DE112022000592T5

DE112022000592T5 - Diagnose und management von auslassventilfehlern

Info

Publication number: DE112022000592T5
Application number: DE112022000592.0T
Authority: DE
Inventors: Robert C. Wang; Louis J. Serrano; Shikui Kevin Chen
Original assignee: Tula Technology Inc
Current assignee: Tula Technology Inc
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2022-01-05
Publication date: 2023-11-02
Also published as: US20220220919A1; US20230220810A1; US11624335B2; WO2022150404A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Motors bereitgestellt. Für ein erstes Auslassventil, das einem ersten Zylinder zugeordnet ist, wird während eines ersten Arbeitszyklus ein Auslassventil-Betätigungsfehler erfasst. Als Reaktion auf das Erfassen des Auslassventil-Betätigungsfehlers wird die Kraftstoffzufuhr zu mindestens dem ersten Zylinder abgeschaltet. In zweiten Arbeitszyklen, die auf den ersten Arbeitszyklus folgen, wird die Betätigung des ersten Auslassventils versucht, wobei die zweiten Arbeitszyklen nicht mit Kraftstoff versorgt werden. Es wird bestimmt, ob das erste Auslassventil während der zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde oder nicht. Der Betrieb des ersten Zylinders wird wieder aufgenommen, wenn bestimmt wird, dass das erste Auslassventil ordnungsgemäß betätigt wurde. Der Betrieb des ersten Zylinders wird nicht wieder aufgenommen, wenn bestimmt wird, dass das erste Auslassventil nicht ordnungsgemäß betätigt wurde.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität der am 11. Januar 2021 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 63/136,090 , die durch diese Bezugnahme für alle Zwecke Teil dieser Anmeldung ist.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein die Identifizierung und das Management von Auslassventil-Aktivierungsfehlern.
KURZDARSTELLUNG
Um das Vorstehende zu erreichen und gemäß dem Zweck der vorliegenden Offenbarung werden eine Vielzahl von Motorsteuerungen und Motorsteuerungsverfahren beschrieben. Gemäß einem Aspekt wird als Reaktion auf das Erfassen eines Auslassventil-Betätigungsfehlers, der einem ersten Zylinder zugeordnet ist, die Kraftstoffzufuhr zu mindestens dem ersten Zylinder abgeschaltet. Die Betätigung des fehlerhaften Auslassventils wird in einem Satz von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen, der auf den fehlerhaften (ersten) Arbeitszyklus in dem fehlerhaften Zylinder folgt, versucht, wobei der eine oder die mehreren zweiten Arbeitszyklen nicht mit Kraftstoff versorgt werden. Für jeden der einen oder mehreren zweiten Arbeitszyklen, wird bestimmt, ob das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde. Der Betrieb des ersten Zylinders wird wieder aufgenommen, wenn bestimmt wird, dass das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde. Der Betrieb des ersten Zylinders wird nicht wieder aufgenommen, wenn bestimmt wird, dass das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen nicht ordnungsgemäß betätigt wurde. Wenn das Auslassventil als Teil einer Gruppe von Auslassventilen gesteuert wird, kann die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern, die allen Auslassventilen der Gruppe von Auslassventilen zugeordnet sind, abgeschaltet werden. Die Gruppe von Auslassventilen kann alle Auslassventile des Motors umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird als Reaktion auf das Erfassen eines Auslassventil-Betätigungsfehlers, die Kraftstoffzufuhr zu einem zugehörigen ersten Zylinder abgeschaltet. Die Betätigung des fehlerhaften Auslassventils wird in einem Satz von einem oder mehreren Motorzyklen, der auf den fehlerhaften (ersten) Arbeitszyklus in dem fehlerhaften Zylinder folgt, versucht, wobei der fehlerhafte Zylinder während des einen oder der mehreren Motorzyklen nicht mit Kraftstoff versorgt wird. Ein Elektromotor wird verwendet, um mindestens eines von einem Soll-Antriebsdrehmoment und einer Soll-Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle während des einen oder der mehreren Motorzyklen aufrechtzuerhalten. Ob die Wiederaufnahme des Betriebs des ersten Zylinders erwünscht ist oder nicht, hängt zumindest teilweise davon ab, ob zumindest einige der Versuche, das erste Auslassventil in dem Satz von einem oder mehreren Motorzyklen zu betätigen, erfolgreich sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuerung zum Steuern eines Motors bereitgestellt, wobei als Reaktion auf das Erfassen eines Auslassventil-Betätigungsfehlers eine Kraftstoffzufuhr zu mindestens einem ersten Zylinder, der dem fehlerhaften Auslassventil zugeordnet ist, abgeschaltet wird. Ein Versuch, das fehlerhafte Auslassventil zu betätigen, wird in einem Satz von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen, der auf den ersten Arbeitszyklus folgt, unternommen. Wenn das fehlerhafte Ventil ordnungsgemäß arbeitet, wird der Betrieb des ersten Zylinders wieder aufgenommen. Wenn das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen nicht ordnungsgemäß betätigt wurde, wird der Betrieb des ersten Zylinders nicht wieder aufgenommen.
Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend in der detaillierten Beschreibung und in Verbindung mit den folgenden Figuren ausführlicher beschrieben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird beispielhaft und nicht einschränkend veranschaulicht in den Figuren der beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen und in denen:

die 1 ein Übersichtsablaufdiagramm einer Ausführungsform zeigt;
die 2 eine schematische Darstellung eines Motorsystems, das in einer Ausführungsform verwendet werden kann, zeigt;
die 3 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils des Verbrennungsmotors zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es gibt eine Reihe von Technologien zum Steuern von Verbrennungsmotoren, bei denen ein Abschalten und ein anschließendes Reaktivieren der Einlass- und/oder Auslassventile eines Motors in Betracht gezogen wird. Die Anmelderin hat beispielsweise ausführlich die dynamische Skip Fire-Motorsteuerung beschrieben, bei der Zylinder selektiv ausgelassen oder gezündet werden. Die Einlass- und/oder Auslassventile werden üblicherweise während ausgelassener Arbeitszyklen deaktiviert, sodass keine Luft durch den zugehörigen Zylinder gepumpt wird. Es gibt eine Reihe unterschiedlicher Technologien zur Deaktivierung von Ventilen. Einige ziehen das individuelle Deaktivieren/Reaktivieren von Einlass- und Auslassventilen in Betracht, während andere das Deaktivieren/Reaktivieren von Ventilen in Gruppen in Betracht ziehen - beispielsweise das Deaktivieren/Reaktivieren des/der Einlass- und Auslassventile(s), die als Gruppe einem einzelnen Zylinder zugeordnet sind, oder das Deaktivieren/Reaktivieren eines Satzes von Auslassventilen oder eines Satzes von Einlassventilen als einer Gruppe. Eine Gruppe von Einlassventilen kann alle Einlassventile des Motors umfassen. Eine Gruppe von Auslassventilen kann alle Auslassventile des Motors umfassen. Die unterschiedlichen Technologien zur Ventilbetätigung führen zu einer Vielzahl unterschiedlicher potentieller Ausfallmodi, in denen eines oder mehrere der Ventile nicht reaktiviert werden können, wenn dies gewünscht wird.
Die Anmelderin hat eine Reihe von Techniken zum Erfassen von Ventilbetätigungsfehlern beschrieben. Beispielsweise beschreiben die US-Patente Nr. 9,562,470 ; 9,650,923 , 9,890,732 und 11,143,575 (von denen jedes hier durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist) eine Reihe von Techniken zum Erfassen von Auslassventil-Betätigungsfehlern. Ein geeignetes Verfahren zum Erfassen von Auslassventil-Betätigungsfehlern basiert beispielsweise auf der Überwachung der Kurbelwellenwinkelbeschleunigung. Während des Auslasshubs eines gezündeten Arbeitszyklus mit ordnungsgemäß arbeitenden Ventilen ist zu erwarten, dass ein geringes negatives Drehmoment von dem Kolben, der dem auspuffenden Zylinder zugeordnet ist, auf die Kurbelwelle ausgeübt wird. Wenn dagegen das Auslassventil während eines Auslasshubs, nachdem ein Zylinder gezündet wurde, nicht betätigt wird, werden die heißen Verbrennungsgase während des Auslasshubs komprimiert, was zu einem viel stärkeren negativen Drehmoment an der Kurbelwelle führt, wobei eine messbare Differenz zu der erwarteten Kurbelwellenbeschleunigung während des Auslasshubs vorliegt. Die Erfassung einer solchen Differenz zwischen der tatsächlichen Kurbelwellenbeschleunigung und der erwarteten Kurbelwellenbeschleunigung kann verwendet werden, um Auslassventil-Betätigungsfehler zu identifizieren.
Eine Vielzahl weiterer Technologien kann dazu eingesetzt werden, das Erfassen von Ventilbetätigungsfehlern zu unterstützen. Wenn sich beispielsweise ein Einlassventil öffnet, nachdem das Öffnen des Auslassventils fehlgeschlagen ist, werden unter hohem Druck stehende komprimierte Gase im Inneren des Zylinders in den Ansaugkrümmer strömen. Dies erzeugt im Inneren des Ansaugkrümmers einen Hochdruckimpuls mit einer charakteristischen Signatur, der ebenfalls ohne Weiteres erfasst werden kann, wodurch sowohl identifiziert werden kann, dass das Öffnen des Auslassventils fehlgeschlagen ist, als auch, dass das Einlassventil geöffnet wurde. Wenn umgekehrt nach dem Erfassen eines Ausfalls der Auslassventilbetätigung nach dem Zünden eines Zylinders kein Hochdruckimpuls in dem Ansaugkrümmer erfasst wird, stellt dies einen deutlichen Nachweis dar, dass das Einlassventil ebenfalls nicht betätigt wurde. Es gibt eine Vielzahl weiterer Technologien, die zum Erfassen von Ventilbetätigungsfehlern eingesetzt werden können, und mehrere solcher Technologien werden in einigen der aufgenommenen Patente beschrieben.
Sobald ein Auslassventil-Betätigungsfehler identifiziert ist, kann es hilfreich sein, den Betrieb des Motors und/oder eines zugehörigen Powertrains oder Antriebsstrangs auf bestimmte Weise zu managen, um die nachteiligen Auswirkungen solcher Fehler abzumildern, insbesondere wenn derartige Fehler erneut auftreten. Im Folgenden werden einige Managementkonzepte beschrieben, die besonders gut für die Behandlung von Fehlern bei der Auslassventildeaktivierung geeignet sind. Einige Ausführungsformen werden im Zusammenhang mit einem Skip Fire-Motorbetrieb beschrieben, bei dem Zylinder während ausgewählter Arbeitszyklen selektiv gezündet oder deaktiviert werden können. Andere hier beschriebene Ausführungsformen sind unabhängig davon, ob der Motor in einem Skip Fire- oder einem anderen Betriebsmodus betrieben wird, für die Behandlung von Auslassventil-Aktivierungsfehlern anwendbar.
Die 2 ist eine schematische Darstellung eines Motorsystems 11 in Form eines Verbrennungsmotors 16, der von einer Motorsteuereinheit (ECU) 10, die in einer Ausführungsform verwendet werden kann, gesteuert wird. Der Verbrennungsmotor hat sechs in Reihe angeordnete Zylinder oder Arbeitskammern, die alternativ auch in einer V6-Konfiguration angeordnet sein können und in der Zeichnung mit 1, 2, 3, 4, 5 bzw. 6 bezeichnet sind. Bei sechs Zylindern sind sechs Lufteinlasskanäle 22 zwischen dem Luftansaugkrümmer 18 und den sechs Zylindern vorgesehen. Die einzelnen Lufteinlasskanäle 22 sind dazu vorgesehen, durch Einlassventile Luft und möglicherweise andere Gase für die Verbrennung von dem Ansaugkrümmer 18 zu den einzelnen Zylindern zuzuführen. In der dargestellten besonderen Ausführungsform sind zwei Abgaskrümmer 20A und 20B dazu vorgesehen, verbrannte Gase von den Zylindern durch Auslassventile zu einem Abgassystem 26 zu leiten. Insbesondere sind drei Abgaskanäle 24A zwischen den Zylindern 6, 5 und 4 und dem ersten der beiden Abgaskrümmer 20A und weitere drei Abgaskanäle 24B zwischen den Zylindern 3, 2 und 1 und dem zweiten der beiden Abgaskrümmer 20B vorgesehen. Die Abgaskrümmer 20A und 20B münden beide in das Abgassystem 26. Obgleich eine bestimmte Motorkonfiguration dargestellt ist, versteht es sich dass die Erfindung in Verbindung mit unterschiedlichsten Motorkonfigurationen eingesetzt werden kann.
Die 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teils eines fremdgezündeten Verbrennungsmotors 16, der einen Zylinder 361, einen Kolben 363, einen Ansaugkrümmer 365, eine Zündkerze 390, eine Funkenstrecke 391 und einen Abgaskrümmer 369 umfasst. Die Drosselklappe 371 steuert das Einströmen von Luft in den Ansaugkrümmer 365. Durch ein Einlassventil 385 wird Luft aus dem Ansaugkrümmer 365 in den Zylinder 361 angesaugt. Dieser Luft wird entweder durch Saugrohreinspritzung oder durch Direkteinspritzung in den Zylinder 361 aus einer Kraftstoffquelle 308, die von einer Kraftstoffsteuerung 310 gesteuert wird, Kraftstoff beigemischt. Die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs wird durch einen in der Funkenstrecke 391 vorhandenen Funken ausgelöst. Die sich ausdehnenden Gase aus der Verbrennung erhöhen den Zylinderinnendruck und treiben den Kolben 363 nach unten. Die lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens wird durch eine Pleuelstange 389, die mit einer Kurbelwelle 383 verbunden ist, in eine Drehbewegung umgewandelt. Die Verbrennungsgase werden durch ein Auslassventil 387 aus dem Zylinder 361 entlüftet. Das Einlassventil 385 wird in einer Ausführungsform durch eine Einlassventilsteuerung 312 gesteuert. Das Auslassventil 387 wird in einer Ausführungsform durch eine Auslassventilsteuerung 314 gesteuert. In einer Ausführungsform ist ein Elektromotor 316 mit der Kurbelwelle 383 verbunden und dazu geeignet, diese zu drehen. Der Elektromotor 316 kann ein Anlassermotor oder ein Elektromotor zum Bereitstellen eines Hybridfahrzeugs sein. In einigen Ausführungsformen kann die ECU 10 die Kraftstoffsteuerung 310, die Einlassventilsteuerung 312, die Auslassventilsteuerung 314 und den Elektromotor 316 steuern. In einigen Ausführungsformen kann die Kraftstoffsteuerung 310 Teil der ECU 10 sein. Obwohl ein Motor mit elektrischer Zündung dargestellt ist, sollte erkennbar sein, dass die Erfindung gleichermaßen auf Motoren mit Selbstzündung, einschließlich Dieselmotoren, anwendbar ist.
Nun auf die 1 Bezug nehmend, überwacht die ECU 10 oder eine andere geeignete Steuerung während des Betriebs des Motorsystems 11 eine Anzahl von Sensoren, die Informationen liefern, welche beim Identifizieren von Ventilbetätigungsfehlern, wie durch Block 102 dargestellt, verwendet werden können. Beispielsweise kann ein Kurbelwellendrehsensor 60, der die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle misst, zum Bestimmen der Kurbelwellenbeschleunigung oder beliebiger anderer zeitlicher Ableitungen höherer Ordnung (z.B. Kurbelwellenruck) verwendet werden. Ein Saugrohrdrucksensor 62 misst den Druck im Ansaugkrümmer 18. Abgaskrümmerdrucksensoren 54 messen den Druck in den Abgaskrümmern 20A, 20B. Abgassauerstoffsensoren (z.B. Lambdasonden (λ-Sensoren)) 56 messen den Sauerstoff im Abgas. Die Messwerte von einem oder mehreren von: dem Saugrohrdrucksensor 62, den Abgaskrümmerdrucksensoren 54, den Abgassauerstoffsensoren 56, einem Näherungssensor des Auslassventils und/oder anderer Sensoren, wie sie für einen bestimmten Motor verfügbar sein können, können genutzt werden, um Auslassventil-Betätigungsfehler zu erkennen. Für jedes erwartete Betätigungs- oder Deaktivierungsereignis eines Auslassventils bestimmt die Auslassventilfehler-Erfassungslogik, wie in dem Analyseblock 104 und dem Entscheidungsblock 106 dargestellt, ob das entsprechende Auslassventil wie erwartet funktioniert hat. Wenn kein Fehler erfasst wird, wiederholt sich die Logik der Blöcke 102 bis 106, wie durch die „Nein“-Verzweigung von Entscheidungsblock 106 dargestellt.
Wenn ein Fehler erfasst wird (die „Ja“-Verzweigung von Entscheidungsblock 106), können spezifische Maßnahmen ergriffen werden, um die Auswirkungen des Fehlers abzumildern. Zunächst wird die Kraftstoffzufuhr zu dem/den fehlerhaften Zylinder(n) im nächsten und den nachfolgenden Arbeitszyklen, zumindest bis das Problem behoben ist, verhindert (Block 108). Das Verhindern der Kraftstoffzufuhr für den/die folgenden Arbeitszyklus/Arbeitszyklen mindert das Risiko, dass der fehlerhafte Zylinder Probleme verursacht. Wenn beispielsweise der Auslassventilfehler in einem oder mehreren nachfolgenden Arbeitszyklen des fehlerhaften Zylinders fortbesteht, während das Einlassventil öffnet und die Kraftstoffzufuhr im regulären Ablauf durchgeführt wird, würden die Abgase in den Ansaugkrümmer zurück entlüftet, wodurch der Motorbetrieb gestört und eine Überhitzung des Ansaugkrümmers riskiert würde.
Unabhängig von dem für das Managen des Einlassventils gewählten Konzepts wird versucht, das Auslassventil für den/die fehlerhaften Zylinder, wie durch Block 114 dargestellt, im nächsten und, falls bzw. wie erforderlich, in den anschließenden nachfolgenden Arbeitszyklen zu reaktivieren. Grundsätzlich wird ein Versuch unternommen, das/die fehlerhafte(n) Auslassventil(e) in dem/den nächsten Arbeitszyklus/Arbeitszyklen zu reaktivieren, ohne den/die zugehörigen Zylinder mit Kraftstoff zu versorgen oder zu zünden. Eine erfolgreiche Reaktivierung des Auslassventils kann auf unterschiedliche Weise erfasst werden. In einigen Umsetzungen wird beispielsweise die dem Auslasshub zugeordnete Drehmomentsignatur (die sich in der Kurbelwellenbeschleunigung widerspiegelt) dazu verwendet, eine tatsächliche Betätigung des Auslassventils zu identifizieren. Wenn ein fehlerhafter Zylinder eine Hochdruck-Auslassfeder enthält, ist der Unterschied zwischen den Drehmomentsignaturen eines Auslasshub mit Entlüftung und einem Auslasshub ohne Entlüftung beträchtlich und leicht erfassbar. Selbst wenn das Einlassventil geöffnet wurde, sodass der defekte Zylinder wirksam eine Luftfeder enthält, existiert ein nicht unerheblicher Unterschied zwischen den Drehmomentsignaturen eines entlüfteten und eines nicht entlüfteten Auslasshubs, der durch Analyse der Kurbelwellenbeschleunigung erfasst werden kann.
Allgemeiner wird die Drehmomentsignatur, die jedem Einlass- oder Auslasshub zugeordnet ist (und oft die Drehmomentsignaturen, die der Kompression und der Expansion zugeordnet sind) in Abhängigkeit davon, ob ein zugeordnetes Einlass- oder Auslassventil betätigt wurde oder nicht, variieren. Somit können Messungen der Kurbelwellenbeschleunigung dazu verwendet werden, zu bestimmen, ob ein Ventil während des Testzeitraums wie vorgesehen/erwartet geöffnet (oder nicht geöffnet) hat.
Zusätzlich oder alternativ können die Daten eines λ-Sensors (oder eines anderen Sauerstoffsensors) 56 dazu verwendet werden, zu bestimmen oder mitzubestimmen, ob ein Auslassventil geöffnet hat. Wenn beispielsweise ein Einlassventil (bzw. Einlassventile) während Test-Arbeitszyklen in dem Testzeitraum geöffnet wird, wird während des Ansaughubs aus dem Ansaugkrümmer stammende Luft in den Zylinder eingeleitet. Wenn bzw. sobald das entsprechende Auslassventil öffnet bzw. die entsprechenden Auslassventile öffnen, wird die Luftfüllung in dem Zylinder in das Abgassystem ausgestoßen. Es ist zu erwarten, dass die an dem λ-Sensor 56 vorbeiströmende Luftfüllung einen wesentlich höheren Sauerstoffgehalt aufweist als andere Abgase und in den Daten des λ-Sensors 56 leicht zu identifizieren ist, wodurch ein weiterer Mechanismus zum Bestimmen oder Verifizieren, ob das Auslassventil wie angewiesen geöffnet wurde, bereitsteht.
In einem anderen spezifischen Beispiel kann, wenn das Einlassventil / die Einlassventile während des Testzeitraums geöffnet wird/werden, ein Sensor 62 für den Ansaugkrümmerabsolutdruck (MAP, „manifold absolute pressure“) ebenfalls eingesetzt werden, um zu bestimmen, ob das Auslassventil während Test-Arbeitszyklen geöffnet hat. Wenn die im Zylinder befindliche Luftfüllung während des Auspuffhubs nicht in das Auspuffsystem entlüftet wird, wird sie in den Ansaugkrümmer 18 zurück entlüftet, wenn das Einlassventil geöffnet wird. Dies führt zu einem Druckanstieg innerhalb des Ansaugkrümmers 18, der von dem MAP-Sensor 62 erfasst wird.
Diese unterschiedlichen Tests und weitere Tests können einzeln oder in beliebiger Kombination und/oder in Kombination mit einer anderen geeigneten Technologie zum Erfassen der Ventilbetätigung verwendet werden, um zu bestimmen, ob das/die Auslassventil(e) während des Testzeitraums wie angewiesen geöffnet wurden. Der Kurbelwellendrehzahlsensor 60, der MAP-Sensor 62 und der λ-Sensor 56 werden ausdrücklich erwähnt, weil viele aktuell handelsübliche Motoren derartige Sensoren bereits umfassen und somit die Auslassventil-Betätigungsfehler und Testfehler ohne zusätzliche Modifikationen der Hardware am Motor und die damit verbundenen Kosten erfasst werden können. Es versteht sich jedoch, dass, wenn andere geeignete Sensoren - wie beispielsweise Abgaskrümmerdrucksensoren 54 und Näherungssensoren der Auslassventile - verfügbar sind, diese ohne Weiteres kombiniert mit und/oder anstelle von beliebigen der genannten Sensoren verwendet werden können.
Wenn bestimmt wird, dass die Auslassventile während des Testzeitraums ordnungsgemäß arbeiten (die „Ja“-Verzweigung von Block 118), kann der normale Motorbetrieb (z.B. der normale Skip Fire-Betrieb) wieder aufgenommen werden (Block 122). Wenn jedoch bestimmt wird, dass das/die Auslassventil(e) aus irgendeinem Grund nicht ordnungsgemäß funktionieren, können geeignete Abhilfemaßnahmen, wie durch Block 124 dargestellt, ergriffen werden. Die geeigneten Abhilfemaßnahmen können je nach Art des Fehlers variieren. Typische Abhilfemassnahmen können das Melden eines Motor- oder Ventilbetätigungsfehlers an ein Motordiagnose-Protokoll, das Einschalten einer Motorkontollleuchte (MIL, „malfunction indicator light“), das Deaktivieren des/der fehlerhaften Zylinder(s) und den Betrieb unter Verwendung nur der verbleibenden „guten“ Zylinder umfassen etc..
Individuelle Steuerung der Auslassventile
In einer Ausführungsform kann jeder Zylinder einzeln gesteuert werden. Wenn in einem Beispiel in dem Entscheidungsblock 106 bestimmt wird, dass das Auslassventil für Zylinder 4 fehlerhaft arbeitet, wird die Kraftstoffzufuhr zu Zylinder 4 abgeschaltet (Block 108). In einer Ausführungsform wird das Einlassventil für Zylinder 4 ebenfalls deaktiviert (Block 110). In einer weiteren Ausführungsform wird das Einlassventil für Zylinder 4 aktiv gehalten (Block 112). In diesem Beispiel liefern die anderen fünf aktiven Zylinder ausreichend Leistung, um den Motor am Laufen zu halten (Block 116). Die Sensoren 60, 62, 54 und 56 können dazu verwendet werden, das Bestimmen, ob die Auslassventile ordnungsgemäß arbeiten, zu unterstützen. Insbesondere bestimmt das System, ob das Auslassventil für Zylinder 4 ordnungsgemäß arbeitet oder nicht. Wenn in Block 118 bestimmt wird, dass das Auslassventil für Zylinder 4 ordnungsgemäß arbeitet, wird in Block 122 der Normalbetrieb wieder aufgenommen. Wenn nach mehreren Motorzyklen in Block 118 bestimmt wird, dass das Auslassventil für den Zylinder 4 nicht ordnungsgemäß arbeitet, wird eine Fehlfunktion angezeigt, und in Block 124 können weitere geeignete Maßnahmen ergriffen werden. In einer Ausführungsform kann eine Check-Engine Warnleuchte aufleuchten und der Fehler kann an die ECU 10 gemeldet werden, die Kraftstoffzufuhr zu Zylinder 4 bleibt abgeschaltet, und der Motor wird ohne Zylinder 4 versorgt.
In einigen Ausführungsformen kann ein zylinderindividuelles Ventilsteuerungssystem über eine Skip Fire-Steuerung verfügen. Die Skip Fire-Steuerung kann von der ECU 10 oder von anderen Systemen bereitgestellt werden. In diesem Beispiel wird der Zylinder 4 aus der Skip Fire-Abfolge entfernt. In einer solchen Ausführungsform ist die Skip Fire-Steuerung dazu eingerichtet, die Zündfolge so zu ändern, dass das gewünschte Motordrehmoment geliefert werden kann, ohne dass die Motorleistung wesentlich beeinträchtigt wird oder der Fahrer dies überhaupt bemerkt.
Banksteuerung der Auslassventile
In einer weiteren Ausführungsform werden die Zylinder als Teil einer Bank (oder Gruppe) von Zylindern angesteuert. In einem Beispiel bilden die Zylinder 4, 5 und 6 eine erste Zylinderbank, deren Auslassventile mit einem ersten Abgaskrümmer 20A verbunden sind, und die Zylinder 1, 2 und 3 bilden eine zweite Zylinderbank, deren Auslassventile mit einem zweiten Abgaskrümmer 20B verbunden sind. Wenn bei Entscheidungsblock 106 bestimmt wird, dass das Auslassventil für Zylinder 4 fehlerhaft arbeitet, wird die Kraftstoffzufuhr zu der Bank der Zylinder 4, 5 und 6 abgeschaltet (Block 108). In einer Ausführungsform werden die Einlassventile für die Zylinder 4, 5 und 6 ebenfalls deaktiviert (Block 110). In einer weiteren Ausführungsform werden die Einlassventile für die Zylinder 4, 5 und 6 aktiv gehalten (Block 112). In diesem Beispiel liefert die andere Bank der Zylinder 1, 2 und 3 ausreichend Leistung, um den Motor am Laufen zu halten (Block 116). Wenn in Block 118 bestimmt wird, dass das Auslassventil für Zylinder 4 ordnungsgemäß arbeitet, wird in Block 122 der Normalbetrieb aller Zylinder wieder aufgenommen. Wenn nach mehreren Motorzyklen in Block 118 bestimmt wird, dass das Auslassventil für den Zylinder 4 nicht ordnungsgemäß arbeitet, wird eine Fehlfunktion angezeigt, und in Block 124 können weitere geeignete Maßnahmen ergriffen werden. In einer Ausführungsform kann eine Check-Engine Warnleuchte aufleuchten, der Fehler kann an die ECU 10 gemeldet werden, und der Motor wird nur noch von der zweiten Bank der Zylinder 1, 2 und 3 angetrieben, während die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern 4, 5 und 6 abgeschaltet ist.
Auslassventilsteuerung aller Auslassventile
In einer weiteren Ausführungsform weist das Motorsystem eine einzige Auslassventilsteuerung zum Steuern aller Auslassventile auf. In einer solchen Ausführungsform entspricht die Gruppe von Auslassventilen allen Auslassventilen des Motors, und die Gruppe von zugehörigen Zylindern entspricht allen Zylindern des Motors. Derartige Motorsysteme können nur drei oder vier Zylinder aufweisen. Derartige Motorsysteme können mehr als vier Zylinder aufweisen. Wenn im Entscheidungsblock 106 bestimmt wird, dass ein Auslassventil fehlerhaft arbeitet, wird die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern abgeschaltet (Block 108). In einer Ausführungsform werden die Einlassventile für sämtliche Zylinder ebenfalls deaktiviert (Block 110). In einer weiteren Ausführungsform werden die Einlassventile für die Zylinder aktiv gehalten (Block 112). In diesem Beispiel ermöglicht das Moment, dass der Motor für einen oder mehrere Motorzyklen weiterläuft (Block 116). Wenn in Block 118 bestimmt wird, dass die Auslassventile ordnungsgemäß arbeiten, wird in Block 122 der Normalbetrieb aller Zylinder wieder aufgenommen. Wenn in Block 118 bestimmt wird, dass die Auslassventile nicht ordnungsgemäß arbeiten, wird eine Fehlfunktion angezeigt, und in Block 124 können weitere geeignete Maßnahmen ergriffen werden. In einer Ausführungsform kann eine Check-Engine Warnleuchte aufleuchten, der Fehler kann an die ECU 10 gemeldet werden, und das Motorsystem wird gestoppt.
Hybride Ausführungsformen
Hybridantriebsstränge ermöglichen eine Reihe weiterer möglicher Maßnahmen, die in verschiedenen Ausführungsformen eingesetzt werden können. Wenn beispielsweise ein oder mehrere Zylinder aufgrund einer fehlerhaften Auslassventilbetätigung deaktiviert werden, kann eine Motor-/Generatoreinheit (MGU) einen Teil der für den geeigneten Betrieb erforderlichen Leistung zuführen. Je nach Art des Fehlers und der Anzahl der Zylinder, die von Auslassventil-Betätigungsfehlern betroffen sind, könnte dies darin bestehen, Leistung bereitzustellen, um ein sicheres Anhalten am Straßenrand oder die Rückkehr nach Hause oder in eine geeignete Werkstatt zu ermöglichen. Darüber hinaus kann der Elektromotor dazu verwendet werden, den Motor zu drehen, um das Auslassventil zu testen, während die Kraftstoffzufuhr zu dem zugehörigen Zylinder oder der zugehörigen Gruppe von Zylindern abgeschaltet ist.
Einige Hybrid-Antriebsstrangsysteme können Mindestgrenzen für den Batterieladezustand oder Höchstgrenzen für die Leistungsentnahme aufweisen, damit Stromspeicher wie Batterien oder Kondensatoren über ausreichend Leistung zum Starten des Motors verfügen. In einigen Ausführungsformen kann das System, wenn alle oder einige der Zylinder deaktiviert sind und der Motor zum Bewegen des Fahrzeugs gebraucht wird, das Unterschreiten der Mindestgrenzen für den Ladezustand der Batterie und/oder das Überschreiten der Höchstgrenzen für die Leistungsaufnahme zulassen, um als Teil der geeigneten Maßnahme in Block 124 dem Elektromotor ausreichend Leistung zuzuführen, um das Fahrzeug an einen sicheren Ort, z.B. an den Straßenrand, nach Hause, oder in eine geeignete Werkstatt, zu bewegen.
In einer weiteren Ausführungsform, in der einer oder mehrere, aber nicht alle Zylinder deaktiviert werden, kann der Motor verwendet werden, um zusätzliches Drehmoment bereitzustellen. Die Kombination aus dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor kann verwendet werden, um eine gewünschte Geschwindigkeit beizubehalten oder eine reduzierte Geschwindigkeit bereitzustellen, die ausreicht, um das Fahrzeug in Sicherheit zu bringen. In einigen Fällen, in denen die Kraftstoffzufuhr nicht zu allen Zylindern abgeschaltet wird, kann das System die Verletzung von Mindestgrenzen für den Batterieladezustand und/oder Höchstgrenzen für die Leistungsentnahme zulassen.
Alternative Ausführungsform
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Zeitraum für die Deaktivierung der Einlassventile je nach den Erfordernissen einer bestimmten Umsetzung variieren. In einigen Ausführungsformen bleiben die Einlassventile während eines Testzeitraums, der so lange andauern kann, bis der Aktivierungsfehler behoben ist, deaktiviert. In weiteren Ausführungsformen können die Einlassventile für einen bestimmten Testzeitraum deaktiviert werden, z.B. für eine vorgesehene Anzahl von Arbeitszyklen oder einen vorgesehenen Zeitraum. In einigen Umsetzungen ist es wünschenswert, das/die Einlassventil(e), die dem/den fehlerhaften Zylinder(n) zugeordnet sind, unmittelbar (d.h. für den nächsten Arbeitszyklus / die nächsten Arbeitszyklen in einem solchen Zylinder / solchen Zylindern zu deaktivieren, damit die Verbrennungsgase nicht in den Ansaugkrümmer zurück entlüftet werden). Dieser Ansatz ist besonders wertvoll bei Umsetzungen, bei denen nicht gewährleistet ist, dass die Einlassventile ausreichend robust sind, um dem Öffnen der Einlassventile in die unter sehr hohem Druck stehenden Abgase standzuhalten, die in einem Zylinder vorhanden sind, der gezündet, aber nicht entlüftet wurde. Ein möglicher Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, dass, wenn sowohl die Einlass- als auch die Auslassventile geschlossen gehalten werden, in dem fehlerhaften Zylinder eine Hochdruck-Auslassfeder entstehen kann, welche die Motorleistung verringern kann.
In weiteren Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, die Einlassventile, die dem fehlerhaften Zylinder bzw. den fehlerhaften Zylindern zugeordnet sind, wie in Block 112 dargestellt, aktiv zu halten, sodass sie in jedem Arbeitszyklus öffnen, wodurch die zugehörigen Zylinder während des gesamten Testzeitraums entlüftet und wieder belüftet werden. Dadurch können die Abgase während des ersten „Ansaughubs“ in den Ansaugkrümmer entweichen und die Hochdruckfeder wird wirksam beseitigt. Der Zylinder saugt dann in jedem nachfolgenden Arbeitszyklus wirksam wieder an. In noch weiteren Ausführungsformen können weitere gewünschte Kombinationen von erneutem Ansaugen und Geschlossenhalten des Einlassventils / der Einlassventile während der aufeinander folgenden Arbeitszyklen in dem Testzeitraum verwendet werden.
Motorenentwickler verbleibt ein großer Spielraum bei der Festlegung, welches Überprüfungsniveau erforderlich ist, um zum Normalbetrieb zurückzukehren. In vielen Fällen kann der Normalbetrieb wieder aufgenommen werden, sobald bestimmt wurde, dass das fehlerhafte Auslassventil ordnungsgemäß geöffnet hat. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, zu fordern, dass das fehlerhafte Auslassventil bzw. die fehlerhaften Auslassventile über zwei oder mehr Motorzyklen hinweg ordnungsgemäß arbeiten, bevor der Normalbetrieb wieder aufgenommen wird. In einigen Ausführungsformen kann eine Steuerung dazu programmiert sein, den zugehörigen Zylinder deaktiviert zu halten, wenn ein Auslassventil-Betätigungsfehler intermittierend und mit hoher Frequenz auftritt. In einer solchen Ausführungsform kann eine Logik bereitgestellt werden, die bewirkt, dass, wenn ein Auslassventil-Betätigungsfehler eine Schwellenanzahl von Malen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erfasst wird, das zugehörige Ventil deaktiviert wird und die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder abgeschaltet wird, bis eine Reparatur oder ein Reset erfolgt. In einer alternativen Ausführungsform kann eine Logik bereitgestellt werden, die bewirkt, dass, wenn ein Auslassventil-Betätigungsfehler eine Schwellenanzahl von Malen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erfasst wird und der Betätigungsfehler eine Schwellenanzahl von Malen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums behoben wird, das Auslassventil aktiv gehalten und nie deaktiviert wird, bis eine Reparatur oder ein Reset erfolgt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Abgassystem 26 beliebig viele verschiedene Abgasnachbehandlungssysteme umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Dieselpartikelfilter, ein SCR-System (Selective Catalytic Reduction), ein DEF-System (Diesel Exhaust Fluid) und/oder eine NOx-Falle, die für Diesel- oder Magerverbrennungsmotoren verwendet werden, und/oder einen Dreiwege-Katalysator, der üblicherweise für einen benzinbetriebenen Verbrennungsmotor mit Funkenzündung verwendet wird.
Es versteht sich, dass die besondere Konfiguration des Verbrennungsmotors 16, des Ansaugkrümmers 18 und der beiden Abgaskrümmer 20A und 20B lediglich beispielhaft ist. In tatsächlichen Ausführungsformen können die Anzahl der Zylinder oder Bänke und die Anzahl und/oder die Anordnung der Zylinder stark variieren. Beispielsweise kann die Anzahl der Zylinder von einem bis zu einer beliebigen Anzahl, wie beispielsweise 3, 4, 6, 8, 12 oder 16 oder mehr reichen. Ferner können die Zylinder, wie dargestellt, in Reihe angeordnet sein, in einer V-Konfiguration, in mehreren Zylinderbänken etc.. Der Verbrennungsmotor kann ein Dieselmotor, ein Magerverbrennungsmotor, ein Benzinmotor, ein Ottomotor oder ein Vielstoffmotor sein. Der Motor kann außerdem eine beliebige Kombination von Zündquelle, Kraftstoffschichtung, Luft/Kraftstoff-Stöchiometrie oder Verbrennungszyklus verwenden. Auch kann auslassseitig eine unterschiedliche Anzahl von Abgaskrümmern, von nur einem, der von allen Zylindern gemeinsam genutzt wird, bis hin zu mehreren Abgaskrümmern, verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Verbrennungsmotor 16 optional mit einem Turbolader 30 und/oder einem Abgasrückführsystem (AGR) 40 ausgestattet sein. Der Turbolader 30 wird dazu eingesetzt, den Druck in dem Ansaugkrümmer 18 über den Atmosphärendruck zu erhöhen. Mit aufgeladener Luft kann der Verbrennungsmotor 16 im Vergleich zu einem Saugmotor mehr Leistung erzeugen, da den einzelnen Zylindern mehr Luft und proportional mehr Kraftstoff zugeführt werden kann.
Der optionale Turbolader 30 umfasst eine Turbine 32, einen Kompressor 34, ein Wastegateventil 36 und einen Ladeluftkühler 38. Die Turbine 32 empfängt verbrannte Abgase von einem oder mehreren der Abgaskrümmer 20A und 20B. In Fällen, in denen mehr als zwei Abgaskrümmer verwendet werden, werden deren Ausgänge zum Antreiben der Turbine 32 üblicherweise kombiniert. Die durch die Turbine strömenden Abgase treiben den Kompressor 34 an, der wiederum den Druck der Luft, die dem Ladeluftkühler 38 zugeführt wird, erhöht. Der Luftladekühler 38 ist zuständig für das Kühlen der Druckluft auf eine Soll-Temperatur oder einen Soll-Temperaturbereich, bevor sie wieder in den Luftansaugkrümmer 18 zurückgeführt wird.
In einigen optionalen Ausführungsformen kann ein Wastegateventil 36 verwendet werden. Durch Öffnen des Wastegateventils 36 können einige oder alle verbrannten Abgase aus dem/den Abgaskrümmer(n) 20 die Turbine 32 umgehen. Dadurch kann der Abgasgegendruck, der den Lamellen der Turbine 32 zugeführt wird, gesteuert werden, was wiederum den Grad steuert, in dem der Kompressor 34 die Eingangsluft, die schließlich dem Ansaugkrümmer 18 zugeführt wird, komprimiert.
In verschiedenen, nicht ausschließlichen Ausführungsformen kann die Turbine 32 ein Subsystem mit variabler Geometrie verwenden, z.B. ein Turboladersystem mit variablen Schaufeln oder mit variabler Düse. In diesem Fall ändert ein (nicht dargestellter) interner Mechanismus im Inneren der Turbine 32 den Gasströmungsweg durch die Lamellen der Turbine, um den Turbinenbetrieb zu optimieren, wenn sich der Abgasdurchsatz durch die Turbine ändert. Wenn die Turbine 32 Teil eines Turbolader-Systems mit variabler Geometrie oder variabler Düse ist, ist das Wastegateventil 36 möglicherweise nicht erforderlich.
Das AGR-System 40 umfasst ein AGR-Ventil 42 und einen AGR-Kühler 44. Das AGR-Ventil 42 ist fluidisch mit einem oder mehreren der Abgaskrümmer 20A und 20B gekoppelt und ist dazu eingerichtet, dem AGR-Kühler 44 eine kontrollierte Menge der verbrannten Abgase zuzuführen. Der AGR-Kühler 44 wiederum kühlt die Abgase, bevor er sie in den Ansaugkrümmer 18 zurückführt. Durch Einstellen der Stellung des AGR-Ventils 42 wird die Menge der in den Ansaugkrümmer 18 rückgeführten Abgase gesteuert. Je mehr das AGR-Ventil 42 geöffnet wird, desto mehr Abgas strömt in den Ansaugkrümmer 18. Umgekehrt wird umso weniger Abgas in den Ansaugkrümmer 18 rückgeführt, je mehr das AGR-Ventil 42 geschlossen wird.
Die Rückführung eines Teils der Abgase in den Verbrennungsmotor 16 bewirkt, dass die Frischluftmenge, die den Zylindern von den Lufteinlasskanälen 22 zugeführt wird, verdünnt wird. Durch Mischen der Frischluft mit Gasen, die inert gegenüber der Verbrennung sind, wirken die Abgase wärmeabsorbierend auf die bei der Verbrennung entstandene Wärme und senken die Spitzentemperaturen in den Zylindern. Infolgedessen werden die NOx-Emissionen normalerweise reduziert.
Obwohl nur einige wenige Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, sollte klar sein, dass die Erfindung in vielen anderen Formen implementiert werden kann, ohne vom Geist oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die vorliegenden Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die hier angeführten Details zu beschränken, sondern kann im Rahmen des Umfangs und der Äquivalente der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 63136090 [0001]
US 9562470 [0009]
US 9650923 [0009]
US 9890732 [0009]
US 11143575 [0009]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Motors mit mehreren Zylindern, wobei jeder Zylinder ein zugehöriges Einlassventil und ein zugehöriges Auslassventil aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erfassen eines Auslassventil-Betätigungsfehlers für ein erstes Auslassventil der Auslassventile während eines ersten Arbeitszyklus, wobei das erste Auslassventil einem ersten Zylinder zugeordnet ist; Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu mindestens dem ersten Zylinder als Reaktion auf das Erfassen des Auslassventil-Betätigungsfehlers; Versuchen, das erste Auslassventil in einem Satz von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen, der auf den ersten Arbeitszyklus in dem ersten Zylinder folgt, zu betätigen, wobei der eine oder die mehreren zweiten Arbeitszyklen nicht mit Kraftstoff versorgt werden; Bestimmen, für jeden des einen oder der mehreren zweiten Arbeitszyklen, ob das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde; Wiederaufnehmen des Betriebs des ersten Zylinders, wenn bestimmt wird, dass das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde; und Nicht-Wiederaufnehmen des Betriebs des ersten Zylinders, wenn bestimmt wird, dass das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen nicht ordnungsgemäß betätigt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: der Motor so ausgelegt ist, dass ein Satz der Auslassventile, einschließlich des ersten Auslassventils, als eine Gruppe aktiviert oder deaktiviert wird; die Kraftstoffzufuhr zu jedem der Zylinder in der Gruppe als Reaktion auf das Erfassen des Auslassventil-Betätigungsfehlers abgestellt wird; und das Verfahren ferner den Versuch umfasst, die Auslassventile, die jedem der Zylinder in der Gruppe, einschließlich des ersten Zylinders, zugeordnet sind, während eines oder mehrerer zweiter Arbeitszyklen, die auf den ersten Arbeitszyklus folgen, zu betätigen, wobei keiner der Zylinder in der Gruppe während des einen oder der mehreren zweiten Arbeitszyklen mit Kraftstoff versorgt wird, und ein Bestimmen, ob der Betrieb des ersten Zylinders wieder aufgenommen werden soll, ein Bestimmen ist, ob der Betrieb aller Zylinder in der Gruppe wieder aufgenommen werden soll.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Satz der Auslassventile alle Auslassventile des Motors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, ob das erste Auslassventil während des einen oder der mehreren zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde, zumindest teilweise auf einem oder mehreren von Folgendem basiert: der erfassten Kurbelwellenwinkelbeschleunigung, dem erfassten Abgassauerstoff, dem erfassten Abgaskrümmerdruck, der durch einen Näherungssensor erfassten Bewegung des Auslassventils und dem erfassten Ansaugkrümmerdruck (MAP).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Motors einen dynamischen Skip Fire-Betrieb verwendet, wobei der dynamische Skip Fire-Betrieb den ersten Zylinder als Ergebnis des Erfassens des Auslassventil-Betätigungsfehlers aus allen Skip Fire-Abfolgen entfernt und den ersten Zylinder bei der Wiederaufnahme des Betriebs des ersten Zylinders zu den Skip Fire-Abfolgen hinzufügt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei jedes Auslassventil individuell so gesteuert wird, dass die Kraftstoffzufuhr nur zu dem ersten Zylinder abgeschaltet wird und nur der erste Zylinder aus allen Skip Fire-Abfolgen entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedes Auslassventil individuell so gesteuert wird, dass die Kraftstoffzufuhr nur zu dem ersten Zylinder abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner die Verwendung eines Elektromotors zum Versorgen des Motors umfassend, wenn die Kraftstoffzufuhr zu mindestens dem ersten Zylinder abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner das Ermöglichen einer Verletzung der Grenzwerte für den Ladezustand und/oder die Stromentnahme umfassend, während der Elektromotor zum Versorgen des Motors verwendet wird, wenn die Kraftstoffzufuhr zu dem ersten Zylinder abgeschaltet ist.
System, Folgendes umfassend: einen Motor; und eine Motorsteuereinheit, die dazu programmiert ist, das in Anspruch 1 genannte Verfahren durchzuführen.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Motors mit mehreren Zylindern, wobei jeder Zylinder ein zugehöriges Einlassventil und ein zugehöriges Auslassventil aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erfassen eines Auslassventil-Betätigungsfehlers für ein erstes Auslassventil der Auslassventile während eines ersten Arbeitszyklus, wobei das erste Auslassventil einem ersten Zylinder zugeordnet ist; Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu mindestens dem ersten Zylinder als Reaktion auf das Erfassen des Auslassventil-Betätigungsfehlers; Versuchen, das erste Auslassventil in einem Satz von einem oder mehreren Motorzyklen, der auf den ersten Arbeitszyklus folgt, zu betätigen, wobei der erste Zylinder während des Satzes von einem oder mehreren Motorzyklen nicht mit Kraftstoff versorgt wird; Verwenden eines Elektromotors, um mindestens eines von einem Soll-Antriebsdrehmoment und einer Soll-Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle während des Satzes von einem oder mehreren Motorzyklen aufrechtzuerhalten; und Bestimmen, ob der Betrieb des ersten Zylinders wieder aufgenommen werden soll, zumindest teilweise basierend darauf, ob zumindest einige der Versuche, das erste Auslassventil in dem Satz von einem oder mehreren Motorzyklen zu betätigen, erfolgreich sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Elektromotor dazu gesteuert wird, während des Versuchs, das erste Auslassventil in dem Satz von einem oder mehreren Motorzyklen zu betätigen, mindestens eine minimale Motordrehzahl aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei: der Motor so ausgelegt ist, dass ein Satz der Auslassventile, einschließlich des ersten Auslassventils, als eine Gruppe aktiviert oder deaktiviert wird; die Kraftstoffzufuhr zu jedem der Zylinder in der Gruppe als Reaktion auf das Erfassen des Auslassventil-Betätigungsfehlers abgeschaltet wird; und das Verfahren ferner den Versuch umfasst, die Auslassventile, die jedem der Zylinder in der Gruppe zugeordnet sind, einschließlich des ersten Zylinders, während eines oder mehrerer Motorzyklen, die auf den ersten Arbeitszyklus folgen, zu betätigen, wobei keiner der Zylinder in der Gruppe während des einen oder der mehreren Motorzyklen mit Kraftstoff versorgt wird, und wobei ein Bestimmen, ob der Betrieb des ersten Zylinders wieder aufgenommen werden soll, ein Bestimmen ist, ob der Betrieb aller Zylinder in der Gruppe wieder aufgenommen werden soll.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Satz der Auslassventile alle Auslassventile des Motors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bestimmen, ob das erste Auslassventil während des einen oder der mehreren Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde, zumindest teilweise auf einem oder mehreren von Folgendem basiert: der erfassten Kurbelwellenwinkelbeschleunigung, dem Abgassauerstoff, dem erfassten Abgaskrümmerdruck, der durch einen Näherungssensor erfassten Bewegung des Auslassventils, und dem erfassten Ansaugkrümmerdruck (MAP).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Betreiben des Motors einen dynamischen Skip Fire-Betrieb verwendet, wobei der dynamische Skip Fire-Betrieb den ersten Zylinder als Ergebnis des Erfassens des Auslassventil-Betätigungsfehlers aus allen Skip Fire-Abfolgen entfernt und den ersten Zylinder bei der Wiederaufnahme des Betriebs des ersten Zylinders zu den Skip Fire-Abfolgen hinzufügt.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Ermöglichen einer Verletzung der Grenzwerte für den Ladezustand und/oder die Stromentnahme, während der Elektromotor zum Versorgen des Motors verwendet wird, wenn die Kraftstoffzufuhr zu mindestens dem ersten Zylinder abgeschaltet ist.
System, Folgendes umfassend: einen Motor; einen Elektromotor; und eine Motorsteuereinheit, die dazu programmiert ist, das in Anspruch 11 genannte Verfahren durchzuführen.
Steuerung zum Steuern eines Motors mit mehreren Zylindern, wobei jeder Zylinder ein zugehöriges Einlassventil und ein zugehöriges Auslassventil aufweist, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, Schritte bereitzustellen, die Folgendes umfassen: Erfassen eines Auslassventil-Betätigungsfehlers für ein erstes Auslassventil der Auslassventile während eines ersten Arbeitszyklus, wobei das erste Auslassventil einem ersten Zylinder zugeordnet ist; Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu mindestens dem ersten Zylinder als Reaktion auf das Erfassen des Auslassventil-Betätigungsfehlers; Versuchen, das erste Auslassventil in einem Satz von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen, der auf den ersten Arbeitszyklus in dem ersten Zylinder folgt, zu betätigen, wobei der eine oder die mehreren zweiten Arbeitszyklen nicht mit Kraftstoff versorgt werden; Bestimmen, für jeden des einen oder der mehreren zweiten Arbeitszyklen, ob das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde; Wiederaufnehmen des Betriebs des ersten Zylinders, wenn bestimmt wird, dass das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde; und Nicht-Wiederaufnehmen des Betriebs des ersten Zylinders, wenn bestimmt wird, dass das erste Auslassventil während des Satzes von einem oder mehreren zweiten Arbeitszyklen nicht ordnungsgemäß betätigt wurde.
Steuerung nach Anspruch 19, wobei der Motor so ausgelegt ist, dass ein Satz der Auslassventile, einschließlich des ersten Auslassventils, als eine Gruppe aktiviert oder deaktiviert wird; die Kraftstoffzufuhr zu jedem der Zylinder in der Gruppe als Reaktion auf das Erfassen des Auslassventil-Betätigungsfehlers abgeschaltet wird; und wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, ferner das Versuchen zu umfassen, die Auslassventile, die jedem der Zylinder in der Gruppe, einschließlich des ersten Zylinders, zugeordnet sind, während eines oder mehrerer zweiter Arbeitszyklen, die auf den ersten Arbeitszyklus folgen, zu betätigen, wobei keiner der Zylinder in der Gruppe während des einen oder der mehreren zweiten Arbeitszyklen mit Kraftstoff versorgt wird, und wobei ein Bestimmen, ob der Betrieb des ersten Zylinders wieder aufgenommen werden soll, ein Bestimmen ist, ob der Betrieb aller Zylinder in der Gruppe wieder aufgenommen werden soll.
Steuerung nach Anspruch 20, wobei der Satz der Auslassventile alle Auslassventile des Motors umfasst.
Steuerung nach Anspruch 19, wobei das Bestimmen, ob das erste Auslassventil während des einen oder der mehreren zweiten Arbeitszyklen ordnungsgemäß betätigt wurde, zumindest teilweise auf einem oder mehreren von Folgendem basiert: der erfassten Kurbelwellenwinkelbeschleunigung, dem erfassten Abgassauerstoff, dem erfassten Abgaskrümmerdruck, der durch einen Näherungssensor erfassten Bewegung des Auslassventils, und dem erfassten Ansaugkrümmerdruck (MAP).
Steuerung nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ferner dazu ausgelegt ist, den Motor unter Verwendung eines dynamischen Skip Fire-Betriebs zu betreiben, wobei der dynamische Skip Fire-Betrieb den ersten Zylinder als Ergebnis des Erfassens des Auslassventil-Betätigungsfehlers aus allen Skip Fire-Abfolgen entfernt und den ersten Zylinder bei der Wiederaufnahme des Betriebs des ersten Zylinders zu den Skip Fire-Abfolgen hinzufügt.
Steuerung nach Anspruch 23, wobei jedes Auslassventil individuell so gesteuert wird, dass die Kraftstoffzufuhr nur zu dem ersten Zylinder abgeschaltet wird und nur der erste Zylinder aus allen Skip Fire-Abfolgen entfernt wird.
Steuerung nach Anspruch 19, wobei jedes Auslassventil individuell so gesteuert wird, dass die Kraftstoffzufuhr nur zu dem ersten Zylinder abgeschaltet wird.
Steuerung nach Anspruch 19, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, ferner das Verwenden eines Elektromotors zum Versorgen des Motors zu umfassen, wenn die Kraftstoffzufuhr zu mindestens dem ersten Zylinder abgeschaltet ist.
Steuerung nach Anspruch 26, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, eine Verletzung der Grenzwerte für den Ladezustand und/oder die Stromentnahme zu ermöglichen, während der Elektromotor zum Versorgen des Motors verwendet wird, wenn die Kraftstoffzufuhr zu dem ersten Zylinder abgeschaltet ist.