsablauf gezeigt. Der Betriebsablauf von 3 kann über das System von 2 und 3 erzeugt werden, das die Anweisungen des in 4 beschriebenen Verfahrens ausführt. Jedes in 3 gezeigte Diagramm ereignet sich zur gleichen Zeit wie die anderen Diagramme in 3, und vertikale Markierungen T0 bis T10 zeigen Zeiten von besonderem Interesse während des Ablaufs an.
  • Das erste Diagramm vom Oberteil von 3 stellt den Ventilmodus gegenüber der Zeit dar. Die Y-Achse stellt den Ventilmodus dar. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu. Bei diesem Beispiel ist der Motor dazu in der Lage, zu einem Zeitpunkt in einem von vier Ventilmodi zu arbeiten. Die Ventilmodi werden entlang der Y-Achse angezeigt und schließen einen V8-Modus zum Betreiben des Motors als ein Achtzylindermotor, einen V6A-Modus zum Betreiben des Motors als ein Sechszylindermotor unter Verwendung einer ersten Gruppe von sechs Zylindern, einen V6B-Modus zum Betreiben des Motors als ein Sechszylindermotor unter Verwendung einer zweiten Gruppe von sechs Zylindern, wobei sich die zweite Gruppe von sechs Zylindern von der ersten Gruppe von sechs Zylindern unterscheidet, und einen V4-Modus zum Betreiben des Motors als ein Vierzylindermotor ein.
  • Das zweite Diagramm vom Oberteil von 3 stellt die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration gegenüber der Zeit dar. Die Y-Achse stellt die Sauerstoffkonzentration dar, und die Sauerstoffkonzentration nimmt in der Richtung des Y-Achsenpfeils zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
  • Das dritte Diagramm vom Oberteil von 3 stellt die gewünschte AGR-Konzentration gegenüber der Zeit dar. Die Y-Achse stellt die gewünschte AGR-Konzentration dar, und die gewünschte AGR-Konzentration nimmt in der Richtung des Y-Achsenpfeils zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
  • Das vierte Diagramm vom Oberteil von 3 stellt die Ventil-Funktionsminderung gegenüber der Zeit dar. Die Y-Achse stellt die Ventil-Funktionsminderung dar, und eine Anzeige der Ventil-Funktionsminderung wird bereitgestellt, wenn sich die Aufzeichnung des Ventil-Funktionsminderungszustandes auf einem höheren Niveau befindet. Die Ventil-Funktionsminderung wird nicht angezeigt, wenn sich die Aufzeichnung des Ventil-Funktionsminderungszustandes auf einem niedrigeren Niveau befindet. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
  • Zum Zeitpunkt T0 arbeitet der Motor bei konstanter Drehzahl und Last. Der Motor arbeitet im V8-Modus, wobei alle Motorzylinder Luft-Kraftstoff-Gemische verbrennen und die Einlass- und die Auslassventile aller Zylinder während eines Motorzyklus öffnen und schließen. Die Motoransaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration befindet sich auf einem mittleren Niveau. Auf diesem Niveau kann ein Teil der in die Motorzylinder eingeleiteten Gase Kraftstoffdampf aus dem Motor-Kurbelgehäuse oder einem Kraftstoffdampf-Speicherbehälter einschließen. Der Ansaugkrümmer kann ebenfalls einige Abgase einschließen, die unter Verwendung eines AGR-Ventils oder intern über eine Öffnungsüberdeckung von Einlass- und Auslassventil zurückgeführt werden. Das gewünschte AGR-Niveau befindet sich auf einem mittleren unteren Niveau, und dieses Niveau der AGR wird über das Zurückführen von Abgas über das AGR-Ventil und die Öffnungszeitüberdeckung von Einlass- und Auslassventil (z.B. interne AGR) gewährleistet. Der Ventil-Funktionsminderungszustand befindet sich auf einem niedrigeren Niveau, was anzeigt, dass die Einlass- und die Auslassventile wie gewünscht arbeiten.
  • Zum Zeitpunkt T1 wechselt der Ventilmodus zum V4-Modus, wobei vier Motorzylinder aktiv sind und wobei vier Zylinder abgeschaltet sind. Die vier Zylinder sind dadurch abgeschaltet, dass die Einlass- und die Auslassventile während eines Motorzyklus geschlossen gehalten werden und Zündfunke und Kraftstoff zu den vier Zylindern eingestellt werden. Der Ventilmoduswechsel kann durch eine Verringerung bei dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment, dadurch, dass die Motortemperatur eine Schwellentemperatur erreicht, oder andere Veränderungen im Motorbetrieb eingeleitet werden. Bei einem Beispiel ist die Motor-Zündreihenfolge 1, 5, 4, 8, 6, 3, 7, 2 im V8-Modus und 1, 4, 6, 7 im V4-Modus. Die vier abgeschalteten Motorzylinder werden entsprechend der Zündreihenfolge abgeschaltet. Zum Beispiel kann Zylinder drei der erste abgeschaltete Zylinder sein, nacheinander gefolgt von den Zylindern zwei, fünf und acht. Es wird gezeigt, dass die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration als Reaktion auf die zunehmende gewünschte AGR-Konzentration um ein kleines Maß abnimmt. Die gewünschte AGR-Konzentration nimmt als Reaktion auf die Motordrehzahl und -last der aktiven Zylinder zu. Das AGR-Ventilöffnungsausmaß kann gesteigert werden, so dass die tatsächliche AGR-Konzentration als Reaktion auf die zunehmende gewünschte AGR-Konzentration gesteigert wird. Der Ventil-Funktionsminderungszustand bleibt auf einem niedrigeren Niveau, was anzeigt, dass die Einlass- und die Auslassventile wie gewünscht arbeiten.
  • Zum Zeitpunkt T2 wechselt der Ventilmodus als Reaktion auf Betriebsbedingungen zurück zum V8-Modus. Zum Beispiel kann der Ventilmodus als Reaktion auf eine Steigerung bei dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment oder eine Veränderung bei der Motordrehzahl zum V8-Modus wechseln. Die gewünschte AGR-Konzentration wird als Reaktion auf die Motordrehzahl und die Last der aktiven Zylinder verringert. Bei einem Beispiel kann die Zylinderlast als eine Zylinder-Luftmenge, dividiert durch die theoretische Luftmenge, die in den Zylinder eintreten kann, beschrieben werden. Die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration wird als Reaktion auf die Abnahme bei der gewünschten AGR-Konzentration um ein kleines Maß gesteigert. Das AGR-Ventilöffnungsausmaß kann vermindert werden, um als Reaktion auf die gewünschte AGR-Konzentration die tatsächliche AGR-Konzentration zu verringern. Der Ventil-Funktionsminderungszustand bleibt auf einem niedrigeren Niveau, was anzeigt, dass die Einlass- und die Auslassventile wie gewünscht arbeiten.
  • Zum Zeitpunkt T3 wird der Ventilmodus als Reaktion auf eine Veränderung bei den Betriebsbedingungen wieder zum V4-Modus umgeschaltet. Die gewünschte AGR-Konzentration wird als Reaktion auf eine Veränderung bei der Last der aktiven Zylinder gesteigert, und die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration wird um ein kleines Maß vermindert, wenn die gewünschte AGR-Konzentration gesteigert wird. Der Ventil-Funktionsminderungszustand bleibt auf einem niedrigeren Niveau, was anzeigt, dass die Einlass- und die Auslassventile wie gewünscht arbeiten.
  • Zum Zeitpunkt T4 wird der Ventilmodus zurück zum V8-Modus umgeschaltet, und die gewünschte AGR-Konzentration wird anfänglich als Reaktion auf die Motordrehzahl und -last der aktiven Zylinder auf ein mittleres Niveau verringert. Die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration wird als Reaktion auf die Veränderung beim Ventilmodus und die Verringerung der gewünschten AGR auf ein niedriges Niveau verringert. Das Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentrationsniveau wird bei diesem Beispiel als Reaktion darauf, dass die Auslassventile eines Zylinders während eines Ausstoßtaktes nicht öffnen, nachdem sie zum Aktivieren angewiesen sind, auf ein niedrigeres Niveau verringert. Die verbrannten Gase verlassen den Zylinder zu dem Ansaugkrümmer, wenn die Einlassventile öffnen, wodurch die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration verringert und die tatsächliche AGR-Konzentration (nicht gezeigt) gesteigert wird. Die gewünschte AGR-Konzentration wird als Reaktion auf die niedrige Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration kurz nach dem Zeitpunkt T4 weiter verringert, so dass die Möglichkeit von Fehlzündungen in den anderen Motorzylindern verringert werden kann. Das AGR-Ventilöffnungsausmaß (nicht gezeigt) wird als Reaktion auf die verringerte gewünschte AGR-Konzentration vermindert. Der Ventilmodus bleibt für eine vorbestimmte Dauer im V8-Modus, so dass festgestellt werden kann, ob der Ventilzustandsübergang langsam ist oder nicht stattfindet. Der Ventil-Funktionsminderungszustand bleibt auf einem niedrigeren Niveau, während festgestellt wird, ob der Ventilmoduswechsel langsam ist oder nicht stattfindet. Bei einigen Beispielen kann der Ventil-Funktionsminderungszustand bestätigt werden, sobald die Ansaug-Sauerstoffkonzentration auf ein Schwellenniveau verringert ist.
  • Zum Zeitpunkt T5 ist die vorbestimmte Dauer für das Überführen zum V8-Modus überschritten worden, und der Ventil-Funktionsminderungszustand wird auf ein höheres Niveau überführt, um zu bestätigen, dass eine Ventil-Funktionsminderung vorhanden ist. Der Ventilmodus wird als Reaktion auf die Ventil-Funktionsminderung ebenfalls zum V4-Modus überführt. Die Ventil-Funktionsminderung wird darüber festgestellt, dass die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration niedriger ist als ein Schwellenniveau. Die gewünschte AGR-Konzentration wird als Reaktion darauf, dass der Ventilmodus zum V4-Modus wechselt, gesteigert, und die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration nimmt als Reaktion darauf, dass der Ventilmodus zum V4-Modus wechselt, zu, wobei das Gas in den abgeschalteten Zylindern innerhalb der abgeschalteten Zylinder gehalten werden kann.
  • Zum Zeitpunkt T6 wird der Ventilmodus zum V6A-Modus verändert, so dass festgestellt werden kann, welche Gruppe von zwei abgeschalteten Zylindern einen Zylinder mit einer Ventil-Funktionsminderung einschließt. Bei diesem Beispiel können die Zylinder 1, 5, 4, 6, 3, 7 im V6A-Modus aktiviert werden, aber zwei andere abgeschaltete Zylinder können zeitweilig aktiviert werden, um festzustellen, welcher Zylinder eine Ventil-Funktionsminderung zeigt. Die Zylinder fünf und drei werden dadurch, dass die Einlass- und die Auslassventile der Zylinder fünf und drei angewiesen werden zu arbeiten, und über das Zuführen von Zündfunke und Kraftstoff aktiviert. Die Zylinder zwei und acht bleiben abgeschaltet. Es sollte bemerkt werden, dass die Motor-Zündreihenfolge im V6A und/oder V6B-Modus ungleichmäßig sein kann, so dass es wünschenswert sein kann, das Zeitmaß zu begrenzen, in dem der Motor in einem der Modi betrieben wird. Die gewünschte AGR-Konzentration wird auf ein niedriges Niveau überführt, so dass der AGR-Durchfluss durch das AGR-Ventil als Reaktion darauf, dass der Motor im V6A-Modus arbeitet, angehalten wird. Es wird gezeigt, dass die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration als Reaktion darauf, dass der Motor zum V6A-Modus wechselt, und auf die Verringerung der gewünschten AGR zunimmt. Es kann festgestellt werden, dass die Ventile in den Zylindern fünf und drei wie gewünscht arbeiten, da die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration als Reaktion auf das Arbeiten im V6A-Modus zunimmt. Der Ventil-Funktionsminderungszustand bleibt auf einem höheren Niveau, um anzuzeigen, dass eine Ventil-Funktionsminderung vorhanden bleibt.
  • Zum Zeitpunkt T7 wird der Ventilmodus vom V6A-Modus zum V6B-Modus überführt. Im V6B-Modus sind die Einlass- und die Auslassventile der Zylinder 1, 4, 8, 6, 8, 7, 2 aktiviert, und den Zylindern werden Zündfunke und Kraftstoff zugeführt. Die gewünschte AGR-Konzentration bleibt auf einem niedrigen Niveau, und der Ventil-Funktionsstörungszustand bleibt bestätigt. Die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration ist auf ein niedriges Niveau verringert, was anzeigt, dass einer der Zylinder zwei oder acht funktionsgeminderte Auslassventile einschließt. Bei einem Beispiel wird die Ventil-Funktionsstörung zu diagnostischen Zwecken auf Zylinder zwei und acht zurückgeführt. Ferner kann der V6B-Ventilmodus auf Grund dessen abgeschaltet werden, dass die Sauerstoffkonzentration während des V6B-Modus niedrig ist. Der Motor kann für eine vorbestimmte Dauer im V6B-Modus betrieben werden, um nachzuweisen, dass im V6B-Modus eine Ventil-Funktionsminderung vorhanden ist.
  • Zum Zeitpunkt T8 wird der Ventilmodus als Reaktion auf die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration und darauf, dass sich der Ventilmodus für eine vorbestimmte Dauer im V6B-Modus befindet, zurück zum V4-Modus überführt und der Motor wird als ein Vierzylindermotor betrieben. Die gewünschte AGR-Konzentration wird als Reaktion auf das Betreiben des Motors im V4-Modus gesteigert. Der Motor arbeitet im V4-Modus, um die Möglichkeit einer Motor-Fehlzündung und eines Zylinder-Zündungsungleichgewichts zu verringern. Da festgestellt ist, dass der Motor im V6A-Modus ohne Ventil-Funktionsminderung arbeitet, kann der Motor im V6A-Modus betrieben werden, um als Reaktion auf ein zunehmendes oder hohes vom Fahrer angefordertes Drehmoment die Motorleistung zu steigern. Jedoch kann das Zeitmaß, in dem der Motor im V6A-Modus arbeitet, begrenzt werden, um die Möglichkeit einer Funktionsminderung wegen des Betreibens mit einer ungleichmäßigen Zündreihenfolge zu verringern. Der Ventil-Funktionsminderungszustand bleibt auf einem höheren Niveau, um anzuzeigen, dass eine Ventil-Funktionsminderung vorhanden ist.
  • Zum Zeitpunkt T9 wird der Motor im V6A-Modus als Reaktion auf ein zunehmendes oder hohes vom Fahrer angefordertes Drehmoment betrieben. Die gewünschte AGR-Konzentration wird als Reaktion auf die Motordrehzahl und die Last der aktiven Zylinder vermindert. Die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration wird als Reaktion auf die verringerte AGR-Konzentration gesteigert.
  • Zum Zeitpunkt T10 wird der Motor zurück zum Arbeiten im V4-Ventilmodus überführt. Der Motor kann als Reaktion auf eine Verringerung bei dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment oder als Reaktion auf das Betreiben des Motors im V6A-Modus für eine vorbestimmte Dauer zum V4-Modus übergehen.
  • Auf diese Weise kann eine Ventil-Funktionsminderung als Reaktion auf die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration festgestellt werden. Ferner können Zylinder, die einen funktionsgeminderten Ventilbetrieb haben, von Zylindern, die wie gewünscht arbeiten, unterschieden werden. Zusätzlich kann die Motorleistung als Reaktion auf das vom Fahrer angeforderte Drehmoment oder andere Bedingungen gesteigert werden, durch das selektive Betreiben des Motors in einem alternativen Ventilmodus, in dem festgestellt wird, dass eine Ventil-Funktionsminderung nicht vorhanden ist.
  • Unter Bezugnahme auf 4 wird nun ein Verfahren zum Feststellen einer Ventil-Funktionsminderung über die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration beschrieben. Das Verfahren von 4 kann in einem nicht-flüchtigen Speicher als ausführbare Anweisungen in einem System, wie in 1 und 2 gezeigt, gespeichert sein.
  • Bei 402 bestimmt das Verfahren 400 Motor-Betriebsbedingungen. Die Motor-Betriebsbedingungen können Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration und Getriebeübersetzung einschließen, sind aber nicht darauf begrenzt. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 404, nachdem die Motor-Betriebsbedingungen bestimmt sind.
  • Bei 404 beurteilt das Verfahren 400, ob Bedingungen für eine Zylinderabschaltung vorhanden sind oder nicht. Ausgewählte Zylinder eines Motors können als Reaktion auf Motordrehzahl und vom Fahrer angefordertes Drehmoment, Motortemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschaltet werden. Falls vorbestimmte Bedingungen (z.B. Motordrehzahl geringer als eine Schwellendrehzahl und vom Fahrer angefordertes Drehmoment geringer als ein vom Fahrer angefordertes Schwellendrehmoment) für eine Zylinderabschaltung vorhanden sind, ist die Antwort ja, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 406. Anderenfalls ist die Antwort nein, und das Verfahren 400 schreitet fort zu Ausgang.
  • Bei 406 schaltet das Verfahren 400 über das Geschlossenhalten von Einlass- und Auslassventilen während eines Zylinderzyklus ausgewählte Zylinder ab. Bei einem Beispiel werden vier Zylinder eines Achtzylindermotors abgeschaltet. Die Motorzylinder werden nacheinander in der Reihenfolge der Motor-Verbrennungszeitsteuerung abgeschaltet. Die Einlass- und die Auslassventile können über ein Stellorgan, wie es in 2 gezeigt wird, oder über eine andere Art von Ventilstellorgan abgeschaltet werden. Bei anderen Beispielen kann eine Gruppe von Zylindern eines Motors, der weniger als acht Zylinder hat, abgeschaltet werden. Zum Beispiel können zwei von vier Zylindern abgeschaltet sein. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 408, nachdem ausgewählte Einlass- und Auslassventile abgeschaltet sind.
  • Bei 408 schaltet das Verfahren 400 Zündfunke und Kraftstoff zu den Zylindern, die abgeschaltete Einlass- und Auslassventile haben, ab. Der Zündfunke kann über ein Anhalten der Zündspulenladung abgeschaltet werden. Der Kraftstoff kann durch Nichtöffnen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen abgeschaltet werden. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 410, nachdem Zündfunke und Kraftstoff, die den Zylindern mit abgeschalteten Ventilen zugeführt werden, beendet sind.
  • Bei 410 stellt das Verfahren 400 die Zündungseinstellung, die Zylinder-Luftmenge und die Kraftstoffmenge zu den Zylindern, die aktiv sind, so ein, dass das Motordrehmoment auf einem Niveau gehalten wird, auf dem es war, bevor der Motor zum Zylinderabschaltungsmodus überführt wird. Die Zündungseinstellung wird auf der Grundlage der Zylinderlast eingestellt, und die Zylinder-Luftmenge und die Kraftstoffmenge werden auf der Grundlage der Motordrehzahl und des vom Fahrer angeforderten Drehmoments eingestellt. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 412, nachdem die Zündungseinstellung, die Zylinder-Luftmenge und die Zylinder-Kraftstoffmenge eingestellt sind.
  • Bei 412 beurteilt das Verfahren 400, ob Bedingungen vorhanden sind, um die abgeschalteten Zylinder zu reaktivieren, oder nicht. Bei einem Beispiel können die Zylinder als Reaktion auf die Motordrehzahl und das vom Fahrer angeforderte Drehmoment (z.B. das durch einen Fahrer über ein Gaspedal angeforderte Drehmoment) reaktiviert werden. Zum Beispiel können abgeschaltete Motorzylinder als Reaktion auf ein zunehmendes vom Fahrer angefordertes Drehmoment reaktiviert werden. Falls das Verfahren 400 urteilt, dass die Bedingungen vorhanden sind, um Motorzylinder zu reaktivieren, ist die Antwort ja, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 414. Anderenfalls ist die Antwort nein, und das Verfahren 400 kehrt zurück zu 406.
  • Bei 414 reaktiviert das Verfahren 400 die abgeschalteten Zylinder über das Anweisen der Einlass- und der Auslassventile, während eines Zylinderzyklus zu öffnen und zu schließen. Die Verbrennung in den Zylindern wird wiederhergestellt, wenn die Zylinder reaktiviert werden. Bei diesem Beispiel werden die Ventile von vier Zylindern reaktiviert, aber bei anderen Beispielen kann eine andere Anzahl von Zylindern reaktiviert werden. Die Motorzylinder werden nacheinander in der Reihenfolge der Motor-Verbrennungszeitsteuerung reaktiviert. Die Einlass- und die Auslassventile können über ein Stellorgan, wie es in 2 gezeigt wird, oder über eine andere Art von Ventilstellorgan reaktiviert werden. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 416, nachdem die Einlass- und die Auslassventile reaktiviert sind.
  • Bei 416 reaktiviert das Verfahren 400 Zündfunke und Kraftstoff zu den Zylindern, die abgeschaltet worden sind. Der Zündfunke kann über das Starten der Zündspulenladung reaktiviert werden. Der Kraftstoff kann durch das Öffnen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen reaktiviert werden. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 418, nachdem den Zylindern Zündfunke und Kraftstoff zugeführt werden.
  • Bei 418 beurteilt das Verfahren 400, ob die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration oder nicht. Bei einem Beispiel ist die Schwellen-Sauerstoffkonzentration eine Sauerstoffkonzentration, die vorhanden ist, wenn AGR, Behälter-Kohlenstoffgase und Kurbelgehäusegase dem Motor-Ansaugkrümmer zugeführt werden. Folglich kann, selbst wenn AGR, Behälter-Kohlenstoffgase und Kurbelgehäusegase in dem Motor-Ansaugkrümmer vorhanden sind und die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration verringern, aus der Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration festgestellt werden, dass Auslassventile eines Zylinders nicht arbeiten, wie es gewünscht wird. Die AGR, Behälter-Kohlenstoffgase und Kurbelgehäusegase können in Mengen vorliegen, die auf Motordrehzahl und -last beruhen. Falls das Verfahren 400 urteilt, dass die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration, ist die Antwort ja, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 420. Anderenfalls ist die Antwort nein, und das Verfahren 400 kehrt zu Ausgang zurück.
  • Bei 420 stellt das Verfahren 400 eine Position des AGR-Ventils als Reaktion auf die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration ein. Bei einem Beispiel wird die AGR-Ventilposition so eingestellt, dass eine gewünschte Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration gewährleistet wird, die verknüpft ist mit einer AGR-Konzentration oder -menge. Die Beziehung der Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration zu der AGR-Konzentration kann empirisch bestimmt und im Speicher gespeichert werden, oder sie kann auf einem Modell beruhen. Zum Beispiel wird, falls über einen Sauerstoffsensor festgestellt wird, dass die Ansaug-Sauerstoffkonzentration geringer ist als eine gewünschte Ansaug-Sauerstoffkonzentration, ein AGR-Ventil so eingestellt (z.B. geschlossen), dass die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration auf ein höheres Niveau (z.B. die gewünschte Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration) getrieben wird. Alternativ oder außerdem kann die Einlass- und Auslassventilsteuerung von aktiven Zylindern über das Einstellen der Nockensteuerung im Verhältnis zu der Motor-Kurbelwelle so eingestellt werden, dass die Öffnungszeit-Überdeckung von Einlass- und Auslassventilen verringert wird, um die interne AGR zu verringern. Bei anderen Beispielen werden das AGR-Ventil und die Nockensteuerung für eine vorbestimmte Zeitdauer nicht eingestellt, um eine stärkere Bestätigung einer Ventil-Funktionsminderung zu gewährleisten. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 422.
  • Zusätzlich kann bei einigen Beispielen als Reaktion auf die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration ein Motordrossel-Öffnungsausmaß gesteigert werden, und die Zündungseinstellung kann verzögert werden, so dass die Zylinder-AGR-Verdünnung verringert wird, während das Motordrehmoment aufrechterhalten wird. Mit anderen Worten, falls übermäßig Abgas aus einem Zylinder, der einen funktionsgeminderten Auslassventilbetrieb hat, zu dem Motor-Ansaugkrümmer ausgestoßen wird, kann die AGR-Ladungsverdünnung der anderen Zylinder über das Steigern der Motor-Luftmenge verringert werden. Falls die AGR verhältnismäßig heiß ist, verringert eine verzögernde Zündungseinstellung die Möglichkeit des Klopfens, und das Motordrehmoment wird auf das gewünschte Motordrehmoment eingestellt, selbst obwohl die Motor-Luftmenge gesteigert wird. Ein solcher Ausgleich kann gewährleistet werden, wenn das Schließen des AGR-Ventils die Motoransaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration nicht auf ein gewünschtes Niveau steigert. Andererseits kann, falls die verbrannten Gase in einem Zylinder ausreichend gekühlt werden (z.B. durch das Halten der verbrannten Gase in dem Zylinder oder andere Mittel), die Zündungseinstellung vorgezogen werden, während die Drossel gehalten wird, um den Motorluftstrom aufrechtzuerhalten, so dass langsamere Verbrennungsraten ausgeglichen werden können.
  • Bei 422 bestimmt das Verfahren 400 die Krümmer-Sauerstoffkonzentration für eine vorbestimmte Dauer. Die vorbestimmte Dauer kann eine Anzahl von Motor-Verbrennungsereignissen oder eine Zeitdauer sein. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 424, nachdem die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration für eine vorbestimmte Zeitdauer bestimmt ist.
  • Bei 424 beurteilt das Verfahren 400, ob die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration. Falls das Verfahren 400 urteilt, dass die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration geringer ist als die Schwellen-Sauerstoffkonzentration, ist die Antwort ja, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 440. Anderenfalls ist die Antwort nein, und das Verfahren schreitet fort zu 426.
  • Bei 426 schaltet das Verfahren 400 auf der Grundlage einer Feststellung, dass die Ventilreaktivierung langsamer ist als gewünscht, die Zylinderabschaltung ab. Die Ventilreaktivierung kann auf Grund eines Stellorgans, das unregelmäßig oder langsamer als gewünscht anspricht, langsamer sein als gewünscht. Folglich bleiben alle Zylinder aktiv, bis festgestellt wird, dass die langsame Ventilreaktivierung überwunden worden ist. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 428, nachdem die Zylinderabschaltung abgeschaltet ist.
  • Bei 428 zeigt das Verfahren 400 eine Zylinderventil-Funktionsminderung und/oder eine Funktionsminderung der Zylinderabschaltung an. Bei einem Beispiel setzt das Verfahren 400 ein Bit im Speicher, um eine Zylinderventil-Funktionsminderung anzuzeigen. Das Verfahren 400 schreitet fort zu Ausgang, nachdem die Zylinderventil-Funktionsminderung angezeigt worden ist.
  • Bei 440 beurteilt das Verfahren 400, ob isoliert und festgestellt werden soll, welcher der abgeschalteten Zylinder einen funktionsgeminderten Ventilbetrieb hat, oder nicht. Bei einem Beispiel kann das Verfahren 400 auf der Grundlage der Anzahl von Motorzylindern und der Anzahl von abgeschalteten Zylindern beurteilen, ob festgestellt werden soll, welcher der abgeschalteten Zylinder einen funktionsgeminderten Ventilbetrieb hat, oder nicht. Falls der Motor zum Beispiel acht Zylinder hat und vier Zylinder abgeschaltet sind, isoliert das Verfahren 400, welche der vier Zylinder einen funktionsgeminderten Ventilbetrieb haben. Falls der Motor andererseits zwei Zylinder hat und ein Zylinder abgeschaltet ist, urteilt das Verfahren 400, den funktionsgeminderten Zylinder nicht zu isolieren. Falls das Verfahren 400 urteilt, abgeschaltete Zylinder zu isolieren, um festzustellen, welche Zylinder funktionsgeminderte Ventile haben, ist die Antwort ja, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 442. Anderenfalls ist die Antwort nein, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 456.
  • Bei 456 zeigt das Verfahren 400 eine Zylinderventil-Funktionsminderung an. Eine Zylinderventil-Funktionsminderung kann durch das Setzen eines Bits im Steuergerätespeicher, das Erleuchten eines Lichts oder das Bereitstellen einer Anzeige einer Funktionsminderung über eine Fehleranzeige auf einer Anzeige angezeigt werden. Außerdem kann eine Funktionsminderung der Zylinderabschaltung auf eine ähnliche Weise angezeigt werden. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 458, nachdem eine Ventil-Funktionsminderung angezeigt wird.
  • Bei 442 weist das Verfahren 400 an, dass die gleichen Zylinder, die bei 406 abgeschaltet wurden, wieder abgeschaltet werden, durch das Schließen der Einlass- und der Auslassventile der Zylinder für mehr als einen Motorzyklus. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 444, nachdem die Einlass- und die Auslassventile der abzuschaltenden Zylinder angewiesen sind, zu schließen.
  • Bei 444 weist das Verfahren 400 an, dass eine Gruppe der abgeschalteten Zylinder reaktiviert wird. Falls zum Beispiel vier Zylinder abgeschaltet wurden, wird angewiesen, dass zwei von den vier Zylindern reaktiviert werden. Die Zylinder, die angewiesen werden, reaktiviert zu werden, können darauf beruhen, welche Zylinder es dem Motor ermöglichen, so nahe wie möglich an einer gleichmäßigen Zündreihenfolge zu arbeiten. Die Einlass- und die Auslassventile der Gruppe von Zylindern, die reaktiviert werden, werden angewiesen zu arbeiten, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 446. Bei 444 kann zusätzlich das AGR-Ventil geschlossen werden, und die interne AGR kann verringert werden.
  • Bei 446 beurteilt das Verfahren 400, ob die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration oder nicht. Die Schwellen-Sauerstoffkonzentration kann eine geringere Sauerstoffkonzentration sein als diejenige, die vorhanden ist, wenn AGR, behältergespeicherte Kohlenstoffgase und Kurbelgehäusegase dem Motor-Ansaugkrümmer zugeführt werden. Falls die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration geringer ist als die gewünschte Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration, ist die Antwort ja, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 448. Anderenfalls ist die Antwort nein, und das Verfahren 400 schreitet fort zu 452.
  • Bei 448 zeigt das Verfahren 400 an, dass eine erste Gruppe von abgeschalteten Zylindern, die bei 444 angewiesen wurden, aktiviert zu werden, einen funktionsgeminderten Zylinderventilbetrieb einschließt. Im Einzelnen schließt die erste Gruppe von Zylindern einen funktionsgeminderten Auslassventilbetrieb ein, da geschlossene Auslassventile verursachen können, dass ein verbranntes Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Motoransaugkrümmer ausgestoßen wird, wodurch die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration verringert wird. Mit anderen Worten, ein erster Anteil von Zylindern von der Gesamtzahl von abgeschalteten Zylindern schließt einen funktionsgeminderten Zylinderventilbetrieb ein. Über das Setzen eines Speicherbits und/oder das Bereitstellen einer Anzeige für den Fahrer wird angezeigt, dass der erste Anteil der Zylinder einen funktionsgeminderten Zylinderventilbetrieb einschließt. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 450, nachdem die Zylinderventil-Funktionsminderung angezeigt ist.
  • Bei 450 können die verbleibenden Zylinder von der Gesamtzahl von abgeschalteten Zylindern, die nicht in dem ersten Anteil von Zylindern eingeschlossen sind, selektiv reaktiviert werden, um die Motor-Drehmomentleistung zu steigern. Jedoch kann die Dauer, für die die verbleibenden Zylinder aktiviert werden, begrenzt sein, so dass eine ungleichmäßige Motor-Zündreihenfolge den Motor möglicherweise nicht beeinträchtigt. Bei einem Beispiel können die verbleibenden Zylinder nur reaktiviert werden, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment größer ist als ein vom Fahrer angefordertes Schwellen-Drehmoment. Bei einem anderen Beispiel können die verbleibenden Zylinder nur reaktiviert werden, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment ein maximales vom Fahrer angefordertes Drehmoment erfordert. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 458, nachdem die selektive Reaktivierung von abgeschalteten Zylindern ermöglicht ist.
  • Bei 452 zeigt das Verfahren 400 an, dass die Gruppe von abgeschalteten Zylindern, die bei 444 angewiesen wurden, aktiviert zu werden, einen funktionsgeminderten Zylinderventilbetrieb einschließt. Im Einzelnen schließt die zweite Gruppe von Zylindern einen funktionsgeminderten Auslassventilbetrieb ein, da geschlossene Auslassventile verursachen können, dass ein verbranntes Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Motoransaugkrümmer ausgestoßen wird, wodurch die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration verringert wird. Mit anderen Worten, ein zweiter Anteil von Zylindern von der Gesamtzahl von abgeschalteten Zylindern schließt einen funktionsgeminderten Zylinderventilbetrieb ein. Über das Setzen eines Speicherbits oder das Bereitstellen einer Anzeige für den Fahrer wird angezeigt, dass der zweite Anteil der Zylinder einen funktionsgeminderten Zylinderventilbetrieb einschließt. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 454, nachdem die Zylinderventil-Funktionsminderung angezeigt ist.
  • Bei 454 können die verbleibenden Zylinder von der Gesamtzahl von abgeschalteten Zylindern, die nicht in dem zweiten Anteil von Zylindern eingeschlossen sind, selektiv reaktiviert werden, um die Motor-Drehmomentleistung zu steigern (z.B. der erste Anteil von Zylindern). Jedoch kann die Dauer, für die die verbleibenden Zylinder aktiviert werden, begrenzt sein, so dass eine ungleichmäßige Motor-Zündreihenfolge den Motor möglicherweise nicht beeinträchtigt. Bei einem Beispiel können die verbleibenden Zylinder nur reaktiviert werden, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment größer ist als ein vom Fahrer angefordertes Schwellen-Drehmoment. Bei einem anderen Beispiel können die verbleibenden Zylinder nur reaktiviert werden, wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment ein maximales vom Fahrer angefordertes Drehmoment erfordert. Das Verfahren 400 schreitet fort zu 458, nachdem die selektive Reaktivierung von abgeschalteten Zylindern ermöglicht ist.
  • Obwohl das Verfahren 400 den Ventilbetrieb in zwei Gruppen von Zylindern isoliert und überprüft, kann das Verfahren 400 bei anderen Beispielen selektiv jeden der abgeschalteten Zylinder zu unterschiedlichen Zeiten reaktivieren und um festzustellen, ob die einzelnen Zylinder eine Ventilbetrieb-Funktionsminderung haben, auf der Grundlage dessen, dass die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration. Zusätzlich überprüft das Verfahren 400, obwohl das Verfahren 400 das Finden einer Ventil-Funktionsminderung für zwei Gruppen von Zylindern auf dem Ansaugkrümmer gründet, wenn nur eine der zwei Gruppen von Zylindern aktiv angewiesen ist, bei anderen Beispielen den Ventilbetrieb durch das Aktivieren jeder Gruppe von Zylindern und das Vergleichen der Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration mit einer Schwellen-Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration.
  • Bei 458 stellt das Verfahren 400 eine Position des AGR-Ventils als Reaktion auf die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration ein. Zum Beispiel wird die AGR-Ventilposition so eingestellt, dass eine gewünschte Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration gewährleistet wird, die verknüpft ist mit einer AGR-Konzentration oder -menge. Die Beziehung der Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration zu der AGR-Konzentration kann empirisch bestimmt und im Speicher gespeichert werden, oder sie kann auf einem Modell beruhen. Falls über einen Sauerstoffsensor festgestellt wird, dass die Ansaug-Sauerstoffkonzentration geringer ist als eine gewünschte Ansaug-Sauerstoffkonzentration, wird ein AGR-Ventil so eingestellt (z.B. geschlossen), dass die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration auf ein höheres Niveau (z.B. die gewünschte Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration) getrieben wird. Alternativ oder außerdem kann die Einlass- und Auslassventilsteuerung von aktiven Zylindern über das Einstellen der Nockensteuerung im Verhältnis zu der Motor-Kurbelwelle so eingestellt werden, dass die Öffnungszeit-Überdeckung von Einlass- und Auslassventilen verringert wird, um die interne AGR zu verringern. Bei anderen Beispielen werden das AGR-Ventil und die Nockensteuerung für eine vorbestimmte Zeitdauer nicht eingestellt, um eine stärkere Bestätigung einer Ventil-Funktionsminderung zu gewährleisten. Das Verfahren 400 schreitet fort zu Ausgang, nachdem die AGR eingestellt ist.
  • Folglich stellt das Verfahren von 4 ein Motor-Betriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: das Anweisen einer Reaktivierung eines Zylinders, der abgeschaltet ist, und das Einstellen des Motorbetriebs als Reaktion darauf, dass eine Sauerstoffkonzentration in einem Motor-Ansaugkrümmer geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration, die Sauerstoffkonzentration, die innerhalb einer vorbestimmten Dauer nach dem Anweisen der Reaktivierung des Zylinders vorhanden ist. Das Verfahren schließt ein, dass das Einstellen des Motorbetriebs das Beenden des Kraftstoffstroms zu einem Zylinder als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration einschließt. Das Verfahren schließt ein, dass das Einstellen des Motorbetriebs das Beenden des Zündfunkens zu einem Zylinder als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration einschließt. Das Verfahren schließt ein, dass das Einstellen des Motorbetriebs das Anweisen des Abschaltens des Zylinders als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration einschließt. Bei einigen Beispielen schließt das Verfahren ein, dass das Einstellen des Motorbetriebs das Steigern eines Drossel-Öffnungsausmaßes und das Verzögern einer Zündungssteuerung von aktiven Zylindern als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration einschließt, während alle Motorzylinder zu einem aktiven Zustand angewiesen werden. Das Verfahren schließt ein, dass Auslassventile des Zylinders für einen Motorzyklus geschlossen gehalten werden, wenn der Zylinder abgeschaltet ist.
  • Bei einem anderen Beispiel stellt das Verfahren von 4 ein Motor-Betriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: das Anweisen einer Reaktivierung eines Zylinders, der abgeschaltet ist, und das Einstellen einer Position eines AGR-Ventils als Reaktion darauf, dass eine Sauerstoffkonzentration in einem Motor-Ansaugkrümmer geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration, die Sauerstoffkonzentration, die innerhalb einer vorbestimmten Dauer nach dem Anweisen der Reaktivierung des Zylinders vorhanden ist. Außerdem können als Reaktion darauf, dass eine Ansaug-Sauerstoffkonzentration geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration, die Einlassventil-Öffnungszeit und die Auslassventil-Öffnungszeit eingestellt werden, um die Öffnungszeit-Überdeckung von Einlass- und Auslassventilen zu verringern. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen der Position des AGR-Ventils so, dass eine gewünschte AGR-Menge auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration in dem Ansaugkrümmer bereitgestellt wird. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen einer Position eines Nockens auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration in dem Ansaugkrümmer. Das Verfahren schließt ein, dass der Zylinder über das Halten eines Auslassventils in einer geschlossenen Position über einen Motorzyklus abgeschaltet wird.
  • Bei einem anderen Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder nach dem Anweisen der Reaktivierung des Zylinders. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen von mehreren Verbrennungsereignissen in dem Zylinder nach dem Anweisen der Reaktivierung des Zylinders. Das Verfahren schließt ein, dass die Position des AGR-Ventils ferner als Reaktion auf die Motordrehzahl und das angeforderte Drehmoment eingestellt wird. Das Verfahren schließt ferner das Anzeigen einer Auslassventil-Funktionsminderung als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration in dem Motoransaugkrümmer ein.
  • Es wird zu erkennen sein, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Verfahren von beispielhafter Beschaffenheit sind und dass diese spezifischen Beispiele nicht in einem begrenzenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die obige Technologie auf V6-, I4-, I6-, V12-, Boxer-4- und andere Motorentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
  • Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent desselben beziehen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich noch ausgeschlossen sind. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch die Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch die Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, ob weiter, enger, gleich oder unterschiedlich im Umfang gegenüber den ursprünglichen Ansprüchen, werden ebenfalls als innerhalb des Gegenstandes der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 4
    • 402
    MOTOR-BETRIEBSBEDINGUNGEN BESTIMMEN
    404
    ABSCHALTUNG VORHANDEN?
    406
    EINLASS- UND AUSLASSVENTILE VON AUSGEWÄHLTEN ZYLINDERN ABSCHALTEN
    408
    ZÜNDFUNKE UND KRAFTSTOFF ZU AUSGEWÄHLTEN ZYLINDERN ABSCHALTEN
    410
    ZÜNDFUNKE, LUFT UND KRAFT STOFF ZU AKTIVEN ZYLINDERN AUF GRUNDLAGE VON DREHZAHL UND DREHMOMENT-ANFORDERUNG EINSTELLEN
    412
    BEDINGUNGEN FÜR ZYLINDER REAKTIVIERUNG VORHANDEN?
    414
    EINLASS- UND AUSLASSVENTILE VON AUSGEWÄHLTEN ZYLINDERN REAKTIVIEREN
    416
    ZÜNDFUNKE UND KRAFTSTOFF ZU AUSGEWÄHLTEN ZYLINDERN REAKTIVIEREN
    418
    NSAUGKRÜMMER-O2-KONZENTRATION GERINGER ALS EINE SCHWELLENKONZENTRATION?
    420
    AGR-VENTIL AUF GRUNDLAGE VON ANSAUGKRÜMMER-O2 EINSTELLEN
    422
    ANSAUGKRÜMMER-O2-KONZENTRATION FÜR SPEZIFIZIERTE DAUER BESTIMMEN
    424
    ANSAUGKRÜMMER-O2-KONZENTRATION GERINGER ALS EINE SCHWELLENKONZENTRATION?
    426
    ZYLINDERABSCHALTUNG ABSCHALTEN
    428
    FUNKTIONSMINDERUNG DER ZYLINDERABSCHALTUNG ANZEIGEN
    440
    ZYLINDER MIT FUNKTIONS GEMINDERTEM VENTILBETRIEB ISOLIEREN?
    442
    AUSGEWÄHLTE ZYLINDEREINLASS- UND AUSLASSVENTILEABSCHALTEN
    444
    VERSUCHEN, EINEN ERSTEN ANTEIL VON ABGESCHALTETEN AUSGEWÄHLTEN ZYLINDER EINLASS- UND AUSLASSVENTILEN ZU REAKTIVIEREN
    446
    ANSAUGKRÜMMER-O2-KONZENTRATION GERINGER ALS EINE SCHWELLENKONZENTRATION?
    448
    ANZEIGEN, DASS VERSUCHTER AKTIVIERTER ERSTER ANTEIL VON ABGESCHALTETEN AUSGEWÄHLTEN ZYLINDERN FUNKTIONSGEMINDERT IST
    450
    SELEKTIV ZWEITEN ANTEIL VON ABGESCHALTETEN AUSGEWÄHLTEN ZYLINDERN AUF GRUNDLAGE VON MOTOR-BETRIEBSBEDINGUNGEN REAKTIVIEREN
    452
    ANZEIGEN, DASS VERSUCHTER AKTIVIERTER ZWEITER ANTEIL VON ABGESCHALTETEN AUSGEWÄHLTEN ZYLINDERN FUNKTIONSGEMINDERT IST
    454
    SELEKTIV ERSTEN ANTEIL VON ABGESCHALTETEN AUSGEWÄHLTEN ZYLINDERN AUF GRUNDLAGE VON MOTOR-BETRIEBSBEDINGUNGEN REAKTIVIEREN
    456
    FUNKTIONSMINDERUNG DER ZYLINDERABSCHALTUNG ANZEIGEN
    458
    AGR-VENTIL AUF GRUNDLAGEVON ANSAUGKRÜMMER-O2 EINSTELLEN

Claims (20)

  1. Motor-Betriebsverfahren, das Folgendes umfasst: das Anweisen einer Reaktivierung eines Zylinders, der abgeschaltet ist; und das Einstellen des Motorbetriebs als Reaktion darauf, dass eine Sauerstoffkonzentration in einem Motor-Ansaugkrümmer geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration, die Sauerstoffkonzentration, die innerhalb einer vorbestimmten Dauer nach dem Anweisen der Reaktivierung des Zylinders vorhanden ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Motorbetriebs das Beenden des Kraftstoffstroms zu einem Zylinder als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration einschließt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Motorbetriebs das Beenden des Zündfunkens zu einem Zylinder als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration einschließt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Motorbetriebs das Anweisen des Abschaltens des Zylinders als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration einschließt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Motorbetriebs das Steigern eines Drossel-Öffnungsausmaßes und das Verzögern einer Zündungssteuerung von aktiven Zylindern als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration einschließt, während alle Motorzylinder zu einem aktiven Zustand angewiesen werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Auslassventile des Zylinders für einen Motorzyklus geschlossen gehalten werden, wenn der Zylinder abgeschaltet ist.
  7. Motor-Betriebsverfahren, das Folgendes umfasst: das Anweisen einer Reaktivierung eines Zylinders, der abgeschaltet ist; und das Einstellen einer Position eines AGR-Ventils als Reaktion darauf, dass eine Sauerstoffkonzentration in einem Motor-Ansaugkrümmer geringer ist als eine Schwellen-Sauerstoffkonzentration, die Sauerstoffkonzentration, die innerhalb einer vorbestimmten Dauer nach dem Anweisen der Reaktivierung des Zylinders vorhanden ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Einstellen der Position des AGR-Ventils so, dass eine gewünschte AGR-Menge auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration in dem Ansaugkrümmer bereitgestellt wird, umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Einstellen einer Position eines Nockens auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration in dem Ansaugkrümmer umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Zylinder über das Halten eines Auslassventils in einer geschlossenen Position über einen Motorzyklus abgeschaltet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder nach dem Anweisen der Reaktivierung des Zylinders umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Bereitstellen von mehreren Verbrennungsereignissen in dem Zylinder nach dem Anweisen der Reaktivierung des Zylinders umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Position des AGR-Ventils ferner als Reaktion auf die Motordrehzahl und das angeforderte Drehmoment eingestellt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Anzeigen einer Auslassventil-Funktionsminderung als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration in dem Ansaugkrümmer umfasst.
  15. Motorsystem, das Folgendes umfasst: einen Motor, der einen Ansaugkrümmer einschließt; eine Nockenwelle, die eine in Axialrichtung bewegliche Hülse einschließt; einen Sauerstoffsensor, der in dem Ansaugkrümmer angeordnet ist; und ein Steuergerät, das ausführbare Anweisungen einschließt, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, um über das Einstellen einer Position der in Axialrichtung beweglichen Hülse selektiv einen Zylinder abzuschalten und zu reaktivieren, wobei das Steuergerät zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Einstellen des Motorbetriebs als Reaktion auf eine über den Sauerstoffsensor bestimmte Sauerstoffkonzentration in dem Ansaugkrümmer einschließt, wobei die Sauerstoffkonzentration innerhalb einer vorbestimmten Periode nach dem Einstellen einer Position der in Axialrichtung beweglichen Hülse auftritt.
  16. Motorsystem nach Anspruch 15, wobei die vorbestimmte Periode eine Anzahl von Verbrennungsereignissen ist.
  17. Motorsystem nach Anspruch 15, das ferner zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Reaktivieren eines Anteils einer Gruppe von abgeschalteten Zylindern als Reaktion auf die Ansaugkrümmer-Sauerstoffkonzentration umfasst.
  18. Motorsystem nach Anspruch 15, wobei das Einstellen des Motorbetriebes das Einstellen einer Stellung eines AGR-Ventils einschließt.
  19. Motorsystem nach Anspruch 15, wobei das Einstellen des Motorbetriebes das Einstellen einer Stellung einer Nockenwelle einschließt.
  20. Motorsystem nach Anspruch 15, das ferner das Anzeigen einer Ventil-Funktionsminderung als Reaktion auf die Sauerstoffkonzentration umfasst.
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