DE102015117148A1

DE102015117148A1 - IF-Verfahren und -System zur Kraftmaschinenklopfsteuerung

Info

Publication number: DE102015117148A1
Application number: DE102015117148.1A
Authority: DE
Inventors: Chris Paul Glugla; Brad Alan VanDerWege
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2016-04-21
Also published as: RU2015142445A; US20160108828A1; CN105526013A; CN105526013B; RU2702065C2; RU2015142445A3; US9506411B2

Abstract

Verfahren und Systeme werden bereitgestellt, um eine selektive Zylinderdeaktivierung zur Klopfsteuerung zu nutzen, wobei die Nachteile bei der Kraftstoffwirtschaftlichkeit verringert werden. Zylinder mit stärkerem Klopfen und/oder mehr grenzkurvenbegrenzter Zündung können vorübergehend deaktiviert werden, bis sie ausreichend abgekühlt sind. Während die Zylinder nach dem Abkühlen reaktiviert werden, können andere klopfende, heiße oder grenzkurvenzündungsbegrenzte Zylinder deaktiviert werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft Verfahren und Systeme zum Steuern von Klopfereignissen in einem Kraftmaschinensystem, das für die Durchführung von Verbrennung mit Zylinderabschaltung ausgelegt ist.
Hintergrund der Erfindung und Kurzfassung
Fremdgezündete Brennkraftmaschinen können unter Hochlastbetrieb anomale Verbrennungsereignisse, etwa Klopfen, aufweisen, insbesondere bei Kraftstoffen mit niedrigerer Oktanzahl. Zylinderinnentemperaturen können einen signifikanten Hinweis liefern, ob bei einem Zylinder die Wahrscheinlichkeit von Klopfen besteht oder nicht. Insbesondere heißere Zylinder haben eine größere Klopfneigung. Ferner können, basierend auf einer Kraftmaschinenausgestaltung, etwa der Lage der Kühlkanäle und räumlichen Einschränkungen der Kraftmaschine, einige Zylinder anfälliger für Klopfen sein als andere. Klopfen kann durch das Verzögern des Zündzeitpunkts der Kraftmaschinenzylinder bekämpft werden. Zwar verbessert die Spätzündung das Klopfen, führt jedoch zu einer niedrigeren Drehmomentabgabe und geringerer Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine.
In den letzten Jahren wurden fremdgezündete Brennkraftmaschinen derart ausgestaltet, dass sie mit einer variablen Anzahl aktiver oder deaktivierter Zylinder arbeiten, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu steigern und wahlweise gleichzeitig das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis insgesamt ungefähr bei Stöchiometrie zu halten. Derartige Kraftmaschinen können die effektive Verdrängungsleistung der Kraftmaschine variieren, indem die Kraftstoffzufuhr zu bestimmten Zylindern in einem indizierten Zylinderzündmuster unterbrochen wird, auch als „Zylinderabschaltungs“-Muster bezeichnet. Wie beispielsweise von Tripathi et al. in US 8,651,091 gezeigt, kann eine Kraftstoffsteuerung der Kraftmaschine kontinuierlich rotieren, welche Zylinder gerade mit Kraftstoff versorgt werden, welche Zylinder abgeschaltet werden und für wie viele Zylinderereignisse das Muster fortgesetzt wird. Durch das Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu ausgewählten Zylindern können die aktiven Zylinder in der Nähe ihres optimalen Wirkungsgrads betrieben werden, was die Betriebseffizienz der Kraftmaschine insgesamt verbessert.
Die Erfinder hierin haben erkannt, dass der Betrag der Spätzündung, der für die Klopfsteuerung eingesetzt wird (und dadurch die mit der Klopfsteuerung einhergehenden Nachteile beim Kraftstoffverbrauch) reduziert werden kann, in dem Mechanismen zur Deaktivierung einzelner Zylinderventile genutzt werden. Insbesondere können die schnell ansprechenden Mechanismen zur Deaktivierung von Zylinderventilen von Kraftmaschinen mit Zylinderabschaltung genutzt werden, um vorübergehend Zylinder mit höherer Klopfrate zu deaktivieren, wobei die Identität des deaktivierten Zylinders wechselt, wenn sich das Klopfmuster der Zylinder mit Betriebsbedingungen der Kraftmaschine verändert. Ein beispielhafter Lösungsansatz beinhaltet, einzelne Zylinderventilmechanismen gemäß einem Zylindermuster zu deaktivieren, das basierend auf einem Klopfwert jedes Zylinders der Kraftmaschine gewählt wurde. Auf diese Weise kann Klopfen unter Verwendung von weniger Spätzündung gesteuert werden.
Als ein Beispiel kann, wenn ein Zylinder häufig klopfte, eine Steuerung selektiv den betreffenden Zylinder für ein oder mehrere Verbrennungsereignis(se) deaktivieren. Der klopfende Zylinder kann deaktiviert werden, indem der Betrieb des Ansaug- und Abgasventils des Zylinders deaktiviert wird und gleichzeitig die Kraftstoffzufuhr und Zündung zum Zylinder abgeschaltet wird. Beispielsweise kann der Zylinder deaktiviert werden, wenn ein(e) Klopfrate oder -vorkommen im Zylinder einen Schwellenwert übersteigt. Alternativ kann, bei jedem Klopfereignis, der Zündzeitpunkt von einem Klopfgrenzkurvenwert („borderline value“) weg verzögert werden. Wenn dann die Klopffrequenz steigt und die Spätzündung einen Schwellenwert übersteigt (z. B. grenzkurvenbegrenzt, „borderline limited“, wird), kann der Zylinder deaktiviert werden. Aufgrund der Deaktivierung kann der Zylinder beginnen abzukühlen, wodurch seine Neigung zu weiteren Klopfereignissen abnimmt. Wenn die Zylinderinnentemperatur unter einen Temperaturschwellwert fällt, kann der Zylinder reaktiviert werden. Der Zylinder kann dann mit weniger Spätzündung betrieben werden, beispielsweise kann der Zündzeitpunkt des reaktivierten Zylinders zum MBT vorgestellt werden. Alternativ kann, wenn der Zylinder der Kraftmaschine abkühlt und ein anderer Zylinder der Kraftmaschine gleichzeitig heißer und mehr grenzkurvenzündungsbegrenzt wird, der mehr grenzkurvenbegrenzte Zylinder deaktiviert werden, während der abgekühlte Zylinder reaktiviert wird.
Auf diese Weise kann durch Anpassen eines Musters der Zylinderabschaltung basierend auf dem Auftreten von Zylinderklopfen das Klopfen in der Kraftmaschine unter Verwendung von weniger Spätzündung gesteuert werden. Demzufolge kann ein Nachteil beim Kraftstoffverbrauch im Zusammenhang mit der Klopfsteuerung reduziert werden. Indem Zylinder, die ein höheres Klopfaufkommen aufweisen, deaktiviert werden, bis sie ausreichend abgekühlt sind, und dann reaktiviert werden, können die Zylinder mit Zündung näher am MBT betrieben werden. Indem das Muster der Deaktivierung/Aktivierung von Zylindern ständig wechselt, so dass Zylinder deaktiviert werden, wenn sie stärker klopfen, und reaktiviert werden, wenn dies weniger wird, können Temperaturen von Zylindern gesteuert und dadurch die Neigung zu weiteren Klopfereignissen reduziert werden. Durch Betreiben aktiver Zylinder mit von der Klopfgrenzkurve zum MBT vorgestellter Zündung kann die Kraftmaschine mit geringerem Klopfaufkommen und größerer Kraftstoffwirtschaftlichkeit betrieben werden.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die vorstehend erwähnte Zusammenfassung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung ausführlicher beschrieben werden. Die Zusammenfassung hat nicht die Aufgabe, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstandes zu identifizieren; der Schutzbereich des Erfindungsgegenstandes wird ausschließlich durch die Patentansprüche definiert, die auf die ausführliche Beschreibung folgen. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die vorstehend oder an irgendeiner anderen Stelle dieser Offenbarung angemerkte Nachteile beseitigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Kraftmaschinensystemanordnung.
zeigt eine Teilansicht einer Kraftmaschine.
zeigt ein ausführliches Flussdiagramm für das Anpassen eines Zylindermusters zur Deaktivierung einzelner Zylinder in Reaktion auf das Auftreten von Zylinderklopfen.
zeigt eine beispielhafte Anpassung der Zylinderdeaktivierung zum Steuern des Kraftmaschinenklopfens mit verbesserter Kraftstoffwirtschaftlichkeit.
Ausführliche Beschreibung
Verfahren und Systeme werden bereitgestellt, um ein Kraftstoffeinspritzprofil anzupassen, wenn eine Kraftmaschine betrieben wird, die für selektive Zylinderdeaktivierung (hier auch als Betrieb mit Zylinderabschaltung bezeichnet) ausgelegt ist, beispielsweise etwa das Kraftmaschinensystem von – . Eine Steuerung kann ein Zylinderabschaltungsmuster in Reaktion auf Anzeigen von Zylinderklopfen wählen. Beispielsweise kann die Steuerung dafür ausgelegt sein, eine Routine durchzuführen, etwa die Routine von , um selektiv einen Zylinder mit Klopfen mit einer höheren Rate für eine Zeitdauer zu deaktivieren, bis der Zylinder abgekühlt ist. Sobald der Zylinder abgekühlt ist, kann der Zylinder wieder aktiviert werden, während ein anderer Zylinder, in dem nun Klopfen auftritt, abgeschaltet wird. Eine beispielhafte Einstellung des Zylindermusters ist unter Bezugnahme auf dargestellt. Auf diese Weise kann Zylinderklopfen reduziert werden, während mit weniger grenzkurvenbegrenzter Zündung gearbeitet wird.
zeigt eine beispielhafte Kraftmaschine 10 mit einer ersten Bank 15a und einer zweiten Bank 15b. In dem dargestellten Beispiel ist die Kraftmaschine 10 ein V8-Motor, wobei die erste Bank und die zweite Bank jeweils vier Zylinder aufweisen. Die Kraftmaschine 10 besitzt einen Ansaugkrümmer 16 mit einer Drossel 20 und einen Abgaskrümmer 18, der mit einem Emissionskontrollsystem 30 gekoppelt ist. Das Emissionskontrollsystem 30 weist einen oder mehrere Katalysator(en) und Luft/Kraftstoffverhältnis-Sensor(en) auf, wie unter Bezugnahme auf beschrieben. Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann die Kraftmaschine 10 Teil des Antriebssystems eines Personenkraftfahrzeugs sein.
Das Kraftmaschinensystem 10 kann Zylinder 14 mit selektiv deaktivierbaren Ansaugventilen 50 und selektiv deaktivierbaren Abgasventilen 56 aufweisen. In einem Beispiel sind die Ansaugventile 50 und die Abgasventile 56 für elektrische Ventilbetätigung (Electric Valve Actuation, EVA) über elektrische Ventilstellantriebe für die einzelnen Zylinder ausgelegt. Auch wenn das dargestellte Beispiel jeden Zylinder mit einem einzelnen Ansaugventil und einem einzelnen Abgasventil zeigt, kann in alternativen Ausführungsformen, wie in angegeben, jeder Zylinder eine Mehrzahl von selektiv deaktivierbaren Ansaugventilen und/oder eine Mehrzahl von selektiv deaktivierbaren Abgasventilen aufweisen.
Unter ausgewählten Bedingungen, etwa wenn die volle Drehmomentleistung der Kraftmaschine nicht benötigt wird, kann/können ein oder mehrere Zylinder der Kraftmaschine 10 für die selektive Deaktivierung (hier auch als Einzelzylinderdeaktivierung bezeichnet) ausgewählt werden. Dies kann beinhalten, einen oder mehrere Zylinder nur in der ersten Bank 15a, einen oder mehrere Zylinder nur in der zweiten Bank 15b oder einen oder mehrere Zylinder in jeder der ersten und der zweiten Bank selektiv zu deaktivieren. Anzahl und Identität der deaktivierten Zylinder in jeder Bank können symmetrisch oder asymmetrisch sein.
Während der Deaktivierung können ausgewählte Zylinder dadurch deaktiviert werden, dass die einzelnen Zylinderventilmechanismen geschlossen werden, etwa die Ansaugventilmechanismen, Abgasventilmechanismen oder eine Kombination aus beiden. Zylinderventile können über hydraulisch betätigte Heber (z. B. Heber, die mit Ventilstoßstangen gekoppelt sind), mittels eines Nockenprofil-Schaltmechanismus, in dem ein Nockenbuckel ohne Hebung für die deaktivierten Ventile verwendet wird, oder durch die elektrisch betätigten Zylinderventilmechanismen, die mit jedem Zylinder gekoppelt sind, selektiv deaktiviert werden. Darüber hinaus können die Kraftstoffzufuhr und die Zündung zu den deaktivierten Zylindern unterbunden werden, etwa indem die Kraftstoffeinspritzdüsen der Zylinder deaktiviert werden.
In einigen Beispielen kann das Kraftmaschinensystem 10 selektiv deaktivierbare (Direkt-)Kraftstoffeinspritzdüsen aufweisen, und die ausgewählten Zylinder können deaktiviert werden, indem entsprechende Kraftstoffeinspritzdüsen geschlossen werden, während der Betrieb der Ansaug- und Abgasventile aufrecht erhalten wird, sodass weiter Luft durch die Zylinder gepumpt werden kann.
Während die ausgewählten Zylinder abgeschaltet sind, läuft in den verbleibenden aktivierten oder aktiven Zylindern die Verbrennung bei aktiv arbeitenden Kraftstoffeinspritzdüsen und Zylinderventilmechanismen weiter. Um die Drehmomentanforderungen zu erfüllen, erzeugt die Kraftmaschine dasselbe Drehmoment an den aktiven Zylindern. Dies erfordert höhere Ladedrücke, die zu geringeren Pumpverlusten und höherer Kraftmaschineneffizienz führen. Außerdem verringert die kleinere Wirkfläche (nur der aktiven Zylinder), die der Verbrennung ausgesetzt ist, Wärmeverluste der Kraftmaschine und verbessert somit den thermischen Wirkungsgrad der Kraftmaschine.
Zylinder können deaktiviert werden, um ein spezifisches Zünd-(oder Zylinderabschaltungs-)muster basierend auf einem speziellen Steuerungsalgorithmus bereitzustellen. Spezieller erfolgt in den „übersprungenen“ Arbeitszyklen keine Zündung, während andere, „aktive“ Arbeitszyklen gezündet werden. Optional kann ein Zündzeitpunkt, der einer ausgewählten Zündung einer ausgewählten Arbeitskammer zugeordnet ist, auch basierend auf einer Zündreihenfolge oder einer Vorgeschichte der Zündung der ausgewählten Arbeitskammer eingestellt werden. Die Kraftmaschinensteuerung 12 kann mit einer geeigneten Logik ausgestaltet sein, wie nachstehend beschrieben, um ein Zylinderdeaktivierungs-(oder Zylinderabschaltungs-)muster basierend auf Betriebsbedingungen der Kraftmaschine zu bestimmen.
Die Kraftmaschine 10 kann mit einer Mehrzahl von Stoffen betrieben werden, die über das Kraftstoffsystem 8 zugeführt werden können. Die Kraftmaschine 10 kann zumindest teilweise von einem Steuerungssystem mit einer Steuerung 12 gesteuert werden. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von Sensoren 17 empfangen, die mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sind (und unter Bezugnahme auf beschrieben werden), und kann Steuersignale an verschiedene Stellantriebe 81 senden, die mit der Kraftmaschine und/oder dem Fahrzeug gekoppelt sind (wie unter Bezugnahme auf beschrieben). Die verschiedenen Sensoren können beispielsweise verschiedene Temperatur-, Druck- und Luft/Kraftstoffverhältnis-Sensoren aufweisen.
Darüber hinaus kann die Steuerung 12 Anzeigen von Klopfen im Zylinder oder Vorentflammung von einem oder mehreren Klopfsensor(en) 90 empfangen, die entlang dem Kraftmaschinenblock verteilt sind. Die Mehrzahl von Klopfsensoren 90 kann symmetrisch oder asymmetrisch entlang dem Kraftmaschinenblock verteilt sein. Ferner können der eine oder die mehreren Klopfsensor(en) 90 Beschleunigungssensoren, Ionisationssensoren oder zylinderinterne Druckgeber aufweisen.
Die Kraftmaschinensteuerung kann einen Ansteuerimpulsgenerator und einen Sequenzierer aufweisen, um ein Zylindermuster zu bestimmen, basierend auf der gewünschten Kraftmaschinenleistung unter den aktuellen Betriebsbedingungen der Kraftmaschine. Beispielsweise kann der Ansteuerimpulsgenerator adaptive, prädiktive Steuerung verwenden, um dynamisch ein Ansteuerimpulssignal zu berechnen, das anzeigt, welche Zylinder in welchen Intervallen gezündet werden sollen, um die gewünschte Leistung zu erhalten (d. h., das Zylinderzünd-/-abschaltungsmuster). Das Zylinderzündmuster kann so eingestellt werden, dass die gewünschte Leistung bereitgestellt wird, ohne übermäßige oder unangemessene Schwingungen innerhalb der Kraftmaschine zu erzeugen. So kann das Zylindermuster basierend auf der Ausgestaltung der Kraftmaschine gewählt werden, etwa basierend darauf, ob die Kraftmaschine ein V-Motor, ein Reihenmotor ist, auf der Anzahl der in der Kraftmaschine vorhandenen Zylinder etc. Basierend auf dem gewählten Zylindermuster können die einzelnen Zylinderventilmechanismen der ausgewählten Zylinder geschlossen werden, während Kraftstoffzufuhr und Zündung zu den Zylindern unterbunden werden.
Da eine optimale Effizienz eines gegebenen Zylinders nahe der vollen Leistung liegt, kann eine niedrige Frequenz von Zündereignissen gewählt werden, um die Leistung zu reduzieren. Beispielsweise würde durch Abschalten jedes zweiten Zylinders im Durchschnitt die halbe Leistung erzeugt. Indem die Abstände zwischen den Zündereignissen so gleichmäßig wie möglich vergrößert werden, werden Schwingungen aufgrund der variierenden Drehmomentabgabe tendenziell minimiert. Ob alle Zylinder in das Zylinderabschaltungsmuster eingeschlossen werden, hängt von dem gewünschten Leistungsbruchteil sowie anderen Faktoren, unter anderem der Zylindertemperatur, ab.
Auf diese Weise kann durch Einstellen des Zylindermusters einzelner Zylinderventilmechanismen und einzelner Zylinderkraftstoffeinspritzdüsen eine gewünschte Kraftmaschinenleistung bereitgestellt werden, indem weniger Zylinder effizienter betrieben werden, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird.
stellt eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders einer Brennkraftmaschine 10 dar. Die Kraftmaschine 10 kann Steuerparameter von einem Steuerungssystem, das die Steuerung 12 aufweist, sowie Eingaben von einem Fahrzeugbediener 130 über eine Eingabevorrichtung 132 empfangen. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 für das Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier auch „die Brennkammer“) 14 der Kraftmaschine 10 kann Brennkammerwände 136 aufweisen, wobei der Kolben 138 darin angeordnet ist. Der Kolben 138 kann so an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Zwischenübertragungssystem an wenigstens ein Antriebsrad des Personenkraftfahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Startbetrieb der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann Ansaugluft über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann mit weiteren Zylindern der Kraftmaschine 10 zusätzlich zu Zylinder 14 in Kommunikationsverbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann/können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Ladevorrichtung wie etwa einen Turbolader oder einen Verdrängerlader aufweisen. Beispielsweise zeigt die Kraftmaschine 10 in einer Ausgestaltung mit einem Turbolader mit einem Kompressor 174, der zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und mit einer Abgasturbine 176, die entlang dem Abgaskanal 148 angeordnet ist. Der Kompressor 174 kann über eine Welle 180 wenigstens teilweise durch die Abgasturbine 176 angetrieben werden, wobei die Ladevorrichtung als Turbolader ausgestaltet ist. Allerdings kann in anderen Beispielen, etwa wenn die Kraftmaschine 10 mit einem Verdrängerlader ausgestattet ist, die Abgasturbine 176 wahlweise weggelassen werden, wobei der Kompressor 174 durch einen mechanischen Eingang von einem Motor oder der Kraftmaschine angetrieben werden kann. Eine Drossel 20 mit einer Drosselklappe 164 kann entlang einem Ansaugkanal der Kraftmaschine bereitgestellt werden, um die Flussgeschwindigkeit und/oder den Druck der Ansaugluft, die an die Zylinder der Kraftmaschine bereitgestellt wird, zu variieren. Beispielsweise kann die Drossel 20 stromabwärts des Verdichters 174 angeordnet sein wie in gezeigt, oder sie kann alternativ stromaufwärts des Verdichters 174 vorgesehen werden.
Der Abgaskanal 148 kann Abgase von weiteren Zylindern der Kraftmaschine 10 zusätzlich zu Zylinder 14 aufnehmen. Der Abgassensor 128 wird gekoppelt mit dem Abgaskanal 148 stromaufwärts der Emissionskontrollvorrichtung 178 gezeigt. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Anzeige eines Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gewählt werden, beispielsweise eine lineare Lambdasonde oder eine UEGO (Universal oder Wide-range Exhaust Gas Oxygen, unbeheizte Lambdasonde), eine binäre Lambdasonde oder EGO (wie dargestellt), eine HEGO (beheizte EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Emissionskontrollvorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC, Three Way Catalyst), ein NOx-Speicherkatalysator, verschiedene andere Emissionskontrollvorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
Die Abgastemperatur kann von einem oder mehreren (nicht dargestellten) Temperatursensor(en) gemessen werden, der/die im Abgaskanal 148 angeordnet ist/sind. Alternativ kann die Abgastemperatur anhand der Betriebsbedingungen der Kraftmaschine wie Drehzahl, Last, Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Air-Fuel Ratio, AFR), Spätzündung etc. abgeleitet werden. Ferner kann die Abgastemperatur von einem oder mehreren Abgassensor(en) 128 berechnet werden. Es ist einzusehen, dass die Abgastemperatur alternativ durch eine beliebige Kombination der hier aufgeführten Temperaturschätzverfahren geschätzt werden kann.
Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Ansaugventil(e) und ein oder mehrere Abgasventil(e) aufweisen. Beispielsweise ist Zylinder 14 mit wenigstens einem Ansaug-Tellerventil 150 und wenigstens einem Abgas-Tellerventil 156 in einem oberen Bereich von Zylinder 14 dargestellt. In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10, einschließlich Zylinder 14, wenigstens zwei Ansaug-Tellerventile und wenigstens zwei Abgas-Tellerventile aufweisen, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
Das Ansaugventil 150 kann durch die Steuerung 12 mittels Nockenbetätigung über ein Nockenbetätigungssystem 151 gesteuert werden. In gleicher Weise kann das Abgasventil 156 durch die Steuerung 12 über ein Nockenbetätigungssystem 153 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 können jeweils einen oder mehrere Nocken aufweisen und können eines oder mehrere der folgenden, von der Steuerung 12 betreibbaren Systeme nutzen, um den Ventilbetrieb zu variieren: Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching, CPS), variable Nockenwellenverstellung (Variable Cam Timing, VCT), variable Ventileinstellung (Variable Valve Timing, VVT) und/oder variabler Ventilhub (Variable Valve Lift, VVL). Der Betrieb des Ansaugventils 150 und des Abgasventils 156 kann mittels (nicht dargestellter) Positionssensoren und/oder Nockenwellen-Positionssensoren 155 bzw. 157 festgestellt werden. In alternativen Ausführungsformen kann/können das Ansaugventil und/oder das Abgasventil per elektrischem Ventilstellantrieb, pneumatischem Ventilstellantrieb oder hydraulischem Ventilstellantrieb gesteuert werden. Beispielsweise kann der Zylinder 14 alternativ ein Ansaugventil, das per elektrischem Ventilstellantrieb gesteuert wird, und ein Abgasventil, das mittels Nockenwellenbetätigung einschließlich CPS- und/oder VCT-System gesteuert wird, aufweisen. In noch weiteren Ausführungsformen können das Ansaugventil und das Abgasventil durch einen gemeinsamen Ventilstellantrieb oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder durch einen variablen Ventilstellantrieb bzw. ein variables Betätigungssystem gesteuert werden.
Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, welches das Verhältnis der Volumina bei Stellung des Kolbens 138 am unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt ist. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich 9:1 bis 13:1. In einigen Beispielen allerdings, in denen andere Kraftstoffe eingesetzt werden, kann das Verdichtungsverhältnis höher sein. Dies kann der Fall sein, wenn beispielsweise Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann auch höher sein, falls Direkteinspritzung verwendet wird, aufgrund ihrer Auswirkung auf das Kraftmaschinenklopfen.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 eine Zündkerze 192 aufweisen, um die Verbrennung in Gang zu setzen. Das Zündsystem 190 kann über die Zündkerze 192 der Brennkammer 14 in Reaktion auf ein Zündungsfrühverstellungssignal SA von der Steuerung 12 unter bestimmten Betriebsbedingungen einen Zündfunken zuführen.
In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüse(n) ausgestaltet sein, um Kraftstoff an den Zylinder bereitzustellen. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Zylinder 14 mit zwei Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können dazu ausgestaltet sein, von dem Kraftstoffversorgungssystem 8 über eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleiste empfangenen Kraftstoff zuzuführen. Alternativ kann Kraftstoff von einer einstufigen Kraftstoffpumpe mit geringerem Druck zugeführt werden, in welchem Fall die zeitliche Steuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungshubs stärker eingeschränkt sein kann als bei Einsatz eines Hochdruck-Kraftstoffsystems. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckgeber aufweisen, der ein Signal an die Steuerung 12 bereitstellt.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 166 ist direkt an den Zylinder 14 gekoppelt dargestellt, um Kraftstoff direkt dorthinein einzuspritzen, in Proportion zu der Impulsbreite des von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 168 empfangenen Signals FPW-1. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das bereit, was als Direkteinspritzung (im Folgenden als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Obwohl die Kraftstoffeinspritzdüse 166 in einer Anordnung seitlich am Zylinder 14 zeigt, kann sie alternativ auch oberhalb des Kolbens angeordnet sein, etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Diese Position kann, wenn die Kraftmaschine mit einem alkoholbasierten Kraftstoff betrieben wird, aufgrund der geringeren Flüchtigkeit mancher alkoholbasierter Kraftstoffe die Mischung und Verbrennung verbessern. Alternativ kann die Einspritzdüse oberhalb und in der Nähe des Ansaugventils angeordnet sein, um die Mischung zu verbessern.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 wird in einem Ansaugkanal 146 angeordnet dargestellt statt im Zylinder 14, in einer Anordnung, die das bereitstellt, was als Kanaleinspritzung (im Folgenden als „PFI“ bezeichnet) in den Ansaugkanal oberhalb des Zylinders 14 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 kann Kraftstoff, der vom Kraftstoffsystem 8 empfangen wird, in Proportion zu der Impulsbreite des von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 171 empfangenen Signals FPW-2 einspritzen. Zu beachten ist, dass ein einziger Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann, oder mehrere Treiber, beispielsweise Treiber 168 für Kraftstoffeinspritzdüse 166 und Treiber 171 für Kraftstoffeinspritzdüse 170, verwendet werden können wie dargestellt.
Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften haben. Diese beinhalten Unterschiede in der Größe, beispielsweise kann eine Einspritzdüse eine größere Einspritzöffnung aufweisen als die andere. Weitere Unterschiede beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf verschiedene Strahlwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, verschiedene Ausrichtung, verschiedene Einspritzzeiten, verschiedene Strahleigenschaften, verschiedene Positionen etc. Darüber hinaus können je nach dem Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Einspritzdüsen 166 und 170 verschiedene Effekte erzielt werden.
Kraftstoff kann während eines einzigen Zyklus des Zylinders von beiden Einspritzdüsen in den Zylinder zugeführt werden. Beispielsweise kann jede Einspritzdüse einen Teil einer Gesamt-Kraftstoffeinspritzung zuführen, die in dem Zylinder 14 verbrannt wird. Von daher kann sogar bei einem einzelnen Verbrennungsereignis eingespritzter Kraftstoff zu verschiedenen Zeitpunkten von der Kanal- bzw. der Direkteinspritzdüse eingespritzt werden. Ferner können für ein einzelnes Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus erfolgen. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungshubs, des Ansaughubs oder einer beliebigen geeigneten Kombination davon erfolgen.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine. Jeder Zylinder kann in ähnlicher Weise eine eigene Gruppe aus Ansaug-/Abgasventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), Zündkerze etc. aufweisen. Es ist einzusehen, dass die Kraftmaschine 10 eine beliebige geeignete Anzahl Zylinder aufweisen kann, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten aufweisen, die unter Bezugnahme auf Zylinder 14 beschrieben und in dargestellt werden.
Die Kraftmaschine kann ferner einen oder mehrere Abgasrückführungskanäle aufweisen, um einen Teil der Abgase in den Ansaugtrakt der Kraftmaschine zurückzuführen. Durch Zurückführen eines Teils der Abgase kann eine Kraftmaschinenverdünnung beeinflusst werden, was die Kraftmaschinenleistung verbessern kann, indem Spitzen-Verbrennungstemperaturen und -drücke im Zylinder, Drosselungsverluste und NOx-Emissionen verringert werden. Darüber hinaus kann die Grenzkurvenzündung („borderline spark“) in Richtung MBT-Zündung vorgestellt werden. In der dargestellten Ausführungsform können Abgase über den AGR-Kanal 141 aus dem Abgaskanal 148 zurück in den Ansaugkanal 144 geführt werden. Die in den Ansaugkanal 144 bereitgestellte AGR-Menge kann durch die Steuerung 12 über das AGR-Ventil 143 variiert werden. Ferner kann ein AGR-Sensor 145 in dem AGR-Kanal angeordnet werden und kann eine Anzeige des Drucks, der Temperatur und/oder der Konzentration der Abgase bereitstellen.
Die Kraftmaschine 10 kann ferner einen (wie dargestellt) oder mehrere Klopfsensor(en) 90 aufweisen, die entlang einem Körper der Kraftmaschine verteilt sind (z. B. entlang einem Kraftmaschinenblock). Sofern vorhanden, kann die Mehrzahl von Klopfsensoren symmetrisch oder asymmetrisch entlang dem Kraftmaschinenblock verteilt sein. Der Klopfsensor 90 kann ein Beschleunigungssensor, Ionisationssensor oder ein Vibrationssensor sein. In einem Beispiel kann die Steuerung 12 dafür ausgelegt sein, Schwingungen im Kraftmaschinenblock, die aufgrund anomaler Verbrennungsereignisse, etwa Klopfen oder Vorentflammung, erzeugt werden, basierend auf der Ausgabe (z. B. Signalzeitsteuerung, Amplitude, Intensität, Frequenz etc.) des einen oder der mehreren Klopfsensors/-sensoren 90 zu erkennen und zu unterscheiden. Die Steuerung kann die Sensorausgaben in verschiedenen Zeitsteuerungsfenstern beurteilen, die zylinderspezifisch sind und die auf der Art der erkannten Schwingung basieren. Beispielsweise können anomale Verbrennungsereignisse in Zylindern aufgrund von Klopfen, das in einem zündenden Zylinder auftritt, anhand von Klopfsensorausgaben identifiziert werden, die in einem Fenster erkannt werden, das nach einem Zündereignis des Zylinders liegt, während anomale Verbrennungsereignisse in Zylindern aufgrund einer Vorentflammung anhand von Klopfsensorausgaben identifiziert werden, die in einem Fenster erkannt werden, das vor einem Zündereignis des Zylinders liegt. In einem Beispiel können die Fenster, in denen die Klopfsignale gemessen werden, Kurbelwinkelfenster sein. Darüber hinaus kann der Schwellenwert für Vorentflammung höher sein als der Schwellenwert für Klopfen.
In weiteren Beispielen kann die Steuerung 12 dafür ausgelegt sein, den Ursprung der Schwingungen basierend auf der Ausgabe (z. B. Signalzeitsteuerung, Amplitude, Intensität, Frequenz etc.) des einen oder der mehreren Klopfsensors/-sensoren sowie einer Änderungsrate eines Parameters, der eine Luftfüllung des Zylinders angibt, etwa einer Änderungsrate eines Krümmerdrucks (MAP), eines induzierten Luftmassenflusses (MAF) etc., zu erkennen und zu unterscheiden.
Die Steuerung 12 ist in als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangs-Ports 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, in diesem Beispiel dargestellt als Festwertspeicherchip 110, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff 112, einen Erhaltungsspeicher 114 und einen Datenbus aufweist. Die Steuerung 12 kann, zusätzlich zu den vorstehend besprochenen Signalen, verschiedene Signale von Sensoren empfangen, welche an die Kraftmaschine 10 gekoppelt sind. Dies schließt ein: Messung des induzierten Luftmassenflusses (Mass Air Flow, MAF) von dem Luftmassenfluss-Sensor 122; Messung der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature, ECT) von einem Temperatursensor 116, der an eine Kühlmanschette 118 gekoppelt ist; ein Profilzündungsaufnahme-Signal (Profile Ignition Pickup, PIP) von dem an die Kurbelwelle 140 gekoppelten Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Sensortyp); die Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor; und ein absolutes Ladedrucksignal (MAP) von Sensor 124. Das Kraftmaschinendrehzahlsignal, RPM, kann von der Steuerung 12 aus dem PIP-Signal generiert werden. Das Ladedrucksignal, MAP, von einem Ladedrucksensor kann verwendet werden, um Hinweise auf ein Vakuum oder den Druck im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Weitere Sensoren können jedoch auch Kraftstoffstandsensoren und Sensoren für die Kraftstoffzusammensetzung beinhalten, die mit dem/den Kraftstofftank(s) des Kraftstoffsystems gekoppelt sind.
Das Speichermedium Festwertspeicher 110 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, welche Anweisungen repräsentieren, die von einem Prozessor 106 ausgeführt werden können, um die nachfolgend beschriebenen Verfahren sowie andere Varianten durchzuführen, die antizipiert, aber nicht speziell aufgeführt werden.
Auf diese Weise ermöglicht das System der – ein Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: einzelne Zylinderventilmechanismen gemäß einem Zylindermuster zu deaktivieren, das basierend auf einem Klopfwert jedes Zylinders der Kraftmaschine gewählt wurde. Indem die Zylinderdeaktivierung genutzt wird, um dem Zylinderklopfen entgegenzuwirken, kann der Nachteil beim Kraftstoffverbrauch im Zusammenhang mit der Klopfsteuerung reduziert werden. Darüber hinaus können Zylinder mit von der Klopfgrenzkurve zum MBT vorgestellter Zündung betrieben werden. Dies verbessert die Drehmomentabgabe und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine.
zeigt ein Beispiel der Routine 300 zum Anpassen eines Zylinderdeaktivierungsmusters in Reaktion auf Zylinderklopfereignisse. Das Verfahren erlaubt es, ein Zylinderdeaktivierungsmuster basierend auf einer Kraftmaschinenlast während Bedingungen, bei denen die Kraftmaschine nicht klopfbegrenzt ist, auszuwählen, und das Zylinderdeaktivierungsmuster basierend auf Klopfwerten einzelner Zylinder auszuwählen, wenn die Kraftmaschine klopfbegrenzt ist.
Bei 302 beinhaltet die Routine das Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen der Kraftmaschine. Die geschätzten Bedingungen können beispielsweise Drehzahl der Kraftmaschine, vom Fahrer angefordertes Drehmoment, Temperatur der Kraftmaschine, Umgebungsbedingungen wie etwa Umgebungstemperatur und barometrischer Druck, Ladedruck etc. umfassen. Bei 304 kann, basierend auf den geschätzten Bedingungen, bestimmt werden, ob die Bedingungen für eine Zylinderdeaktivierung erfüllt sind. In einem Beispiel können die Bedingungen für eine Zylinderdeaktivierung als erfüllt betrachtet werden, wenn die Kraftmaschinenlast niedriger als ein Schwellenwert ist oder das vom Fahrer angeforderte Drehmoment niedriger als ein Schwellenwert ist. Sind die Bedingungen für eine Zylinderdeaktivierung nicht erfüllt, beinhaltet die Routine bei 305, alle Zylinder der Kraftmaschine aktiv zu belassen. Sind die Bedingungen für eine Zylinderdeaktivierung erfüllt, dann kann bei 306 die Steuerung ein Zylindermuster basierend auf der Kraftmaschinenlast auswählen.
Das Zylinderdeaktivierungsmuster kann ferner basierend auf einem oder mehreren von Drehzahl der Kraftmaschine, Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Temperatur der Kraftmaschine, NVH der Kraftmaschine und Gangwahl im Getriebe (z. B. ob die Kraftmaschine derzeit in einem ersten Gang mit einem ersten, niedrigeren Übersetzungsverhältnis oder einem zweiten Gang mit einem zweiten, höheren Übersetzungsverhältnis ist) ausgewählt werden. Das Bestimmen des Zylindermusters beinhaltet, Anzahl und Identität der zu deaktivierenden Zylinder zu bestimmen, und ferner eine Dauer der Deaktivierung zu bestimmen. Beispielsweise kann die Steuerung eine Anzahl von Verbrennungsereignissen oder Kraftmaschinenzyklen bestimmen, für die die ausgewählten Zylinder deaktiviert bleiben sollen. Die Gesamtzahl der deaktivierten/aktiven Zylinder kann von der tatsächlichen Anzahl Zylinder der Kraftmaschine und von dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment abhängen. Als nicht einschränkendes Beispiel können bei einem Vierzylindermotor zwei Zylinder deaktiviert werden, bei einem Sechszylindermotor können drei Zylinder deaktiviert werden und bei einem Achtzylindermotor können vier Zylinder deaktiviert werden. In einigen Beispielen kann jedes Mal, wenn die Bedingungen für eine Zylinderdeaktivierung erfüllt sind, dieselbe Gruppe von Zylindern zur Deaktivierung ausgewählt werden, wohingegen in anderen Beispielen die Identität der deaktivierten Zylinder jedes Mal, wenn die Bedingungen für eine Zylinderdeaktivierung erfüllt sind, wechseln kann.
In Kraftmaschinensystemen, in denen Zylinder einzelne Zylinderventilmechanismen aufweisen, die mit jedem einer Mehrzahl von Ansaug- und Abgasventilen gekoppelt sind, kann die Steuerung ferner bestimmen, ob ein oder mehrere Ansaugventilmechanismus/-mechanismen, ein oder mehrere Abgasventilmechanismus/-mechanismen oder eine Kombination von beiden während der Zylinderdeaktivierung geschlossen werden, wenn die Kraftstoffzufuhr und Zündung zu dem Zylinder unterbunden ist. Ferner kann die Steuerung eine relative Zeitsteuerung für das Schließen des Ansaug- und des Abgasventils für jeden Zylinder, der zur Deaktivierung ausgewählt wurde, bestimmen. Als Beispiel kann die Steuerung ein Muster aus einer Nachschlagtabelle abrufen, die im Speicher der Steuerung gespeichert ist. Zylindermuster können in der Nachschlagtabelle als Funktion der Kraftmaschinenlast für die gegebene Kraftmaschinenausgestaltung gespeichert sein. In einem Beispiel kann, bei niedrigeren Kraftmaschinenlasten, das Zylindermuster das Zünden jedes zweiten oder dritten Zylinders beinhalten. Als Beispiel können in einem Reihenvierzylindermotor mit als 1 bis 4 bezeichneten Zylindern und mit einem Zylinderzündmuster 1-3-4-2 während regulärer Betriebsbedingungen, wenn kein Zylinder deaktiviert ist und alle Zylinder aktiv sind, die Zylinder in der Abfolge 134213421342 und so fort zünden. In Reaktion darauf, dass Bedingungen für die Zylinderdeaktivierung erfüllt sind, kann die Steuerung, um Vorteile bei der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereitzustellen, den Betrieb der Kraftmaschine auf ein Zylindermuster umstellen, bei dem jeder dritte Zylinder gezündet wird, so dass sich das Muster 1xx2xx4xx3xx1xx ergibt, wobei „x“ einen übersprungenen Zylinder markiert.
Nach der Auswahl der Zylinder zur Deaktivierung kann die Kraftmaschine mit dem gewählten Zylindermuster betrieben werden. Insbesondere können die ausgewählten Zylinder bei 306 deaktiviert werden, indem die Ansaug- und Abgasventile der Zylinder für wenigstens einen vollständigen Kraftmaschinenzyklus (z. B. zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Kraftmaschine) geschlossen gehalten werden. Ferner werden die Kraftstoffzufuhr und Zündung zu den deaktivierten Zylindern unterbunden, während die Kraftmaschine weiter dreht und während Ventiltätigkeit, Kraftstoffzufuhr und Zündung der verbleibenden aktiven Zylinder beibehalten werden. Somit kann, wenn die Bedingungen für eine Zylinderdeaktivierung erfüllt sind, der Kraftmaschinenlast eine höhere Priorität eingeräumt werden.
Bei 308, nach der Deaktivierung der ausgewählten Zylinder, beinhaltet das Verfahren das Schätzen und/oder Messen eines Klopfwerts jedes Zylinders der Kraftmaschine. Während ein oder mehrere Zylinder deaktiviert ist/sind, werden die verbleibenden aktiven Zylinder mit einer höheren durchschnittlichen Zylinderlast betrieben. Infolgedessen kann/können der eine oder die mehreren aktive(n) Zylinder heißer werden und damit anfälliger für Klopfen. In einem Beispiel kann der Klopfwert jedes Zylinders einer Kraftmaschine basierend auf der Ausgabe eines oder mehrerer Klopfsensors/-sensoren bestimmt werden, der/die entlang dem Kraftmaschinenblock oder an einzelne Zylinder der Kraftmaschine gekoppelt ist/sind. Der Klopfwert jedes Zylinders kann eins oder mehrere von einer Klopfrate jedes Zylinders, einer Klopfhistorie jedes Zylinders (z. B. Klopfanzahl für den Fahrzyklus) und der Ausgabe eines mit dem Kraftmaschinenzylinder gekoppelten Klopfsensors beinhalten.
Bei 310 kann bestimmt werden, ob der Klopfwert eines Zylinders höher ist als ein Schwellenwert. Der Klopfschwellenwert kann auf einer Klopfhistorie des einzelnen Zylinders basieren. Beispielsweise kann der Klopfwert jedes Zylinders mit einem Klopfschwellenwert verglichen werden, der auf der Klopfhistorie des betreffenden Zylinders basiert. Dann kann, wenn der Klopfhistorienwert für den Zylinder ansteigt (beispielsweise weil die Klopfzahl des Zylinders über den gegebenen Fahrzyklus ansteigt), der Schwellenwert gesenkt werden. Beispielsweise kann der Schwellenwert in Reaktion darauf gesenkt werden, dass der Zündzeitpunkt des Zylinders gegenüber Grenzkurvenzündung stärker verzögert ist. In alternativen Beispielen kann der Klopfwert jedes Zylinders mit einem gemeinsamen Schwellenwert verglichen werden.
Falls der Klopfwert aller Zylinder unter dem Schwellenwert liegt, das heißt, keiner der Zylinder weist ausreichend Klopfen auf, dann bleiben bei 312 alle Zylinder der Kraftmaschine aktiv. Das bedeutet, es erfolgt keine Zylinderdeaktivierung.
Falls der Klopfwert irgendeines Zylinders über dem Schwellenwert liegt, dann beinhaltet das Verfahren bei 314, die Kraftmaschine mit dem/den klopfende(n) Zylinder deaktiviert zu betreiben. Insbesondere kann die Steuerung einzelne Ventilmechanismen des klopfenden Zylinders deaktivieren und auch die Kraftstoffzufuhr und Zündung zum klopfenden Zylinder unterbinden. Somit kann die Steuerung einzelne Zylinderventilmechanismen gemäß einem Zylindermuster deaktivieren, das basierend auf einem Klopfwert jedes Zylinders der Kraftmaschine gewählt wurde. In einem Beispiel kann die Steuerung einen ersten Zylinder, der einen über einem Schwellenwert liegenden Klopfwert aufweist, zur Deaktivierung auswählen, während ein zweiter Zylinder mit einem Klopfwert unterhalb des Schwellenwerts während der Deaktivierung aktiv bleibt. Der zweite Zylinder ist von dem ersten Zylinder verschieden. Beispielsweise kann der zweite Zylinder bezogen auf den ersten Zylinder der nächste in der Zündfolge sein. Als weiteres Beispiel kann der zweite Zylinder im Kraftmaschinenblock neben dem ersten Zylinder angeordnet sein. In noch einem weiteren Beispiel kann der zweite Zylinder in einer anderen Kraftmaschinenbank angeordnet sein als der erste Zylinder.
Es ist einzusehen, dass das Auswählen eines Zylindermusters zusätzlich oder alternativ hierzu ferner basierend auf einem Zündzeitpunkt jedes Zylinders der Kraftmaschine erfolgen kann. Beispielsweise kann in Reaktion auf eine Klopfanzeige in einem Zylinder ein Zündzeitpunkt des Zylinders vom MBT verzögert werden. Falls ein Zylinder grenzkurvenbegrenzt wird, das heißt, der Zündzeitpunkt des Zylinders wurde vom MBT zu oder in die Nähe von Klopfgrenzkurvenzündung („borderline spark“, BDL) verzögert, kann der grenzkurvenbegrenzte Zylinder zur Deaktivierung ausgewählt werden. Dabei kann die Steuerung einen ersten Zylinder mit einem höheren Betrag von Klopfgrenzkurvenzündung deaktivieren, während ein zweiter Zylinder mit einem niedrigeren Betrag von Klopfgrenzkurvenzündung während der Deaktivierung aktiv bleibt. Hier kann, wie oben, der zweite Zylinder im Kraftmaschinenblock neben dem ersten Zylinder angeordnet sein oder der nächste in der Zündfolge sein.
Die Steuerung kann dann den ersten Zylinder für eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen deaktiviert belassen, wobei die Anzahl auf einer Temperatur des ersten Zylinders basiert. Wenn so der klopfende Zylinder deaktiviert ist, kann der Zylinder beginnen abzukühlen. Sowie die Zylinderinnentemperatur abnimmt, nimmt auch die Klopfneigung des Zylinders ab. Somit kann der erste Zylinder deaktiviert bleiben, bis die Zylinderinnentemperatur unter einen Schwellenwert fällt, so dass das Klopfen des Zylinders reduziert wird. Die Anzahl von Kraftmaschinenzyklen, für die der erste Zylinder deaktiviert bleibt, kann erhöht werden, wenn die Temperatur des ersten Zylinders zum Zeitpunkt der Zylinderdeaktivierung über einen Schwellenwert ansteigt. Sobald die Anzahl von Kraftmaschinenzyklen verstrichen ist, kann der erste Zylinder reaktiviert werden.
Zusätzlich oder wahlweise kann, wenn der klopfende Zylinder abzukühlen beginnt und ein anderer Zylinder heißer und klopfanfälliger (oder stärker grenzkurvenbegrenzt) wird, das Zylindermuster angepasst werden, indem der kühlere Zylinder (der zuvor klopfende Zylinder) reaktiviert wird, während der heißere Zylinder (der aktuell klopfende Zylinder) deaktiviert wird, wie nachstehend ausgeführt.
Bei 316 kann bestimmt werden, ob die Zylinderinnentemperatur des klopfenden Zylinders unter einem Temperaturschellenwert liegt. Das heißt, es kann bestimmt werden, ob der klopfende Zylinder ausreichend abgekühlt ist. Falls ja, dann beinhaltet die Routine bei 322, den zuvor klopfenden Zylinder zu reaktivieren. Der reaktivierte Zylinder dann mit von der BDL zum MBT vorgestelltem Zündzeitpunkt betrieben werden. Anders ausgedrückt: Der Zylinder kann mit durchschnittlich weiter vorgestellter Zündung betrieben werden. Dies verbessert die Drehmomentabgabe des Zylinders und reduziert gleichzeitig die Nachteile beim Kraftstoffverbrauch, die mit der Klopfsteuerung einhergehen. Während der erste Zylinder reaktiviert wird, kann der zweite Zylinder, der während der Deaktivierung aktiv war, deaktiviert werden. Falls beispielsweise der zweite Zylinder heißer, stärker grenzkurvenzündungsbegrenzt oder klopfbegrenzt geworden ist, dann kann der zweite Zylinder deaktiviert werden, während der erste Zylinder reaktiviert wird.
Falls die Zylinderinnentemperatur des klopfenden (ersten) Zylinders nicht unter dem Temperaturschwellenwert liegt, dann kann bei 318 bestimmt werden, ob der Klopfwert eines anderen Zylinders über den Schwellenwert gestiegen ist. In einem Beispiel werden, während der erste Zylinder deaktiviert ist, die verbleibenden aktiven Zylinder mit einer höheren durchschnittlichen Zylinderlast betrieben. Infolgedessen kann/können der eine oder die mehreren aktive(n) Zylinder heißer und damit klopfanfälliger werden. Darüber hinaus kann, sowie das Auftreten von Klopfen in einem aktiven Zylinder zunimmt, der Zündzeitpunkt des aktiven Zylinders schrittweise verzögert werden, was dazu führt, dass der aktive Zylinder grenzkurvenbegrenzt wird. Somit kann, falls der Klopfwert eines anderen Zylinders während der Deaktivierung ansteigt, bei 320 der zuvor klopfende Zylinder reaktiviert werden, während der aktuell klopfende Zylinder deaktiviert wird. Wie vorstehend erörtert, kann der reaktivierte Zylinder mit von der Klopfgrenzkurve zum MBT vorgestelltem Zündzeitpunkt betrieben werden. In einem Beispiel kann die Steuerung den ersten Zylinder deaktiviert belassen, bis entweder der Klopfwert des ersten Zylinders unter den Schwellenwert sinkt oder der Klopfwert des zweiten Zylinders über den Schwellenwert ansteigt. Dann kann die Steuerung den ersten Zylinder reaktivieren, während der zweite Zylinder deaktiviert wird.
Falls die Zylinderinnentemperatur des klopfenden Zylinders (erster Zylinder) nicht unter dem Temperaturschwellenwert liegt (bei 316), und falls ferner kein anderer Zylinder klopfbegrenzt („knock limited“) wird, während der erste Zylinder deaktiviert ist (bei 318), dann bleibt bei 320 der klopfende Zylinder deaktiviert, bis eine der Bedingungen 316 und 318 erfüllt ist.
Kraftmaschinen, die auf allen Zylindern laufen, um ein gleichmäßiges Drehmoment zu liefern, weisen höhere Pumpverluste und eine geringere Kraftstoffwirtschaftlichkeit auf. Kraftmaschinen können die Deaktivierung von Zylindern nutzen, um Pumpverluste zu reduzieren. Allerdings können sie, da sie mit höherer Last betrieben werden, typischerweise grenzkurvenbegrenzt werden. Durch Anpassen, welche Zylinder aktiv bleiben und welche Zylinder deaktiviert werden, basierend auf dem Auftreten von Klopfen an einzelnen Zylindern, können die aktiven Zylinder abwechselnd abkühlen und weniger grenzkurvenbegrenzt werden. Indem ermöglicht wird, dass die Zylinder mit weiter vorgestellter Zündfunkenabgabe (Zündzeitpunkt näher an MBT) betrieben werden können, wird der Zylinderbetrieb effizienter, und dies führt zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch.
Es wird nun Bezug genommen auf ; die Übersicht 400 zeigt eine beispielhafte Anpassung eines Zylinderdeaktivierungsmusters in Reaktion auf Zylinderklopfen. In Übersicht 400 wird die Betriebsart (deaktiviert oder reaktiviert) eines ersten Zylinders (Zylinder_1) bei Kurve 402 erkannt, die Betriebsart eines zweiten Zylinders (Zylinder_2) bei Kurve 404, der Klopfwert des ersten Zylinders bei Kurve 406, der Klopfwert des zweiten Zylinders bei Kurve 408, Spätzündung im ersten Zylinder bei Kurve 410 und Spätzündung im zweiten Zylinder bei Kurve 412. Alle Kurven sind bezogen auf die Zeit entlang der X-Achse dargestellt.
Vor t1 kann die Kraftmaschine noch mit allen Zylindern im aktivierten Zustand arbeiten. Zwischen t0 und t1 kann der Klopfwert des zweiten Zylinders niedriger sein als ein Schwellenwert. Beispielsweise kann der zweite Zylinder kein Klopfen aufweisen. Gleichzeitig kann der erste Zylinder abwechselnd klopfen, was durch die periodischen Steigerungen des Klopfwertes des ersten Zylinders angezeigt wird. Dementsprechend kann der Zündzeitpunkt des zweiten Zylinders im Wesentlichen beim MBT gehalten werden. Im Vergleich kann der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders allmählich zum BDL hin verschoben werden, wenn die Klopffrequenz ansteigt. Bei t1 kann der erste Zylinder klopfbegrenzt und grenzkurvenzündungsbegrenzt sein.
Bei t1 kann der erste Zylinder selektiv deaktiviert werden, während der zweite Zylinder aktiv bleibt. Aufgrund der Zylinderdeaktivierung kann der erste Zylinder beginnen abzukühlen, und die Klopfausgabe des ersten Zylinders kann beginnen zu fallen, so dass bei t2 der Zylinder nicht mehr klopfbegrenzt ist. Gleichzeitig kann, da der zweite Zylinder mit einer höheren durchschnittlichen Zylinderlast arbeitet, der zweite Zylinder heißer werden und kann die Klopfausgabe des zweiten Zylinders beginnen anzusteigen. Demzufolge kann zwischen t1 und t2 der Zündzeitpunkt des zweiten Zylinders allmählich vom MBT zum BDL verzögert werden, so dass bei t2 der zweite Zylinder klopfbegrenzt ist.
Bei t2 kann, in Reaktion darauf, dass der zweite Zylinder grenzkurvenzündungsbegrenzt wird, der erste Zylinder reaktiviert werden, während der zweite Zylinder deaktiviert wird. Darüber hinaus kann der reaktivierte erste Zylinder mit vom BDL zum MBT vorgestelltem Zündzeitpunkt betrieben werden. Bei t3 kann der Zündzeitpunkt des ersten Zylinders näher zum MBT vorgestellt worden sein.
Zwischen t2 und t3 bleibt der zweite Zylinder deaktiviert, bis er ausreichend abgekühlt ist. Bei t3 kann, in Reaktion auf den niedrigeren Klopfwert des zweiten Zylinders, der zweite Zylinder reaktiviert werden. Darüber hinaus kann der reaktivierte zweite Zylinder mit vom BDL zum MBT vorgestelltem Zündzeitpunkt betrieben werden. Bei t4 kann der Zündzeitpunkt des zweiten Zylinders näher zum MBT vorgestellt worden sein.
Auf diese Weise kann die Steuerung einen ersten Zylinder in Reaktion auf eine Anzeige von Klopfen im ersten Zylinder deaktivieren und den ersten Zylinder in Reaktion auf eine Anzeige von Klopfen im zweiten Zylinder reaktivieren. Ferner kann die Steuerung in Reaktion auf die Anzeige von Klopfen im zweiten Zylinder den zweiten Zylinder deaktivieren, während sie den ersten Zylinder reaktiviert. Das Deaktivieren des ersten oder des zweiten Zylinders beinhaltet, einzelne Zylinderventilmechanismen zu deaktivieren, während Kraftstoffzufuhr und Zündung zum Zylinder unterbunden werden. Die Steuerung kann ferner den zweiten Zylinder für eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen deaktiviert belassen, basierend auf einer Zylinderinnentemperatur des zweiten Zylinders, wobei die Anzahl der Kraftmaschinenzyklen erhöht wird, wenn die Zylinderinnentemperatur des zweiten Zylinders, die zu einem Zeitpunkt der Deaktivierung des zweiten Zylinders geschätzt wurde, ansteigt. Die Steuerung kann ferner dafür ausgelegt sein, nachdem die Zylinderinnentemperatur des zweiten Zylinders unter einen Schwellenwert gefallen ist, den zweiten Zylinder zu reaktivieren, während der erste Zylinder deaktiviert wird, wobei der Schwellenwert basierend auf einer Klopfhistorie des zweiten Zylinders angepasst wird. In einem Beispiel erfolgt die Deaktivierung, während die Kraftmaschinenlast unterhalb eines Lastschwellenwerts liegt oder das vom Fahrer angeforderte Drehmoment unter einem Drehmomentschwellenwert liegt.
In einem anderen Beispiel umfasst ein Kraftmaschinensystem einen ersten und einen zweiten Zylinder der Kraftmaschine, wobei der erste und der zweite Zylinder jeweils elektrisch betätigte Ansaug- und Abgasventile aufweisen; einen Klopfsensor zum Erkennen von Klopfen jeweils im ersten und im zweiten Zylinder; einen ersten und einen zweiten Temperatursensor zum Erkennen einer Zylinderinnentemperatur des ersten bzw. des zweiten Zylinders; und eine Steuerung. Die Steuerung kann mit computerlesbaren Anweisungen ausgestaltet sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um: in Reaktion darauf, dass ein Klopfwert des ersten Zylinders höher ist als ein erster Schwellenwert, während ein Klopfwert des zweiten Zylinders niedriger als ein zweiter Schwellenwert ist, den ersten Zylinder für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen zu deaktivieren, bis eine Zylinderinnentemperatur des ersten Zylinders niedriger als ein Temperaturschwellenwert ist oder der Klopfwert des zweiten Zylinders höher ist als der zweite Schwellenwert; und den ersten Zylinder zu reaktivieren, während der zweite Zylinder deaktiviert wird. Hier basiert der erste Schwellenwert auf einer Klopffrequenz des ersten Zylinders, wobei der erste Schwellenwert gesenkt wird, wenn die Klopffrequenz des ersten Zylinders ansteigt, und der zweite Schwellenwert basiert auf einer Klopffrequenz des zweiten Zylinders, wobei der zweite Schwellenwert gesenkt wird, wenn die Klopffrequenz des zweiten Zylinders ansteigt. Die Steuerung kann ferner Anweisungen beinhalten um, während der erste Zylinder deaktiviert wird, den Zündzeitpunkt des zweiten Zylinders zum MBT vorzustellen, und während der zweite Zylinder deaktiviert wird, den Zündzeitpunkt des ersten Zylinders zum MBT vorzustellen.
Auf diese Weise besteht der technische Effekt des Anpassens einer Identität von Zylindern, die basierend auf ihrer Klopfhistorie zur Einzeldeaktivierung ausgewählt werden, darin, dass das Klopfen in Zylindern mit geringer Spätzündung behoben werden kann. Insbesondere können aktive Zylinder mit weiter vorgestellter Zündfunkenabgabe (näher am MBT) betrieben werden. Indem die aktiven Zylinder variiert werden, um sie dadurch zwischen Betriebsvorgängen abkühlen zu lassen, können sie weniger grenzkurvenbegrenzt werden. Dadurch, dass die Klopfneigung aktiver Zylinder beim Betrieb einer Kraftmaschine mit Zylinderdeaktivierung verringert werden kann, lassen sich die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsvorteile der Zylinderdeaktivierung noch ausbauen. Darüber hinaus können Vorteile bei der Kraftstoffwirtschaftlichkeit erzielt werden, indem das Zylinderklopfen mit insgesamt geringerer Spätzündung bekämpft wird und indem aktive Zylinder der Kraftmaschine mit durchschnittlich weiter vorgestelltem Zündzeitpunkt betrieben werden.
Es ist zu beachten, dass die hier angeführten beispielhaften Steuerungs- und Schätzroutinen für verschiedenste Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemausgestaltungen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können in Form ausführbarer Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können vom Steuerungssystem, das die Steuerung aufweist, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Stellantrieben und anderen Komponenten der Kraftmaschine ausgeführt werden. Die hier beschriebenen speziellen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien repräsentieren, etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Mehrprogrammbetrieb (Multitasking), Mehrstrangbetrieb (Multithreading) und ähnliche. Daher können verschiedene der veranschaulichten Schritte, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel ausgeführt oder gegebenenfalls auch ausgelassen werden. In ähnlicher Weise ist die Abarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern ist diese lediglich zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Ein(e) oder mehrere der dargestellten Schritte, Operationen und/oder Funktionen können, abhängig von der jeweils verfolgten Strategie, wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Schritte, Operationen und/oder Funktionen in grafischer Form Code repräsentieren, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuerungssystem programmiert werden muss, wobei die beschriebenen Aktionen ausgeführt werden, indem die Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Kraftmaschinenkomponenten kombiniert mit der elektronischen Steuerung aufweist.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Ausgestaltungen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht im einschränkenden Sinne zu verstehen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. So kann die vorstehend beschriebene Technologie auf Kraftmaschinen des Typs V-6, I-4, I-6 oder V-12 sowie 4-Zylinder-Boxermotoren und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Ausgestaltungen sowie andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die nachfolgenden Patentansprüche zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen auf, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden. Diese Patentansprüche können auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon verweisen. Solche Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung von einem oder mehreren solcher Elemente beinhalten, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich sind noch ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung oder Ergänzung der vorliegenden Patentansprüche beansprucht werden oder durch Präsentation neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung. Solche Patentansprüche werden, ganz gleich, ob diese weiter oder enger gefasst, gleich oder unterschiedlich im Hinblick auf den Schutzbereich der ursprünglichen Patentansprüche sind, ebenfalls als vom Erfindungsgegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen angesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8651091 [0003]

Claims

Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: einzelne Zylinderventilmechanismen gemäß einem Zylindermuster zu deaktivieren, das basierend auf einem Klopfwert jedes Zylinders der Kraftmaschine gewählt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen ferner auf einem Zündzeitpunkt jedes Zylinders der Kraftmaschine basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Klopfwert jedes Zylinders eine Ausgabe eines mit jedem Zylinder gekoppelten Klopfsensors und/oder eine Klopfrate und/oder eine Klopfhistorie jedes Zylinders beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen beinhaltet, einen ersten Zylinder, der einen über einem Schwellenwert liegenden Klopfwert aufweist, zur Deaktivierung auszuwählen, während ein zweiter Zylinder mit einem Klopfwert unterhalb eines Schwellenwerts während der Deaktivierung aktiv bleibt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Klopfschwellenwert auf einer Klopfhistorie des Zylinders basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das ausgewählte Zylindermuster beinhaltet, einen ersten Zylinder mit einem höheren Betrag von Klopfgrenzkurvenzündung zu deaktivieren, während ein zweiter Zylinder mit einem niedrigeren Betrag von Klopfgrenzkurvenzündung während der Deaktivierung aktiv bleibt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste Zylinder für eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen deaktiviert bleibt, wobei die Anzahl auf einer Temperatur des ersten Zylinders basiert, wobei die Anzahl der Kraftmaschinenzyklen erhöht wird, wenn die Temperatur des ersten Zylinders über einen Schwellenwert ansteigt, wobei die Temperatur des Zylinders eine gemessene oder abgeleitete Zylinderinnentemperatur beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend, nach Verstreichen der Anzahl von Kraftmaschinenzyklen den ersten Zylinder zu reaktivieren.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, während der Reaktivierung des ersten Zylinders den zweiten Zylinder zu deaktivieren.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend, den ersten Zylinder deaktiviert zu belassen, bis die Temperatur des ersten Zylinders unter einen Temperaturschwellenwert sinkt und der Klopfwert des zweiten Zylinders über den Klopfschwellenwert ansteigt, und dann den ersten Zylinder zu reaktivieren, während der zweite Zylinder deaktiviert wird.
Verfahren für eine Kraftmaschine, umfassend: Deaktivieren eines ersten Zylinders in Reaktion auf eine Anzeige von Klopfen im ersten Zylinder; und Reaktivieren des ersten Zylinders in Reaktion auf eine Anzeige von Klopfen in einem zweiten Zylinder.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend, in Reaktion auf die Anzeige von Klopfen im zweiten Zylinder den zweiten Zylinder zu deaktivieren, während der erste Zylinder reaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Deaktivieren des ersten oder des zweiten Zylinders beinhaltet, einzelne Zylinderventilmechanismen zu deaktivieren, während Kraftstoffzufuhr und Zündung zum Zylinder unterbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend, den zweiten Zylinder für eine Anzahl von Kraftmaschinenzyklen deaktiviert zu belassen, basierend auf einer Zylinderinnentemperatur des zweiten Zylinders, wobei die Zylinderinnentemperatur von einem Temperatursensor geschätzt oder basierend auf Bedingungen im Zylinderinnern abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Anzahl der Kraftmaschinenzyklen erhöht wird, wenn die Zylinderinnentemperatur des zweiten Zylinders, die zu einem Zeitpunkt der Deaktivierung des zweiten Zylinders geschätzt wurde, ansteigt.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, nachdem die Zylinderinnentemperatur des zweiten Zylinders unter einen Schwellenwert gefallen ist, den zweiten Zylinder zu reaktivieren, während der erste Zylinder deaktiviert wird, wobei der Schwellenwert basierend auf einer Klopfhistorie des zweiten Zylinders angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Deaktivierung erfolgt, während die Kraftmaschinenlast unterhalb eines Lastschwellenwerts liegt oder das vom Fahrer angeforderte Drehmoment unter einem Drehmomentschwellenwert liegt.
Kraftmaschinensystem, umfassend: einen ersten und einen zweiten Kraftmaschinenzylinder, wobei der erste und der zweite Zylinder jeweils unabhängig voneinander betätigte Ansaug- und Abgasventile aufweisen; einen Klopfsensor zum Erkennen von Klopfen in jedem von dem ersten und dem zweiten Zylinder; einen ersten und einen zweiten Temperatursensor zum Schätzen einer Zylinderinnentemperatur des ersten bzw. des zweiten Zylinders; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um: in Reaktion darauf, dass ein Klopfwert des ersten Zylinders höher ist als ein erster Schwellenwert, während ein Klopfwert des zweiten Zylinders niedriger als ein zweiter Schwellenwert ist, den ersten Zylinder für eine Anzahl von Verbrennungsereignissen zu deaktivieren, bis eine Zylinderinnentemperatur des ersten Zylinders niedriger als ein Temperaturschwellwert ist oder der Klopfwert des zweiten Zylinders höher ist als der zweite Schwellenwert; und den ersten Zylinder zu reaktivieren, während der zweite Zylinder deaktiviert wird.
System nach Anspruch 18, wobei der erste Schwellenwert auf einer Klopffrequenz des ersten Zylinders basiert, wobei der erste Schwellenwert gesenkt wird, wenn die Klopffrequenz des ersten Zylinders ansteigt, und wobei der zweite Schwellenwert auf einer Klopffrequenz des zweiten Zylinders basiert, wobei der zweite Schwellenwert gesenkt wird, wenn die Klopffrequenz des zweiten Zylinders ansteigt.
System nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ferner Anweisungen beinhaltet um, während der erste Zylinder deaktiviert wird, den Zündzeitpunkt des zweiten Zylinders zum MBT vorzustellen, und während der zweite Zylinder deaktiviert wird, den Zündzeitpunkt des ersten Zylinders zum MBT vorzustellen.