DE102022111031A1

DE102022111031A1 - Verfahren und systeme zur minderung der wasseraufnahme in einem motor mit variablem hubraum

Info

Publication number: DE102022111031A1
Application number: DE102022111031.1A
Authority: DE
Inventors: Aed Dudar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2022-11-24
Also published as: CN115387918A; US11326529B1

Abstract

Verfahren und Systeme zum Mindern einer Wasseraufnahme in einem Motor mit variablem Hubraum werden bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren für ein Fahrzeug Folgendes umfassen: bei eingeschaltetem Motor des Fahrzeugs und als Reaktion auf das Erkennen einer Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug durchfährt, Betreiben des Motors in einem Modus eines Motors mit variablem Hubraum (VDE) mit einer reduzierten Anzahl von aktivierten Zylindern des Motors und beliebigen Zylindern über der reduzierten Anzahl von deaktivierten Zylindern. Auf diese Weise können eine Wasseraufnahme in die Zylinder des Motors und die daraus resultierende Verbrennungsinstabilität während der Wasserwatbedingungen vermieden werden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Reduzieren einer Wasseraufnahme/-ansammlung in einem Motor mit variablem Hubraum eines Fahrzeugs.
Allgemeiner Stand der Technik
Landbasierte Fahrzeuge können häufig durch Wasser fahren. Einige Fahrzeuge können mit speziellen hochmontierten Luftansaugsystemen ausgestattet sein, die es ihnen ermöglichen, durch eine festgelegte Wassertiefe zu fahren, ohne Wasserschäden an Fahrzeugräumen und Fahrzeugelektronik zu verursachen. Jedoch kann das Auftreffen auf einen Wasserstand über eine maximale Wattiefe hinaus ein Risiko einer Wasseraufnahme in Verbrennungszylindern darstellen. In Situationen, in denen ein Fahrzeug durch Hochwasser fährt, kann es zu Fehlzündungen des Motors und einem Abwürgen kommen, wenn das aufgenommene Wasser das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stört. Wenn viel Wasser in die Zylinder eintritt, kann Wasserschlag auftreten, da flüssiges Wasser nicht komprimierbar ist, wodurch der Motor erheblich beschädigt wird.
Ein Ansatz zum Reduzieren einer Wasseransammlung in einem Motor ist in der US-Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnr. 10337426 beschrieben. Darin werden Verfahren und Systeme zum Reduzieren einer Ansammlung von Kondensat in einem Motoreinlass während einer Nichtverbrennungsbedingung des Motors bereitgestellt. Darin werden als Reaktion auf eine Umgebungsluftfeuchtigkeit über einem Schwellenwert die Einlass- und Auslassventile der deaktivierbaren Zylinder geschlossen, um die Zylinder abzudichten, und während einer unmittelbar nachfolgenden Verbrennungsbedingung des Motors können die Einlass- und Auslassventile der deaktivierbaren Zylinder aktiviert werden und kann die Verbrennung wiederaufgenommen werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei dem vorstehenden Ansatz erkannt. Als ein Beispiel ist der Ansatz unter Umständen nicht in der Lage, die Wasseransammlung in einem oder mehreren Motorzylindern unter Bedingungen anzugehen, bei denen ein Motor läuft oder verbrennt, während das Fahrzeug durch einen Wasserstand fährt. Zusätzlich kann der vorstehende Ansatz möglicherweise nicht dazu in der Lage sein, Fehlzündungs- und/oder Wasserschlagereignisse, die mit Wasserwatbedingungen verknüpft sind, zu mindern.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für ein Fahrzeug behoben werden, das Folgendes umfasst: bei eingeschaltetem Motor des Fahrzeugs und als Reaktion auf das Erkennen einer Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug durchfährt, Betreiben des Motors in einem Modus eines Motors mit variablem Hubraum (variable displacement engine - VDE) mit einer reduzierten Anzahl von aktivierten Zylindern des Motors und beliebigen Zylindern über der reduzierten Anzahl von deaktivierten Zylindern. Auf diese Weise können eine Wasseraufnahme in die Zylinder des Motors und die daraus resultierende Verbrennungsinstabilität während der Wasserwatbedingungen vermieden werden.
Als ein weiteres Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs behoben werden, das Folgendes umfasst: während der Motor eingeschaltet ist und als Reaktion auf das Erkennen einer Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug zu durchfahren beginnt, Deaktivieren einer maximalen Anzahl von Zylindern des Motors, wobei die maximale Anzahl eine höchste Anzahl von deaktivierten Zylindern ist, während die übrigen Zylinder aktiv bleiben, um Leistung aufrechtzuerhalten; Überwachen der Leistung, die durch jeden aktiven Zylinder des Motors eingebracht wird, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt; und als Reaktion auf die Identifizierung eines Fehlzündungsereignisses in einem oder mehreren aktiven Zylindern des Motors auf Grundlage der Überwachung der Leistung, Deaktivieren des einen oder der mehreren aktiven Zylinder, die fehlzünden, und gleichzeitiges Reaktivieren eines oder mehrerer deaktivierten Zylinder des Motors. Auf diese Weise kann durch strategisches Einsetzen von VDE-Steuerungen während der Wasserwatbedingungen der Motor vor möglichen Fehlzündungen und/oder Wasserschlagereignissen geschützt werden, die durch Wasseraufnahme verursacht werden.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben sind. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder maßgebliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands festzustellen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche definiert ist, die auf die detaillierte Beschreibung folgen. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile beheben.
Figurenliste

1 zeigt schematisch einen Motor mit variablem Hubraum (VDE), der eine Brennkammer beinhaltet, die Einlassventile und/oder Auslassventile aufweist, die über eine Nockenwelle angetrieben werden.
2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Motors mit variablem Hubraum aus 1, der mit einem einzelnen Zylinderdeaktivierungsmechanismus und einem Mechanismus zur variablen Nockensteuerung (variable cam timing - VCT) zum Einstellen einer Position einer Nockenwelle des Motors konfiguriert ist.
3A zeigt Zylinder eines Motors mit variablem Hubraum in einer ersten beispielhaften Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern.
3B zeigt Zylinder eines Motors mit variablem Hubraum in einer zweiten Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern.
3C zeigt Zylinder eines Motors mit variablem Hubraum in einer dritten Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern.
3D zeigt Zylinder eines Motors mit variablem Hubraum in einer vierten beispielhaften Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern.
4 zeigt Eintrittsbedingungen für den Einsatz von VDE-Steuerungen und des VCT-Mechanismus während Wasserwatbedingungen.
5 zeigt beispielhafte Verläufe von Zylinderleistung, die ein mögliches Fehlzündungsszenario beim Fahren durch Wasserwatbedingungen diagnostizieren.
6 zeigt beispielhafte Verläufe von Zylinderleistung, die ein mögliches Wasserschlagszenario beim Fahren durch Wasserwatbedingungen diagnostizieren.
7 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Mindern eines möglichen Fehlzündungsszenarios beim Fahren durch Wasserwatbedingungen veranschaulicht.
8 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Mindern eines möglichen Wasserschlagszenarios und eines Fehlzündungsszenarios während Wasserwatbedingungen veranschaulicht.
9 zeigt einen Zeitachsenverlauf, der Motorbetriebsparameter für ein Fahrzeug, das durch Wasserwatbedingungen fährt, darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Verfahren und Systeme zum Mindern einer Wasseraufnahme in einem Motor mit variablem Hubraum. 1 stellt ein Beispiel für eine Brennkammer oder einen Zylinder einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs dar. Die Brennkraftmaschine kann ein VDE sein, wie etwa der in dem System der 2 dargestellte. Das System der 2 kann einen einzelnen Zylinderdeaktivierungsmechanismus zum Aktivieren und/oder Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder des Motors und einen Mechanismus zur variablen Nockensteuerung (VCT) zum Einstellen einer Position einer Nockenwelle des Motors beinhalten. Eine Steuerung des Fahrzeugs kann einen oder mehrere Zylinder des VDE in verschiedenen Konfigurationen von aktivierten und deaktivierten Zylindern aktivieren und/oder deaktivieren. 3A zeigt eine erste beispielhafte Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern eines V8-Motors, in der alle Zylinder des VDE aktiviert sind. 3B zeigt eine zweite beispielhafte Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern, in der alle Zylinder einer ersten Motorbank des VDE aktiviert sind und alle Zylinder einer zweiten Motorbank des VDE nicht aktiviert sind. 3C zeigt eine dritte beispielhafte Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern, in der ein Teil der Zylinder der ersten Motorbank aktiviert ist und ein Teil der Zylinder der zweiten Motorbank des VDE deaktiviert ist. 3D zeigt eine vierte beispielhafte Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern, in der ein einzelner Zylinder des VDE aktiviert ist.
Eintrittsbedingungen für einen Einsatz von VDE-Steuerungen und des VCT-Mechanismus während Wasserwatbedingungen sind in 4 gezeigt. Zusätzlich stellt 4 stellt die bordeigenen Sensoren zum Erkennen der Wasserwatbedingungen dar. Verschiedene beispielhafte Verläufe, die den Beitrag jedes Zylinders des VDE zur Leistung darstellen, sind in den 5 und 6 angegeben. Unter Verwendung eines Leistungsausgleichstests werden mögliche Fehlzündungs- und/oder Wasserschlagereignisse, die in einem oder mehreren Zylindern des Motors auftreten, während der Wasserwatbedingungen identifiziert. Ein beispielhaftes Verfahren zum Mindern eines möglichen Fehlzündungsszenarios aufgrund von Wasseraufnahme während der Fahrt durch die Wasserwatbedingungen ist in 7 beschrieben. Die Steuerung kann eine Anzahl von Zylindern des VDE deaktivieren, während die übrigen Zylinder aktiviert bleiben, wenn das Fahrzeug beginnt, durch die Wasserwatbedingungen zu fahren. Wenn ein Fehlzündungsereignis in einem aktiven Zylinder identifiziert wird, deaktiviert das Verfahren den fehlzündenden Zylinder und reaktiviert gleichzeitig einen zuvor deaktivierten trockenen Zylinder, während durch die Wasserwatbedingungen gefahren wird. Ein beispielhaftes Verfahren zum Mindern eines möglichen Wasserschlagszenarios aufgrund von Wasseraufnahme während der Fahrt durch die Wasserwatbedingungen ist in 8 beschrieben, wobei das VCT-System auf eine Strategie eines späten Schließens des Einlassventils eingestellt ist, um das Wasserschlagereignis zu mindern. Ferner stellt 9 eine grafische Anzeige eines beispielhaften Motorbetriebsablaufs bereit, um VDE-Steuerungen und den VCT-Mechanismus ausführlicher zu veranschaulichen. Für die Zwecke dieser Offenbarung können beim Beschreiben eines Motors mit variablem Hubraum die Ausdrücke „Motor“ und „VDE“ austauschbar verwendet werden, um sich auf den Motor mit variablem Hubraum zu beziehen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Beispiel für eine Brennkammer oder einen Zylinder einer Brennkraftmaschine bzw. eines Verbrennungsmotors 10 gezeigt. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem 11, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Ein Zylinder (in dieser Schrift auch „Brennkammer“) 14 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 beinhalten, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Zylinder 14 ist durch den Zylinderkopf 157 abgedeckt. 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 Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassmotor (nicht gezeigt) über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen. Zusätzlich kann ein Kurbelwellenpositionssensor 141 an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um die Motordrehzahl zu schätzen.
Der Zylinder 14 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Zum Beispiel ist der Motor 10 der Darstellung aus 1 nach mit einem Turbolader konfiguriert, der einen Verdichter 174, der zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang eines Abgaskanals 148 angeordnet ist, beinhaltet. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 angetrieben werden, wenn die Aufladevorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. Jedoch kann in anderen Beispielen, wenn etwa der Motor 10 mit einem Kompressor ausgerüstet ist, die Abgasturbine 176 optional weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 durch mechanische Eingabe von einem Elektromotor oder dem Motor mit Leistung versorgt werden kann. Eine Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 beinhaltet, kann entlang eines Ansaugkanals des Motors bereitgestellt sein, um die Strömungsrate und/oder den Druck der Ansaugluft zu variieren, die den Motorzylindern bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Drossel 162 stromabwärts des Verdichters 174 positioniert sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann alternativ stromaufwärts des Verdichters 174 bereitgestellt sein. Zusätzlich kann der Ansaugkanal 142 einen Umgebungsfeuchtigkeitssensor 123 beinhalten. Der Umgebungsfeuchtigkeitssensor 123 kann dazu konfiguriert sein, die Umgebungsfeuchtigkeit für den Motorbetrieb zu schätzen und der Steuerung 12 ein Signal bereitzustellen.
Der Abgaskanal 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Ein Abgassensor 128 ist der Darstellung nach stromaufwärts einer Emissionssteuervorrichtung 178 an den Abgaskanal 148 gekoppelt. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases ausgewählt sein, wie zum Beispiel einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (universal exhaust gas oxygen sensor; Breitband- oder Weitbereichlambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie abgebildet), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Emissionssteuervorrichtung 178 kann einen katalytischen Dreiwegekonverter beinhalten, wobei ein Dreiwegekatalysator (three way catalyst - TWC) verwendet wird, um Abgasschadstoffe, NOx-Falle oder andere ähnliche Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon zu oxidieren.
Jeder Zylinder des Motors 10 beinhaltet ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile. Beispielsweise beinhaltet der Zylinder 14 der Darstellung nach mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die sich in einer oberen Region des Zylinders 14 befinden. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile beinhalten, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden.
In dem Beispiel aus 1 werden das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 153 und 154 betätigt (z. B. geöffnet und geschlossen). Die Nockenbetätigungssysteme 153 und 154 können jeweils ein oder mehrere Nocken beinhalten, die an einer oder mehreren Nockenwellen montiert sind und ein oder mehrere der folgenden Systeme nutzen: System zur Nockenprofilverstellung (Cam Profile Switching - CPS), variablen Nockenansteuerung (Variable Cam Timing - VCT), variablen Ventilansteuerung (Variable Valve Timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (Variable Valve Lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Winkelposition der Einlass- und Auslassnockenwelle kann durch Positionssensoren 173 bzw. 175 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können ein oder mehrere zusätzliche Einlassventile und/oder Auslassventile des Zylinders 14 über elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 ein oder mehrere zusätzliche Einlassventile, die über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden, und ein oder mehrere zusätzliche Auslassventile, die über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden, beinhalten, wie in 2 genauer beschrieben wird. Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen Betätigungssysteme Veranschaulichungszwecken dienen und die Brennkraftmaschine 10 in anderen Beispielen ein oder mehrere andere Nockenbetätigungssysteme beinhalten kann.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Volumenverhältnis zwischen dem Kolben 138 am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt handelt. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Hierzu kann es zum Beispiel kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann zudem erhöht sein, falls Direkteinspritzung verwendet wird, da sich diese auf das Motorklopfen auswirkt.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 beinhalten, die in dem Zylinderkopf 157 untergebracht ist, um die Verbrennung zu initiieren. Das Zündsystem 190 kann der Brennkammer 14 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch weggelassen sein, wie etwa, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch Kraftstoffeinspritzung auslösen kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen konfiguriert sein, um diesen Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel weist der Zylinder 14 der Darstellung nach zwei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 auf. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können dazu konfiguriert sein, aus dem Kraftstoffsystem 172 aufgenommenen Kraftstoff abzugeben. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf 2 ausgeführt, kann das Kraftstoffsystem 172 eine(n) oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteiler beinhalten. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 sogenannte Direkteinspritzung (direct injection; nachfolgend als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Während die Einspritzvorrichtung 166 der Darstellung aus 1 nach auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert ist, kann sie alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Eine derartige Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ dazu kann sich die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils befinden, um das Mischen zu verbessern. Über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler kann Kraftstoff aus einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 172 an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 abgegeben werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 ist der Darstellung nach in dem Ansaugkanal 146 statt in dem Zylinder 14 in einer Konfiguration angeordnet, die eine Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (im Folgenden als „PFI“ bezeichnet) in die Ansaugöffnung stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 kann aus dem Kraftstoffsystem 172 aufgenommenen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Es ist zu anzumerken, dass ein einzelner Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder mehrere Treiber verwendet werden können, zum Beispiel der Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und der Treiber 171 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170, wie dargestellt.
In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 14 konfiguriert sein. In noch einem anderen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts des Einlassventils 150 konfiguriert sein. In wieder anderen Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die dazu konfiguriert ist, unterschiedliche Kraftstoffe in variierenden relativen Mengen als Kraftstoffgemisch aus den Kraftstoffsystemen aufzunehmen, und die ferner dazu konfiguriert ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung direkt in den Zylinder oder als Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung stromaufwärts der Einlassventile einzuspritzen. Demnach versteht es sich, dass die in dieser Schrift beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die in dieser Schrift beispielhaft beschriebenen konkreten Konfigurationen von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen beschränkt sein sollten.
Während eines einzigen Zyklus des Zylinders kann Kraftstoff aus beiden Einspritzvorrichtungen an den Zylinder abgegeben werden. Zum Beispiel kann jede Einspritzvorrichtung einen Teil einer gesamten Kraftstoffeinspritzung abgeben, die in dem Zylinder 14 verbrannt wird. Ferner kann die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der aus jeder Einspritzvorrichtung abgegeben wird, mit Betriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Klopfen und Abgastemperatur, wie in dieser Schrift nachstehend beschrieben, variieren. Der über das Saugrohr eingespritzte Kraftstoff kann während eines Ereignisses mit geöffnetem Einlassventil, eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (z. B. im Wesentlichen vor dem Ansaugtakt) sowie während eines Betriebs bei sowohl offenem als auch geschlossenem Einlassventil abgegeben werden. Gleichermaßen kann direkt eingespritzter Kraftstoff zum Beispiel während eines Ansaugtakts sowie teilweise während eines vorherigen Ausstoßtakts, während des Ansaugtakts und teilweise während des Verdichtungstakts abgegeben werden. Demnach kann selbst bei einem einzelnen Verbrennungsereignis eingespritzter Kraftstoff zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus der Saugrohr- und Direkteinspritzvorrichtung eingespritzt werden. Des Weiteren können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wie etwa Unterschiede in der Größe. Zum Beispiel kann eine Einspritzvorrichtung ein größeres Einspritzloch aufweisen als die andere. Weitere Unterschiede beinhalten unter anderem unterschiedliche Sprühwinkel, unterschiedliche Betriebstemperaturen, unterschiedliche Ziele, unterschiedliche Einspritztaktung, unterschiedliche Sprüheigenschaften, unterschiedliche Stellen usw. Außerdem können in Abhängigkeit vom Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs unter den Einspritzvorrichtung 170 und 166 verschiedene Effekte erreicht werden.
Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 172 können Kraftstoffe unterschiedlicher Kraftstoffarten enthalten, wie etwa Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten und unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Die Unterschiede können Unterschiede in Bezug auf den Alkoholgehalt, den Wassergehalt, die Oktanzahl, Verdampfungswärme, Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. beinhalten. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlicher Verdampfungswärme könnte Benzin als erste Kraftstoffart mit niedrigerer Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit größerer Verdampfungswärme beinhalten. In einem anderen Beispiel kann der Motor Benzin als erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht), als zweite Kraftstoffart verwenden. Zu weiteren möglichen Substanzen gehören Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw.
In einigen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen handeln, die dem einen oder den mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug 5 ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Motor oder ein Elektrofahrzeug nur mit (einer) elektrischen Maschine(n). In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 den Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Motorgenerator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über ein Getriebe 54 mit Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen eingerückt sind. In dem abgebildeten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 97 zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung (z. B. der ersten Kupplung 56 und/oder der zweiten Kupplung 97) senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um so die Kurbelwelle 140 mit der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden bzw. davon zu trennen und/oder die elektrische Maschine 52 mit dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden bzw. davon zu trennen. Bei dem Getriebe 54 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetengetriebesystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, die Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeuge beinhalten.
Die elektrische Maschine 52 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann zudem als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsvorgangs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder des Mehrzylindermotors 10. Somit kann jeder Zylinder gleichermaßen einen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, (eine) Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), eine Zündkerze usw. beinhalten. Es versteht sich, dass der Motor 10 eine beliebige geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben und dargestellt sind.
Der Motor 10 ist ein Motor mit variablem Hubraum und der Zylinder 14 kann einer von einer Vielzahl von deaktivierbaren oder nicht deaktivierbaren Zylindern des Motors 10 sein. Zum Beispiel können ein oder mehrere Ventile des Zylinders 14 (z. B. das Einlassventil 150 und/oder das Auslassventil 156) durch die Steuerung 12 von einem aktivierten Modus in einen deaktivierten Modus (und umgekehrt) einstellbar sein. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 ein deaktivierbarer Zylinder sein, wobei das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 jeweils an jeweilige deaktivierbare Ventilbaugruppen gekoppelt sind. Die deaktivierbaren Ventilbaugruppen können über eine geeignete Art von Deaktivierungsvorrichtung deaktivierbar sein, wie etwa über Spieleinstellung, Kipphebeldeaktivierung, Rollenheberdeaktivierung, Nockenwellendeaktivierung usw. In einigen Beispielen können die deaktivierbaren Ventilbaugruppen einen Betriebsmodus ihrer entsprechenden gekoppelten Ventile als Reaktion auf Signale einstellen, die durch die Steuerung 12 an die deaktivierbaren Ventilbaugruppen übertragen werden. Es ist gezeigt, dass das Einlassventil 150 an eine deaktivierbare Ventilbaugruppe 151 gekoppelt ist, und es ist gezeigt, dass das Auslassventil 156 an eine deaktivierbare Ventilbaugruppe 152 gekoppelt ist.
In einem Beispiel kann die Steuerung 12 elektrische Signale an die deaktivierbare Ventilbaugruppe 151 übertragen, um den Betriebsmodus des Einlassventils 150 von einem aktivierten Modus in einen deaktivierten Modus (oder umgekehrt) einzustellen, und/oder kann die Steuerung 12 elektrische Signale an die deaktivierbare Ventilbaugruppe 152 übertragen, um den Betriebsmodus des Auslassventils 156 von einem aktivierten Modus in einen deaktivierten Modus (oder umgekehrt) einzustellen.
Obwohl der Betrieb des Zylinders 14 über die deaktivierbaren Ventilbaugruppen 151 und 152 eingestellt wird, wie vorstehend beschrieben, kann der Betrieb eines oder mehrerer Zylinder des Motors 10 in einigen Beispielen nicht durch deaktivierbare Ventilbaugruppen eingestellt werden. Zum Beispiel kann der Motor 10 vier Zylinder (z. B. Zylinder 14) beinhalten, wobei der Betrieb eines ersten Paars der Zylinder über deaktivierbare Ventilbaugruppen einstellbar ist und der Betrieb eines zweiten Paars von Zylindern über deaktivierbare Ventilbaugruppen nicht einstellbar ist.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren der 1 und setzt die verschiedenen Betätigungselemente der 1 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. In einem Beispiel kann die Steuerung 12 als Reaktion auf eine Umgebungsfeuchtigkeitsbedingung über einem Schwellenwert, wie über die Eingaben von dem Feuchtigkeitssensor 123 geschätzt, während einer Bedingung mit eingeschaltetem Motor ein Signal an die Nockenbetätigungssysteme 153 und 154 senden, um das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 eines deaktivierbaren Zylinders selektiv zu schließen. Zum Beispiel kann das Einstellen des Einlassventils 150 aus dem aktivierten Modus in den deaktivierten Modus das Einstellen eines Aktors des Einlassventils 150 (z. B. der deaktivierbaren Ventilbaugruppe 151) beinhalten, um einen Bewegungsbetrag des Einlassventils 150 relativ zu dem Zylinder 14 einzustellen. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 elektrische Signale an ein Hydraulikfluidventil der deaktivierbaren Ventilbaugruppe 151 übertragen (wobei die deaktivierbare Ventilbaugruppe 151 an das Einlassventil 150 gekoppelt ist), um das Hydraulikfluidventil der deaktivierbaren Ventilbaugruppe 151 von einer geöffneten Position in die geschlossene Position zu bewegen. Gleichermaßen kann die Steuerung 12 elektrische Signale an das Hydraulikfluidventil der deaktivierbaren Ventilbaugruppe 151 übertragen, um das Hydraulikfluidventil bei gewissen Bedingungen in eine geöffnete Position zu bewegen und dadurch das Einlassventil 150 auf den aktivierten Modus einzustellen.
Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als nichttransitorischer Festwertspeicherchip 110 zum Speichern ausführbarer Anweisungen gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Wie hierin erörtert, beinhaltet der Speicher ein beliebiges nicht transientes computerlesbares Medium, in dem Programmieranweisungen gespeichert sind. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist der Begriff physisches computerlesbares Medium ausdrücklich so definiert, dass es eine beliebige Art von computerlesbarem Speicher beinhaltet. Die beispielhaften Verfahren und Systeme können unter Verwendung von codierten Anweisungen (z. B. computerlesbaren Anweisungen) umgesetzt werden, die auf einem nicht transienten computerlesbaren Medium, wie etwa einem Flash-Speicher, einem Festwertspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Cache-Speicher und/oder beliebigen anderen Speichermedien, gespeichert sind, in denen Informationen für eine beliebige Dauer (z. B. über längere Zeiträume, dauerhaft, über kurze Zeiträume, zum vorübergehenden Puffern und/oder zum Zwischenspeichern der Informationen) gespeichert sind. Der Computerspeicher von computerlesbaren Speichermedien, auf den hierin Bezug genommen wird, kann flüchtige und nichtflüchtige oder entfernbare und nicht entfernbare Medien für eine Speicherung von elektronisch formatierten Informationen beinhalten, wie etwa computerlesbare Programmanweisungen oder Module von computerlesbaren Programmanweisungen, Daten usw. und kann eigenständig oder Teil einer Rechenvorrichtung sein. Beispiele für Computerspeicher können ein beliebiges anderes Medium beinhalten, das zum Speichern des gewünschten elektronischen Formats von Informationen verwendet werden kann und auf das der Prozessor oder die Prozessoren oder zumindest ein Teil einer Rechenvorrichtung zugreifen kann.
Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) von dem Luftmassenstromsensor 122; der Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von dem Temperatursensor 116, der an die Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) von dem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Motordrehzahl von dem Kurbelwellenpositionssensor 141, der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselposition (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor und eines Absolutkrümmerdrucksignals (absolute manifold pressure signal - MAP-Signal) von dem Sensor 124. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 anhand des Signals PIP und/oder der Bewegung des Kurbelwellenpositionssensors 141 generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe des Vakuums oder Drucks in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Die Steuerung 12 kann eine Motortemperatur auf Grundlage einer Motorkühlmitteltemperatur ableiten.
Die Steuerung 12 kann zudem Bilddaten von einer bordeigenen Kamera 115 des Fahrzeugs empfangen. Von der bordeigenen Kamera 115 empfangene Bilddaten können durch die Steuerung verwendet werden, um eine Bedingung einer Straße oder eine Wetterbedingung zu schätzen und/oder ein Hindernis in einem Weg des Fahrzeugs zu erkennen, wenn sich das Fahrzeug in einem Rückwärtsgang des Motors 10 befindet. In einem Beispiel werden von der bordeigenen Kamera 115 empfangene Bilddaten verwendet, um Daten in die Steuerung 12 einzugeben. Zum Beispiel können die von der bordeigenen Kamera 115 empfangenen Bilddaten Details einer Überflutungsbedingung der Straße beinhalten. Die Steuerung kann die Bilddaten der Straßenbedingung empfangen. In einem Beispiel kann die Steuerung auf Grundlage der Bilddaten der Straßenbedingung einen oder mehrere Zylinder des Motors 10 wie vorstehend beschrieben aktivieren oder deaktivieren, um eine Wasseraufnahme in den Motor zu verhindern und eine durch den Motor 10 erzeugte Leistungsmenge einzustellen, wie nachstehend in Bezug auf 4-6 ausführlicher beschrieben.
2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Motors 200, der eine Steuerung 12, ein System 232 zur variablen Nockensteuerung (VCT) und einen Motorblock 215 mit einer Vielzahl von Zylindern 210 beinhaltet. Der Motor 200 kann ein nicht einschränkendes Beispiel für den in 1 beschriebenen Motor 10 sein. Somit zeigt 2 ein beispielhaftes VCT-System, das in dem in 1 beschriebenen Motor 10 eingesetzt werden kann, um den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 des Motors 10 einzustellen. Es ist gezeigt, dass der Motor 200 einen Ansaugkrümmer 266, der dazu konfiguriert ist, den Zylindern 210a-d Ansaugluft und/oder Kraftstoff zuzuführen, und einen Abgaskrümmer 268, der dazu konfiguriert ist, die Verbrennungsprodukte aus den Zylindern 210 abzuführen, aufweist. Der Umgebungsluftstrom kann durch den Ansaugluftkanal 260 in das Ansaugsystem eintreten, wobei die Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Druck der Ansaugluft mindestens zum Teil durch eine Hauptdrossel (nicht gezeigt) gesteuert werden können.
Der Motorblock 215 beinhaltet eine Vielzahl von Zylindern 210a-d (hier vier). In dem dargestellten Beispiel befinden sich alle Zylinder auf einer gemeinsamen Motorbank. In alternativen Ausführungsformen können die Zylinder auf eine Vielzahl von Bänken aufgeteilt sein. Zum Beispiel können sich die Zylinder 210a-b auf einer ersten Bank befinden, während sich die Zylinder 210c-d auf einer zweiten Bank befinden können. Die Zylinder 210a-d können jeweils eine Zündkerze und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum direkten Abgeben von Kraftstoff an die Brennkammer beinhalten, wie vorstehend in 1 beschrieben. Zudem können die Zylinder 210a-d jeweils durch ein oder mehrere Ventile bedient werden. In dem vorliegenden Beispiel beinhaltet jeder Zylinder 210a-d ein entsprechendes Einlassventil 212 und ein Auslassventil 222. Wie nachstehend ausgeführt, beinhaltet der Motor 200 ferner eine oder mehrere Nockenwellen 238, 240, wobei jede Nockenwelle betätigt werden kann, um Einlass- und/oder Auslassventile einer Vielzahl von Zylindern zu betreiben, die an eine gemeinsame Nockenwelle gekoppelt sind.
Jedes Einlassventil 212 kann zwischen einer offenen Position, die Ansaugluft in den entsprechenden Zylinder strömen lässt, und einer geschlossenen Position, die Ansaugluft von dem Zylinder im Wesentlichen blockiert, betätigt werden. Ferner zeigt 2, wie die Einlassventile 212 der Zylinder 210a-d durch eine gemeinsame Einlassnockenwelle 238 betätigt werden können. Die Einlassnockenwelle 238 kann in einem Einlassventilbetätigungssystem 214 enthalten sein. Die Einlassnockenwelle 238 beinhaltet Einlassnockenerhebungen 216, die ein Hubprofil zum Öffnen der Einlassventile 212 während einer definierten Einlassdauer aufweisen. In einigen Ausführungsformen (nicht gezeigt) kann die Nockenwelle zusätzliche Einlassnockenerhebungen mit einem alternativen Hubprofil beinhalten, das ermöglicht, dass die Einlassventile 212 während eines alternativen Hubs und/oder während einer alternativen Dauer geöffnet werden (in dieser Schrift auch als Nockenprofilumschaltsystem bezeichnet). Auf Grundlage des Hubprofils der zusätzlichen Nockenerhebung kann die alternative Dauer länger oder kürzer sein als die definierte Einlassdauer der Einlassnockenerhebung 216. Das Hubprofil kann sich auf die Nockenhubhöhe, die Nockendauer, den Öffnungszeitpunkt und/oder den Schließzeitpunkt auswirken. Die Steuerung 12 kann dazu in der Lage sein, die Einlassventildauer durch Bewegen der Einlassnockenerhebungen 216 in Längsrichtung und Umschalten zwischen Nockenprofilen umzuschalten. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 12 dazu in der Lage sein, die Einlassventildauer durch Verriegeln oder Entriegeln von Kipphebeln, Nockenstößeln oder anderen Mechanismen zwischen den Nockenerhebungen 216 und den Einlassventilen 212 umzuschalten.
Auf die gleiche Weise kann jedes Auslassventil 222 zwischen einer offenen Position, die Abgas aus dem entsprechenden Zylinder strömen lässt, und einer geschlossenen Position, die im Wesentlichen Gas innerhalb des Zylinders zurückhält, betätigt werden. Ferner zeigt 2, wie die Auslassventile 222 der Zylinder 210a-d durch eine gemeinsame Auslassnockenwelle 240 betätigt werden können. Die Auslassnockenwelle 240 kann in einem Auslassventilbetätigungssystem 224 beinhaltet sein. Die Auslassnockenwelle 240 beinhaltet Auslassnockenerhebungen 226, die ein Hubprofil zum Öffnen der Auslassventile 222 während einer definierten Auslassdauer aufweisen. In einigen Ausführungsformen (nicht gezeigt) kann die Nockenwelle zusätzliche Auslassnockenerhebungen mit einem alternativen Hubprofil beinhalten, das ermöglicht, dass die Auslassventile 222 während eines alternativen Hubs und/oder während einer alternativen Dauer geöffnet werden. Auf Grundlage des Hubprofils der zusätzlichen Nockenerhebung kann die alternative Dauer länger oder kürzer sein als die definierte Auslassdauer der Auslassnockenerhebung 226. Das Hubprofil kann sich auf die Nockenhubhöhe, die Nockendauer, den Öffnungszeitpunkt und/oder den Schließzeitpunkt auswirken. Die Steuerung 12 kann dazu in der Lage sein, die Auslassventildauer durch Bewegen der Auslassnockenerhebungen 226 in Längsrichtung und Umschalten zwischen Nockenprofilen umzuschalten. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 12 dazu in der Lage sein, die Auslassventildauer durch Verriegeln oder Entriegeln von Kipphebeln, Nockenstößeln oder anderen Mechanismen zwischen den Nockenerhebungen 226 und den Auslassventilen 222 umzuschalten.
Es versteht sich, dass, wenngleich das dargestellte Beispiel zeigt, dass die gemeinsame Einlassnockenwelle 238 an die Einlassventile jedes Zylinders 210a-d gekoppelt ist und die gemeinsame Auslassnockenwelle 240 an die Auslassventile jedes Zylinders 201a-d gekoppelt ist, die Nockenwellen in alternativen Ausführungsformen an Zylinderteilsätze gekoppelt sein können und mehrere Einlass- und/oder Auslassnockenwellen vorhanden sein können. Zum Beispiel kann eine erste Einlassnockenwelle an die Einlassventile eines ersten Teilsatzes von Zylindern gekoppelt sein (z. B. an die Zylinder 210a-b gekoppelt sein), während eine zweite Einlassnockenwelle an die Einlassventile eines zweiten Teilsatzes von Zylindern gekoppelt sein kann (z. B. an die Zylinder 210c-d gekoppelt sein kann). Gleichermaßen kann eine erste Auslassnockenwelle an die Auslassventile eines ersten Teilsatzes von Zylindern gekoppelt sein (z. B. an die Zylinder 210a-b gekoppelt sein), während eine zweite Auslassnockenwelle an die Auslassventile eines zweiten Teilsatzes von Zylindern gekoppelt sein kann (z. B. an die Zylinder 210c-d gekoppelt sein kann). Außerdem können ein oder mehrere Einlassventile und Auslassventile an jede Nockenwelle gekoppelt sein. Der Teilsatz von Zylindern, der an die Nockenwelle gekoppelt ist, kann auf seiner Position entlang des Motorblocks 215, seiner Zündreihenfolge, der Motorkonfiguration usw. beruhen.
Das Einlassventilbetätigungssystem 214 und das Auslassventilbetätigungssystem 224 können ferner Schubstangen, Kipphebel, Mitnehmer usw. beinhalten. Derartige Vorrichtungen und Merkmale können die Betätigung der Einlassventile 212 und der Auslassventile 222 steuern, indem sie die Drehbewegung der Nocken in eine Translationsbewegung der Ventile umwandeln. Wie zuvor erörtert, können die Ventile in anderen Beispielen zudem über zusätzliche Nockenerhebungsprofile an den Nockenwellen betätigt werden, wobei die Nockenerhebungsprofile zwischen den unterschiedlichen Ventilen eine variierende Nockenhubhöhe, Nockendauer und/oder Nockensteuerung bereitstellen können. Falls gewünscht, können jedoch alternative Anordnungen von Nockenwellen (obenliegend und/oder mit Schubstange) verwendet werden. Ferner können in einigen Beispielen die Zylinder 210a-d jeweils mehr als ein Auslassventil und/oder Einlassventil aufweisen. In noch anderen Beispielen kann jedes von dem Auslassventil 222 und dem Einlassventil 212 eines oder mehrerer Zylinder durch eine gemeinsame Nockenwelle betätigt werden. Außerdem können in einigen Beispielen einige der Einlassventile 212 und/oder der Auslassventile 222 durch eine eigene unabhängige Nockenwelle oder andere Vorrichtung betätigt werden.
Der Motor 200 kann Systeme zur variablen Ventilsteuerung beinhalten, zum Beispiel das VCT-System 232 zur variablen Nockensteuerung. Das VCT-System 232 kann ein doppeltes unabhängiges System zur variablen Nockenwellensteuerung sein, um die Einlassventilsteuerung und Auslassventilsteuerung unabhängig voneinander zu ändern. Das VCT-System 232 beinhaltet einen Einlassnockenwellenversteller 234, der zum Ändern der Einlassventilsteuerung an die gemeinsame Einlassnockenwelle 238 gekoppelt ist, und einen Auslassnockenwellenversteller 236, der zum Ändern der Auslassventilsteuerung an die gemeinsame Auslassnockenwelle 240 gekoppelt ist. Das VCT-System 232 kann dazu konfiguriert sein, die Ventilsteuerung durch Frühverstellen oder Spätverstellen der Nockensteuerung nach früh zu verstellen oder nach spät zu verstellen, und kann über Signalleitungen durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Das VCT-System 232 kann dazu konfiguriert sein, die Zeitpunkte von Ventilöffnungs- und -schließereignissen durch Variieren der Beziehung zwischen der Kurbelwellenposition und der Nockenwellenposition zu variieren.
Zum Beispiel kann das VCT-System 232 dazu konfiguriert sein, die Einlassnockenwelle 238 und/oder die Auslassnockenwelle 240 unabhängig von der Kurbelwelle zu drehen, um zu bewirken, dass die Ventilsteuerung nach früh verstellt oder nach spät verstellt wird. In einigen Ausführungsformen kann das VCT-System 232 eine durch Nockendrehmoment betätigte Vorrichtung sein, die dazu konfiguriert ist, die Nockensteuerung schnell zu variieren. In einigen Ausführungsformen kann die Ventilsteuerung, wie etwa das Schließen des Einlassventils (intake valve closing - IVC) und das Schließen des Auslassventils (exhaust valve closing - EVC), durch eine Vorrichtung für stufenlos variablen Ventilhub (continuously variable valve lift - CVVL) variiert werden.
Die vorstehend beschriebenen Ventil-/Nockensteuervorrichtungen und -systeme können hydraulisch betätigt, elektrisch betätigt oder Kombinationen davon sein. In einem Beispiel kann eine Position der Nockenwelle über Nockenphaseneinstellung eines elektrischen Aktors (z. B. eines elektrisch betätigten Nockenverstellers) mit einer Genauigkeit geändert werden, die die der meisten hydraulisch betriebenen Nockenversteller übersteigt. Signalleitungen können Steuersignale an das VCT-System 232 senden und eine Nockensteuerung und/oder Nockenauswahlmessung davon empfangen.
In dem dargestellten Beispiel wirkt sich eine Änderung der Position der Einlassnockenwelle 238 auf die Einlassventilposition und die Zeitsteuerung aller Zylinder aus, da die Einlassventile aller Zylinder 210a-d durch eine gemeinsame Einlassnockenwelle betätigt werden. Gleichermaßen wirkt sich eine Änderung der Position der Auslassnockenwelle 240 auf die Auslassventilposition und die Zeitsteuerung aller Zylinder aus, da die Auslassventile aller Zylinder 210a-d durch eine gemeinsame Auslassnockenwelle betätigt werden. Zum Beispiel wird eine Änderung der Position der Einlass- und/oder Auslassnockenwelle, die die (Einlass- oder Auslass-) Ventilsteuerung eines ersten Zylinders 210a nach früh verstellt, auch die (Einlass- oder Auslass-) Ventilsteuerung der verbleibenden Zylinder 210b-d gleichzeitig nach früh verstellen. Eine Einstellung der Ventilsteuerung kann jedoch an einem oder mehreren Zylindern unabhängig von der Ventilsteuerung der übrigen Zylinder durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 2 ein nicht einschränkendes Beispiel für eine Brennkraftmaschine und zugehörige Ansaug- und Abgassysteme. Es sollte sich verstehen, dass der Motor in einigen Ausführungsformen unter anderem mehr oder weniger Verbrennungszylinder, Steuerventile, Drosseln und Verdichtungsvorrichtungen aufweisen kann. Beispielhafte Motoren können Zylinder aufweisen, die in einer „V“-Konfiguration angeordnet sind. Ferner kann eine erste gemeinsame Nockenwelle die Ventile für einen ersten Satz von Zylindern auf einer ersten Bank steuern, während eine zweite Nockenwelle die Ventile für einen zweiten Satz von Zylindern auf einer zweiten Bank steuern kann. Das heißt, eine gemeinsame Nockenwelle eines Nockenbetätigungssystems (z. B. eines VCT-Systems) kann verwendet werden, um den Ventilbetrieb einer Gruppe von Zylindern zu steuern.
Somit veranschaulicht 2 Systeme zur variablen Ventilsteuerung, die verwendet werden können, um die Einlassventilöffnungs-, Einlassventilschließ-, Auslassventilöffnungs- und Auslassventilschließereignisse eines oder mehrerer Zylinder eines Motors einzustellen.
Der Motor 200, der in 2 dargestellt ist, ist ein Motor mit variablem Hubraum (VDE) und kann hierin auch als VDE 200 bezeichnet werden. Wie zuvor beschrieben, befinden sich indem dargestellten Beispiel alle vier Zylinder (210 a-d) des VDE 200 auf einer gemeinsamen Motorbank. In einigen Beispielen kann das VDE 200 jedoch zwei separate Motorbänke (z. B. eine erste Motorbank und eine zweite Motorbank) von Zylindern beinhalten. In einigen Beispielen kann der VDE 200 ein V8-Motor sein, wobei die erste und die zweite Bank jeweils vier Zylinder aufweisen. Darüber hinaus kann der Motor in alternativen Ausführungsformen eine andere Anzahl von Motorzylindern aufweisen, wie etwa 4, 6, 10, 12 usw., die entweder auf einer gemeinsamen Motorbank oder über eine Vielzahl von Motorbänken verteilt sind.
Der VDE 200 kann dazu ausgestaltet sein, Zylinder massenweise zu deaktivieren, wobei mehr als ein Zylinder gleichzeitig deaktiviert werden kann. Zum Beispiel können zwei Zylinder von den vier Zylindern des VDE 200 deaktiviert werden, wodurch zwei Zylinder des VDE 200 weiterhin Kraftstoff verbrennen und zwei Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt werden. Der VDE 200 kann auch als ein rollendes VDE-System ausgestaltet sein, bei dem jeder Zylinder einzeln abgeschaltet werden kann. Zum Beispiel kann ein erster Zylinder des VDE 200 als Reaktion auf eine erste Bedingung deaktiviert werden, kann ein zweiter Zylinder des VDE 200 als Reaktion auf eine zweite Bedingung deaktiviert werden, kann ein dritter Zylinder des VDE 200 als Reaktion auf eine dritte Bedingung deaktiviert werden und so weiter. Gleichermaßen kann der VDE 200 dazu ausgestaltet sein, einen oder mehrere Zylinder entweder massenweise oder einzeln während des Betriebs des Motors zu aktivieren. In einem Beispiel kann der VDE 200 in einer Anfangskonfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern eingeschaltet werden. In anderen Beispielen kann der Motor in einer Anfangskonfiguration aller aktivierten Zylinder betrieben werden; er kann jedoch die VDE-Steuerungen strategisch einsetzen, um einige Zylinder als Reaktion auf eine konkrete Bedingung zu deaktivieren, z. B. während der Fahrt durch Wasserwatbedingungen.
Während einer ausgewählten Bedingung, wie etwa wenn das Fahrzeug durch Wasserwatbedingungen gefahren wird, können ein oder mehrere Zylinder des VDE 200 deaktiviert werden (hierin auch als VDE-Betriebsmodus bezeichnet). Wenn zum Beispiel die ausgewählte Bedingung erfüllt ist, kann der Zylinder 210a des VDE 200 deaktiviert werden und/oder kann der Zylinder 210b des VDE 200 deaktiviert werden und/oder kann der Zylinder 210c des VDE 200 deaktiviert werden. Zusätzlich kann eine von einer ersten oder einer zweiten Zylindergruppe zur Deaktivierung ausgewählt werden. Zum Beispiel kann die erste Zylindergruppe den Zylinder 210a und den Zylinder 210b umfassen und kann die zweite Zylindergruppe den Zylinder 210c und den Zylinder 210d umfassen. In Beispielen, in denen Motorzylinder über eine Vielzahl von Motorbänken verteilt sind, kann die erste Zylindergruppe die Zylinder einer ersten Bank umfassen, kann die zweite Zylindergruppe die Zylinder einer zweiten Bank umfassen und so weiter. Somit kann eine beliebige Anzahl von Zylindern des VDE 200 einzeln oder in Gruppen in verschiedenen Konfigurationen aktiviert oder deaktiviert werden. Jede Konfiguration der verschiedenen Konfigurationen kann ein Motordrehmoment erzeugen, wobei das Motordrehmoment einer Konfiguration gleich dem Motordrehmoment einer anderen Konfiguration sein kann oder nicht. Durch Einstellen der Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern kann das Motordrehmoment erhöht oder verringert werden. Zusätzlich kann durch Einstellen der Konfiguration von aktivierten und deaktivierten Zylindern der Motor vor Wasserschäden geschützt werden, während das Drehmoment beibehalten wird, um ohne Abwürgen durch Wasserwatbedingungen zu fahren.
Wie vorstehend in Bezug auf 1 beschrieben, kann jeder Zylinder eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 der 1) und Einlass- und Auslassventile (z. B. das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 der 1) beinhalten. Während des VDE-Modus können Zylinder der ausgewählten Zylindergruppe durch das Abschalten der jeweiligen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und Deaktivieren jeweiliger Einlass- und Auslassventile deaktiviert werden. Während Kraftstoffeinspritzeinrichtungen der deaktivierten Zylinder abgeschaltet sind, führen die übrigen aktivierten Zylinder die Verbrennung weiterhin aus, wobei entsprechende Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und Einlass- und Auslassventile aktiv sind und arbeiten. Um die Drehmomentanforderungen zu erfüllen, erzeugt der Motor an den aktivierten Zylindern die gleiche Menge an Drehmoment. Dies kann höhere Krümmerdrücke mit sich bringen, was zu verringerten Pumpverlusten und einem erhöhten Motorwirkungsgrad führt. Zudem verringern sich aufgrund einer geringeren Nutzfläche (nur der aktivierten Zylinder und nicht der deaktivierten Zylinder), die der Verbrennung ausgesetzt ist, Wärmeverluste am Motor, wodurch sich der Wärmewirkungsgrad des Motors verbessert.
Wie unter Bezugnahme auf 4-6 genauer beschrieben, kann während einer Verbrennungsbedingung des Motors und während einer Fahrt durch eine Wasserwatbedingung die Umgebungsfeuchtigkeit über eine Schwellenfeuchtigkeit zunehmen (wie z. B. durch den Umgebungsfeuchtigkeitssensor 123 der 1 erkannt) und kann umgebendes Wasser in den Ansaugkrümmer (z. B. den Ansaugkrümmer 266) des VDE aufgenommen werden. Wenn die Motorventile während der Verbrennungsbedingung geöffnet werden, kann Wasser aus dem Ansaugkrümmer sogar in die Zylinder eindringen. Folglich kann in den Zylindern aufgenommenes Wasser einen Wasserschlag, Motorfehlzündungen und/oder Verbrennungsinstabilität verursachen. Wie hierin ausgeführt, können die deaktivierbaren Zylinderventile/VDE-Steuerungen und der VCT-Mechanismus strategisch und effektiv verwendet werden, um eine Wasseransammlung in den deaktivierbaren Zylindern während Bedingungen mit eingeschaltetem Motor zu reduzieren, wodurch die Neigung zu Wasserschlag- und Fehlzündungsereignissen während des Motorbetriebs durch Wasserwatbedingungen reduziert wird.
Als Reaktion auf eine Umgebungsluftfeuchtigkeit über einem Schwellenwert während eines Ereignisses mit eingeschaltetem Motor, z. B. während Wasserwatbedingungen, kann jedes Einlassventil und Auslassventil, das an einen oder mehrere deaktivierbare Motorzylinder gekoppelt ist, geschlossen werden, um die deaktivierbaren Zylinder abzudichten, wenn die Wasserwatbedingungen beginnen. Dies kann die Möglichkeit einer Wasseraufnahme innerhalb der deaktivierten Zylinder reduzieren und die deaktivierten Zylinder können für eine zukünftige Verwendung reserviert werden. Die aktiven Zylinder können über eine Strategie eines späten Schließens des Einlassventils (late intake valve closure - LIVC) des VCT-Systems (z. B. des VCT-Systems 232) gesteuert werden, um das effektive Verdichtungsverhältnis im Fall von Wasserschlag im Zylinder während Wasserwatbedingungen zu reduzieren. Zusätzlich oder alternativ kann, wenn die aktiven Zylinder durch Wasseraufnahme während der Fahrt durch Wasser fehlzünden, der fehlzündende Zylinder deaktiviert werden, und jedes Einlassventil und jedes Auslassventil, die an den einen oder die mehreren zuvor deaktivierten trockenen Zylinder gekoppelt sind, können reaktiviert werden und die Kraftstoffzufuhr kann wiederaufgenommen werden. Durch Wiederaufnehmen der Verbrennung in den zuvor abgedichteten deaktivierbaren Zylindern kann das Auftreten von Motorfehlzündungen und Verbrennungsinstabilität reduziert werden, da dies die Zylinder sind, in denen die Wasseraufnahme durch die Zylinderdeaktivierung zu Beginn der Wasserwatbedingungen aktiv reduziert wurde. Der Prozess des Deaktivierens eines fehlzündenden Zylinders und des Reaktivierens eines abgedichteten und trockenen Zylinders kann mehrere Male wiederholt werden, bis die Wasserwatbedingungen enden. Auf diese Weise kann die Motorleistung aufrechterhalten werden und kann das Fahrzeug in der Lage sein, durch Wasserwatbedingungen zu fahren, ohne dass der Motor abgewürgt wird.
Der VDE 200 kann mit einer Vielzahl von Substanzen betrieben werden, die über das Kraftstoffsystem 172 abgegeben werden können. Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 172 können Kraftstoff mit unterschiedlichen Kraftstoffeigenschaften enthalten, wie etwa mit unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Diese Unterschiede können unterschiedliche Alkoholgehalte, unterschiedliche Oktanzahlen, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. einschließen. Der VDE 200 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem 11, das die Steuerung 12 beinhaltet, gesteuert werden. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von Sensoren 24 empfangen, die an den VDE 200 gekoppelt sind (z. B. dem MAF-Sensor 122 aus 1, dem MAP-Sensor 124 aus 1, dem Hall-Effekt-Sensor 120 aus 1 usw.), und Steuersignale an verschiedene Aktoren 22 senden, die an den Motor und/oder das Fahrzeug gekoppelt sind (z. B. Drossel 162 aus 1, Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus 1 usw.).
Unter kurzer Bezugnahme auf die 3A-3D sind unterschiedliche beispielhafte Konfigurationen von aktivierten und deaktivierten Zylindern eines Motors mit variablem Hubraum (wie hierin beschrieben, des VDE) gezeigt (z. B. der Motor 10 aus 1 und/oder der Motor 200 aus 2). In 3A beinhaltet eine beispielhafte Zylinderaktivierungskonfiguration 300 eine erste Zylinderbank 302 und eine zweite Zylinderbank 304. Die Zylinderbänke 302 und 304 können jeweils vier Zylinder aufweisen. Die Zylinderbank 302 beinhaltet einen Zylinder 306, einen Zylinder 308, einen Zylinder 310 und einen Zylinder 312. Die Zylinderbank 304 beinhaltet einen Zylinder 314, einen Zylinder 316, einen Zylinder 318 und einen Zylinder 320. In 3A sind aktivierte Zylinder mit Kreisen mit Schraffur bezeichnet und deaktivierte Zylinder mit durchgezogenen Kreisen bezeichnet. In mindestens einem Beispiel können die gezeigten Motorzylinder alle Zylinder des Motors sein. Ferner sind in dem in 3A gezeigten Beispiel acht Zylinder gezeigt, auch wenn eine andere Anzahl von Zylindern möglich ist. In mindestens einem Beispiel wird eine Zündreihenfolge der Zylinder beibehalten. In 3A ist jeder der Zylinder 306, 308, 310 und 312 der Zylinderbank 302 aktiviert und ist jeder der Zylinder 314, 316, 318 und 320 der Zylinderbank 304 aktiviert, wodurch alle Zylinder der Motor aktiviert sind.
In 3B ist eine beispielhafte Zylinderaktivierungskonfiguration 330 gezeigt, bei der jeder der Zylinder 306, 308, 310 und 312 der Zylinderbank 302 aktiviert ist und jeder der Zylinder 314, 316, 318 und 320 der Zylinderbank 304 nicht aktiviert ist, wodurch die Hälfte der Zylinder des Motors (die z. B. der Zylinderbank 302 entspricht) mit Kraftstoff gezündet wird, um ein Drehmoment des Motors zu erzeugen, und die Hälfte der Zylinder des Motors (die z. B. der Zylinderbank 304 entspricht) ohne Kraftstoffzufuhr gezündet wird und kein Drehmoment erzeugt. Wenn die Hälfte der Zylinder des Motors aktiviert ist, kann das Drehmoment des Motors die Hälfte eines Drehmoments sein, das erzeugt wird, wenn alle Zylinder des Motors aktiviert sind.
Wenn die Zylinder 306, 308, 310 und 312 der Zylinderbank 302 aktiviert sind und die Zylinder 314, 316, 318, 320 der Zylinderbank 304 nicht aktiviert sind, kann aufgrund der zündenden Zylinder 306, 308, 310 und 312 der Zylinderbank 302 und der nicht zündenden Zylinder 314, 316, 318, 320 der Zylinderbank 304 ein Ungleichgewicht erzeugt werden. Das Ungleichgewicht kann zu Geräusch, Vibration und Rauigkeit (noise, vibration, and harshness - NVH) des Motors führen. In einigen Beispielen kann NVH reduziert werden, indem eine Zündung eines oder mehrerer Zylinder der Zylinderbank 302 mit einer Zündung eines oder mehrerer Zylinder der Zylinderbank 304 ausgeglichen wird. In 3C ist eine beispielhafte Zylinderaktivierungskonfiguration 340 gezeigt, bei der die Zylinder 306 und 312 der Zylinderbank 302 aktiviert sind und die Zylinder 308 und 310 deaktiviert sind, und wobei die Zylinder 316 und 318 der Zylinderbank 304 aktiviert sind und die Zylinder 314 und 320 der Zylinderbank 304 nicht aktiviert sind. Infolge dessen, dass die Zylinderbank 302 und die Zylinderbank 304 jeweils die gleiche Anzahl an aktivierten Zylindern aufweisen, kann NVH der beispielhaften Konfiguration 340 geringer sein als NVH der beispielhaften Konfiguration 330.
3D zeigt eine beispielhafte Zylinderaktivierungskonfiguration 350, bei der der Zylinder 306 der Zylinderbank 302 aktiviert ist und jeder der Zylinder 308, 310 und 312 der Zylinderbank 302 nicht aktiviert ist und bei der jeder der Zylinder 314, 316, 318 und 320 der Zylinderbank 304 nicht aktiviert ist. In dieser beispielhaften Konfiguration ist das durch den Motor erzeugte Drehmoment das durch den Zylinder 306 erzeugte Drehmoment. Infolge dessen, dass das durch den Motor erzeugte Drehmoment das durch den Zylinder 306 erzeugte Drehmoment ist, kann ein durch den Motor erzeugter Drehmomentbetrag wesentlich geringer sein als das Drehmoment des Motors in den beispielhaften Zylinderaktivierungskonfigurationen 340, 330 und 300.
Unter Bezugnahme auf 4 zeigt diese ein Host-Fahrzeug 400, das ein Hochwassererkennungssystem beinhaltet, das erkennen kann, wenn das Host-Fahrzeug 400 auf einer überfluteten Straße und/oder durch eine Wasserwatbedingung fährt. Das Hochwassererkennungssystem kann das Hochwasser auf Grundlage einer Änderung des Reifendrucks, der Abgastemperatur, von Bildern eines Bereichs, der das Host-Fahrzeug 400 umgibt, der Nähe zur Wasseroberfläche oder einer Kombination davon erkennen. Das Hochwassererkennungssystem kann auch dazu konfiguriert sein, eine Tiefe des Hochwassers unter Verwendung von Sensordaten zu bestimmen. Das Hochwassererkennungssystem des Host-Fahrzeugs 400 kann den Bediener auf die Wasserwatbedingung, die überflutete Straße und/oder darauf hinweisen, ob die Wassertiefe über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 der 1-2) kann dann entsprechend spezifische Fahrzeugvorgänge steuern, um das Fahrzeug auf eine Wasseraufnahme vorzubereiten und davor zu schützen, während die Motorleistung beibehalten wird, um durch Wasserwatbedingungen zu fahren, wie unter Bezugnahme auf die 5-8 ausführlicher beschrieben.
Das Host-Fahrzeug 400 kann ein nicht einschränkendes Beispiel für das in 1 beschriebene Fahrzeug 5 sein. Insbesondere kann das Host-Fahrzeug 400 einen VDE, wie etwa den Motor 10 aus 1 oder VDE 200 aus 2, und ein Steuersystem, wie etwa das Steuersystem 11 der 1-2, beinhalten. Das Hochwassererkennungssystem des Host-Fahrzeugs 400 kann ein Teil des Steuersystems sein, das einen Speicher und einen Prozessor (z. B. den Speicherchip 110 und die Mikroprozessoreinheit 106 des Fahrzeugs 5 aus 1) beinhalten kann. Der Speicher kann Anweisungen speichern, die durch den Prozessor ausführbar sind, und das Steuersystem kann Informationen von verschiedenen Sensoren empfangen und Steuersignale an verschiedene Aktoren (z. B. die Sensoren 24 und Aktoren 22 des Fahrzeugs 5 aus 1) senden.
Das Hochwassererkennungssystem kann mit Komponenten des Host-Fahrzeugs 400 kommunizieren, wie etwa einer vorderen Kamera 420, einer hinteren Kamera 422, einem Näherungssensor 412, einem Reifendrucksensor 440 und einem Abgassensor (nicht gezeigt).
Diese Komponenten können über ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk mit dem Hochwassererkennungssystem in Kommunikation stehen. Das Kommunikationsnetzwerk kann Hardware beinhalten, wie etwa einen Kommunikationsbus, die Kommunikation zwischen Fahrzeugkomponenten ermöglicht. Das Kommunikationsnetzwerk kann drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation zwischen den Fahrzeugkomponenten gemäß einer Reihe von Kommunikationsprotokollen ermöglichen, wie etwa Controller Area Network (CAN), Ethernet, WiFi, Local Interconnect Network (LIN) und/oder anderen drahtgebundenen oder drahtlosen Mechanismen.
In einem Beispiel sind die vordere Kamera 420 und die hintere Kamera 422 Bildsensoren, die Bilder des Bodens in der Nähe des Host-Fahrzeugs 400 aufnehmen können. Um solche Bilder aufzunehmen, können die vordere Kamera 420 und die hintere Kamera 422 eine Linse beinhalten, die Licht in Richtung z. B. eines CCD-Bildsensors, eines CMOS-Bildsensors usw. projiziert. Die vordere Kamera 420 und die hintere Kamera 422 können das Licht verarbeiten und das Bild erzeugen. Das Bild kann an den Prozessor ausgegeben werden, um verwendet zu werden, um zu bestimmen, ob die Straße überflutet ist und/oder Wasserwatbedingungen vorliegen. In dem veranschaulichten Beispiel sind nur zwei Kameras gezeigt. In anderen Beispielen kann das Host-Fahrzeug 400 jedoch eine beliebige Anzahl von Kameras beinhalten und können unterschiedliche Kameras in unterschiedliche Richtungen zeigen. Zum Beispiel kann eine erste Kamera Bilder der Straße vor dem Host-Fahrzeug 400 aufnehmen, kann eine zweite Kamera Bilder der Straße neben dem Host-Fahrzeug 400 aufnehmen und kann eine dritte Kamera Bilder der Straße hinter dem Host-Fahrzeug 400 aufnehmen. Eine überflutete Straßenbedingung und/oder Wasserwatbedingung kann in jedem aufgenommenen Bild gleich aussehen. Zum Beispiel können Unterscheidungsmerkmale von Abschnitten der Straße, wie etwa Fahrspurmarkierungen, Schlaglöcher, Risse usw., in Bildern einer überfluteten Straße oder einer Wasserwatbedingung nicht erscheinen. Eine nicht überflutete Straße kann in jedem aufgenommenen Bild anders aussehen, da die unterscheidenden Merkmale in den Bildern vorhanden sind. Daher können die durch die Kameras aufgenommenen Bilder verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Straße überflutet ist und/oder Wasserwatbedingungen vorliegen.
Der Reifendrucksensor 440, der Teil eines Reifendrucküberwachungssystems (tire pressure monitoring system - TPMS) sein kann, ist über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt, die einen Reifendruck messen können. In einigen Fällen befindet sich der Reifendrucksensor 440 innerhalb eines Fahrzeugreifens. In einigen Umsetzungen kann jeder Reifen den Reifendrucksensor 440 aufweisen, der den Reifendruck seines jeweiligen Reifens misst. Jeder Reifendrucksensor 440 kann dazu programmiert sein, den Reifendruck periodisch zu messen. Das heißt, der Reifendrucksensor 440 kann dazu programmiert sein, den Reifendruck in regelmäßigen Zeitintervallen zu messen. Somit kann jeder Reifendrucksensor 440 dazu programmiert sein, einen ersten Reifendruck zu einem ersten Zeitpunkt und einen zweiten Reifendruck zu einem zweiten Zeitpunkt zu messen. Die zum zweiten Zeitpunkt vorgenommene Messung kann nach der zum ersten Zeitpunkt vorgenommenen Messung erfolgen. Zum Beispiel kann der erste Zeitpunkt sein, bevor das Host-Fahrzeug 400 das Hochwasser erreicht, und kann der zweite Zeitpunkt sein, während das Host-Fahrzeug 400 im Hochwasser fährt. Jeder Reifendrucksensor 440 kann dazu programmiert sein, Signale auszugeben, die die Reifendruckmessungen darstellen. Ein erstes Reifendrucksignal kann die Messung des ersten Reifendrucks darstellen, die zum ersten Zeitpunkt vorgenommen wurde. Ein zweites Reifendrucksignal kann die Messung des zweiten Reifendrucks darstellen, die zum zweiten Zeitpunkt vorgenommen wurde. Das erste Reifendrucksignal und das zweite Reifendrucksignal können an den Prozessor ausgegeben werden, und der Prozessor kann bestimmen, ob sich der erste Reifendruck von dem zweiten Reifendruck unterscheidet.
Der Näherungssensor 412 kann an einem hinteren Ende des Host-Fahrzeugs 400 positioniert sein, wie etwa an der hinteren Stoßstange, unter der hinteren Stoßstange oder an hinteren Nummernschildern. In einem weiteren Beispiel kann der Näherungssensor 412 an einem vorderen Ende des Host-Fahrzeugs 400 positioniert sein. Der Näherungssensor 412 kann sich zum Beispiel an einem oder mehreren von einem vorderen Hilfsrahmen, einem Stoßfängerträger, einer Spritzwand des Motorraums, einem Aufhängungsgelenk oder einer anderen ähnlichen Komponente befinden. In noch einem weiteren Beispiel können ein oder mehrere Näherungssensoren 412 am vorderen Ende und/oder hinteren Ende des Host-Fahrzeugs 400 positioniert sein. Es versteht sich, dass die hierin bereitgestellten Beispiele Veranschaulichungszwecken dienen und eine größere oder kleinere Anzahl von Näherungssensoren 412 an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs beinhaltet sein können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Bei dem Näherungssensor 412 kann es sich in einem Beispiel um einen Ultraschallsensor handeln, der in der Lage sein kann, ein Hindernis oder eine Fläche (z. B. Bodenfläche) in der Nähe des Fahrzeugs aus der Ferne zu erfassen. In anderen Beispielen können elektromagnetische Sensoren, optische Sensoren, kapazitive Sensoren oder andere, eine Nähe bestimmende Sensoren verwendet werden. In Beispielen, in denen das Fahrzeug in Wasserwatbedingungen betrieben wird, kann der Näherungssensor ein Vorhandensein von Wasser und eine Nähe zu Wasser (z. B. Wasseroberfläche 406) erkennen, bevor das Fahrzeug ins Wasser gefahren wird, wie etwa wenn ein Fahrzeug in einen überfluteten Bereich fährt. In dem Fall, dass das Fahrzeug durch Wasser fährt, kann der Näherungssensor 412 eine Entfernung zur Wasseroberfläche 406 schätzen und die Daten an den Prozessor ausgeben. Der Prozessor kann dann in der Lage sein, eine Wasserhöhe auf Grundlage einer Differenz der Entfernungsausgabe von dem Sensor 412 zu schätzen, daraus, wenn das Fahrzeug auf trockenem Boden fährt, im Vergleich dazu, wenn das Fahrzeug in Wasser gefahren wird.
Der Prozessor des Hochwassererkennungssystems kann über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt sein und kann einen oder mehrere Mikrocontroller, ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA), eine oder mehrere anwendungsspezifische Schaltungen (ASIC), einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren (DSP), eine oder mehrere kundenspezifische integrierte Schaltungen usw. beinhalten. Wie vorstehend beschrieben, kann der Prozessor die Daten von den Reifendrucksensoren 440, dem Näherungssensor 412, den Abgassensoren (nicht gezeigt) und den Bildern von der vorderen Kamera 420 sowie der hinteren Kamera 422 empfangen und aus den Daten und Bildern bestimmen, ob die Straße, auf der sich das Host-Fahrzeug 400 befindet, überflutet ist. Als Reaktion auf Wasserwatbedingungen kann das Steuersystem dann Fahrzeugvorgänge strategisch steuern (z. B. Zylinderdeaktivierung, Zeitpunkt des Öffnens/Schließens des Ventils variieren usw.), um die Motorleistung beizubehalten, ohne Wasser aufzunehmen. Daher zeigt das veranschaulichte Beispiel Eintrittsbedingungen für einen Einsatz der VDE-Steuerungen und des VCT-Mechanismus während der Fahrt durch Hochwasser. Weitere Einzelheiten werden in 5-8 dahingehend dargestellt, wie VDE-Steuerungen und ein VCT-Mechanismus während Wasserwatbedingungen eingesetzt werden.
Obwohl es als eine Limousine veranschaulicht ist, kann das Host-Fahrzeug 400 jedes beliebige Passagier- oder Nutzfahrzeug, wie zum Beispiel ein Auto, einen Truck, einen SUV, ein Crossover-Fahrzeug, einen Van, einen Minivan, ein Taxi, einen Bus usw. beinhalten. Ferner kann das Host-Fahrzeug 400 ein autonomes Fahrzeug sein, das in einem autonomen (z. B. fahrerlosen) Modus, einem teilweise autonomen Modus und/oder einem nicht autonomen Modus betrieben werden kann.
5 zeigt drei beispielhafte Verläufe von Leistung, die durch jeden Zylinder eines Motors eines Fahrzeugs abgegeben wird, wie durch Ausführen eines Zylinderleistungsausgleichstests in getrennten Fällen während Wasserwatbedingungen geschätzt. Der Motor kann ein Vierzylinder-Motor mit variablem Hubraum sein, wie etwa der VDE 200 aus 2. Eine häufige Verbrennungsinstabilität, die aufgrund von Wasseraufnahme in einem Motor auftritt, ist eine Fehlzündung, bei der die Aufnahme von Wasser in einem Motorzylinder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch des Motors stören kann. Wie nachstehend beschrieben, können die drei beispielhaften Leistungsverläufe verwendet werden, um ein mögliches Fehlzündungsszenario in einem Motorzylinder während Wasserwatbedingungen zu diagnostizieren. Fehlzündungen können durch den Zylinderleistungsausgleichstest angegeben werden, der bei verbrennendem Motor ausgeführt werden kann und den RPM-Beitrag des Arbeitstakts jedes Zylinders unter Verwendung eines Kurbelwellenpositionssensors als Eingabe berechnen kann.
In einem Leistungsausgleichstest, während der Motor in Betrieb ist, kann eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 des Fahrzeugs 5 aus 1) selektiv den Funken in einem ersten Motorzylinder deaktivieren, um die Verbrennung in dem ersten Motorzylinder vorübergehend zu stoppen, während die Kraftstoffzufuhr und der Funken in jedem der verbleibenden Motorzylinder aufrechterhalten werden. Wenn die Verbrennung in dem ersten Zylinder gestoppt wird, gibt es einen entsprechenden Abfall der Motordrehzahl, wie über einen Kurbelwellenpositionssensor (z. B. den Kurbelwellenpositionssensor 141 des Fahrzeugs 5 aus 1) geschätzt. Die Steuerung kann dann den Zündfunken im ersten Zylinder wiederaufnehmen und den Zündfunken im nächsten Zylinder deaktivieren, um die entsprechende Änderung der Motordrehzahl zu schätzen. Die Steuerung kann die Änderung der Motordrehzahl überwachen, nachdem die Verbrennung in jedem Zylinder vorübergehend ausgesetzt wurde (einer nach dem anderen). Wenn ein Abfall der Motordrehzahl, die jedem Motorzylinder entspricht, im Wesentlichen äquivalent ist (wie etwa innerhalb von 5 % voneinander), kann abgeleitet werden, dass jeder Zylinder gleichermaßen zu einer Gesamtmotorleistung beiträgt.
Wie in 5 dargestellt, zeigt jeder eines ersten beispielhaften Verlaufs 500, eines zweiten beispielhaften Verlaufs 530 und eines dritten beispielhaften Verlaufs 560 Leistung, die durch den Motor in drei verschiedenen Fällen abgegeben wird, während das Fahrzeug durch Wasserwatbedingungen fährt. Die x-Achse jedes beispielhaften Verlaufs zeigt eine Anzahl von Zylindern und die y-Achse jedes beispielhaften Verlaufs zeigt eine Leistungsmenge, die durch jeden Zylinder der Anzahl von Zylindern abgegeben wird. Das Balkendiagramm 502 zeigt eine Leistung, die durch einen ersten Zylinder einer Zylinderbank abgegeben wird. Gleichermaßen zeigen die Balkendiagramme 504, 506 und 508 eine jeweilige Leistung, die durch einen zweiten, dritten und vierten Zylinder der Zylinderbank abgegeben wird. Obwohl er hier als Vierzylindermotor beschrieben ist, kann der beispielhafte Motor eine beliebige Anzahl von Zylindern beinhalten, wie etwa 6, 8, 10, 12 usw.
Wenn sich das Fahrzeug einem Gewässer nähert und/oder beginnt, durch das Gewässer zu fahren, kann das Hochwassererkennungssystem des Fahrzeugs ein Vorhandensein einer Wasserwatbedingung erkennen. Zum Beispiel kann, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, die Wasserwatbedingung unter Verwendung einer bordeigenen Kamera, eines Näherungssensors, eines Reifendrucksensors, eines Feuchtigkeitssensors und/oder einer Kombination davon erkannt werden. Als Reaktion auf das Erkennen der Wasserwatbedingung und/oder eines Vorhandenseins von Wasser um das Fahrzeug herum kann der Motor eine maximale Anzahl von Zylindern deaktivieren und abdichten, während eine ausreichende Anzahl von verbleibenden Zylindern aktiv bleibt, um die Motorleistung aufrechtzuerhalten. Die deaktivierten Zylinder nehmen, nachdem sie abgedichtet wurden, kein Wasser auf, wenn das Fahrzeug beginnt, durch die Wasserwatbedingung zu fahren. Somit fungieren die deaktivierten Zylinder als Reservezylinder, die bei Bedarf später gezündet werden. In den beispielhaften Verläufen 500, 530 und 560 werden zwei Zylinder des Vierzylindermotors für die zukünftige Verwendung deaktiviert und abgedichtet, sobald das Hochwassererkennungssystem des Fahrzeugs die Wasserwatbedingung erkennt, während die ausreichende Anzahl der verbleibenden Zylinder aktiv bleiben kann, um die Motorleistung aufrechtzuerhalten, um durch die Wasserwatbedingung zu fahren.
In dem ersten beispielhaften Verlauf 500 erzeugen der erste Zylinder und der zweite Zylinder eine Nennleistungsausgabe (dargestellt durch die Balkendiagramme 502 und 504), wenn der erste und der zweite Zylinder als Reaktion auf die Erkennung der Wasserwatbedingung deaktiviert und abgedichtet sind. Der erste und zweite Zylinder, die deaktiviert sind, fungieren als Standby-Zylinder, die später verbrennen können, wenn die ausreichende Anzahl der verbleibenden Zylinder (z. B. die aktiven Zylinder) Wasser aufnimmt. Wie in dem ersten beispielhaften Verlauf 500 dargestellt, gibt jeder des dritten Zylinders und des vierten Zylinders des Motors eine optimale Leistungsausgabe (dargestellt durch die Balkendiagramme 506 und 508) ab, was angibt, dass nur der dritte und vierte Zylinder aktiv sind und verbrennen, wenn das Fahrzeug beginnt, durch die Wasserwatbedingung zu fahren. In dem veranschaulichten Beispiel sind der dritte und vierte Zylinder die Zylinder des Vierzylindermotors, die zur Gesamtmotorleistung beitragen, um das Drehmoment zu Beginn der Wasserwatbedingung aufrechtzuerhalten. In anderen Beispielen kann jedoch eine beliebige Kombination von Zylindern zur Deaktivierung ausgewählt werden. Zum Beispiel können der dritte und der vierte Zylinder deaktiviert werden, während der erste und der zweite Zylinder aktiv bleiben, oder der erste und der dritte Zylinder können deaktiviert werden, während der zweite und der vierte Zylinder aktiv bleiben, oder der zweite und der dritte Zylinder können deaktiviert werden, während der erste und vierte Zylinder aktiv bleiben, oder andere ähnliche Kombinationen.
Obwohl in dem veranschaulichten Beispiel gezeigt wurde, dass zwei Zylinder als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug die Wasserwatbedingung erkennt, deaktiviert sind, kann der Einsatz von VDE-Steuerungen in einigen Beispielen die Deaktivierung von einem oder drei Zylindern des Motors beinhalten. In noch anderen Beispielen kann eine Deaktivierung von 1-7 Zylindern in einem V-8-Motor möglich sein, wie zum Beispiel vorstehend unter Bezugnahme auf die 3B-3D beschrieben.
Der zweite beispielhafte Verlauf 530 zeigt die durch jeden Zylinder des Motors abgegebene Leistung, wie sie durch Ausführen des Zylinderleistungsausgleichstests geschätzt wird, während das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingung fährt, wobei zwei von vier Zylindern deaktiviert sind. Wie in dem veranschaulichten Beispiel gezeigt, erzeugen der erste Zylinder und der zweite Zylinder eine Nennleistungsausgabe (dargestellt durch die Balkendiagramme 502 und 504), wenn der erste und der zweite Zylinder deaktiviert und abgedichtet sind. Der vierte Zylinder des Vierzylindermotors ist aktiv und gibt eine optimale Leistungsausgabe (dargestellt durch das Balkendiagramm 508) ab, wodurch er zur Gesamtmotorleistung beiträgt. Wie durch das Balkendiagramm 506 dargestellt, erzeugt der dritte Zylinder jedoch, obwohl er aktiv ist und verbrennt, eine sehr niedrige Leistungsausgabe. Zum Beispiel kann der dritte Zylinder eine Leistungsausgabe erzeugen, die niedriger als eine erste Schwellenleistung 596 ist. Die erste Schwellenleistung 596 kann eine Leistungsausgabe sein, unter der der Zylinder nicht als gleichwertig zur Gesamtmotorleistung beitragend betrachtet werden kann. Dies kann auf eine Fehlzündung in dem aktiven Zylinder aufgrund von Wasseraufnahme hinweisen. In Verlauf 530 wird der dritte Zylinder des Vierzylindermotors (durch den Leistungsausgleichstest) als weniger als eine erste Schwellenleistung abgebend identifiziert, und ein Fehler wird durch eine Fehlzündungsüberwachung als Reaktion auf die Leistung unter dem ersten Schwellenwert ausgelöst. In anderen Beispielen kann eine Anzahl von fehlzündenden Zylindern variieren und kann jeder der aktiven Zylinder fehlzünden, je nachdem, welcher Zylinder während der Wasserwatbedingung Wasser aufnimmt.
Der dritte beispielhafte Verlauf 560 zeigt die durch jeden Zylinder des Vierzylindermotors abgegebene Leistung, wie durch den Leistungsausgleichstest während der Wasserwatbedingung mit VDE-Steuerungen im Betrieb geschätzt. Der dritte beispielhafte Verlauf 560 gibt eine Minderungsmaßnahme an, die als Reaktion auf das Identifizieren des/der fehlzündenden Zylinder in dem zweiten beispielhaften Verlauf 530 ergriffen wird. Auf die Identifizierung des/der fehlzündenden Zylinder unter Verwendung des Zylinderleistungsausgleichstests kann eine Deaktivierung des/der fehlzündenden Zylinder während der Fahrt durch die Wasserwatbedingung folgen, um eine weitere Wasseraufnahme in dem Zylinder zu verhindern. Gleichzeitig kann einer der zuvor deaktivierten trockenen Zylinder sofort reaktiviert werden, indem er mit Kraftstoff versorgt und zur Verbrennung entzündet wird, um die Motorleistung aufrechtzuerhalten, während das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingung fährt. In dem veranschaulichten Beispiel wird, da der dritte Zylinder aufgrund von Wasseraufnahme als fehlzündend identifiziert wird (z. B. wie in dem zweiten beispielhaften Verlauf 530 angegeben), als eine Minderungsmaßnahme der dritte Zylinder deaktiviert, während durch die Wasserwatbedingung gefahren wird. Gleichzeitig wird der zuvor deaktivierte erste Zylinder des Vierzylindermotors sofort reaktiviert, um ein Drehmoment des Motors aufrechtzuerhalten, wenn das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingung fährt. Somit erzeugt der dritte Zylinder in dem dritten beispielhaften Verlauf 560 eine vernachlässigbare Leistungsausgabe (dargestellt durch das Balkendiagramm 506), wenn er als Reaktion auf eine Fehlzündung deaktiviert und abgedichtet wird. Der erste Zylinder, der reaktiviert wurde, gibt eine optimale Leistungsausgabe (dargestellt durch das Balkendiagramm 502) ab, wodurch er zur Gesamtmotorleistung beiträgt. Es werden keine Änderungen der Leistungsausgabe des zweiten und vierten Zylinders beobachtet. In dem veranschaulichten Beispiel ist gezeigt, dass der erste Zylinder als Reaktion auf die Fehlzündung reaktiviert wird; in zusätzlichen Ausführungsformen kann jedoch ein anderer zuvor deaktivierter Zylinder zur Reaktivierung ausgewählt werden. Zum Beispiel kann in einer weiteren Ausführungsform der erste Zylinder als Reaktion auf die Fehlzündung nicht reaktiviert werden und kann der zweite Zylinder als Reaktion auf die Fehlzündung reaktiviert werden. In beispielhaften Motoren mit mehr als vier Zylindern, bei denen zuvor mehr als zwei Zylinder aufgrund der Erkennung der Wasserwatbedingung deaktiviert wurden, können als Reaktion auf eine Fehlzündung in einem aktiven Zylinder alle zuvor deaktivierten Zylinder reaktiviert werden, um die Motorleistung während der Wasserwatbedingungen aufrechtzuerhalten.
6 zeigt drei beispielhafte Verläufe von Leistung, die durch jeden Zylinder eines Motors eines Fahrzeugs abgegeben wird, wie durch Ausführen eines Zylinderleistungsausgleichstests in getrennten Fällen während einer Wasserwatbedingung geschätzt. Der Motor kann ein Vierzylinder-Motor mit variablem Hubraum sein, wie etwa der VDE 200 aus 2. Außer der Fehlzündung ist Wasserschlag eine häufige Verbrennungsinstabilität, die aufgrund von Wasseraufnahme in einem Motor auftreten kann. Wasserschlag tritt auf, wenn ein Flüssigkeitsvolumen größer als ein Volumen eines Zylinders an seinem Minimum in den Zylinder eintritt. Da Flüssigkeiten nahezu nicht komprimierbar sind, kann ein Kolben des von Wasserschlag betroffenen Zylinders daher möglicherweise nicht in der Lage sein, seinen Bewegungszyklus ohne einen mechanischen Fehler abzuschließen. Wie nachstehend beschrieben, können die drei beispielhaften Leistungsverläufe verwendet werden, um ein mögliches Wasserschlagereignis in einem Motorzylinder während der Wasserwatbedingung zu diagnostizieren. Wasserschlagereignisse können durch den vorstehend beschriebenen Zylinderleistungsausgleichstest angegeben werden, der bei verbrennendem Motor ausgeführt werden kann und den RPM-Beitrag des Arbeitstakts jedes Zylinders unter Verwendung eines Kurbelwellenpositionssensors als Eingabe berechnen kann.
Wie in 6 dargestellt, zeigt jeder eines ersten beispielhaften Verlaufs 600, eines zweiten beispielhaften Verlaufs 630 und eines dritten beispielhaften Verlaufs 660 Leistung, die durch den Motor in drei verschiedenen Fällen abgegeben wird, während das Fahrzeug durch Wasserwatbedingungen fährt. Die x-Achse jedes beispielhaften Verlaufs zeigt eine Anzahl von Zylindern und die y-Achse jedes beispielhaften Verlaufs zeigt eine Leistungsmenge, die durch jeden Zylinder der Anzahl von Zylindern abgegeben wird. Das Balkendiagramm 602 zeigt eine Leistung, die durch einen ersten Zylinder einer Zylinderbank abgegeben wird. Gleichermaßen zeigen die Balkendiagramme 604, 606 und 608 eine jeweilige Leistung, die durch einen zweiten, dritten und vierten Zylinder der Zylinderbank abgegeben wird. Obwohl er hier als Vierzylindermotor beschrieben ist, kann der beispielhafte Motor eine beliebige Anzahl von Zylindern beinhalten, wie etwa 6, 8, 10, 12 usw.
Wenn das Fahrzeug beginnt, durch stehendes Wasser (z. B. eine überflutete Straße) zu fahren, kann das Hochwassererkennungssystem des Fahrzeugs die Wasserwatbedingung (z. B. unter Verwendung einer bordeigenen Kamera, eines Reifendrucksensors usw.) erkennen, woraufhin der Motor des Fahrzeugs eine maximale Anzahl von Zylindern deaktivieren und abdichten kann, während eine ausreichende Anzahl von verbleibenden Zylindern aktiv gehalten wird, um die Motorleistung aufrechtzuerhalten. Wie in dem ersten beispielhaften Verlauf 600 gezeigt, sind zwei Zylinder des Motors deaktiviert und abgedichtet, während zwei Zylinder des Motors aktiv bleiben, um die Motorleistung aufrechtzuerhalten, um das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingung zu fahren. Der erste Zylinder und der zweite Zylinder erzeugen eine Nennleistungsausgabe (dargestellt durch die Balkendiagramme 602 und 604), wenn der erste und der zweite Zylinder als Reaktion auf die Erkennung der Wasserwatbedingung deaktiviert und abgedichtet sind. Der erste und zweite Zylinder, die deaktiviert sind, können als Standby-Zylinder fungieren, die später verbrennen können, wenn die ausreichende Anzahl der verbleibenden Zylinder (z. B. der aktiven Zylinder) Wasser aufnimmt. Andererseits gibt jeder des dritten Zylinders und des vierten Zylinders eine optimale Leistungsausgabe (dargestellt durch die Balkendiagramme 606 und 608) ab, was angibt, dass der dritte und vierte Zylinder des Motors aktiv sind und verbrennen, wenn das Fahrzeug beginnt, durch die Wasserwatbedingung zu fahren. Somit sind der dritte und vierte Zylinder die Zylinder des Motors, die zur Gesamtmotorleistung beitragen, um das Drehmoment zu Beginn der Wasserwatbedingungen aufrechtzuerhalten, während der erste und zweite Zylinder nicht zu der Gesamtmotorleistung beitragen. In anderen Beispielen kann jedoch eine andere Kombination von Zylindern zur Deaktivierung ausgewählt werden. Zum Beispiel können der dritte und der vierte Zylinder deaktiviert werden, während der erste und der zweite Zylinder aktiv bleiben, oder der erste und der dritte Zylinder können deaktiviert werden, während der zweite und der vierte Zylinder aktiv bleiben, oder der zweite und der dritte Zylinder können deaktiviert werden, während der erste und vierte Zylinder aktiv bleiben, oder andere ähnliche Kombinationen.
Auch wenn in Verlauf 600 gezeigt wurde, dass zwei Zylinder als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug Wasserwatbedingungen erkennt, deaktiviert sind, kann der Einsatz von VDE-Steuerungen in einigen Beispielen die Deaktivierung von einem oder drei Zylindern des Motors beinhalten. In noch anderen Beispielen kann eine Deaktivierung von 1-7 Zylindern in einem V-8-Motor möglich sein, wie zum Beispiel vorstehend unter Bezugnahme auf die 3B-3D beschrieben.
Der zweite beispielhafte Verlauf 630 zeigt die durch jeden Zylinder des Motors abgegebene Leistung, wie sie durch Ausführen des Zylinderleistungsausgleichstests geschätzt wird, während das Fahrzeug durch Wasserwatbedingungen fährt, wobei zwei von vier Zylindern deaktiviert sind. Wie in dem veranschaulichten Beispiel gezeigt, sind der erste und der zweite Zylinder deaktiviert und abgedichtet sind und erzeugen eine vernachlässigbare Leistungsausgabe (dargestellt durch die Balkendiagramme 602 und 604). Der vierte Zylinder des Vierzylindermotors ist aktiv und gibt eine optimale Leistungsausgabe (dargestellt durch das Balkendiagramm 608) ab, wodurch er zur Gesamtmotorleistung beiträgt. Wie durch das Balkendiagramm 606 dargestellt, erzeugt der dritte Zylinder jedoch, obwohl er aktiv ist und verbrennt, eine anormal hohe Leistungsausgabe. Zum Beispiel kann der dritte Zylinder eine Leistungsausgabe erzeugen, die höher als eine zweite Schwellenleistung 696 ist. Die zweite Schwellenleistung 696 kann eine Leistungsausgabe sein, über der der Zylinder nicht als gleichwertig zur Gesamtmotorleistung beitragend betrachtet werden kann. Dies kann auf einen Wasserschlag aufgrund der Aufnahme von Wasser in dem aktiven Zylinder hinweisen, wobei das Wasser übermäßig verdichtet wird. In dem zweiten beispielhaften Verlauf 630 wird der dritte Zylinder des Vierzylindermotors (durch den Leistungsausgleichstest) als mehr als eine zweite Schwellenleistung abgebend identifiziert, und ein Fehler wird durch eine Wasserschlagüberwachung als Reaktion auf die Leistung über dem zweiten Schwellenwert ausgelöst. In anderen Beispielen kann eine Anzahl der von Wasserschlag betroffenen Zylinder variieren und kann jeder der aktiven Zylinder (z. B. der vierte Zylinder) durch Wasserschlag betroffen sein, je nachdem, welcher Zylinder während der Wasserwatbedingung Wasser aufnimmt.
Der dritte beispielhafte Verlauf 660 zeigt die durch jeden Zylinder des Vierzylindermotors abgegebene Leistung, wie durch den Leistungsausgleichstest während der Wasserwatbedingung mit VDE-Steuerungen im Betrieb geschätzt. Der dritte beispielhafte Verlauf 660 gibt eine Minderungsmaßnahme an, die als Reaktion auf das Identifizieren des/der von Wasserschlag betroffenen Zylinder in dem zweiten beispielhaften Verlauf 630 ergriffen wird. Der Identifizierung des/der von Wasserschlag betroffenen Zylinder unter Verwendung des Leistungsausgleichstests kann eine Steuerung der Nockenwelle folgen, um ein Schließen der Einlassventile der aktiven Zylinder über ein VCT-System (z. B. VCT-System 232) während des Durchfahrens der Wasserwatbedingung zu verzögern. Das Steuern der Einlassventile der aktiven Zylinder gemäß einer Strategie eines späten Schließens des Einlassventils (LIVC) kann dazu beitragen, ein effektives Verdichtungsverhältnis zu reduzieren. Die LIVC-Steuerstrategie ermöglicht, dass ein Teil einer erzeugten Verdichtungsenergie zurück in einen Ansaugkrümmer des Motors abgelassen wird, indem eine Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils der Zylinder eingestellt wird. Dies stellt sicher, dass der Motor Wasser, das in die Zylinder aufgenommen werden kann, nicht übermäßig verdichtet, da die Verdichtungsleistung reduziert wurde, während die Motorleistung aufrechterhalten wird, während das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingung fährt. Da identifiziert wird, dass der dritte Zylinder in dem zweiten beispielhaften Verlauf 630 aufgrund von Wasseraufnahme von Wasserschlag betroffen ist, wird als Minderungsmaßnahme die Zylinderverdichtung durch Einsetzen der LIVC-Strategie unter Verwendung des VCT-Systems des Fahrzeugs während der Fahrt durch die Wasserwatbedingung reduziert. Dies reduziert die Gesamtverdichtung und somit die Motorleistung. Somit erzeugt der dritte Zylinder in dem dritten beispielhaften Verlauf 660 eine Leistung, die niedriger als das Optimum ist (dargestellt durch das Balkendiagramm 606), wenn die Zylinderverdichtung als Reaktion auf den Wasserschlag reduziert wird. Wie in dem dritten beispielhaften Verlauf 660 dargestellt, ist der vierte Zylinder aktiv (wenngleich nicht durch Wasserschlag betroffen) und trägt zur Gesamtmotorleistung bei, gibt aber dennoch eine Leistung ab, die niedriger als das Optimum ist (dargestellt durch das Balkendiagramm 608), da eine gemeinsame Nockenwelle des VCT-Systems verwendet wird, um den Ventilbetrieb einer Gruppe von Zylindern zu steuern, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Daher wird, wenn die Zeitsteuerung eines Schließens des Einlassventils eingestellt wird, die Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils aller aktiven Zylinder in der Gruppe geändert/eingestellt (z. B. verzögert), wodurch die Verdichtung in den aktiven Zylindern reduziert wird. Somit können Leistungsausgaben der aktiven Zylinder ähnlich geändert (z. B. reduziert) werden. Es werden keine Änderungen einer Leistungsausgabe von jedem des ersten Zylinders (Balkendiagramm 602) und des zweiten Zylinders (Balkendiagramm 604) beobachtet, da der erste und der zweite Zylinder deaktiviert und abgedichtet bleiben und im Falle einer Fehlzündung, wie zuvor unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, reaktiviert werden. Während das Deaktivieren von Zylindern und das Durchführen eines späten Schließens des Einlassventils die Motorleistung reduziert, benötigen Fahrzeuge typischerweise keine hohe Menge an Leistung, wenn sie mit niedrigen Geschwindigkeiten durch Wasserwatbedingungen fahren.
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein beispielhaftes Verfahren 700 zum Mindern eines möglichen Fehlzündungsszenarios (wie etwa der im zweiten beispielhaften Verlauf 530 aus 5 angegebenen Fehlzündung) in einem Fahrzeugmotor (z. B. VDE 200 aus 2) gezeigt, während durch Wasserwatbedingungen gefahren wird. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 700 und der übrigen in dieser Schrift beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 der 1 und 2) auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren eines Motorsystems des Fahrzeugs, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 4 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Betrieb eines Motors des Fahrzeugs gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 702 können aktuelle Fahrzeug- und Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Die Motorbetriebsbedingungen können zum Beispiel Folgendes beinhalten: Drehmomentanforderung des Fahrzeugführers, Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motortemperatur, Motorlast, Abgastemperatur, Krümmerdruck, Krümmerluftstrom, Ladezustand der Batterie usw. Zusätzlich können Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungsluftfeuchtigkeit, -temperatur und -luftdruck geschätzt und Umgebungsbedingungen der Straße überwacht werden. In einem Beispiel kann die Umgebungsfeuchtigkeit über einen oder mehrere von einem Umgebungsfeuchtigkeitssensor (wie etwa dem Umgebungsfeuchtigkeitssensor 123 aus 1) gemessen werden. Die Umgebungsfeuchtigkeitsbedingungen an einem aktuellen Fahrzeugstandort können auch aus Wetterdaten erhalten werden, wie sie von einem externen Netzwerk abgerufen werden, das über drahtlose Kommunikation kommunikativ an das Fahrzeug gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen können die das Fahrzeug umgebenden Straßenbedingungen durch bordeigene Kameras (z. B. die vordere Kamera 420 und/oder die hintere Kamera 422 aus 4 oder die bordeigene Kamera 115 aus 1) überwacht werden. Zum Beispiel können die von den bordeigenen Kameras empfangenen Bilddaten Details der Wasserwatbedingungen beinhalten. Die Wasserwatbedingungen können auch durch Reifendrucksensoren (z. B. den Reifendrucksensor 440 aus 4) und/oder Näherungssensoren (z. B. den Näherungssensor 412 aus 4) des Fahrzeugs erkannt werden.
Bei 704 kann das Verfahren 700 Bestimmen beinhalten, ob das Fahrzeug auf die Wasserwatbedingungen trifft. Das Bestimmen der Einleitung der Wasserwatbedingungen kann das Erkennen von Wasser, das das Fahrzeug umgibt, durch eines oder mehrere von bordeigenen Kameras, Feuchtigkeitssensoren, Reifendrucksensoren, Näherungssensoren und/oder einer Kombination davon beinhalten. Zum Beispiel können bordeigene Kameras (wie etwa die bordeigene Kamera 115) und/oder ein Näherungssensor (wie etwa der Näherungssensor 412) die Nähe der Fahrzeugkomponenten zu einer Wasseroberfläche der Wasserwatbedingungen erkennen. Zusätzlich kann, wenn ein Feuchtigkeitssensor (z. B. der Umgebungsfeuchtigkeitssensor 123), der innerhalb des Ansaugkrümmers montiert ist, einen hohen Messwert registriert, dieser eine Wasseraufnahme in den Ansaugkrümmer angeben, was die Einleitung der Wasserwatbedingungen nahelegt. Das Bestimmen der Einleitung der Wasserwatbedingungen kann entscheiden, ob die Bedingungen für den Einsatz des VDE-Modus erfüllt sind.
Wenn bei 704 bestimmt wird, dass die Wasserwatbedingungen nicht eingeleitet wurden, kann das Verfahren 700 zu 706 übergehen, wo das Verfahren Beibehalten des aktuellen Motorbetriebs beinhalten kann und der VDE-Modus in dem Fahrzeugmotor möglicherweise nicht eingesetzt wird. Das Verfahren 700 endet dann. Wenn bei 704 bestimmt wird, dass die Wasserwatbedingungen eingeleitet wurden, sind alternativ die Bedingungen für den Einsatz des VDE-Modus erfüllt und das Verfahren kann zu 708 übergehen.
Bei 708 kann das Verfahren 700 das Einsetzen des VDE-Modus in den Fahrzeugmotor beinhalten und ein oder mehrere Zylinder können als Reaktion auf die Einleitung der Wasserwatbedingungen deaktiviert und abgedichtet werden. In einem Beispiel kann der VDE eingesetzt werden, um eine maximale Anzahl von Zylindern der Vielzahl von Zylindern, die in einem Motor vorhanden ist, zu deaktivieren und abzudichten, wobei die maximale Anzahl eine höchste Anzahl von Zylindern ist, die deaktiviert werden kann, während eine minimale Motorleistung aufrechterhalten wird. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung einen Teil/Teilsatz der Vielzahl von Zylindern zur Deaktivierung auswählen. Die Auswahl kann auf Hardware des Motors basieren. Wenn der Motor zum Beispiel ein V-8-Motor ist, kann die Hardware zwei Zylinder von jeder der ersten und der zweiten Motorbank selektiv aktiv halten und eine verbleibende Anzahl von Zylindern deaktivieren. Die ausgewählten Zylinder können durch Deaktivieren der jeweiligen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus 1) und Deaktivieren der jeweiligen Funkenzündung der Zylinder deaktiviert werden. Die Einlass- und Auslassventile (z. B. das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 aus 1) der deaktivierten Zylinder können geschlossen gehalten werden. Die Einlass- und Auslassventile können zum Beispiel über einen Nockenprofilschaltmechanismus, bei dem ein Nocken ohne Hub verwendet wird, oder durch Betätigen eines Ventilabschalters (z. B. eines VDE-Aktors), wie zuvor in Bezug auf 2 beschrieben, geschlossen werden. Da die deaktivierten Zylinder abgedichtet sind, können die deaktivierten Zylinder kein Wasser aufnehmen und können für eine zukünftige Verwendung reserviert werden, falls die aktiven Zylinder Verbrennungsinstabilitäten durch Wasseraufnahme zeigen. Während Kraftstoffeinspritzeinrichtungen der deaktivierten Zylinder abgeschaltet sind, führen die übrigen aktivierten Zylinder die Verbrennung weiterhin aus, wobei entsprechende Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und Einlass- und Auslassventile aktiv sind und arbeiten, um Drehmomentanforderungen während der Wasserwatbedingungen zu erfüllen.
Bei 710 kann das Verfahren 700 Überwachen einer Leistung, die jeder aktive Zylinder des Motors beiträgt, und Messen einer Motordrehzahl beinhalten, während das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingungen fährt. In einem Beispiel kann dies unter Verwendung eines bordeigenen Zylinderleistungsausgleichstests durchgeführt werden, wie zuvor unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Der bordeigene Leistungsausgleichstest kann bei verbrennendem Motor laufen und einen RPM-Beitrag des Arbeitstakts jedes Zylinders unter Verwendung eines Kurbelwellenpositionssensors als Eingabe berechnen, wie in 5 beschrieben. In einigen Beispielen kann der Leistungsausgleichstest angeben, ob einer der aktiven Zylinder des Motors Wasser aufnimmt, was zu Verbrennungsinstabilität führt, indem ein oder mehrere Zylinder identifiziert werden, die entweder weniger oder mehr als die Schwellenmotorleistung beitragen.
Bei 712 kann das Verfahren 700 Bestimmen auf Grundlage des Zylinderleistungsausgleichstests beinhalten, ob ein aktiver Zylinder des Motors eine Leistung abgibt, die unter einer ersten Schwellenleistung M liegt. Zum Beispiel kann, wie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, ein dritter aktiver Zylinder eines Vierzylindermotors eine Leistung unter der ersten Schwellenleistung, die durch die Linie 596 dargestellt ist, während der Wasserwatbedingungen erzeugen. Wenn bei 712 bestimmt wird, dass keiner der aktiven Zylinder des Motors eine Leistung abgibt, die unter der ersten Schwellenleistung M liegt, kann das Verfahren 700 zu 714 übergehen, wo das Verfahren Beibehalten des aktuellen Motorbetriebs beinhalten kann, und das Überwachen der Leistung, die aktive Zylinder beitragen, kann fortgesetzt werden. Somit kann das Verfahren 700 dann zu 710 zurückkehren. Wenn bei 712 bestimmt wird, dass ein oder mehrere Zylinder des Motors eine Leistung unter der ersten Schwellenleistung M abgeben, kann das Verfahren alternativ zu 716 übergehen.
Bei 716 kann das Verfahren 700 Identifizieren eines möglichen Fehlzündungsereignisses aufgrund einer Wasseraufnahme in dem/den Zylinder(n) beinhalten, der bzw. die Leistung erzeugen, die niedriger als die erste Schwellenleistung M ist. Fehlzündungsereignisse können in aktiven Zylindern des Motors während der Wasserwatbedingungen auftreten, da aufgenommenes Wasser ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern stören kann. Dementsprechend kann die Fehlzündungsüberwachung als Reaktion auf einen oder mehrere fehlzündende Zylinder einen Fehler auslösen.
Um das mögliche Fehlzündungsereignis zu mindern, kann das Verfahren 700 bei 718 Deaktivieren des einen oder der mehreren fehlzündenden Zylinder beinhalten, während durch die Wasserwatbedingungen gefahren wird, um eine zusätzliche Wasseraufnahme in dem einen oder den mehreren fehlzündenden Zylindern zu verhindern; während gleichzeitig ein oder mehrere zuvor deaktivierte trockene Zylinder durch Zuführen von Kraftstoff und Zündfunken reaktiviert werden, um die Motorleistung während der Wasserwatbedingungen aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel können Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus 1), Einlass- und Auslassventile (z. B. das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 aus 1) und die Funkenzündung des fehlzündenden Zylinders deaktiviert werden. Zusätzlich können Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Einlass- und Auslassventile und die Funkenzündung des einen oder der mehreren zuvor deaktivierten trockenen Zylinder (z. B. Zylinder, die zu Beginn der Wasserwatbedingungen deaktiviert wurden) reaktiviert werden, um den fehlzündenden Zylinder zu ersetzen. Die Reaktivierung eines deaktivierten Zylinders kann zum Beispiel über den Nockenprofilumschaltmechanismus oder durch Deaktivieren eines Ventilabschalters erfolgen, um zu ermöglichen, dass frische Ladeluft in den deaktivierten Zylinder eintritt und Abgas aus dem deaktivierten Zylinder austritt. Dadurch wird die Verbrennung in einem der Zylinder fortgesetzt, der während des VDE-Modus deaktiviert wurde. Dies ermöglicht, dass ein Teil der Motorleistung aufrechterhalten wird, während das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingungen fährt, ohne dass der Motor abgewürgt wird.
Bei 720 kann das Verfahren 700 Bestimmen beinhalten, ob die Wasserwatbedingungen geendet haben. Dies kann zum Beispiel beinhalten, dass eine oder mehrere bordeigene Kameras, Feuchtigkeitssensoren, Reifendrucksensoren, Näherungssensoren das Vorhandensein von Wasser, das das Fahrzeug umgibt, und/oder die Nähe der Fahrzeugkomponenten zur Wasseroberfläche erkennen, wie zuvor unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wenn bei 720 bestimmt wird, dass die Wasserwatbedingungen nicht geendet haben, kann das Verfahren 700 zu 722 übergehen. Bei 722 kann das Verfahren 700 Fortsetzen des Überwachens aktiver Zylinder auf Fehlzündung und wiederholtes Deaktivieren eines fehlzündenden Zylinders und Reaktivieren eines trockenen Zylinders beinhalten. Dementsprechend kann das Verfahren 700 zu 710 zurückkehren. Wenn bei 720 bestimmt wird, dass die Wasserwatbedingungen geendet haben, kann das Verfahren alternativ 700 zu 724 übergehen.
Bei 724 kann das Verfahren 700 Generieren eines Hinweises auf eine Gesamtmotorwasseraufnahme für den Fahrer beinhalten. In einigen Beispielen kann der generierte Hinweis für den Fahrer dem Fahrzeugführer (z. B. Fahrzeugführer 130) auf einer Fahrzeuginstrumententafel oder einer anderen für den Fahrzeugführer sichtbaren Anzeige angezeigt werden. In derartigen Beispielen kann der Hinweis für den Fahrer einen Status der Motorzylinder als nass oder trocken zusätzlich zu Anweisungen zum Reparieren von fehlzündenden Zylindern oder Empfehlungen hinsichtlich der Instandsetzung einer beeinträchtigten Komponente angeben.
Bei 726 kann das Verfahren 700 Einstellen oder Ändern von Fahrzeugbetriebsparametern beinhalten, um ein Drehmoment des Motors aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel können einer oder mehrere der Motorbetriebsparameter geändert oder eingestellt werden (z. B. minimiert, unter jeweiligen Schwellenwerten gehalten, auf nahe null oder null gesenkt werden usw.), einschließlich beispielsweise eines oder mehrerer von der Motordrehzahl und der Motorlast. In einem Beispiel kann der Fahrzeugmotor so eingestellt werden, dass er im VDE-Modus bleibt, wobei wasseraufnehmende fehlzündende Zylinder deaktiviert sind und trockene Zylinder aktiv sind und zur Motorleistung beitragen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung (z. B. die Steuerung 12), wenn das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, dem Fahrzeug befehlen, in einen elektrischen Fahrmodus einzutreten, in dem nur ein Elektromotor (z. B. elektrische Maschine 52) Antriebsräder des Fahrzeugs antreiben kann, sodass nicht auf das Kraftstoffsystem (z. B. Kraftstoffsystem 172) zurückgegriffen wird, um den Motor (z. B. Motor 10 oder VDE 200) mit Leistung zu versorgen.
Unter Bezugnahme auf 8 ist ein beispielhaftes Verfahren 800 zum Mindern eines möglichen Wasserschlagszenarios und eines Fehlzündungsszenarios (z. B. das Wasserschlagszenario aus 6 und das Fehlzündungsszenario aus 5) in einem Fahrzeugmotor (z. B. VDE 200 aus 2) während Wasserwatbedingungen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 800 und der übrigen in dieser Schrift beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 der 1 und 2) auf Grundlage von auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren eines Motorsystems des Fahrzeugs, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 4 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Betrieb eines Motors des Fahrzeugs gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 802 können aktuelle Fahrzeug- und Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Die Motorbetriebsbedingungen können zum Beispiel Folgendes beinhalten: Drehmomentanforderung des Fahrzeugführers, Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motortemperatur, Motorlast, Abgastemperatur, Krümmerdruck, Krümmerluftstrom, Ladezustand der Batterie usw. Zusätzlich können Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungsluftfeuchtigkeit, -temperatur und -luftdruck geschätzt und Umgebungsbedingungen der Straße überwacht werden. In einem Beispiel kann die Umgebungsfeuchtigkeit über einen oder mehrere von einem Umgebungsfeuchtigkeitssensor (wie etwa dem Umgebungsfeuchtigkeitssensor 123 aus 1) gemessen werden. Die Umgebungsfeuchtigkeitsbedingungen an einem aktuellen Fahrzeugstandort können auch aus Wetterdaten erhalten werden, wie sie von einem externen Netzwerk abgerufen werden, das über drahtlose Kommunikation kommunikativ an das Fahrzeug gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen können die das Fahrzeug umgebenden Straßenbedingungen durch bordeigene Kameras (z. B. die vordere Kamera 420 und/oder die hintere Kamera 422 aus 4 oder die bordeigene Kamera 115 aus 1) überwacht werden. Zum Beispiel können die von den bordeigenen Kameras empfangenen Bilddaten Details der Wasserwatbedingungen beinhalten. Die Wasserwatbedingungen können auch durch Reifendrucksensoren (z. B. den Reifendrucksensor 440 aus 4) und/oder Näherungssensoren (z. B. den Näherungssensor 412 aus 4) des Fahrzeugs erkannt werden.
Bei 804 kann das Verfahren 800 Bestimmen beinhalten, ob das Fahrzeug auf die Wasserwatbedingungen trifft. Das Bestimmen der Einleitung der Wasserwatbedingungen kann das Erkennen von Wasser, das das Fahrzeug umgibt, durch eines oder mehrere von bordeigenen Kameras, Feuchtigkeitssensoren, Reifendrucksensoren, Näherungssensoren und/oder einer Kombination davon beinhalten. Zum Beispiel können bordeigene Kameras (wie etwa die bordeigene Kamera 115) und/oder ein Näherungssensor (wie etwa der Näherungssensor 412) die Nähe der Fahrzeugkomponenten zu einer Wasseroberfläche der Wasserwatbedingungen erkennen. Zusätzlich kann, wenn ein Feuchtigkeitssensor (z. B. der Umgebungsfeuchtigkeitssensor 123), der innerhalb des Ansaugkrümmers montiert ist, einen hohen Messwert registriert, dieser eine Wasseraufnahme in den Ansaugkrümmer angeben, was die Einleitung der Wasserwatbedingungen nahelegt. Das Bestimmen der Einleitung der Wasserwatbedingungen kann entscheiden, ob die Bedingungen für den Einsatz des VDE-Modus erfüllt sind.
Wenn bei 804 bestimmt wird, dass die Wasserwatbedingungen nicht eingeleitet wurden, kann das Verfahren 800 zu 806 übergehen, wo das Verfahren Beibehalten des aktuellen Motorbetriebs beinhalten kann und der VDE-Modus in dem Fahrzeugmotor möglicherweise nicht eingesetzt wird. Das Verfahren 800 endet dann. Wenn bei 804 bestimmt wird, dass die Wasserwatbedingungen eingeleitet wurden, sind alternativ die Bedingungen für den Einsatz des VDE-Modus erfüllt und das Verfahren kann zu 808 übergehen.
Bei 808 kann das Verfahren 800 das Einsetzen des VDE-Modus in den Fahrzeugmotor beinhalten und ein oder mehrere Zylinder können als Reaktion auf die Einleitung der Wasserwatbedingungen deaktiviert und abgedichtet werden. In einem Beispiel kann der VDE eingesetzt werden, um eine maximale Anzahl von Zylindern der Vielzahl von Zylindern, die in einem Motor vorhanden sind, zu deaktivieren und abzudichten, wobei die maximale Anzahl eine höchste Anzahl von Zylindern ist, die deaktiviert werden kann, während eine minimale Motorleistung aufrechterhalten wird. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung einen Teil/Teilsatz der Vielzahl von Zylindern zur Deaktivierung auswählen. Die Auswahl kann auf Hardware des Motors basieren. Wenn der Motor zum Beispiel ein V-8-Motor ist, kann die Hardware zwei Zylinder von jeder der ersten und der zweiten Motorbank selektiv aktiv halten und eine verbleibende Anzahl von Zylindern deaktivieren. Die ausgewählten Zylinder können durch Deaktivieren der jeweiligen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus 1) und Deaktivieren der jeweiligen Funkenzündung der Zylinder deaktiviert werden. Die Einlass- und Auslassventile (z. B. das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 aus 1) der deaktivierten Zylinder können geschlossen gehalten werden. Die Einlass- und Auslassventile können zum Beispiel über einen Nockenprofilschaltmechanismus, bei dem ein Nocken ohne Hub verwendet wird, oder durch Betätigen eines Ventilabschalters (z. B. eines VDE-Aktors), wie zuvor in Bezug auf 2 beschrieben, geschlossen werden. Da die deaktivierten Zylinder abgedichtet sind, können die deaktivierten Zylinder kein Wasser aufnehmen und können für eine zukünftige Verwendung reserviert werden, falls die aktiven Zylinder Verbrennungsinstabilitäten durch Wasseraufnahme zeigen. Während Kraftstoffeinspritzeinrichtungen der deaktivierten Zylinder abgeschaltet sind, führen die übrigen aktivierten Zylinder die Verbrennung weiterhin aus, wobei entsprechende Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und Einlass- und Auslassventile aktiv sind und arbeiten, um Drehmomentanforderungen während der Wasserwatbedingungen zu erfüllen.
Bei 810 kann das Verfahren 800 Überwachen einer Leistung, die jeder aktive Zylinder des Motors beiträgt, und Messen einer Motordrehzahl beinhalten, während das Fahrzeug durch Wasser fährt. In einem Beispiel kann dies unter Verwendung eines bordeigenen Zylinderleistungsausgleichstests durchgeführt werden, wie zuvor unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. Der bordeigene Leistungsausgleichstest kann bei verbrennendem Motor laufen und einen RPM-Beitrag des Arbeitstakts jedes Zylinders unter Verwendung eines Kurbelwellenpositionssensors als Eingabe berechnen, wie in den 5 und 6 beschrieben. In einigen Beispielen kann der Leistungsausgleichstest angeben, ob einer der aktiven Zylinder des Motors Wasser aufnimmt, was zu Verbrennungsinstabilität führt, indem ein oder mehrere Zylinder identifiziert werden, die entweder weniger oder mehr als die Schwellenmotorleistung beitragen.
Bei 812 kann das Verfahren 800 Bestimmen auf Grundlage des Zylinderleistungsausgleichstests beinhalten, ob ein aktiver Zylinder des Motors eine Leistung abgibt, die über einer zweiten Schwellenleistung N liegt. Zum Beispiel kann, wie unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, ein dritter aktiver Zylinder eines Vierzylindermotors eine Leistung über der zweiten Schwellenleistung, die durch die Linie 696 dargestellt ist, während der Wasserwatbedingungen erzielen. Wenn bei 812 bestimmt wird, dass keiner der aktiven Zylinder des Motors eine Leistung abgibt, die über der zweiten Schwellenleistung N liegt, kann das Verfahren 800 zu 814 übergehen, wo das Verfahren Beibehalten des aktuellen Motorbetriebs beinhalten kann, und das Überwachen der Leistung, die aktive Zylinder beitragen, kann fortgesetzt werden. Somit kann das Verfahren 800 dann zu 810 zurückkehren. Wenn bei 812 bestimmt wird, dass ein oder mehrere Zylinder des Motors eine Leistung über der zweiten Schwellenleistung N abgeben, kann das Verfahren alternativ zu 816 übergehen.
Bei 816 kann das Verfahren 800 Identifizieren eines möglichen Wasserschlagereignisses aufgrund einer Wasseraufnahme in dem/den Zylinder(n) beinhalten, der bzw. die Leistung erzeugen, die über der zweiten Schwellenleistung N liegt. Wasserschlagereignisse können in aktiven Zylindern des Motors während der Wasserwatbedingungen auftreten, wenn ein Wasservolumen, das größer als ein Zylindervolumen bei dessen Minimum ist, in den Zylinder eintritt. Da Wasser nahezu nicht komprimierbar ist, ist ein Kolben des von Wasserschlag betroffenen Zylinders daher nicht in der Lage, seinen Bewegungszyklus ohne einen mechanischen Fehler abzuschließen. Dementsprechend kann eine Wasserschlagüberwachung einen Fehler als Reaktion auf den/die von Wasserschlag betroffenen Zylinder auslösen.
Um das mögliche Wasserschlagereignis zu mindern, kann das Verfahren 800 bei 818 Steuern des VCT-Systems (z. B. des VCT-Systems 232) des Motors auf eine Strategie eines späten Schließens des Einlassventils (LIVC) beinhalten, um die Verdichtung während der Wasserwatbedingungen zu reduzieren. Wie zuvor unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, stellt das Steuern der Einlassventile der aktiven Zylinder auf die LIVC-Steuerstrategie sicher, dass der Motor (z. B. VDE 200) Wasser, das in die aktiven Zylinder aufgenommen werden kann, nicht übermäßig verdichtet, da die Verdichtungsleistung reduziert wurde, während die Motorleistung aufrechterhalten wird, während das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingungen fährt.
Bei 820 kann das Verfahren 800 Bestimmen beinhalten, ob ein aktiver Zylinder aufgrund von Wasseraufnahme ebenfalls fehlzündet. Zum Beispiel kann das Verfahren 800 die Schritte 710, 712 und 716 aus 7 nutzen, um das Auftreten von Fehlzündungsereignissen in einem oder mehreren aktiven Zylindern des Motors während der Wasserwatbedingungen zu bestimmen. Wenn bei 820 bestimmt wird, dass keiner der aktiven Zylinder des Motors fehlzündet, kann das Verfahren 800 zu 822 übergehen, wo das Verfahren Beibehalten des aktuellen Motorbetriebs beinhalten kann, und das Überwachen von aktiven Zylindern auf Fehlzündung kann fortgesetzt werden. Somit kann das Verfahren 800 dann zu 820 zurückkehren. Wenn bei 820 bestimmt wird, dass ein oder mehrere aktive Zylinder des Motors fehlzünden, kann das Verfahren alternativ zu 824 übergehen.
Um das mögliche Fehlzündungsereignis zu mindern, kann das Verfahren 800 bei 824 Deaktivieren des einen oder der mehreren fehlzündenden Zylinder beinhalten, während durch die Wasserwatbedingungen gefahren wird, um eine zusätzliche Wasseraufnahme in dem einen oder den mehreren fehlzündenden Zylindern zu verhindern; während gleichzeitig ein oder mehrere zuvor deaktivierte trockene Zylinder durch Zuführen von Kraftstoff und Zündfunken reaktiviert werden, um die Motorleistung während der Wasserwatbedingungen aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel können Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus 1), Einlass- und Auslassventile (z. B. das Einlassventil 150 und das Auslassventil 156 aus 1) und die Funkenzündung des fehlzündenden Zylinders deaktiviert werden. Zusätzlich können Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Einlass- und Auslassventile und die Funkenzündung des einen oder der mehreren zuvor deaktivierten trockenen Zylinder (z. B. Zylinder, die zu Beginn der Wasserwatbedingungen deaktiviert wurden) reaktiviert werden, um den fehlzündenden Zylinder zu ersetzen. Die Reaktivierung eines deaktivierten Zylinders kann zum Beispiel über den Nockenprofilumschaltmechanismus oder durch Deaktivieren eines Ventilabschalters erfolgen, um zu ermöglichen, dass frische Ladeluft in den deaktivierten Zylinder eintritt und Abgas aus dem deaktivierten Zylinder austritt. Dadurch wird die Verbrennung in einem der Zylinder fortgesetzt, der während des VDE-Modus deaktiviert wurde. Dies ermöglicht, dass ein Teil der Motorleistung aufrechterhalten wird, während das Fahrzeug durch die Wasserwatbedingungen fährt, ohne dass der Motor abgewürgt wird.
Bei 826 kann das Verfahren 800 Bestimmen beinhalten, ob die Wasserwatbedingungen geendet haben. Dies kann zum Beispiel beinhalten, dass eine oder mehrere bordeigene Kameras, Feuchtigkeitssensoren, Reifendrucksensoren, Näherungssensoren das Vorhandensein von Wasser, das das Fahrzeug umgibt, und/oder die Nähe der Fahrzeugkomponenten zur Wasseroberfläche erkennen, wie zuvor unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wenn bei 826 bestimmt wird, dass die Wasserwatbedingungen nicht geendet haben, kann das Verfahren 800 zu 828 übergehen. Bei 828 kann das Verfahren 800 Fortsetzen des Überwachens aktiver Zylinder auf Wasserschlag- und/oder Fehlzündungsereignisse und Wiederholen der LIVC-Strategie und/oder wiederholtes Deaktivieren eines fehlzündenden Zylinders und Reaktivieren eines zuvor deaktivierten trockenen Zylinders beinhalten. Dementsprechend kann das Verfahren 800 zu 810 zurückkehren. Wenn bei 826 bestimmt wird, dass die Wasserwatbedingungen geendet haben, kann das Verfahren alternativ 800 zu 830 übergehen.
Bei 830 kann das Verfahren 800 Generieren eines Hinweises auf eine Gesamtmotorwasseraufnahme für den Fahrer beinhalten. In einigen Beispielen kann ein generierter Hinweis für den Fahrer dem Fahrzeugführer (z. B. Fahrzeugführer 130) auf einer Fahrzeuginstrumententafel oder einer anderen für den Fahrzeugführer sichtbaren Anzeige angezeigt werden. In derartigen Beispielen kann der Hinweis für den Fahrer einen Status der Motorzylinder als nass oder trocken zusätzlich zu Anweisungen zum Reparieren von fehlzündenden Zylindern oder Empfehlungen hinsichtlich der Instandsetzung einer beeinträchtigten Komponente angeben.
Bei 832 kann das Verfahren 800 Einstellen oder Ändern von Fahrzeugbetriebsparametern beinhalten, um ein Drehmoment aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel können einer oder mehrere der Motorbetriebsparameter geändert oder eingestellt werden (z. B. minimiert, unter jeweiligen Schwellenwerten gehalten, auf nahe null oder null gesenkt werden usw.), einschließlich beispielsweise eines oder mehrerer von der Motordrehzahl und der Motorlast. In einem Beispiel kann der Fahrzeugmotor so eingestellt werden, dass er im VDE-Modus bleibt, wobei wasseraufnehmende fehlzündende Zylinder deaktiviert sind und trockene Zylinder aktiv sind und zur Motorleistung beitragen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung (z. B. die Steuerung 12), wenn das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, dem Fahrzeug befehlen, in einen elektrischen Fahrmodus einzutreten, in dem nur ein Elektromotor (z. B. elektrische Maschine 52) Antriebsräder des Fahrzeugs antreiben kann, sodass nicht auf das Kraftstoffsystem (z. B. Kraftstoffsystem 172) zurückgegriffen wird, um den Motor mit Leistung zu versorgen.
Unter Bezugnahme auf 9 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm 900 gezeigt, das Motorbetriebsparameter zusammen mit VDE-Steuerungen und einem VCT-Mechanismus für ein Fahrzeug veranschaulicht, das durch Wasserwatbedingungen fährt. Das Zeitsteuerungsdiagramm 900 kann gleich oder ähnlich den Verfahrensablaufdiagrammen sein, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Schritte 702-726 des Verfahrens 700 in 7 und/oder die Schritte 802-832 des Verfahrens 800 in 8 beschrieben wurden. Anweisungen zum Durchführen der in dem Zeitsteuerungsdiagramm 900 beschriebenen Handlungen können durch eine Steuerung (z. B. die Steuerung 12 des Steuersystems 11 aus 1-2) auf Grundlage von Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signale, die von Sensoren des Fahrzeugs empfangen werden, wie etwa den Sensoren 24, die an den VDE 200 des Fahrzeugs 5 gekoppelt sind, ausgeführt werden, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 1-2 beschrieben.
Das Zeitsteuerungsdiagramm 900 zeigt Verläufe 902, 904, 906, 908, 910, 912, 914 und 916, die Zustände von Komponenten des Fahrzeugs im Zeitverlauf veranschaulichen. Der Verlauf 902 gibt einen Zustand eines Motors des Fahrzeugs (z. B. des Motors 10 des Fahrzeugs 5 aus 1) an, der sich in einem EIN-Zustand oder einem AUS-Zustand befinden kann. Der Verlauf 904 gibt an, ob die Wasserwatbedingungen vorliegen oder nicht (z. B. wie in 4 gezeigt), wobei JA angibt, dass die Wasserwatbedingungen vorliegen und NEIN angibt, dass die Wasserbedingungen nicht vorliegen. Der Verlauf 906 gibt an, ob der Motor in einem VDE-Modus mit einer Anzahl von deaktivierten Zylindern betrieben wird oder nicht (z. B. wie in den 3B-3D gezeigt). Der Verlauf 908 gibt einen Zustand einer LIVC-Steuerung eines VCT-Systems (z. B. des VCT-Systems 232 des Motors 200 aus 2) an, das sich in einem EIN-Zustand oder einem AUS-Zustand befinden kann. Die Verläufe 910, 912, 914 und 916 zeigen eine Leistungsausgabe eines ersten Zylinders, eine Leistungsausgabe eines zweiten Zylinders, eine Leistungsausgabe eines dritten Zylinders bzw. eine Leistungsausgabe eines vierten Zylinders eines beispielhaften Vierzylindermotors, wobei jeder Zylinder eine niedrige, eine hohe oder eine optimale Leistungsausgabe in Abhängigkeit von der Menge an Wasseraufnahme während der Wasserwatbedingungen zeigen kann (z. B. wie zuvor durch verschiedene beispielhafte Verläufe in den 5 und 6 gezeigt). Die gepunktete Linie 913 stellt eine zweite Schwellenleistung (z. B. die zweite Schwellenleistung 696 aus 6) dar, die als die Leistungsausgabe definiert sein kann, über der ein konkrete Zylinder als nicht gleichwertig (z. B. höher als ein normaler Bereich) zu der Gesamtmotorleistung beitragend betrachtet werden kann. Die gepunktete Linie 915 stellt eine erste Schwellenleistung (z. B. die erste Schwellenleistung 596 aus 5) dar, die als die Leistungsausgabe definiert sein kann, unter der ein konkrete Zylinder als nicht gleichwertig (z. B. weniger als ein normaler Bereich) zu der Gesamtmotorleistung beitragend betrachtet werden kann.
Die Verläufe 902, 904, 906, 908, 910, 912, 914 und 916 veranschaulichen Zustände der vorstehend erwähnten Komponenten des Fahrzeugsystems über sechs Zeiträume: einen ersten Zeitraum von Zeitpunkt t0 bis Zeitpunkt t1; einen zweiten Zeitraum von Zeitpunkt t1 bis Zeitpunkt t2; einen dritten Zeitraum von Zeitpunkt t2 bis Zeitpunkt t3; einen vierten Zeitraum von Zeitpunkt t3 bis Zeitpunkt t4; einen fünften Zeitraum von Zeitpunkt t4 bis Zeitpunkt t5; und einen sechsten Zeitraum von Zeitpunkt t5 bis Zeitpunkt t6.
Zum Zeitpunkt t0 befindet sich der Fahrzeugmotor in Verlauf 902 in einem EIN-Zustand. Jedoch sind die Wasserwatbedingungen in Verlauf 904 zum Zeitpunkt t0 nicht vorhanden, d. h., das Fahrzeug fährt zum Zeitpunkt t0 nicht durch Wasser. Demnach wird der Motor zum Zeitpunkt t0 in Verlauf 906 nicht im VDE-Modus betrieben und befindet sich die LIVC-Steuerung über den VCT-Mechanismus in Verlauf 908 in einem AUS-Zustand. Dementsprechend erzeugt zum Zeitpunkt t0 jeder von dem ersten Zylinder, dem zweiten Zylinder, dem dritten Zylinder und dem vierten Zylinder eine optimale Leistungsausgabe, wie durch Verlauf 910, 912, 914 bzw. 916 angegeben. In einem Beispiel wird das Fahrzeug zum Zeitpunkt t0 auf einer Straße ohne stehendes Wasser gefahren. Da die Wasserwatbedingungen zum Zeitpunkt t0 nicht erfüllt sind, wird keiner der Zylinder des Motors deaktiviert. Zusätzlich bleiben über den ersten Zeitraum von t0 bis t1 Verlauf 902 für den Motorstatus, Verlauf 904 für Wasserwatbedingungen, Verlauf 906 für den VDE-Modus, Verlauf 908 für die LIVC-Steuerung, Verlauf 910 für die Leistungsausgabe des ersten Zylinders, Verlauf 912 für die Leistungsausgabe des zweiten Zylinders, Verlauf 914 für die Leistungsausgabe des dritten Zylinders und Verlauf 916 für die Leistungsausgabe des vierten Zylinders unverändert.
Zum Zeitpunkt t1 befindet sich der Fahrzeugmotor in Verlauf 902 in einem EIN-Zustand und die Wasserwatbedingungen beginnen in Verlauf 904, d. h., das Fahrzeug beginnt bei Zeitpunkt t1 durch das stehende Wasser zu fahren. Somit sind die Eintrittsbedingungen für einen Einsatz von VDE-Steuerungen zum Zeitpunkt t1 erfüllt. Demnach beginnt der Motor bei Zeitpunkt t1 in Verlauf 906 im VDE-Modus zu arbeiten. Dementsprechend werden zum Zeitpunkt t1 der erste Zylinder und der zweite Zylinder des Vierzylindermotors deaktiviert und abgedichtet, wie durch die Nennleistungsausgabe bei Verlauf 910 bzw. 912 dargestellt. Der dritte Zylinder und der vierte Zylinder des Vierzylindermotors bleiben aktiviert, um den Motor mit Leistung zu versorgen, wenn das Fahrzeug durch das stehende Wasser fährt. Somit zeigt jeder des dritten Zylinders und des vierten Zylinders eine optimale Leistungsausgabe zum Zeitpunkt t1 in Verlauf 914 bzw. 916. Über den zweiten Zeitraum von Zeitpunkt t1 bis Zeitpunkt t2 bleiben die Verläufe 902, 904, 906, 908, 910, 912, 914 und 916 unverändert.
Zum Zeitpunkt t2 bleibt der Fahrzeugmotor in Verlauf 902 in einem EIN-Zustand und die Wasserwatbedingungen in Verlauf 904 bleiben bestehen. Demnach bleibt der Motor zum Zeitpunkt t2 in Verlauf 906 im VDE-Modus; jedoch bleibt die LIVC-Steuerung in Verlauf 908 in einem AUS-Zustand. Zum Zeitpunkt t2 werden der erste Zylinder und der zweite Zylinder des Vierzylindermotors deaktiviert und abgedichtet, wie durch die Nennleistungsausgabe bei Verlauf 910 bzw. 912 dargestellt. Diese Zylinder sind trocken und fungieren als Reservezylinder für die zukünftige Verwendung. Der vierte Zylinder bleibt aktiv und zeigt in Verlauf 916 eine optimale Leistungsausgabe zum Zeitpunkt t2. Der dritte Zylinder gibt jedoch eine Leistungsausgabe, die höher als eine zweite Schwellenleistung 913 ist, ab, wie durch den Verlauf 914 zum Zeitpunkt t2 dargestellt, wodurch ein mögliches Wasserschlagereignis aufgrund von Wasseraufnahme angegeben wird. Über den dritten Zeitraum von Zeitpunkt t2 bis Zeitpunkt t3 bleiben die Verläufe 902, 904, 906, 908, 910, 912, 914 und 916 unverändert.
Zum Zeitpunkt t3 bleibt der Fahrzeugmotor in Verlauf 902 in einem EIN-Zustand und die Wasserwatbedingungen in Verlauf 904 bleiben bestehen. Demnach bleibt der Motor bei Zeitpunkt t3 in Verlauf 906 im VDE-Modus. Daher bleiben der erste Zylinder und der zweite Zylinder des Motors zum Zeitpunkt t3 deaktiviert, wie durch die Nennleistungsausgabe in Verlauf 910 bzw. 912 angegeben. Das in dem dritten Zylinder (bei Zeitpunkt t2) identifizierte Wasserschlagereignis wird durch Schalten der LIVC-Steuerstrategie in einen EIN-Zustand gemindert, wie durch Verlauf 908 bei Zeitpunkt t3 angegeben, was die Zylinderverdichtungsleistung reduziert. Somit gibt der dritte Zylinder zum Zeitpunkt t3 eine Leistungsausgabe, die niedriger als optimal ist, in Verlauf 914 ab. Da die LIVC-Strategie den Ventilbetrieb aller Zylinder über eine gemeinsame Nockenwelle des VCT-Systems steuert, nimmt die Verdichtung des vierten Zylinders ebenfalls ab, wenn die LIVC-Strategie auf EIN geschaltet wird, wodurch eine unter dem Optimum liegende Leistungsausgabe abgegeben wird, wie durch den Verlauf 916 zum Zeitpunkt t3 angegeben. Auf diese Weise verdichten der aktive dritte und vierte Zylinder Wasser, das möglicherweise in die Zylinder aufgenommen wurde, nicht übermäßig, während eine Motorleistung aufrechterhalten wird, die für den Fahrzeugantrieb benötigt wird, während das Fahrzeug durch das stehende Wasser fährt. Über den vierten Zeitraum von Zeitpunkt t3 bis Zeitpunkt t4 bleiben die Verläufe 902, 904, 906, 908, 910, 912, 914 und 916 unverändert.
Zum Zeitpunkt t4 bleibt der Fahrzeugmotor in Verlauf 902 in einem EIN-Zustand und die Wasserwatbedingungen in Verlauf 904 bleiben bestehen. Demnach bleibt der Motor bei Zeitpunkt t4 im VDE-Modus, wie durch Verlauf 906 angegeben. Dementsprechend bleiben der erste Zylinder und der zweite Zylinder des Motors zum Zeitpunkt t4 deaktiviert, wie durch die Nennleistungsausgabe in Verlauf 910 bzw. 912 angegeben. Die LIVC-Steuerstrategie in Verlauf 908 bleibt in einem EIN-Zustand, um die Einlassventile der aktiven Zylinder zu steuern. Der dritte Zylinder bleibt aktiv und hält eine Leistungsausgabe aufrecht, wie durch Verlauf 914 bei Zeitpunkt t4 angegeben. Der vierte Zylinder gibt jedoch eine Leistungsausgabe, die geringer als eine erste Schwellenleistung 915 ist, ab, wie durch den Verlauf 916 zum Zeitpunkt t4 dargestellt, wodurch ein mögliches Fehlzündungsereignis aufgrund von Wasseraufnahme angegeben wird. Über den fünften Zeitraum von Zeitpunkt t4 bis Zeitpunkt t5 bleiben die Verläufe 902, 904, 906, 908, 910, 912, 914 und 916 unverändert.
Zum Zeitpunkt t5 bleibt der Fahrzeugmotor in Verlauf 902 in einem EIN-Zustand und die Wasserwatbedingungen in Verlauf 904 bleiben bestehen. Demnach bleibt der Motor bei Zeitpunkt t5 in Verlauf 906 im VDE-Modus. Das im vierten Zylinder (bei Zeitpunkt t4) identifizierte Fehlzündungsereignis wird durch Deaktivieren des fehlzündenden vierten Zylinders und Reaktivieren eines der zuvor deaktivierten trockenen Zylinder bei Zeitpunkt t5 gemindert. Wenn der vierte Zylinder als Reaktion auf die Fehlzündung deaktiviert wird, wird in Verlauf 916 eine vernachlässigbare Leistungsausgabe des vierten Zylinders beobachtet; während der zweite, zuvor deaktivierte Zylinder zum Zeitpunkt t5 reaktiviert wird, um einen feuchten fehlzündenden Zylinder durch einen trocken funktionierenden Zylinder zu ersetzen. Dementsprechend beginnt der zweite Zylinder des Motors, eine Leistungsausgabe zu erzeugen, wie durch den Verlauf 912 angegeben, um die Motorleistung und somit den Fahrzeugantrieb durch das stehende Wasser der Wasserwatbedingungen aufrechtzuerhalten. Der dritte Zylinder bleibt aktiv und hält eine Leistungsausgabe aufrecht, wie durch Verlauf 914 angegeben. Der erste Zylinder des Motors bleibt bei Zeitpunkt t5 deaktiviert, wie durch die vernachlässigbare Leistungsausgabe in Verlauf 910 angegeben, wodurch er als trockener Standby-Zylinder für die zukünftige Verwendung dient. Die LIVC-Steuerstrategie in Verlauf 908 bleibt bei Zeitpunkt t5 in einem EIN-Zustand, um eine Steuerung der Einlassventile der aktiven Zylinder über das VCT-System aufrechtzuerhalten. Über den sechsten Zeitraum von Zeitpunkt t5 bis Zeitpunkt t6 bleiben die Verläufe 902, 904, 906, 908, 910, 912, 914 und 916 unverändert.
Daher ist zum Zeitpunkt t6 der Motorstatus in Verlauf 902 EIN, wobei das Fahrzeug durch Wasser fährt, wie durch Verlauf 904 angegeben, und somit wird der Motor in Verlauf 906 im VDE-Modus betrieben. Die LIVC-Steuerstrategie ist EIN, wie durch Verlauf 908 zum Zeitpunkt t6 angegeben, um die Verdichtung von aktiven Zylindern des Motors zu steuern. Der erste und der vierte Zylinder werden zum Zeitpunkt t6 deaktiviert und abgedichtet, mit einer vernachlässigbaren Leistungsausgabe in Verlauf 910 bzw. 916. Andererseits sind der zweite und der dritte Zylinder des Motors zum Zeitpunkt t6 aktiv und tragen zur Gesamtmotorleistung bei, wie durch eine unter dem Optimum liegende Leistungsausgabe in Verlauf 912 bzw. 914 angegeben. Es versteht sich, dass, obwohl das veranschaulichte Beispiel einen Vierzylindermotor zeigt, die hierin offenbarten Verfahren zum Mindern von Motorwasseraufnahme und/oder daraus resultierenden Verbrennungsinstabilitäten auf jeden Motor mit variablem Hubraum mit mehr als vier Zylindern angewendet werden können.
Auf diese Weise werden hierin Verfahren und Systeme zum Mindern der Wasseraufnahme in einem Motor mit variablem Hubraum bereitgestellt, wodurch Verbrennungsinstabilitäten und mögliche Motorschäden während Wasserwatbedingungen reduziert werden. Ein technischer Effekt des strategischen Betreibens des Motors in einem VDE-Modus mit einer reduzierten Anzahl von aktivierten Zylindern des Motors und beliebigen Zylindern über der reduzierten Anzahl von deaktivierten Zylindern zu Beginn der Wasserwatbedingungen minimiert die Wasseraufnahme in die Zylinder. Ein Vorteil des Reaktivierens eines oder mehrerer deaktivierten trockenen Zylinder, um einen fehlzündenden Zylinder zu ersetzen, während durch Wasserwatbedingungen gefahren wird, ermöglicht es dem Fahrzeug, die Motorleistung beizubehalten, sodass das Fahrzeug in der Lage ist, sich durch das Wasser zu bewegen, ohne dass der Motor abgewürgt wird. Ein weiterer Vorteil der hierin offenbarten Verfahren besteht darin, dass durch Einstellen des Systems zur variablen Nockensteuerung gemäß einer LIVC-Strategie das Steuern des Verdichtungszyklus der aktiven Zylinder während der Wasserwatbedingungen ermöglicht wird, sodass jegliches in die Zylinder aufgenommene Wasser nicht übermäßig verdichtet wird, wodurch Wasserschlagereignisse gemindert werden.
Die Offenbarung unterstützt zudem ein Verfahren für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: bei eingeschaltetem Motor des Fahrzeugs und als Reaktion auf das Erkennen einer Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug durchfährt, Betreiben des Motors in einem Modus eines Motors mit variablem Hubraum (VDE) mit einer reduzierten Anzahl von aktivierten Zylindern des Motors und beliebigen Zylindern über der reduzierten Anzahl von deaktivierten Zylindern. In einem ersten Beispiel des Verfahrens wird die Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug durchfährt, durch eine Vielzahl von bordeigenen Kameras, einen Feuchtigkeitssensor, einen oder mehrere Reifendrucksensoren und/oder einen Näherungssensor erkannt. In einem zweiten Beispiel des Verfahrens, das optional das erste Beispiel beinhaltet, wird der Motor im VDE-Modus betrieben, bevor das Fahrzeug in die Wasserwatbedingung eintritt. In einem dritten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder beide des ersten und zweiten Beispiels beinhaltet, ist jeder deaktivierte Zylinder des Motors abgedichtet, um eine Wasseraufnahme durch mindestens eines von Deaktivieren einer entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Deaktivieren einer entsprechenden Funkenzündung und/oder Schließen eines entsprechenden Einlass- und Auslassventils des deaktivierten Zylinders zu verhindern. In einem vierten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Überwachen einer Leistung, die jeder aktivierte Zylinder des Motors beiträgt, unter Verwendung eines Leistungsausgleichstests, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt. In einem fünften Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis vierten Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Identifizieren eines Wasserschlagereignisses auf Grundlage eines Ergebnisses des Leistungsausgleichstests, wenn ein oder mehrere aktive Zylinder eine Leistungsausgabe über einer zweiten Schwellenleistung erzielen. In einem sechsten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis fünften Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Mindern des Wasserschlagereignisses durch Einstellen eines Systems zur variablen Nockensteuerung, um eine Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils zu verzögern, um die Verdichtung jedes aktiven Zylinders zu reduzieren, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt. In einem siebten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis sechsten Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Identifizieren eines Fehlzündungsereignisses auf Grundlage eines Ergebnisses des Leistungsausgleichstests, wenn ein oder mehrere aktive Zylinder eine Leistungsausgabe unter einer ersten Schwellenleistung erzielen. In einem achten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis siebten Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Mindern des Fehlzündungsereignisses durch Deaktivieren jedes fehlzündenden Zylinders und gleichzeitiges Reaktivieren eines oder mehrerer deaktivierten Zylinder des Motors, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt.
Die Offenbarung unterstützt zudem ein Verfahren zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: während der Motor eingeschaltet ist und als Reaktion auf das Erkennen einer Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug zu durchfahren beginnt, Deaktivieren einer maximalen Anzahl von Zylindern des Motors, wobei die maximale Anzahl eine höchste Anzahl von deaktivierten Zylindern ist, während die übrigen Zylinder aktiv bleiben, um Leistung aufrechtzuerhalten; Überwachen der Leistung, die jeder aktive Zylinder des Motors beiträgt, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt; und als Reaktion auf eine Identifizierung eines Fehlzündungsereignisses in einem oder mehreren aktiven Zylindern des Motors auf Grundlage der Überwachung der Leistung, Deaktivieren des einen oder der mehreren aktiven Zylinder, die fehlzünden, und gleichzeitiges Reaktivieren eines oder mehrerer deaktivierten Zylinder des Motors. In einem ersten Beispiel des Verfahrens wird die Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug durchfährt, durch eine Vielzahl von bordeigenen Kameras, einen Feuchtigkeitssensor, einen oder mehrere Reifendrucksensoren und/oder einen Näherungssensor erkannt. In einem zweiten Beispiel des Verfahrens, das optional das erste Beispiel beinhaltet, ist jeder deaktivierte Zylinder des Motors abgedichtet, um eine Wasseraufnahme durch mindestens eines von Deaktivieren einer entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Deaktivieren einer entsprechenden Funkenzündung und/oder Schließen eines entsprechenden Einlass- und Auslassventils des deaktivierten Zylinders zu verhindern. In einem dritten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder beide des ersten und zweiten Beispiels beinhaltet, wird das Schließen des entsprechenden Einlass- und Auslassventils des deaktivierten Zylinders des Motors durch Betätigen eines Ventilabschalters oder über einen Nockenprofilschaltmechanismus durchgeführt, wobei ein Nocken ohne Hub genutzt wird. In einem vierten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels beinhaltet, wird das Fehlzündungsereignis in dem einen oder den mehreren aktiven Zylindern des Motors identifiziert, wenn der eine oder die mehreren aktiven Zylinder des Motors eine Leistungsausgabe unter einer ersten Schwellenleistung erzielen. In einem fünften Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis vierten Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Identifizieren eines Wasserschlagereignisses auf Grundlage einer Überwachung der Leistung als Reaktion darauf, dass ein oder mehrere aktive Zylinder des Motors eine Leistungsausgabe über einer zweiten Schwellenleistung erzielen. In einem sechsten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis fünften Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Mindern des Wasserschlagereignisses durch Einstellen eines Systems zur variablen Nockensteuerung, um eine Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils jedes aktiven Zylinders des Motors zu verzögern, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt.
Die Offenbarung unterstützt zudem ein Motorverfahren für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: während der Motor eingeschaltet ist und als Reaktion auf das Erkennen einer Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug zu durchfahren beginnt, Betreiben des Motors in einem Modus eines Motors mit variablem Hubraum mit einer reduzierten Anzahl von aktivierten Zylindern des Motors und deaktivierten Zylindern über der reduzierten Anzahl von Zylindern; Überwachen der Leistung, die jeder aktive Zylinder des Motors beiträgt, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt; als Reaktion darauf, dass ein oder mehrere aktive Zylinder eine Leistungsausgabe über einer zweiten Schwellenleistung erzielen, auf Grundlage der Überwachung der Leistung, Verzögern einer Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils jedes aktiven Zylinders des Motors; und als Reaktion darauf, das ein oder mehrere aktive Zylinder auf Grundlage der Überwachung der Leistung eine Leistungsausgabe unter einer ersten Schwellenleistung erzielen, Deaktivieren des einen oder der mehreren aktiven Zylinder, die eine Leistungsausgabe unter der ersten Schwellenleistung erzielen, und gleichzeitig Reaktivieren eines oder mehrerer der deaktivierten Zylinder des Motors. In einem ersten Beispiel des Verfahrens wird ein Wasserschlagereignis identifiziert, wenn der eine oder die mehreren aktiven Zylinder eine Leistungsausgabe über der zweiten Schwellenleistung erzielen, und wobei das Verzögern der Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils jedes aktiven Zylinders des Motors durch Einstellen eines Systems zur variablen Nockensteuerung durchgeführt wird, um das Wasserschlagereignis zu mindern. In einem zweiten Beispiel des Verfahrens, das optional das erste Beispiel beinhaltet, reduziert das Einstellen des Systems zur variablen Nockensteuerung, um die Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils jedes aktiven Zylinders zu verzögern, ein effektives Verdichtungsverhältnis. In einem dritten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder beide des ersten und zweiten Beispiels beinhaltet, wird ein Fehlzündungsereignis identifiziert, wenn der eine oder die mehreren aktivierten Zylinder eine Leistungsausgabe unter der ersten Schwellenleistung erzielen, und wobei das Reaktivieren des einen oder der mehreren der deaktivierten Zylinder des Motors über einen Nockenprofilschaltmechanismus oder durch Deaktivieren eines Ventilabschalters durchgeführt wird, um das Fehlzündungsereignis zu mindern.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Die spezifischen in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten 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 sie ist zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen kann/können abhängig von der konkreten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Maßnahmen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einprogrammiert werden soll, in dem die beschriebenen Maßnahmen durch Ausführen der Anweisungen in einem System einschließlich der verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Verbrennungsmotorarten angewendet werden. Darüber hinaus sollen die Ausdrücke „erste“, „zweite“, „dritte“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, keine Reihenfolge, Position, Menge oder Bedeutung bezeichnen, sondern sie werden lediglich als Bezeichnungen zum Unterscheiden eines Elements von einem anderen verwendet. 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.
Im in dieser Schrift verwendeten Sinne ist der Ausdruck „ungefähr“ als plus oder minus fünf Prozent des Bereichs auszulegen, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben gewisse Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen 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 verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.

Claims

Verfahren für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: bei eingeschaltetem Motor des Fahrzeugs: als Reaktion auf das Erkennen einer Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug durchfährt, Betreiben des Motors in einem Modus eines Motors mit variablem Hubraum (VDE) mit einer reduzierten Anzahl von aktivierten Zylindern des Motors und beliebigen Zylindern über der reduzierten Anzahl von deaktivierten Zylindern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug durchfährt, durch eine Vielzahl von bordeigenen Kameras, einen Feuchtigkeitssensor, einen oder mehrere Reifendrucksensoren und/oder einen Näherungssensor erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Motor im VDE-Modus betrieben wird, bevor das Fahrzeug in die Wasserwatbedingung eintritt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeder deaktivierte Zylinder des Motors abgedichtet ist, um eine Wasseraufnahme durch mindestens eines von Deaktivieren einer entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Deaktivieren einer entsprechenden Funkenzündung und/oder Schließen eines entsprechenden Einlass- und Auslassventils des deaktivierten Zylinders zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Überwachen einer Leistung, die jeder aktive Zylinder des Motors beiträgt, unter Verwendung eines Leistungsausgleichstests, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend Identifizieren eines Wasserschlagereignisses auf Grundlage eines Ergebnisses des Leistungsausgleichstests, wenn ein oder mehrere aktive Zylinder eine Leistungsausgabe über einer zweiten Schwellenleistung erzielen.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend Mindern des Wasserschlagereignisses durch Einstellen eines Systems zur variablen Nockensteuerung, um eine Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils zu verzögern, um die Verdichtung jedes aktiven Zylinders zu reduzieren, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend Identifizieren eines Fehlzündungsereignisses auf Grundlage eines Ergebnisses des Leistungsausgleichstests, wenn ein oder mehrere aktive Zylinder eine Leistungsausgabe unter einer ersten Schwellenleistung erzielen.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Mindern des Fehlzündungsereignisses durch Deaktivieren jedes fehlzündenden Zylinders und gleichzeitiges Reaktivieren eines oder mehrerer deaktivierten Zylinder des Motors, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt.
Verfahren zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: während der Motor eingeschaltet ist und als Reaktion auf das Erkennen einer Wasserwatbedingung, die das Fahrzeug zu durchfahren beginnt, Deaktivieren einer maximalen Anzahl von Zylindern des Motors, wobei die maximale Anzahl eine höchste Anzahl von deaktivierten Zylindern ist, während die übrigen Zylinder aktiv bleiben, um Leistung aufrechtzuerhalten; Überwachen der Leistung, die jeder aktive Zylinder des Motors beiträgt, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt; und als Reaktion auf eine Identifizierung eines Fehlzündungsereignisses in einem oder mehreren aktiven Zylindern des Motors auf Grundlage der Überwachung der Leistung, Deaktivieren des einen oder der mehreren aktiven Zylinder, die fehlzünden, und gleichzeitiges Reaktivieren eines oder mehrerer deaktivierten Zylinder des Motors.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei j eder deaktivierte Zylinder des Motors abgedichtet wird, um eine Wasseraufnahme durch mindestens eines von Deaktivieren einer entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Deaktivieren einer entsprechenden Funkenzündung und/oder Schließen eines entsprechenden Einlass- und Auslassventils des deaktivierten Zylinders zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Schließen des entsprechenden Einlass- und Auslassventils des deaktivierten Zylinders des Motors durch Betätigen eines Ventilabschalters oder über einen Nockenprofilschaltmechanismus durchgeführt wird, wobei ein Nocken ohne Hub genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Fehlzündungsereignis in dem einen oder den mehreren aktiven Zylindern des Motors identifiziert wird, wenn der eine oder die mehreren aktiven Zylinder des Motors eine Leistungsausgabe unter einer ersten Schwellenleistung erzielen.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend Identifizieren eines Wasserschlagereignisses auf Grundlage einer Überwachung der Leistung als Reaktion darauf, dass ein oder mehrere aktive Zylinder eine Leistungsausgabe über einer zweiten Schwellenleistung erzielen.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend Mindern des Wasserschlagereignisses durch Einstellen eines Systems zur variablen Nockensteuerung, um eine Zeitsteuerung des Schließens des Einlassventils jedes aktiven Zylinders des Motors zu reduzieren, während das Fahrzeug die Wasserwatbedingung durchfährt.