EP1913244A1 - Method and device for operating an internal combustion engine with cylinder shutdown - Google Patents

Method and device for operating an internal combustion engine with cylinder shutdown

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Publication number
EP1913244A1
EP1913244A1 EP06764232A EP06764232A EP1913244A1 EP 1913244 A1 EP1913244 A1 EP 1913244A1 EP 06764232 A EP06764232 A EP 06764232A EP 06764232 A EP06764232 A EP 06764232A EP 1913244 A1 EP1913244 A1 EP 1913244A1
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EP
European Patent Office
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internal combustion
combustion engine
cylinder
charge
change
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06764232A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dirk Hartmann
Werner Mezger
Andreas Roth
Juergen Rappold
Georg Mallebrein
Nikolas Poertner
Henri Barbier
Ingo Fecht
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T10/40Engine management systems

Definitions

  • the invention is based on a method and a device for operating a combustion engine, in particular in an unfired state, according to the preamble of the independent claims.
  • the charge cycle is suspended in half of the cylinders.
  • the method according to the invention and the device according to the invention for operating an internal combustion engine, in particular in an unfired state, having the features of the independent claims, have the advantage that the position of the actuator in the air supply is changed as the change of charge state of the at least one cylinder changes. In this way, with a suitable change in the position of the actuator, it is possible to change the state of charge change the at least one cylinder with reduced pressure and thus perform more comfortable. A change in the state of charge change of at least one cylinder of the internal combustion engine is thus less noticed in the case of the drive of a vehicle by the internal combustion engine by the driver of the vehicle.
  • the described change in the charge cycle state of at least one cylinder of the internal combustion engine can be easily made more comfortable in the case of suspension of a previously activated charge exchange via the at least one cylinder, if the position of the actuator in the air supply in the sense of reducing the amount of air supplied to the engine is changed ,
  • the change in the charge cycle state of at least one cylinder of the internal combustion engine can be made particularly comfortable in the case of activation of a previously exposed charge exchange via the at least one cylinder by the position of the actuator in the air supply in the sense of increasing the internal combustion engine supplied amount of air is changed.
  • a defined improvement in comfort results when the position of the actuator in the air supply is changed by a predetermined value.
  • a maximum of comfort and a minimum of jolt with change of the charge alternation state of at least one cylinder of the internal combustion engine results when the predetermined value is determined such that after the change of the charge exchange state of the at least one cylinder and the simultaneous change of the position of the actuator, the clutch torque remains constant.
  • the predefined value can be determined simply by application or modeling.
  • the charge cycle is changed in half of the cylinders, in particular in every second cylinder of the firing order. That way A change in the charge cycle state can be implemented particularly simply by switching off or suspending the charge cycle, for example, for a complete cylinder bank of the internal combustion engine, in the event that the internal combustion engine has two such cylinder banks. In general, in the case of an even number of cylinder banks, half of the cylinder banks can be switched off completely with respect to the change of charge of their cylinders.
  • the charge change over the at least one cylinder can be particularly easily exposed by deactivating the valve gear on the intake and / or exhaust side or activated by activating the valve train on the inlet and / or outlet side.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an internal combustion engine with two cylinder banks
  • FIG. 2 shows a functional diagram for changing the state of charge change of at least one cylinder of the internal combustion engine as a function of a request
  • FIG. 3 shows a functional diagram for explaining the method according to the invention and the device according to the invention for changing the position of an actuator in an air supply of the internal combustion engine as a function of the change in the state of charge of the at least one cylinder and
  • FIGS. 4a) to 4i) show the time profile of various operating variables of the internal combustion engine before and after a change in the state of charge change of at least one cylinder of the internal combustion engine. - A -
  • 1 denotes an internal combustion engine which, for example, drives a vehicle.
  • the internal combustion engine 1 can be designed, for example, as a gasoline engine or as a diesel engine.
  • the internal combustion engine 1 comprises an even number in this example
  • the invention can also be implemented with an odd number of cylinder banks, for example, only with a single one.
  • Each cylinder bank in the present example comprises the same number of cylinders.
  • the internal combustion engine 1 comprises a first cylinder bank 55 having a first cylinder 11, a second cylinder 12, a third cylinder 13 and a fourth cylinder 14.
  • the internal combustion engine 1 according to FIG. 1 comprises a second cylinder bank 60 with a fifth cylinder 15, a sixth cylinder 16, a seventh cylinder 17 and an eighth cylinder 18.
  • the cylinders 11, ..., 18 of the two cylinder banks 55, 60 are supplied with fresh air via an air supply 10.
  • In the air supply 10 is a
  • the actuator 5 is designed as a throttle valve.
  • the flow direction of the air in the air supply 10 is indicated by arrows in FIG.
  • the position of the throttle flap or the opening angle is determined by a controller 25 in the art, for example, depending on the operation of an accelerator pedal, not shown in Figure 1 or depending on the requirement of another vehicle system, not shown in Figure 1, such as an anti-lock braking system. a traction control, a vehicle dynamics control, a cruise control or the like driven.
  • the exhaust gas formed during the combustion of the air / fuel mixture in the combustion chambers of the cylinders 11,..., 18 is expelled via the exhaust valves of the cylinders 11,..., 18 into an exhaust line 65.
  • the flow direction of the exhaust gas in the exhaust line 65 is also marked in FIG. 1 by arrows.
  • an optional one is also marked in FIG. 1 by arrows.
  • Exhaust aftertreatment device 45 arranged, for example in the form of a catalyst in order to avoid the emission of undesirable pollutants by conversion as possible.
  • the functional diagram 70 can be implemented in the engine control 25, for example software and / or hardware.
  • the functional diagram 70 includes a receiving unit 40 for receiving a request from a request generating unit 80 located outside of the functional chart 70.
  • a request may be, for example, a request for changing the temperature gradient of the exhaust gas after-treatment apparatus 45.
  • Such a request can be generated by the engine controller 25.
  • the engine controller 25 compares, for example, an actual temperature of the catalytic converter 45 with a setpoint temperature of the catalytic converter 45 and derives from this deviation a request for changing the temporal temperature gradient of the catalytic converter 45.
  • the engine control unit 25 may request a reduction in the temperature gradient of the catalyst 45.
  • the requirement for the change of the temperature gradient is predetermined by the request generating unit 80, which may also be implemented in the motor controller 25 software and / or hardware.
  • a request is a deceleration request for decelerating the vehicle driven by the internal combustion engine 1.
  • Such a deceleration request is received by the controller 25, for example, due to an actuation of a brake pedal by the driver or as a deceleration request of a vehicle system, such as an antilock brake system, for example. a traction control, a vehicle dynamics control, etc.
  • the request generating unit 80 represents the corresponding vehicle system or the brake pedal module.
  • the receiving unit 40 receives from the request generating unit 80 the described request and forwards it to a converting unit 85 in the functional diagram.
  • the conversion unit 85 converts the received request into a request for the change of charge state of the cylinders 11, 12,..., 18 and forwards this request to means 30 for changing the state of charge of the cylinders 11, 12,..., 18.
  • the means 30 comprise an actuator which adjust the valve train of the intake and / or exhaust valves of each cylinder 11, 12,..., 18 according to the request supplied by the transfer unit 85.
  • the inlet and / or outlet valves of each cylinder 11, 12, ..., 18 individually adjusted by the means 30, d. H. be opened or closed.
  • Each cylinder 11,..., 18 comprises one or more inlet valves and one or more outlet valves.
  • FIG. 2 shows eight outputs of the means 30. A change in the state of charge change of at least one of the cylinders 11,..., 18 thus results in that the charge exchange is suspended via the at least one cylinder 11, ..., 18 from an activated state by permanently closing all of its intake valves and / or all of its exhaust valves.
  • the charge exchange state of the at least one cylinder 11,..., 18 can be changed by reactivating the charge exchange via the at least one cylinder 11,..., 18, starting from the suspended state, by changing the intake and / or or exhaust valves of the at least one cylinder 11, ..., 18 are alternately opened and closed alternately depending on the cylinder cycle to carry out the charge exchange in a conventional manner.
  • two operating states of the internal combustion engine 1 are distinguished with regard to the charge-changing state of the cylinders 11,.
  • the charge cycle is suspended over half of the cylinders 11,..., 18 by permanently closing their intake and / or exhaust valves.
  • either the charge cycle across all cylinders one of the two Cylinder banks 55, 60a are exposed, whereas the charge cycle over all cylinders of the other two cylinder banks 55, 60 is activated.
  • half of the cylinders of the first cylinder bank 55 and half of the cylinders of the second cylinder bank 60, or generally half of the cylinders, independently of which they are on the soft cylinder bank, may be deactivated with respect to the gas exchange, whereas the gas exchange over the remaining cylinders is activated .
  • the change in the charge-changing state of the cylinders 11,..., 18 now takes place simply by switching between the first operating state and the second operating state.
  • the first operating state is also referred to as a half-engine operation and the second operating state as a full engine operation.
  • This switching between the two operating states can take place both in the fired and in the non-fired operation of the internal combustion engine 1.
  • In the unfired operation is the Fuel injection via the injection valve 50 permanently hidden in contrast to the fired operation, during which fuel is injected regularly.
  • the fired operation of the internal combustion engine 1 for example, characterizes a train operation and the unfired operation, for example, in a coasting operation of the internal combustion engine 1 before.
  • the unfired overrun operation of the internal combustion engine 1 is also called
  • the change of the charge exchange state of the at least one cylinder 11, ..., 18 is represented by the switching between the first operating state and the second operating state.
  • This measure has the purpose of avoiding as far as possible jerking the internal combustion engine 1 or the vehicle driven by it when switching between the first operating state and the second operating state and thus making the operation of the internal combustion engine more comfortable.
  • it is provided, with the suspension of a previously activated charge exchange via at least one cylinder 11, ..., 18 to change the position of the throttle valve 5 in the sense of reducing the amount of air supplied to the internal combustion engine 1. This means that when switching from the second operating state to the first operating state, the throttle valve is actuated in the closing direction.
  • the position of the throttle valve 5 is changed in the sense of an increase in the amount of air supplied to the internal combustion engine 1. This means that when switching from the first operating state to the second operating state, the throttle valve 5 is actuated in the opening direction.
  • the predetermined value is determined such that after the change in the state of charge change of the at least one cylinder 11, 12,..., 18 and the changing of the position of the throttle valve 5 at the same time to change the state of charge change, the clutch torque of the internal combustion engine 1 compared to the change of the charge change state of the at least one cylinder 11, ..., 18 remains constant. In this way, namely the
  • the predetermined value for changing the position of the throttle valve 5 can be determined by application, for example, on a test bench depending on the current operating state of the internal combustion engine 1, in particular depending on the engine speed and the engine load of the internal combustion engine 1.
  • the predetermined value can alternatively be determined by modeling. An example of such a modeling of the predetermined value for the change in the position of the throttle valve 5 is explained with reference to the functional diagram 75 in FIG.
  • a loss torque is formed due to the engine friction and the charge cycle losses.
  • the loss torque therefore corresponds to the sum of the friction torque and the charge cycle torque loss.
  • the current charge cycle torque loss value is determined in a manner known to those skilled in the art. in the
  • the target must correspond to the current charge cycle torque loss value in the first operating state to that in the second operating state. Since the charge cycle loss torque in the first operating state is only half as high as in the second operating state, the current charge cycle torque loss value in a multiplier element 95 must be multiplied by a factor of two. From the product formed in this way, in a subtraction element 105 of the function diagram 75, the charge cycle loss torque value is subtracted, which results for the cylinders in which the charge change is suspended. This value is determined in a second torque detection unit 92 and is zero in the first operating state of the internal combustion engine 1, because in the cylinders in which the charge change is exposed, no
  • the difference at the output of the subtraction element 105 thus corresponds to the charge cycle torque loss value of those cylinders whose charge change is activated.
  • This charge cycle torque value of the cylinders with activated is due to an inverse integral function * dV of the pV-
  • the intake pipe pressure p s associated with the charge cycle torque loss value of the cylinder with activated charge change is then obtained.
  • the ambient pressure p u can be determined, for example, by means of a pressure sensor, not shown in FIG. 1, in a manner known to those skilled in the art.
  • the inverse integral function it is also possible to use a characteristic diagram or a characteristic curve which has been applied for example on a test stand.
  • the inverse integral function is identified by the reference numeral 110 in FIG.
  • the intake manifold pressure p s at the output of the inverse integral function 110 is supplied to a characteristic curve 115, which converts the intake manifold pressure p s into the assigned value for the cylinder charge rl.
  • a multiplication element may be used which multiplies the intake manifold pressure p s by a conversion factor fupsrl in order to obtain the value for the inflation rate.
  • the conversion factor or the characteristic curve 115 can also be applied, for example, on a test bench as a function of the operating state of the internal combustion engine 1, that is to say in particular of engine speed and engine load.
  • the charge rl determined from the characteristic curve 115 or by means of the conversion is fed to an actuation unit 35 of the function diagram 75 which determines the opening angle of the throttle valve 5 associated with the charge rl.
  • the actuating unit 35 then causes an adjustment of the opening angle of the throttle valve 5 to the determined opening angle and thus a change in the opening angle of the throttle valve 5 by an opening angle determined by the operating unit 35 and the opening present before the switching between the first and the second operating state. given angle.
  • the actuating unit 35 causes an actuation of the throttle valve 5 in the closing direction to the determined opening angle when a switchover from the second operating state was detected in the first operating state.
  • the actuating unit 35 causes an actuation of the throttle valve 5 in the opening direction to the determined opening angle.
  • the detection of the actuating unit 35, whether switched from the first operating state to the second operating state or from the second operating state to the first operating state is effected by supplying a corresponding signal B hmb, which is shown in Figure 4h).
  • This signal is set in the first operating state and reset in the second operating state and is generated and delivered by the means 30 as required to the charge cycle state of the cylinders. This signal is then supplied to the actuator 35.
  • the charge cycle torque loss value at the output of the first torque detection unit 90 is labeled MdLW.
  • the output of the second torque detection unit 92 as the charge loss torque value of the cylinder not activated with respect to the charge exchange with MdLWHMB, the output of the subtractor 105 as Ladungs facial supplementmomentenwert the cylinder with respect to the charge exchange activated with MdLWVMB, the output of the inverse integral function 110 as intake manifold pressure p s , the output of the characteristic 115th as a filling with rl and the value at the output of the actuator 35 with wdk.
  • the charge cycle torque value MdLWHMB determined by the second torque determination unit 92 is equal to zero and thus MdLWVMB is equal to 2 * MdLW.
  • the charge cycle torque loss value MdLWHMB determined by the second torque determination unit 92 is the charge cycle torque loss value of those cylinders which have previously been switched off with respect to the charge cycle and are now activated.
  • a signal B SU is constantly set over the considered time period and thus indicates that overrun fuel cutoff has occurred. If signal B SU is reset, there is no fuel cut-off.
  • the signal B SU is generated by the engine controller 25.
  • FIG. 4h) shows the course of the signal B hmb which is generated by the means 30 as described. This signal B hmb is reset until a first time ti and is set at the time ti, in order subsequently to be in the set state remain. This means that the internal combustion engine 1 is in the second operating state until the first time ti and then in the first operating state. So at the first time ti is switched from full engine operation in the half-engine operation. According to FIG.
  • the degree of opening of the throttle flap 5 is the value wdkl up to the first time point ti. Without the described function of the second function diagram 75, the degree of opening of the throttle flap 5 would continue to remain constant after the first time t.sub.i, provided that there are constant boundary conditions, in particular in the form of a constant driver request or constant requests from other vehicle systems, such as For example, anti-lock system, traction control, vehicle dynamics control, cruise control or the like. Due to the deactivated after the first time ti cylinder in semi-motor operation and the lack of charge change there, the outflow in the intake manifold, which characterizes the part of the air supply downstream of the throttle valve 5, in the sense of reducing this outflow. Thus, the intake manifold pressure p s rises asymptotically from the first time ti starting from a first value p s i to a second value
  • the total charge cycle loss MdLWg is always the average of the charge cycle torque loss of the two cylinder banks 55, 60.
  • the charge cycle loss torque MdLWHMB the first time ti with regard to the change of charge deactivated cylinder bank to the value zero. Due to the increasing intake pipe pressure p s from the first time ti on, the charge cycle loss torque MdLWVMB of the cylinder bank, whose cylinders are still activated with respect to the charge exchange even after the first time ti, falls asymptotically down to a value Md3.
  • loss torque MdLWg as the mean value between the charge cycle loss moments MdLWHMB, MdLWVMB of the two cylinder banks as shown in FIG. 4b).
  • the charge rl according to FIG. 4d) also rises asymptotically from a first time ti starting from a first value r11 to a second value rl2.
  • the air mass flow msdk via the throttle valve 5 remains constant over the entire time considered, provided that the internal combustion engine 1 is operated in the supercritical operating range in which the air in the air supply 10 moves at the speed of sound.
  • the frictional torque MdR according to FIG. 4f) is also assumed to be constant over the entire time duration.
  • the clutch torque MdK as the difference between the internal torque Mi and the total torque loss Mv of the internal combustion engine 1 jumps from a value Md6 to a value Md7> Md6 at the first time ti and increases from the value Md7 for times t> ti to a value Md4 according to the dashed line Line in Figure 4g).
  • the loss torque Mv of the internal combustion engine 1 is equal to the sum of the friction torque MdR and the total charge cycle loss torque MdLWg.
  • the profile of the clutch torque MdK is inverse to the course of the total charge-exchange torque MdLWg.
  • the charge cycle torque MdLWVMB is detected in the described manner, in particular beginning with the first time ti, and from this with the aid of the pV diagram the associated intake manifold pressure p s and therefrom the associated charge rl and therefrom the required position of the throttle valve 5 for compensation of said changes in the filling rl, the intake manifold pressure p s and the charge exchange torque MdLWVMB determined.
  • This position of the throttle valve 5 is set at the first time ti by the actuating means 35, which manifests itself in a change from the opening degree wdkl to the opening degree wdk2 ⁇ wdkl at the first time ti in accordance with the solid curve of the opening degree wdk according to FIG. 4a).
  • the Saugrohr- pressure increase from the first time ti is approximately completely compensated by the inventive measure described. Consequently, the intake manifold pressure p s remains approximately constant as described. If the intake manifold pressure p s remains approximately constant, then the pressure ratio intake manifold pressure p s to the ambient pressure p u will remain constant. As described, this leads to the fact that the entire charge cycle loss torque MdLWg asymptotically returns to the original value MdI after the jump at time ti, as a result of which the clutch torque MdK returns asymptotically to the original value Md6 after the jump at the first time ti.
  • the suspension of the charge exchange via the at least one cylinder 11, 12, ..., 18 takes place by permanently closing its intake and / or exhaust valves or in other words by deactivating its valve drive on the intake and / or exhaust side.
  • the activation of the charge exchange via the at least one cylinder 11, 12, ..., 18 takes place by operating the intake and / or exhaust valves of this at least one cylinder 11, 12, ..., 18 in a conventional manner and described above, with In other words, as activation of the valve train of this at least one cylinder on the inlet and / or outlet side is called.
  • Operation of the internal combustion engine 1 makes it possible, in particular in an unfired state of the internal combustion engine 1, to carry out largely smooth switching between two operating states of the internal combustion engine 1, which differ with regard to the number of cylinders that are activated with regard to the charge exchange.

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

A method and a device for operating an internal combustion engine (1), in particular, in a non-firing condition, are disclosed which permit an essentially smooth switch between two operating conditions for the internal combustion engine (1) with differing numbers of operating cylinders (11, 12, ..., 18) with regard to charge exchange. Air is introduced into the internal combustion engine through a control element (5) in an air inlet (10) and the amount of air introduced into the internal combustion engine (1) controlled by the position of the control element (5). A charge exchange condition for at least one cylinder (11, 12, ..., 18) of the internal combustion engine (1) is altered. On altering the charge exchange condition of the at least one cylinder (11, 12, ..., 18) the setting of the control element (5) in the air inlet (10) is altered.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BETREIBEN EINER BRENNKRAFTMASCHINE MIT -_ Q ZYLINDERABSCHALTUNG METHOD AND DEVICE FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH -_ Q CYLINDER SHUT-OFF
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer 15 Brennkraftmaschine, insbesondere in einem unbefeuerten Zustand, nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.The invention is based on a method and a device for operating a combustion engine, in particular in an unfired state, according to the preamble of the independent claims.
Es ist bereits bekannt, der Brennkraftmaschine über ein beispielsweise als Drosselklappe ausgebildetes Stellglied in einer Luftzufuhr Luft zuzuführen, wobei die der Brennkraft- 20 maschine zugeführte Luftmenge durch die Stellung der Drosselklappe beeinflusst wird.It is already known to supply air to the internal combustion engine via an actuator designed, for example, as a throttle valve in an air supply, wherein the amount of air supplied to the internal combustion engine is influenced by the position of the throttle valve.
Dabei ist es weiterhin bekannt, während des unbefeuerten Zustandes der Brennkraftmaschine, der beispielsweise durch Schubabschaltung erreicht wird, den Ladungswechselzu- stand mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine zu verändern, indem beispielsweise dessen Einlass- und Auslassventile dauerhaft geschlossen werden, sodass über die-It is also known, during the unfired state of the internal combustion engine, which is achieved for example by fuel cut, to change the charge state of at least one cylinder of the internal combustion engine, for example, by permanently closing its inlet and exhaust valves, so that over this
25 sen Zylinder kein Ladungswechsel mehr stattfindet. Vorzugweise wird der Ladungswechsel bei der Hälfte der Zylinder ausgesetzt.25 sen cylinder no charge change takes place. Preferably, the charge cycle is suspended in half of the cylinders.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
30 Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem unbefeuerten Zustand, mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass mit Veränderung des Ladungswechselzustands des mindestens einen Zylinders die Stellung des Stellgliedes in der Luftzufuhr verändert wird. Auf diese Weise lässt sich bei geeigneter Ver- 35 änderung der Stellung des Stellgliedes die Veränderung des Ladungswechselzustandes des mindestens einen Zylinders mit reduziertem Druck und somit komfortabler durchführen. Eine Veränderung des Ladungswechselzustandes mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine wird somit im Falle des Antriebs eines Fahrzeugs durch die Brennkraftmaschine vom Fahrer des Fahrzeugs weniger bemerkt.The method according to the invention and the device according to the invention for operating an internal combustion engine, in particular in an unfired state, having the features of the independent claims, have the advantage that the position of the actuator in the air supply is changed as the change of charge state of the at least one cylinder changes. In this way, with a suitable change in the position of the actuator, it is possible to change the state of charge change the at least one cylinder with reduced pressure and thus perform more comfortable. A change in the state of charge change of at least one cylinder of the internal combustion engine is thus less noticed in the case of the drive of a vehicle by the internal combustion engine by the driver of the vehicle.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the main claim method are possible.
Die beschriebene Veränderung des Ladungswechselzustandes mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine kann im Falle der Aussetzung eines zuvor aktivierten Ladungswechsels über den mindestens einen Zylinder in einfacher Weise komfortabler gemacht werden, wenn die Stellung des Stellgliedes in der Luftzufuhr im Sinne einer Reduzierung der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge verändert wird.The described change in the charge cycle state of at least one cylinder of the internal combustion engine can be easily made more comfortable in the case of suspension of a previously activated charge exchange via the at least one cylinder, if the position of the actuator in the air supply in the sense of reducing the amount of air supplied to the engine is changed ,
Die Veränderung des Ladungswechselzustandes mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine kann im Falle der Aktivierung eines zuvor ausgesetzten Ladungswechsels über den mindestens einen Zylinder besonders einfach dadurch komfortabler gemacht werden, indem die Stellung des Stellgliedes in der Luftzufuhr im Sinne einer Erhöhung der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge verändert wird.The change in the charge cycle state of at least one cylinder of the internal combustion engine can be made particularly comfortable in the case of activation of a previously exposed charge exchange via the at least one cylinder by the position of the actuator in the air supply in the sense of increasing the internal combustion engine supplied amount of air is changed.
Eine definierte Komfortverbesserung ergibt sich, wenn die Stellung des Stellgliedes in der Luftzufuhr um einen vorgegebenen Wert verändert wird.A defined improvement in comfort results when the position of the actuator in the air supply is changed by a predetermined value.
Ein Maximum an Komfort und ein Minimum an Ruck bei Veränderung des Ladungs- wechselzustandes mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine ergibt sich dann, wenn der vorgegebene Wert derart ermittelt wird, dass nach der Veränderung des Ladungswechselzustandes des mindestens einen Zylinders und der gleichzeitig dazu erfolgenden Veränderung der Stellung des Stellgliedes das Kupplungsmoment konstant bleibt.A maximum of comfort and a minimum of jolt with change of the charge alternation state of at least one cylinder of the internal combustion engine results when the predetermined value is determined such that after the change of the charge exchange state of the at least one cylinder and the simultaneous change of the position of the actuator, the clutch torque remains constant.
Dabei kann der vorgegebene Wert einfach durch Applikation oder Modellierung ermittelt werden.The predefined value can be determined simply by application or modeling.
Von Vorteil ist auch, wenn der Ladungswechsel bei der Hälfte der Zylinder, insbesondere bei jedem zweiten Zylinder der Zündreihenfolge, verändert wird. Auf diese Weise lässt sich eine Veränderung des Ladungswechselzustandes besonders einfach durch Abschaltung bzw. Aussetzung des Ladungswechsels beispielsweise für eine komplette Zylinderbank der Brennkraftmaschine realisieren, im Falle dass die Brennkraftmaschine zwei solcher Zylinderbänke aufweist. Allgemein lassen sich bei einer geradzahligen Anzahl von Zylinderbänken in einfacher Weise die Hälfte der Zylinderbänke komplett hinsichtlich des Ladungswechsels ihrer Zylinder abschalten.It is also advantageous if the charge cycle is changed in half of the cylinders, in particular in every second cylinder of the firing order. That way A change in the charge cycle state can be implemented particularly simply by switching off or suspending the charge cycle, for example, for a complete cylinder bank of the internal combustion engine, in the event that the internal combustion engine has two such cylinder banks. In general, in the case of an even number of cylinder banks, half of the cylinder banks can be switched off completely with respect to the change of charge of their cylinders.
Durch die Veränderung oder Aussetzung des Ladungswechsels bei jedem zweiten Zylinder der Zündreihenfolge wird außerdem ein ruhiger Motorlauf gewährleistet.By changing or suspending the charge cycle every second cylinder of the firing order also a smooth engine operation is ensured.
Der Ladungswechsel über den mindestens einen Zylinder kann besonders einfach durch Deaktivierung dessen Ventiltriebs auf Einlass- und/oder Auslassseite ausgesetzt oder durch Aktivierung dessen Ventiltriebs auf Einlass- und/oder Auslassseite aktiviert werden.The charge change over the at least one cylinder can be particularly easily exposed by deactivating the valve gear on the intake and / or exhaust side or activated by activating the valve train on the inlet and / or outlet side.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken, Figur 2 ein Funktionsdiagramm zur Veränderung des Ladungswechselzustandes mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine abhängig von einer Anforderung,1 shows a block diagram of an internal combustion engine with two cylinder banks, FIG. 2 shows a functional diagram for changing the state of charge change of at least one cylinder of the internal combustion engine as a function of a request,
Figur 3 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Veränderung der Stellung eines Stellgliedes in einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine abhängig von der Veränderung des Ladungswechselzustandes des mindestens einen Zylinders und3 shows a functional diagram for explaining the method according to the invention and the device according to the invention for changing the position of an actuator in an air supply of the internal combustion engine as a function of the change in the state of charge of the at least one cylinder and
Figuren 4a) bis 4i) den zeitlichen Verlauf verschiedener Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine vor und nach Veränderung des Ladungswechselzustandes mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine. - A -FIGS. 4a) to 4i) show the time profile of various operating variables of the internal combustion engine before and after a change in the state of charge change of at least one cylinder of the internal combustion engine. - A -
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In Figur 1 kennzeichnet 1 eine Brennkraftmaschine, die beispielsweise ein Fahrzeug antreibt. Die Brennkraftmaschine 1 kann beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst in diesem Beispiel eine geradzahligeIn FIG. 1, 1 denotes an internal combustion engine which, for example, drives a vehicle. The internal combustion engine 1 can be designed, for example, as a gasoline engine or as a diesel engine. The internal combustion engine 1 comprises an even number in this example
Anzahl n an Zylinderbänken, wobei im Beispiel nach Figur 1 n gleich 2 ist. Alternativ lässt sich die Erfindung aber auch mit einer ungeradzahligen Anzahl an Zylinderbänken realisieren, beispielsweise auch nur mit einer einzigen. Jede Zylinderbank im vorliegenden Beispiel umfasst die gleiche Anzahl an Zylindern. So umfasst die Brennkraftmaschi- ne 1 gemäß dem Beispiel nach Figur 1 eine erste Zylinderbank 55 mit einem ersten Zylinder 11, einem zweiten Zylinder 12, einem dritten Zylinder 13 und einem vierten Zylinder 14. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine 1 gemäß Figur 1 eine zweite Zylinderbank 60 mit einem fünften Zylinder 15, einem sechsten Zylinder 16, einem siebten Zylinder 17 und einem achten Zylinder 18. Den Zylindern 11, ..., 18 der beiden Zylinderbänke 55, 60 wird über eine Luftzufuhr 10 Frischluft zugeführt. In der Luftzufuhr 10 ist einNumber n of cylinder banks, wherein in the example of Figure 1 n is equal to 2. Alternatively, however, the invention can also be implemented with an odd number of cylinder banks, for example, only with a single one. Each cylinder bank in the present example comprises the same number of cylinders. Thus, according to the example of FIG. 1, the internal combustion engine 1 comprises a first cylinder bank 55 having a first cylinder 11, a second cylinder 12, a third cylinder 13 and a fourth cylinder 14. Furthermore, the internal combustion engine 1 according to FIG. 1 comprises a second cylinder bank 60 with a fifth cylinder 15, a sixth cylinder 16, a seventh cylinder 17 and an eighth cylinder 18. The cylinders 11, ..., 18 of the two cylinder banks 55, 60 are supplied with fresh air via an air supply 10. In the air supply 10 is a
Stellglied 5 zur Beeinflussung der den Zylindern 11, ..., 18 zugeführten Luftmenge angeordnet. Diese Luftmenge variiert dabei abhängig von der Stellung oder Position oder dem Öffnungswinkel oder Öffnungsgrad des Stellgliedes 5. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass das Stellglied 5 als Drosselklappe ausgebildet ist. Die Strömungsrich- tung der Luft in der Luftzufuhr 10 ist in Figur 1 durch Pfeile gekennzeichnet. Die Position der Drosselklappe bzw. der am Öffnungswinkel wird von einer Steuerung 25 in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise abhängig von der Betätigung eines in Figur 1 nicht dargestellten Fahrpedals oder abhängig von der Anforderung eines anderen in Figur 1 nicht dargestellten Fahrzeugsystems, wie beispielsweise eines Antiblockiersystems, ei- ner Antriebschlupfregelung, einer Fahrdynamikregelung, einem Fahrgeschwindigkeitsregler oder dergleichen angesteuert. Stromab der Drosselklappe 5 wird über ein Einspritzventil 50 Kraftstoff in die Luftzufuhr 10 eingespritzt, wobei die Ansteuerung des Einspritzventils 50 und damit die Kraftstoffzumessung ebenfalls von der Steuerung 25 in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise zur Einstellung eines vorgegebenen Luft- /Kraftstoffgemischverhältnisses eingestellt wird. Alternativ kann die Kraftstoffeinspritzung auch stromauf der Drosselklappe 5 in die Luftzufuhr 10 oder direkt in die Brennräume der Zylinder 11, ..., 18 erfolgen. Ferner ist es gemäß Figur 1 vorgesehen, den Ventiltrieb der Zylinder 11, ..., 18 und damit deren Einlass- und Auslassventile seitens der Motorsteuerung 25 in dem Fachmann bekannter Weise mittels einer vollvariablen Ven- tilsteuerung anzusteuern. Alternativ kann dieser Ventiltrieb auch unter Verwendung von Nockenwellen in dem Fachmann bekannter Weise eingestellt werden. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches in den Brennräumen der Zylindern 11, ..., 18 gebildete Abgas wird über die Auslassventile der Zylinder 11, ..., 18 in einen Abgasstrang 65 ausgestoßen. Die Strömungsrichtung des Abgases im Abgasstrang 65 ist in Fi- gur 1 ebenfalls durch Pfeile gekennzeichnet. Dabei ist im Abgasstrang 65 optional eineActuator 5 for influencing the cylinders 11, ..., 18 arranged amount of air arranged. This amount of air varies depending on the position or position or the opening angle or opening degree of the actuator 5. In the following it is assumed by way of example that the actuator 5 is designed as a throttle valve. The flow direction of the air in the air supply 10 is indicated by arrows in FIG. The position of the throttle flap or the opening angle is determined by a controller 25 in the art, for example, depending on the operation of an accelerator pedal, not shown in Figure 1 or depending on the requirement of another vehicle system, not shown in Figure 1, such as an anti-lock braking system. a traction control, a vehicle dynamics control, a cruise control or the like driven. Downstream of the throttle valve 5 fuel is injected into the air supply 10 via an injection valve 50, wherein the control of the injection valve 50 and thus the fuel metering is also set by the controller 25 in the conventional manner, for example, to set a predetermined air / fuel mixture ratio. Alternatively, the fuel injection can also be carried out upstream of the throttle valve 5 in the air supply 10 or directly into the combustion chambers of the cylinders 11, ..., 18. Furthermore, it is provided according to Figure 1, the valve train of the cylinder 11, ..., 18 and thus their intake and exhaust valves on the part of the engine control 25 in the expert known manner by means of a fully variable valve control to control. Alternatively, this valve train can also be using Camshafts are set in the manner known in the art. The exhaust gas formed during the combustion of the air / fuel mixture in the combustion chambers of the cylinders 11,..., 18 is expelled via the exhaust valves of the cylinders 11,..., 18 into an exhaust line 65. The flow direction of the exhaust gas in the exhaust line 65 is also marked in FIG. 1 by arrows. In the exhaust system 65, an optional one
Abgasnachbehandlungsvorrichtung 45 angeordnet, beispielsweise in Form eines Katalysators, um die Emission unerwünschter Schadstoffe durch Konversion möglichst zu vermeiden.Exhaust aftertreatment device 45 arranged, for example in the form of a catalyst in order to avoid the emission of undesirable pollutants by conversion as possible.
In Figur 2 ist ein Funktionsdiagramm dargestellt und mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet, mit dessen Hilfe der Ladungswechselzustand mindestens eines der Zylinder 11, 12, ..., 18 der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von einer empfangenen Anforderung verändert wird. Das Funktionsdiagramm 70 kann dabei beispielsweise Software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung 25 implementiert sein. Das Funktionsdiagramm 70 umfasst eine Empfangseinheit 40 zum Empfang einer Anforderung von einer außerhalb des Funktionsdiagramms 70 gelegenen Anforderungserzeugungseinheit 80. Eine solche Anforderung kann beispielsweise eine Anforderung zur Veränderung des Temperaturgradienten der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 45 sein. Eine solche Anforderung kann dabei von der Motorsteuerung 25 erzeugt werden. Zu diesem Zweck vergleicht die Mo- torsteuerung 25 beispielsweise eine Isttemperatur des Katalysators 45 mit einer Solltemperatur des Katalysators 45 und leitet aus dieser Abweichung eine Anforderung zur Veränderung des zeitlichen Temperaturgradienten des Katalysators 45 ab. So kann beispielsweise bei einer Unterschreitung der Solltemperatur des Katalysators um mehr als einen vorgegebenen Wert durch die Isttemperatur des Katalysators von der Motorsteue- rung 25 eine Erhöhung des Temperaturgradienten angefordert werden. Bei Überschreiten der Solltemperatur des Katalysators um mehr als einen vorgegebenen Wert durch die Isttemperatur des Katalysators kann die Motorsteuerung 25 umgekehrt eine Verringerung des Temperaturgradienten des Katalysators 45 anfordern. Die Anforderung an die Veränderung des Temperaturgradienten wird dabei von der Anforderungserzeugungseinheit 80 vorgegeben, die ebenfalls in der Motorsteuerung 25 Software- und/oder hardwaremäßig implementiert sein kann. Ein anderes Beispiel für eine Anforderung ist eine Verzögerungsanforderung zur Verzögerung des von der Brennkraftmaschine 1 angetriebenen Fahrzeugs. Eine solche Verzögerungsanforderung empfängt die Steuerung 25 beispielsweise aufgrund einer Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer oder als Verzöge- rungsanforderung eines Fahrzeugsystems, wie beispielsweise eines Antiblockiersystems, einer Antriebschlupfregelung, einer Fahrdynamikregelung, usw. In diesem Fall stellt die Anforderungserzeugungseinheit 80 das entsprechende Fahrzeugsystem oder das Bremspedalmodul dar.2 shows a functional diagram is shown and designated by the reference numeral 70, with the aid of which the charge exchange state of at least one of the cylinders 11, 12, ..., 18 of the internal combustion engine is changed in response to a received request. The functional diagram 70 can be implemented in the engine control 25, for example software and / or hardware. The functional diagram 70 includes a receiving unit 40 for receiving a request from a request generating unit 80 located outside of the functional chart 70. Such a request may be, for example, a request for changing the temperature gradient of the exhaust gas after-treatment apparatus 45. Such a request can be generated by the engine controller 25. For this purpose, the engine controller 25 compares, for example, an actual temperature of the catalytic converter 45 with a setpoint temperature of the catalytic converter 45 and derives from this deviation a request for changing the temporal temperature gradient of the catalytic converter 45. Thus, for example, if the target temperature of the catalytic converter falls below a predetermined value by the actual temperature of the catalytic converter, an increase in the temperature gradient can be requested by the engine control unit 25. Conversely, when the setpoint temperature of the catalyst is exceeded by more than a predetermined value by the actual temperature of the catalyst, the engine controller 25 may request a reduction in the temperature gradient of the catalyst 45. The requirement for the change of the temperature gradient is predetermined by the request generating unit 80, which may also be implemented in the motor controller 25 software and / or hardware. Another example of a request is a deceleration request for decelerating the vehicle driven by the internal combustion engine 1. Such a deceleration request is received by the controller 25, for example, due to an actuation of a brake pedal by the driver or as a deceleration request of a vehicle system, such as an antilock brake system, for example. a traction control, a vehicle dynamics control, etc. In this case, the request generating unit 80 represents the corresponding vehicle system or the brake pedal module.
Die Empfangseinheit 40 empfangt von der Anforderungserzeugungseinheit 80 die beschriebene Anforderung und leitet sie an eine Umsetzeinheit 85 im Funktionsdiagramm weiter. Die Umsetzeinheit 85 setzt die empfangene Anforderung in eine Anforderung an den Ladungswechselzustand der Zylinder 11, 12, ..., 18 um und leitet diese Anforderung an Mittel 30 zur Veränderung des Ladungswechselzustandes der Zylinder 11, 12, ..., 18 weiter. Die Mittel 30 umfassen dabei eine Aktuatorik, die den Ventiltrieb der Einlass- und/oder Auslassventile jedes Zylinders 11, 12, ..., 18 gemäß der von der Umsetzeinheit 85 gelieferten Anforderung einstellen. Dabei können die Einlass- und/oder Auslassventile jedes Zylinders 11, 12, ..., 18 durch die Mittel 30 individuell eingestellt, d. h. geöffnet oder geschlossen werden. Dabei umfasst jeder Zylinder 11, ... , 18 ein oder mehrere Ein- lassventile und ein oder mehrere Auslassventile. Durch die Mittel 30 können sämtlicheThe receiving unit 40 receives from the request generating unit 80 the described request and forwards it to a converting unit 85 in the functional diagram. The conversion unit 85 converts the received request into a request for the change of charge state of the cylinders 11, 12,..., 18 and forwards this request to means 30 for changing the state of charge of the cylinders 11, 12,..., 18. The means 30 comprise an actuator which adjust the valve train of the intake and / or exhaust valves of each cylinder 11, 12,..., 18 according to the request supplied by the transfer unit 85. In this case, the inlet and / or outlet valves of each cylinder 11, 12, ..., 18 individually adjusted by the means 30, d. H. be opened or closed. Each cylinder 11,..., 18 comprises one or more inlet valves and one or more outlet valves. By the means 30 can all
Einlassventile und/oder sämtliche Auslassventile eines jeden Zylinders 11, 12, ..., 18 dauerhaft geschlossen werden, sodass der Ladungswechsel über den entsprechenden Zylinder für diese Dauer ausgesetzt bzw. deaktiviert ist. Da jeder Zylinder 11, ... , 18 individuell in der beschriebenen Weise angesteuert werden kann, zeigt die Figur 2 acht Aus- gänge der Mittel 30. Eine Veränderung des Ladungswechselzustandes mindestens eines der Zylinder 11, ..., 18 ergibt sich somit dadurch, dass der Ladungswechsel über den mindestens einen Zylinder 11, ..., 18 ausgehend von einem aktivierten Zustand durch dauerhaftes Schließen sämtlicher seiner Einlassventile und/oder sämtlicher seiner Auslassventile ausgesetzt wird. Umgekehrt lässt sich der Ladungswechselzustand des min- destens einen Zylinders 11, ..., 18 dadurch verändern, dass der Ladungswechsel über den mindestens einen Zylinder 11, ..., 18 ausgehend vom ausgesetzten Zustand wieder aktiviert wird, indem die Einlass- und/oder Auslassventile des mindestens einen Zylinders 11, ..., 18 zur Durchführung des Ladungswechsels in herkömmlicher Weise abwechselnd je nach Zylindertakt geöffnet und geschlossen werden.Inlet valves and / or all exhaust valves of each cylinder 11, 12, ..., 18 are permanently closed, so that the charge exchange is suspended or deactivated via the corresponding cylinder for this duration. Since each cylinder 11,..., 18 can be controlled individually in the manner described, FIG. 2 shows eight outputs of the means 30. A change in the state of charge change of at least one of the cylinders 11,..., 18 thus results in that the charge exchange is suspended via the at least one cylinder 11, ..., 18 from an activated state by permanently closing all of its intake valves and / or all of its exhaust valves. Conversely, the charge exchange state of the at least one cylinder 11,..., 18 can be changed by reactivating the charge exchange via the at least one cylinder 11,..., 18, starting from the suspended state, by changing the intake and / or or exhaust valves of the at least one cylinder 11, ..., 18 are alternately opened and closed alternately depending on the cylinder cycle to carry out the charge exchange in a conventional manner.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden hinsichtlich des Ladungswechselzustandes der Zylinder 11, ..., 18 zwei Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 unterschieden. In einem ersten Betriebszustand wird der Ladungswechsel über die Hälfte der Zylinder 11, ..., 18 durch dauerhaftes Schließen ihrer Einlass- und/oder Auslassventile ausge- setzt. Dabei kann entweder der Ladungswechsel über sämtliche Zylinder einer der beiden Zylinderbänke 55, 60a ausgesetzt werden, wohingegen der Ladungswechsel über sämtliche Zylinder der anderen beiden Zylinderbänke 55, 60 aktiviert ist. Alternativ kann auch die Hälfte der Zylinder der ersten Zylinderbank 55 und die Hälfte der Zylinder der zweiten Zylinderbank 60 oder generell die Hälfte der Zylinder unabhängig davon, auf weicher Zylinderbank sie sich befinden hinsichtlich des Ladungswechsel deaktiviert sein, wohingegen der Ladungswechsel über die übrigen Zylinder aktiviert ist. Generell und auch im Falle einer ungeraden Anzahl an Zylinderbänken kommt es lediglich darauf an, dass ein Teil, beispielsweise die Hälfte, aller Zylinder der Brennkraftmaschine 1 hinsichtlich des Ladungswechsels deaktiviert wird und der andere Teil aller Zylinder der Brennkraftma- schine 1 hinsichtlich des Ladungswechsels aktiviert ist. Ist die Zündreihenfolge der Zylinder 11, ..., 18 beispielsweise wie folgt:In an advantageous embodiment, two operating states of the internal combustion engine 1 are distinguished with regard to the charge-changing state of the cylinders 11,. In a first operating state, the charge cycle is suspended over half of the cylinders 11,..., 18 by permanently closing their intake and / or exhaust valves. In this case, either the charge cycle across all cylinders one of the two Cylinder banks 55, 60a are exposed, whereas the charge cycle over all cylinders of the other two cylinder banks 55, 60 is activated. Alternatively, half of the cylinders of the first cylinder bank 55 and half of the cylinders of the second cylinder bank 60, or generally half of the cylinders, independently of which they are on the soft cylinder bank, may be deactivated with respect to the gas exchange, whereas the gas exchange over the remaining cylinders is activated , Generally and even in the case of an odd number of cylinder banks, it is only important that one part, for example half, of all cylinders of the internal combustion engine 1 is deactivated with respect to the charge exchange and the other part of all cylinders of the internal combustion engine 1 is activated with respect to the charge exchange , For example, if the firing order of the cylinders 11, ..., 18 is as follows:
Erster Zylinder 11, fünfter Zylinder 16, zweiter Zylinder 12, sechster Zylinder 16, dritter Zylinder 13, siebter Zylinder 17, vierter Zylinder 14, achter Zylinder 18.First cylinder 11, fifth cylinder 16, second cylinder 12, sixth cylinder 16, third cylinder 13, seventh cylinder 17, fourth cylinder 14, eighth cylinder 18.
Dabei kann es auch vorgesehen sein, jeden zweiten Zylinder der Zündreihenfolge vom Ladungswechsel auszuschließen, unabhängig davon, aufweicher Zylinderbank er sich befindet, und den Ladungswechsel über die übrigen Zylinder zu aktivieren. Im beschriebenen Beispiel würde beispielsweise für den Fall, dass sämtliche Zylinder 11, 12, 13, 14 der ersten Zylinderbank 55 vom Ladungswechsel ausgeschlossen werden und der Ladungswechsel über sämtliche Zylinder 15, 16, 17, 18 der zweiten Zylinderbank 60 aktiviert ist genau dazu führen, dass jeder zweite Zylinder in der Zündreihenfolge vom Ladungswechsel ausgeschlossen ist, wohingegen die übrigen Zylinder in der Zündreihenfolge einen Ladungswechsel aufweisen. Auf diese Weise wird ein möglichst ruhiger Motor- betrieb trotz des bei der Hälfte der Zylinder ausgesetzten Ladungswechsels bewirkt.It can also be provided to exclude every second cylinder of the firing order from the charge cycle, regardless of the cylinder bank he is located, and to activate the charge change over the remaining cylinders. In the example described, for example, in the event that all the cylinders 11, 12, 13, 14 of the first cylinder bank 55 are excluded from the charge cycle and the charge cycle across all the cylinders 15, 16, 17, 18 of the second cylinder bank 60 is activated, exactly that every second cylinder is excluded in the firing order from the charge cycle, whereas the remaining cylinders in the firing order have a charge cycle. In this way, the smoothest possible engine operation is achieved despite the charge change that is exposed in half of the cylinders.
In einem zweiten Betriebszustand sollen alle Zylinder 11, ..., 18 hinsichtlich des Ladungswechsels aktiviert sein.In a second operating state, all cylinders 11,..., 18 are to be activated with regard to the charge exchange.
Die Veränderung des Ladungswechselzustandes der Zylinder 11, ..., 18 erfolgt nun einfach durch Umschaltung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand. Der erste Betriebszustand wird dabei auch als Halbmotorbetrieb und der zweite Betriebszustand auch als Vollmotorbetrieb bezeichnet. Diese Umschaltung zwischen den beiden Betriebszuständen kann sowohl im befeuerten wie auch im unbefeuer- ten Betrieb der Brennkraftmaschine 1 erfolgen. Im unbefeuerten Betrieb ist dabei die Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil 50 dauerhaft ausgeblendet im Gegensatz zum befeuerten Betrieb, während dem regelmäßig Kraftstoff eingespritzt wird. Der befeuerte Betrieb der Brennkraftmaschine 1 kennzeichnet beispielsweise einen Zugbetrieb und der unbefeuerte Betrieb liegt beispielsweise in einem Schubbetrieb der Brennkraft- maschine 1 vor. Der unbefeuerte Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 1 wird auch alsThe change in the charge-changing state of the cylinders 11,..., 18 now takes place simply by switching between the first operating state and the second operating state. The first operating state is also referred to as a half-engine operation and the second operating state as a full engine operation. This switching between the two operating states can take place both in the fired and in the non-fired operation of the internal combustion engine 1. In the unfired operation is the Fuel injection via the injection valve 50 permanently hidden in contrast to the fired operation, during which fuel is injected regularly. The fired operation of the internal combustion engine 1, for example, characterizes a train operation and the unfired operation, for example, in a coasting operation of the internal combustion engine 1 before. The unfired overrun operation of the internal combustion engine 1 is also called
Schubabschaltung bezeichnet, d. h. die betroffenen Einspritzventile aller Zylinder sind geschlossen.Overrun cutoff, d. H. the affected injection valves of all cylinders are closed.
Im Folgenden soll beispielhaft davon ausgegangen werden, dass die Umschaltung zwi- sehen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand im unbefeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine 1, also beispielsweise während Schubabschaltung erfolgt.In the following, it is to be assumed by way of example that the switchover between the first operating state and the second operating state takes place in the uncontrolled operation of the internal combustion engine 1, that is, for example, during overrun fuel cutoff.
Es ist nun vorgesehen, mit der Veränderung des Ladungswechselzustandes des mindestens einen Zylinders 11, ..., 18 die Stellung der Drosselklappe 5 zu verändern, wobei wie beschrieben in diesem Ausführungsbeispiel die Veränderung des Ladungswechselzustandes des mindestens einen Zylinders 11, ..., 18 durch die Umschaltung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand repräsentiert ist. Diese Maßnahme hat zum Ziel, einen Ruck der Brennkraftmaschine 1 bzw. des von ihr angetriebenen Fahrzeugs bei der Umschaltung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Be- triebszustand möglichst weitgehend zu vermeiden und damit den Betrieb der Brennkraftmaschine komfortabler zu machen. Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, mit Aussetzung eines zuvor aktivierten Ladungswechsels über mindestens einen Zylinder 11, ..., 18 die Stellung der Drosselklappe 5 im Sinne einer Reduzierung der der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Luftmenge zu verändern. Das bedeutet, dass bei Umschaltung vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand die Drosselklappe in Schließrichtung betätigt wird.It is now provided to change the position of the throttle valve 5 with the change of the charge change state of the at least one cylinder 11,... 18, wherein as described in this embodiment, the change of the charge exchange state of the at least one cylinder 11, ..., 18 is represented by the switching between the first operating state and the second operating state. This measure has the purpose of avoiding as far as possible jerking the internal combustion engine 1 or the vehicle driven by it when switching between the first operating state and the second operating state and thus making the operation of the internal combustion engine more comfortable. For this purpose, it is provided, with the suspension of a previously activated charge exchange via at least one cylinder 11, ..., 18 to change the position of the throttle valve 5 in the sense of reducing the amount of air supplied to the internal combustion engine 1. This means that when switching from the second operating state to the first operating state, the throttle valve is actuated in the closing direction.
Entsprechend wird mit Aktivierung eines zuvor ausgesetzten Ladungswechsels über mindestens einen Zylinder 11, ..., 18 die Stellung der Drosselklappe 5 im Sinne einer Erhö- hung der der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Luftmenge verändert. Dies bedeutet, dass beim Umschalten vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand die Drosselklappe 5 in Öffnungsrichtung betätigt wird.Accordingly, upon activation of a previously exposed charge change via at least one cylinder 11,..., 18, the position of the throttle valve 5 is changed in the sense of an increase in the amount of air supplied to the internal combustion engine 1. This means that when switching from the first operating state to the second operating state, the throttle valve 5 is actuated in the opening direction.
Als vorteilhaft hat sich dabei herausgestellt, die Stellung der Drosselklappe 5 um einen vorgegeben Wert zu verändern. Dabei wird der vorgegebene Wert derart ermittelt, dass nach der Veränderung des Ladungswechselzustandes des mindestens einen Zylinders 11, 12, ..., 18 und der gleichzeitig zur Veränderung des Ladungswechselzustandes erfolgenden Veränderung der Stellung der Drosselklappe 5 das Kupplungsmoment der Brennkraftmaschine 1 im Vergleich vor der Veränderung des Ladungswechselzustandes des mindestens einen Zylinders 11, ... , 18 konstant bleibt. Auf diese Weise wird nämlich derIt has proven to be advantageous to change the position of the throttle valve 5 by a predetermined value. In this case, the predetermined value is determined such that after the change in the state of charge change of the at least one cylinder 11, 12,..., 18 and the changing of the position of the throttle valve 5 at the same time to change the state of charge change, the clutch torque of the internal combustion engine 1 compared to the change of the charge change state of the at least one cylinder 11, ..., 18 remains constant. In this way, namely the
Ruck der Brennkraftmaschine 1 bzw. des Fahrzeugs bei der Veränderung des Ladungswechselzustandes des mindestens einen Zylinders 11, ..., 18 idealer Weise vollständig vermieden. Der vorgegebene Wert für die Änderung der Stellung der Drosselklappe 5 kann durch Applikation beispielsweise auf einem Prüfstand abhängig vom aktuellen Be- triebszustand der Brennkraftmaschine 1, insbesondere abhängig von der Motordrehzahl und der Motorlast der Brennkraftmaschine 1 ermittelt werden. Der vorgegebene Wert kann alternativ durch Modellierung ermittelt werden. Ein Beispiel für eine solche Modellierung des vorgegebenen Wertes für die Änderung der Stellung der Drosselklappe 5 ist anhand des Funktionsdiagramms 75 in Figur 3 erläutert.Ruck the internal combustion engine 1 and the vehicle in the change of the charge cycle state of at least one cylinder 11, ..., 18 ideally completely avoided. The predetermined value for changing the position of the throttle valve 5 can be determined by application, for example, on a test bench depending on the current operating state of the internal combustion engine 1, in particular depending on the engine speed and the engine load of the internal combustion engine 1. The predetermined value can alternatively be determined by modeling. An example of such a modeling of the predetermined value for the change in the position of the throttle valve 5 is explained with reference to the functional diagram 75 in FIG.
Am Ausgang der Brennkraftmaschine 1 bildet sich ein Verlustmoment aufgrund der Motorreibung und der Ladungswechselverluste. Das Verlustmoment entspricht daher der Summe aus dem Reibmoment und dem Ladungswechselverlustmoment. In einer ersten Momentenermittlungseinheit 90 des zweiten Funktionsdiagramms 75 wird in dem Fach- mann bekannter Weise der aktuelle Ladungswechselverlustmomentenwert ermittelt. ImAt the output of the internal combustion engine 1, a loss torque is formed due to the engine friction and the charge cycle losses. The loss torque therefore corresponds to the sum of the friction torque and the charge cycle torque loss. In a first torque determination unit 90 of the second function diagram 75, the current charge cycle torque loss value is determined in a manner known to those skilled in the art. in the
Ziel muss der aktuelle Ladungswechselverlustmomentenwert im ersten Betriebszustand demjenigen im zweiten Betriebszustand entsprechen. Da das Ladungswechselverlustmoment im ersten Betriebszustand nur halb so groß wie im zweiten Betriebszustand ist, muss der aktuelle Ladungswechselverlustmomentenwert in einem Multiplikationsglied 95 mit dem Faktor Zwei multipliziert werden. Von dem auf diese Weise gebildeten Produkt wird in einem Subtraktionsglied 105 des Funktionsdiagramms 75 der Ladungswechsel- verlustmomentenwert subtrahiert, der sich für die Zylinder ergibt, bei denen der Ladungswechsel ausgesetzt ist. Dieser Wert wird in einer zweiten Momentenermittlungseinheit 92 ermittelt und ist im ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 gleich Null, weil bei den Zylindern, bei denen der Ladungswechsel ausgesetzt ist, auch keineThe target must correspond to the current charge cycle torque loss value in the first operating state to that in the second operating state. Since the charge cycle loss torque in the first operating state is only half as high as in the second operating state, the current charge cycle torque loss value in a multiplier element 95 must be multiplied by a factor of two. From the product formed in this way, in a subtraction element 105 of the function diagram 75, the charge cycle loss torque value is subtracted, which results for the cylinders in which the charge change is suspended. This value is determined in a second torque detection unit 92 and is zero in the first operating state of the internal combustion engine 1, because in the cylinders in which the charge change is exposed, no
Ladungswechselverluste und damit auch kein Ladungswechselverlustmoment auftreten können. Die Differenz am Ausgang des Subtraktionsgliedes 105 entspricht somit dem Ladungswechselverlustmomentenwert derjenigen Zylinder, deren Ladungs Wechsel aktiviert ist. Dieser Ladungswechselverlustmomentenwert der Zylinder mit aktiviertem La- dungswechsel wird beispielsweise einer inversen Integralfunktion * dV des pV- Charge change losses and thus no charge cycle loss torque can occur. The difference at the output of the subtraction element 105 thus corresponds to the charge cycle torque loss value of those cylinders whose charge change is activated. This charge cycle torque value of the cylinders with activated A change of mode, for example, is due to an inverse integral function * dV of the pV-
Diagramms der Brennkraftmaschine 1 als Eingangsgröße zugeführt, wobei ps der Saugrohrdruck stromab der Drosselklappe 5 und pu der Umgebungsdruck ist. Am Ausgang der inversen Integralfunktion ergibt sich dann der dem Ladungswechselverlustmomentenwert der Zylinder mit aktiviertem Ladungswechsel zugeordnete Saugrohrdruck ps. Der Umgebungsdruck pu kann beispielsweise mittels eines in Figur 1 nicht dargestellten Drucksensors in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt werden. Anstelle der inversen Integralfunktion kann auch ein Kennfeld oder eine Kennlinie verwendet werden, die beispielsweise auf einem Prüfstand appliziert wurde. Die inverse Integralfunktion ist in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 110 gekennzeichnet. Der Saugrohrdruck ps am Ausgang der inversen Integralfunktion 110 wird einer Kennlinie 115 zugeführt, die den Saugrohrdruck ps in den zugeordneten Wert für die Zylinderfüllung rl umrechnet. Im einfachsten Fall kann statt der Kennlinie 115 ein Multiplikationsglied verwendet werden, dass den Saugrohrdruck ps mit einem Umrechnungsfaktor fupsrl multipliziert, um den Wert für die Fül- hing rl zu erhalten. Der Umrechnungsfaktor bzw. die Kennlinie 115 können ebenfalls beispielsweise auf einem Prüfstand abhängig vom Betriebzustand der Brennkraftmaschine 1, also insbesondere von Motordrehzahl und Motorlast appliziert werden. Die aus der Kennlinie 115 bzw. mittels der Umrechnung ermittelte Füllung rl wird einer Betätigungseinheit 35 des Funktionsdiagramms 75 zugeführt, die dem der Füllung rl zugeordneten Öff- nungswinkel der Drosselklappe 5 ermittelt. Die Betätigungseinheit 35 veranlasst dann eine Einstellung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 5 auf den ermittelten Öffnungswinkel und damit eine Änderung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 5 um einen durch den von der Betätigungseinheit 35 ermittelten Öffnungswinkel und den vor der Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand vorliegenden Öff- nungswinkel vorgegebenen Wert. Dabei veranlasst die Betätigungseinheit 35 eine Betätigung der Drosselklappe 5 in Schließrichtung auf den ermittelten Öffnungswinkel, wenn eine Umschaltung vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand detektiert wurde. Wurde jedoch vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand umgeschaltet, so veranlasst die Betätigungseinheit 35 ein Betätigen der Drosselklappe 5 in Öffnungsrichtung auf den ermittelten Öffnungswinkel. Die Detektion der Betätigungseinheit 35, ob vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand oder vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand umgeschaltet wurde erfolgt durch Zuführung eines entsprechenden Signals B hmb, das in Figur 4h) dargestellt ist. Dieses Signal ist im ersten Betriebszustand gesetzt und im zweiten Betriebszustand zurückgesetzt und wird von den Mitteln 30 je nach Anforderung an den Ladungswechselzustand der Zylinder erzeugt und abgegeben. Dieses Signal wird dann der Betätigungseinheit 35 zugeführt.Diagram of the internal combustion engine 1 supplied as an input variable, wherein p s of the intake manifold pressure downstream of the throttle valve 5 and p u is the ambient pressure. At the output of the inverse integral function, the intake pipe pressure p s associated with the charge cycle torque loss value of the cylinder with activated charge change is then obtained. The ambient pressure p u can be determined, for example, by means of a pressure sensor, not shown in FIG. 1, in a manner known to those skilled in the art. Instead of the inverse integral function, it is also possible to use a characteristic diagram or a characteristic curve which has been applied for example on a test stand. The inverse integral function is identified by the reference numeral 110 in FIG. The intake manifold pressure p s at the output of the inverse integral function 110 is supplied to a characteristic curve 115, which converts the intake manifold pressure p s into the assigned value for the cylinder charge rl. In the simplest case, instead of the characteristic curve 115, a multiplication element may be used which multiplies the intake manifold pressure p s by a conversion factor fupsrl in order to obtain the value for the inflation rate. The conversion factor or the characteristic curve 115 can also be applied, for example, on a test bench as a function of the operating state of the internal combustion engine 1, that is to say in particular of engine speed and engine load. The charge rl determined from the characteristic curve 115 or by means of the conversion is fed to an actuation unit 35 of the function diagram 75 which determines the opening angle of the throttle valve 5 associated with the charge rl. The actuating unit 35 then causes an adjustment of the opening angle of the throttle valve 5 to the determined opening angle and thus a change in the opening angle of the throttle valve 5 by an opening angle determined by the operating unit 35 and the opening present before the switching between the first and the second operating state. given angle. In this case, the actuating unit 35 causes an actuation of the throttle valve 5 in the closing direction to the determined opening angle when a switchover from the second operating state was detected in the first operating state. However, has been switched from the first operating state to the second operating state, the actuating unit 35 causes an actuation of the throttle valve 5 in the opening direction to the determined opening angle. The detection of the actuating unit 35, whether switched from the first operating state to the second operating state or from the second operating state to the first operating state is effected by supplying a corresponding signal B hmb, which is shown in Figure 4h). This signal is set in the first operating state and reset in the second operating state and is generated and delivered by the means 30 as required to the charge cycle state of the cylinders. This signal is then supplied to the actuator 35.
Durch die Veränderung der Position der Drosselklappe 5 durch die Betätigungseinheit 35 wird eine Veränderung des Kupplungsmomentes der Brennkraftmaschine 1 aufgrund der Umschaltung zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand i- dealer Weise vollständig kompensiert. Der Ladungswechselverlustmomentenwert am Ausgang der ersten Momentenermittlungseinheit 90 ist mit MdLW gekennzeichnet. Der Ausgang der zweiten Momentenermittlungseinheit 92 als Ladungsverlustmomentenwert der hinsichtlich des Ladungswechsels nicht aktivierten Zylinder mit MdLWHMB, der Ausgang des Subtraktionsgliedes 105 als Ladungswechselverlustmomentenwert der hinsichtlich des Ladungswechsels aktivierten Zylinder mit MdLWVMB, der Ausgang der inversen Integralfunktion 110 als Saugrohrdruck ps, der Ausgang der Kennlinie 115 als Füllung mit rl und der Wert am Ausgang der Betätigungseinheit 35 mit wdk. Bei der Umschaltung vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand ist wie beschrieben der von der zweiten Momentenermittlungseinheit 92 ermittelte Ladungswechselver- lustmomentenwert MdLWHMB gleich Null und somit MdLWVMB gleich 2* MdLW. Bei der Umschaltung vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand ist der von der zweiten Momentenermittlungseinheit 92 ermittelte Ladungswechselverlustmo- mentenwert MdLWHMB der Ladungswechselverlustmomentenwert derjenigen Zylinder die zuvor hinsichtlich des Ladungswechsel abgeschaltet und nun aktiviert sind. Insofern ist MdLWHMB = 0,5 * MdLW = MdLWVMB.By changing the position of the throttle valve 5 by the operating unit 35, a change in the clutch torque of the internal combustion engine 1 due to the switching between the first operating state and the second operating state i- dealer manner completely compensated. The charge cycle torque loss value at the output of the first torque detection unit 90 is labeled MdLW. The output of the second torque detection unit 92 as the charge loss torque value of the cylinder not activated with respect to the charge exchange with MdLWHMB, the output of the subtractor 105 as Ladungswechselverlustmomentenwert the cylinder with respect to the charge exchange activated with MdLWVMB, the output of the inverse integral function 110 as intake manifold pressure p s , the output of the characteristic 115th as a filling with rl and the value at the output of the actuator 35 with wdk. When switching from the second operating state to the first operating state, as described, the charge cycle torque value MdLWHMB determined by the second torque determination unit 92 is equal to zero and thus MdLWVMB is equal to 2 * MdLW. When switching from the first operating state to the second operating state, the charge cycle torque loss value MdLWHMB determined by the second torque determination unit 92 is the charge cycle torque loss value of those cylinders which have previously been switched off with respect to the charge cycle and are now activated. Insofar, MdLWHMB = 0.5 * MdLW = MdLWVMB.
Die Funktionsweise des Funktionsdiagramms 75 nach Figur 3 wird nun anhand der Zeitdiagramme verschiedener Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 gemäß den Figuren 4a) bis 4i) an einem Beispiel der Umschaltung vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand erläutert.The mode of operation of the function diagram 75 according to FIG. 3 will now be explained with reference to the time diagrams of different operating variables of the internal combustion engine 1 according to FIGS. 4a) to 4i) using an example of switching from the second operating state to the first operating state.
Gemäß Figur 4i) ist ein Signal B SU über den betrachteten Zeitraum ständig gesetzt und zeigt somit an, dass Schubabschaltung vorliegt. Ist das Signal B SU zurückgesetzt, so liegt keine Schubabschaltung vor. Das Signal B SU wird von der Motorsteuerung 25 erzeugt. Ferner zeigt Figur 4h) den Verlauf des Signals B hmb, dass wie beschrieben von den Mitteln 30 erzeugt wird. Dieses Signal B hmb ist bis zu einem ersten Zeitpunkt ti zu- rückgesetzt und wird zum Zeitpunkt ti gesetzt, um anschließend im gesetzten Zustand zu verbleiben. Das bedeutet, dass die Brennkraftmaschine 1 sich bis zum ersten Zeitpunkt ti im zweiten Betriebszustand und anschließend im ersten Betriebszustand befindet. Zum ersten Zeitpunkt ti wird also vom Vollmotorbetrieb in den Halbmotorbetrieb umgeschaltet. Gemäß Figur 4a) beträgt der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 bis zum ersten Zeit- punkt ti den Wert wdkl . Ohne die beschriebene Funktion des zweiten Funktionsdiagramms 75 würde auch nach dem ersten Zeitpunkt ti der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 den Wert wdkl einnehmen, also unverändert konstant bleiben, vorausgesetzt, es liegen konstante Randbedingungen insbesondere in Form eines konstanten Fahrerwunsches oder konstanter Anforderungen von anderen Fahrzeugsystemen, wie beispielsweise Antiblo- ckiersystem, Antriebschlupfregelung, Fahrdynamikregelung, Fahrgeschwindigkeitsregler oder dergleichen vor. Aufgrund der nach dem ersten Zeitpunkt ti abgeschalteten Zylinder im Halbmotorbetrieb und der dort fehlenden Ladungswechsel ändert sich der Abfluss im Saugrohr, das den Teil der Luftzufuhr stromab der Drosselklappe 5 kennzeichnet, im Sinne einer Verringerung dieses Abflusses. Somit steigt der Saugrohrdruck ps vom ersten Zeitpunkt ti ausgehend von einem ersten Wert psi asymptotisch bis auf einen zweitenAccording to FIG. 4i), a signal B SU is constantly set over the considered time period and thus indicates that overrun fuel cutoff has occurred. If signal B SU is reset, there is no fuel cut-off. The signal B SU is generated by the engine controller 25. Furthermore, FIG. 4h) shows the course of the signal B hmb which is generated by the means 30 as described. This signal B hmb is reset until a first time ti and is set at the time ti, in order subsequently to be in the set state remain. This means that the internal combustion engine 1 is in the second operating state until the first time ti and then in the first operating state. So at the first time ti is switched from full engine operation in the half-engine operation. According to FIG. 4 a), the degree of opening of the throttle flap 5 is the value wdkl up to the first time point ti. Without the described function of the second function diagram 75, the degree of opening of the throttle flap 5 would continue to remain constant after the first time t.sub.i, provided that there are constant boundary conditions, in particular in the form of a constant driver request or constant requests from other vehicle systems, such as For example, anti-lock system, traction control, vehicle dynamics control, cruise control or the like. Due to the deactivated after the first time ti cylinder in semi-motor operation and the lack of charge change there, the outflow in the intake manifold, which characterizes the part of the air supply downstream of the throttle valve 5, in the sense of reducing this outflow. Thus, the intake manifold pressure p s rises asymptotically from the first time ti starting from a first value p s i to a second value
Wert pS2 gemäß Figur 4c) an, weil der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 konstant bleibt. Der Verlauf des Saugrohrdruckes ps ist deshalb nicht sprunghaft sondern stetig, weil sich der Saugrohrdruck ps stromab der Drosselklappe 5 erst mit der Zeit aufbauen muss. Die Ladungswechselverluste sind bedingt durch das Druckverhältnis des Saugrohrdruckes ps zum Umgebungsdruck pu gemäß dem p- V-Diagramm der Brennkraftmaschine 1. Mit steigendem Saugrohrdruck ps fällt dabei das Ladungswechselverlustmoment. Zusätzlich werden die Ladungswechselverluste über die Einlass- und Auslassventile der Zylinder 11, ..., 18 kleiner, da nur noch die Hälfte der Zylinder 11, ..., 18 hinsichtlich des Ladungswechsels aktiv sind. Bis zum ersten Zeitpunkt ti beträgt dabei das gesamte Ladungswechsel- verlustmoment MdLWg gemäß Figur 4b) einen Wert MdI . Dabei entspricht das gesamteValue p S2 according to Figure 4c), because the degree of opening of the throttle valve 5 remains constant. The course of the intake pipe pressure p s is therefore not sudden but steady, because the intake manifold pressure p s downstream of the throttle valve 5 must build up only with time. The charge cycle losses are due to the pressure ratio of the intake manifold pressure p s to the ambient pressure p u according to the p-V diagram of the internal combustion engine 1. With increasing intake manifold pressure p s thereby falls the charge cycle loss torque. In addition, the charge cycle losses across the intake and exhaust valves of the cylinders 11, ..., 18 become smaller, since only half of the cylinders 11,..., 18 are active with respect to the charge exchange. Until the first time ti, the total charge cycle loss moment MdLWg according to FIG. 4b) is a value MdI. This corresponds to the entire
Ladungswechselverlustmoment MdLWg bis zum ersten Zeitpunkt ti dem Ladungswechselverlustmoment sowohl der ersten Zylinderbank 55 als auch der zweiten Zylinderbank 60. Das gesamte Ladungswechselverlustmoment MdLWg ist immer der Mittelwert der Ladungswechselverlustmomente der beiden Zylinderbänke 55, 60. Zum ersten Zeitpunkt ti springt das Ladungswechselverlustmoment MdLWHMB der zum ersten Zeitpunkt ti hinsichtlich des Ladungswechsels deaktivierten Zylinderbank auf den Wert Null. Aufgrund des steigenden Saugrohrdruckes ps vom ersten Zeitpunkt ti an fällt auch das Ladungswechselverlustmoment MdLWVMB der Zylinderbank, deren Zylinder auch nach dem ersten Zeitpunkt ti hinsichtlich des Ladungswechsels noch aktiviert sind asympto- tisch bis auf einen Wert Md3. Somit ergibt sich der Verlauf des gesamten Ladungswech- selverlustmomentes MdLWg als Mittelwert zwischen den Ladungswechselverlustmo- menten MdLWHMB, MdLWVMB der beiden Zylinderbänke wie in Figur 4b) dargestellt. Das gesamte Ladungswechselverlustmoment MdLWg springt deshalb zum ersten Zeitpunkt ti auf einen Wert Md2 = 1A MdI und sinkt von dort asymptotisch gegen einen Wert Md3/2, wobei im Beispiel nach Figur 4b) Md3 kleiner Md2 ist. Mit dem Ladedruck ps steigt auch die Füllung rl gemäß Figur 4d) vom ersten Zeitpunkt ti ausgehend von einem ersten Wert rll asymptotisch auf einen zweiten Wert rl2 an. Der Luftmassenstrom msdk über die Drosselklappe 5 bleibt gemäß Figur 4e) über die ganze betrachtete Zeitdauer konstant unter der Voraussetzung, dass die Brennkraftmaschine 1 im überkritischen Be- triebsbereich betrieben wird, in dem sich die Luft in der Luftzufuhr 10 mit Schallgeschwindigkeit bewegt.Charge change loss torque MdLWg until the first time ti the charge cycle loss torque of both the first cylinder bank 55 and the second cylinder bank 60th The total charge cycle loss MdLWg is always the average of the charge cycle torque loss of the two cylinder banks 55, 60. At the first time ti jumps the charge cycle loss torque MdLWHMB the first time ti with regard to the change of charge deactivated cylinder bank to the value zero. Due to the increasing intake pipe pressure p s from the first time ti on, the charge cycle loss torque MdLWVMB of the cylinder bank, whose cylinders are still activated with respect to the charge exchange even after the first time ti, falls asymptotically down to a value Md3. This results in the course of the entire charge cycle. loss torque MdLWg as the mean value between the charge cycle loss moments MdLWHMB, MdLWVMB of the two cylinder banks as shown in FIG. 4b). The entire charge cycle loss torque MdLWg therefore jumps to a value Md2 = 1 A MdI at the first time ti and asymptotically decreases therefrom to a value Md3 / 2, in the example according to FIG. 4b) Md3 being smaller Md2. With the boost pressure p s , the charge rl according to FIG. 4d) also rises asymptotically from a first time ti starting from a first value r11 to a second value rl2. According to FIG. 4e), the air mass flow msdk via the throttle valve 5 remains constant over the entire time considered, provided that the internal combustion engine 1 is operated in the supercritical operating range in which the air in the air supply 10 moves at the speed of sound.
Auch das Reibmoment MdR gemäß Figur 4f) wird als über der gesamten Zeitdauer konstant angenommen. Das Kupplungsmoment MdK als Differenz zwischen dem inneren Moment Mi und dem gesamten Verlustmoment Mv der Brennkraftmaschine 1 springt zum ersten Zeitpunkt ti von einem Wert Md6 auf einen Wert Md7 > Md6 und steigt vom Wert Md7 für Zeiten t > ti auf einen Wert Md4 gemäß der gestrichelten Linie in Figur 4g) an. Dabei ist das Verlustmoment Mv der Brennkraftmaschine 1 gleich der Summe aus dem Reibmoment MdR und dem gesamten Ladungswechselverlustmoment MdLWg. In- sofern ist bei angenommenem konstanten inneren Moment Mi = O der Brennkraftmaschine 1 der Verlauf des Kupplungsmomentes MdK invers zum Verlauf des gesamten Ladungswechselverlustmomentes MdLWg.The frictional torque MdR according to FIG. 4f) is also assumed to be constant over the entire time duration. The clutch torque MdK as the difference between the internal torque Mi and the total torque loss Mv of the internal combustion engine 1 jumps from a value Md6 to a value Md7> Md6 at the first time ti and increases from the value Md7 for times t> ti to a value Md4 according to the dashed line Line in Figure 4g). In this case, the loss torque Mv of the internal combustion engine 1 is equal to the sum of the friction torque MdR and the total charge cycle loss torque MdLWg. Insofar, assuming a constant internal moment Mi = O of the internal combustion engine 1, the profile of the clutch torque MdK is inverse to the course of the total charge-exchange torque MdLWg.
Mittels des erfindungsgemäßen Funktionsdiagramms 75 nach Figur 3 wird insbesondere beginnend mit dem ersten Zeitpunkt ti das Ladungswechselverlustmoment MdLWVMB in der beschriebenen Weise erfasst und daraus mit Hilfe des pV-Diagramms der zugehörige Saugrohrdruck ps und daraus die zugehörige Füllung rl und daraus die erforderliche Stellung der Drosselklappe 5 zur Kompensation der genannten Änderungen der Füllung rl, des Saugrohrruckes ps und des Ladungswechselverlustmomentes MdLWVMB ermit- telt. Diese Stellung der Drosselklappe 5 wird zum ersten Zeitpunkt ti durch die Betätigungsmittel 35 eingestellt, was sich in einer Änderung vom Öffnungsgrad wdkl zum Öffnungsgrad wdk2 < wdkl zum ersten Zeitpunkt ti gemäß dem durchgezogenen Verlauf des Öffnungsgrades wdk nach Figur 4a) äußert. Dies führt letztlich dazu, dass die Füllung rl gemäß dem gestrichelten Verlauf in Figur 4d) nach dem ersten Zeitpunkt ti im Ver- gleich zu vor dem ersten Zeitpunkt ti konstant verläuft genauso wie der Saugrohrdruck ps. Für den Verlauf des gesamten Ladungswechselverlustmomentes MdLWg gemäß der durchgezogenen Linie in Figur 4b) bedeutet dies, dass das gesamte Ladungswechselver- lustmoment MdLWg nach dem Sprung auf den Wert Md2 = 0,5 * MdI zum ersten Zeitpunkt ti anschließend asymptotisch wieder gegen den Wert MdI ansteigt. In entsprechen- der Weise springt das Kupplungsmoment MdK zum ersten Zeitpunkt ti vom Wert Md6 auf den Wert Md7 > Md6 an, um anschließend asymptotisch gegen den Wert Md6 zurückzugehen. Insoweit kann das Kupplungsmoment MdK beim erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zum gestrichelten Verlauf bis auf den genannten Sprung weitgehend konstant am Wert Md6 gehalten werden. Dies führt dazu, dass der Fahrer des von der Brennkraftmaschine 1 angetriebenen Kraftfahrzeugs die Umschaltung vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand zum ersten Zeitpunkt ti möglichst wenig (verursacht durch den genannten Sprung) oder gar nicht wahrnimmt.By means of the functional diagram 75 according to the invention according to FIG. 3, the charge cycle torque MdLWVMB is detected in the described manner, in particular beginning with the first time ti, and from this with the aid of the pV diagram the associated intake manifold pressure p s and therefrom the associated charge rl and therefrom the required position of the throttle valve 5 for compensation of said changes in the filling rl, the intake manifold pressure p s and the charge exchange torque MdLWVMB determined. This position of the throttle valve 5 is set at the first time ti by the actuating means 35, which manifests itself in a change from the opening degree wdkl to the opening degree wdk2 <wdkl at the first time ti in accordance with the solid curve of the opening degree wdk according to FIG. 4a). This ultimately leads to the filling rl according to the dashed curve in Figure 4d) after the first time ti in comparison to before the first time ti is constant as well as the intake manifold pressure p s . For the course of the entire charge cycle loss torque MdLWg according to the solid line in FIG. 4b), this means that the entire charge cycle loss torque MdLWg subsequently rises asymptotically again towards the value MdI after the jump to the value Md2 = 0.5 * MdI at the first time ti , In a corresponding manner, the clutch torque MdK jumps from the value Md6 to the value Md7> Md6 at the first time ti, in order then to return asymptotically to the value Md6. In that regard, the clutch torque MdK in the process according to the invention in comparison to the dashed curve can be kept largely constant at the value Md6 up to the said jump. As a result, the driver of the motor vehicle driven by the internal combustion engine 1 does not perceive the changeover from the second operating state to the first operating state at the first time ti as little as possible (caused by said jump) or not at all.
Somit wird also durch die beschriebene erfindungsgemäße Maßnahme der Saugrohr- druckanstieg vom ersten Zeitpunkt ti an annähernd vollständig kompensiert. Folglich bleibt der Saugrohrdruck ps wie beschrieben annähernd konstant. Bleibt der Saugrohrdruck ps annähernd konstant, so wird auch das Druckverhältnis Saugrohrdruck ps zum Umgebungsdruck pu konstant bleiben. Dies führt wie beschrieben dazu, dass das gesamte Ladungswechselverlustmoment MdLWg nach dem Sprung zum Zeitpunkt ti wieder auf den ursprünglichen Wert MdI asymptotisch zurückkehrt wie infolge dazu das Kupplungsmoment MdK nach dem Sprung zum ersten Zeitpunkt ti asymptotisch auf den Ursprungswert Md6 zurückkehrt.Thus, therefore, the Saugrohr- pressure increase from the first time ti is approximately completely compensated by the inventive measure described. Consequently, the intake manifold pressure p s remains approximately constant as described. If the intake manifold pressure p s remains approximately constant, then the pressure ratio intake manifold pressure p s to the ambient pressure p u will remain constant. As described, this leads to the fact that the entire charge cycle loss torque MdLWg asymptotically returns to the original value MdI after the jump at time ti, as a result of which the clutch torque MdK returns asymptotically to the original value Md6 after the jump at the first time ti.
Wird vom Halbmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb umgeschaltet, so kann in entspre- chender Weise ein Ruck der Brennkraftmaschine 1 durch diese Umschaltung weitgehend dadurch vermieden werden, dass analog z. B. nach Figur 4 der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 mit der Umschaltung in den Vollmotorbetrieb geeignet erhöht wird, um das gesamte Ladungswechselverlustmoment MdLWg und damit das Kupplungsmoment MdK nach dem durch das Umschalten bedingten Sprung asymptotisch auf den Wert zurückzu- führen, der unmittelbar vor dem Sprung und damit vor der Umschaltung in den Vollmotorbetrieb vorlag. In entsprechender Weise verhalten sich auch der Saugrohrdruck ps und die Füllung rl bei der Umschaltung vom Halbmotorbetrieb in den Vollmotorbetrieb annähernd konstant. Die Aussetzung des Ladungswechsels über den mindestens einen Zylinder 11, 12, ..., 18 erfolgt durch dauerhaftes Schließen seiner Einlass- und/oder Auslassventile oder mit anderen Worten durch Deaktivierung seines Ventiltriebs auf Einlass- und/oder Auslassseite. Die Aktivierung des Ladungswechsels über den mindestens einen Zylinder 11, 12, ..., 18 erfolgt durch Betrieb der Einlass- und/oder Auslassventile dieses mindestens einen Zylinders 11, 12, ..., 18 in herkömmlicher und oben beschriebener Weise, die mit anderen Worten auch als Aktivierung des Ventiltriebs dieses mindestens einen Zylinders auf Einlass- und/oder Auslassseite bezeichnet wird.When switching over from the half-engine operation to the full-engine operation, a jerk of the internal combustion engine 1 can be largely avoided by this switching in a corresponding manner, such that analogously z. B. the degree of opening of the throttle valve 5 is appropriately increased with the switch to full engine operation to asymptotically return the entire charge cycle loss torque MdLWg and thus the clutch torque MdK after the jump caused by switching to the value immediately before the jump and thus before the switch to full engine operation was present. In a corresponding manner, the intake manifold pressure p s and the charge rl behave approximately constant during the switchover from half engine operation to full engine operation. The suspension of the charge exchange via the at least one cylinder 11, 12, ..., 18 takes place by permanently closing its intake and / or exhaust valves or in other words by deactivating its valve drive on the intake and / or exhaust side. The activation of the charge exchange via the at least one cylinder 11, 12, ..., 18 takes place by operating the intake and / or exhaust valves of this at least one cylinder 11, 12, ..., 18 in a conventional manner and described above, with In other words, as activation of the valve train of this at least one cylinder on the inlet and / or outlet side is called.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zumBy the inventive method and the inventive device for
Betreiben der Brennkraftmaschine 1 wird es ermöglicht, insbesondere in einem unbefeu- erten Zustand der Brennkraftmaschine 1, eine weitgehend ruckfreie Umschaltung zwischen zwei Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 1 durchzuführen, die sich hinsichtlich der Anzahl der Zylinder unterscheiden, die hinsichtlich des Ladungswechsels akti- viert sind. Operation of the internal combustion engine 1 makes it possible, in particular in an unfired state of the internal combustion engine 1, to carry out largely smooth switching between two operating states of the internal combustion engine 1, which differ with regard to the number of cylinders that are activated with regard to the charge exchange.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere in einem unbefeuer- ten Zustand, wobei der Brennkraftmaschine (1) über ein Stellglied (5) in einer Luftzufuhr (10) Luft zugeführt wird und die der Brennkraftmaschine (1) zugeführte Luftmenge durch die Stellung des Stellgliedes (5) beeinflusst wird und wobei ein Ladungswechselzustand mindestens eines Zylinders (11, 12, ..., 18) der Brennkraftmaschine (1) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit Veränderung des Ladungswechselzustands des mindestens einen Zylinders (11, 12, ..., 18) die Stellung des Stellgliedes (5) in der Luftzufuhr (10) verändert wird.1. A method for operating an internal combustion engine (1), in particular in a non-fired state, wherein the internal combustion engine (1) via an actuator (5) in an air supply (10) air is supplied and the internal combustion engine (1) supplied amount of air the position of the actuator (5) is influenced and wherein a charge-exchange state of at least one cylinder (11, 12, ..., 18) of the internal combustion engine (1) is changed, characterized in that with a change in the charge-transfer state of the at least one cylinder (11, 12, ..., 18) the position of the actuator (5) in the air supply (10) is changed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Aussetzung eines zuvor aktivierten Ladungswechsels über mindestens einen Zylinder (11, 12, ..., 18) die Stellung des Stellgliedes (5) in der Luftzufuhr (10) im Sinne einer Reduzierung der der Brennkraftmaschine (1) zugeführten Luftmenge verändert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that with exposure of a previously activated charge exchange via at least one cylinder (11, 12, ..., 18), the position of the actuator (5) in the air supply (10) in the sense of reducing the the internal combustion engine (1) supplied amount of air is changed.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Aktivierung eines zuvor ausgesetzten Ladungswechsels über mindestens einen Zylinder (11, 12, ..., 18) die Stellung des Stellgliedes (5) in der Luftzufuhr (10) im Sinne einer Erhöhung der der Brennkraftmaschine (1) zugeführten Luftmenge verändert wird.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that with activation of a previously exposed charge exchange via at least one cylinder (11, 12, ..., 18), the position of the actuator (5) in the air supply (10) in the sense of Increase of the internal combustion engine (1) supplied amount of air is changed.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Stellgliedes (5) in der Luftzufuhr (10) um einen vorgegebenen Wert verändert wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the position of the actuator (5) in the air supply (10) is changed by a predetermined value.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert derart ermittelt wird, dass nach der Veränderung des Ladungswechselzustands des mindestens einen Zylinders (11, 12, ..., 18) und der gleichzeitig dazu erfolgenden Veränderung der Stellung des Stellgliedes (5) das Kupplungsmoment konstant bleibt.5. The method according to claim 4, characterized in that the predetermined value is determined such that after the change of the gas exchange state of the at least one cylinder (11, 12, ..., 18) and simultaneously taking place to change the position of the actuator ( 5) the clutch torque remains constant.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert durch Applikation oder Modellierung ermittelt wird.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the predetermined value is determined by application or modeling.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der La- dungswechsel bei der Hälfte der Zylinder (11, 12, ..., 18), insbesondere bei jedem zweiten7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the charge change in the case of half of the cylinders (11, 12, ..., 18), in particular every second
Zylinder (11, 12, ..., 18) der Zündreihenfolge, verändert wird.Cylinder (11, 12, ..., 18) of the firing order, is changed.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungswechsel über den mindestens einen Zylinder (11, 12, ..., 18) durch Deaktivierung des- sen Ventiltriebs auf Einlass- und/oder Auslassseite ausgesetzt oder durch Aktivierung dessen Ventiltriebs auf Einlass- und/oder Auslassseite aktiviert wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the charge exchange via the at least one cylinder (11, 12, ..., 18) by deactivating its valvetrain on the inlet and / or outlet side exposed or by activating the valve train is activated on the inlet and / or outlet side.
9. Vorrichtung (25) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere in einem unbe- feuerten Zustand, wobei die Brennkraftmaschine (1) ein Stellglied (5) in einer Luftzufuhr (10) der Brennkraftmaschine (1) zur Beeinflussung der der Brennkraftmaschine (1) zugeführten Luftmenge umfasst, mit Mitteln (30), die einen Ladungswechselzustand mindestens eines Zylinders (11, 12, ..., 18) der Brennkraftmaschine (1) verändern, dadurch gekennzeichnet, dass Betätigungsmittel (35) vorgesehen sind, die mit Veränderung des Ladungswechselzustands des mindestens einen Zylinders (11, 12, ..., 18) die Stellung des Stellglie- des (5) in der Luftzufuhr (10) verändern. 9. Device (25) for operating an internal combustion engine (1), in particular in an un-fired state, wherein the internal combustion engine (1) an actuator (5) in an air supply (10) of the internal combustion engine (1) for influencing the internal combustion engine ( 1), with means (30) which change a state of charge change of at least one cylinder (11, 12, ..., 18) of the internal combustion engine (1), characterized in that actuation means (35) are provided which change the change of charge state of the at least one cylinder (11, 12, ..., 18), the position of the Stellglie- change (5) in the air supply (10).
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