DE102020108294A1 - Verfahren und system für motoren mit veränderlichem hubraum - Google Patents

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Abstract

Die Offenbarung stellt eine „Verfahren Und System Für Motoren Mit Veränderlichem Hubraum“. Es werden Verfahren und Systeme zum Erkennen des Ventilbetriebs während eines Zylinderabschaltereignisses in einem Motor mit veränderlichem Hubraum bereitgestellt. Kurbelwellenbeschleunigungsdaten werden während eines Auslasshubs eines abgeschalteten Zylinders erfasst und mit einer kalibrierten Karte der Kurbelwellenbeschleunigungsdaten für den bestimmten Zylinder verglichen. Auf Grundlage des Vergleichs kann angezeigt werden, dass die Abschaltung des Auslassventils des bestimmten Zylinders verschlechtert ist und dass das Auslassventil geöffnet ist, wenn ihm befohlen wurde, sich zu schließen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme zum Identifizieren und Beheben einer Verschlechterung eines Abschaltmechanismus eines Auslassventils in einem Motor mit veränderlichem Hubraum.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Einige Motoren, die als Motoren mit veränderlichem Hubraum (variable displacement engines - VDE) bekannt sind, können dazu konfiguriert sein, mit einer veränderlichen Anzahl angeschalteter und abgeschalteter Zylinder zu arbeiten, um den Kraftstoffverbrauch zu senken, während optional das allgemeine Abgasgemisch-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ungefähr auf Stöchiometrie gehalten wird. Dabei kann ein Abschnitt der Zylinder des Motors bei ausgewählten Bedingungen, die durch Parameter wie etwa ein Drehzahl-Last-Fenster definiert sind, sowie bei unterschiedlichen anderen Betriebsbedingungen, die Motortemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit beinhalten, abgeschaltet werden. Ein VDE-Steuersystem kann ausgewählte Zylinder durch die Steuerung einer Vielzahl von Zylinderventilabschalteinrichtungen abschalten, die den Betrieb der Einlass- und Auslassventile des Zylinders beeinflussen. Zusätzlich oder optional kann das Betanken der ausgewählten Zylinder durch die Steuerung einer Vielzahl von wahlweise abschaltbaren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abgeschaltet werden.
  • Es wurden unterschiedliche Ansätze zum Erkennen einer Verschlechterung des VDE-Betriebs aufgrund einer Verschlechterung des Zylinderventilbetriebs entwickelt. Zum Beispiel können Diagnoseprogramme identifizieren, ob ein Einlass- oder Auslassventil geschlossen wurde, wenn befohlen wurde, es zu schließen, oder geöffnet blieb. Gleichermaßen können die Diagnoseprogramme identifizieren, ob ein Einlass- oder Auslassventil geöffnet wurde, wenn befohlen wurde, es zu öffnen, oder geschlossen blieb. Ein beispielhafter Ansatz zum Erkennen eines Zylinderventilabschaltmechanismus eines Motors mit veränderlichem Hubraum wird von Lewis et al. in der US-Patentschrift Nr. 7,555,896 gezeigt. Darin wird die Ventilverschlechterung über mehrere Ansätze identifiziert, die Ventilstellungsmessungen, Temperaturmessungen, Motordrehzahlmessungen und Stromstärke-/Spannungsmessungen beinhalten. In einem weiteren Ansatz, der von Wade et al. in US 7,546,827 gezeigt wird, wird eine Verschlechterung auf Grundlage einer Kombination von erfasster Ventilstellung und erfasster Motorstellung identifiziert.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Zum Beispiel kann es kostspielig sein, Ventilstellungssensoren in VDE-Systemen umzusetzen. Als weiteres Beispiel können Stromstärke- und Spannungssensoren lediglich auf kostspieligeren elektromechanischen VDE-Systemen erhältlich sein und sind möglicherweise nicht für hydraulische VDE-Systeme anwendbar. Somit können die Auspuffemissionen betroffen sein, wenn eine Verschlechterung des Ventilabschaltmechanismus nicht rechtzeitig identifiziert und behoben wird. Zum Beispiel bleibt, wenn die Zylinderabschaltung in einem Motor aktiv ist, das Auslassventil des abgeschalteten Zylinders für die Dauer der Zylinderabschaltung geschlossen. Wenn der an den Abschaltmechanismus des Auslassventils gekoppelte Aktor beeinträchtigt ist, kann sich das Auslassventil auch dann weiter öffnen, wenn der Zylinder abgeschaltet ist. Dies kann zu einer Erhöhung der Auspuffemissionen führen, da während eines Auslasshubs des abgeschalteten Zylinders Öl an den Kolbenringen vorbeigezogen wird. Darüber hinaus kann der erhöhte Ölverbrauch die Lebensdauer des Motors verkürzen.
  • Kurzdarstellung
  • In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für einen Motor mit veränderlichem Hubraum behoben werden, welches das Anzeigen einer Verschlechterung eines Auslassventils eines wahlweise abgeschalteten Motorzylinders als Reaktion auf eine Kurbelwellenbeschleunigung umfasst, die über einen Auslasshub des Zylinders erfasst wurde. Auf diese Weise kann eine Verschlechterung der Abschaltmechanismen des Zylinderventils rechtzeitig identifiziert und behoben werden.
  • Als ein Beispiel können als Reaktion auf einen Abfall des Drehmomentbedarfs ein oder mehrere Zylinder wahlweise abgeschaltet werden, indem entsprechende Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abgeschaltet und entsprechende Einlass- und Auslassventile abgeschaltet werden. Während der Zylinder abgeschaltet ist, können Kurbelstellungsdaten mit einer definierten Abtastrate (z. B. bei ~8 MHz) von einem Kurbelstellungssensor erfasst werden, insbesondere während eines Auslasshubs des/der abgeschalteten Zylinder(s). Somit kann der Kurbelstellungssensor ein vorhandener Sensor des Motorsystems sein, der für Motordrehzahl- und Beschleunigungsmessungen während der Motorsteuerung verwendet wird. Die Abgashubbeschleunigungsdaten für jeden abgeschalteten Zylinder können dann mit einer 3D-Karte für den entsprechenden Zylinder verglichen werden, wobei die 3-D Karte während eines Kalibrierungsvorgangs erstellt wurde. Die Karte kann Daten beinhalten, die in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und -last gespeichert sind, und kann einem fehlerhaften Auslassventilzylinder entsprechen, d. h. einem Zylinder, der geöffnet ist, wenn bei einem Zylinderabschaltereignis der Befehl zum Schließen erteilt wird. Wenn ein Unterschied zwischen der gemessenen Abgasbeschleunigung für den abgeschalteten Zylinder und der zugeordneten Abgasbeschleunigung für den bestimmten Zylinder (für die bestimmte Motordrehzahl und -last) höher als ein Schwellenwert ist, dann kann die Ausgabe eines Fehlerzählers für den bestimmten Zylinder erhöht werden. Sobald die Ausgabe des Fehlerzählers einen Schwellenwert überschreitet, kann ein Diagnosecode eingestellt werden, der die Verschlechterung des Auslassventils im wahlweise abgeschalteten Zylinder anzeigt. In einem Beispiel können die Abgasbeschleunigungsdaten erhoben und über mehrere Zylinderabschaltereignisse eines Fahrzyklus verglichen werden. Als Reaktion auf die Anzeige einer Verschlechterung kann eine weitere Abschaltung des ausgewählten Zylinders vorübergehend abgeschaltet werden.
  • Auf diese Weise kann ein vorhandener Kurbelstellungssensor verwendet werden, um eine Verschlechterung eines Abschaltmechanismus des Auslassventils zu identifizieren, wodurch Kosten und Komplexität der Diagnose verringert werden. Darüber hinaus wird die Abhängigkeit von neuen und teuren Abgasdrucksensoren, Ventilstellungssensoren oder Spannungs- und Stromstärkesensoren verringert. Durch das Verbessern der rechtzeitigen Identifizierung der Verschlechterung des Auslassventils können die Auspuffemissionen verbessert werden. Darüber hinaus können Garantieprobleme verringert werden.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Zudem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehende oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile vermeiden.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems mit wahlweise abschaltbaren Motorzylindern.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems, welches das Motorsystem aus 1 beinhaltet.
    • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erkennen einer Verschlechterung eines Abschaltmechanismus eines Zylinderauslassventils auf Grundlage von Motorbeschleunigungsdaten veranschaulicht.
    • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Kalibrieren von Motorbeschleunigungsdaten und zum Erzeugen einer Karte darstellt, die im Verfahren aus 3 zur Identifizierung der Verschlechterung verwendet werden kann.
    • 5 zeigt ein Beispiel von Korrekturen des Zahnprofils des Kurbelsensors, die während des Kalibrierungsverfahrens aus 4 angewendet werden können.
    • 6 zeigt einen beispielhaften Vergleich von fehlerhaften und nichtfehlerhaften Beschleunigungsdaten, die zum Identifizieren einer Verschlechterung eines Auslassventilmechanismus während eines Zylinderabschaltereignisses verwendet werden können.
    • 7 zeigt eine beispielhafte Lookup-Tabelle der Motordrehzahldaten im Vergleich zu den Motorlastdaten für einen Zylinder, der fehlerhafte Abgasbeschleunigung aufgrund einer Verschlechterung des Abschaltmechanismus eines Zylinderauslassventils aufweist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Erkennen des Zylinderventilbetriebs in einem Motor, der mit wahlweise abschaltbaren Zylindern konfiguriert ist, wie etwa dem Motorsystem aus 1, das an das Fahrzeugsystem aus 2 gekoppelt ist. Eine Motorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, ein Steuerprogramm durchzuführen, wie etwa das Beispielprogramm aus 3, um die Zylinderbetankung als Reaktion darauf abzuschalten, dass die Zylinderabschaltbedingungen erfüllt sind, und die Funktion eines Zylinderauslassventils während der Abschaltung auf Grundlage der Kurbelwellenbeschleunigung zu erkennen, die während eines Auslasshubs des abgeschalteten Zylinders gemessen wird. Die während eines Auslasshubs des abgeschalteten Zylinders erfasste Kurbelwellenbeschleunigung kann mit einem zugeordneten Wert verglichen werden, der während einem in 5 dargestellten Kalibrierungsprogramm erzeugt wird. Während der Kalibrierung kann die Kurbelwellenbeschleunigung für jeden Zylinder über einen Bereich von Motordrehzahlen und -lasten erfasst werden, wobei dem Auslassventil befohlen wird, sich zu öffnen und zu schließen. Ein Vergleich der während der Kalibrierung erfassten Beschleunigungswerte wird verwendet, um eine Karte oder Lookup-Tabelle zu füllen, wie etwa die Tabelle aus 7, auf die sich dann während des Diagnoseprogramms aus 3 Bezug genommen wird. Auf diese Weise werden Zylinderventile eines VDE-Motors zuverlässig erkannt, sodass sowohl Kraftstoffverbrauch als auch Emissionskonformität erreicht werden können.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist nun ein beispielhaftes Motorsystem 100 gezeigt. Das Motorsystem 100 beinhaltet einen Motor 10, der eine erste Zylinderbank 13 und eine zweite Zylinderbank 14 aufweist. Im dargestellten 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. V4, V6 usw.) oder eine Reihenanordnung von Zylindern (z. B. 13, 14 usw.). Der Motor 10 weist einen Ansaugkrümmer 17, mit einer Ansaugdrossel 20, und einen Auslasskrümmer 18 auf, der an eine Abgasreinigungsanlage 30 gekoppelt ist. Die Emissionssteuervorrichtung 63 beinhaltet einen oder mehrere Katalysatoren und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren, wie sie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben sind. Der Motor 10 kann mit einer Vielzahl von Stoffen arbeiten, die über das Kraftstoffsystem 8 zugeführt werden können. Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann der Motor 10 als Teil eines Antriebssystems für ein Personenkraftfahrzeug, wie etwa das Fahrzeugsystem aus 2 beinhaltet sein.
  • Der Motor 10 kann ein Motor mit veränderlichem Hubraum (VDE) sein, der einen oder mehrere Zylinder 14 mit wahlweise abschaltbaren (direkten) Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 aufweist. Dabei können ausgewählte Zylinder abgeschaltet werden, indem die jeweiligen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abgeschaltet und die Funkenerzeugung abgeschaltet werden. Das Betanken kann abgeschaltet werden, während der Betrieb der Einlass- und Auslassventile der Zylinder derartig aufrechterhalten wird, dass Luft weiterhin durch die Zylinder gepumpt wird. Dieser Prozess kann in dieser Schrift als Verzögerungskraftstoffabsperr-(oder Abschalt)ereignis bezeichnet werden, oder einfach DFSO (deceleration fuel shut-off).
  • In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Zylinder 15 ebenfalls mit wahlweise abschaltbaren Einlassventilen 116 und wahlweise abschaltbaren Auslassventilen 118 konfiguriert sein. Dabei können ausgewählte Zylinder durch das Absperren der entsprechenden Zylinderventile durch ein in dieser Schrift als Verzögerungszylinderabschaltereignis bezeichneten Prozess, oder einfach DCCO (deceleration cylinder cut-off), abgeschaltet werden. In einem Beispiel sind die Einlassventile 50 und Auslassventile 56 für die elektrische Ventilbetätigung (electric valve actuation - EVA) über einzelne elektrische Zylinderventilaktoren konfiguriert. In anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile nockenbetätigt sein. Obwohl das dargestellte Beispiel jeden Zylinder ein einzelnes Einlassventil und ein einzelnes Auslassventil aufweisend zeigt, kann in alternativen Beispielen, wie in 2 ausgeführt, jeder Zylinder auch eine Vielzahl wahlweise abschaltbarer Einlassventile und/oder eine Vielzahl wahlweise abschaltbarer Auslassventile aufweisen.
  • Während ausgewählten Bedingungen, wie etwa, wenn die volle Drehmomentfähigkeit des Motors nicht benötigt wird, können ein oder mehrere Zylinder des Motors 10 zur wahlweisen Abschaltung (in dieser Schrift auch als Abschaltung einzelner Zylinder bezeichnet) ausgewählt werden. Dies kann das wahlweise Abschalten eines oder mehrerer Zylinder auf der ersten Zylinderbank 13 und/oder das wahlweise Abschalten eines oder mehrerer Zylinder auf der zweiten Zylinderbank 14 beinhalten. Die Anzahl und Kennung abgeschalteter Zylinder auf der Zylinderbank kann symmetrisch oder asymmetrisch sein. Eine Motorsteuerung 12 kann einzelne Zylinder durchgehend analysieren und bestimmen, ob jeder Zylinder auf Grundlage der Eingabe der Pedalstellung und den Drehmomentanforderungen eines Fahrers angeschaltet oder abgeschaltet werden soll. In noch anderen Beispielen gesamte Bänke oder Teilmengen von Zylindern abgeschaltet werden.
  • Während der Abschaltung können ausgewählte Zylinder durch das Abschalten der Zylinderbetankung abgeschaltet werden, während gleichzeitig verhindert wird, dass Luft durch die abgeschalteten Zylinder gepumpt wird, indem mindestens das Zylinderauslassventil geschlossen wird. Infolgedessen bleibt das Zylinderauslassventil bei einem Auslasshub des Zylinderabschaltereignisses geschlossen. Zusätzlich zum Anhalten des Kraftstoffstroms zu den abgeschalteten Zylindern kann auch der Zündfunken zu den abgeschalteten Zylindern angehalten werden, wie etwa durch wahlweises Steuern des Fahrzeugzündsystems, um nur angeschalteten Zylindern Zündfunken zuzuführen. Zylinderventile können wahlweise über hydraulisch betätigte Hebevorrichtungen (z. B. an Ventilstößelstangen gekoppelte Hebevorrichtungen), über einen Umschaltmechanismus für das Nockenprofil, bei dem eine Nockenerhebung ohne Hub für abgeschaltete Ventile verwendet wird, oder über den elektrisch betätigten Zylinderventilmechanismus, der an jeden Zylinder gekoppelt ist, abgeschaltet werden.
  • Während die ausgewählten Zylinder abgeschaltet sind, fahren die übrigen aktiven oder angeschalteten Zylinder mit angeschalteten und arbeitenden Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und Zylinderventilmechanismen mit der Verbrennung fort. Um die Drehmomentanforderungen zu erfüllen, erzeugt der Motor an den angeschalteten Zylindern dasselbe Maß an Drehmoment. Dazu sind höhere Krümmerdrücke erforderlich, was zu gesenkten Pumpverlusten und einem erhöhten Motorwirkungsgrad führt. Außerdem verringert die kleinere wirksame Oberfläche (von lediglich den angeschalteten Zylindern), die der Verbrennung ausgesetzt ist, Wärmeverluste des Motors, was den Wärmewirkungsgrad des Motors verbessert.
  • Die Zylinder 15 können abgeschaltet werden, um ein konkretes Zündmuster auf Grundlage eines festgelegten Steueralgorithmus bereitzustellen. Insbesondere werden ausgewählte „übersprungene“ Zylinder nicht gezündet, während andere „angeschaltete“ 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. Wie in dieser Schrift verwendet, kann das Zündmuster oder Abschaltmuster eine Gesamtzahl von abgeschalteten Zylindern in Bezug auf verbleibende aktive Zylinder sowie eine Kennung der abgeschalteten und angeschalteten Zylinder beinhalten. Das Zündmuster kann ferner eine Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen, für die jeder abgeschaltete Zylinder abgeschaltet gehalten wird, und/oder eine Anzahl von Motorzyklen festlegen, über die das Muster betrieben wird. Die Motorsteuerung 12 kann mit einer geeigneten Logik, wie nachfolgend beschrieben, zum Bestimmen eines Zylinderabschalts- (oder Übersprungszünd-)muster auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen konfiguriert sein. Zum Beispiel kann die Steuerung ein gewünschtes Induktionsverhältnis auswählen, das auf Grundlage von Motorbetriebsparametern, welche die Drehmomentanforderung des Bedieners beinhalten, angewendet werden soll, und dann ein Zylinderabschaltmuster auswählen, das es ermöglicht, das gewünschte Induktionsverhältnis bereitzustellen. Wie in dieser Schrift verwendet, ist das Induktionsverhältnis als die Anzahl der tatsächlich auftretenden Zylinderinduktionsereignisse (z. B. das Zünden von Zylindern) geteilt durch die Anzahl der Möglichkeiten für Zylinderinduktionsereignisse (z. B. Gesamtmotorzylinder) definiert. Das Zylindermuster kann auf Grundlage der Auslegung des Motors ausgewählt werden, wie etwa auf der Grundlage, ob der Motor ein V-Motor oder ein Reihenmotor ist, die Anzahl der im Motor vorhandenen Motorzylinder usw. Auf Grundlage des ausgewählten Zylindermusters können die einzelnen Zylinderventilmechanismen der ausgewählten Zylinder geschlossen werden, während der Kraftstoffstrom und der Zündfunken zu den Zylindern unterbrochen sind, wodurch ermöglicht wird, dass das gewünschte Induktionsverhältnis bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann, wenn in einem VDE-Modus mit Zylinderabschaltung gearbeitet wird, die Hälfte der Gesamtzahl der Motorzylinder wahlweise abgeschaltet werden. Als weiteres Beispiel kann eine Bank von Zylindern abgeschaltet werden, während die andere Bank angeschaltet bleibt. Auf diese Weise kann durch das Einstellen des Zylindermusters einzelner Zylinderventilmechanismen und einzelner Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtungen eine gewünschte Motorleistung bereitgestellt werden, indem weniger Zylinder wirksamer betrieben werden, was den Kraftstoffverbrauch verbessert.
  • Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem 14 gesteuert werden, das die Steuerung 12 beinhaltet. Die Steuerung 12 kann unterschiedliche Signale von Sensoren 16 empfangen, die an den Motor 10 gekoppelt sind (und unter Bezugnahme auf 2 beschrieben sind) und Steuersignale an unterschiedliche Aktoren 81 senden, welche an den Motor und/oder das Fahrzeug gekoppelt sind (wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben). Die unterschiedlichen Sensoren können zum Beispiel unterschiedliche Sensoren für Temperatur, Druck und Luft-Kraftstoff-Verhältnis beinhalten. Zusätzlich kann die Steuerung 12 eine Anzeige der Drosselstellung von einem Drosselstellungssensor empfangen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 veranschaulicht sie nun schematisch einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10, der in einem Antriebssystem eines Fahrzeugsystems 5 beinhaltet sein kann. In einem Beispiel ist der Motor 10 der Motor 10 mit veränderlichem Hubraum aus 1. Zuvor eingeführte Komponenten können ähnlich nummeriert sein.
  • In einigen Beispielen kann das Fahrzeugsystem 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen kann das Fahrzeugsystem 5 ein herkömmliches Fahrzeug mit lediglich einem Motor oder ein Elektrofahrzeug mit lediglich (einer) elektrischen Maschine(n) sein. Im gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Die elektrische Maschine 52 kann ein Elektromotor oder ein Elektromotor/Generator sein. 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 in Eingriff gebracht sind. Im dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 56 ist 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 in Eingriff zu bringen oder außer Eingriff zu bringen, um die Kurbelwelle 140 mit der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden bzw. davon zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden bzw. davon zu trennen. Das Getriebe 54 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf unterschiedliche Weisen konfiguriert sein, die als paralleles, serielles oder seriell-paralleles Hybridfahrzeug beinhalten.
  • Die elektrische Maschine 52 empfängt eine elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58, um den Fahrzeugrädern 55 ein Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann auch als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
  • Der Motor 10 kann mindestens teilweise von einem Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingaben von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Die Brennkammer (z. B. der Zylinder) 15 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Stirnseite des Kolbens 138 innerhalb des Zylinders 15 eine Schale aufweisen. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Zwischengetriebesystem an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor (nicht gezeigt) über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Die Brennkammer 15 kann Ansaugluft von einem Ansaugkrümmer 146 über die Ansaugkanäle 142 und 144 aufnehmen und kann Verbrennungsgase über einen Abgaskrümmer 148 abführen. Auf diese Weise sind die Ansaugkanäle 142 und 144 fluidisch an den Ansaugkrümmer 146 gekoppelt. Der Ansaugkrümmer 146 und der Abgaskrümmer 148 können über ein entsprechendes Einlassventil 150 und ein entsprechendes Auslassventil 156 wahlweise mit der Brennkammer 14 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 15 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile beinhalten.
  • Das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 können von der Steuerung 12 über die entsprechenden elektrischen veränderlichen Ventilaktoren 152 und 154 gesteuert werden. Alternativ können die veränderlichen Ventilaktoren 152 und 154 elektrohydraulisch, nockenbetätigt oder ein beliebiger anderer erdenklicher Mechanismus sein, um die Ventilbetätigung zu ermöglichen. Während einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den veränderlichen Ventilaktoren bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der entsprechenden Einlass- und Auslassventile zu variieren. Die Stellung des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch entsprechende Ventilstellungssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können eines oder mehrere der Einlass- und Auslassventile durch einen oder mehrere Nocken betätigt werden und sie können eines oder mehrere des Nockenprofilverstellungs- (cam profile switching - CPS-), veränderlichen Nockensteuerungs- (variable cam timing - VCT-), veränderlichen Ventilsteuerungs- (variable valve timing - VVT-) und/oder veränderlichen Ventilhub-(VVL-)Systeme nutzen, um den Ventilbetrieb zu variieren. Zum Beispiel kann der Zylinder 15 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung, die CPS und/oder VCT beinhaltet, gesteuertes Auslassventil beinhalten.
  • Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 ist direkt an die Brennkammer 15 gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-1, das über einen elektronischen Treiber 168 von der Steuerung 12 empfangen wurde, direkt in diese einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Einspritzvorrichtung 166 eine sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 15 bereit. Es versteht sich, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung an der Seite der Brennkammer oder an der Oberseite der Brennkammer angebracht sein kann.
  • Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 ist direkt an den Ansaugkrümmer 146 gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 171 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Einspritzvorrichtung 170 eine sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 146 bereit. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und 170 durch ein Kraftstoffsystem 8 zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffleitung beinhalten kann. Es versteht sich, dass der Motor 10 einen oder mehrere Anschlüsse für Saugrohrkraftstoffeinspritzung und Direkteinspritzung beinhalten kann.
  • Wie zuvor erwähnt, können einige Motorausführungsformen das Betreiben des Motors mit einem oder mehreren abgeschalteten Zylindern in einem Motormodus mit veränderlichem Hubraum (VDE) beinhalten, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Wenn der Motor im VDE-Modus betrieben wird, werden ausgewählte Motorzylinder ohne Kraftstoffeinspritzung betrieben, während die verbleibenden Zylinder weiterlaufen. Insbesondere wird die Kraftstoffeinspritzung über die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und/oder die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 zu einem oder mehreren Zylindern 15 wahlweise abgeschaltet. Zusätzlich wird der Luftstrom durch die ausgewählten Zylinder durch das Abschalten der entsprechenden Einlass- und Auslassventilmechanismen des Zylinders abgeschaltet. Die VDE-Eintrittsbedingungen können auf einer Vielzahl von Fahrzeug- und Motorbetriebsbedingungen basieren. Insbesondere kann eine Kombination aus einer oder mehreren von Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung, Motordrehzahl, Motorlast, Drosselstellung, Pedalstellung, Getriebegangstellung und unterschiedlichen anderen Parametern verwendet werden, um zu bestimmen, ob der Motor in den VDE-Modus wechseln wird. In einem Beispiel können VDE-Eintrittsbedingungen erfüllt sein, wenn ausgewählte Motorzylinder abgeschaltet sind, wie etwa wenn das Fahrzeug abbremst (z. B. nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit ab), wenn die Motordrehzahl oder -last unter einem Schwellenwert liegt oder auf Grundlage einer Gaspedalstellung, die anzeigt, dass kein Drehmoment angefordert ist. Zum Beispiel können während eines Tip-outs, bei dem ein Bediener das Gaspedal freigibt (z. B. die Eingabevorrichtung 132), die Eintrittsbedingungen für die Zylinderabschaltung erfüllt sein.
  • Zusätzlich zur Abschaltung des Kraftstoffs werden ausgewählte Zylinderventile abgeschaltet, um zu verhindern, dass Luft durch die Zylinder gepumpt wird. Das Schließen der Ventile verhindert einen Luftstrom zu den Abgaskomponenten und lässt nicht zu, dass Luftsauerstoff den Nachbehandlungskatalysator sättigt. Stattdessen wirken die Zylinder als Luftfeder, bei welcher der größte Teil der in den Kompressionshub eingebrachten Energie im folgenden Abblashub zurückgegeben wird.
  • Die Steuerung 12 kann regelmäßig ein Diagnoseprogramm ausführen, wie etwa das Beispielprogramm aus 3, um den Zylinderventilabschaltmechanismus zu erkennen, insbesondere den Aktor, der an einen Auslasszylinderabschaltmechanismus gekoppelt ist. Das Programm kann während eines Zylinderabschaltereignisses an einem Zylinder ausgeführt werden, um zu überprüfen, ob das Auslassventil während eines Auslasshubs wie befohlen geschlossen geblieben ist oder ob sich das Auslassventil während eines Auslasshubs weiter geöffnet hat. Wenn eine Verschlechterung auftritt und sich das Auslassventil öffnet, wenn bei einem Zylinderabschaltereignis das Schließen angeordnet ist, können die Auspuffemissionen aufgrund von Öl beeinträchtigt werden, das während des Auslasshubs des abgeschalteten Zylinders an den Kolbenringen vorbeigezogen wird. Wie unter Bezugnahme auf 3 erläutert, kann sich die Steuerung auf die Ausgabe eines vorhandenen Kurbelwellenstellungssensors zum Identifizieren einer Verschlechterung der Abschaltung des Auslassventils stützen. Die Steuerung kann die Beschleunigungsdaten, die durch den Sensor während des Auslasshubs eines Zylinders erfasst werden, dessen Abschaltung befohlen wird (in dieser Schrift auch als Auslassbeschleunigungsdaten bezeichnet), mit einer kalibrierten Karte (4) vergleichen, um zu bestimmen, ob das Auslassventil des Zylinders während des Auslasshubs des Zylinders geschlossen oder geöffnet war.
  • Ein Zündsystem 188 kann der Brennkammer 15 über die Zündkerze 192 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi einen Zündfunken bereitstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, kann/können der Brennkammer 15 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 in einem Selbstzündungsmodus mit einem oder ohne einen Zündfunken betrieben werden.
  • Der Ansaugkanal 144 oder der Ansaugkrümmer 146 können eine Drossel 162 (die in einem Beispiel die Drossel 20 aus 1 sein kann) beinhalten, die eine Drosselklappe 164 aufweist. In diesem konkreten Beispiel kann die Stellung der Drosselklappe 164, oder einer Drosselöffnung, durch die Steuerung 12 über ein Signal variiert werden, das einem Elektromotor oder einem Aktor bereitgestellt wird, den die Drossel 162 beinhaltet, eine Konfiguration, die üblicherweise als eine elektronische Drosselsteuerung (electronic throttle control - ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 162 dazu betrieben werden, die Ansaugluft zu variieren, die neben anderen Motorzylindern der Brennkammer 15 bereitgestellt wird. Die Stellung der Drosselklappe 164 kann der Steuerung 12 durch das Drosselstellungssignal TP bereitgestellt werden. Der Ansaugkanal 142 kann einen Luftmassenstromsensor 122 zum Bereitstellen eines MAF-Signals an die Steuerung 12 beinhalten, und der Ansaugkrümmer 146 kann einen Krümmerabsolutdrucksensor 124 zum Bereitstellen eines MAP-Signals an die Steuerung 12 beinhalten.
  • Der Motor 10 kann ferner eine Verdichtungsvorrichtung wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor beinhalten, welche mindestens einen Verdichter 174 beinhalten, der entlang des Ansaugkanals 144 angeordnet ist. Im Falle eines Turboladers kann der Verdichter 174 mindestens teilweise von einer Turbine 176 (z. B. über eine Welle 180) angetrieben werden, die entlang eines Abgaskanals 158 angeordnet ist. Wenn der Motor einen Kompressor beinhaltet, kann der Verdichter 174 mindestens teilweise durch den Motor 10 und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und beinhaltet möglicherweise keine Turbine. Die Verdichtungsvorrichtung (z. B. der Turbolader oder Kompressor) ermöglicht, dass das Maß an Verdichtung, das einem oder mehreren Zylindern des Motors über einen Turbolader oder Kompressor bereitgestellt wird, durch die Steuerung 12 variiert wird.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Motor 10 ein Abgasrückführungssystem (AGR) beinhalten, das eine Niederdruck-(low pressure - LP-)AGR und/oder Hochdruck(high pressure - HP-)AGR-Kanal zum Rückführen von Abgas (nicht gezeigt) beinhaltet. Ein Beispiel eines AGR-Systems beinhaltet ein Niederdruck-(LP-)-AGR-System, bei dem AGR von stromabwärts einer Turbine 176 eines Turboladers nach stromaufwärts eines Verdichters 174 des Turboladers geleitet werden kann. Bei einem Hochdruck-(HP-)AGR-System kann AGR von stromaufwärts der Turbine 176 des Turboladers nach stromabwärts des Verdichter-174-Kanals des Turboladers geleitet werden. Sowohl im LP- als auch im HP-AGR-System kann die dem Ansaugkrümmer 146 bereitgestellte AGR-Menge durch die Steuerung 12 über ein entsprechendes LP-AGR-Ventil und ein HP-AGR-Ventil (nicht gezeigt) variiert werden. Ferner kann ein AGR-Sensor (nicht gezeigt) im innerhalb des entsprechenden LP-AGR-Kanals und/oder HP-AGR-Kanals angeordnet sein und kann eine Anzeige von einem oder mehreren von Druck, Temperatur und Konzentration des Abgases bereitstellen. Alternativ kann der AGR-Strom durch einen berechneten Wert auf der Grundlage von Signalen vom MAF-Sensor (stromaufwärts), MAP- (Ansaugkrümmer), MAT- (Krümmergastemperatur) und Kurbeldrehzahlsensors gesteuert werden. Außerdem kann der AGR-Strom auf der Grundlage einer Lambdasonde 128 und/oder eines Ansaugsauerstoffsensors (nicht gezeigt) gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System auch verwendet werden, um die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer und/oder die Temperatur nahe einem Partikelfilter 72 zu regeln.
  • Es versteht sich, dass in zahlreichen Ausführungsformen der Abgaskanal 158 einen Umgehungskanal 173 mit einem Einlass beinhalten kann, der stromaufwärts der Turbine 176 positioniert ist. Ein Durchflussregelventil, bekannt als ein Wastegate-Ventil 172, kann im Umgehungskanal angeordnet sein. Durch das Einstellen der Stellung (z. B. der Öffnungsgrad) des Wastegate-Ventils 172 kann die Abgasmenge gesteuert werden, welche die Turbine 176 umgeht. Die Stellung des Wastegate-Ventils kann über einen Wastegate-Aktor (nicht gezeigt, und der hydraulischer, pneumatischer, elektrischer oder mechanischer Natur sein kann) gesteuert werden, der auf ein Signal von der Steuerung 12 reagiert. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 eine Bedieneranforderung zum Erhöhen des Motordrehmoments empfangen und den Ladedruck erhöhen, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen.
  • Gleichermaßen versteht es sich, dass der Kompressor 174 einen Rückführkanal (nicht gezeigt) durch den Kompressor beinhalten kann. Der Rückführkanal 41 kann zum Rückführen von (warmer) verdichteter Luft vom Verdichterauslass zurück zum Verdichtereinlass verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Verdichterrückführungssystem alternativ oder zusätzlich einen Rückführkanal zum Rückführen von (gekühlter) verdichteter Druckluft aus dem Verdichterauslass, stromabwärts eines Ladeluftkühlers (nicht) zum Verdichtereinlass oder zur Verdichterumgehung zum Abführen verdichteter Lauft an die Umgebung beinhalten. Ein Durchflussregelventil, bekannt als Verdichtungsrückführventil (nicht gezeigt), kann zwischen dem Einlasskanal 142 und dem Rückführkanal beinhaltet sein. Abhängig von der Stellung des Wastegate-Ventils kann die Menge der zurückgeführten Ansaugluft gesteuert werden.
  • Die Emissionssteuerungsvorrichtung (emission control device - ECD) 70 ist entlang des Abgaskanals 48 stromabwärts des Abgaskrümmers 148 und stromabwärts des Abgassensors 128 angeordnet gezeigt. Der Abgassensor 128 ist an den Abgaskanal 48 stromaufwärts der Emissionssteuerungsvorrichtung (ECD) 70 gekoppelt gezeigt. Der Abgassensor 128 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Anzeige eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases sein, wie etwa eine lineare Lambdasonde oder UEGO-Sonde (Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), eine binäre Lambdasonde oder EGO-Sonde, eine HEGO-Sonde (beheizte EGO-Sonde), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Im dargestellten Beispiel ist der Abgassensor 128 als eine UEGO konfiguriert.
  • Die ECD 70 beinhaltet einen oder mehrere Abgaskatalysatoren, die einen oder mehrere von einem Dreiwegekatalysator (three way catalytic converter - TWC), einem Dieseloxidationskatalysator (diesel oxidation catalyst - DOC), einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (selective catalytic reduction - SCR), einer Mager-NOx-Falle (lean NOx trap - LNT) und einem Partikelfilter usw. beinhalten können.
  • Die Steuerung 12 (welche die Steuerung 12 aus 1 beinhalten kann) ist in 2 als ein Mikrocomputer gezeigt, der einen Mikroprozessor 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium (z. B. computerlesbar) für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicher 110 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Ein Nurlesespeichers 110 eines Speichermediums kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die von der Mikroprozessoreinheit 106 zum Durchführen der in dieser Schrift beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten ausführbar sind, die vorausgesetzt, jedoch nicht explizit aufgezählt werden. Wie vorstehend beschrieben, zeigt 2 einen Zylinder eines Mehrzylindermotors und es versteht sich, dass jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Zündkerze usw. beinhalten kann.
  • Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen unterschiedliche Signale von Sensoren empfangen, die an den Motor 10 gekoppelt sind, was einen Grad von bedienergefordertem Drehmoment vom Pedalstellungssensor 134, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases vom Abgassensor 128 beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich Signale empfangen, welche die Messung der Folgenden beinhalten: des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) vom Luftmassenstromsensor 122; der Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) vom Temperatursensor 116, der an die Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) vom Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselstellung (throttle position - TP) von einem Drosselstellungssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals (absolute manifold pressure-MAP) vom Drucksensor 124, das verwendet werden kann, um eine Anzeige von Vakuum, oder Druck, im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Das Motordrehzahlsignal RPM kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Es ist zu beachten, dass unterschiedliche Kombinationen der vorstehenden Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor und umgekehrt. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der MAP-Sensor eine Angabe des Motordrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor, zusammen mit der erfassten Motordrehzahl, eine Schätzung der Ladung (die Luft beinhaltet) bereitstellen, die in den Zylinder eingeleitet wurde. In einem Beispiel kann der Hall-Effekt-Sensor 120, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorgegebene Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen jede einzelne Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den unterschiedlichen Sensoren aus den 1-2 (z. B. EGO-Sensor 128, Pedalstellungssensor 134 usw.) und setzt die unterschiedlichen Aktoren (z. B. die Drosselklappe 164, die Zündkerze 192, die Einspritzvorrichtungen 166, 170, die Ventilaktoren 152, 154 usw.) aus den 1-2 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen einzustellen.
  • Zum Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf einen Abfall der Motordrehmomentanforderung auf Grundlage der Ausgabe des Pedalstellungssensors ein Befehlssignal an mindestens die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 senden, um die Abgabe von Kraftstoff an den Zylinder 15 abzuschalten. Gleichzeitig kann die Steuerung die Ventile 150, 156 über die Aktoren 152, 154 abschalten. Dann kann, während der abgeschaltete Zylinder einen Auslasshub durchläuft (was dieser gewesen wäre), die Steuerung den Auslassventilbetrieb im abgeschalteten Zylinder auf Grundlage der vom Kurbelwellenstellungssensor 120 ausgegebenen Motorbeschleunigungsdaten erkennen.
  • Auf diese Weise können die Komponenten aus den 1-2 ein Motorsystem ermöglichen, das Folgendes umfasst: einen Motor mit einer Vielzahl von Zylindern, die wahlweise abschaltbare Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und wahlweise abschaltbare Einlass- und Auslassventile aufweisen; einen Kurbelwellenstellungssensor; eine Steuerung mit computerlesbaren in nichtflüchtigem Speicher gespeicherten Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: solange die Drehmomentanforderung höher als ein Schwellenwert ist, das Zuordnen der Kurbelwellenbeschleunigung für jeden Motorzylinder, wenn sich Motordrehzahl und -last ändern, wobei befohlen wird, dass ein Auslassventil geöffnet wird, und außerdem befohlen wird, dass das Auslassventil geschlossen wird; das Füllen einer Lookup-Tabelle, die im Speicher der Steuerung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und -last sowie der Zylinderkennung gespeichert ist, mit einem erlernten höchsten Beschleunigungsunterschied zwischen der Kurbelwellenbeschleunigung, die dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu öffnen, in Bezug auf die Kurbelwellenbeschleunigung, die dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu schließen, und einem Zahnbereich des Kurbelwellenstellungssensors, bei dem der höchste Unterschied erlernt wurde. Die Steuerung kann weitere Anweisungen zu Folgendem beinhalten: solange die Drehmomentanforderung niedriger als der Schwellenwert ist, das wahlweise Abschalten eines oder mehrerer Motorzylinder; und für jeden abgeschalteten Zylinder das Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung über einen Auslasshub; und das Anzeigen der Verschlechterung des Auslassventilbetriebs auf Grundlage eines Vergleichs der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung mit einem Schwellenwert, der aus der Lookup-Tabelle in Abhängigkeit von der Zylinderkennung und der Motordrehzahl und -last abgerufen wurde, bei der die Kurbelwellenbeschleunigung erfasst wurde. Zum Beispiel kann das Erfassen das Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung über den Auslasshub im Zahnbereich des Kurbelwellenstellungssensors beinhalten. Die Steuerung kann weitere Anweisungen zu Folgendem beinhalten: das Hochzählen eines Zählers, wenn die erfasste Kurbelwellenbeschleunigung den Schwellenwert überschreitet; und das Einstellen eines Diagnosecodes, der einen verschlechterten Auslassventilbetrieb als Reaktion auf einen Ausgang des Zählers anzeigt, der für einen Zeitraum höher als ein Schwellenwertzähler bleibt. Eine Verschlechterung des Auslassventilbetriebs kann beinhalten, dass sich das Auslassventil während des Auslasshubs in eine geöffnete Stellung bewegt, wenn ihm befohlen wird, sich zu schließen, während des wahlweisen Abschaltens. Zusätzlich kann die Steuerung weitere Anweisungen beinhalten, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das erneute Anschalten eines des einen oder der mehreren wahlweise abgeschalteten Motorzylinder, die als abgeschaltet angezeigt werden; und das Angeschaltethalten des erneut angeschalteten Zylinders, während ein weiterer Motorzylinder abgeschaltet wird als Reaktion auf den Drehmomentbedarf, der geringer als der Schwellenwert ist.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist nun ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Erkennen des Betriebs eines Auslassventils eines abgeschalteten Zylinders in einem Motor mit veränderlichem Hubraum unter Verwendung eines vorhandenen Kurbelwellenstellungssensors gezeigt. Das Verfahren ermöglicht eine zuverlässige Diagnose unter Verwendung vorhandener Komponenten und Sensoren. Das Verfahren stützt sich auf den Vergleich erfasster Kurbelwellenbeschleunigungsdaten des Motors mit einer Karte, die mit Daten während eines Kalibrierungsprogramms gefüllt wurden, wie etwa unter Bezugnahme auf 4 ausgeführt. Die Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems empfangen werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1-2 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren Motoraktoren des Motorsystems verwenden, um den Motorbetrieb einzustellen.
  • Bei 302 werden Motor- und Fahrzeugbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen. Diese beinhalten zum Beispiel Motordrehzahl, Motorlast, Drehmomentanforderung des Bedieners, Ladedruck, Motortemperatur usw. Bei 304 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen eines Sollinduktionsverhältnisses auf Grundlage der geschätzten Motorbetriebsbedingungen. Das Induktionsverhältnis kann als das Verhältnis der aktiven Zylinder zur Gesamtzahl von Zylindern bestimmt werden. Somit bedeutet ein Induktionsverhältnis von 1,0, dass gewünscht ist, dass alle Zylinder angeschaltet sind, während ein Induktionsverhältnis von 0,5 bedeutet, dass gewünscht ist, dass die Hälfte aller Zylinder angeschaltet ist. Die Steuerung kann sich auf eine Lookup-Tabelle beziehen, die das Sollinduktionsverhältnis in Abhängigkeit von mindestens der Motordrehzahl und -last als Eingaben ausgibt. In einem Beispiel nimmt das Sollinduktionsverhältnis mit abnehmender Motordrehzahl und -last ab, obwohl die Abhängigkeit möglicherweise nicht linear ist.
  • In einigen Beispielen kann die Steuerung zusätzlich zum Bestimmen des Sollinduktionsverhältnisses außerdem eine Kennung und eine Anzahl von abzuschaltenden Zylindern ausgeben. Die Auswahl kann auf den aktuellen Motorbetriebsbedingungen, der Zylinderzündreihenfolge usw. basieren.
  • Bei 306 kann bestimmt werden, ob eine Zylinderabschaltung angefordert wurde. In einem Beispiel wird eine Zylinderabschaltanforderung bestätigt, wenn das Sollinduktionsverhältnis kleiner als 1,0 ist. Wenn keine Zylinderabschaltung angefordert ist, wie etwa, wenn das Sollinduktionsverhältnis 1,0 beträgt, kann die Steuerung alle Motorzylinder bei 308 angeschaltet halten. Der Motor kann dann mit allen Zylindern zündend betrieben werden.
  • Wenn eine Zylinderabschaltung angefordert ist, dann können bei 310 ein oder mehrere Zylinder wahlweise abgeschaltet werden, um das angeforderte Induktionsverhältnis bereitzustellen. Zum Beispiel können Zylinder gemäß der Anzahl und Kennung der bei 304 identifizierten Zylinder abgeschaltet werden. Alternativ kann die Anzahl der Zylinder, die wahlweise abgeschaltet werden sollen, auf Grundlage des Sollinduktionsverhältnisses bestimmt werden, während die Kennung der abzuschaltenden Zylinder auf dem Zylinderabschaltverlauf und der Zylinderzündreihenfolge basieren kann. Zum Beispiel kann die Steuerung, wenn das Induktionsverhältnis 0,5 beträgt und der Motor ein V-Motor mit 2 Zylinderbänken ist, dann wahlweise Zylinder der Bank abschalten, die bei einem großen VDE-Ereignis nicht abgeschaltet wurden (d. h. Zylinder, die beim letzten VDE-Ereignis angeschaltet geblieben sind). Das wahlweise Abschalten der ausgewählten Zylinder beinhaltet, dass die Steuerung ein Steuersignal an entsprechende Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Zylinders sendet, um das Betanken abzuschalten. Zusätzlich kann die Steuerung ein Steuersignal an entsprechende Zylinderventilaktoren (oder Zylinderventilabschaltmechanismusaktoren) senden, um das Einlass- und das Auslassventil der Zylinder abzuschalten. Infolgedessen wird dem Auslassventil befohlen, während eines Auslasshubs des abgeschalteten Zylinders geschlossen zu bleiben.
  • Bei 312 beinhaltet das Verfahren das Schätzen von Abgashubbeschleunigungswerten während eines Abgashubs jedes abgeschalteten Zylinders. Die Abgashubbeschleunigungswerte beinhalten die Ausgabe des Kurbelwellenstellungssensors, die über den Abgashub jedes abgeschalteten Zylinders erfasst wird. Wie in dieser Schrift verwendet, beinhaltet die Kurbelwellenbeschleunigung das Bestimmen des Drehzahlunterschieds zwischen bestimmten Zähnen am Kurbelrad. Die Steuerung kann die Geschwindigkeit jedes Zahns messen und dann ein Fenster auswählen, über das die Beschleunigung berechnet werden soll. Die Kurbelzahndrehzahl ist ähnlich der Kurbelwellendrehzahl. In einem Beispiel können Kurbelstellungsdaten vom Kurbelstellungssensor des Motors mit einer definierten Abtastrate erfasst werden. Zum Beispiel können Kurbelstellungsdaten ~8MHz in einem 60-2 Kurbelrad erfasst werden. Dies ergibt eine zuverlässige Geschwindigkeit jedes Zahns, wenn er den Kurbelstellungssensor mit einer Auflösung von 6 Kurbelgraden passiert. Es versteht sich, dass, obwohl das Verfahren das Schätzen der Abgashubbeschleunigung beschreibt, in anderen Beispielen Einlasshubbeschleunigungswerte zusätzlich oder optional vom Kurbelstellungssensor über einen Einlasshub jedes abgeschalteten Zylinders erfasst werden können. Zum Beispiel kann eine Steuerung eine Verschlechterung eines Einlassventils eines wahlweise abgeschalteten Motorzylinders als Reaktion auf eine Kurbelwellenbeschleunigung anzeigen, die über einen Einlasshub des Zylinders erfasst wurde.
  • Unter Bezugnahme auf das Auslassventildiagnoseprogramm haben die Erfinder in dieser Schrift die Abhängigkeit zwischen der Kurbelwellenbeschleunigung und dem (Auslass-)Ventilbetrieb erkannt. Die Beschleunigung steigt während des Auslasshubs bei geöffnetem Auslassventil an, da keine Verdichtung (im Zylinder) erfolgt. Die Beschleunigung nimmt während des Auslasshubs ab, da Verdichtung erfolgt, wenn das Auslassventil geschlossen ist. Zusätzlich werden andere Faktoren, welche die Kurbelwellenbeschleunigung beeinflussen, beim Kalibrierungsprozess berücksichtigt, um alle Rauschfaktoren zu erfassen.
  • Bei 314 beinhaltet das Verfahren das Abrufen eines Kalibrierungsprofils für jeden Zylinder des Motors aus dem Speicher der Steuerung. In einem Beispiel kann das Kalibrierungsprofil in Form einer 3-D-Lookup-Tabelle im Speicher der Steuerung gespeichert sein. Die 3-D-Tabelle kann mit Motorbeschleunigungsdaten gefüllt sein, die während eines Motorkalibrierungsprogramms erfasst wurden, wie unter Bezugnahme auf 4 ausgeführt. Die Daten können in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, -last und -zylinderkennung erfasst werden. Somit kann es eine deutliche 3-D-Karte für jeden Motorzylinder geben, die einen Bereich von Motordrehzahlen und -lasten abdeckt. Wie in 4 ausgeführt, können die Daten erfasst werden, während ein Auslassventil über einen Auslasshub geöffnet ist, und können somit der Karte eines verschlechterten oder fehlerhaften Auslassventils entsprechen.
  • Bei 316 beinhaltet das Verfahren das Vergleichen der Beschleunigungsdaten, die vom Kurbelstellungssensor während des Zylinderabschaltereignisses erfasst werden, mit den Beschleunigungsdaten in der 3-D-Karte für den entsprechenden Zylinder, die aus dem Speicher der Steuerung abgerufen wurden. Zum Beispiel kann die Steuerung fortlaufende Daten des Abgashubs während der Abgashübe der Zylinderabschaltung für jeden abgeschalteten Zylinder erfassen und diese mit einer 3-D-Lookup-Wertetabelle für ein verschlechtertes Auslassventil für den entsprechenden Zylinder vergleichen. Bei 318 kann bestimmt werden, ob die abgetasteten Beschleunigungsdaten für den abgeschalteten Zylinder größer als ein Schwellenwert sind, wobei der Schwellenwert auf der abgerufenen Karte des entsprechenden Zylinders bei der bestimmten Motordrehzahl und -last mit einem fehlerhaften Auslassventil basiert. Ein Vorzeichen und eine Richtung der Änderung können von der Motordrehzahl und -last verglichen mit dem Lastsollwert abhängen.
  • Ob das Auslassventil während des Auslasses geöffnet/geschlossen ist, ist lediglich ein Faktor beim Bestimmen der Kurbelbeschleunigung während des Auslasshubs. Noch andere kleinere Faktoren, die berücksichtigt werden können, beinhalten einen vorhergehenden Arbeitstakt, Kurbelwellendynamik, Zusatzlasten und Nockenstellungen. Diese kleineren Faktoren können in Auswirkungen gruppiert werden, die in Drehzahl und Last beobachtet werden.
  • Alternativ kann ein Unterschied zwischen dem geschätzten Abgasbeschleunigungswert und dem zugeordneten Abgasbeschleunigungswert bestimmt und auf Grundlage der Zuordnung mit einem Schwellenwert verglichen werden. In einem Beispiel kann ein absoluter Unterschied bestimmt werden. Es versteht sich, dass ein Vergleich der erfassten Beschleunigungsdaten und der zugeordneten Beschleunigungsdaten für jeden Zylinder, der während des VDE-Modus abgeschaltet ist, auf ähnliche Weise durchgeführt werden kann. Eine beispielhafte Karte, die für den Vergleich verwendet werden kann, ist unter Bezugnahme auf 7 gezeigt und später ausführlich beschrieben.
  • Wenn bestimmt wird, dass der Unterschied für einen bestimmten Zylinder größer als der Schwellenwert ist, dann beinhaltet das Verfahren bei 322 das Hochzählen des Zählerstands eines Fehlerzählers für den bestimmten Zylinder. Zum Beispiel kann die Ausgabe eines im Speicher der Steuerung gespeicherten Fehlerzählers in Abhängigkeit von der Kennung des bestimmten Zylinders um einen Wert von 1 erhöht werden. Alternativ kann die Steuerung die Anzahl von Aufgabenschleifen hochzählen (-10 ms). Dabei kann die Steuerung zählen, wie viele Aufgabenschleifen, für die bestimmt wird, dass das Auslassventil fehlerhaft ist, und kann folgendermaßen bestimmt werden: Anzahl * Aufgabe = Zeitraum.
  • Zusätzlich zum Überwachen des Zählerstandes kann die Steuerung auch einen Zeitraum, über den die Zählung hochgezählt wird, oder eine Änderungsrate des Zählerstandes überwachen. Andernfalls kann, wenn der Unterschied nicht größer als der Schwellenwert ist, dann bei 320 den aktuellen Fehlerzählerstand des Zählers für den bestimmten Zylinder beibehalten werden.
  • In einigen Beispielen kann eine Methodik des „löchrigen Eimers“ verwendet werden, um den Zählerstand oder den Zeitraum/die Rate auf Grundlage dessen herunterzuzählen, dass das Auslassventil nicht ausgefallen ist. Zum Beispiel kann die Steuerung die Anzahl von Motorzyklen verringern, bei denen ein Fehler vorliegt, wenn erfasst wird, dass das Auslassventil nicht verschlechtert ist. Sobald die Anzahl der verschlechterten Motorzyklen unter einem Schwellenwert liegt, kann die Steuerung beginnen, den Zeitraumzähler zu verringern, während das Auslassventil immer noch als nicht verschlechtert erkannt wird. Das gleiche kann zum Erhöhen der Zählerstände und der Zeitgeber angewendet werden, was das Erhöhen des Zählerstandes auf einen Schwellenwert und dann das Vergrößern des Zeitraums beinhaltet.
  • Von jedem von 320 und 322 geht das Verfahren zu 324 über, wo der Fehlerzählerstand für jeden abgeschalteten Zylinder mit einem Schwellenwertzählerstand verglichen wird (Thr count). In einem Beispiel ist der Schwellenwertzählerstand ein Schwellenwert ungleich null. In weiteren Beispielen kann die Steuerung bestimmen, ob der Zählerstand für einen definierten Zeitraum größer als der Schwellenwert war, wie etwa für 5 Minuten einen Wert von 30.000 aufweisend. Es versteht sich, dass die Steuerung für jeden Zylinder einen unterschiedlichen Fehlerzählerstand und Fehlerzeitraum einstellen kann. Die Steuerung kann dementsprechend einen Gesamtzählerstand von fehlerhaften Zyklen in KAM pro Zylinder einhalten. In einem Beispiel kann der Schwellenwertzählerstand für alle Motorzylinder gleich sein. In anderen Beispielen kann der Schwellenwertzählerstand für jeden Zylinder variieren. Zum Beispiel können alle Zylinder einen Standardschwellenwertzählerstand aufweisen, der dann auf Grundlage des Fehlerverlaufs eines Zylinders eingestellt wird. Zum Beispiel kann, wenn bei einem Zylinder zuvor eine Verschlechterung des Auslassventils erkannt wurde, der Schwellenwertzählerstand für den bestimmten Zylinder vom Standardwert herabgesetzt werden.
  • Wenn die Ausgabe des Zählers für einen bestimmten Zylinder geringer als der Schwellenwert ist, beinhaltet das Verfahren bei 328 das Anzeigen, dass keine Ventilverschlechterung im wahlweise abgeschalteten Zylinder vorliegt. Ansonsten beinhaltet das Verfahren, wenn die Ausgabe des Zählers für einen bestimmten Zylinder größer als der Schwellenwert ist, bei 328 das Anzeigen, dass eine Verschlechterung des Auslassventils im bestimmten Zylinder vorliegt. Zum Beispiel kann angezeigt werden, dass das Auslassventil geöffnet wurde, als befohlen wurde, dass es durch einen Auslasshub des Zylinderereignisses für den bestimmten abgeschalteten Zylinder geschlossen bleiben soll. Als weiteres Beispiel kann angezeigt werden, dass ein Aktor verschlechtert ist, der an einen Ventilabschaltmechanismus des Auslassventils des bestimmten Zylinders gekoppelt ist. Es versteht sich, dass, obwohl das obige Beispiel eine Verschlechterung eines Auslassventilmechanismus eines wahlweise abgeschalteten Zylinders als Reaktion auf über einen Kurbelsensor erfasste Abgasbeschleunigungsdaten zeigt, in anderen Beispielen die Steuerung in ähnlicher Weise eine Verschlechterung eines Einlassventilmechanismus eines wahlweise abgeschalteten Zylinders als Reaktion auf Abgasbeschleunigungsdaten anzeigen kann, die über den Kurbelsensor erfasst wurden. Das Verfahren endet dann.
  • In einigen Beispielen können als Reaktion auf die Anzeige der Ventilverschlechterung ein oder mehrere Abhilfemaßnahmen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann als Reaktion auf die Anzeige einer Verschlechterung des Auslassventils während der Abschaltung eines bestimmten Zylinders der bestimmte Zylinder erneut angeschaltet werden und während zukünftiger VDE-Bedingungen kann der bestimmte Zylinder angeschaltet gehalten werden. Das heißt, dass die zukünftige Abschaltung des bestimmten Zylinders mit dem verschlechterten Auslassventil abgeschaltet werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 4 ist nun ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Kalibrieren von Motorkurbelstellungsinformationen gezeigt, wie sie von einem Kurbelstellungssensor erfasst werden, der an eine Zylinderkurbelwelle gekoppelt ist. Die Daten können erfasst und zum Füllen einer Lookup-Tabelle verwendet werden, auf die durch eine Diagnose für den Ventilbetrieb eines Zylinders während eines Zylinderabschaltereignisses verwiesen wird. In einem Beispiel kann das Verfahren aus 4 als Teil des Verfahrens aus 3 durchgeführt werden, wie etwa bei 314.
  • Bei 402 beinhaltet das Verfahren das Erfassen von Kurbelstellungsdaten vom Kurbelstellungssensor eines Motors mit einer definierten Abtastrate. In einem Beispiel wird die Sensorausgabe mit ~8 Mhz vom Kurbelstellungssensor erfasst. Bei einem 60-2 Kurbelrad ergibt dies eine zuverlässige Geschwindigkeit jedes Zahns, wenn er den Kurbelstellungssensor mit einer Auflösung von 6 Kurbelgraden passiert. Die Daten können über einen Auslasshub des Zylinders erfasst werden. Das Erfassen der Kurbelstellungsdaten beinhaltet bei 403 für jeden Motorzylinder das Erfassen von Beschleunigungsdaten bei geöffnetem Auslassventil sowie bei geschlossenem Auslassventil. Es versteht sich, dass obwohl das Verfahren aus 4 die Erfassung von Abgasbeschleunigungsdaten (d. h. Kurbelstellungsdaten, die über einen Auslasshub jedes Zylinders erfasst wurden) beschreibt, die Steuerung in anderen Beispielen auf ähnliche Weise Einlassbeschleunigungsdaten (d. h. Kurbelstellungsdaten, die über einen Einlasshub jedes Zylinders erfasst wurden) erfassen kann. Das Erfassen der Daten beinhaltet ferner bei 404 das Erfassen von Kurbelstellungsdaten über einen Bereich von Motordrehzahlen und -lasten und das Speichern der Daten in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und -last für jeden Zylinder. Zum Beispiel können Kurbelstellungsdaten erfasst werden, wenn die Motordrehzahl und -last über eine Dauer des Kalibrierungsprozesses variiert. Als ein Beispiel kann die Steuerung Kurbeldrehzahldaten während des Auslasshubs für verschiedene Drehzahlen und Lasten für ein nichtverchlechtertes Auslassventil erfassen. Dann würde die Steuerung die gleichen Daten für ein verschlechtertes Auslassventil erfassen. Die Steuerung würde dann auf Grundlage der Drehzahlen, die den größten Abstand zwischen nichtverschlechterten Auslassventil und einem verschlechterten Auslassventil bei jeder Drehzahl und Last bereitstellen, auswählen, welche Drehzahlen zur Berechnung der Kurbelwellenbeschleunigung verwendet werden sollen.
  • Bei 406 beinhaltet das Verfahren das Durchführen einer Analyse, um Zahnprofilkorrekturen zu erlernen, die erforderlich sind, um Herstellungsschwankungen im Kurbelrad zu beheben. Eine beispielhafte Analyse ist unter Bezugnahme auf 5 gezeigt. Dabei werden Zahnperiodenmessungen normalisiert, um Schwankungen der Zahnbreite zu korrigieren und Messintervalle zu unterstützen, die nicht an PIP-Kanten ausgerichtet sind. Korrekturfaktoren können das Verhältnis einer Zahnperiodenzeit zur durchschnittlichen Zahnperiodenzeit für den um den Zahn zentrierten Motorzyklus beinhalten, um die Messzeiten der Zahnperioden zu normalisieren.
  • Unter kurzer Bezugnahme auf 5 zeigt die Karte 500 eine beispielhafte Korrektur von Kurbelzahngeschwindigkeitsdaten, die über einen Kurbelstellungssensor für einen bestimmten Zylinder erfasst wurden. Die Daten werden für einen 1-3 Motor mit 1,0 1 im Leerlauf mit einem 60-2 Rad zur Messung der Kurbelwellenstellung erfasst. Der Verlauf 502 zeigt einen nichtkorrigierten Zahnperiodenpuffer. Die Zahnperiode (in hw-Marken) wird entlang der y-Achse angezeigt und die Zahnanzahl ab dem fehlenden Zahn auf U 1 wird auf der x-Achse angezeigt. Die x-Achse ist jeder Zahn auf dem Rad (120 Zähne, 6 CAD pro Zahn). Die y-Achse für jeden Verlauf ist der Zeitraum, die der Zahn benötigt hat, um den Kurbelstellungssensor zu passieren (es ist zu beachten, dass 6 CAD/Zeitraum pro Zahn die Drehzahl jedes Zahns angibt). Der Medianwert pro Zahnindex wird durch die Datenpunkte 504 angezeigt. Der Bereich 506 zeigt eine Reihe von Linien, die den zusammengesetzten Verlauf von Zahndaten (z. B. über -300 Zyklen) darstellen.
  • Profilkorrekturfaktoren sind in Verlauf 512 gezeigt, wobei jeder Kreis 514 einen Profilkorrekturfaktor darstellt, der auf den entsprechenden Zahn angewendet wird (ein Korrekturfaktor pro Zahn). Korrigierte Zahnperiodenausgaben sind in Verlauf 522 gezeigt, und die Achsen sind die gleichen wie für Verlauf 502.
  • Ein Eingangssignal des Kurbelwellenstellungssensors wird mit dem PIP-Unterbrechungszeitpunkt (cpsin­_tt) in Verlauf 502 erfasst, zum Beispiel mit 1 Motorzyklus von 720 CA. Dann enthält eine kreisförmige Pufferanordnung den letzten Zahnzykluswert von 1 Motorzyklus (720 CA, untersucht bei 6 CAD/Zeitraum = 120 Elemente). Dies wird als cpsin_tt_buf(x) dargestellt. Dann wird ein Profilkorrekturfaktor pro Zahn über 1 Motorzyklus (120 cfs (cubic feet per second -Kubikfuß pro Sekunde)) zugewiesen. Schließlich liefern Messprogramme profilkorrigierte Zahnperiodenzeiträume.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 4 beinhaltet das Verfahren bei 408 nach dem Korrigieren der Daten das Identifizieren der Zahnperioden, die einen größten Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem geöffneten Auslassventil und dem geschlossenen Auslassventilzustand (oder den Zuständen des geöffneten Einlassventils und des geschlossenen Einlassventils in dem Szenario, bei dem Einlassbeschleunigungsdaten erfasst wurden) für jeden Drehzahl-Last-Sollwert des Motors aufweisen, für einen bestimmten Zylinder. In dieser Schrift wird die Kalibrierung für mehrere Datenpunkte (z. B. mindestens mehr als eine Schwellenwertanzahl von Datenpunkten, wie etwa 9 Datenpunkte) über die Motordrehzahl- und -lasttabelle durchgeführt. Eine beispielhafte Kalibrierung ist in 6 gezeigt. Bei 410 beinhaltet das Verfahren das Auswählen eines Beschleunigungsfensters für eine Diagnose des bestimmten Zylinders auf Grundlage der identifizierten Zahnperioden. Bei 412 werden das ermittelte Beschleunigungsfenster und der identifizierte Geschwindigkeitsunterschied verwendet, um eine 3-D-Lookup-Tabelle zu füllen. Insbesondere kann die Steuerung eine 3-D-Lookup-Tabelle füllen, die im Speicher der Steuerung mit den Beschleunigungswerten für jeden Zylinder im ausgewählten Beschleunigungsfenster in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und -last (und der Zylinderkennung) gespeichert ist. Das Verfahren endet dann. Dies schließt die Kalibrierung ab und die kalibrierte Karte wird im Speicher der Steuerung gespeichert und zur Verwendung während der Ausführung einer Zylinderabschaltventildiagnose (wie dem Verfahren aus 3) abgerufen, um eine Ventilverschlechterung zu identifizieren. Eine beispielhafte Karte ist unter Bezugnahme auf 7 gezeigt, die mit den Daten gefüllt ist, die über einen Bereich von Sollwerten bei 6 erfasst wurden.
  • Es versteht sich, dass die Kalibrierung, die im Verfahren aus 4 (und dem Beispiel aus 6) durchgeführt wurde, durchgeführt wird, während der Motor bei einem definierten Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, wie bei oder um die Stöchiometrie. In alternativen Beispielen kann die Karte jedoch in Abhängigkeit vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders weiter eingestellt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 6 stellt nun die Karte 600 die Verläufe 602-618 dar, wobei jeder Verlauf die Kurbelbeschleunigung darstellt, die für einen bestimmten Zylinder bei einem eindeutigen Sollwert erfasst wurde, der eine definierten Motordrehzahl und -last aufweist (es sind neun Sollwerte gezeigt). Jeder Verlauf gilt für denselben Motorzylinder und für den Betrieb desselben Auslassventils, allerdings bei verschiedenen Drehzahl-Last-Punkten des Motors. Jeder Verlauf stellt die Kurbelbeschleunigung entlang der y-Achse und einen Motorzykluszählerstand entlang der x-Achse dar. Die Sollwerte für die Verläufe 602 bis 618 stellen dar, die dass die Motordrehzahl in senkrechter Richtung allmählich erhöht wird und die Motorlast in waagerechter Richtung allmählich erhöht wird. Somit stellen die Verläufe 602, 608 und 614 Kurbelwellenbeschleunigungsdaten dar, die für einen Zylinder bei einer ersten Motordrehzahl und bei allmählich ansteigenden Motorlasten erfasst wurden, die Verläufe 604, 610 und 616 stellen Kurbelwellenbeschleunigungsdaten dar, die bei einer zweiten Motordrehzahl (höher als die erste Motordrehzahl) und bei allmählich ansteigenden Motorlasten erfasst wurden, und die Verläufe 606, 612 und 618 stellen Kurbelwellenbeschleunigungsdaten dar, die bei einer dritten Motordrehzahl (höher als die zweite Motordrehzahl) und bei allmählich ansteigenden Motorlasten erfasst wurden. Gleichermaßen stellen die Verläufe 602, 604 und 606 Kurbelwellenbeschleunigungsdaten dar, die bei einer ersten Motorlast und bei allmählich ansteigenden Motordrehzahlen erfasst wurden, die Verläufe 608, 610 und 612 stellen Kurbelwellenbeschleunigungsdaten dar, die bei einer zweiten Motorlast (höher als die erste Motorlast) und bei allmählich ansteigenden Motordrehzahlen erfasst wurden, und die Verläufe 614, 616 und 618 stellen Kurbelwellenbeschleunigungsdaten dar, die bei einer dritten Motorlast (höher als die zweite Motorlast) und bei allmählich ansteigenden Motordrehzahlen erfasst wurden.
  • In jedem Verlauf sind Kurbelbeschleunigungsdaten, die für einen bestimmten Zylinder erfasst wurden, der ein funktionsfähiges Auslassventil (oder einem zugehörigen Mechanismus) aufweist, durch durchgezogene weiße Balken gezeigt, Kurbelbeschleunigungsdaten, die für den bestimmten Zylinder erfasst wurden, der ein verschlechtertes Auslassventil (oder einem zugehörigen Mechanismus) aufweist, sind durch durchgezogene graue Balken dargestellt und ein Fenster, bei dem die Daten zwischen den beiden Bedingungen den höchsten Unterschied aufweisen, werden durch schraffierte Balken gezeigt. In einem Beispiel entsprechen Ventilfunktionsdaten Daten, die erfasst werden, während ein Auslassventil des Zylinders während eines Auslasshubs geschlossen gehalten wird (wodurch der Zustand nachgeahmt wird, der während eines Funktionszylinderabschaltereignisses im bestimmten Zylinder beobachtet wird, wobei das Ventil geschlossen bleibt, wenn befohlen wird, sich zu schließen) während verschlechterte Ventildaten im gleichen Zylinder erfassten Daten entsprechen, während das Auslassventil des Zylinders während eines Auslasshubs geöffnet gehalten wird (wodurch der Zustand nachgeahmt wird, der während eines verschlechterten Zylinderabschaltereignisses im bestimmten Zylinder beobachtet wird, wobei sich das Ventil öffnet, wenn befohlen wird, sich zu schließen).
  • In einem Beispiel kann die Steuerung die Zahnpunkte identifizieren, die dem Bereich entsprechen, der den größten Unterschied zwischen funktionsfähigen und verschlechtertem Zustand aufweist, und die Zahnpunkte verwenden, um eine entsprechende Zahnperiode zu identifizieren, die während einer Diagnose für den bestimmten Zylinder und den bestimmten Motordrehzahl- und -lastsollwert verwendet werden soll. Zum Beispiel können unter Bezugnahme auf den Verlauf 602 Zahnpunkte, die den Motorzykluszählerständen 620 und 622 entsprechen, berechnet und verwendet werden, um eine Zahnperiode (entsprechend dem Bereich 620-622) zu definieren, die den höchsten Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem funktionsfähigen und dem verschlechterten Zustand aufweist. Diese Daten werden dann verwendet, um eine 3-D-Lookup-Tabelle zu füllen, wie etwa die Tabelle 700 aus 7. Abhängig von der Kurbeldynamik des Motors kann der Kalibrierungsprozess eine oder mehrere 3-D-Lookup-Tabellen pro Zylinder erfordern.
  • Insbesondere zeigt 6 Histogramme der Motorzykluszählerstände bei verschiedenen Drehzahlen und Lasten von Kurbelbeschleunigungsdaten mit einem Funktions- und Auslassventil. Die Verteilungen werden verwendet, um den Medianwert für die Kurbelbeschleunigung zu bestimmen, der während des Auslasshubs für ein funktionsfähiges oder verschlechtertes Auslassventil sichtbar ist. 7 zeigt beispielhafte Medianwerte von Verläufen aus 6, die als Schwellenwerte verwendet werden, um ein verschlechtertes Ventils zu bestimmen. Die niedrigsten Drehzahlen und Lasten zeigten die höchste Trennung zwischen verschlechterten und funktionsfähigen Medianwerten. Bei dieser Strategie wird ein rollierender Median berechnet, der im Allgemeinen mit dem Median der jeweiligen Histogrammdrehzahl und -last übereinstimmt.
  • Zum Beispiel ist in der oberen linken Kurve in 6 die mittlere Beschleunigung für ein verschlechtertes Auslassventil ∼-0,3, während die mittlere Beschleunigung für ein funktionsfähiges Auslassventil -0,2 ist. Ein Schwellenwert wird in der rollierenden Medianberechnung mit Hysterese ein/aus auf -0,28 eingestellt, um zu bestimmen, dass sich das Auslassventil anstelle eines funktionsfähigen Auslassventils wie ein verschlechtertes Auslassventil verhält. Die Verschlechterung wird bei diesem Teil mit niedriger Drehzahl und niedriger Last einer 3-D-Karte gespeichert und der Algorithmus untersucht weiterhin die anderen Kurbelbeschleunigungsdaten, um zu bestimmen, ob sie ein ähnliches verschlechtertes Auslassventilverhalten im Kurbelbeschleunigungssignal zeigen.
  • Auf diese Weise kann eine genaue und zuverlässige Ventildiagnose für einen Motor umgesetzt werden, der mit wahlweisen Zylinderabschaltfunktionen konfiguriert ist. Die technische Auswirkung des Korrelierens von Kurbelstellungsdaten, die während eines Auslasshubs eines abgeschalteten Zylinders erfasst werden, mit der Ventilfunktionsfähigkeit besteht darin, dass die Auslassventildiagnose im VDE-Motor unter Verwendung vorhandener Sensoren ausgeführt werden kann, wodurch die Abhängigkeit von teuren Ventilstellungssensoren oder Abgasdrucksensoren verringert wird. Der Ansatz kann gleichermaßen angewendet werden, um die Kurbelwellenbeschleunigung des Einlasshubs mit dem Betrieb des Einlassventils während eines Zylinderabschaltereignisses zu korrelieren. Dadurch können die Diagnosekosten verringert werden, ohne die Diagnosegenauigkeit zu beeinträchtigen. Durch rechtzeitiges Identifizierung und Abmildern einer Verschlechterung des Auslassventilbetriebs während eines Zylinderabschaltereignisses kann die Abgasemissionsqualität verbessert werden.
  • Ein beispielhaftes Verfahren umfasst Folgendes: das Anzeigen einer Verschlechterung eines Auslassventils eines wahlweise abgeschalteten Motorzylinders als Reaktion auf eine Kurbelwellenbeschleunigung, die über einen Auslasshub des Zylinders erfasst wurde. Im vorhergehenden Beispiel beinhaltet das Anzeigen einer Verschlechterung zusätzlich oder optional das Anzeigen, dass das Auslassventil geöffnet ist, wenn ihm während eines Abschaltereignisses des Zylinders befohlen wurde, sich zu schließen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventils zusätzlich oder optional das Anzeigen, dass ein Aktor, der an einen Abschaltmechanismus des Auslassventils gekoppelt ist, verschlechtert ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional die Kurbelwellenbeschleunigung über einen Kurbelwellenstellungssensor erfasst. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional die erfasste Kurbelwellenbeschleunigung bei einer Motordrehzahl und -last erfasst, wobei das Anzeigen als Reaktion auf die Kurbelwellenbeschleunigung das Vergleichen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung über den Auslasshub des Zylinders mit einer kalibrierten Beschleunigung beinhaltet, die bei der Motordrehzahl und -last dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu öffnen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Anzeigen zusätzlich oder optional ferner das Anzeigen, dass das Auslassventil verschlechtert ist, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung und der kalibrierten Beschleunigung größer als ein Schwellenwertunterschied ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Schwellenwertunterschied von der Motordrehzahl und -last abhängig. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Anzeigen zusätzlich oder optional ferner das Anzeigen, dass das Auslassventil verschlechtert ist, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung und der kalibrierten Beschleunigung für einen Zeitraum größer als ein Schwellenwertunterschied bleibt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner als Reaktion auf das Anzeigen, das erneute Anschalten des Zylinders und das Angeschaltethalten des Zylinders, während ein weiterer Motorzylinder abgeschaltet wird, nachdem die wahlweisen Zylinderabschaltbedingungen anschließend erfüllt sind.
  • Ein weiteres beispielhaftes Verfahren für einen Motor mit veränderlichem Hubraum umfasst als Reaktion auf einen Abfall des Drehmomentbedarfs Folgendes: das Abschalten des Kraftstoff- und Ventilbetriebs eines Zylinders, während ein weiterer Motorzylinder angeschaltet gehalten wird; das ununterbrochene Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung während eines Auslasshubs des abgeschalteten Zylinders; und das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventilbetriebs des abgeschalteten Zylinders auf Grundlage der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung in Bezug auf eine zugeordnete Beschleunigung. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner das Zuordnen der Kurbelwellenbeschleunigung, was Folgendes beinhaltet: das Vergleichen einer ersten Karte der Kurbelwellenbeschleunigung des Zylinders, der über einen Bereich von Motordrehzahlen und -lasten zugeordnet ist, wobei dem Auslassventil befohlen ist, sich zu öffnen, mit einer zweiten Karte der Kurbelwellenbeschleunigung, die über den Bereich der Motordrehzahlen und -lasten zugeordnet ist, wobei dem Auslassventil befohlen ist, sich zu schließen, und das Identifizieren eines Zahnbereichs des Kurbelwellensensors mit dem größten Unterschied bei der Kurbelwellenbeschleunigung zwischen der ersten Karte und der zweiten Karte. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional das Füllen einer Lookup-Tabelle mit dem größten Unterschied, wobei die Lookup-Tabelle in Abhängigkeit von der Zylinderkennung und der Motordrehzahl und - last gefüllt ist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional das Anzeigen der Verschlechterung des Auslassventilbetriebs des abgeschalteten Zylinders auf Grundlage der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung in Bezug auf die zugeordnete Beschleunigung das Vergleichen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung mit einem Wert aus der Lookup-Tabelle, wobei der Wert auf Grundlage der Motordrehzahl und - last zu einem Zeitpunkt des Erfassens der Kurbelwellenbeschleunigung abgerufen wird. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Anzeigen zusätzlich oder optional das Hochzählen eines Zählers, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung und der zugeordneten Kurbelwellenbeschleunigung einen Schwellenwert überschreitet; und das Anzeigen, dass der Auslassventilbetrieb verschlechtert ist, was beinhaltet, dass das Auslassventil geöffnet ist, wenn ihm befohlen wird, sich zu schließen, als Reaktion auf eine Ausgabe des Zählers, der einen Schwellenwertzählerstand überschreitet.
  • Ein weiteres beispielhaftes Motorsystem umfasst einen Motor mit einer Vielzahl von Zylindern, die wahlweise abschaltbare Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und wahlweise abschaltbare Einlass- und Auslassventile aufweisen; einen Kurbelwellenstellungssensor; eine Steuerung mit computerlesbaren in nichtflüchtigem Speicher gespeicherten Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: solange die Drehmomentanforderung höher als ein Schwellenwert ist, das Zuordnen der Kurbelwellenbeschleunigung für jeden Motorzylinder, wenn sich Motordrehzahl und -last ändern, wobei befohlen wird, dass ein Auslassventil geöffnet wird, und außerdem befohlen wird, dass das Auslassventil geschlossen wird; das Füllen einer Lookup-Tabelle, die im Speicher der Steuerung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und -last sowie der Zylinderkennung gespeichert ist, mit einem erlernten höchsten Beschleunigungsunterschied zwischen der Kurbelwellenbeschleunigung, die dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu öffnen, in Bezug auf die Kurbelwellenbeschleunigung, die dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu schließen, und einem Zahnbereich des Kurbelwellenstellungssensors, bei dem der höchste Unterschied erlernt wurde. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen zu Folgendem: solange die Drehmomentanforderung niedriger als der Schwellenwert ist, das wahlweise Abschalten eines oder mehrerer Motorzylinder; und für jeden abgeschalteten Zylinder das Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung über einen Auslasshub; und das Anzeigen der Verschlechterung des Auslassventilbetriebs auf Grundlage eines Vergleichs der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung mit einem Schwellenwert, der aus der Lookup-Tabelle in Abhängigkeit von der Zylinderkennung und der Motordrehzahl und -last abgerufen wurde, bei der die Kurbelwellenbeschleunigung erfasst wurde. Zum Beispiel beinhaltet das Erfassen zusätzlich oder optional das Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung über den Auslasshub im Zahnbereich des Kurbelwellenstellungssensors. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen, um einen Zähler hochzuzählen, wenn die erfasste Kurbelwellenbeschleunigung den Schwellenwert überschreitet; und einen Diagnosecode einzustellen, der einen verschlechterten Auslassventilbetrieb als Reaktion auf einen Ausgang des Zählers anzeigt, der für einen Zeitraum höher als ein Schwellenwertzähler bleibt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet eine Verschlechterung des Auslassventilbetriebs zusätzlich oder optional, dass sich das Auslassventil während des Auslasshubs in eine geöffnete Stellung bewegt, wenn ihm befohlen wird, sich zu schließen, während des wahlweisen Abschaltens. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder optional weitere Anweisungen, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das erneute Anschalten eines des einen oder der mehreren wahlweise abgeschalteten Motorzylinder, die als abgeschaltet angezeigt werden; und das Angeschaltethalten des erneut angeschalteten Zylinders, während ein weiterer Motorzylinder abgeschaltet wird als Reaktion auf den Drehmomentbedarf, der geringer als der Schwellenwert ist.
  • In einer weiteren Darstellung ist das Motorsystem an ein Hybridfahrzeugsystem oder ein autonomes Fahrzeugsystem gekoppelt. In einer weiteren Darstellung kann eine Steuerung eine Verschlechterung eines Einlassventils eines wahlweise abgeschalteten Motorzylinders als Reaktion auf eine Kurbelwellenbeschleunigung anzeigen, die über einen Einlasshub des Zylinders erfasst wurde.
  • Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzprogramme mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -programme können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem ausgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Ein(e) oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen kann bzw. können in Abhängigkeit von der bestimmten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch für Code stehen, der in einen nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Maßnahmen 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 in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
  • Wie in dieser Schrift verwendet, ist der Begriff „ungefähr“ so gemeint, dass er plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
  • Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nichtnaheliegend 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 in dieser oder einer zugehörigen Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche, egal ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Schutzumfang aufweisen, werden ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet betrachtet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt, das Folgendes aufweist: das Anzeigen einer Verschlechterung eines Auslassventils eines wahlweise abgeschalteten Motorzylinders als Reaktion auf eine Kurbelwellenbeschleunigung, die über einen Auslasshub des Zylinders erfasst wurde.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anzeigen einer Verschlechterung das Anzeigen, dass das Auslassventil geöffnet ist, wenn ihm während eines Abschaltereignisses des Zylinders befohlen wurde, sich zu schließen.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventils das Anzeigen, dass ein Aktor, der an einen Abschaltmechanismus des Auslassventils gekoppelt ist, verschlechtert ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die Kurbelwellenbeschleunigung über einen Kurbelwellenstellungssensor erfasst.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die erfasste Kurbelwellenbeschleunigung bei einer Motordrehzahl und -last erfasst, wobei das Anzeigen als Reaktion auf die Kurbelwellenbeschleunigung das Vergleichen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung über den Auslasshub des Zylinders mit einer kalibrierten Beschleunigung beinhaltet, die bei der Motordrehzahl und -last dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu öffnen.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anzeigen ferner das Anzeigen, dass das Auslassventil verschlechtert ist, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung und der kalibrierten Beschleunigung größer als ein Schwellenwertunterschied ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwertunterschied von der Motordrehzahl und -last abhängig.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anzeigen ferner das Anzeigen, dass das Auslassventil verschlechtert ist, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung und der kalibrierten Beschleunigung für einen Zeitraum größer als ein Schwellenwertunterschied bleibt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner, als Reaktion auf das Anzeigen, durch das erneute Anschalten des Zylinders und das Angeschaltethalten des Zylinders gekennzeichnet, während ein weiterer Motorzylinder abgeschaltet wird, nachdem die wahlweisen Zylinderabschaltbedingungen anschließend erfüllt sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für einen Motor mit veränderlichem Hubraum bereitgestellt, der Folgendes aufweist: als Reaktion auf einen Abfall des Drehmomentbedarfs, das Abschalten des Kraftstoff- und Ventilbetriebs eines Zylinders, während ein weiterer Motorzylinder angeschaltet gehalten wird; das ununterbrochene Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung während eines Auslasshubs des abgeschalteten Zylinders; und das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventilbetriebs des abgeschalteten Zylinders auf Grundlage der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung in Bezug auf eine zugeordnete Beschleunigung.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch das Zuordnen der Kurbelwellenbeschleunigung gekennzeichnet, was Folgendes beinhaltet: das Vergleichen einer ersten Karte der Kurbelwellenbeschleunigung des Zylinders, der über einen Bereich von Motordrehzahlen und -lasten zugeordnet ist, wobei dem Auslassventil befohlen ist, sich zu öffnen, mit einer zweiten Karte der Kurbelwellenbeschleunigung, die über den Bereich der Motordrehzahlen und -lasten zugeordnet ist, wobei dem Auslassventil befohlen ist, sich zu schließen; und das Identifizieren eines Zahnbereichs des Kurbelwellensensors mit dem größten Unterschied bei der Kurbelwellenbeschleunigung zwischen der ersten Karte und der zweiten Karte.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch das Füllen einer Lookup-Tabelle mit dem größten Unterschied gekennzeichnet, wobei die Lookup-Tabelle in Abhängigkeit von der Zylinderkennung und der Motordrehzahl und -last gefüllt ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anzeigen der Verschlechterung des Auslassventilbetriebs des abgeschalteten Zylinders auf Grundlage der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung in Bezug auf die zugeordnete Beschleunigung das Vergleichen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung mit einem Wert aus der Lookup-Tabelle, wobei der Wert auf Grundlage der Motordrehzahl und -last zu einem Zeitpunkt des Erfassens der Kurbelwellenbeschleunigung abgerufen wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Anzeigen das Hochzählen eines Zählers, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung und der zugeordneten Kurbelwellenbeschleunigung einen Schwellenwert überschreitet; und das Anzeigen, dass der Auslassventilbetrieb verschlechtert ist, was beinhaltet, dass das Auslassventil geöffnet ist, wenn ihm befohlen wird, sich zu schließen, als Reaktion auf eine Ausgabe des Zählers, der einen Schwellenwertzählerstand überschreitet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Motorsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor mit einer Vielzahl von Zylindern, die wahlweise abschaltbare Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und wahlweise abschaltbare Einlass- und Auslassventile aufweisen; einen Kurbelwellenstellungssensor; eine Steuerung mit computerlesbaren in nichtflüchtigem Speicher gespeicherten Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: solange die Drehmomentanforderung höher als ein Schwellenwert ist, das Zuordnen der Kurbelwellenbeschleunigung für jeden Motorzylinder, wenn sich Motordrehzahl und -last ändern, wobei befohlen wird, dass ein Auslassventil geöffnet wird, und außerdem befohlen wird, dass das Auslassventil geschlossen wird; das Füllen einer Lookup-Tabelle, die im Speicher der Steuerung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und - last sowie der Zylinderkennung gespeichert ist, mit einem erlernten höchsten Beschleunigungsunterschied zwischen der Kurbelwellenbeschleunigung, die dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu öffnen, in Bezug auf die Kurbelwellenbeschleunigung, die dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu schließen, und einem Zahnbereich des Kurbelwellenstellungssensors, bei dem der höchste Unterschied erlernt wurde.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung weitere Anweisungen zu Folgendem: solange die Drehmomentanforderung niedriger als der Schwellenwert ist, das wahlweise Abschalten eines oder mehrerer Motorzylinder; und für jeden abgeschalteten Zylinder das Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung über einen Auslasshub; und das Anzeigen der Verschlechterung des Auslassventilbetriebs auf Grundlage eines Vergleichs der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung mit einem Schwellenwert, der aus der Lookup-Tabelle in Abhängigkeit von der Zylinderkennung und der Motordrehzahl und -last abgerufen wurde, bei der die Kurbelwellenbeschleunigung erfasst wurde.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Erfassen das Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung über den Auslasshub im Zahnbereich des Kurbelwellenstellungssensors.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung weitere Anweisungen, um: einen Zähler hochzuzählen, wenn die erfasste Kurbelwellenbeschleunigung den Schwellenwert überschreitet; und einen Diagnosecode einzustellen, der einen verschlechterten Auslassventilbetrieb als Reaktion auf einen Ausgang des Zählers anzeigt, der für einen Zeitraum höher als ein Schwellenwertzähler bleibt.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet eine Verschlechterung des Auslassventilbetriebs, dass sich das Auslassventil während des Auslasshubs in eine geöffnete Stellung bewegt, wenn ihm befohlen wird, sich zu schließen, während des wahlweisen Abschaltens.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung weitere Anweisungen, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das erneute Anschalten eines des einen oder der mehreren wahlweise abgeschalteten Motorzylinder, die als abgeschaltet angezeigt werden; und das Angeschaltethalten des erneut angeschalteten Zylinders, während ein weiterer Motorzylinder abgeschaltet wird als Reaktion auf den Drehmomentbedarf, der geringer als der Schwellenwert ist.
  • 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 7555896 [0003]
    • US 7546827 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren, umfassend: das Anzeigen einer Verschlechterung eines Auslassventils eines wahlweise abgeschalteten Motorzylinders als Reaktion auf eine Kurbelwellenbeschleunigung, die über einen Auslasshub des Zylinders erfasst wurde.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anzeigen einer Verschlechterung das Anzeigen beinhaltet, dass das Auslassventil geöffnet ist, wenn ihm während eines Abschaltereignisses des Zylinders befohlen wurde, sich zu schließen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventils das Anzeigen beinhaltet, dass ein Aktor, der an einen Abschaltmechanismus des Auslassventils gekoppelt ist, verschlechtert ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwellenbeschleunigung über einen Kurbelwellenstellungssensor erfasst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erfasste Kurbelwellenbeschleunigung bei einer Motordrehzahl und -last erfasst wird, und wobei das Anzeigen als Reaktion auf die Kurbelwellenbeschleunigung das Vergleichen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung über den Auslasshub des Zylinders mit einer kalibrierten Beschleunigung beinhaltet, die bei der Motordrehzahl und -last dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu öffnen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Anzeigen ferner das Anzeigen beinhaltet, dass das Auslassventil verschlechtert ist, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung und der kalibrierten Beschleunigung größer als ein Schwellenwertunterschied ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schwellenwertunterschied von der Motordrehzahl und -last abhängig ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Anzeigen ferner das Anzeigen beinhaltet, dass das Auslassventil verschlechtert ist, wenn ein Unterschied zwischen der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung und der kalibrierten Beschleunigung für einen Zeitraum größer als ein Schwellenwertunterschied bleibt.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend als Reaktion auf das Anzeigen, das erneute Anschalten des Zylinders und das Angeschaltethalten des Zylinders, während ein weiterer Motorzylinder abgeschaltet wird, nachdem die wahlweisen Zylinderabschaltbedingungen anschließend erfüllt sind. Ausgabe des Zählers, der einen Schwellenwertzählerstand überschreitet.
  10. Motorsystem, umfassend: einen Motor mit einer Vielzahl von Zylindern, die wahlweise abschaltbare Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und wahlweise abschaltbare Einlass- und Auslassventile aufweisen; einen Kurbelwellenstellungssensor; eine Steuerung mit in nichtflüchtigem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: während die Drehmomentanforderung höher als ein Schwellenwert ist, das Zuordnen der Kurbelwellenbeschleunigung für jeden Motorzylinder, wenn sich Motordrehzahl und -last ändern, wobei einem Auslassventil befohlen wird, sich zu öffnen, und wobei dem Auslassventil ebenfalls befohlen wird, sich zu schließen, und das Füllen einer Lookup-Tabelle, die im Speicher der Steuerung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und -last sowie der Zylinderkennung gespeichert ist, mit einem erlernten höchsten Beschleunigungsunterschied zwischen der Kurbelwellenbeschleunigung, die dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu öffnen, in Bezug auf die Kurbelwellenbeschleunigung, die dem Auslassventil zugeordnet ist, dem befohlen wurde, sich zu schließen, und einem Zahnbereich des Kurbelwellenstellungssensors, bei dem der höchste Unterschied erlernt wurde.
  11. System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes beinhaltet: während der Drehmomentbedarf unter dem Schwellenwert liegt, das wahlweise Abschalten eines oder mehrerer Motorzylinder; und für jeden abgeschalteten Zylinder, das Erfassen einer Kurbelwellenbeschleunigung über einen Auslasshub; und das Anzeigen einer Verschlechterung des Auslassventilbetriebs auf Grundlage eines Vergleichs der erfassten Kurbelwellenbeschleunigung mit einem Schwellenwert, der aus der Lookup-Tabelle in Abhängigkeit von der Zylinderkennung und der Motordrehzahl und -last abgerufen wurde, bei der die Kurbelwellenbeschleunigung erfasst wurde.
  12. System nach Anspruch 11, wobei das Erfassen das Erfassen der Kurbelwellenbeschleunigung über den Auslasshub im Zahnbereich des Kurbelwellenstellungssensors beinhaltet.
  13. System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes beinhaltet: das Erhöhen eines Zählers, wenn die erfasste Kurbelwellenbeschleunigung den Schwellenwert überschreitet; und das Einstellen eines Diagnosecodes, der eine Verschlechterung des Auslassventilbetriebs als Reaktion auf eine Ausgabe des Zählers anzeigt, der für einen Zeitraum größer als ein Schwellenwert bleibt.
  14. System nach Anspruch 11, wobei die Verschlechterung des Auslassventilbetriebs beinhaltet, dass sich das Auslassventil während des Auslasshubs in eine geöffnete Stellung bewegt, wenn ihm befohlen wird, sich zu schließen, während des wahlweisen Abschaltens.
  15. System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung zu Folgendem veranlassen: das erneute Anschalten eines des einen oder der mehreren wahlweise abgeschalteten Motorzylinder, die als abgeschaltet angezeigt werden; und das Angeschaltethalten des erneut angeschalteten Zylinders, während ein weiterer Motorzylinder abgeschaltet wird als Reaktion auf den Drehmomentbedarf, der geringer als der Schwellenwert ist.
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