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KREUZVERWEISUNG AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNGEN
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Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht Priorität vor der vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung Nr. 61/682,168 mit dem Titel „Control of Manifold Vacuum in Skip Fire Operation“ (Regelung des Krümmerunterdrucks bei Betrieb mit Zylinderabschaltung), eingereicht am 10. August 2012, deren gesamter Inhalt durch diesen Verweis als für alle Zwecke in dieses Patent aufgenommen gilt.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Regelung des Absolutladedrucks zur Verwendung beim Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung. Verschiedene Ausführungsformen betreffen Systeme zum Ablassen von Kraftstoffdampf, ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem und Nutzbremsanwendungen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In den meisten konventionellen Brennkraftmaschinen ist/sind der/die Ansaugkrümmer das/die Volumen zwischen der/den Drossel(n) und Arbeitskammer-Ansaugkanälen. Luft strömt durch den Ansaugkrümmer aus der Umgebung in die Arbeitskammern. Sobald ein Fahrer das Gaspedal niederdrückt, wird ein Drosselventil geöffnet, um mehr Luft in den Ansaugkrümmer zu lassen. Der daraus resultierende Anstieg des Absolutladedrucks (Manifold Absolute Pressure, MAP) bewirkt, dass mehr Luft in die Arbeitskammern gelangt, und erhöht die Leistung der Kraftmaschine.
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Da ein konventionelles Fahrzeug häufig mit weit weniger als Vollgas betrieben wird, ist der MAP tendenziell wesentlich niedriger als der atmosphärische Druck (z.B. bei nicht aufgeladenen Kraftmaschinen). Anders ausgedrückt besteht tendenziell ein erheblicher Unterdruck im Ansaugkrümmer. Dieser Unterdruck kann für verschiedene andere Zwecke genutzt werden, wie weiter unten im Zusammenhang mit noch ausführlicher beschrieben wird.
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veranschaulicht eine Brennkraftmaschine, die ein Kurbelgehäuse 167, einen Zylinder 161, einen Kolben 163, einen Ansaugkrümmer 165 und einen Abgaskrümmer 169 umfasst. Der Kraftstoffbehälter 151 ist über eine Leitung mit einem Kraftstoffdampf-Kanister 155 verbunden, der wiederum mit dem Ansaugkrümmer 165 verbunden ist. Ein Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter 157 ist ebenfalls mit dem Ansaugkrümmer verbunden. Ein Drosselventil 171 regelt den Zustrom von Luft aus einem Luftfilter oder einer anderen Luftquelle in den Ansaugkrümmer.
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Der Kraftstoff im Kraftstoffbehälter 151 ist flüchtig und erzeugt Kraftstoffdampf, der aus Umweltschutzgründen nicht in die Umgebung entlassen werden sollte. Infolgedessen umfasst das Fahrzeug einen Kraftstoffdampf-Kanister 155, der ein geeignetes Absorptionsmaterial 153 (etwa Aktivkohle) enthält, um den Kraftstoffdampf aufzufangen. Eine Unterdruckdampfleitung 154 verbindet den Kraftstoffdampf-Kanister 155 mit dem Ansaugkrümmer 165 über ein Kraftstoffdampf-Kanisterventil 156. Wenn das Kraftstoffdampf-Kanisterventil 156 offen ist, wird Unterdruck im Ansaugkrümmer 165 genutzt, um den Kraftstoffdampf durch die Dampfleitung 154 in den Ansaugkrümmer 165 zu saugen. Aus dem Ansaugkrümmer strömt der Kraftstoffdampf weiter in die Arbeitskammern der Kraftmaschine, wo er verbrannt und durch den Abgaskrümmer 169 zum Katalysator geleitet wird.
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Es ist außerdem wünschenswert, Dampf zu entfernen, der sich im Kurbelgehäuse 167 sammelt. Während des Betriebs der Kraftmaschine treten (verbrannte und nicht verbrannte) Gase aus den Zylindern an den Kolbenringen vorbei in das Kurbelgehäuse aus (in nicht gezeigt). Diese Gase müssen entlüftet werden, um einen Druckaufbau im Kurbelgehäuse zu vermeiden. Aus Umweltschutzgründen ist es wünschenswert, dass diese Gase durch den Ansaugkrümmer in die Zylinder entlüftet werden, da die Gase Verbrennungsnebenprodukte und Kohlenwasserstoffe enthalten können. Die Gase können mittels des Kurbelgehäuseentlüftungs-(Positive Crankcase Ventilation, PCV)Ventils 173 in den Ansaugkrümmer entlüftet werden oder direkt in ein Kurbelgehäuseentlüftungs-(Crankcase Ventilation, CCV)System. Das PCV-Ventil ist ein Einwegventil, das ausschließlich Fluss aus dem Kurbelgehäuse 167 in den Ansaugkrümmer 165 zulässt. Unterdruck im Ansaugkrümmer unterstützt das Entfernen dieser schädlichen Gase aus dem Kurbelgehäuse.
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Nutzbremssysteme nutzen ebenfalls einen Unterdruck im Ansaugkrümmer 165. Spezieller ist der Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter 157 ein Kanister mit einer Membran. Sobald der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, kann Luft auf einer Seite der Membran eintreten. In einem Niederdruckbereich auf der anderen Seite der Membran herrscht ein Unterdruck, der durch eine Verbindung 175 mit dem Ansaugkrümmer aufrechterhalten wird. Dieser Druckunterschied verstärkt die Kraft, die auf das Bremspedal einwirkt, und erhöht die Bremskraft.
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KURZDARSTELLUNG
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Die vorliegende Patentanmeldung beinhaltet Verfahren und Anordnungen zum selektiven Senken des Ansaugkrümmerdrucks in einem Steuerungssystem einer Kraftmaschine mit Zylinderabschaltung. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kraftmaschine in einer Betriebsart Zylinderabschaltung betrieben, um ein gewünschtes Drehmoment zu erzeugen, wozu eine Drossel verwendet wird, die auf eine im Wesentlichen offene Position eingestellt ist. Die Drossel wird ferner geschlossen, um den Ansaugkrümmerdruck zu senken. Der daraus resultierende Krümmerunterdruck kann für verschiedene Anwendungen genutzt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf das Ablassen eines Kraftstoffdampf-Kanisters, das Senken des Drucks in einem Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter und/oder das Entlüften von Gas aus dem Inneren eines Kurbelgehäuses. Ein Zündungsanteil der Kraftmaschine wird erhöht, zu helfen um das gewünschte Drehmoment beizubehalten. Anschließend wird die Drossel wieder in die im Wesentlichen offene Position zurückgestellt und der Zündungsanteil wird verringert.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird der Ansaugkrümmerdruck gesenkt, um eine Rückkehr in den Leerlauf vorzubereiten. Ein spezieller Ansatz beinhaltet, eine Kraftmaschine in einer Betriebsart Zylinderabschaltung zu betreiben, um ein gewünschtes Drehmoment zu erzeugen, wozu eine Drossel verwendet wird, die auf eine im Wesentlichen offene Position eingestellt ist. Es wird bestimmt, dass die Kraftmaschine in den Leerlauf zurückkehren wird (z.B. wenn das Fahrzeug ausrollt und verlangsamt). Die Drossel wird wenigstens teilweise geschlossen, um zu helfen den Ansaugkrümmerdruck zu senken. Der Zündungsanteil der Kraftmaschine wird erhöht, um zu helfen den Ansaugkrümmerdruck weiter zu senken. Ein Kraftmaschinenparameter (z.B. TCC-Schlupf, Nockenwellenverstellung oder Zündzeitpunkt) wird angepasst, um zu helfen das gewünschte Drehmoment beizubehalten, da die Erhöhung des Zündungsanteils der Kraftmaschine im Allgemeinen zu einer Erhöhung der Drehmomentabgabe beiträgt. In verschiedenen Ausführungsformen wird, nachdem die Rückkehr in den Leerlauf abgeschlossen ist, die Drossel wieder in die im Wesentlichen offene Position zurückgestellt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung und ihre Vorteile können am besten verstanden werden bei Hinzuziehung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
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eine Darstellung einer Brennkraftmaschine, eines Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälters, eines Kraftstoffbehälters und eines Kraftstoffdampf-Kanisters ist.
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eine Steuerung einer Kraftmaschine mit Zylinderabschaltung mit Mechanismen zum Regeln des Absolutladedrucks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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eine Steuerung einer Kraftmaschine mit Zylinderabschaltung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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ein Graph ist, der den zeitlichen Ablauf einer repräsentativen Ablassanforderung veranschaulicht.
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ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Erzeugen von Unterdruck während einer schnellen Verlangsamung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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eine Tabelle mit beispielhaften Werten ist, die Änderungen in der Zahl der zugeschalteten Zylinder basierend auf der Verlangsamungsrate angeben.
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In den Zeichnungen werden manchmal gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche strukturelle Elemente zu bezeichnen. Es ist außerdem zu beachten, dass die Darstellungen in den Zeichnungen schematisch und nicht maßstabsgetreu sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Mechanismen zur Regelung des Absolutladedrucks im Zusammenhang mit dem Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung.
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Beim konventionellen Betrieb einer Brennkraftmaschine wird im Allgemeinen ein Teilvakuum im Ansaugkrümmer aufrechterhalten. Wie vorstehend bereits angesprochen, kann dieser Unterdruck für verschiedene Zwecke genutzt werden, unter Anderem zum Entlüften des Kurbelgehäuses, Entfernen von Kraftstoffdampf und Unterstützen des Nutzbremsens.
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Im Betrieb mit Zylinderabschaltung ist der Absolutladedruck (MAP) tendenziell näher am atmosphärischen Druck als bei der konventionellen Kraftmaschinensteuerung mittels Drossel. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Betrieb mit Zylinderabschaltung im Allgemeinen beinhaltet, ausgewählte Arbeitskammern während ausgewählter Arbeitszyklen unter optimierten Bedingungen zu zünden, d.h. Bedingungen, unter denen große Mengen Luft und Kraftstoff an die gezündeten Arbeitskammern bereitgestellt werden. Entsprechend wird in verschiedenen Implementierungen die Drossel tendenziell im Wesentlichen offen gehalten, und der Absolutladedruck wird nahe dem atmosphärischen Druck gehalten, beispielsweise innerhalb von 20 % des atmosphärischen Drucks.
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Die hier beschriebenen Ausführungsformen beschreiben Verfahren und Mechanismen zum Erzeugen von Unterdruck im Ansaugkrümmer während des Betriebs mit Zylinderabschaltung. Dieser Unterdruck kann dynamisch erzeugt werden, um jeglichen Bedarf an einem niedrigeren MAP, den ein/e beliebige/s System oder Komponente im Fahrzeug haben könnte, zu decken. Eine derartige Anwendung kann Verdampfungssystem-Ablasssteuerung, Nutzbremsen und Kurbelgehäuseentlüftung umfassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Bezugnehmend zunächst auf wird nun eine Steuerung 100 einer Kraftmaschine mit Zylinderabschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Kraftmaschinensteuerung 100 umfasst eine Zylinderabschaltsteuerung 110, die dafür ausgelegt ist, mit einer Kraftmaschinensteuerung (Engine Control Unit, ECU) 140 zusammenzuarbeiten. In anderen Ausführungsformen kann die Funktionalität der Zylinderabschaltsteuerung 110 in die ECU 140 integriert sein. Die dargestellte Zylinderabschaltsteuerung 100 umfasst einen Zündungsanteilrechner 112, eine optionale Filtereinheit 114, ein Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 und ein Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120. Die Zylinderabschaltsteuerung 110 empfängt ein Eingangssignal 111, das eine gewünschte Kraftmaschinenleistung anzeigt, und ist dafür ausgelegt, eine Folge von Zündbefehlen zu erzeugen, die bewirken, dass eine Kraftmaschine 150 die gewünschte Leistung gemäß einem Zylinderabschaltungskonzept bereitstellt. Die Zylinderabschaltsteuerung empfängt auch Eingangssignale 119, die den Absolutdruck in verschiedenen Komponenten anzeigen, etwa in Ansaugkrümmer, Kraftstoffbehälter, Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter und/oder Kurbelgehäuse.
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In der Ausführungsform von wird das Eingangssignal 111 wie eine Anforderung einer gewünschten Kraftmaschinenleistung behandelt. Das Signal 111 kann von einem Gaspedal-Positionssensor (Accelerator Pedal Position Sensor, APP) 163 oder anderen geeigneten Quellen, etwa einem Geschwindigkeitsregler, einem Drehmomentregler etc., empfangen oder abgeleitet werden. In kann ein optionaler Vorprozessor 162 das Gaspedal-Positionssignal vor der Übermittlung an die Zylinderabschaltsteuerung 110 modifizieren. Es ist jedoch einzusehen, dass in anderen Implementierungen der Gaspedal-Positionssensor 163 direkt mit der Zylinderabschaltsteuerung 110 kommunizieren kann.
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Eingangssignale 119 werden von beliebigen geeigneten Quellen empfangen, deren Druckpegel oder andere Parameter eine Berechnung des Zündungsanteils beeinflussen würden. Beispielsweise können Signale 119 den Absolutladedruck (MAP), den Kurbelgehäusedruck, den Dampfdruck im Kraftstoffbehälter und/oder den Druck im Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter anzeigen. Signale 119 können einen maximal zulässigen MAP oder den barometrischen Druck anzeigen.
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Der Zündungsanteilrechner 112 empfängt Eingangssignale 111 und 119 und ist dafür ausgelegt, einen Zündungsanteil bei Zylinderabschaltung zu bestimmen, der geeignet wäre, um die gewünschte Leistung unter ausgewählten Betriebsbedingungen der Kraftmaschine zu liefern. Der Zündungsanteil zeigt den Prozentsatz an Zündungen unter den aktuellen (oder angewiesenen) Betriebsbedingungen an, der nötig ist, um die gewünschte Leistung zu liefern. Unter manchen Bedingungen kann der Zündungsanteil basierend auf dem Prozentsatz optimierter Zündungen bestimmt werden, die nötig sind, um das vom Fahrer angeforderte Kraftmaschinendrehmoment zu liefern (z.B. wenn die Zylinder an einem Betriebspunkt zünden, der im Wesentlichen für Kraftstoffwirtschaftlichkeit optimiert ist). Unter anderen Umständen, wie weiter unten beschrieben, berücksichtigt der Zündungsanteil andere Variablen, etwa den MAP und die Druckpegel wie von den Signalen 119 angezeigt.
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Der Betrieb mit Zylinderabschaltung funktioniert tendenziell gut unter im Wesentlichen optimalen (thermodynamischen oder anderen) Bedingungen. Beispielsweise können erhebliche Verbesserungen der Kraftstoffwirtschaftlichkeit erzielt werden, wenn die in die Arbeitskammern zugeführte Ladeluftmasse für jede der Zylinderzündungen auf die Ladeluftmasse eingestellt ist, die im Wesentlichen den höchsten thermodynamischen Wirkungsgrad im aktuellen Betriebszustand der Kraftmaschine (z.B. Kraftmaschinendrehzahl, Umgebungsbedingungen etc.) bereitstellt. Diese Arten von Bedingungen beinhalten allgemein einen hohen MAP (z.B. ungefähr 80 % des atmosphärischen Drucks in der Umgebung oder höher). Unter besonderen Umständen jedoch kann ein niedrigerer MAP wünschenswert sein, so dass ein Teilvakuum- oder Niederdruckvolumen im Ansaugkrümmer gebildet wird, das für Anwendungen wie Ablassen von Kraftstoffdampf, Kurbelgehäuseentlüftung und Nutzbremsunterstützung genutzt werden kann. Um den niedrigeren MAP auszugleichen und dieselbe Kraftmaschinenleistung zu erzielen, wird der Zündungsanteil erhöht. Diese Anpassung ist im Allgemeinen vorübergehender Art, und optimale Zündungsbedingungen können wiederhergestellt werden, sobald die Ziele der Anpassung erreicht sind.
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Eine Anwendung, die einen niedrigeren MAP erfordert, betrifft das Entfernen von Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampf-Kanister. In einer speziellen Ausführungsform liefert eines der Eingangssignale 119 Informationen zum Dampfdruck im Kraftstoffbehälter. Ein hoher Kraftstoffbehälterdruck (d.h. über einem bestimmten Schwellenwert) zeigt an, dass Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampf-Kanister in den Ansaugkrümmer und die Kraftmaschine geliefert werden muss. In dieser Situation bestimmt der Zündungsanteilrechner 112, dass ein niedrigerer MAP nötig ist, um Kraftstoffdampf in den Ansaugkrümmer zu überführen. Der Zündungsanteilrechner sendet daraufhin ein Signal 117 an das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116, das anzeigt, dass der MAP auf einen bestimmten Sollwert gesenkt werden sollte. Darüber hinaus wird, bezogen auf eine Situation, in der der MAP nicht angepasst wurde, ein entsprechender höherer Zündungsanteil berechnet, so dass die gewünschte Kraftmaschinenleistung auch weiter erzielt wird.
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Verschiedene andere Bedingungen können eine Senkung des MAP und eine entsprechende Erhöhung des Zündungsanteils veranlassen. Beispielsweise können die Eingangssignale 119 den barometrischen Druck oder den maximal zulässigen MAP anzeigen. In größeren Höhen über Normal-Null (NN) gibt es eine Grenze, wie hoch der MAP steigen darf, was bedeutet, dass ein höherer Zündungsanteil erforderlich sein kann, um dasselbe Drehmoment zu erzeugen. In manchen Konzepten zeigen die Eingangssignale 119 den Bremskraftverstärkerdruck und/oder den Kurbelgehäusedruck an. Falls der Bremskraftverstärkerdruck oder der Kurbelgehäusedruck über einen bestimmten Schwellenwert steigt, wird der Zündungsanteilrechner in ähnlicher Weise Maßnahmen treffen, um den Zündungsanteil zu erhöhen und den MAP zu senken. Diese Vorgänge werden weiter unten im Zusammenhang mit ausführlicher erörtert.
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Die nötigen Senkungen des MAP und entsprechenden Erhöhungen des Zündungsanteils unterliegen starken Schwankungen, je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Beispielsweise kann in einigen Implementierungen Kraftstoffdampf in geeigneter Weise abgeleitet werden, wenn der MAP ungefähr 0,15–0,35 atm gesenkt wird. Der angepasste MAP und Zündungsanteil können für bis zu 40–60 % der Zeit, für die die Kraftmaschine in einer Betriebsart Zylinderabschaltung betrieben wird, beibehalten werden. Manche Implementierungen beinhalten, den angepassten MAP und Zündungsanteil für bis zu maximal 60 % dieser Zeit beizubehalten. In anderen Konzepten kann die Dauer der Anpassung jedoch deutlich kürzer oder länger sein. Allgemein werden MAP und Zündungsanteile nach Bedarf angepasst, solange die von den Eingangssignalen 119 angezeigten Druckpegel eine Notwendigkeit eines erheblichen Unterdrucks im Ansaugkrümmer anzeigen. Wenn die Eingangssignale 119 anzeigen, dass die Druckpegel akzeptable Werte erreicht haben, kann die Anpassung des MAP und des Zündungsanteils beendet werden, und der normale Betrieb mit Zylinderabschaltung und normale MAP-Pegel können wieder verwendet werden.
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In der veranschaulichten Ausführungsform wird ein Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 bereitgestellt, das mit dem Zündungsanteilrechner 112 zusammenarbeitet. Das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 weist die ECU 140 an, ausgewählte Antriebsstrangparameter in geeigneter Weise einzustellen, um zu gewährleisten, dass die tatsächliche Kraftmaschinenleistung bei dem angeordneten Zündungsanteil im Wesentlichen gleich der angeforderten Kraftmaschinenleistung ist. Beispielsweise kann, falls das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 ein Eingangssignal 117 empfängt, das anzeigt, dass eine Senkung des MAP wünschenswert ist, das Modul 116 die ECU anweisen, die Senkung zu erzielen, indem die Drossel weiter geschlossen wird. Natürlich kann in einigen Ausführungsformen das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 dafür ausgelegt sein, verschiedene Kraftmaschineneinstellungen direkt zu steuern.
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Das Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120 ist dafür ausgelegt, eine Folge von Zündungsbefehlen (z.B. Ansteuerpulssignal 113) auszugeben, die bewirken, dass die Kraftmaschine den Prozentsatz an Zündungen liefert, der durch einen angeordneten Zündungsanteil 121 vorgegeben ist. Das Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120 kann in den unterschiedlichsten Formen realisiert sein. Beispielsweise verwendet das Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120 in manchen Ausführungsformen verschiedene Arten von Nachschlagetabellen, um die gewünschten Steueralgorithmen zu implementieren. In anderen Ausführungsformen werden ein Sigma-Delta-Wandler oder andere Mechanismen verwendet. Die Folge von Zündbefehlen (manchmal auch als Ansteuerpulssignal 113 bezeichnet), die von dem Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120 ausgegeben wird, kann an eine Kraftmaschinensteuerung (ECU) oder Verbrennungssteuerung 140 weitergeleitet werden, die die eigentlichen Zündungen veranlasst.
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In der in veranschaulichten Ausführungsform wird die Ausgabe des Zündungsanteilrechners 112 wahlweise durch eine Filtereinheit 114 geschickt, bevor sie an das Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120 übermittelt wird. Die Filtereinheit 114 ist dafür ausgelegt, die Auswirkungen von stufenweisen Änderungen in dem angeordneten Zündungsanteil so abzumildern, dass sich die Änderung des Zündungsanteils über einen längeren Zeitraum verteilt. Diese „Verteilung“ bzw. Verzögerung kann dazu beitragen, Übergänge zwischen verschiedenen angeordneten Zündungsanteilen zu glätten, und kann außerdem dafür genutzt werden, zu helfen mechanische Verzögerungen beim Ändern der Kraftmaschinenparameter auszugleichen.
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Der Zündungsanteilrechner
112, die Filtereinheit
114 und das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul
116 können in unterschiedlichsten Formen realisiert sein, und ihre Funktionalitäten können alternativ in eine ECU integriert sein oder von anderen, stärker integrierten Komponenten, Teilkomponentengruppen oder mithilfe einer breiten Vielfalt alternativer Ansätze bereitgestellt werden. Beispielsweise werden einige geeignete Zündungsanteilrechner, Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodule, Filtereinheiten und Antriebsstrangparameter-Einstellmodule in den ebenfalls erteilten
US-amerikanischen Patenten Nr. 7,954,474 ;
7,886,715 ;
7,849,835 ;
7,577,511 ;
8,099,224 ;
8,131,445 und
8,131,447 ; den US-Patentanmeldungen Nr. 13/004,839 und 13/004,844 sowie den vorläufigen US-Patentanmeldungen Nr. 61/080,192; 61/682,065; 61/104,222 und 61/640,646 beschrieben, deren gesamter Inhalt durch diesen Verweis als für alle Zwecke in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen gilt. In verschiedenen alternativen Implementierungen können diese Funktionsblöcke algorithmisch mithilfe eines Mikroprozessors, einer ECU oder einer anderen Rechenvorrichtung, unter Verwendung analoger oder digitaler Komponenten, mittels programmierbarer Logik oder durch Kombinationen der vorstehenden und/oder in beliebiger anderer geeigneter Art und Weise realisiert werden.
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Als Nächstes wird nun bezugnehmend auf eine Zylinderabschaltsteuerung 300 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Steuerung 300 einer Kraftmaschine mit Zylinderabschaltung umfasst eine Ablasssteuerung 302, eine Bremskraftverstärker-Unterdrucksteuerung 304, einen Drehmomentrechner 306, einen MAP- und Zündungsanteil-(Firing Fraction, FF)Einstellrechner 312, ein Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 316 und einen Sigma-Delta-Wandler 320. Die Ablasssteuerung 302 bestimmt, ob Maßnahmen getroffen werden müssen, um Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampf-Kanister abzulassen. Die Ablasssteuerung 302 empfängt eine Mehrzahl von Eingangssignalen 352, die den Zustand eines Kraftstoffdampf-Kanisters 155 und eines Kraftstoffbehälters 151 ( ) anzeigen. Diese Eingangssignale können einen Messwert des Dampfdrucks im Kraftstoffbehälter beinhalten. Sie können außerdem Messwerte von Sauerstoffsensoren im Abgas beinhalten. Die Sauerstoffsensoren können dazu genutzt werden, das Vorhandensein von auf das Ablassen zurückgehenden, fetten Gemischen im Abgaskrümmer zu erkennen, falls das Kraftstoffdampf-Kanisterventil 156 ( ) offen ist. Kraftstoffdampf aus einem offenen Kraftstoffdampf-Kanisterventil 156 ( ) kann durch den Ansaugkrümmer in die Kraftmaschine eintreten, in einem normalen Zündungsprozess wenigstens teilweise verbrannt werden und in den Abgaskrümmer austreten, wo das Luft-/Kraftstoffverhältnis des verbrannten Gemischs mit einem Sauerstoffsensor gemessen werden kann. Die Sauerstoffsensoren können verwendet werden, um eine Rückmeldung an das Verdampfungssystem bereitzustellen, indem die Menge überschüssigen Kraftstoffs (der teilweise aus dem abgelassenen Kraftstoffdampf stammen kann) im Abgaskrümmer bestimmt wird. Daraufhin kann eine Entscheidung getroffen werden, ob das Kraftstoffdampf-Kanisterventil 156 ( ) offen bleiben soll oder ob die Steuerung das Schließen des Ventils veranlasst, um das Gesamt-Luft-/Kraftstoffverhältnis in die gewünschten Grenzen zu bringen.
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Die Sauerstoffsensoren können dazu genutzt werden, das Vorhandensein von Kraftstoffdampf im Abgaskrümmer zu erkennen, falls das Kraftstoffdampf-Kanisterventil 156 ( ) offen ist. Die Eingangssignale können außerdem verschiedene Zeit- und Temperatursignale umfassen, die das Ablassen des Kraftstoffdampf-Kanisters nach einer bestimmten Betriebsdauer der Kraftmaschine oder bei Erreichen der Betriebstemperatur veranlassen. Falls eines dieser Eingangssignale einen bestimmten Wert überschreitet, wird ein Ablassanordnungssignal 326 gesendet. Das Ablassanordnungssignal 326 zeigt an, dass Anpassungen des MAP und des Zündungsanteils wünschenswert sind, zu helfen um eingeschlossenen Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampf-Kanister 155 ( ) zu entfernen. Ein oder mehrere Wert(e) kann/können ebenfalls gesendet werden, um zu helfen den geeigneten Grad der Anpassung zu bestimmen.
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Die Bremskraftverstärker-Unterdrucksteuerung 304 verhält sich ähnlich. Das heißt, die Bremskraftverstärker-Unterdrucksteuerung 304 ist dafür ausgelegt zu bestimmen, ob Maßnahmen getroffen werden müssen, um den Druck im Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter 157 ( ) zu senken. Die Bremskraftverstärker-Unterdrucksteuerung 304 empfängt ein Eingangssignal, das den Druck im Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter anzeigt. Falls dieser Druck über einen bestimmten Wert ansteigt, wird ein Bremsunterdruck-Anordnungssignal 327 an den MAP- und den Zündungsanteil-Einstellrechner 312 gesendet. Dieses Signal zeigt an, dass entsprechende Anpassungen des MAP und des Zündungsanteils wünschenswert sind. Die Bremskraftverstärker-Unterdrucksteuerung kann auch einen oder mehrere Wert(e) an den Rechner 312 senden, um zu helfen den Betrag der Anpassung zu bestimmen.
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Der Drehmomentrechner 306 bestimmt das angeforderte Drehmoment- oder Kraftmaschinenleistungssignal 311. In der veranschaulichten Ausführungsform empfängt der Rechner ein Eingangssignal, das von einem Gaspedal-Positionssensor (APP) 163, Kraftmaschinendrehzahl-(UpM)Sensor 164, Fahrzeuggeschwindigkeitssensor oder einer anderen geeigneten Quelle 165 (z.B. einer ECU) empfangen oder abgeleitet werden kann. Die angeforderte Kraftmaschinenleistung kann auch auf Faktoren zusätzlich zur oder anstelle der Gaspedalposition basieren. Beispielsweise kann es in einigen Ausführungsformen wünschenswert sein, die Energie zu berücksichtigen, die zum Antreiben von Nebenaggregaten der Kraftmaschine benötigt wird, etwa Klimaanlage, Wechselstromgeneratoren/Generator, Servopumpe, Wasserpumpen, Vakuumpumpen und/oder eine beliebige Kombination davon und anderer Komponenten. Eine geeignete Feststellung dieser Nebenaggregatverluste kann mithilfe des Drehmomentrechners 306, der ECU oder anderer geeigneter Komponenten erfolgen. In diesem Beispiel bestimmt der Drehmomentrechner 306 das angeforderte Kraftmaschinendrehmoment basierend auf den empfangenen Eingängen und sendet es an einen Referenz-Zündungsanteilrechner 310 und den MAP- und Zündungsanteil-Einstellrechner 312. Der Referenz-Zündungsanteilrechner 310 bestimmt den Zündungsanteil in Abwesenheit jeglicher Anforderungen zum Senken des MAP. Er erzeugt ein Referenz-Zündungsanteilsignal 319, das dem MAP- und Zündungsanteil-Einstellrechner 312 zugeführt wird. Obwohl der Bezugs-Zündungsanteilrechner 310 und der MAP- und Zündungsanteil-Einstellrechner 312 in als eigenständige Module dargestellt sind, können sie in alternativen Ausführungsformen auch kombiniert oder in anderer Weise angeordnet sein.
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Der MAP- und Zündungsanteil-Einstellrechner 312 kann auch ein Eingangssignal empfangen, das den MAP anzeigt. Der Rechner kann andere Eingangssignale von einer beliebigen anderen Quelle empfangen, die die Anpassung des MAP und des Zündungsanteils beeinflussen. In der veranschaulichten Ausführungsform beispielsweise überwacht der Rechner 312 auch den Kurbelgehäusedruck, um bestimmen zu helfen, ob eine Entlüftung des Kurbelgehäuses und eine entsprechende Senkung des MAP nötig sind. Außerdem sind Signale dargestellt, die den MAP-Sollwert und den barometrischen Druck anzeigen.
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Der MAP- und Zündungsanteil-Einstellrechner 312 bestimmt, ob Anpassungen des MAP und des Zündungsanteils angesichts der obigen Eingangssignale und Bedingungen angemessen sind. Der Rechner 312 bestimmt außerdem den Betrag der MAP-Senkung und die entsprechende Erhöhung des Zündungsanteils. Der MAP- und Zündungsanteil-Einstellrechner 312 kann in den Zündungsanteilrechner 112 von integriert oder mit diesem identisch sein.
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In der veranschaulichten Ausführungsform gibt es drei Ereignisse, die Anpassungen des MAP und der Zündungsanteile auslösen können, in anderen Implementierungen können jedoch auch weniger oder mehr solcher Auslöseereignisse vorgesehen sein. Beispielsweise wird, falls der Dampfdruck im Kraftstoffbehälter hoch ist (d.h. den vorab festgelegten Schwellenwert übersteigt) oder der Kraftstoffdampf-Kanister 155 abgelassen werden muss, die Ablasssteuerung 302 ein Signal an den Rechner 312 senden, das anzeigt, dass eine entsprechende Anpassung von MAP und Zündungsanteil wünschenswert ist. Außerdem kann ein Anstieg des Bremskraftverstärkerdrucks anzeigen, dass der Unterdruck im Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter unangemessen ist und dass ein niedrigerer MAP erforderlich ist. Falls der Bremskraftverstärkerdruck über einen bestimmten, vorab festgelegten Wert ansteigt, wird die Bremskraftverstärker-Unterdrucksteuerung 304 ein Signal an den Rechner 312 senden und geeignete Anpassungen des MAP/Zündungsanteils anfordern. Ein hoher Druckpegel im Kurbelgehäuse kann anzeigen, dass sich im Kurbelgehäuse aufgrund von Leckagen aus den Arbeitskammern eine unerwünschte Menge Dampf angesammelt hat.
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Entsprechend wird, falls der Kurbelgehäusedruck einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, der Rechner 312 bestimmen, wie groß die Senkung bzw. Erhöhung des MAP und des Zündungsanteils ausfallen sollte.
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Der Prozess des Anpassens des MAP und des Zündungsanteils kann sehr unterschiedlich sein, je nach den Erfordernissen einer bestimmten Anwendung. In der veranschaulichten Ausführungsform beispielsweise sind die Ablasssteuerung 302 und die Bremskraftverstärker-Unterdrucksteuerung 304 von dem Rechner 312 verschieden und bestimmen unabhängig, ob Anpassungen des MAP/Zündungsanteils wünschenswert sind. Diese Entscheidungen und die entsprechenden Werte oder Druckpegel werden dann an den Rechner 312 gesendet. In anderen Ausführungsformen können der Dampfdruck im Kraftstoffbehälter und der Bremskraftverstärkerdruck direkt an den Rechner 312 übermittelt werden. Manche Implementierungen beinhalten eine Vorabberechnung eines Bezugs-Zündungsanteils 319, d.h. des Zündungsanteils, der zum Erzielen des angeforderten Drehmoments unter im Wesentlichen optimalen Bedingungen geeignet wäre, ohne Berücksichtigung von Anpassungen auf Grundlage der Druckpegel im Kurbelgehäuse, Kraftstoffbehälter oder Bremskraftverstärker-Unterdruckbehälter. Der Rechner bestimmt dann einen neuen, höheren Zündungsanteil basierend auf den obigen Erwägungen. In anderen Konzepten wird der angepasste Zündungsanteil bestimmt, ohne den Bezugs-Zündungsanteil zu berechnen, z.B. unter Berücksichtigung des tatsächlichen (nicht des nominalen) MAP. In verschiedenen Ausführungsformen werden die obigen Zündungsanteilberechnungen für verschiedene MAP-Sollwerte (z.B. für verschiedene Höhen über NN) mithilfe verschiedener Nachschlagtabellen durchgeführt.
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Danach sendet der Rechner 312 eine Anforderung an das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 316, welches identisch sein kann mit dem Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 von . In Reaktion auf die Anforderung weist das Modul 316 die ECU an, eine oder mehrere Kraftmaschineneinstellungen so zu ändern, dass die gewünschte Senkung des MAP erzielt wird. Beispielsweise kann das Modul 316 die Drossel weiter schließen, um den Unterdruck im Ansaugkrümmer zu erhöhen. Das Modul 316 kann dafür ausgelegt sein, eine Vielzahl verschiedener anderer Kraftmaschineneinstellungen (z.B. Ventileinstellung, Zündzeitpunkt, Kraftstoffzufuhr etc.) anzupassen, um den gewünschten MAP-Pegel zu erzielen.
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Der MAP- und Zündungsanteilrechner 312 sendet außerdem den angepassten Zündungsanteil 328 an den Sigma-Delta-Wandler 320, der mit dem Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120 von identisch sein kann. Der Sigma-Delta-Wandler 320 bestimmt eine Folge von Zündbefehlen, die bewirkt, dass die Kraftmaschine den Prozentsatz an Zündungen liefert, der durch den angepassten Zündungsanteil 328 vorgegeben ist. Ein Vorteil der Verwendung eines Sigma-Delta-Wandlers liegt darin, dass er einen Eingang in einen digitalen Ausgang umsetzt, der im Durchschnitt dem Eingang entspricht. Dementsprechend kann der angepasste Zündungsanteil in ein Ansteuerpulssignal 313 umgewandelt werden, das anschließend an die ECU ausgegeben wird und genutzt wird, um die Arbeitskammern der Kraftmaschine zu betreiben.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf ein Graph beschrieben, der den zeitlichen Ablauf einer repräsentativen Ablassanforderung veranschaulicht. In der veranschaulichten Ausführungsform stellt die Kurve 410 das angeforderte Drehmoment dar, ein Ablassanordnungssignal 326 zeigt bei einem Zeitpunkt X an, dass der Kraftstoffbehälter-Drucksensorwert einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat und dass ein Ablassen des Kraftstoffdampf-Kanisters erforderlich ist. Entsprechend wird, wie in Kurve 404 zu sehen, der MAP gesenkt verglichen mit dem Wert, den er gehabt hätte, wenn die Ablassanforderung nicht berücksichtigt worden wäre, wie durch die Differenz zwischen der gepunkteten und der durchgezogenen Kurve angezeigt. Der Zündungsanteil wird erhöht, um den Drehmomentverlust auszugleichen, der sich aus der Senkung des MAP ergibt (Kurve 406). Aufgrund der Anpassung des Zündungsanteils entspricht das tatsächliche Drehmoment (Kurve 408) im Allgemeinen dem angeforderten Drehmoment (Kurve 410), trotz des MAP-Abfalls. Es ist einzusehen, dass der Graph der allgemeinen Darstellung dienen soll und lediglich eine beispielhafte Implementierung veranschaulicht. Andere Ansätze können verschiedene Auslöseereignisse und/oder Zeitmuster beinhalten.
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Als Nächstes wird nun bezugnehmend auf eine Kraftmaschinensteuerung 500 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die veranschaulichte Kraftmaschinensteuerung kann eine Steuerung einer Kraftmaschine mit Zylinderabschaltung (z.B. ähnlich der Steuerung 100 einer Kraftmaschine mit Zylinderabschaltung von ) sein oder eine Kraftmaschinenbremssteuerung, für die Beispiele in den vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldungen Nr. 61/677,888 (nachstehend „Patentanmeldung ‘888“ genannt) und 61/683,553 (nachstehend „Patentanmeldung ‘553“ genannt) beschrieben sind, deren gesamter Inhalt als für alle Zwecke in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen gilt. Die Kraftmaschinensteuerung 500 ist dafür ausgelegt, den Übergang zwischen einem schnellen Verlangsamen/Anhalten und einer Wiederaufnahme der Beschleunigung zu glätten.
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Beim Ausrollen und Verlangsamen wechseln manche Fahrzeuge in eine Betriebsart, die als Schubabschaltung (Deceleration Fuel Cut Off, DFCO) bezeichnet wird. In dieser Betriebsart wird kein Kraftstoff in die Arbeitskammern zugeführt. In einer Kraftmaschine ohne die Möglichkeit der Ventildeaktivierung wird Luft durch die Arbeitskammern gepumpt. In Kraftmaschinen, bei denen wenigstens einige der Ventile deaktiviert werden können, etwa die hier beschriebenen, können die Ventile an einer beliebigen gegebenen Arbeitskammer während des DFCO-Betriebs deaktiviert werden oder in Betrieb bleiben. Im ersten Fall werden weder Luft noch Kraftstoff in die Arbeitskammern zugeführt, wohingegen im zweiten Fall immer noch ein gewisser Anteil Luft in die Arbeitskammern gelangt. Wenn alle Arbeitskammern für eine Zeitdauer deaktiviert werden, wird keine Luft aus dem Ansaugkrümmer in die Arbeitskammern zugeführt, und es strömt weiterhin Luft durch das Drosselventil in den Ansaugkrümmer, selbst wenn das Drosselventil weitestgehend geschlossen ist. Dies bewirkt, dass der MAP tendenziell dem atmosphärischen Druck angeglichen wird. Wenn ein Fahrer dann wieder das Gaspedal niederdrückt, kann der Übergang zwischen Verlangsamen/Anhalten und Beschleunigen recht abrupt sein, da aufgrund des hohen MAP große Mengen Luft in die gezündeten Arbeitskammern zugeführt werden müssen. Dieser abrupte Übergang kann in Steuerungssystemen von Kraftmaschinen mit Zylinderabschaltung deutlicher hervortreten.
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Die Kraftmaschinensteuerung 500 ist dafür ausgelegt, das obige Problem zu lösen. Allgemein geschieht dies, indem ausgewählte Arbeitskammern während ausgewählter Arbeitszyklen gezündet oder mit Luft versorgt (in Patentanmeldung ’888 als „Bremsbetriebsart“ bezeichnet) werden. Hierdurch wird Luft aus dem Ansaugkrümmer abgezogen und der MAP gesenkt. Die Kraftmaschinensteuerung 500 umfasst einen Zündungsanteilrechner 512, ein Zylinderzuschaltglied 504, einen Multiplexer 506 und ein Zündungsanteil-Zeitbestimmungsmodul 520. (Es ist einzusehen, dass diese Beschreibung zwar das Zünden von Zylindern betrifft, die vorliegende Erfindung jedoch auch Ansätze in Betracht zieht, bei denen dieselben Zylinder nicht gezündet, sondern stattdessen in eine Bremsbetriebsart geschaltet werden, wie in den Patentanmeldungen ‘888 und ‘553 erörtert).
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Der Zündungsanteilrechner 512 kann dieselben Funktionen umfassen wie der Zündungsanteilrechner 112 von . Er ist dafür ausgelegt, einen Zylinderabschaltungsanteil zu bestimmen, der geeignet ist, das gewünschte Drehmoment bzw. die gewünschte Kraftmaschinenleistung zu erzeugen. Der Zündungsanteil wird an den Multiplexer 506 und das Zylinderzuschaltglied 504 bereitgestellt.
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Das Zylinderzuschaltglied 504 bestimmt, wie viele zusätzliche Arbeitskammern gezündet werden sollten (d.h. wie der Zündungsanteil angepasst werden sollte), um zu helfen den MAP auf einen angemessenen Pegel zu senken. In der veranschaulichten Ausführungsform empfängt das Zylinderzuschaltglied 504 als Eingang die Kraftmaschinendrehzahl (UpM) und die Verlangsamungsrate (UpM-Ableitwert), und kann auch die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Kühlmitteltemperatur, das Übersetzungsverhältnis, einen MAP-Sollwert, den barometrischen Druck oder andere Eingänge verwenden. veranschaulicht ein Beispiel dafür, wie die Anzahl der zugeschalteten Arbeitskammern basierend auf der Kraftmaschinendrehzahl und der Verlangsamungsrate bestimmt werden könnte. Wie in dargestellt, erhöht sich die Anzahl der zu zündenden Arbeitskammern in dem Maße, wie die Verlangsamungsrate steigt und die Kraftmaschinendrehzahl sinkt. Im Fall eines abrupten „Panik“-Halts müssen gegebenenfalls mehr Arbeitskammern aktiviert oder gezündet werden, um das Absenken des MAP zu beschleunigen. Das Zylinderzuschaltglied 504 gibt einen angepassten Zündungsanteil an den Multiplexer 506 aus. basiert auf einer Achtzylinder-Viertaktkraftmaschine. Für verschiedene Kraftmaschinentypen können die in dargestellten Werte in der für den betreffenden Kraftmaschinentyp geeigneten Weise angepasst werden.
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Der Multiplexer 506 empfängt Eingänge, die sowohl den angepassten Zündungsanteil (vom Zylinderzuschaltglied 504) als auch den nicht angepassten Zündungsanteil (vom Zündungsanteilrechner 512) anzeigen. Unter verschiedenen Bedingungen, z.B. basierend auf der Bremspedalposition, kann es wünschenswert sein, einen Zündungsanteil vor einem anderen zu wählen. Der gewählte Zündungsanteil wird dann an das Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 520 gesendet. Das Modul 520, das ähnlich dem Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120 von oder mit diesem identisch sein kann, ist dafür ausgelegt, den Prozentsatz von Zündungen zu übermitteln, der durch den empfangenen Zündungsanteil vorgegeben ist. In manchen Ausführungsformen umfasst das Modul 520 einen Sigma-Delta-Wandler.
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Wenn der Zündungsanteil erhöht wird, um den MAP zu senken, kann sich auch das von den Arbeitskammern erzeugte Drehmoment erhöhen. Während der Verlangsamung ist eine Erhöhung des Drehmoments unerwünscht. In verschiedenen Ausführungsformen können der Zündzeitpunkt und/oder die Nockenwellenverstellung angepasst werden, um die Drehmomentabgabe zu verringern und das durch die Erhöhung des Zündungsanteils erzeugte Drehmoment aufzuheben.
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Alle beschriebenen Komponenten können dafür ausgelegt sein, ihre Bestimmungen/Berechnungen sehr schnell zu aktualisieren. In einigen bevorzugten Ausführungsformen werden diese Bestimmungen/Berechnungen mit jedem Arbeitszyklus aktualisiert, obgleich dies nicht zwingend erforderlich ist. Ein Vorteil des arbeitszyklusbasierten Betriebs der verschiedenen Komponenten ist, dass so die Steuerung sehr schnell auf geänderte Eingänge und/oder Bedingungen reagieren kann. Obwohl der arbeitszyklusbasierte Betrieb sehr effektiv ist, ist einzusehen, dass die verschiedenen Komponenten (und insbesondere die Komponenten vor dem Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120) langsamer aktualisiert werden können und dennoch eine gute Steuerung ermöglichen (wie beispielsweise bei Aktualisierung mit jeder Umdrehung der Kurbelwelle etc.).
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In vielen bevorzugten Implementierungen trifft das Zündzeitpunkt-Bestimmungsmodul 120 (oder eine gleichwertige Funktionalität) eine einzelne Zündungsentscheidung auf Arbeitszyklusbasis. Diese bedeutet nicht, dass die Entscheidung notwendigerweise zu demselben Zeitpunkt getroffen wird wie die eigentliche Zündung. Somit werden die Zündungsentscheidungen typischerweise zeitgleich, jedoch nicht notwendigerweise synchron mit den Zündungsereignissen getroffen. Das bedeutet, dass eine Zündungsentscheidung unmittelbar vor oder im Wesentlichen zusammenfallend mit dem Arbeitszyklus mit Zündgelegenheit getroffen werden kann oder dass sie einen oder mehrere Arbeitszyklen vor dem eigentlichen Arbeitszyklus getroffen werden kann. Ferner kann es, auch wenn in vielen Implementierungen die Zündungsentscheidung für jede Arbeitskammer-Zündgelegenheit einzeln getroffen wird, in anderen Implementierungen wünschenswert sein, mehrere (z.B. zwei oder mehr) Entscheidungen gleichzeitig zu treffen.
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Manche Kraftmaschinen können mit verschiedenen Subsystemen ausgerüstet sein, die den Betrag der Kraftmaschinenzündung beeinflussen. Beispielsweise kann die Kraftmaschine über einen Turbolader mit variablen Luftwegen, Ansaugrohre variabler Länge oder variable Abgaswege verfügen. Alle diese Subsysteme können als verschiedene Elemente in die vorliegende Erfindung integriert werden.
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Die Erfindung wurde vorwiegend im Zusammenhang des Steuerns der Zündung in Viertakt-Kolbenmaschinen beschrieben, wie sie für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet sind. Es ist jedoch einzusehen, dass die beschriebenen Lösungsansätze für eine Zylinderabschaltung sehr gut für den Einsatz in einer breiten Palette verschiedener Brennkraftmaschinen geeignet sind. Hierzu zählen Kraftmaschinen praktisch jedes Fahrzeugtyps-PKW, LKW, Boote, Luftfahrzeuge, Krafträder, Roller etc. sowie praktisch jede andere Anwendung, die das Zünden von Arbeitskammern beinhaltet und eine Brennkraftmaschine verwendet. Die verschiedenen beschriebenen Lösungsansätze funktionieren mit Kraftmaschinen, die in einer Vielzahl unterschiedlicher thermodynamischer Zyklen betrieben werden – hierzu zählen praktisch alle Arten von Zweitakt-Kolbenmaschinen, Dieselkraftmaschinen, Ottokraftmaschinen, Dualkraftmaschinen, Miller-Kraftmaschinen, Atkins-Kraftmaschinen, Wankel-Kraftmaschinen und andere Arten von Kreiskolbenmotoren, Mischmotoren (etwa duale Otto- und Dieselkraftmaschinen), Hybrid-Kraftmaschinen, Sternmotoren etc. Es besteht außerdem die Überzeugung, dass die beschriebenen Lösungsansätze bei neu entwickelten Brennkraftmaschinen gute Ergebnisse erzielen werden, unabhängig davon, ob sie mit derzeit bekannten oder künftig zu entwickelnden thermodynamischen Zyklen betrieben werden.
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Die beschriebene Steuerung einer Kraftmaschine mit Zylinderabschaltung kann in einer Kraftmaschinensteuerung implementiert werden. In einigen Anwendungen wird es wünschenswert sein, eine Zylinderabschaltsteuerung als zusätzliche Betriebsart zu einer konventionelleren Betriebsart bereitzustellen. So kann die Kraftmaschine nach Wunsch in einer konventionellen Betriebsart betrieben werden.
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Die meisten vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einer Zylinderabschaltsteuerung verwenden Sigma-Delta-Umwandlung. Auch wenn die Überzeugung besteht, dass Sigma-Delta-Wandler für den Einsatz in dieser Anwendung sehr gut geeignet sind, ist einzusehen, dass die Wandler eine breite Vielfalt unterschiedlicher Modulationsschemata verwenden können. Beispielsweise können Pulsbreitenmodulation, Pulshöhenmodulation, CDMA-orientierte Modulation oder andere Modulationsschemata verwendet werden, um das Ansteuerpulssignal zu liefern. Einige der beschriebenen Ausführungsformen verwenden Wandler erster Ordnung. In anderen Ausführungsformen können jedoch auch Wandler höherer Ordnung eingesetzt werden.
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Auch wenn nur einige Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, ist einzusehen, dass die Erfindung in zahlreichen anderen Formen realisiert werden kann, ohne vom Wesen und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist, auch wenn und Flussdiagramme darstellen, die zeigen, wie die Anpassungen des MAP/Zündungsanteils stattfinden können, einzusehen, dass die Anpassungen mithilfe eines beliebigen geeigneten Prozesses erzielt werden können, einschließlich solcher mit anderen Modulen, Schritten und Arbeitsabfolgen. Demzufolge sind die vorliegenden Ausführungsformen als veranschaulichend, nicht jedoch einschränkend aufzufassen, und die Erfindung ist nicht auf die hier angeführten Einzelheiten beschränkt.
