DE10322514A1

DE10322514A1 - Luftstromabschätzung für Motoren mit bedarfsabhängigem Hubraum

Info

Publication number: DE10322514A1
Application number: DE10322514A
Authority: DE
Inventors: Gregory Paul Matthews; Charles Henry Folkerts
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: US20030220732A1; DE10322514B4; US6760656B2

Abstract

Ein Steuerungsverfahren und ein Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung für einen Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum schätzen eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen ab und/oder sagen eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen vorher. Es ist ein Modell vorgesehen, das eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen abschätzt und/oder eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen vorhersagt. Das Modell umfasst einen Verlaufsvektor von Eingängen und Zuständen. Der Verlauf von Vektoreingängen und Zuständen wird aktualisiert, wenn eine Zylinderzündungs-Unterbrechung auftritt. Es wird eine Betriebsart des Motors bestimmt. Auf der Grundlage der Betriebsart werden Modellparameter und Modelleingänge ausgewählt. Die Zylinderluftladung wird für zuküftige Zylinder-Unterbrechungen abgeschätzt und vorhergesagt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Steuerungssysteme für einen Verbrennungsmotor und insbesondere eine Luftstrom-Schätzeinrichtung für Verbrennungsmotoren mit bedarfsabhängigem Hubraum.
Steuerungssysteme mit Luft als Steuergröße (air-lead control systems) für Verbrennungsmotoren schätzen eine Einlassluftstromrate des Motors ab, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern. Wenn der Kraftstoff für die einzelnen Zylinder gesteuert wird, wie über eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzung (port fuel injection), wird auch die Luftstromrate für jeden der Zylinder abgeschätzt. Die Kraftstoffstromrate, die von den Kraftstoffeinspritzventilen geliefert wird, wird auf der Grundlage des abgeschätzten Luftstromes eingestellt, um das Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis, wie etwa ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis bereitzustellen. [0002]
Wenn bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gearbeitet wird, verringert der katalytische Umformer unerwünschte Abgasbestandteile effizienter. Geringfügige Abweichungen von dem stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis verschlechtern den Wirkungsgrad des katalytischen Umformers wesentlich, was die Emissionen erhöht.
Die Genauigkeit von Steuerungssystemen mit Luftführung ist durch die Genauigkeit der Abschätzungen der Einlassluftstromrate begrenzt. Wenn die Dynamik der Motoreinlassluft stationär ist, liefert ein herkömmlicher Luftmassenstrommesser, der im Motoreinlass-Luftstromweg angeordnet ist, eine genaue Abschätzung. Ein stationärer Betrieb erfolgt, wenn der Luftdruck in dem Motorsaugrohr über einen ausreichenden Zeitraum im Wesentlichen konstant ist. Wenn eine wesentliche Saugrohrfüllung oder -entleerung fehlt, schätzt der Luftmassenstrommesser die Zylindereinlass-Luftstromrate genau ab.
Der Luftmassenstrommesser charakterisiert die Zylindereinlass-Luftstromrate (MAC von mass of air per cylinder) unter transienten Bedingungen aufgrund von signifikanten Zeitkonstanten, die zur Saugrohrfüllung, Saugrohrentleerung und/oder Verzögerung des Luftmassenstrommessers gehören, ungenau. Transiente, d. h. vorübergehende Bedingungen können unter zahlreichen Umständen während des Motorbetriebes auftreten. Beispielsweise treten transiente Bedingungen auf, wenn Motoren mit bedarfsabhängigem Hubraum die Anzahl von arbeitenden Zylindern erhöhen oder verringern. Zusätzlich erzeugen wesentliche Änderungen der Motoreinlass-Drosselklappenstellung (TPOS) oder anderer Bedingungen, die den Saugrohrabsolutdruck (MAP) des Motors stören, ebenfalls transiente Bedingungen. Transiente Bedingungen leiten Fehler in die Abschätzung des Luftmassenstrommessers ein. Zusätzlich zur Erhöhung der Emissionen beeinflusst das Versagen, ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen, das Fahrverhalten des Fahrzeuges und die Drehmomentausgangsleistung nachteilig.
Luftstrom-Schätzsysteme, die von der Inhaberin der vorliegenden Erfindung entwickelt werden, sind in den U.S.-Patenten Nrn. 5,270,935, 5,423,208 und 5,465,617 offenbart, die hier durch Bezugnahme in ihrem gesamten Offenbarungsgehalt mit eingeschlossen sind. Die in diesen Patenten offenbarten Luftstrom-Schätzsysteme schätzen den Einlassluftstrom für Motoren mit bedarfsabhängigem Hubraum, wie etwa Motoren mit Zylinderabschaltung, nicht geeignet ab. Diese Luftstrom- Schätzsysteme schätzen den Zylindereinlass-Luftstrom nicht korrekt ab, wenn der Motor mit weniger als allen Zylindern läuft. Zusätzlich schätzen diese Luftstrom-Schätzsysteme den Luftstrom während Übergängen bei der Zuschaltung und Abschaltung von Zylindern ungenau ab.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Luftstromabschätzung gemäß der vorliegenden Erfindung für einen Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum schätzen eine Zylinderluftladung ab. Es wird ein Modell bereitgestellt, das die Zylinderluftladung abschätzt. Das Modell umfasst einen Verlaufsvektor von Eingängen und Zuständen, die aktualisiert werden, wenn eine Zylinderzündungs-Unterbrechung auftritt. Es wird eine Betriebsart des Motors bestimmt. Auf der Grundlage der Betriebsart werden Modellparameter und Modelleingänge ausgewählt. Es wird die Zylinderluftladung abgeschätzt.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung ist das Modell in der Lage, eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinderzündungs- Unterbrechungen vorherzusagen. Die Betriebsart des Motors umfasst Betriebsarten mit der Hälfte und allen Zylindern (Halb-Zylinder- Betriebsart und Voll-Zylinder-Betriebsart). Die Modelleingänge für die Halb-Zylinder-Betriebsart werden über einen Kurbelwinkel-Zeitraum genommen, der doppelt so lange wie bei der Voll-Zylinder-Betriebsart dauert. Der Abschätzungsschritt wird während der Halb-Zylinder- Betriebsart nur dann durchgeführt, wenn eine Zündungs-Unterbrechung eines aktiven Zylinders auftritt.
Gemäß noch weiteren Merkmalen wird, wenn von der Voll- Zylinder-Betriebsart in die Halb-Zylinder-Betriebsart umgeschaltet wird, ein Mischen von Modelleingängen für die Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsarten für eine erste kalibrierte Zeitdauer durchgeführt. Wenn von einer Halb-Zylinder-Betriebsart in eine Voll-Zylinder-Betriebsart umgeschaltet wird, wird ein Mischen von Modelleingängen für die Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsarten für eine zweite kalibrierte Zeitdauer durchge - führt.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend angegebenen, detaillierten Beschreibung deutlich werden. Es ist einzusehen, dass die detaillierte Beschreibung und die besonderen Beispiele, obgleich sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung dienen und nicht den Schutzumfang der Erfindung begrenzen sollen.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen ist bzw. sind:
Fig. 1 ein Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum und ein Luft-Schätzsystem gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Flussdiagramm, das Schritte zum Abschätzen des Zylindereinlass-Luftstromes veranschaulicht;
Fig. 3 ein Flussdiagramm, das Schritte zum Abschätzen des Zylindereinlass-Luftstromes unter Verwendung eines ereignisbasierten Modells veranschaulicht;
Fig. 4 ein Flussdiagramm, das Schritte zum Abschätzen eines Zylindereinlass-Luftstromes unter Verwendung eines ereignisbasierten, linearen Modells veranschaulicht;
Fig. 5A, 5B und 5C Flussdiagramme, die Schritte zum Abschätzen eines Lufteinlasses unter Verwendung eines besonderen, ereignisbasierten Modells für einen 8-Zylinder-Motor veranschaulichen, und
Fig. 6A und 6B Flussdiagramme, die Schritte zum Abschätzen eines Zylindereinlass-Luftstromes veranschaulichen.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhafter Natur und soll keineswegs die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen beschränken. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen dazu verwendet, ähnliche Elemente zu kennzeichnen. Im Folgenden wird der Ausdruck Zylinderluftladung verwendet. Der Zylindereinlass-Luftstrom kann aus der Zylinderluftladung oder der Masse von in einem Zylinder eingefangener Luft abgeleitet werden. Zusätzlich werden die Ausdrücke Zylinderluftladung oder Zylindereinlass-Luftstrom austauschbar mit Luft pro Zylinder (APC) (Air per Clinder) verwendet werden.
Nach Fig. 1 wird über einen Einlass 12 Luft an einen Verbrennungsmotor 10 geliefert. Der Motor 10 ist vorzugsweise ein Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum. Luft wird von dem Einlass 12 durch einen Luftmassenstromsensor 14, wie einen herkömmlichen Luftmassenstrommesser, geleitet. Der Sensor 14 erzeugt ein Luftmassenstrom-(MAF-)Signal, das die Rate von durch den Sensor 14 strömender Luft angibt. Die Einlassluft wird dem Motor 10 über ein Drosselventil 16 zugemessen. Das Drosselventil 16 kann ein herkömmliches Drosselklappenventil sein, das sich innerhalb eines Ansaugluftweges 17 dreht. Das Drosselventil 16 wird auf der Grundlage eines von einem Bediener oder einem Controller befohlenen Motorarbeitspunktes bewegt. Die Drehstellung des Drosselventils 16 wird von einem Drosselstellungssensor 18 erfasst, der ein Drosselstellungssignal (TPOS) auf der Grundlage der Drehstellung des Ventils 16 erzeugt. Der Drosselstellungssensor 18 kann ein Drehpotentiometer sein.
Ein Saugrohrdrucksensor 22 beindet sich im Einlassluftweg 17. Der Saugrohrdrucksensor 22 ist vorzugsweise in einem Motorsaugrohr zwischen dem Drosselventil 16 und dem Motor 10 angeordnet. Der Saugrohrdrucksensor 22 erzeugt ein Saugrohrabsolutdruck-(MAP-)Signal. Ein Saugrohrlufttemperatur-(MAT-)Sensor 23 befindet sich im Einlassluftweg 17 und erzeugt ein MAT-Signal. Der MAT-Sensor 23 kann auch im Motorsaugrohr angeordnet sein, um die Lufttemperatur in diesem zu erfassen und das MAT-Signal zu erzeugen.
Eine Motorabtriebswelle 24, wie etwa eine Motorkurbelwelle, rotiert mit der Motordrehzahl oder mit einer Rate, die proportional zur Motordrehzahl ist. Zähne (nicht gezeigt) sind üblicherweise um einen Außenumfangsabschnitt der Welle 24 herum beabstandet angeordnet. Ein Sensor 26, wie etwa ein herkömmlicher Sensor mit variablem, magnetischem Widerstand, detektiert Zähne an dem Sensor. Die Zähne können um den Umfang der Welle 24 herum derart beabstandet angeordnet sein, dass der Vorbeitritt eines Zahns an dem Sensor 26 einem Motorzylinder- Ereignis entspricht. Fachleute werden feststellen, dass es andere geeignete Verfahren zum Erfassen von Motordrehzahl und Zylinderereignissen gibt.
Ein Motor-Controller 28 umfasst einen Prozessor 30, eine Eingabe/Ausgabe-(I/O-)Schnittstelle 32 und Speicher 34, wie etwa Nur- Lese-Speicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), Flash-Speicher oder andere geeignete, elektronische Speichereinrichtungen. Der Controller 28 empfängt Eingangssignale, die die Signale MAF, TPOS, MAP, MAT und RPM umfassen und erzeugt Motorsteuerungsbefehle, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Die Eingangssignale werden dazu verwendet, die Motoreinlass-Luftstromrate abzuschätzen, die dazu verwendet wird, die Zylindereinlass-Luftstromrate vorherzusagen. Die Abschätzung wird auch dazu verwendet, Zylinderkraftstoffanforderungen zu bestimmen, um ein Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis (wie etwa das stöchiometrische Verhältnis) des Motors zu erzielen. Die Abschätzungen können beispielsweise dazu verwendet werden, ein Tastverhältnis zum Öffnen der Kraftstoffeinspritzventile zu bestimmen und somit eine genaue Menge an Kraftstoff an aktive Motorzylinder zu liefern. Ein oder mehrere Ansteuerungseinrichtungen für die Kraftstoffeinspritzventile 36 können dazu verwendet werden, das Tastverhältnissignal in einen Befehl umzuwandeln, der dafür geeignet ist, ein passendes Kraftstoffeinspritzventil 38 zu öffnen und zu schließen.
Die Kurbelwinkel-Abtastperiode beträgt bei mit der Hälfte der Zylinder laufendem Motor das Doppelte der Abtastperiode des mit allen Zylindern laufenden Motors. Beispielsweise beträgt die Kurbelwinkel- (CA-)Abtastperiode 90 CA° für 8-Zylinder-Motoren, wenn der Motor mit 8 Zylindern läuft (CA von crank angle, d. h. Kurbelwinkel). Die Kurbelwinkel- Abtastperiode beträgt 180 CA°, wenn der Motor mit vier Zylindern läuft. Die Luftstrom-Schätzsysteme, die in den U.S.-Patenten Nrn. 5,270,935, 5,423,208 und 5,465,617 ausgeführt sind, beruhen auf der Kurbelwinkel- Abtastperiode, um den Zylindereinlass-Luftstrom zu berechnen und Motorinformation von den vergangenen drei Ereignissen nachzuschlagen.
Die vorliegende Erfindung stellte die Kurbelwinkel-Abtastperiode ein, nachdem Übergänge einer Zuschaltung und Abschaltung von Zylindern aufgetreten sind. Die vorliegende Erfindung kann während dieser Übergänge auch mit Ereignissen umgehen, auf die sich die Luftstrom-Schätzsysteme beziehen, die in den U.S.-Patenten Nrn. 5,270,935, 5,423,208 und 5,465,617 ausgeführt sind. Infolge dessen werden die richtigen Variablen und Parameter bei stationären und transienten Betriebsarten in das Luft-Schätzsystem geladen.
Bei Motoren mit Zylinderabschaltung gibt es eine signifikante Änderung bei der Atmung des Motors während der Übergänge, wenn die Zylinder abgeschaltet und wieder zugeschaltet werden. Wenn die Übergänge auftreten, gibt es eine Änderung des Luftverhaltens aufgrund der Änderung der Zeit (oder der Kurbelwinkel-Grade) zwischen den Zylindereinlass-Ereignissen. Existierende Verfahren zum Abschätzen des Zylindereinlass-Luftstromes werden abgeändert, um diese Änderungen zu berücksichtigen.
Das Luft-Schätzsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch zeitbasierte oder zylinderereignisbasierte Modelle implementiert werden. Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung von Zustands-Schätzeinrichtungen, Differentialgleichungen, Integralgleichungen, Nachschlagetabellen oder anderen ähnlichen Berechnungen implementiert werden.
Ungeachtet des angewandten Verfahrens werden die Luftladungsberechnungen bei den Übergängen der Zuschaltung und/oder Abschaltung des Motors zurückgesetzt. Der Transfer von Luft um die Drossel herum und durch das Saugrohr zu den Zylindern ändert sich für einen Motor, der mit allen Zylindern arbeitet, im Vergleich mit der Hälfte der Zylinder wesentlich. Änderungen sollten auch vorgenommen werden, um die Luftmasse, die in dem Zylinder eingefangen wird, der seine Ladung während des Einlasstaktes hereinnehmen wird, für zukünftige Einlassereignisse genau abzuschätzen. [0028]
Es sind eine oder mehrere der folgenden Änderungen erforderlich: Es wird eine ausreichende Anzahl von früheren Abtastungen und Variablen gespeichert, um Berechnungen für das langsamste Luftdynamikverhalten durchzuführen. Es wird die Rate eingestellt, mit der die Eingänge und Variablen bei den Berechnungen verwendet werden. Es werden Anfangsbedingungen für die Eingänge und Variablen erneut initialisiert. Es werden die Koeffizienten in dem Zylinderluft-Vorhersagealgorithmus verändert.
Die Menge an früheren Daten, die erforderlich ist, um die Berechnungen durchzuführen, hängt von der Motorbetriebsart ab. Während des Halb-Zylinder-Betriebs wird der gegenwärtige Zylinder, der geladen wird, durch Zylinder beeinflusst, deren Einlasstakte zeitlich weiter zurück lagen, als wenn der Motor in einer Voll-Zylinder-Betriebsart arbeitet. Deshalb wird der Verlauf der Eingänge und Zustandsvariablen während der Halb-Zylinder-Betriebsart für einen längeren Zeitraum gespeichert. Ein Zurücksetzen der Berechnungen bei den Übergängen erfordert die Speicherung zusätzlicher Werte, so dass die Information für jede erwartete Betriebsart leicht verfügbar ist.
Das Luftstrom-Schätzsystem gemäß der vorliegenden Erfindung tastet Daten bei der Voll-Zylinder-Rate ab und benutzt Daten bei einer Hälfte der Rate des Voll-Zylinder-Betriebes für den doppelten Zeitraum des Voll-Zylinder-Betriebes. Die abgetasteten Daten werden in einem Verlaufsvektor gespeichert. Abhängig von der Betriebsart wählt das Luftstrom-Schätzsystem die geeigneten Daten aus dem Verlaufsvektor aus.
Wenn ein Übergang zwischen den Betriebsarten auftritt, wird die Berechnung zurückgesetzt. Die Berechnung wird vorzugsweise zurückgesetzt, indem Anfangsbedingungen der Eingänge und Zustandsvariablen, die bei der Berechnung verwendet werden, erneut initialisiert werden. Die richtigen Eingänge werden aus dem Verlaufsvektor ausgewählt, wenn der erste Zylinder während des Überganges abgeschaltet oder wiederzugeschaltet wird. Vorzugsweise bleiben die Gleichungen gleich, und die Werte der Parameter werden verändert.
Das Luft-Schätzsystem schätzt den Luftstrom für einen Motor mit Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsarten ab. Das System überwacht die Zylinderzündungs-Ereignisse für die Voll-Zylinder-Betriebsart. Wenn in der Halb-Zylinder-Betriebsart gearbeitet wird, arbeitet das System mit der gleichen Rate. Eingänge, die für die Berechnung erforderlich sind, werden abgetastet, und der Verlaufsvektor wird aktualisiert. Die ältesten Werte werden aus dem Verlaufsvektor entfernt. Die restlichen Werte werden eine Stelle in dem Verlaufsvektor weiterbewegt. Neue Abtastungen werden in dem Verlaufsvektor als die jüngste Abtastung gespeichert. Sobald der Verlaufsvektor aktualisiert worden ist, schreitet das System auf der Grundlage davon voran, ob die Betriebsart der Zündung halb (die Hälfte der Zylinder) oder voll (alle Zylinder) ist.
In der Voll-Zylinder-Betriebsart werden Parameter für die Voll- Betriebsart ausgewählt. Eingänge für die Voll-Zylinder-Betriebsart werden aus dem Verlaufsvektor ausgewählt. Die Koeffizienten und Eingänge werden dazu verwendet, die Luftvorhersage- und Abschätzungsberechnungen durchzuführen. Die berechneten Werte werden dazu verwendet, das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern.
In der Halb-Zylinder-Betriebsart bestimmt das System, ob ein gegenwärtiges Zündereignis synchron mit einer Halb-Zylinderzündungs- Betriebsart ist. Wenn nicht, aktualisiert das System die Vorhersagen und Abschätzungen des Luftstromes nicht. Wenn das Zündereignis ein Ereignis ist, das synchron mit der Halb-Zylinderzündungs-Betriebsart ist, werden die Modellparameter für die Halb-Zylinder-Betriebsart ausgewählt. Die Eingänge für die Halb-Zylinder-Betriebsart werden aus dem Verlaufsvektor ausgewählt. Die Koeffizienten und Eingänge werden dazu verwendet, die Vorhersage- und Abschätzungsberechnungen für den Luftstrom durchzuführen. Die berechneten Werte werden dazu verwendet, das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern.
In Fig. 2 ist ein Luftvorhersageverfahren 100 veranschaulicht, das von dem Luft-Schätzsystem verwendet wird. Das Verfahren wendet eine generische, funktionale Berechnung an, die eine Funktion f( . . ) und oder g( . . ) umfasst, die die Modellkoeffizienten, die Eingangsparameter und die zurückliegenden Vorhersagewerte verarbeitet. Die Steuerung beginnt bei Schritt 101. Bei Schritt 102 bestimmt der Controller 28, ob ein 90°-Zylinderzündungs-Ereignis aufgetreten ist. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 102 zurück. Der Verlaufsvektor wird bei Schritt 104 mit neuen Abtastwerten aktualisiert. Bei Schritt 106 bestimmt der Controller 28, ob der Motor 10 in einer Halb-Zylinder-Betriebsart arbeitet. Wenn dies der Fall ist, fährt die Steuerung mit Schritt 108 fort, bei dem der Controller 28 bestimmt, ob ein 180°-Zylinderzündungs-Ereignis aufgetreten ist. Wenn nicht, kehrt die Steuerung bei Schritt 110 zurück. Sonst sucht der Controller 28 die geeigneten Werte von TPS, MAP und MAC aus dem Verlaufsvektor heraus und setzt bei Schritt 112 Parameter für die Halb- Zylinder-Betriebsart. Bei Schritt 114 führt der Controller 28 Luftdynamikberechnungen durch, beispielsweise unter Verwendung der in den genannten Patenten beschriebenen Berechnungen. Bei Schritt 116 kehrt die Steuerung zurück.
Wenn der Controller 28 bei Schritt 106 bestimmt, dass der Motor 10 nicht in der Halb-Zylinder-Betriebsart arbeitet, fährt die Steuerung mit Schritt 120 fort. Bei Schritt 120 sucht der Controller 28 die geeigneten Werte von TPS, MAP und MAC aus dem Verlaufsvektor heraus und setzt Parameter für die Voll-Zylinder-Betriebsart. Die Steuerung fährt von Schritt 120 mit Schritt 114 fort.
In Fig. 3 ist ein ereignisbasiertes Luft-Schätzverfahren 150 gezeigt. Die Steuerung beginnt mit Schritt 151. Bei Schritt 152 bestimmt der Controller 28, ob eine Zylinderzündungs-Ereignis-Unterbrechung aufgetreten ist. Zylinderzündungs-Unterbrechungen (Interrupts) treten einmal pro Zylinderzündung an einer festen Kurbelwinkelstellung in Bezug auf den oberen Totpunkt des Einlasstaktes auf. Die Anzahl von Unterbrechungen je Umlauf ist gleich (maximale Anzahl von Zylindern)/2. Wenn das Zylinderzündungs-Ereignis nicht aufgetreten ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 152 zurück. Sonst aktualisiert der Controller 28 den Verlaufsvektor von Eingängen und den Verlaufsvektor von Zuständen. Bei Schritt 156 sucht der Controller 28 die gegenwärtigen Vektoreingänge heraus. Der Zweck der Logik bei den Schritten 154 und 156 ist es, die Zustandsvariablen und Eingänge der mathematischen Modelle bei den Übergängen zwischen den Voll- und Halb-Zündungs-Betriebsarten zurückzusetzen. Infolgedessen stellt die Berechnung der Luftmasse in dem Zylinder einen glatten Übergang her.
Bei Schritt 158 bestimmt der Controller 28, ob der Motor 10 in einer Halb-Zylinder-Betriebsart arbeitet. Wenn dies der Fall ist, fährt die Steuerung mit Schritt 160 fort, bei dem der Controller 28 bestimmt, ob eine Unterbrechung bei dem Halb-Zylinderzündungs-Ereignis am oberen Totpunkt (OT) aufgetreten ist. Wenn nicht, fährt die Steuerung mit Schritt 162 fort. Sonst fährt die Steuerung mit Schritt 164 fort, bei dem der Controller 28 die Parameter für die Halb-Zylinderzündungs-Betriebsart auswählt. Bei Schritt 165 bestimmt der Controller, ob die Halb-Zylinder- Betriebsart länger als eine Kalibrierungszeitdauer dauert. Wenn dies wahr ist, wählt der Controller 28 bei Schritt 166 Modelleingänge für die Halb- Zylinderzündungs-Betriebsart. Wenn dies falsch ist, mischt der Controller bei Schritt 167 Modelleingänge für die Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsarten. Bei Schritt 170 führt der Controller 28 Vorhersage- und Abschätzungsberechnungen für die Zylinderluft durch. Bei Schritt 174 gibt der Controller 28 Vorhersagen- und Abschätzungen für die Zylinderluft zurück. Bei Schritt 162 kehrt die Steuerung zurück.
Wenn der Motor nicht in der Halb-Zylinder-Betriebsart arbeitet, wie dies bei Schritt 158 bestimmt wird, fährt die Steuerung mit Schritt 180 fort, bei dem der Controller 28 Parameter für die Voll-Zylinderzünd- Betriebsart auswählt. Bei Schritt 181 bestimmt der Controller, ob die Voll- Zylinder-Betriebsart länger als eine Kalibrierungszeitdauer dauert. Wenn dies wahr ist, wählt der Controller 28 bei Schritt 182 Modelleingänge für die Voll-Zylinderzündungs-Betriebsart aus. Wenn dies falsch ist, fährt der Controller mit Schritt 167 fort. Die Steuerung fährt von Schritt 182 mit Schritt 170 fort.
In Fig. 3 ist M_AC(k) die Masse von in dem Zylinder eingefangener Luft für den Zylinder, dessen Einlasstakt sich am unteren Totpunkt (UT) befindet. M_AC(k+1) ist die Masse von in dem Zylinder eingefangener Luft für den nächsten Zylinder, dessen Einlasstakt bei UT liegen wird. M^E _AC(k) ist eine Abschätzung der Masse von in dem Zylinder eingefangener Luft. f( . . ) ist ein mathematisches Modell zur Vorhersage der Masse von Luft in dem Zylinder bei dem nächsten Zylindereinlass-Taktereignis in der Zukunft. g( . . ) ist ein mathematisches Modell zur Vorhersage der Masse von Luft in dem Zylinder, dessen Einlasstakt gerade geendet hat. Parameter A ist ein Satz von Modellparametern, die das mathematische Modell f( . . ) dazu verwendet, um den besonderen Motor zu charakterisieren. Parameter C ist ein Satz von Modellparametern, die das mathematische Modell g( . . ) dazu verwendet, einen besonderen Motor zu charakterisieren.
U(k) ist ein Satz von Eingangsvariablen oder ein Vektor, den das mathematische Modell dazu verwendet, die Masse von Luft in dem Zylinder vorherzusagen oder abzuschätzen. U(k) ist ein Verlaufsvektor von Eingängen bei dem gegenwärtigen Einlassereignis, den das mathematische Modell dazu verwendet, die Masse von Luft in dem Zylinder vorherzusagen oder abzuschätzen. M(k) ist ein Verlaufsvektor von Zuständen bei dem gegenwärtigen Einlassereignis, den das mathematische Modell dazu verwendet, um die Masse von Luft in dem Zylinder vorherzusagen oder abzuschätzen. k ist das gegenwärtige Zylindereinlass-Ereignis. k+1 ist das nächste Zylindereinlass-Ereignis. i ist eine Länge des Verlaufsvektors von früheren Eingängen, die erforderlich sind, um die Masse von Luft in dem Zylinder bei dem gegenwärtigen und dem nächsten Zylindereinlass- Ereignis abzuschätzen. j ist eine Länge des Verlaufsvektors von früheren Zuständen, die erforderlich sind, um die Masse von Luft in dem Zylinder bei dem gegenwärtigen und dem nächsten Zylindereinlass-Ereignis abzuschätzen.
In Fig. 4 ist ein ereignisbasiertes, lineares Luft-Schätzverfahren 200 gezeigt. Die Steuerung beginnt mit Schritt 202, bei dem der Controller 28 bestimmt, ob eine Zylinderzündungs-Ereignis-Unterbrechung aufgetreten ist. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 202 zurück. Sonst aktualisiert der Controller 28 bei Schritt 204 den Verlaufsvektor von Eingängen und den Verlaufsvektor von Zuständen. Bei Schritt 206 sucht der Controller 28 gegenwärtige Vektoreingänge heraus. Der Zweck der Logik bei den Schritten 204 und 206 ist es, die Zustandsvariablen und Eingänge in die mathematischen Modelle bei den Übergängen zwischen den Voll- und Halb-Zündungs-Betriebsarten zurückzusetzen. Infolgedessen stellt die Berechnung der Masse von Luft in dem Zylinder einen glatten Übergang her.
Bei Schritt 208 bestimmt der Controller 28, ob der Motor 10 in einer Halb-Zylinder-Betriebsart arbeitet. Wenn dies der Fall ist, fährt die Steuerung mit Schritt 210 fort, bei dem der Controller 28 bestimmt, ob eine Unterbrechung eines Halb-Zylinderzündungs-Ereignisses am OT aufgetreten ist. Wenn nicht, fährt die Steuerung mit Schritt 212 fort. Sonst fährt die Steuerung mit Schritt 214 fort, bei dem der Controller 28 Modellparameter für die Halb-Zylinderzündungs-Betriebsart auswählt. Bei Schritt 215 bestimmt der Controller, ob die Halb-Zylinder-Betriebsart länger als eine Kalibrierungszeitdauer dauert. Wenn dies wahr ist, wählt der Controller 28 bei Schritt 216 Modelleingänge für die Halb-Zylinderzündungs-Betriebsart aus. Wenn dies falsch ist, mischt der Controller bei Schritt 217 Modelleingänge für die Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsart. Bei Schritt 220 führt der Controller 28 Abschätzungs- und Vorhersageberechnungen für die Zylinderluft durch. Bei Schritt 224 gibt der Controller 28 Abschätzungen und Vorhersagen für die Zylinderluft zurück. Bei Schritt 212 kehrt die Steuerung zurück.
Wenn der Motor nicht in der Halb-Zylinder-Betriebsart arbeitet, wie dies bei Schritt 208 bestimmt wird, fährt die Steuerung mit Schritt 230 fort. Bei Schritt 230 wählt der Controller 28 Modellparameter für die Voll-Zylinder-Betriebsart aus. Bei Schritt 231 bestimmt der Controller, ob die Voll-Zylinder-Betriebsart länger als eine Kalibrierungszeitdauer dauert. Wenn dies wahr ist, wählt der Controller 28 bei Schritt 232 Modelleingänge für die Voll-Zylinderzündungs-Betriebsart. Die Steuerung fährt von Schritt 232 mit Schritt 220 fort. Wenn dies falsch ist, fährt der Controller mit Schritt 217 fort, bei dem Eingänge zwischen Halb- und Voll-Zylinder- Werten (gewichtet) gemischt werden. Die Steuerung fährt von Schritt 217 mit Schritt 220 fort.
In Fig. 4 sind M_AC(k), M_AC(k+1) und M^E _AC(k) die gleichen Variablen wie sie in Fig. 3 oben definiert wurden. M_AC(k+2) ist die Masse von in dem Zylinder eingefangener Luft für den nächsten Zylinder, dessen Einlasstakt sich am unteren Totpunkt (UT) zwei Zylinderzündungen in der Zukunft befinden wird. M ^M _AC(k) ist eine Abschätzung oder Messung der Masse von in dem Zylinder, der gegenwärtig bei UT liegt, eingefangener Luft. Die Parameter A, B und C sind ein Satz von Modellparametern, die das mathematische Modell dazu verwendet, um einen besonderen Motor zu charakterisieren. U(k), U(k), k, k+1, i und j sind gleich wie die oben beschriebenen Variablen in Fig. 3.
In den Fig. 5A, 5B und 5C ist ein besonderes, ereignisbasiertes, lineares Luft-Schätzverfahren 250 für einen 8-Zylinder-Motor gezeigt. Die Steuerung beginnt mit Schritt 251. Bei Schritt 252 bestimmt der Controller 28, ob eine Zylinderzündungs-Ereignis-Unterbrechung aufgetreten ist. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 252 zurück. Sonst aktualisiert der Controller 28 bei Schritt 254 Verlaufsvektoren von Eingängen und Zuständen. Bei Schritt 256 sucht der Controller 28 gegenwärtige Vektoreingänge heraus. Der Zweck der Logik bei den Schritten 254 und 256 ist es, die Zustandsvariablen und Eingänge in die mathematischen Modelle an den Übergängen zwischen den Voll- und Halb-Zünd- Betriebsarten zurückzusetzen. Infolgedessen stellt die Berechnung der Masse von Luft in dem Zylinder einen glatten Übergang her.
Bei Schritt 258 bestimmt der Controller 28, ob der Motor 10 in einer 4-Zylinderzündungs-Betriebsart arbeitet. Wenn dies der Fall ist, fährt die Steuerung mit Schritt 260 fort. Bei Schritt 260 bestimmt der Controller 28, ob eine 180°-Unterbrechung aufgetreten ist. Wenn nicht, fährt die Steuerung mit Schritt 262 fort. Sonst fährt die Steuerung mit Schritt 264 fort, bei dem der Controller 28 Modellparameter für die Halb- Zylinderzündungs-Betriebsart auswählt. Bei Schritt 266 wählt der Controller 28 Modelleingänge für die Halb-Zylinderzündungs-Betriebsart aus.
Bei Schritt 268 bestimmt der Controller, ob die Halb-Zylinder- Betriebsart länger als eine Kalibrierungszeitdauer dauert. Wenn dies falsch ist, setzt der Controller bei Schritt 269 einen Mischzähler gleich Mischzähler + 2/(Kalibrierungszeitdauer). Bei Schritt 270 berechnet der Controller G₁ und G₀, wie es gezeigt ist. Wenn dies wahr ist, berechnet der Controller G₁ und G₀, wie es bei Schritt 271 gezeigt ist, und setzt bei Schritt 272 den Mischzähler gleich 1.
Bei Schritt 278 führt der Controller 28 Vorhersage- und Abschätzungsberechnungen für die Zylinderluft durch, die die Berechnung von gegenwärtigen Abschätzungen der Masse von Luft in dem Zylinder und der Masse von Luft in dem Zylinder ein und zwei Zylinderereignisse voraus umfassen. Bei Schritt 279 kehrt die Steuerung zurück.
Wenn der Motor nicht in einer 4-Zylinderzündungs-Betriebsart arbeitet, wie dies bei Schritt 258 bestimmt wird, fährt die Steuerung mit Schritt 280 fort. Bei Schritt 280 wählt der Controller 28 Modellparameter für die Voll-Zylinderzündungs-Betriebsart aus. Bei Schritt 282 wählt der Controller 28 Modelleingänge für die Voll-Zylinderzündungs- Betriebsart aus. Bei Schritt 284 bestimmt der Controller, ob die Voll- Zylinder-Betriebsart länger als eine Kalibrierungszeitdauer dauert. Wenn dies falsch ist, setzt der Controller bei Schritt 285 einen Mischzähler gleich Mischzähler - 1/(Kalibrierungszeitdauer). Bei Schritt 286 berechnet der Controller G₁ und G₀, wie es gezeigt ist. Wenn dies wahr ist, berechnet der Controller G₁ und G₀, wie es bei Schritt 287 gezeigt ist, und setzt bei Schritt 288 den Mischzähler gleich 0. Die Steuerung fährt von Schritt 288 mit Schritt 278 fort.
In den Fig. 6A und 6B ist ein Luftvorhersageverfahren 300 veranschaulicht, das von dem Luft-Schätzsystem durchgeführt wird. Das Verfahren ist eine Abänderung des in Fig. 2 veranschaulichten Verfahrens. Das Verfahren wendet eine generische, funktionale Berechnung an, die eine Funktion f( . . ) und/oder g( . . ) umfasst, die die Modellkoeffizienten, die Eingangsparameter und die zurückliegenden Vorhersagewerte verarbeitet. Die Steuerung beginnt bei Schritt 301. Bei Schritt 302 bestimmt der Controller 28, ob ein 90°-Zylinderzündungs-Ereignis aufgetreten ist. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 302 zurück. Der Verlaufsvektor wird bei Schritt 304 mit neuen Abtastwerten aktualisiert.
Bei Schritt 306 bestimmt der Controller 28, ob der Motor 10 in einer 4-Zylinder-Betriebsart arbeitet. Wenn dies der Fall ist, fährt die Steuerung mit Schritt 308 fort, bei dem der Controller 28 bestimmt, ob ein 180°-Zylinderzündungs-Ereignis aufgetreten ist. Wenn nicht, kehrt die Steuerung bei Schritt 310 zurück. Sonst sucht der Controller 28 die geeigneten Werte von TPS und MAP aus dem Verlaufsvektor heraus und setzt bei Schritt 312 Parameter für die Halb-Zylinder-Betriebsart.
Bei Schritt 314 bestimmt der Controller 28, ob deac_loop_ctr kleiner als 1 ist. Wenn dies der Fall ist, fährt der Controller 28 mit Schritt 318 fort, bei dem der Controller das folgende berechnet:

deac_loop_cntr = deac_loop_cntr + 2/BL,
Mass_Air_1_Back = MAC_k-2 + deac_loop_cntr.MAC_k-3,
Mass_Air_0_Back = MAC_k + deac_loop_cntr.MAC_k-1,

wobei eine Variable BL für einen 8-Zylinder-Motor gleich 8 ist. Die Berechnung bei Schritt 318 ist eine vereinfachte Annäherung von Schritt 270 in Fig. 5C. Bei Schritt 322 führt der Controller 28 die Luftdynamikberechnungen durch und kehrt zurück. Wenn deac_loop_ctr nicht kleiner als 1 ist, berechnet der Controller 28 bei Schritt 326 das folgende:

Mass_Air_1_Back = MAC_k-2 + MAC_k-3,
Mass_Air_0_Back = MAC_k + MAC_k-1,
deac_loop_cntr = 1.

Die Steuerung fährt von Schritt 326 mit Schritt 322 fort.
Wenn der Controller 28 bei Schritt 306 bestimmt, dass der Motor 10 nicht in der Halb-Zylinder-Betriebsart arbeitet, fährt die Steuerung mit Schritt 330 fort. Bei Schritt 330 sucht der Controller 28 die geeigneten Werte von TPS und MAP aus dem Verlaufsvektor heraus und setzt Parameter für die Voll-Zylinder-Betriebsart. Die Steuerung fährt von Schritt 330 mit Schritt 334 fort.
Bei Schritt 334 bestimmt der Controller 28, ob deac_loop_ctr größer als 0 ist. Wenn dies der Fall ist, fährt der Controller 28 mit Schritt 338 fort, bei dem der Controller das folgende berechnet:

deac_loop_cntr = deac_loop_cntr - 1/BL,
Mass_Air_1_Back = MAC_k-1 + deac_loop_cntr.MAC_k-2,
Mass_Air_0_Back = MAC_k + deac_loop_cntr.MAC_k-1.

Die Berechnung bei Schritt 338 ist eine vereinfachte Annäherung von Schritt 286 in Fig. 5C. Bei Schritt 342 führt der Controller 28 die Luftdynamikberechnungen durch und kehrt zurück. Wenn deac_ loop_cntr nicht größer als 0 ist, berechnet der Controller 28 bei Schritt 346 das folgende:

Mass_Air_1_Back = MAC_k-1,
Mass_Air_0_Back = MAC_k,
deac_loop_cntr = 0.

Die Steuerung fährt von Schritt 346 mit Schritt 342 fort.
Wie es Fachleute feststellen werden, hat das in den Fig. 6A und 6B ausgeführte Verfahren eine reduzierte Komplexität der Berechnung in der 4-Zylinder-Betriebsart, nachdem deac_loop_cntr nicht kleiner als 1 ist. Infolgedessen können schnellere Ansprechzeiten und eine verringerte Prozessorlast realisiert werden. Gleichermaßen tritt in der 8-Zylinder- Betriebsart eine verringerte Komplexität der Berechnung auf, wenn deac_loop_cntr nicht größer als 0 ist.
Ein Steuerungsverfahren und ein Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung für einen Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum schätzen eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen ab und/oder sagen eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen vorher. Es ist ein Modell vorgesehen, das eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen abschätzt und/oder eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen vorhersagt. Das Modell umfasst einen Verlaufsvektor von Eingängen und Zuständen. Der Verlauf von Vektoreingängen und Zuständen wird aktualisiert, wenn eine Zylinderzündungs-Unterbrechung auftritt. Es wird eine Betriebsart des Motors bestimmt. Auf der Grundlage der Betriebsart werden Modellparameter und Modelleingänge ausgewählt. Die Zylinderluftladung wird für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen abgeschätzt und vorhergesagt.

Claims

1. Steuerungsverfahren für einen Motor (10) mit bedarfsabhängigem Hubraum mit den Schritten, dass:
ein Modell zum Abschätzen einer Zylinderluftladung bereitgestellt wird, wobei das Modell einen Verlaufsvektor von Eingängen und Zuständen umfasst,
der Verlaufsvektor von Eingängen und Zuständen aktualisiert wird (104), wenn eine Zylinderzündungs-Unterbrechung auftritt,
eine Betriebsart des Motors (10) bestimmt wird (106),
Modellparameter und Modelleingänge auf der Grundlage der Betriebsart ausgewählt werden (112, 120) und
die Zylinderluftladung abgeschätzt wird (114).

2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftladung unter Verwendung des Zylindereinlass-Luftstromes und/oder der Masse von in einem Zylinder eingefangener Luft berechnet wird.

3. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell in der Lage ist, eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinderzündungs-Unterbrechungen vorherzusagen, und es weiter umfasst, dass eine Zylinderluftladung für mindestens eine zukünftige Zylinderzündungs-Unterbrechung vorhergesagt wird.

4. Steuerungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsart des Motors (10) Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsarten umfasst.

5. Steuerungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Modelleingänge für die Halb-Zylinder-Betriebsart über einen Kurbelwinkel-Zeitraum genommen werden, der doppelt so lange wie die Voll-Zylinder-Betriebsart dauert.

6. Steuerungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschätzungsschritt während der Halb-Zylinder-Betriebsart nur dann durchgeführt wird, wenn eine Zündungs-Unterbrechung eines aktiven Zylinders auftritt.

7. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderzündungs-Unterbrechungen für einen Umlauf gleich einer maximalen Anzahl von Zylindern des Motors (10) dividiert durch zwei sind.

8. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell ein ereignisbasiertes Modell ist.

9. Steuerungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung zwischen Modelleingängen für die Voll- und Halb- Betriebsarten für eine erste kalibrierte Zeitdauer erzeugt wird, wenn von der Voll-Betriebsart in die Halb-Betriebsart umgeschaltet wird.

10. Steuerungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung zwischen Modelleingängen für die Voll- und Halb- Betriebsarten für eine zweite kalibrierte Zeitdauer erzeugt wird, wenn von der Halb-Betriebsart in die Voll-Betriebsart umgeschaltet wird.

11. Steuerungssystem für einen Motor (10) mit bedarfsabhängigem Hubraum, umfassend:
einen Luftmassenstrommesser (14), der sich in einem Luftstromeinlass zum Motor (10) beindet,
ein Kraftstoffeinspritzventil (38) zum Zumessen von Kraftstoff zu dem Motor (10),
einen Controller (28), der mit dem Luftmassenstrommesser (14) und dem Kraftstoffeinspritzventil (38) gekoppelt ist und einen Prozessor (30) und einen Speicher (34) umfasst, und
ein Luftladungsmodell, das von dem Controller (28) ausgeführt wird und eine Zylinderluftladung abschätzt, wobei der Controller (28) einen Verlaufsvektor von Eingängen und Zuständen des Modells aktualisiert, wenn eine Zylinderzündungs-Unterbrechung auftritt,
wobei der Controller (28) Modellparameter und Modelleingänge auf der Grundlage der Betriebsart des Motors (10) auswählt und die Zylinderluftladung abschätzt.

12. Steuerungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftladung unter Verwendung des Zylindereinlass-Luftstromes und/oder der Masse von in einem Zylinder eingefangener Luft berechnet wird.

13. Steuerungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass das Modell in der Lage ist, eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinderzündungs-Unterbrechungen vorherzusagen, und
dass der Controller (28) eine Zylinderluftladung für mindestens eine zukünftige Zylinderzündungs-Unterbrechung vorhersagt.

14. Steuerungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsart des Motors (10) Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsarten umfasst.

15. Steuerungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Modelleingänge für die Halb-Zylinder-Betriebsart über einen Kurbelwinkel-Zeitraum genommen werden, der doppelt so lang wie die Voll-Zylinder-Betriebsart dauert.

16. Steuerungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätzung der Zylinderluftladung und die Vorhersage der Zylinderluftladung für die zukünftigen Zylinder-Unterbrechungen während der Halb-Zylinder-Betriebsart nur dann durchgeführt werden, wenn eine Zündungs-Unterbrechung eines aktiven Zylinders auftritt.

17. Steuerungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderzündungs-Unterbrechungen für einen Umlauf gleich einer maximalen Anzahl von Zylindern des Motors (10) dividiert durch zwei sind.

18. Steuerungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell ein ereignisbasiertes Modell ist.

19. Steuerungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn von der Voll-Betriebsart in die Halb-Betriebsart umgeschaltet wird, die Modelleingänge für die Voll- und Halb-Betriebsarten für eine erste kalibrierte Zeitdauer gemischt werden.

20. Steuerungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn von der Halb-Betriebsart in die Voll-Betriebsart umgeschaltet wird, die Modelleingänge für die Voll- und Halb-Betriebsarten für eine zweite kalibrierte Zeitdauer gemischt werden.

21. Steuerungsverfahren für einen Motor (10) mit bedarfsabhängigem Hubraum, mit den Schritten, dass
ein Modell bereitgestellt wird, das in der Lage ist, eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinderzündungs-Unterbrechungen vorherzusagen, wobei das Modell einen Verlaufsvektor von Eingängen und Zuständen umfasst,
die Verlaufsvektoreingänge und -zustände aktualisiert werden, wenn eine Zylinderzündungs-Unterbrechung auftritt (156),
eine Betriebsart des Motors (10) bestimmt wird (158),
Modellparameter und Modelleingänge auf der Grundlage der Betriebsart ausgewählt werden (164, 182), und
die Zylinderluftladung für mindestens eine zukünftige Zylinderzündungs-Unterbrechung vorhergesagt wird (170).

22. Steuerungsverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftladung unter Verwendung eines Zylindereinlass-Luftstromes und/oder einer Masse von in einem Zylinder eingefangener Luft berechnet wird.

23. Steuerungsverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell in der Lage ist, eine Zylinderluftladung abzuschätzen, und ferner umfasst, dass eine Zylinderluftladung für die zukünftigen Zylinderzündungs-Unterbrechungen abgeschätzt wird.

24. Steuerungsverfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsart des Motors (10) Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsarten umfasst.

25. Steuerungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Modelleingänge für die Halb-Zylinder-Betriebsart über einen Kurbelwinkel-Zeitraum genommen werden, der doppelt so lange wie die Voll-Zylinder-Betriebsart dauert.

26. Steuerungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätz- und Vorhersageschritte (170) während der Halb- Zylinder-Betriebsart nur dann ausgeführt werden, wenn eine Zündungs-Unterbrechung eines aktiven Zylinders auftritt.

27. Steuerungsverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderzündungs-Unterbrechungen für einen Umlauf gleich einer maximalen Anzahl von Zylindern des Motors (10) dividiert durch zwei sind.

28. Steuerungsverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell ein ereignisbasiertes Modell ist.

29. Steuerungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung zwischen Modelleingängen für die Voll- und Halb- Betriebsarten für eine erste kalibrierte Zeitdauer erzeugt wird, wenn aus der Voll-Betriebsart in die Halb-Betriebsart umgeschaltet wird.

30. Steuerungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung zwischen Modelleingängen für die Voll- und Halb- Betriebsarten für eine zweite kalibrierte Zeitdauer erzeugt wird, wenn aus der Halb-Betriebsart in die Voll-Betriebsart umgeschaltet wird.

31. Steuerungssystem für einen Motor (10) mit bedarfsabhängigem Hubraum, umfassend:
einen Luftmassenstrommesser (14), der sich in einem Luftstromeinlass zum Motor (10) befindet,
ein Kraftstoffeinspritzventil (38) zum Zumessen von Kraftstoff zu dem Motor (10),
einen Controller (28), der mit dem Luftmassenstrommesser (14) und dem Kraftstoffeinspritzventil (38) gekoppelt ist und einen Prozessor (30) und einen Speicher (34) umfasst, und
ein Luftstrommodell, das von dem Controller (28) ausgeführt wird und in der Lage ist, eine Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen vorherzusagen, wobei der Controller (28) einen Verlaufsvektor von Eingängen und Zuständen des Modells aktualisiert, wenn eine Zylinderzündungs-Unterbrechung auftritt, wobei
der Controller (28) Modellparameter und Modelleingänge auf der Grundlage der Betriebsart des Motors (10) auswählt und
die Zylinderluftladung für die zukünftigen Zylinderzündungs-Unterbrechungen vorhersagt.

32. Steuerungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftladung unter Verwendung eines Zylindereinlass-Luftstromes und/oder einer Masse von in einem Zylinder eingefangener Luft berechnet wird.

33. Steuerungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
dass das Modell in der Lage ist, eine Zylinderluftladung abzuschätzen, und
dass der Controller (28) eine Zylinderluftladung für die zukünftigen Zylinderzündungs-Unterbrechungen abschätzt.

34. Steuerungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsart des Motors (10) Halb- und Voll-Zylinder-Betriebsarten umfasst.

35. Steuerungssystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Modelleingänge für die Halb-Zylinder-Betriebsart über einen Kurbelwinkel-Zeitraum genommen werden, der doppelt so lange wie die Voll-Zylinder-Betriebsart dauert.

36. Steuerungssystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschätzen der Zylinderluftladung und das Vorhersagen der Zylinderluftladung für zukünftige Zylinder-Unterbrechungen während der Halb-Zylinder-Betriebsart nur dann durchgeführt werden, wenn eine Zündungs-Unterbrechung eines aktiven Zylinders auftritt.

37. Steuerungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderzündungs-Unterbrechungen für einen Umlauf gleich einer maximalen Anzahl von Zylindern des Motors (10) dividiert durch zwei sind.

38. Steuerungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell ein ereignisbasiertes Modell ist.

39. Steuerungssystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn aus der Voll-Betriebsart in die Halb-Betriebsart umgeschaltet wird, die Modelleingänge für die Voll- und Halb-Betriebsarten für eine erste kalibrierte Zeitdauer gemischt werden.

40. Steuerungssystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn aus der Halb-Betriebsart in die Voll-Betriebsart umgeschaltet wird, die Modelleingänge für die Voll- und Halb-Betriebsarten für eine zweite, kalibrierte Zeitdauer gemischt werden.