DE102018114312A1 - Verfahren und system für einen motor mit zylinderabschaltung - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zur Überwachung der Drehmomentabgabe in einem Motor mit Zylinderabschaltung unter Verwendung eines über ein Drosselkörpermodell gemessenen Luftstroms bereitgestellt. Während Bedingungen, bei denen die Luftstromschätzung ungenau sein kann, wie zum Beispiel bei weit offener Drossel, ist ein auf den Motor angewandtes Einlassverhältnis auf 1,0 beschränkt, auch wenn der Bedienerdrehmomentbedarf gering ist. VDE-Verschleiß wird auf Grundlage des befohlenen Einlassverhältnisses relativ zu einem auf Grundlage der Drehmomentabgabe geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis gefolgert.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zur Drehmomentüberwachung für einen Motor mit Zylinderabschaltung.
  • Allgemeiner Stand der Technik/Kurzdarstellung
  • Motoren können dazu ausgelegt sein, mit einer variablen Anzahl aktiver oder abgeschalteter Zylinder zu arbeiten, um die Kraftstoffeffizienz zu steigern, während optional das allgemeine Abgasgemisch-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ungefähr auf Stöchiometrie gehalten wird. Derartige Motoren sind als Motoren mit Zylinderabschaltung (variable displacement engines - VDE) bekannt. Dabei kann ein Teil der Motorzylinder unter ausgewählten Bedingungen, die durch Parameter wie etwa ein Drehzahl/Last-Fenster eines Motors definiert sind, sowie unter diversen anderen Betriebsbedingungen, darunter Bedienerdrehmomentbedarf, abgeschaltet werden. Konventionelle VDE-Steuersysteme können eine ausgewählte Gruppe von Zylindern, wie etwa eine bestimmte Zylinderreihe, durch Steuerung einer Vielzahl von Zylinderventilabschaltvorrichtungen, die den Betrieb der Einlass- und Auslassventile des jeweiligen Zylinders beeinflussen oder durch Steuerung einer Vielzahl von selektiv abschaltbaren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern beeinflussen, abschalten. Neuere Überspringen-Zünden- oder Roll-VDE-Systeme können ausgelegt sein, um einzelne Zylinder kontinuierlich anzuschalten/abzuschalten, um ein spezifisches Zündschema auf Grundlage eines benannten Steueralgorithmus bereitzustellen.
  • VDE-Systeme können verschiedene Verfahren der Drehmomentüberwachung anwenden, um eine korrekte Drehmomentabgabe sicherzustellen und potentiellen Verschleiß des VDE-Systems zu diagnostizieren. Beispielhafte Versuche, die Drehmomentüberwachung anzusprechen, beinhalten das Vergleichen von zwei unabhängigen Quellen an Drehmomentschätzungen mit dem von einem Bediener angeforderten Drehmoment. Ein beispielhafter Ansatz wird von Light et al. im US-Patent Nr. 6,705,286 gezeigt. Darin vergleicht ein Drehmomentüberwachungsalgorithmus Fahrerdrehmomentbedarf mit zwei unabhängigen Drehmomentschätzungen, wobei eine davon anhand der Drosselstellung geschätzt wird und die andere anhand des Luftmassenstroms (mass airflow - MAF) zu dem Ansaugkrümmer geschätzt wird. Wenn eine der zwei tatsächlichen Drehmomentschätzungen das vom Fahrer geforderte Drehmoment übersteigt, greift die Überwachungsalgorithmuslogik in die Motordrehmomenterzeugung ein und legt einen Diagnosecode fest. Noch andere Ansätze der Drehmomentüberwachung beinhalten auf Kraftstoffeinspritzung basierende Verfahren, wobei der Ventilverschleiß auf Grundlage der Dauer eines Zündereignisses beurteilt werden kann.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel ist die auf Kraftstoffeinspritzung basierende Drehmomentüberwachung gegebenenfalls nicht für die Verwendung mit Roll-VDE-Systemen geeignet, da die Anzahl an aktiven Zylindern oft überschätzt werden kann und Platzeinschränkungen die Durchführbarkeit der beinhalteten Kraftstoffeinspritzvorrichtungserfassung für alle Zylinder einzeln beschränken kann. Als ein anderes Beispiel basieren MAP-basierte Ansätze für die Drehmomentschätzung auf einem Vergleich der Luftstrommessung, wie durch eine MAF-Sensor-Ausgabe bestimmt, mit dem dynamischen Effekt von einlassenden Zylindern, wie über eine Änderung des MAP bestimmt. Jedoch erhöht die Abhängigkeit von MAF-Sensoren für die Luftstrommessung und MAP-Sensoren für den Krümmerdruck die Kosten und Komplexität des Fahrzeugsystems. Außerdem können die Sensoren selbst anfällig für Verschleiß sein. Noch andere Ansätze für die Luftstrommessung können den Luftstrom quer durch einen Drosselkörper bei ausgewählten Motorbetriebsbedingungen imitieren. Derartige Modelle können aber bei oder nahe Bedingungen mit weit geöffneter Drossel (wide open throttle - WOT) ungenau sein. Als Ergebnis der Ungenauigkeit kann das tatsächliche Drehmoment, das von dem VDE-System bereitgestellt wird, das vom Fahrer geforderte Drehmoment übersteigen, was zu einem Verlust der Kraftstoffeffizienz sowie zu Problemen beim Fahrverhalten führt, die unangenehm für den Fahrer sind. Zum Beispiel kann das Fahrzeug „ruckartig“ wirken. Die Ungenauigkeiten bei der Luftstromschätzung können auch dazu führen, dass ein tatsächliches Einlassverhältnis ungenau geschätzt wird und ein VDE-Mechanismus fälschlicherweise als verschlissen angegeben wird. Wenn der VDE-Mechanismus als Reaktion auf das Angeben deaktiviert wird, wird die Motorlaufzeit im VDE-Modus unnötigerweise reduziert, was zu einem Verlust an Kraftstoffeffizienz führt.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass während Bedingungen, bei denen der Motor bei oder nahe weit geöffneter Drossel (WOT) arbeitet, Drehmomentungenauigkeiten reduziert werden können, indem das Einlassverhältnis eingeschränkt wird. Zum Beispiel kann das VDE-System auf den Betrieb bei einem Einlassverhältnis von 1 eingeschränkt werden, um Probleme mit übermäßigem Drehmoment zu reduzieren. Der resultierende temporäre Abfall der Kraftstoffeffizienz kann für einen Fahrer eines Fahrzeugs angesichts der Verbesserung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs annehmbar sein. Somit können die vorstehenden Probleme in einem Beispiel zumindest teilweise durch ein Verfahren angesprochen werden, umfassend das Betreiben eines Motors mit Zylinderabschaltung mit einem Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf; und als Reaktion darauf, dass die Drosselstellung innerhalb eines Schwellenabstands zu weit geöffneter Drossel ist, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf, Erhöhen des Einlassverhältnisses. Auf diese Weise kann eine genauere Drehmomentschätzung verwendet werden, um das tatsächliche Einlassverhältnis eines VDE-Systems genauer zu folgern.
  • In einem Beispiel kann ein Motor mit Zylinderabschaltung als Reaktion auf Bedienerdrehmomentbedarf mit einem oder mehreren selektiv abgeschalteten Motorzylindern betrieben werden. Zum Beispiel kann der Motor bei höheren Motordrehzahlen und -lasten bei einem höheren Einlassverhältnis mit weniger abgeschalteten Zylindern betrieben werden, während der Motor bei niedrigeren Motordrehzahlen und -lasten bei einem niedrigeren Einlassverhältnis mit mehr abgeschalteten Zylindern betrieben werden kann. Wenn das gewünschte Einlassverhältnis innerhalb eines Schwellenwerts von 1,0 liegt, kann das angewandte Einlassverhältnis auf 1,0 eingeschränkt werden, während das gewünschte Einlassverhältnis überschrieben wird. Außerdem kann während Motorbetriebsbedingungen, bei denen das gewünschte Einlassverhältnis außerhalb des Schwellenwerts von 1,0 liegt, aber die Einlassdrossel bei einem oder innerhalb eines Schwellenabstands zu WOT ist, das angewandte Einlassverhältnis in Richtung 1,0 erhöht werden (z. B. durch inkrementelles Bewegen zu einem nächsthöchsten möglichen Einlassverhältnis stufenweise in Richtung 1,0 erhöht), während das gewünschte Einlassverhältnis überschrieben wird. Durch Einschränken des angewandten Einlassverhältnisses während Bedingungen, bei denen die Luftstrommessung ungenau sein kann, können Drehmomentungenauigkeiten reduziert werden. Während anderer Bedingungen kann ein tatsächliches Einlassverhältnis über ein Drosselkörpermodell gefolgert werden, das verwendet wird, um Luftstrom und eine Änderungsrate des Krümmerdrucks quer durch die Drossel zu folgern. Wenn sich das tatsächliche Einlassverhältnis wesentlich von dem befohlenen Einlassverhältnis unterscheidet, kann Verschleiß des VDE-Systems gefolgert werden und es können Maßnahmen zur Fehlerbehebung ergriffen werden.
  • Auf diese Weise wird durch die Nutzung eines Drosselkörpermodells zum Messen des Luftstroms die Abhängigkeit von einem MAF-Sensor reduziert, ohne die Genauigkeit der Drehmomentschätzung oder Identifizierung von möglichem VDE-Verschleiß zu beeinträchtigen. Der technische Effekt des selektiven Einschränkens des Einlassverhältnisses, das während Betriebsbedingungen angewandt wird, bei denen Luftstromschätzung und Drehmomentschätzung ungenau sein können, ist, dass die Wahrscheinlichkeit von übermäßiger Drehmomentabgabe reduziert wird. Durch Erhöhen der Zuverlässigkeit der Schätzung des tatsächlichen Einlassverhältnisses wird die Wahrscheinlichkeit der fälschlichen Diagnose von VDE-Verschleiß und der vorzeitigen Abschaltung des VDE-Betriebs reduziert. Durch Ermöglichen des VDE-Betriebs über eine längere Dauer des Motorbetriebs können die VDE-Vorteile der Kraftstoffeffizienz und Motorleistung erweitert werden.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Schutzumfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Zudem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile überwinden.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Motorsystemanordnung.
    • 2 zeigt eine Teilansicht des Motors.
    • 3 zeigt eine beispielhafte Routine, die zum Betreiben eines Motors umgesetzt werden kann, darunter das Steuern des Einlassverhältnisses als Reaktion auf eine Drosselstellung.
    • 4 zeigt eine beispielhafte Routine, die umgesetzt werden kann, um den VDE-Verschleiß auf Grundlage des gemessenen Einlassverhältnisses zu diagnostizieren.
    • 5 zeigt einen voraussichtlichen Betrieb eines Motors, darunter das Steuern des Einlassverhältnisses als Reaktion auf eine Drosselstellung, gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 6 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Drehmomentüberwachungsverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zur Drehmomentüberwachung für einen Motor, der für die Abschaltung ausgewählter, einzelner Zylinder ausgelegt ist (hier auch als Roll-VDE bezeichnet), wie zum Beispiel für das Motorsystem aus 1-2. Durch Verwenden eines Drosselkörpermodells zum Schätzen des tatsächlichen Luftstroms zusätzlich zu Daten von einem vorhandenen MAP-Sensor können unabhängige Drehmomentschätzungen bestimmt und verglichen werden, wie in 6 gezeigt. Eine Motorsteuerung kann ausgelegt sein, um eine Steuerroutine durchzuführen, wie zum Beispiel die beispielhafte Routine aus 3, um Einstellungen der Drossel und des Einlassverhältnisses zu koordinieren, um die Drosselstellung in einem Abstand zu weit geöffneter Drossel zu halten. Die Steuerung kann ferner ausgelegt sein, um eine Diagnoseroutine durchzuführen, wie zum Beispiel die beispielhafte Routine aus 4, um Verschleiß des VDE-Mechanismus zu identifizieren, wenn ein geschätztes tatsächliches Einlassverhältnis, geschätzt auf Grundlage der unabhängigen Drehmomentschätzungen, wesentlich von einem gewünschten Einlassverhältnis, geschätzt auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf, abweicht. Zusätzlich kann die Steuerung das angewandte Einlassverhältnis während Bedingungen einschränken, bei denen die Luftstromschätzung anfällig für Ungenauigkeiten sein kann, wie zum Beispiel, wenn sich die Drosselstellung der weit geöffneten Drossel (WOT) nähert. Ein beispielhafter Motorbetrieb mit VDE-Diagnose ist in 5 gezeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird ein beispielhaftes Motorsystem 100 gezeigt. Das Motorsystem 100 beinhaltet einen Motor 10, der eine Zylinderbank 13 und eine zweite Zylinderbank 14 aufweist. In dem abgebildeten Beispiel ist der Motor 10 ein V8-Motor mit zwei Zylinderbänken, die jeweils vier Zylinder 15 aufweisen. In alternativen Beispielen kann der Motor jedoch eine alternative Konfiguration aufweisen, wie etwa eine alternative Anzahl von Zylindern (z. B. V-4, V-6 usw.) oder eine Reihenanordnung von Zylindern (z. B. I-3, I-4 usw.). Der Motor 10 weist einen Ansaugkrümmer 17, mit einer Ansaugdrossel 20, und einen Auslasskrümmer 18, der an eine Abgasreinigungsanlage 30 gekoppelt ist, auf. Zur Abgasreinigungsanlage 30 gehören ein oder mehrere Katalysatoren und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren, wie etwa unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Der Motor 10 kann mit einer Vielzahl von Substanzen arbeiten, die über ein Kraftstoffsystem 8 zugeführt werden können. Um ein nicht einschränkendes Beispiel zu nennen, kann der Motor 10 als Bestandteil eines Antriebssystems für einen Personenkraftwagen beinhaltet sein.
  • Der Motor 10 kann ein Motorsystem mit Zylinderabschaltung (VDE) sein, das einen oder mehrere Zylinder 15 mit wahlweise abschaltbaren Einlassventilen 50 und wahlweise abschaltbaren Auslassventilen 56 aufweist. Darin können ausgewählte Zylinder abgeschaltet werden, indem die jeweiligen Zylinderventile abgeschaltet werden, wie nachfolgend ausgeführt. In einem Beispiel sind die Einlassventile 50 und Auslassventile 56 für die elektrische Ventilbetätigung (Electric Valve Actuation - EVA) über einzelne elektrische Zylinderventilaktoren ausgelegt. Während das dargestellte Beispiel zeigt, dass jeder Zylinder ein einzelnes Einlassventil und ein einzelnes Auslassventil aufweist, kann in alternativen Beispielen, wie in 2 ausgeführt, jeder Zylinder eine Vielzahl von selektiv abschaltbaren Einlassventilen und/oder eine Vielzahl von selektiv abschaltbaren Auslassventilen aufweisen.
  • In manchen Beispielen kann der Motor 10 zusätzlich selektiv abschaltbare (direkte) Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 aufweisen, und die ausgewählten Zylinder können durch Abschalten der entsprechenden Kraftstoffeinspritzungen abgeschaltet werden, während der Betrieb der Einlass- und Auslassventile derart aufrechterhalten wird, dass Luft weiterhin durch die Zylinder gepumpt wird.
  • Bei ausgewählten Bedingungen, wie etwa, wenn die volle Drehmomentkapazität des Motors nicht erforderlich ist, können ein oder mehrere Zylinder des Motors 10 zur selektiven Abschaltung (hier auch als Zylindereinzelabschaltung bezeichnet) ausgewählt werden. Dies kann das selektive Abschalten eines oder mehrerer Zylinder auf der ersten Zylinderbank 13 und/oder das selektive Abschalten eines oder mehrerer Zylinder auf der zweiten Zylinderbank 14 beinhalten. Die Nummer und Kennung abgeschalteter Zylinder in der Zylinderbank kann symmetrisch oder asymmetrisch sein. Eine Motorsteuerung 12 kann durchgehend einzelne Zylinder analysieren und auf Grundlage von Pedalstellungseingabe eines Fahrers und Drehmomentbedarf bestimmen, ob jeder Zylinder angeschaltet oder abgeschaltet werden soll, wodurch bereitgestellt wird, was als Überspringen-Zünden- oder Roll-VDE-Betriebsmodus bekannt ist. In noch anderen Beispielen können gesamte Bänke oder Teilmengen von Zylindern abgeschaltet werden.
  • Während der Abschaltung können ausgewählte Zylinder durch Schließen einzelner Zylinderventilmechanismen (z. B. VDE-Mechanismen), wie etwa Einlassventilmechanismen, Auslassventilmechanismen oder einer Kombination aus beiden, abgeschaltet werden. Zylinderventile können selektiv abgeschaltet werden, und zwar über hydraulisch betätigte Hebevorrichtungen (bspw. an Ventilstößelstangen gekoppelte Hebevorrichtungen), über einen Umschaltmechanismus für das Nockenprofil, bei dem ein Nockenbuckel ohne Hub für abgeschaltete Ventile verwendet wird, oder über den elektrisch betätigten Zylinderventilmechanismus, der an jeden Zylinder gekoppelt ist. Außerdem kann der Kraftstoffzufluss zu den abgeschalteten Zylindern unterbrochen werden, wie etwa durch Abschalten von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen von Zylindern 66. In einigen Beispielen kann Zündfunken an die abgeschalteten Zylinder ebenfalls unterbrochen werden, wie zum Beispiel durch selektives Steuern des Fahrzeugzündsystems, sodass es nur an aktive Zylinder Zündfunken abgibt.
  • Während die ausgewählten Zylinder abgeschaltet sind, fahren die übrigen angeschalteten oder aktiven Zylinder mit aktiven und arbeitenden Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und Zylinderventilmechanismen mit der Verbrennung fort. Um die Drehmomenterfordernisse zu erfüllen, erzeugt der Motor an den aktiven Zylindern das gleiche Maß an Drehmoment. Dazu sind höhere Krümmerdrücke erforderlich, was zu verringerten Pumpverlusten und einem erhöhten Motorwirkungsgrad führt. Zudem verringern sich aufgrund der geringeren Nutzfläche (nur der aktivierten Zylinder), die der Verbrennung ausgesetzt ist, Wärmeverluste am Motor, wodurch sich der Wärmewirkungsgrad des Motors verbessert.
  • Zylinder können abgeschaltet werden, um ein spezifisches Zündschema (z. B. Überspringen-Zünden- oder Roll-VDE-Schema) auf Grundlage eines festgelegten Steueralgorithmus bereitzustellen. Konkret werden ausgewählte „übersprungene“ Zylinder nicht gezündet, während andere „aktive“ Zylinder gezündet werden. Optional kann ein Zündzeitpunkt, der mit einer ausgewählten Zündung eines ausgewählten Arbeitsraums verbunden ist, auch auf Grundlage einer Zündreihenfolge oder eines Zündverlaufs des ausgewählten Arbeitsraums eingestellt werden. Das Zündschema oder Abschaltschema wie hier verwendet kann eine Gesamtanzahl an abgeschalteten Zylindern zu übrigen aktiven Zylindern sowie eine Identität der abgeschalteten und aktiven Zylinder beinhalten. Das Zündschema kann ferner eine Gesamtanzahl an Verbrennungsereignissen spezifizieren, für die jeder abgeschaltete Zylinder abgeschaltet gehalten wird und/oder eine Anzahl an Motorzylindern, über die das Schema betrieben wird. Die Motorsteuerung 12 kann mit einer geeigneten Logik, wie weiter unten beschrieben, zum Bestimmen eines Zylinderabschaltschemas (oder Überspringen-Zünden-Schemas) auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen ausgelegt sein. Zum Beispiel kann die Steuerung ein gewünschtes anzuwendendes Einlassverhältnis auf Grundlage von Motorbetriebsparametern, darunter Bedienerdrehmomentbedarf, auswählen, und dann ein Zylinderabschaltschema auswählen, das die Bereitstellung des gewünschten Einlassverhältnisses ermöglicht. Wie hier verwendet ist das Einlassverhältnis als die Anzahl an tatsächlichen Zylindereinlassereignissen (z. B. zündende Zylinder) definiert, die stattfinden, geteilt durch die Anzahl an Zylindereinlassereignismöglichkeiten (z. B. gesamte Motorzylinder).
  • Die Motorsteuerung 12 kann einen Antriebsimpulsgenerator und eine Ablaufsteuerung zum Bestimmen eines Zylinderschemas, das das gewünschte Einlassverhältnis bereitstellt, auf Grundlage der gewünschten Motorleistung bei den aktuellen Motorbetriebsbedingungen beinhalten. Zum Beispiel kann der Antriebsimpulsgenerator eine adaptive vorausschauende Steuerung verwenden, um ein Antriebsimpulssignal dynamisch zu berechnen, das darauf hinweist, welche Zylinder zu welchen Intervallen gezündet werden müssen, um die gewünschte Leistung zu erhalten (sprich, das Zylinder-Zünden/Nicht-Zünden-Schema). Das Zylinderzündschema kann eingestellt werden, um die gewünschte Leistung bereitzustellen, ohne eine übermäßige oder unzweckmäßige Vibration im Inneren des Motors zu erzeugen. Somit kann das Zylinderschema auf Grundlage der Auslegung des Motors ausgewählt werden, wie etwa darauf beruhend, ob der Motor ein V-Motor oder ein Reihenmotor ist, wie viele Motorzylinder in dem Motor vorhanden sind usw. Auf Grundlage des ausgewählten Zylinderschemas können die einzelnen Zylinderventilmechanismen der ausgewählten Zylinder geschlossen werden, während der Kraftstoffzufluss und die Funkenabgabe an die Zylinder unterbrochen sind, wodurch das gewünschte Einlassverhältnis bereitgestellt werden kann.
  • Da der optimale Wirkungsgrad für einen jeweiligen Zylinder nahe der vollen Leistung liegt, kann eine geringere Häufigkeit von Zündereignissen gewählt werden, um die Leistung zu reduzieren. Beispielsweise würde ein Überspringen jedes zweiten Zylinders im Durchschnitt die halbe Leistung erzeugen. Außerdem kann ein Abstand zwischen den Zündereignissen eingestellt werden, um NVH zu minimieren. Ob alle Zylinder in dem Überspringen-Zünden-Schema enthalten sind, kann von dem gewünschten Bruchteil des vollständigen Motorausgangs abhängen, wobei der vollständige Motordrehmomentausgang selbst von verschiedenen Bedingungen abhängt, wie zum Beispiel Nockenansteuerung, Zylindertemperatur usw.
  • Auf diese Weise kann durch Einstellen des Zylinderschemas einzelner Zylinderventilmechanismen und einzelner Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtungen eine gewünschte Motorleistung bereitgestellt werden, indem weniger Zylinder effizienter betrieben werden, was die Kraftstoffeffizienz verbessert.
  • Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das die Steuerung 12 beinhaltet, gesteuert werden. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von den Sensoren 16 empfangen, die an den Motor 10 gekoppelt sind (und unter Bezugnahme auf 2 beschrieben sind) und Steuersignale an verschiedene Aktoren 81 senden, die an den Motor und/oder das Fahrzeug gekoppelt sind (wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben). Zu den verschiedenen Sensoren können beispielsweise verschiedene Temperatur-, Druck und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren gehören. Außerdem kann die Steuerung 12 eine Angabe der Drosselstellung von einem Drosselstellungssensor empfangen. Unter Bezugnahme auf 2 ist nun eine beispielhafte Ausführungsform 200 einer Brennkammer oder eines Zylinders des Verbrennungsmotors 10 (wie zum Beispiel des Motors 10 aus 1) gezeigt. Komponenten, die zuvor in 1 vorgestellt wurden, können ähnlich nummeriert sein. Der Motor 10 kann an ein Antriebssystem gekoppelt sein, wie etwa das Fahrzeug 5, das für den Straßenverkehr ausgelegt ist. Der Motor 10 kann Steuerparameter von einem Steuersystem, das die Steuerung 12 (wie zum Beispiel die Steuerung 12 aus 1) beinhaltet, und Eingaben von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 empfangen. In diesem Beispiel gehören zur Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und ein Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Der Zylinder (hier auch „Brennkammer“) 15 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 enthalten, in denen ein Kolben 138 angeordnet ist. Der Kolben 138 kann an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem (nicht dargestellt) an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein.
  • Der Zylinder 15 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 15 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Verdichter, beinhalten. Zum Beispiel zeigt 2 den Motor 10, der mit einem Turbolader, einschließend einen Kompressor 174, der zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und einer Abgasturbine 176 ausgelegt ist, die entlang des Abgaskanals 148 angeordnet ist. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 mit Strom versorgt werden, wenn die Aufladevorrichtung als ein Turbolader ausgelegt ist. In anderen Beispielen, wie etwa wenn der Motor 10 mit einem Kompressor versehen ist, kann die Abgasturbine 176 jedoch optional weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 durch mechanische Eingaben von einem Elektromotor oder dem Motor angetrieben werden kann. Eine Drossel 20, die eine Drosselklappe 164 aufweist, kann entlang eines Ansaugkanals des Motors zum Variieren der Durchflussrate und/oder des Drucks der Ansaugluft vorgesehen sein, die den Zylindern des Motors bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Drossel 20 stromabwärts des Verdichters 174 angeordnet sein oder sie kann alternativ stromabwärts des Verdichters 174 bereitgestellt sein.
  • Der Abgaskanal 148 kann Abgase zusätzlich zu dem Zylinder 15 von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Der Abgassensor 128 wird an einen Abgaskanal 148 gekoppelt gezeigt, der stromaufwärts einer Emissionssteuerungsvorrichtung 178 ist, die Teil des Abgasreinigungsanlage 30 ist, wie in 1 gezeigt. Der Abgassensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases ausgewählt sein, wie zum Beispiel einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (universal exhaust gas oxygen sensor; Breitband- oder Weitbereichlambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie dargestellt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuervorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen daraus handeln.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten. Beispielsweise weist der Zylinder 15 in der Darstellung mindestens ein Einlassventil 150 mit Ventilkegel und mindestens ein Auslassventil 156 mit Ventilkegel auf, die in einem oberen Bereich des Zylinders 15 angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen können zu jedem Zylinder des Motors 10, der den Zylinder 15 enthält, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile gehören, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
  • Das Einlassventil 150 kann durch die Steuerung 12 durch Nockenbetätigung über das Nockenbetätigungssystem 151 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 durch die Steuerung 12 über das Nockenbetätigungssystem 153 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 151 und 153 können jeweils ein oder mehrere Nocken beinhalten und ein oder mehrere der folgenden Systeme nutzen: System zur Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), variablen Nockenansteuerung (Variable Cam Timing - VCT), variablen Ventilansteuerung (Variable Valve Timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Der Betrieb des Einlassventils 150 und Auslassventils 156 kann durch (nicht abgebildete) Ventilstellungssensoren und/oder Nockenwellenstellungssensoren 155 bzw. 157 bestimmt werden. Bei alternativen Ausführungsformen können das Einlass- und/oder Auslassventil durch eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Beispielsweise können zum Zylinder 15 alternativ ein Einlassventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systeme, gehören. Bei weiteren Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Ventilaktorsystem oder einen Aktor oder ein Aktorsystem zur variablen Ventilansteuerung gesteuert werden.
  • Wie unter Bezugnahme auf 1 ausgeführt, kann der Motor 10 ein Motor mit Zylinderabschaltung sein, wobei die Einlass- und Auslassventile als Reaktion auf Bedienerdrehmomentbedarf selektiv abschaltbar sind, um den Motor bei einem gewünschten Einlassverhältnis mit einem gewünschten Zylinderabschaltungs- (oder Zünd-)schema zu betreiben.
  • In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 zum Initiieren der Verbrennung eine Zündkerze 192 aufweisen. Das Zündsystem 190 kann dem Zylinder 15 über Zündkerzen 192 einen Zündfunken als Reaktion auf das Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsarten bereitstellen. In anderen Ausführungsformen, wie zum Beispiel, wenn die Zylinderverbrennung unter Verwendung von Verdichtungszündung initiiert wird, enthält der Zylinder unter Umständen keine Zündkerze.
  • In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Einspritzvorrichtungen zum Abgeben von Kraftstoff an den Zylinder ausgelegt sein. Als nicht einschränkendes Beispiel weist der Zylinder 15 der Darstellung nach zwei Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und 170 auf. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können dazu ausgelegt sein, von einem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler abzugeben. Alternativ kann der Kraftstoff bei einem niedrigeren Druck durch eine einstufige Kraftstoffpumpe abgegeben werden, wobei hier die Zeitsteuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungstakts stärker begrenzt sein kann als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
  • Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 15 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. So stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 eine sogenannte Direkteinspritzung (nachfolgend als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 15 bereit. Obwohl 1 die Einspritzvorrichtung 166 an einer Seite des Zylinders 15 positioniert zeigt, kann sie sich alternativ über dem Kolben befinden, wie beispielsweise in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Eine solche Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann sich die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils befinden, um das Mischen zu verbessern.
  • Wie unter Bezugnahme auf 1 ausgeführt, kann der Motor 10 ein Motor mit Zylinderabschaltung sein, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 als Reaktion auf Bedienerdrehmomentbedarf selektiv abschaltbar sind, um den Motor bei einem gewünschten Einlassverhältnis mit einem gewünschten Zylinderabschaltungs- (oder Zünd-)schema zu betreiben.
  • Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 ist in einer Auslegung, die sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (Port Fuel Injection; nachfolgend als „PFI“ bezeichnet) in den Einlasskanal stromaufwärts von dem Zylinder 15 bereitstellt, in dem Ansaugkanal 146 statt in dem Zylinder 15 angeordnet gezeigt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 kann aus dem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Es ist zu beachten, dass ein einziger elektronischer Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder wie dargestellt mehrere Treiber, zum Beispiel der elektronische Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und der elektronische Treiber 171 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170, verwendet werden können.
  • Kraftstoff kann dem Zylinder während eines einzelnen Zyklus des Zylinders durch beide Einspritzvorrichtungen zugeführt werden. Zum Beispiel kann jede Einspritzvorrichtung einen Teil einer Kraftstoffgesamteinspritzung bereitstellen, der in dem Zylinder 15 verbrannt wird. Somit kann eingespritzter Kraftstoff selbst im Falle eines einzelnen Verbrennungsereignisses von der Einlasskanaleinspritzvorrichtung und der Direkteinspritzvorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten eingespritzt werden. Außerdem können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination daraus durchgeführt werden.
  • Wie zuvor beschrieben zeigt 2 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. aufweisen. Es versteht sich, dass der Motor 10 jede geeignete Anzahl an Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten umfassen, die in 2 mit Bezugnahme auf Zylinder 15 beschrieben und abgebildet sind.
  • Der Motor kann ferner einen oder mehrere Abgasrückführkanäle zum Rückführen eines Teils des Abgases vom Motorauslass zum Motoreinlass beinhalten. Damit kann durch das Rückführen eines Teils des Abgases eine Verwässerung im Motor erreicht werden, welche die Motorleistung verbessern kann, indem das Motorklopfen, die Spitzenverbrennungstemperaturen und -drücke von Zylindern, Drosselverluste und NOx-Emissionen verringert werden. In der abgebildeten Ausführungsform kann Abgas über einen AGR-Kanal 141 vom Auslasskanal 148 zum Ansaugkanal 144 rückgeführt werden. Der an dem Einlasskanal 144 bereitgestellte Umfang der AGR kann durch die Steuerung 12 über das AGR-Ventil 143 variiert werden. Ferner kann ein AGR-Sensor 145 innerhalb des AGR-Kanals angeordnet sein und eine Angabe von einem oder mehreren von Druck, Temperatur und Konzentration des Abgases bereitstellen.
  • In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug 5 ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Motor oder ein Elektrofahrzeug nur mit (einer) elektrischen Maschine(n). In dem dargestellten Beispiel gehören zum Fahrzeug 5 ein Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Motor oder einen Motor/Generator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über ein Getriebe 54 mit den Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 56 zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um so die Kurbelwelle 140 mit bzw. von der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit bzw. von dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Das Getriebe 54 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen ausgelegt sein, darunter als ein Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
  • Die elektrische Maschine 52 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann auch als Generator betrieben werden, um beispielsweise während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
  • Die Steuerung 12 ist als Mikrocomputer dargestellt, zu dem eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, in diesem konkreten Beispiel als Nurlesespeicher 110 dargestellt, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und ein Datenbus gehören. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erläuterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 116, der mit einer Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder anderer Art), der mit einer Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselklappenstellung (TPS) von einem Drosselklappenstellungssensor; und eines Ansaugtrakt-Absolutdruck(MAP)-Signals von einem Sensor 124. Ein Motordrehzahlsignal, U/min, kann durch die Steuerung 12 aus dem PIP-Signal erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, einen Hinweis auf Unterdruck oder Druck im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Zu weiteren Sensoren können Füllstandsensoren und Kraftstoffzusammensetzungssensoren zählen, die an den bzw. die Kraftstofftank(s) des Kraftstoffsystems gekoppelt sind.
  • Auf einem Nur-Lese-Speicherchip 110 können computerlesbare Daten programmiert sein, die Anweisungen repräsentieren, welche von einer Mikroprozessoreinheit 106 zum Durchführen der unten beschriebenen Verfahren ausführbar sind, sowie sonstige Varianten, die vorausgesetzt, jedoch nicht im Einzelnen aufgezählt werden.
  • Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1-2 und verwendet die verschiedenen Betätigungselemente aus 1-2, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und der auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen einzustellen. Zum Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf einen Bedienerdrehmomentbefehl wie von dem Pedalstellungssensor gefolgert ein Signal an einen Drosselaktor senden, um eine Drosselöffnung einzustellen, wobei die Öffnung erhöht wird, wenn sich der Drehmomentbedarf erhöht. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf ein auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf bestimmtes gewünschtes Einlassverhältnis Signale an ausgewählte Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtungen und Ventile senden, um diese Zylinder gemäß einem Zylinderabschaltungsschema, das das gewünschte Einlassverhältnis bereitstellt, selektiv abzuschalten.
  • Während des Betriebs des Motors im VDE-Modus mit einem oder mehreren selektiv abgeschalteten Zylindern kann Drehmoment über einen oder mehrere Monitore überwacht werden, um sicherzustellen, dass das tatsächliche Einlassverhältnis mit dem befohlenen Einlassverhältnis übereinstimmt. Zum Beispiel, wie unter Bezugnahme auf 4 ausgeführt, kann durch Vergleichen des Luftstroms durch die Drossel, wie über ein auf einem Drosselkörper basierendes Modell geschätzt, mit Änderungen des Krümmerdrucks quer durch die Drossel (z. B. von einem MAP-Sensor) der dynamische Effekt von tatsächlich einlassenden Zylindern gelernt werden. Dies kann verwendet werden, um nicht nur das tatsächliche Einlassverhältnis zu folgern, sondern auch das tatsächlich bereitgestellte Drehmoment. Durch Einschränken des Einlassverhältnisses, das bei Motorbetriebsbedingungen angewandt wird, bei denen die Luftstrommessung ungenau ist, wie zum Beispiel bei oder nahe WOT, kann die Wahrscheinlichkeit, dass mehr Motordrehmoment abgegeben wird als von dem Bediener angefordert wird, wie zum Beispiel aufgrund von Betrieb bei einem tatsächlichen Einlassverhältnis, das größer als das gewünschte Einlassverhältnis ist, vermieden werden.
  • Zum Beispiel kann die Steuerung 12, wie unter Bezugnahme auf 3-4 und 6 ausgeführt, auf dem Luftstrom basierende Drehmomentüberwachungsverfahren einsetzen, um die gewünschte Menge an Drehmoment mit der Menge an Drehmoment zu vergleichen, die von dem Motor 10 tatsächlich erzeugt wird, während er mit einem oder mehreren selektiv abgeschalteten Zylindern arbeitet. In einem Beispiel kann die Steuerung ein ausgewähltes Zylinderabschaltungsschema anwenden, das ein gewünschtes Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf bereitstellt und dann ein tatsächliches Einlassverhältnis schätzen, um das von dem Motor erzeugte Drehmoment zu kennzeichnen. Wenn der Unterschied zwischen dem gewünschten Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis einen Schwellenunterschied überschreitet, kann Verschleiß der VDE-Mechanismen gefolgert werden und es können Maßnahmen zur Fehlerbehebung durchgeführt werden, wie zum Beispiel durch Einschränken der Spanne an Einlassverhältnissen, die während des anschließenden Motorbetriebs bereitgestellt werden können.
  • Auf diese Weise stellen die Komponenten aus 1 und 2 ein Motorsystem bereit, umfassend einen Motor mit Zylinderabschaltung; eine Vielzahl von Zylindern, wobei jeder selektiv abschaltbare Ventilmechanismen und eine selektiv abschaltbare Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufweist; einen Krümmerdrucksensor; einen Drosselstellungssensor; eine Ansaugdrossel; und eine Steuerung. Die Steuerung kann mit computerlesbaren, auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten Anweisungen zu Folgendem ausgelegt sein: selektives Abschalten einer Anzahl der Vielzahl von Zylindern, um ein befohlenes Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf bereitzustellen; Erhöhen der Drosselöffnung in Abhängigkeit von sich erhöhendem Bedienerdrehmomentbedarf, während das befohlene Einlassverhältnis beibehalten wird, bis sich die Drosselstellung in einem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet; und wenn sich die Drosselstellung in dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet, Erhöhen des befohlenen Einlassverhältnisses durch selektives Wiederanschalten von einem aus der Anzahl an abgeschalteten Zylindern, während die Drosselöffnung reduziert wird, um die Drosselstellung zu einem höheren als dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel zu bewegen. Die Steuerung kann ferner Anweisungen beinhalten, um als Reaktion auf sich erhöhenden Bedienerdrehmomentbedarf, während sich die Drosselstellung in dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet und das befohlene Einlassverhältnis auf 1,0 erhöht wird, die gesamte Vielzahl von Zylindern aktiv zu halten; und die Drosselöffnung zu erhöhen, um die Drosselstellung zu weit offener Drossel zu bewegen. Die Steuerung beinhaltet ferner Anweisungen, um als Reaktion darauf, dass sich jede der Drosselstellung außerhalb des Schwellenabstands von weit offener Drossel befindet, ein tatsächliches Einlassverhältnisses des Motors auf Grundlage von modelliertem Luftmassenstrom durch die Drossel relativ zu erfasster Krümmerdruckänderung quer durch die Drossel zu schätzen; einen Drehmomentfehler auf Grundlage des tatsächlichen Einlassverhältnisses relativ zu dem befohlenen Einlassverhältnis zu schätzen; und das befohlene Einlassverhältnis auf Grundlage des Drehmomentfehlers zu aktualisieren, wobei der modellierte Luftmassenstrom nicht auf der Ausgabe eines Luftmassenstromsensors basiert. Die Steuerung beinhaltet ferner Anweisungen zum Angeben von Verschleiß der selektiv abschaltbaren Ventilmechanismen oder der selektiv abschaltbaren Kraftstoffeinspritzvorrichtung als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen dem befohlenen Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis höher als ein Schwellenwert ist; und als Reaktion auf das Angeben das Wiederanschalten des/der selektiv abgeschalteten einen oder mehreren aus der Vielzahl von Zylindern.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist eine beispielhafte Routine 300 gezeigt, um eine Ansaugdrossel in einem Abstand zu WOT zu halten, auch wenn sich der Bedienerdrehmomentbedarf erhöht, indem Drosseleinstellungen mit Einstellungen des Einlassverhältnisses koordiniert werden. Anweisungen zum Ausführen der Routine 300 und der übrigen hier eingeschlossenen Verfahren können durch eine Steuerung auf der Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1-2 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen. In einem Beispiel kann die Steuerung ein Motoreinlassverhältnis auf Grundlage von Sensoreingaben steuern, die auf einen Bedienerdrehmomentbedarf hinweisen. Konkret kann die Steuerung auf Grundlage von Eingaben von einem Gaspedalstellungssensor oder einem anderen Drehmomentanforderer, der auf einen Abfall des Bedienerdrehmomentbedarfs hinweist, ein Signal an eine ausgewählte Anzahl an einzelnen Zylinderventilmechanismen und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen senden, um Kraftstoff und Ventilbetrieb der ausgewählten Zylinder selektiv abzuschalten, während übrige Motorzylinder weiter mit aktivem Kraftstoff und Ventilbetrieb betrieben werden, wodurch das gewünschte Einlassverhältnis und das gewünschte Drehmoment bereitgestellt werden.
  • Bei 302 beinhaltet die Routine das Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen, darunter Motordrehzahl, Bedienerdrehmomentbedarf, Drosselstellung, barometrischer Druck (BP), Ladedruck, Gaspedalstellung (PP), Krümmerabsolutdruck (MAP), Luftmassenstrom (MAF), Motorverdünnung (z. B. AGR-Niveau), Krümmerlufttemperatur (MAT), Motorkühlmitteltemperatur (ECT) und Umgebungsluftfeuchtigkeit.
  • Bei 304 beinhaltet die Routine das Bestimmen eines gewünschten Einlassverhältnisses zumindest auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf. Das Motorzylinder-Einlassverhältnis ist eine tatsächliche Gesamtanzahl an Zylinderzündereignissen dividiert durch eine tatsächliche Gesamtanzahl an Zylinderverdichtungstakten über eine tatsächliche Gesamtanzahl an Zylinderverdichtungstakten hinweg. In einem Beispiel ist die tatsächliche Gesamtanzahl an Zylinderverdichtungstakten eine zuvor festgelegte Anzahl. Im hier verwendeten Sinne bezeichnet ein Zylinderanschaltereignis einen Zylinder, der mit sich während eines Zyklus des Zylinders öffnenden und schließenden Einlass- und Auslassventilen zündet, wohingegen ein Zylinderabschaltereignis einen Zylinder bezeichnet, der mit während eines Zyklus des Zylinders geschlossen gehaltenen Einlass- und Auslassventilen nicht zündet. Bei einem Motorereignis kann es sich um Folgende handeln: einen erfolgenden Takt eines Zylinders (bspw. Ansaugtakt, Verdichtungstakt, Arbeitstakt, Ausstoßtakt), einen Öffnungs- oder Schließzeitpunkt eines Einlass- oder Auslassventils, den Zeitpunkt der Zündung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder, eine Position eines Kolbens in dem Zylinder in Bezug auf die Kurbelwellenposition oder ein anderes motorbezogenes Ereignis. Die Motorereigniszahl entspricht einem bestimmten Zylinder. Zum Beispiel kann die Motorereigniszahl eins einem Verdichtungstakt des Zylinders Nummer eins entsprechen. Die Motorereigniszahl zwei kann einem Verdichtungstakt des Zylinders Nummer drei entsprechen. Eine Zykluszahl bezeichnet einen Motorzyklus, der ein Ereignis (Anschaltung oder Abschaltung) in jedem Zylinder beinhaltet. Zum Beispiel ist ein erster Zyklus abgeschlossen, wenn jeder Zylinder eines Motors alle 4 Taktereignisse (Einlass-, Auslass-, Verdichtungs- und Arbeitsereignisse) in der Zündungsreihenfolge abgeschlossen hat. Der zweite Zyklus beginnt, wenn jeder Zylinder des Motors eine andere Wiederholung aller 4 Taktereignisse beginnt. Das Ziel- oder gewünschte Einlassverhältnis kann anhand des von dem Bediener angeforderten Motordrehmoments bestimmt werden. Insbesondere können zulässige Werte für den Motorzylinderzündanteil in einer Tabelle oder Funktion gespeichert werden, die anhand des gewünschten Motordrehmoments und der Motordrehzahl indiziert werden kann. Die Werte für den Motorzylinderzündanteil, die das angeforderte Motordrehmoment bereitstellen können, können zu einer Gruppe verfügbarer Werte für den Motorzylinderzündanteil gehören. Anschließend können auf Grundlage anderer Fahrzeugbetriebsbedingungen einige Motorzylinderzündanteile aus der Gruppe verfügbarer Werte für den Motorzylinderzündanteil gelöscht werden. Beispielsweise können manche Motorzylinderzündanteile aus der Gruppe entfernt werden, wenn die Zylinderzündanteile für höhere Pegel an Motorvibration sorgen. Dann kann der Motorzylinderzündanteil, der die geringste Anzahl aktiver Motorzylinder während eines Zyklus bereitstellt, aus der Gruppe verfügbarer Werte für den Motorzylinderzündanteil ausgewählt werden, um den gewünschten Motorzylinderzündanteil bereitzustellen. Auf diese Weise kann ein einzelner gewünschter Motorzylinderzündanteil aus einer Gruppe mit einer großen Anzahl an Motorzylinderzündanteilen ausgewählt werden. Es versteht sich, dass der ausgewählte Motorzylinderzündanteil dann über eines aus einer Vielzahl von möglichen Zylinderabschaltungsschemas bereitgestellt werden kann, wie nachfolgend ausgeführt.
  • Als ein Beispiel bedeutet ein Zieleinlassverhältnis von 1/2 (oder 0,5) dass alle 2 Zylinderereignisse ein Zylinder gezündet und einer übersprungen wird. Als ein anderes Beispiel bedeutet ein Zieleinlassverhältnis von 1/3 (oder 0,33) dass alle 3 Zylinderereignisse ein Zylinder gezündet wird und die übrigen beiden übersprungen werden.
  • Bei 306 beinhaltet die Routine das Auswählen eines Zylinderschemas zum Abschalten, das das gewünschte Einlassverhältnis bereitstellt. Als ein Beispiel kann ein Einlassschema für ein Einlassverhältnis von 1/2 beinhalten, dass jeder zweite Zylinder selektiv nicht mit Kraftstoff versorgt wird, um im Durchschnitt die halbe Leistung zu erzeugen. Ferner kann das gleiche Schema für jeden aufeinanderfolgenden Motorzyklus angewandt werden, sodass in aufeinanderfolgenden Motorzyklen die gleichen Zylinder übersprungen werden, während die übrigen Zylinder in jedem der Motorzyklen gezündet werden, wodurch ein stationäres Schema entsteht. In einem Beispiel, in dem die Zylinder 1-8 als zwei Bänke mit jeweils 4 Zylindern angeordnet sind (wobei Bank eins die Zylinder 1-4 aufweist und Bank zwei die Zylinder 5-8 aufweist) und die Zündreihenfolge 1-5-4-2-6-3-7-8 lautet, kann ein Einlassverhältnis von 1/2 durch Zünden gemäß dem Einlassschema S-5-S-2-S-3-S-8 bereitgestellt werden, wobei S ein übersprungenes Zylinderereignis darstellt.
  • Als ein anderes Beispiel kann ein Einlassschema für ein Einlassverhältnis von 1/3 beinhalten, dass zwei von drei Zylindern selektiv nicht mit Kraftstoff versorgt werden, um im Durchschnitt ein Drittel der Leistung zu erzeugen. Ferner kann das Einlassverhältnis bereitgestellt werden, indem verschiedene Zylinder in jedem Motorzyklus übersprungen werden, wodurch ein nicht stationäres Muster entsteht. In einem Beispiel, in dem die Zylinder 1-8 als zwei Bänke mit jeweils 4 Zylindern angeordnet sind (wobei Bank eins die Zylinder 1-4 aufweist und Bank zwei die Zylinder 5-8 aufweist) und die Zündreihenfolge 1-5-4-2-6-3-7-8 lautet, kann ein Einlassverhältnis von 1/3 durch Zünden gemäß dem Schema 1-S-S-2-S-S-7-S-S-5-S-S-6-S-S-8-S-S-4-S-S-3-S-S bereitgestellt werden, wobei S ein übersprungenes Zylinderereignis darstellt.
  • In jedem der vorstehenden Beispiele werden durch ein Verteilen der Zündereignisse in gleichmäßigen Abständen NVH, die durch die variierende Drehmomentausgabe hervorgerufen werden, minimiert. Auf diese Weise kann durch Einstellen des Zylinderschemas einzelner Zylinderventilmechanismen und einzelner Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtungen eine gewünschte Motorleistung bereitgestellt werden, indem weniger Zylinder effizienter betrieben werden, was die Kraftstoffeffizienz verbessert.
  • Sobald das Zylinderschema entsprechend dem gewünschten Einlassverhältnis ausgewählt ist, kann die Steuerung Zylinder gemäß dem ausgewählten Zylinderschema abschalten, um das Zieleinlassverhältnis bereitzustellen. Die selektive Zylinderabschaltung beinhaltet für die ausgewählten abzuschaltenden Zylinder das Geschlossenhalten der Zylinderventile, wobei kein Kraftstoff in die Zylinder eingespritzt wird, über einen gesamten Motorzyklus von 720 Kurbelwinkelgrad (also für alle 4 Takte eines Zylinders).
  • In einem Beispiel kann die Zylinderabschaltung das Schließen der ausgewählten einzelnen Zylinderventilmechanismen (z. B. VDE-Mechanismen) beinhalten, wie zum Beispiel Einlassventilmechanismen, Auslassventilmechanismen, oder eine Kombination aus beidem, indem ein Ventilschließbefehl von der Steuerung an Ventilaktoren gesendet wird. Zylinderventile können selektiv abgeschaltet werden, und zwar über hydraulisch betätigte Hebevorrichtungen (bspw. an Ventilstößelstangen gekoppelte Hebevorrichtungen), über einen Umschaltmechanismus für das Nockenprofil, bei dem ein Nockenbuckel ohne Hub für abgeschaltete Ventile verwendet wird, oder über den elektrisch betätigten Zylinderventilmechanismus, der an jeden Zylinder gekoppelt ist. Zudem können der Kraftstoffzufluss und die Funkenabgabe an die abgeschalteten Zylinder unterbrochen werden, wie etwa durch Abschalten von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen von Zylindern und Deaktivieren eines Zündfunkensignals an eine Zündkerze eines gegebenen Zylinders.
  • Man wird verstehen, dass die Entscheidung zum Anschalten oder Abschalten eines Zylinders und Öffnen oder Schließen des Einlass- und Auslassventils des Zylinders eine zuvor festgelegte Anzahl an Zylinderereignissen (bspw. ein Zylinderereignis oder alternativ einen Zylinderzyklus oder acht Zylinderereignisse), bevor der Zylinder angeschaltet oder abgeschaltet werden soll, getroffen wird, um Zeit für das Beginnen des Prozesses des Öffnens und Schließens der Einlass- und Auslassventile des Zylinders zu lassen. Zum Beispiel kann für einen Achtzylindermotor mit einer Zündreihenfolge von 1-3-7-2-6-5-4-8 die Entscheidung zum Anschalten oder Abschalten von Zylinder Nummer sieben während eines Ansaug- oder Verdichtungstakts des Zylinders Nummer sieben in einem Motorzyklus vor der Abschaltung von Zylinder Nummer sieben getroffen werden. Alternativ dazu kann die Entscheidung, einen Zylinder anzuschalten oder nicht anzuschalten, eine zuvor festgelegte Anzahl an Motorereignissen oder Zylinderereignissen, bevor der ausgewählte Zylinder angeschaltet oder abgeschaltet wird, getroffen werden. In noch weiteren Beispielen kann die Anzahl an Zylinderereignissen auf Grundlage von Hardwarefähigkeiten und aktuellen Motorbetriebsbedingungen eingestellt werden.
  • Zusätzlich zum Einstellen des Einlassverhältnisses kann die Steuerung auch eine Drosselöffnung auf Grundlage der Betriebsbedingungen, darunter dem Drehmomentbedarf, festlegen, um einen Krümmerluftstrom auf Grundlage des ausgewählten Einlassverhältnisses bereitzustellen. In einem Beispiel kann der Motor bei Betrieb mit einem niedrigeren Einlassverhältnis, wenn ein Teil der Zylinder abgeschaltet ist, mit einer größeren Drosselöffnung betrieben werden, um jedem aus der kleineren Anzahl an aktiven Zylindern, die jeweils mit einer höheren Verdrängung arbeiten, einen höheren Luftstrom bereitzustellen. Im Vergleich dazu kann der Motor mit einer kleineren Drosselöffnung betrieben werden, um jedem aus der größeren Anzahl an aktiven Zylindern, die jeweils mit einer kleineren Verdrängung arbeiten, einen kleineren Luftstrom bereitzustellen.
  • Bei 308 kann bestimmt werden ob ein Anstieg des Bedienerdrehmomentbedarfs vorliegt. In einem Beispiel kann sich aufgrund dessen, dass der Bediener während eines Pedalbetätigungsereignisses ein Gaspedal betätigt, der Drehmomentbedarf erhöhen. Als ein anderes Beispiel kann der Drehmomentbedarf ansteigen, während sich das Fahrzeug auf einer Neigung bewegt. Wenn eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs nicht bestätigt ist, beinhaltet das Verfahren bei 310 das Beibehalten der aktuellen Drosselstellung und des aktuellen Einlassverhältnisses. Das heißt, dass ein Grad der Drosselöffnung beibehalten werden kann und der Motor weiter mit einem oder mehreren selektiv abgeschalteten Zylindern betrieben werden kann.
  • Wenn eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs bestätigt ist, beinhaltet das Verfahren bei 312 das Erhöhen der Drosselöffnung, wenn sich der Drehmomentbedarf erhöht, bis sich die Ansaugdrosselstellung in einem Abstand zu WOT befindet. Das heißt, dass die Steuerung, wenn sich der Drehmomentbedarf erhöht, während das Einlassverhältnis beibehalten und der/die ausgewählte(n) eine oder mehreren Zylinder selektiv abgeschaltet bleiben, den Drehmomentbedarf erfüllen kann, indem Luftstrom zu den Zylindern erhöht wird, indem die Ansaugdrossel zu einer offeneren Stellung bewegt wird. Die Drosselöffnung kann in Abhängigkeit von sich erhöhendem Bedienerdrehmomentbedarf (wie zum Beispiel über eine Lookup-Tabelle, ein Modell oder einen Algorithmus) erhöht werden, bis sich die Drosselstellung innerhalb eines Schwellenabstands zu WOT befindet, wobei der Schwellenabstand einen Abstand zu WOT definiert. Wenn die Ansaugdrossel über diesen Abstand hinaus geöffnet wird (und zu oder in Richtung der WOT-Stellung bewegt wird), kann die an der Drosselstellung modellierte Luftstrommessung anfällig für Ungenauigkeiten sein, was zu potentiellen Drehmomentfehlern führt. Außerdem kann das tatsächliche Einlassverhältnis unter Umständen nicht genau bestimmt sein. Der Schwellenabstand kann ein vordefinierter Wert sein. Ferner kann der Schwellenabstand mit der Motordrehzahl variieren.
  • Als nächstes kann bei 314 bestimmt werden, ob eine weitere Zunahme der Drosselöffnung erforderlich ist. Zum Beispiel kann während längerem Fahren des Fahrzeugs auf einer Neigung oder wenn der Neigungswinkel sehr steil ist, die Erhöhung des Drehmomentbedarfs unter Umständen nicht ausreichend erfüllt werden, indem die Drosselöffnung zu dem Schwellenabstand zu WOT erhöht wird. Stattdessen kann zusätzlicher Luftstrom erforderlich sein, wie durch Bewegen der Drossel zu WOT bereitgestellt werden kann. In einem Beispiel kann die Steuerung auf eine Lookup-Tabelle Bezug nehmen, wobei der Bedienerdrehmomentbedarf die Eingabe ist und die gewünschte Drosselstellung die Ausgabe ist. Wenn bestimmt wird, dass die gewünschte Drosselstellung WOT ist, kann die Routine zu 318 übergehen. Wenn eine weitere Erhöhung der Drosselöffnung nicht erforderlich ist, beinhaltet das Verfahren bei 316 das Beibehalten des ausgewählten IR und das Fortsetzen des Einstellens der Drosselöffnung auf Grundlage von Drehmomentbedarf, während die Drosselstellung in einem Schwellenabstand zu WOT gehalten wird.
  • Wenn eine weitere Erhöhung der Drosselöffnung bestätigt ist, dann beinhaltet das Verfahren bei 318 als Reaktion darauf, dass sich die Ansaugdrossel bereits in dem Schwellenabstand zu WOT befindet, das Erhöhen des Einlassverhältnisses, während die Drosselöffnung reduziert wird, um die Drossel zu einer weniger offenen Stellung zu bewegen, an der es einen höheren als Schwellenabstand zu WOT gibt. Als Ergebnis gibt es einen Anstieg des Abstands zu WOT. In einem Beispiel kann das Einlassverhältnis stufenweise auf das nächstmögliche Einlassverhältnis inkrementiert werden, das durch Wiederanschalten eines Zylinders nach dem anderen erreichbar ist. Als ein Beispiel kann der Motor, wenn der Motor ein 4-Zylinder-Motor ist, der mit einem Einlassverhältnis von 0,5 mit 2 abgeschalteten Zylindern und 2 aktiven Zylindern gearbeitet hat, einen der abgeschalteten Zylinder wiederanschalten und auf den Betrieb mit einem Einlassverhältnis von 0,67 mit 1 abgeschalteten Zylinder und 3 aktiven Zylindern übergehen. Als ein anderes Beispiel kann der Motor, wenn der 4-Zylinder-Motor mit einem Einlassverhältnis von 0,67 mit 1 abgeschalteten Zylinder und 3 aktiven Zylindern gearbeitet hat, den abgeschalteten Zylinder wiederanschalten und auf den Betrieb mit einem Einlassverhältnis (IR) von 1,0 mit allen Zylindern aktiv übergehen.
  • Da die durchschnittliche Zylinderluftstromanforderung abnimmt, wenn sich die Anzahl an aktiven Zylindern erhöht, kann die Drosselöffnung durch Erhöhen des Einlassverhältnisses entsprechend reduziert werden, wodurch der Abstand der Drosselstellung zu WOT erhöht wird. Als Ergebnis arbeitet der Motor durch Erhöhen des Einlassverhältnisses weiter in einem Abstand zu WOT, wobei die Luftstrommessung zuverlässig bleibt. Die Änderung der Drosselstellung (und Erhöhung des Abstands) kann der Erhöhung (Änderung) des Einlassverhältnisses entsprechen. Unter Bezugnahme auf das frühere Beispiel kann sich die Drosselstellung um eine kleinere Menge ändern, wenn die Erhöhung des Einlassverhältnisses von 0,5 auf 0,67 ist (kleinere effektive Änderung des IR) und um eine größere Menge ändern, wenn die Erhöhung des Einlassverhältnisses von 0,67 auf 1,0 ist (größere effektive Änderung des IR).
  • Auf diese Weise kann die Steuerung, wenn sich der Bedienerdrehmomentbedarf ändert, das Einlassverhältnis und die Drosselöffnung in Koordination weiter einstellen, um einen Abstand der Ansaugdrosselstellung zu WOT beizubehalten. Zum Beispiel kann die Steuerung, während sich der Bedienerdrehmomentbedarf erhöht, die Drosselstellung in Richtung des Schwellenabstands erhöhen, während ein erstes Einlassverhältnis beibehalten wird, bis die Drosselstellung den Schwellenabstand erreicht. Danach kann die Steuerung die Drosselstellung weg von dem Schwellenabstand reduzieren, während das Einlassverhältnis von dem ersten Einlassverhältnis stufenweise auf ein zweites, höheres Einlassverhältnis inkrementiert wird. Wenn sich der Bedienerdrehmomentbedarf während des zweiten Einlassverhältnisses erhöht, kann die Steuerung die Drosselstellung in Richtung des Schwellenabstands erhöhen, während das zweite Einlassverhältnis beibehalten wird, bis die Drosselstellung erneut den Schwellenabstand erreicht. Danach kann die Steuerung die Drosselstellung weg von dem Schwellenabstand reduzieren, während das Einlassverhältnis von dem zweiten Einlassverhältnis stufenweise auf ein drittes, höheres Einlassverhältnis inkrementiert wird (in Richtung 1,0) und so weiter. Bei 320 beinhaltet das Verfahren das Diagnostizieren des VDE-Mechanismus auf Grundlage von tatsächlichem IR relativ zu befohlenem IR, wobei das tatsächliche IR gemessen (oder modelliert) wird, während sich die Ansaugdrossel in mehr als dem Schwellenabstand zu WOT befindet. Wie in 4 ausgeführt, kann die Steuerung den Einlassluftstrom auf Grundlage der Drosselstellung in dieser Stellung zuverlässiger modellieren und die Luftstromschätzung verwenden, um ein Drehmoment zu berechnen, das dem tatsächlichen IR entspricht.
  • Bei 322 kann bestimmt werden, ob das Einlassverhältnis bei 1,0 ist und eine weitere Erhöhung der Drosselöffnung (über den Schwellenabstand hinaus) erforderlich ist. Falls nicht, kann die Steuerung bei 324 weiter die Einstellungen des Einlassverhältnisses und der Drosselöffnung koordinieren. Zum Beispiel kann die Steuerung das angewandte Einlassverhältnis beibehalten und die Drossel bei einer Stellung in einem Abstand zu WOT halten. Wie früher beschrieben, kann die Steuerung jedes Mal, wenn sich der Bedienerdrehmomentbedarf erhöht und die Drosselöffnung den Schwellenabstand zu WOT erreicht, das Einlassverhältnis inkrementieren und die Drosselstellung weiter weg von WOT bewegen. Sobald das Einlassverhältnis zu 1,0 inkrementiert worden ist, wo alle Zylinder aktiv sind, und die Drosselöffnung den Schwellenabstand erreicht, kann ein weiteres Erhöhen des Drehmomentbedarfs nicht durch weiteres Erhöhen des Einlassverhältnisses erfüllt werden. Danach kann die Steuerung bei 326, wenn das Einlassverhältnis bei 1,0 ist und eine weitere Erhöhung der Drosselöffnung über den Schwellenabstand hinaus erforderlich ist, den erhöhten Drehmomentbedarf erfüllen, indem das Einlassverhältnis bei 1,0 gehalten wird, während die Drosselöffnung zu WOT erhöht wird. Auf diese Weise kann die Drossel nur zu einer WOT-Stellung bewegt werden, wenn das Einlassverhältnis bereits auf 1,0 inkrementiert worden ist (alle Zylinder aktiv sind) und eine weitere Erhöhung des Drehmomentbedarfs nur durch Drosseleinstellungen erfüllt werden kann.
  • Durch Einschränken des Motorbetriebs mit der Drossel bei WOT wird die Drehmomentabgabe verbessert. Insbesondere kann die Luftstrommessung unter Anwendung eines drosselbasierten Modells unzuverlässig sein, wenn sich die Drossel bei WOT befindet. Als Ergebnis kann eine Motorsteuerung unter Umständen nicht dazu in der Lage sein, zuverlässig zu bestimmen, ob das angewandte tatsächliche Einlassverhältnis das befohlene Einlassverhältnis ist. Wenn das tatsächliche Einlassverhältnis höher als das befohlene Einlassverhältnis ist, ist es möglich, dass mehr Drehmoment als gewünscht abgegeben wird, was Probleme in Bezug auf die Fahrbarkeit bewirkt, die unangenehm für den Fahrer sein können. Zum Beispiel kann das befohlene Einlassverhältnis derart kalibriert werden, dass das Drehmoment mit einem Einlassdruck abgegeben wird, der 95 % des Umgebungsdrucks beträgt. Dies führt jedoch dazu, dass die Drosselstellung ihren Schwellenwert erhöht. In einem solchen Fall würde das Einlassverhältnis auf das nächsthöhere verfügbare Einlassverhältnis erhöht werden, um den Betrieb in der Region, in der das Drosselmodell nicht genau ist, zu vermeiden. Indem die Drossel durch Einstellungen des Einlassverhältnisses auch wenn sich der Drehmomentbedarf ändert, in einem Schwellenabstand zu WOT gehalten wird, kann das tatsächliche Einlassverhältnis zuverlässiger gemessen und berücksichtigt werden. Außerdem kann übermäßiges Drehmoment vermieden werden. Ferner, wie bei 4 ausgeführt, kann VDE-Verschleiß früher erfasst und rechtzeitig angesprochen werden.
  • Unter Bezugnahme auf 4 ermöglicht das Verfahren 400 nun das Diagnostizieren eines VDE-Motors auf Grundlage von zuverlässigen und genauen Luftstrommessungen, die durchgeführt werden, während die Drossel weg von WOT ist. Durch Einschränken eines Motoreinlassverhältnisses auf Grundlage einer Drosselstellung, um Ungenauigkeiten bei der Luftstrommessung und auf dem Luftstrom basierende Drehmomentmessungen zu reduzieren, kann die VDE-Diagnose mit höherer Konfidenz durchgeführt werden. In einem Beispiel wird das Verfahren aus 4 als Teil des Verfahrens aus 3 durchgeführt, wie etwa bei 320.
  • Bei 402 kann bestätigt werden, dass sich die Drossel an einer Stellung befindet, die an oder mehr als einem Schwellenabstand zu WOT ist. Zum Beispiel kann bestätigt werden, dass ein erforderlicher Abstand zu WOT beibehalten wird. Wenn der Abstand bereitgestellt wird, kann die Luftstrommessung über ein Drosselkörpermodell zuverlässiger sein und kann daher für die VDE-Diagnose verwendet werden. Wenn sich die Drossel nicht in dem Schwellenabstand befindet, wie zum Beispiel, wenn sich die Drossel bereits bei oder um WOT herum befindet, bewegt sich das Verfahren zu 403, wo das tatsächliche Einlassverhältnis nicht auf Grundlage von Drosselkörpermodell und MAP-Sensorausgabe geschätzt wird. Zum Beispiel werden Einstellungen des Drehmoments und Einlassverhältnisses nicht mit geschlossenem Regelkreis auf Grundlage des Drosselkörpermodells durchgeführt. Außerdem wird keine VDE-Diagnose initiiert. Dann endet das Verfahren.
  • Bei 404 beinhaltet die Routine das Schätzen eines tatsächlichen Einlassverhältnisses gemäß einer Luftstromschätzung, die auf einem Drosselkörpermodell und MAP-Sensorausgabe basiert, wie unter Bezugnahme auf 6 ausgeführt. Das Drosselkörpermodell kann auf einer Öffnungsstromgleichung für komprimierbaren Strom basieren (siehe nachfolgend gezeigte Gleichung 1) und beinhaltet Parameter wie zum Beispiel Drosselwinkel, um den Querschnittsbereich des Öffnungslochs zu bestimmen, Umgebungsbedingungen, um den Luftstrom zu kennzeichnen, Motordrehzahl, um die Flussraten zu bestimmen, und eine Ausgabe des Krümmerabsolutdrucksensors, um stromaufwärtigen und stromabwärtigen Druck quer durch die Drossel zu kennzeichnen. q m = C   A 2 2 ρ 1   p 1 ( k k − 1 ) [ ( p 2 / p 1 ) 2 / k − ( p 2 / p 1 ) ( k + 1 ) / k ]
    Figure DE102018114312A1_0001
    wobei:
    • qm =
    Massenflussrate (bei einem beliebigen Querschnitt), kg/s
    C=
    Öffnungsflusskoeffizient, dimensionslos
    A2=
    Querschnittsbereich des Öffnungslochs, m2
    p1=
    Fluidaufwärtsdruck, Pa mit Dimensionen von kg/(m·s2)
    p2=
    Fluidabwärtsdruck, Pa mit Dimensionen von kg/(m·s2)
    k=
    spezifisches Wärmeverhältnis, dimensionslos
    qv,1=
    Volumenflussrate unter stromaufwärtigen Bedingungen, m3/s
    ρ1 =
    Echtgasdichte unter stromaufwärtigen Bedingungen, kg/m3
  • Man wird verstehen, dass das Mitteln von MAP-Daten und Luftstromschätzungen (wie zum Beispiel auf Grundlage der Ausgabe von vorhandenen MAP- und/oder MAF-Sensoren des Motors) über ein oder mehrere Zylinderereignisse verwendet werden kann, um die Robustheit des Drosselkörpermodells gegenüber Druckpulsationen zu verbessern. Indem ein Drosselkörpermodell verwendet wird, um den Luftstrom durch das System während Bedingungen, bei denen die Luftstrommessung nicht anfällig für Ungenauigkeiten ist, zu schätzen, kann die Schätzung des Drehmoments und Einlassverhältnisses genau mit reduzierter Abhängigkeit von einem MAF-Sensor durchgeführt werden, wodurch Kosten reduziert werden.
  • Bei 406 beinhaltet die Routine das Vergleichen des gewünschten Einlassverhältnisses mit dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis und das Bestimmen, ob der absolute Unterschied zwischen dem gewünschten Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis größer als ein Schwellenwert ist. In einigen Beispielen kann der Schwellenwert auf Grundlage eines annehmbaren Fehlers des geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnisses bestimmt werden. Der annehmbare Fehler des Einlassverhältnisses kann einem annehmbaren Drehmomentfehler entsprechen, der für einen Fahrzeugführer nicht wahrnehmbar oder unangenehm ist. Als ein Beispiel kann, wenn der annehmbare Fehler des Drehmoments 10 % des maximalen Drehmoments ist, dann der annehmbare Einlassverhältnisfehler 0,1 sein. Alternativ kann der Schwellenwert auf erwarteten Verschleißszenarien der VDE-Mechanismen basieren, wie zum Beispiel auf Grundlage von annehmbaren Niveaus der VDE-Abnutzung.
  • Man wird verstehen, dass die Routine zwar das Bestimmen darstellt, ob absoluter Unterschied zwischen dem gewünschten Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis größer als ein Schwellenwert ist, in alternativen Beispielen jedoch bestimmt werden kann, ob das geschätzte tatsächliche Einlassverhältnis größer als das gewünschte Einlassverhältnis ist, um Bedingungen von übermäßigem Drehmoment, bei denen mehr Motordrehmoment abgegeben wird als gewünscht, zu verringern.
  • Wenn der absolute Unterschied zwischen dem gewünschten Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis größer als ein Schwellenwert ist, geht die Routine zu 412 über, wo die Routine das Angeben von Verschleiß des VDE-Mechanismus beinhaltet. Bei 414 beinhaltet die Routine das Beschränken der Zylinderabschaltung während des anschließenden Motorbetriebs, wenn Motorbetrieb mit Zylinderabschaltung als Reaktion auf das Angeben von Verschleiß möglich sein kann. In einem Beispiel kann das Beschränken der Zylinderabschaltung das Betreiben bei einem höheren Einlassverhältnis als gewünscht für die gegebenen Motorbetriebsbedingungen beinhalten, indem bestimmte Zylinder aktiv gehalten werden, anstatt sie abzuschalten.
  • Wenn der absolute Unterschied zwischen dem gewünschten Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis nicht größer als ein Schwellenwert ist, wird die Routine mit 408 fortgesetzt, wo kein Verschleiß des VDE-Mechanismus angegeben wird. Bei 410 betreibt die Steuerung den Motor weiter im VDE-Modus mit dem einen oder den mehreren abgeschalteten Zylindern und das Verfahren endet.
  • Außerdem kann die Steuerung die erneute Beurteilung wieder aufnehmen, wenn es eine Änderung der Betriebsbedingungen gibt, die bewirkt, dass sich die Drossel innerhalb eines Schwellenwerts von WOT befindet (wie bei 3 besprochen) oder wenn sich das Druckverhältnis quer durch die Drossel (Drosseldruckverhältnis oder TR) innerhalb eines Schwellendruckverhältnisses befindet. Das Drosseldruckverhältnis ist als der Druck vor der Drossel geteilt durch den Druck nach der Drossel definiert, wie durch vorhandene Drucksensoren gemessen werden kann. In einigen Beispielen kann dies das Steuern des gewünschten Einlassverhältnisses auf Grundlage von Krümmerabsolutdruck (MAP) beinhalten, wie zum Beispiel MAP-Sensor 124 aus 1. In einem Beispiel kann das gewünschte Einlassverhältnis derart gesteuert werden, dass der MAP weniger als oder gleich dem barometrischen Druck bleibt (BP)*(1 - Drosseldruckverhältnis). Anders gesagt soll das gewünschte Einlassverhältnis größer als das geschätzte tatsächliche Einlassverhältnis bleiben, um Drehmoment mit einem Einlassdruck gleich dem barometrischen Druck abzugeben (BP)*(1 - Drosseldruckverhältnis).
  • Wenn sich die Drossel innerhalb eines Schwellenwertes von weit offener Drossel befindet oder sich das Druckverhältnis innerhalb eines Schwellenwertes von 1 befindet, erhöht die Steuerung weiter das Einlassverhältnis inkrementell (wie zum Beispiel um einen Schritt oder ein Grad) und/oder schaltet einen oder mehrere Zylinder gemäß dem Inkrement des Einlassverhältnisses wieder an, wie in 3 besprochen. In einem Beispiel kann das Wiederanschalten eines Zylinders das selektive Wiederanschalten von Zylinderventilen über hydraulisch betätigte Heber über einen Nockenprofilschaltmechanismus beinhalten. In anderen Beispielen kann das Wiederanschalten eines Zylinders das selektive erneute Einführen von Zündfunken und/oder Kraftstoff in den zum Wiederanschalten ausgewählten Zylinder beinhalten. Der wiederangeschaltete Zylinder kann ein nächster Zylinder in der Zündungsreihenfolge sein.
  • Es versteht sich, dass das Verfahren aus 3-4 durchgehend während des Motorbetriebs durchgeführt werden kann, während sich der Bedienerdrehmomentbedarf und das Motoreinlassverhältnis ändern. Alternativ kann das Verfahren aus 3-4 als Reaktion auf eine Änderung des Bedienerdrehmomentbedarfs, die eine Änderung der Drosselstellung oder eine Änderung des Einlassverhältnisses erfordert, ausgelöst werden.
  • Auf diese Weise kann ein Motor mit Zylinderabschaltung mit einem Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf betrieben werden; und als Reaktion darauf, dass sich die Drosselstellung innerhalb eines Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf, kann das Einlassverhältnis erhöht werden. Das Betreiben mit einem Einlassverhältnis auf Grundlage eines Bedienerdrehmomentbedarfs beinhaltet das Betreiben mit einem höheren Einlassverhältnis, wenn der Bedienerdrehmomentbedarf höher ist und das Betreiben mit einem niedrigeren Einlassverhältnis, wenn der Bedienerdrehmomentbedarf niedriger ist, wobei das höhere Einlassverhältnis bereitgestellt wird, indem weniger Motorzylinder selektiv abgeschaltet werden, wobei das niedrigere Einlassverhältnis bereitgestellt wird, indem mehr Motorzylinder selektiv abgeschaltet werden. In einem Beispiel kann das Erhöhen des Einlassverhältnisses das inkrementelle Erhöhen einer Anzahl an aktiven Zylindern durch inkrementelles Wiederanschalten von selektiv abgeschalteten Zylindern beinhalten. In einem anderen Beispiel beinhaltet das Erhöhen des Einlassverhältnisses das Einschränken des Einlassverhältnisses auf 1,0. Das Einlassverhältnis kann ein befohlenes Einlassverhältnis sein, wobei das Verfahren ferner das Schätzen eines tatsächlichen Einlassverhältnisses auf Grundlage eines modellierten Luftmassenstroms durch die Drossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderungsrate quer durch die Drossel, das Vergleichen des befohlenen Einlassverhältnisses mit dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis und das Angeben von Verschleiß eines Mechanismus eines Motors mit Zylinderabschaltung auf Grundlage des Vergleichs umfasst. Die Angabe kann das Angeben als Reaktion darauf beinhalten, dass ein Unterschied zwischen dem befohlenen Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis höher als ein Schwellenunterschied ist. Ferner kann als Reaktion auf das Angeben die selektive Zylinderabschaltung unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf deaktiviert werden. Der modellierte Luftmassenstrom kann auf Grundlage einer Drosselstellung modelliert werden, wenn sich die Drosselstellung außerhalb des Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet. Konkret basiert der modellierte Luftmassenstrom nicht auf der Ausgabe eines Luftmassenstromsensors. Das Schätzen des tatsächlichen Einlassverhältnisses kann das Schätzen einer tatsächlichen Motordrehmomentausgabe auf Grundlage des modellierten Luftmassenstroms durch die Drossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderungsrate quer durch die Drossel, das Schätzen eines Drehmomentfehlers auf Grundlage des tatsächlichen Motordrehmoments relativ zu einem gewünschten Drehmoment auf Grundlage des befohlenen Einlassverhältnisses; und das Schätzen des tatsächlichen Einlassverhältnisses auf Grundlage des befohlenen Einlassverhältnisses und des Drehmomentfehlers beinhalten. Ferner kann das Einlassverhältnis als Reaktion darauf, dass das befohlene Einlassverhältnis innerhalb eines Schwellenwerts von 1,0 liegt, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf und einer Drosselstellung, erhöht werden.
  • Unter Bezugnahme auf 6 ist nun ein beispielhaftes Drehmomentschätzungsverfahren 600 gezeigt, das ermöglicht, dass das Drehmoment mit reduzierter Abhängigkeit von einem MAF-Sensor genau bestimmt wird. Das Verfahren ermöglicht, dass ein tatsächliches Drehmoment mit einem gewünschten Drehmoment verglichen wird, sodass ein tatsächliches Einlassverhältnis mit einem befohlenen oder gewünschten Einlassverhältnis verglichen werden kann und der Motorbetrieb eingestellt werden kann, um eine übermäßige Abgabe von Drehmoment zu vermeiden.
  • Das Verfahren 600 beinhaltet das Schätzen einer Luftstrommessung oder eines Luftmassenstroms (MAF) bei 602. Um die Abhängigkeit von kostspieligen MAF-Sensoren zu reduzieren, wird der MAF unter Verwendung eines Drosselkörpermodells in Abhängigkeit von Drosselstellung, Krümmerdruck und barometrischem Druck (BP) bestimmt. Das Drosselkörpermodell kann auf einer Öffnungsstromgleichung für komprimierbaren Strom basieren (siehe vorstehende Gleichung 1) und beinhaltet Parameter wie zum Beispiel Drosselwinkel, um den Querschnittsbereich des Öffnungslochs (hier quer durch die Drossel), Umgebungsbedingungen zu bestimmen, um den Luftstrom (hier BP) zu kennzeichnen. Das Verfahren vergleicht den Luftmassenstrom mit einer gemessenen Änderung des Krümmerdrucks quer durch die Drossel auf Grundlage von Ausgaben von einem MAP-Sensor. Die MAP-Sensorausgabe kennzeichnen einen Druck stromabwärts der Drossel, während ein BP-Sensor, Verdichterauslassdrucksensor oder Drosseleinlassdrucksensor einen Druck stromaufwärts der Drossel kennzeichnet. Die Änderungsrate von MAP 404 reflektiert den dynamischen Effekt der tatsächlich einlassenden Zylinder des Motors. Durch Berechnen von Durchschnitten über ein oder mehrere Zylinderereignisse wird die Robustheit der Drehmomentschätzungen gegenüber Druckpulsationen verbessert, während gleichzeitig ausreichend Abschwächungsreaktion bereitgestellt wird. Unter Anwendung dieses Ansatzes kann die Steuerung einen Fehler zwischen dem gewünschten Einlassverhältnis und tatsächlichen Einlassverhältnis erfassen. Wenn der Fehler vorhanden ist, kann die Steuerung einen Verschleiß des VDE-Systems angeben. Der Vergleich von Luftstrom und Änderung des MAP wird dann zusammen mit einer Schätzung der Motordrehzahl 406 verwendet, um ein tatsächliches Einlassverhältnis 408 zu bestimmen. Die Motorlast 410 und das tatsächliche Einlassverhältnis 408 werden dann als Eingaben in eine angegebenen Drehmoment-Lookup-Tabelle 412 verwendet. Durch Vergleichen des gewünschten Einlassverhältnisses mit der Ausgabe der angegebenen Drehmoment-Lookup-Tabelle kann ein Drehmomentfehler 414 gelernt werden, der dann verwendet wird, um ein geschätztes angegebenes Drehmoment 416 auszugeben. Diese Drehmomentschätzung wird dann verwendet, um den Motorbetrieb einzustellen und VDE-Verschleiß zu diagnostizieren.
  • Unter Bezugnahme auf 5 ist nun eine beispielhafte Zeitachse des Betriebs eines Motors mit Zylinderabschaltung gezeigt. Der Motor kann die Fähigkeit aufweisen, eine Diagnoseroutine für das VDE-System auf Grundlage des Drosselkörpermodells durchzuführen, wie etwa die in 4 gezeigte Diagnoseroutine für das VDE-System. Die Drosselstellung und das Einlassverhältnis des Motors können als Reaktion auf Drehmomentbedarfsänderungen über eine Steuerung, die eine Steuerroutine durchführt, wie zum Beispiel die Routine aus 3, koordiniert werden. Darin kann durch selektives Einschränken des gewünschten Einlassverhältnisses als Reaktion auf eine Drosselstellung die Wahrscheinlichkeit der Abgabe von übermäßigem Drehmoment reduziert werden. Indem ein Drosselkörpermodell verwendet wird, um den Luftstrom quer durch die Drossel darzustellen, kann der Bedarf an einem MAF-Sensor reduziert werden, wodurch Vorteile in Bezug auf Komponentenkosten und Komplexität bereitgestellt werden. Die Karte 500 aus 5 stellt eine Gaspedalstellung (PP) bei Verlauf 502, eine Drosselstellung (oder einen Grad der Öffnung) relativ zu WOT bei Verlauf 504, eine MAP-Sensorausgabe bei Verlauf 506, ein befohlenes Einlassverhältnis bei Verlauf 508, und eine Markierung, die VDE-Verschleiß angibt, bei Verlauf 512 dar. Alle Verläufe sind im Verhältnis zur Zeit auf der x-Achse dargestellt. Zusätzlich erhöht sich die Größe eines dargestellten Parameters in einem beliebigen gegebenen Verlauf entlang der y-Achse von unten nach oben, wie gezeigt. Die Zeitmarkierungen t1-t8 stellen Zeiten dar, zu denen wesentliche Fehler auftreten.
  • Vor dem Zeitpunkt t1 wird das Gaspedal (Verlauf 502) um eine große Menge betätigt, was einen erhöhten Bedienerdrehmomentbedarf darstellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Drehmomentbedarf erfüllt, indem der Motor mit allen Zylindern aktiv betrieben wird, wie durch das Einlassverhältnis von 1,0 angegeben. Zusätzlich wird der Motor mit der Drossel in einer offeneren Stellung betrieben, während die Drosselöffnung weiterhin unterhalb des Niveaus 503 gehalten wird. Als Ergebnis wird mehr als ein Mindestabstand 505 zu WOT bereitgestellt. MAP reflektiert den Grad der Öffnung der Drossel und ist daher zu diesem Zeitpunkt erhöht.
  • Bei t1 gibt es einen Abfall des Bedienerdrehmomentbedarfs, wie dadurch angegeben, dass das Pedal um eine Menge freigegeben wird. Zum Beispiel kann der Abfall des Bedienerdrehmomentbedarfs an einer Pedalfreigabe des Bedieners liegen. Die Änderung des Drehmomentbedarfs wird durch Senken des Einlassverhältnisses (IR) erfüllt. Konkret wird eine Vielzahl von Zylindern selektiv abgeschaltet. In dem dargestellten Beispiel wird die Änderung des Drehmomentbedarfs durch Senken des Einlassverhältnisses auf das niedrigstmögliche Einlassverhältnis für die gegebene Motorkonfiguration erfüllt. Außerdem wird die Öffnung der Drossel reduziert, aber die Änderung der Drosselstellung ist nicht so groß wie die Änderung des IR. Als Ergebnis ist die Änderung des MAP auch nicht wesentlich.
  • Bei t2 gibt es einen weiteren Abfall des Bedienerdrehmomentbedarfs, wie dadurch angegeben, dass das Pedal um eine weitere Menge freigegeben wird, wie zum Beispiel aufgrund dessen, dass das Fahrzeug ausrollt. Da kein weiterer Abfall des IR möglich ist, wird die Änderung des Drehmomentbedarfs erfüllt, indem die Drosselöffnung reduziert wird, während das Einlassverhältnis (IR) bei der niedrigsten Einstellung gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Öffnung der Drossel um eine größere Menge reduziert. MAP ändert sich im Verhältnis zu der Änderung der Drosselöffnung.
  • Bei t3 gibt es eine Erhöhung des Bedienerdrehmomentbedarfs, wie zum Beispiel dadurch angegeben, dass das Pedal um eine Menge freigegeben wird. Zum Beispiel kann die Erhöhung des Bedienerdrehmomentbedarfs an einem Pedalbetätigungsereignis durch den Bediener liegen, wie zum Beispiel, wenn das Fahrzeug auf einem Segment bergauf fährt, das einen steilen Anstieg aufweist. Die Änderung des Drehmomentbedarfs wird erfüllt, indem die Drosselöffnung erhöht wird, wenn sich der Drehmomentbedarf erhöht, während das (niedrigste) Einlassverhältnis (IR) beibehalten wird. Als Ergebnis der Änderung der Drosselstellung erhöht sich der MAP.
  • Bei t4 erreicht die Drosselöffnung Niveau 503, wo der Mindestabstand 505 bereitgestellt wird. Jedoch ist das Pedal immer noch gedrückt und der Bedienerdrehmomentbedarf erhöht sich weiter. Würde die Drossel über das Niveau 503 hinaus in Richtung WOT bewegt, kann die Drehmomentschätzung beeinträchtigt sein. Daher wird das Einlassverhältnis, um zumindest den Mindestabstand 505 beizubehalten, als Reaktion auf die Erhöhung des Drehmomentbedarfs zu dem nächsthöheren annehmbaren Einlassverhältnis inkrementiert, während gleichzeitig die Drosselöffnung reduziert wird. In einem Beispiel kann das nächsthöhere annehmbare Einlassverhältnis erreicht werden, indem einer der zuvor abgeschalteten Zylinder wieder angeschaltet wird. Alternativ kann das nächsthöhere annehmbare Einlassverhältnis erreicht werden, indem mit einer höheren Anzahl (z. B. Anzahl um eins höher) an wiederangeschalteten Zylindern gearbeitet wird. Dies liegt daran, dass bei einem Roll-VDE-Mechanismus die Identität der abgeschalteten und wiederangeschalteten Zylinder durchgehend eingestellt werden kann.
  • Zwischen t4 und t5 wird als Reaktion auf die weitere Erhöhung des Drehmomentbedarfs die Drosselöffnung erhöht, während das jüngste (um einen Schritt inkrementierte) Einlassverhältnis beibehalten wird. Bei t5 befindet sich die Drossel erneut auf Niveau 503. Somit wird bei t5 wie bei t4 als Reaktion darauf, dass das Pedal weiterhin gedrückt bleibt, das Einlassverhältnis um einen weiteren Schritt inkrementiert, indem ein oder mehrere Zylinder wiederangeschaltet werden, während gleichzeitig die Drosselöffnung reduziert wird. Das gleiche findet zwischen t5 und t6 statt, bis alle Zylinder wiederangeschaltet sind und das Einlassverhältnis bei 1,0 ist. Jedes Mal, wenn die Drosselöffnung reduziert wird, erfolgt das Reduzieren um eine Menge auf Grundlage der entsprechenden Erhöhung des Einlassverhältnisses. Wenn sich die Drosselöffnung erhöht und reduziert, erhöht und reduziert sich ferner der MAP entsprechend. Auf diese Weise wird zwischen t4 und t6 trotz der Erhöhung des Drehmomentbedarfs die Drossel zumindest in einem Mindestabstand 505 zu WOT gehalten.
  • Bei t6 ist das Einlassverhältnis bei 1,0 und befindet sich die Drosselöffnung auf Niveau 503. Das Gaspedal ist weiter gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drossel zu WOT bewegt, während alle Zylinder aktiv gehalten bleiben, um den erhöhten Drehmomentbedarf zu erfüllen.
  • Zwischen t0 und t6 stimmt das auf Grundlage des Drosselkörpermodells modellierte tatsächliche Einlassverhältnis mit dem befohlenen Einlassverhältnis überein und es wird keine Verschleißmarkierung gesetzt. Zwischen t6 und t7, wenn sich die Drossel bei WOT befindet, wird das Drosselkörpermodell nicht verwendet und der VDE-Verschleiß wird nicht auf Grundlage des Drosselkörpermodells bestimmt.
  • Bei t7 gibt es eine Reduzierung des Bedienerdrehmomentbedarfs, die erfüllt wird, indem das Einlassverhältnis gesenkt wird und die Drosselöffnung reduziert wird, um den Abstand zu WOT zu erhöhen. Wie bei t1 wird das Einlassverhältnis zu dem niedrigsten Einlassverhältnis gesenkt und wird die Drosselöffnung um eine kleinere Menge reduziert (als die Änderung des Einlassverhältnisses). Zwischen t7 und t8 wird das tatsächliche Einlassverhältnis auf Grundlage des Drosselkörpermodells bestimmt. Das auf Grundlage des Drosselkörpermodells bestimmte tatsächliche Einlassverhältnis 510 unterscheidet sich wesentlich von dem befohlenen Einlassverhältnis. Konkret ist das tatsächliche Einlassverhältnis 510 um mehr als eine Schwellenmenge höher als das befohlene Einlassverhältnis (Verlauf 508). Als Reaktion auf den Unterschied wird Verschleiß des VDE-Mechanismus bestimmt und eine Markierung wird bei t8 festgelegt. Die Markierung kann angeben, dass weniger Zylinder als gewünscht abgeschaltet sind, was dazu führt, dass die Drehmomentabgabe höher als gewünscht ist. In einem Beispiel kann dies an Verschleiß der VDE-Mechanismen liegen, was dazu führt, dass die Zylinder nicht wie erwartet abgeschaltet werden. In einem anderen Beispiel kann es einen Verschleiß des Steuersystems geben, was dazu führt, dass die VDE-Mechanismen nicht betätigt werden, um Zylinder abzuschalten. Aufgrund des Verschleißes des VDE-Mechanismus ist der bei Betrieb mit dem tatsächlichen Einlass 510 gemessene MAP, der höher als das befohlene Einlassverhältnis ist, niedriger als gewünscht oder erwartet. Wenn alle Zylinder anschließend angeschaltet werden, kehrt der tatsächliche MAP zu dem gleichen wie der gewünschte oder erwartete MAP zurück.
  • Zusätzlich kann die Zylinderabschaltung als Reaktion auf das Angeben eines Verschleißes während des anschließenden Motorbetriebs beschränkt sein. Konkret kann sogar während Bedingungen, die für den Betrieb des Motors im VDE-Modus geeignet sind (z. B. mit einem oder mehreren abgeschalteten Zylindern), die Zylinderabschaltung auf Grundlage des Grads des Verschleißes beschränkt sein. Als ein Beispiel kann das befohlene Einlassverhältnis 0,5 sein, während bestimmt werden kann, dass das tatsächliche Einlassverhältnis 0,75 ist. Als Ergebnis der Angabe des Verschleißes kann das während des anschließenden Betriebs befohlene Einlassverhältnis nicht auf unter 0,75 reduziert werden, wodurch das Einlassverhältnis auf 0,75 oder größer beschränkt wird.
  • Auf diese Weise kann eine Motorsteuerung einen oder mehrere Motorzylinder selektiv abschalten, um einen Motor bei einem befohlenen Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf zu betreiben; ein tatsächliches Einlassverhältnisses auf Grundlage von modelliertem Luftmassenstrom durch eine Ansaugdrossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderung quer durch die Drossel zu schätzen; und Verschleiß eines Mechanismus eines selektiv abgeschalteten Zylinders auf Grundlage des befohlenen Einlassverhältnisses relativ zu dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis anzugeben. Die Steuerung kann ferner als Reaktion darauf, dass sich die Drosselstellung innerhalb eines Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf, das befohlene Einlassverhältnis auf 1,0 einschränken. Das Einschränken des befohlenen Einlassverhältnisses auf 1,0 kann den Betrieb des Motors mit allen Zylindern aktiv beinhalten. Hier kann der modellierte Luftmassenstrom auf Grundlage einer Drosselstellung modelliert werden, wenn sich die Drosselstellung außerhalb des Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, und wobei die erfasste Krümmerdruckänderung auf Ausgaben von einem Krümmerdrucksensor basiert. Die Steuerung kann ferner als Reaktion darauf, dass das befohlene Einlassverhältnis innerhalb eines Schwellenwerts von 1,0 liegt, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf und einer Stellung der Drossel, das befohlene Einlassverhältnis auf 1,0 einschränken. Die Angabe von Verschleiß kann das Angeben als Reaktion darauf beinhalten, dass ein Unterschied zwischen dem befohlenen Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis höher als ein Schwellenwert ist. Ferner kann die Steuerung als Reaktion auf das Angeben den/die selektiv abgeschalteten einen oder mehreren Motorzylinder wiederanschalten. Ferner kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass sich die Drosselöffnung innerhalb eines Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf, das befohlene Einlassverhältnis auf ein erstes Einlassverhältnis erhöhen, während die Drosselöffnung auf mehr als den Schwellenabstand zu weit offener Drossel reduziert wird, wobei das erste Einlassverhältnis ein nächstes verfügbares Einlassen von dem befohlenen Einlassverhältnis ist, wobei das erste Einlassverhältnis höher als das befohlene Einlassverhältnis ist. Ferner, nach dem Erhöhen des befohlenen Einlassverhältnisses auf das erste Einlassverhältnis, Einstellen der Drosselöffnung auf Grundlage des Bedienerdrehmomentbedarfs und als Reaktion darauf, dass die Drosselöffnung nach dem Einstellen innerhalb des Schwellenabstands von weit offener Drossel ist, Erhöhen des ersten Einlassverhältnisses auf ein zweites Einlassverhältnis, wobei das zweite Einlassen das nächste verfügbare Einlassverhältnis von dem ersten Einlassverhältnis ist, wobei das zweite Einlassverhältnis höher als das erste Einlassverhältnis ist.
  • Auf diese Weise wird durch Verwenden eines Modells des Drosselkörpers, um Luftstrom zu kennzeichnen, der über eine breite Spanne an Motorbetriebsbedingungen in den Motor eintritt, der Bedarf an einem MAF-Sensor für die Luftstrommessung während der Drehmomentschätzung reduziert. Dies stellt Vorteile der Komponentenreduzierung in Bezug auf Kosten und Komplexität bereit. Durch die Nutzung der auf dem Drosselkörpermodell basierenden Luftstromschätzung in Verbindung mit einer Angabe der Druckänderung quer durch die Drossel (z. B. unter Verwendung eines vorhandenen MAP-Sensors) können unabhängige Daten für die Drehmomentüberwachung bereitgestellt werden. Dies ermöglicht, dass ein tatsächliches Einlassverhältnis unter Verwendung von weniger Sensoren genau und zuverlässig geschätzt werden kann. Der technische Effekt des Koordinierens von Drosseleinstellungen mit Einstellungen des Einlassverhältnisses, wenn sich der Drehmomentbedarf ändert, ist, dass die Drosselstellung über einen größeren Anteil eines Fahrzyklus in einem Mindestabstand zu WOT gehalten werden kann, wodurch eine höhere Genauigkeit der Luftstrommessung über das Drosselkörpermodell über den größeren Anteil eines Fahrzyklus ermöglicht wird. Konkret kann sich durch Reduzieren der Drosselöffnung, während gleichzeitig das Einlassverhältnis stufenweise inkrementiert wird, die Motordrehmomentausgabe erhöhen, ohne die Drossel zu einer WOT-Stellung zu bewegen. Durch Vergleichen des geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnisses mit dem gewünschten Einlassverhältnis (auf Grundlage von Drehmomentbedarf) kann Verschleiß des VDE-Mechanismus gelernt werden. Der technische Effekt des Einschränkens des befohlenen Einlassverhältnisses während Bedingungen, bei denen die Luftstrommessung ungenau sein kann, wie zum Beispiel, wenn sich die Drossel innerhalb eines Schwellenwertes von weit offener Drossel befindet, ist, dass Defizite bei der Verwendung des Drosselkörpermodells überwunden werden können und die Wahrscheinlichkeit der übermäßigen Abgabe von Drehmoment reduziert werden kann. Als Ergebnis ist die Fahrbarkeit eines Fahrzeugs, das einen Motor mit Zylinderabschaltung aufweist, verbessert.
  • Ein beispielhaftes Verfahren umfasst: Betreiben eines Motors mit Zylinderabschaltung mit einem Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf; und als Reaktion darauf, dass sich die Drosselstellung innerhalb eines Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf, Erhöhen des Einlassverhältnisses. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet zusätzlich oder optional das Betreiben mit einem Einlassverhältnis auf Grundlage eines Bedienerdrehmomentbedarfs das Betreiben mit einem höheren Einlassverhältnis, wenn der Bedienerdrehmomentbedarf höher ist und das Betreiben mit einem niedrigeren Einlassverhältnis, wenn der Bedienerdrehmomentbedarf niedriger ist, wobei das höhere Einlassverhältnis bereitgestellt wird, indem weniger Motorzylinder selektiv abgeschaltet werden, wobei das niedrigere Einlassverhältnis bereitgestellt wird, indem mehr Motorzylinder selektiv abgeschaltet werden. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Erhöhen des Einlassverhältnisses das inkrementelle Erhöhen der Anzahl an aktiven Zylindern, die über jeden Motorzyklus zünden. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Erhöhen des Einlassverhältnisses das Beschränken des Einlassverhältnisses auf oder in Richtung von 1,0. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist zusätzlich oder optional das Einlassverhältnis ein befohlenes Einlassverhältnis, wobei das Verfahren ferner das Schätzen eines tatsächlichen Einlassverhältnisses auf Grundlage eines modellierten Luftmassenstroms durch die Drossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderungsrate quer durch die Drossel, das Vergleichen des befohlenen Einlassverhältnisses mit dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis und das Angeben von Verschleiß eines Mechanismus eines Motors mit Zylinderabschaltung auf Grundlage des Vergleichs umfasst. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele erfolgt zusätzlich oder optional das Angeben als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen dem befohlenen Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis höher als ein Schwellenunterschied ist, wobei das Verfahren ferner als Reaktion auf das Angeben das Deaktivieren des Abschaltens ausgewählter Zylinder unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf umfasst. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional der modellierte Luftmassenstrom auf Grundlage einer Drosselstellung modelliert, wenn sich die Drosselstellung außerhalb des Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert zusätzlich oder optional der modellierte Luftmassenstrom nicht auf der Ausgabe eines Luftmassenstromsensors. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Schätzen des tatsächlichen Einlassverhältnisses das Schätzen eines tatsächlichen Motordrehmoments auf Grundlage des modellierten Luftmassenstroms durch die Drossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderungsrate quer durch die Drossel; und das Schätzen des tatsächlichen Einlassverhältnisses auf Grundlage des tatsächlichen Motordrehmoments. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst zusätzlich oder optional das Verfahren ferner als Reaktion darauf, dass das befohlene Einlassverhältnis innerhalb eines Schwellenwerts von 1,0 liegt, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf und einer Stellung der Drossel, das Erhöhen des Einlassverhältnisses. In einer weiteren Darstellung beinhaltet das Erhöhen des Einlassverhältnisses das inkrementelle Erhöhen einer Anzahl an aktiven Zylindern durch inkrementelles Wiederanschalten von selektiv abgeschalteten Zylindern.
  • Ein anderes beispielhaftes Verfahren umfasst: selektives Abschalten eines oder mehrerer Motorzylinder, um einen Motor bei einem befohlenen Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf zu betreiben; Schätzen eines tatsächlichen Einlassverhältnisses auf Grundlage von modelliertem Luftmassenstrom durch eine Ansaugdrossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderung quer durch die Drossel; und Angeben von Verschleiß eines Mechanismus eines selektiv abgeschalteten Zylinders auf Grundlage des befohlenen Einlassverhältnisses relativ zu dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis. In dem vorhergehenden Beispiel umfasst zusätzlich oder optional das Verfahren ferner als Reaktion darauf, dass sich die Drosselöffnung innerhalb eines Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf, das Erhöhen des befohlenen Einlassverhältnisses auf ein erstes Einlassverhältnis, während die Drosselöffnung auf mehr als den Schwellenabstand zu weit offener Drossel reduziert wird, wobei das erste Einlassverhältnis ein nächstes verfügbares Einlassen von dem befohlenen Einlassverhältnis ist, wobei das erste Einlassverhältnis höher als das befohlene Einlassverhältnis ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst zusätzlich oder optional das Verfahren ferner nach dem Erhöhen des befohlenen Einlassverhältnisses auf das erste Einlassverhältnis das Einstellen der Drosselöffnung auf Grundlage des Bedienerdrehmomentbedarfs und als Reaktion darauf, dass die Drosselöffnung nach dem Einstellen innerhalb des Schwellenabstands von weit offener Drossel ist, das Erhöhen des ersten Einlassverhältnisses auf ein zweites Einlassverhältnis, wobei das zweite Einlassen das nächste verfügbare Einlassverhältnis von dem ersten Einlassverhältnis ist, wobei das zweite Einlassverhältnis höher als das erste Einlassverhältnis ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional der modellierte Luftmassenstrom auf Grundlage einer Drosselstellung modelliert, wenn sich die Drosselstellung außerhalb des Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, und wobei die erfasste Krümmerdruckänderung auf Ausgaben von einem Krümmerdrucksensor basiert. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst zusätzlich oder optional das Verfahren ferner als Reaktion darauf, dass das befohlene Einlassverhältnis innerhalb eines Schwellenwerts von 1,0 liegt, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf und der Drosselstellung, das Erhöhen des Einlassverhältnisses 1,0. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Angeben das Angeben von Verschleiß als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen dem befohlenen Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis höher als ein Schwellenwert ist, wobei das Verfahren ferner als Reaktion auf das Angeben das Wiederanschalten des/der selektiv abgeschalteten einen oder mehreren Motorzylinder umfasst.
  • Ein anderes beispielhaftes Motorsystem umfasst: einen Motor mit Zylinderabschaltung; eine Vielzahl von Zylindern, wobei jeder selektiv abschaltbare Ventilmechanismen und eine selektiv abschaltbare Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufweist; einen Krümmerdrucksensor; einen Drosselstellungssensor; eine Ansaugdrossel; und eine Steuerung mit computerlesbaren, auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten Anweisungen zu Folgendem: selektives Abschalten einer Anzahl der Vielzahl von Zylindern, um ein befohlenes Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf bereitzustellen; Erhöhen der Drosselöffnung in Abhängigkeit von sich erhöhendem Bedienerdrehmomentbedarf, während das befohlene Einlassverhältnis beibehalten wird, bis sich die Drosselstellung in einem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet; und wenn sich die Drosselstellung in dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet, Erhöhen des befohlenen Einlassverhältnisses durch selektives Wiederanschalten von einem aus der Anzahl an abgeschalteten Zylindern, während die Drosselöffnung reduziert wird, um die Drosselstellung zu einem höheren als dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel zu bewegen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional die Steuerung ferner Anweisungen, um als Reaktion auf sich erhöhenden Bedienerdrehmomentbedarf, während sich die Drosselstellung in dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet und das befohlene Einlassverhältnis auf 1,0 erhöht wird, die gesamte Vielzahl von Zylindern aktiv zu halten; und die Drosselöffnung zu erhöhen, um die Drosselstellung zu weit offener Drossel zu bewegen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional die Steuerung ferner Anweisungen, um als Reaktion darauf, dass sich jede der Drosselstellung außerhalb des Schwellenabstands von weit offener Drossel befindet, das Schätzen eines tatsächlichen Einlassverhältnisses des Motors auf Grundlage von modelliertem Luftmassenstrom durch die Drossel relativ zu erfasster Krümmerdruckänderung quer durch die Drossel; das Schätzen eines Drehmomentfehlers auf Grundlage des tatsächlichen Einlassverhältnisses relativ zu dem befohlenen Einlassverhältnis; und das Aktualisieren des befohlenen Einlassverhältnisses auf Grundlage des Drehmomentfehlers, wobei der modellierte Luftmassenstrom nicht auf der Ausgabe eines Luftmassenstromsensors basiert. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional die Steuerung ferner Anweisungen zum Angeben von Verschleiß der selektiv abschaltbaren Ventilmechanismen oder der selektiv abschaltbaren Kraftstoffeinspritzvorrichtung als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen dem befohlenen Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis höher als ein Schwellenwert ist; und als Reaktion auf das Angeben das Wiederanschalten des/der selektiv abgeschalteten einen oder mehreren aus der Vielzahl von Zylindern. In einer weiteren Darstellung ist das Motorsystem in einem Hybridfahrzeugsystem gekoppelt.
  • In noch einer weiteren Darstellung beinhaltet ein Verfahren für einen Motor, der selektiv abschaltbare Zylinder aufweist, als Reaktion auf eine Erhöhung des Bedienerdrehmomentbedarfs das Beibehalten des Motorbetriebs mit einem ersten Einlassverhältnis, während eine Drosselöffnung in Abhängigkeit der Erhöhung des Drehmomentbedarfs bis zu einem Schwellenabstand zu weit offener Drossel erhöht wird. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet zusätzlich oder optional das erste Einlassverhältnis eine erste Anzahl an abgeschalteten Zylindern und wobei das erste Einlassverhältnis auf dem Bedienerdrehmomentbedarf basiert. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, nachdem die Drosselöffnung auf den Schwellenabstand zu weit offener Drossel erhöht ist, als Reaktion auf eine weitere Erhöhung des Bedienerdrehmomentbedarfs das Betreiben des Motors mit einem zweiten Einlassverhältnis, das höher als das erste Einlassverhältnis ist, während die Drosselöffnung weg von dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel reduziert wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele weist zusätzlich oder optional das zweite Einlassverhältnis eine zweite Anzahl an abgeschalteten Zylindern auf, wobei die zweite Anzahl einen abgeschalteten Zylinder weniger als die erste Anzahl aufweist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele basiert zusätzlich oder optional das Reduzieren der Drosselöffnung auf einem Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Einlassverhältnis, wobei die Drosselöffnung weiter reduziert wird, wenn sich der Unterschied erhöht.
  • Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzabläufe mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -abläufe können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6705286 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren, umfassend: Betreiben eines Motors mit Zylinderabschaltung mit einem Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf; und als Reaktion darauf, dass sich die Drosselstellung innerhalb eines Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf, Erhöhen des Einlassverhältnisses.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben mit einem Einlassverhältnis auf Grundlage eines Bedienerdrehmomentbedarfs das Betreiben mit einem höheren Einlassverhältnis beinhaltet, wenn der Bedienerdrehmomentbedarf höher ist und das Betreiben mit einem niedrigeren Einlassverhältnis, wenn der Bedienerdrehmomentbedarf niedriger ist, wobei das höhere Einlassverhältnis bereitgestellt wird, indem weniger Motorzylinder selektiv abgeschaltet werden, wobei das niedrigere Einlassverhältnis bereitgestellt wird, indem mehr Motorzylinder selektiv abgeschaltet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhöhen des Einlassverhältnisses das inkrementelle Erhöhen der Anzahl an aktiven Zylindern, die über jeden Motorzyklus zünden, beinhaltet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhöhen des Einlassverhältnisses das Einschränken des Einlassverhältnisses auf oder in Richtung von 1,0 beinhaltet.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einlassverhältnis ein befohlenes Einlassverhältnis ist, wobei das Verfahren ferner das Schätzen eines tatsächlichen Einlassverhältnisses auf Grundlage eines modellierten Luftmassenstroms durch die Drossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderungsrate quer durch die Drossel, das Vergleichen des befohlenen Einlassverhältnisses mit dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis und das Angeben von Verschleiß eines Mechanismus eines Motors mit Zylinderabschaltung auf Grundlage des Vergleichs umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Angeben als Reaktion darauf erfolgt, dass ein Unterschied zwischen dem befohlenen Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis höher als ein Schwellenunterschied ist, wobei das Verfahren ferner als Reaktion auf das Angeben das Deaktivieren des Abschaltens ausgewählter Zylinder unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der modellierte Luftmassenstrom auf Grundlage einer Drosselstellung modelliert wird, wenn sich die Drosselstellung außerhalb des Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der modellierte Luftmassenstrom nicht auf der Ausgabe eines Luftmassenstromsensors basiert.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Schätzen des tatsächlichen Einlassverhältnisses Folgendes beinhaltet: Schätzen eines tatsächlichen Motordrehmoments auf Grundlage des modellierten Luftmassenstroms durch die Drossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderungsrate quer durch die Drossel; und Schätzen des tatsächlichen Einlassverhältnisses auf Grundlage des tatsächlichen Motordrehmoments.
  10. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, als Reaktion darauf, dass das befohlene Einlassverhältnis innerhalb eines Schwellenwerts von 1,0 liegt, unabhängig von dem Bedienerdrehmomentbedarf und einer Stellung der Drossel, das Erhöhen des Einlassverhältnisses.
  11. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend als Reaktion auf das Angeben das Wiederanschalten eines oder mehrerer selektiv abgeschalteter Motorzylinder.
  12. Motorsystem, umfassend: einen Motor mit Zylinderabschaltung; eine Vielzahl von Zylindern, wobei jeder selektiv abschaltbare Ventilmechanismen und eine selektiv abschaltbare Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufweist; einen Krümmerdrucksensor; einen Drosselstellungssensor; eine Ansaugdrossel; und eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen für Folgendes: selektives Abschalten einer Anzahl aus der Vielzahl von Zylindern, um ein befohlenes Einlassverhältnis auf Grundlage von Bedienerdrehmomentbedarf bereitzustellen; Erhöhen der Drosselöffnung in Abhängigkeit von sich erhöhendem Bedienerdrehmomentbedarf, während das befohlene Einlassverhältnis beibehalten wird, bis sich die Drosselstellung in einem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet; und wenn sich die Drosselstellung in dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet, Erhöhen des befohlenen Einlassverhältnisses durch selektives Wiederanschalten von einem aus der Anzahl an abgeschalteten Zylindern, während die Drosselöffnung reduziert wird, um die Drosselstellung zu höher als dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel zu bewegen.
  13. System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner Anweisungen für Folgendes beinhaltet: als Reaktion auf das Erhöhen des Bedienerdrehmomentbedarfs, während sich die Drosselstellung in dem Schwellenabstand zu weit offener Drossel befindet und das befohlene Einlassverhältnis auf 1,0 erhöht wird, Aktivhalten der gesamten Vielzahl von Zylindern; und Erhöhen der Drosselöffnung, um die Drosselstellung zu weit offener Drossel zu bewegen.
  14. System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner Anweisungen für Folgendes beinhaltet: als Reaktion darauf, dass sich jede der Drosselstellung außerhalb des Schwellenabstands zu weit offener Drossel befindet, Schätzen eines tatsächlichen Einlassverhältnisses des Motors auf Grundlage von modelliertem Luftmassenstrom durch die Drossel relativ zu einer erfassten Krümmerdruckänderungsrate quer durch die Drossel; Schätzen eines Drehmomentfehlers auf Grundlage des tatsächlichen Einlassverhältnisses relativ zu dem befohlenen Einlassverhältnis; und Aktualisieren des befohlenen Einlassverhältnisses auf Grundlage des Drehmomentfehlers, wobei der modellierte Luftmassenstrom nicht auf der Ausgabe eines Luftmassenstromsensors basiert.
  15. System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner Anweisungen für Folgendes beinhaltet: Angeben von Verschleiß der selektiv abschaltbaren Ventilmechanismen oder der selektiv abschaltbaren Kraftstoffeinspritzvorrichtung als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen dem befohlenen Einlassverhältnis und dem geschätzten tatsächlichen Einlassverhältnis höher als ein Schwellenwert ist; und als Reaktion auf das Angeben, Wiederanschalten des/der selektiv abgeschalteten einen oder mehreren aus der Vielzahl von Zylindern.
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